JPH0757294B2 - ガスフィルタ装置 - Google Patents
ガスフィルタ装置Info
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- JPH0757294B2 JPH0757294B2 JP62307345A JP30734587A JPH0757294B2 JP H0757294 B2 JPH0757294 B2 JP H0757294B2 JP 62307345 A JP62307345 A JP 62307345A JP 30734587 A JP30734587 A JP 30734587A JP H0757294 B2 JPH0757294 B2 JP H0757294B2
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- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
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- B01D24/10—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は濾過に関するものであり、特にフイルタ媒質中
を低速で通過する大流量のガス体の濾過に関する。
を低速で通過する大流量のガス体の濾過に関する。
周知のように、濾過効率は使用されるフイルタ媒質の性
質と粒径、およびフイルタ媒質層によって形成された水
平濾過床または非水平濾過床の厚さに依存している。
質と粒径、およびフイルタ媒質層によって形成された水
平濾過床または非水平濾過床の厚さに依存している。
この厚さを経時的に保持する問題は、粒子を含有するガ
スを大気中に放出する前に濾過する必要のある若干の用
途においては極めて重要である。この厚さが減少すれ
ば、濾過効率の低下をもたらし、使用されるフイルタの
特性を劣化させ、これはフイルタ装置の環境に対する無
視できない危険を生じる。
スを大気中に放出する前に濾過する必要のある若干の用
途においては極めて重要である。この厚さが減少すれ
ば、濾過効率の低下をもたらし、使用されるフイルタの
特性を劣化させ、これはフイルタ装置の環境に対する無
視できない危険を生じる。
これは特に、加圧水型原子炉に装備された安全装置の場
合である。重大の事故の確率は極めて低いが、過度の内
圧上昇による閉じこめ機能に対する不可逆的悪影響を防
止する事が試みられている。すなわち、原子炉閉じこめ
殻体の破壊の危険を除くために、発生ガスを膨張させ濾
過する安全装置を原子炉閉じこめ殻体に接続する必要が
あると思われる。
合である。重大の事故の確率は極めて低いが、過度の内
圧上昇による閉じこめ機能に対する不可逆的悪影響を防
止する事が試みられている。すなわち、原子炉閉じこめ
殻体の破壊の危険を除くために、発生ガスを膨張させ濾
過する安全装置を原子炉閉じこめ殻体に接続する必要が
あると思われる。
このような用途における操作条件が特に厳しい事に留意
しなければならない。事故の際に濾過されなければなら
ないガス混合物（空気、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭
素およびエアロゾルを含む）は、140℃の温度、５絶対
バールの気圧、および3.5kg/sもの高流量で原子炉閉じ
こめ殻体から出る。この高流量をもってフイルタ装置に
達するガス混合物は先ず膨張させられ（1.1バール
で）、つぎにフイルタ媒質によって濾過され、この際に
ガス混合物はフイルタ媒質の導入側と排出側において高
速を有するが、フイルタ層の中を低速で通過する。
しなければならない。事故の際に濾過されなければなら
ないガス混合物（空気、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭
素およびエアロゾルを含む）は、140℃の温度、５絶対
バールの気圧、および3.5kg/sもの高流量で原子炉閉じ
こめ殻体から出る。この高流量をもってフイルタ装置に
達するガス混合物は先ず膨張させられ（1.1バール
で）、つぎにフイルタ媒質によって濾過され、この際に
ガス混合物はフイルタ媒質の導入側と排出側において高
速を有するが、フイルタ層の中を低速で通過する。
このような状態を評価するために、多くの小規模実験が
実施された。
実施された。
特に興味ある実験が、米国、オハイオ、コロンバスで19
85年末に開催された国際シンポジウムの議事録に報告さ
れている。
85年末に開催された国際シンポジウムの議事録に報告さ
れている。
PITEAS研究−開発プログラムの一部として、実験的に砂
フイルタが開発され、多数の実験において濾過されるガ
スの特性を変更しながら、この砂フイルタを使用した。
フイルタが開発され、多数の実験において濾過されるガ
スの特性を変更しながら、この砂フイルタを使用した。
これらの実験において、フイルタ装置の導入側と排出側
において試料を採取する事によって、所要の特性に対応
する平均粒径（0.7mmのオーダ）と深さ（約800mm）を有
する砂フイルタ媒質の実験的有効性を示す事ができた。
において試料を採取する事によって、所要の特性に対応
する平均粒径（0.7mmのオーダ）と深さ（約800mm）を有
する砂フイルタ媒質の実験的有効性を示す事ができた。
使用されたフイルタ装置は直径約１メートルの円筒形ガ
ラスケーシングを含み、その上部に導入管、その下部に
排出管を備え、これらの垂直管がケーシングの本体と同
軸である。このケーシングは、深さ800mmの水平床を成
す微細砂層を含む。勿論、フイルタ媒質の支持手段と、
濾過されたガスを捕集して排出口まで搬送する手段とを
配備する必要があった。
ラスケーシングを含み、その上部に導入管、その下部に
排出管を備え、これらの垂直管がケーシングの本体と同
軸である。このケーシングは、深さ800mmの水平床を成
す微細砂層を含む。勿論、フイルタ媒質の支持手段と、
濾過されたガスを捕集して排出口まで搬送する手段とを
配備する必要があった。
砂層の下方に支持手段として、順次に下記のものが配置
された。
された。
−フイルタ媒質の粒径（約2mm）より実質的に大なる平
均粒径を有する深さ50mmの「支持」砂層、 −支持層中の砂の平均粒径より小なるメッシュサイズを
有する金属メッシュ、 −市販の圧延型材によって機械的に支持されたメッキ鋼
グリッド。
均粒径を有する深さ50mmの「支持」砂層、 −支持層中の砂の平均粒径より小なるメッシュサイズを
有する金属メッシュ、 −市販の圧延型材によって機械的に支持されたメッキ鋼
グリッド。
回収手段として、ケーシングの下部に、前記グリッドと
濾過されたガスの排出手段を備えた底壁との間に自由ス
ペースを備えた。
濾過されたガスの排出手段を備えた底壁との間に自由ス
ペースを備えた。
この砂フイルタ基本設計から実規模のフイルタ装置に拡
大する際に、多くの困難があった。
大する際に、多くの困難があった。
先ず第一に、支持砂層の存在がフイルタ媒質の挿入作業
を困難にする。なぜかならば、フイルタ媒質の一定厚さ
を保証するには当然に支持層の一定厚さを保証する必要
があるからである。またフイルタ媒質の装入後にこの厚
さをチェックする事は不可能であろう（支持層の深さは
一部でしか測定されない。）正確な深さの支持層なしで
は装入作業は不可能であるから、これが第一の問題点で
ある。
を困難にする。なぜかならば、フイルタ媒質の一定厚さ
を保証するには当然に支持層の一定厚さを保証する必要
があるからである。またフイルタ媒質の装入後にこの厚
さをチェックする事は不可能であろう（支持層の深さは
一部でしか測定されない。）正確な深さの支持層なしで
は装入作業は不可能であるから、これが第一の問題点で
ある。
つぎに濾過されたガスの回収のためにケーシング底部に
自由スペースを備える必要があるので、フイルタ媒質支
持構造の圧潰という無視できない危険性がある。支持構
造の金属部材が凝縮現象またはフイルタ媒質との化学反
応の故に腐食されないとは断言できないのであるから、
前記の圧潰の可能性は排除できない。このような腐食は
確率が低いとしても、これを考慮しなければならない。
従って、フイルタ媒質の支持構造が中長期的に圧潰しフ
イルタが崩壊する危険がある。
自由スペースを備える必要があるので、フイルタ媒質支
持構造の圧潰という無視できない危険性がある。支持構
造の金属部材が凝縮現象またはフイルタ媒質との化学反
応の故に腐食されないとは断言できないのであるから、
前記の圧潰の可能性は排除できない。このような腐食は
確率が低いとしても、これを考慮しなければならない。
従って、フイルタ媒質の支持構造が中長期的に圧潰しフ
イルタが崩壊する危険がある。
圧潰の危険を除去するために、底部の自由スペースを砂
で充填する事も考えられるが、これは、ガスの回収に関
しては、水頭損失、排出口における不十分な速度増大、
構造重量に関しては約70トンの追加重量、また当然にコ
ストに関しては、砂そのもののコストと機械的支持構造
の強化コストという望ましくない結果をもたらす。
で充填する事も考えられるが、これは、ガスの回収に関
しては、水頭損失、排出口における不十分な速度増大、
構造重量に関しては約70トンの追加重量、また当然にコ
ストに関しては、砂そのもののコストと機械的支持構造
の強化コストという望ましくない結果をもたらす。
水フイルタの採用と適用も考慮される。この種のフイル
タはこの場合の砂と同等の粒状材料フイルタを含むから
である。
タはこの場合の砂と同等の粒状材料フイルタを含むから
である。
しかし、この種の水フイルタは、向流フイルタ（床上に
順次に粗大砂利支持層、粗大砂利フイルタ層、二重微細
砂フイルタ層の４層を含む）であれ、ホイーラフイルタ
等の単純水環流フイルタ（コンクリート床を備え、この
床の中にピラミッド型セルを有し、これらのセルをセラ
ミックスボールによって充填し、その上に順次に小粒径
の粒子層を配置し最後に微細砂層を配置した構造）であ
れ、底部に自由スペースを備えた堅固な支持床を含む。
故に、これらの技術は、フイルタ媒質支持構造の圧潰の
危険性を除去するための教訓を与えていない。さらに、
目標用途にこの種のフイルタを採用する事は、フイルタ
媒質の出口において高いガス速度を得るために非常に高
い運転圧を使用する必要があり、従ってこのような条件
に対応するための巨大な構造を必要とする。
順次に粗大砂利支持層、粗大砂利フイルタ層、二重微細
砂フイルタ層の４層を含む）であれ、ホイーラフイルタ
等の単純水環流フイルタ（コンクリート床を備え、この
床の中にピラミッド型セルを有し、これらのセルをセラ
ミックスボールによって充填し、その上に順次に小粒径
の粒子層を配置し最後に微細砂層を配置した構造）であ
れ、底部に自由スペースを備えた堅固な支持床を含む。
故に、これらの技術は、フイルタ媒質支持構造の圧潰の
危険性を除去するための教訓を与えていない。さらに、
目標用途にこの種のフイルタを採用する事は、フイルタ
媒質の出口において高いガス速度を得るために非常に高
い運転圧を使用する必要があり、従ってこのような条件
に対応するための巨大な構造を必要とする。
本発明の目的は、特にフイルタ媒質支持構造の圧潰の危
険に関して簡単で、比較的経済的で、信頼できる構造を
使用する事により、前記の欠点を克服するように設計さ
れたフイルタ装置を提供するにある。
険に関して簡単で、比較的経済的で、信頼できる構造を
使用する事により、前記の欠点を克服するように設計さ
れたフイルタ装置を提供するにある。
本発明の他の目的は、回収装置中のガス速度とフイルタ
媒質中のガス速度との高い比率、すなわち例えば100:1
またはこれ以上の比率を得る事を可能とするフイルタ装
置を提供するにある。
媒質中のガス速度との高い比率、すなわち例えば100:1
またはこれ以上の比率を得る事を可能とするフイルタ装
置を提供するにある。
本発明は、全体として円筒形のケーシングを含み、この
ケーシングは閉鎖底部と、濾過されるべきガスを前記ケ
ーシングの上部に導入する入口手段と、前記ケーシング
の下部の側面に配置されて濾過されたガスを排出する出
口手段と、濾過されるべきガスを低速で通過させる粒状
フイルタ媒質層から成る所定厚さの水平フイルタ床と、
前記フイルタ媒質より大なる平均粒径を有する軽量粒状
材料の層から成り前記ケーシングの前記閉鎖底部まで延
在するフイルタ媒質支持手段と、濾過されたガスを回収
して前記出口手段まで送る手段とを有し、前記の濾過さ
れたガスの回収送り手段は前記支持層の中に配置され前
記ガスを通過させる壁体を有する複数の管部材と、前記
管部材がガスを排出し外周部に前記出口手段を備えた環
状マニホルドとを含むガスフイルタ装置にある。
ケーシングは閉鎖底部と、濾過されるべきガスを前記ケ
ーシングの上部に導入する入口手段と、前記ケーシング
の下部の側面に配置されて濾過されたガスを排出する出
口手段と、濾過されるべきガスを低速で通過させる粒状
フイルタ媒質層から成る所定厚さの水平フイルタ床と、
前記フイルタ媒質より大なる平均粒径を有する軽量粒状
材料の層から成り前記ケーシングの前記閉鎖底部まで延
在するフイルタ媒質支持手段と、濾過されたガスを回収
して前記出口手段まで送る手段とを有し、前記の濾過さ
れたガスの回収送り手段は前記支持層の中に配置され前
記ガスを通過させる壁体を有する複数の管部材と、前記
管部材がガスを排出し外周部に前記出口手段を備えた環
状マニホルドとを含むガスフイルタ装置にある。
前記フイルタ媒質が前記支持層中へ離脱する事を防止し
前記水平フイルタの所定の厚さを保持するため、好まし
くは前記フイルタ床と前記支持層との間に可撓性メッシ
ュ部材が配置され、１実施態様において、このメッシュ
部材は例えばガラス繊維の織布である。
前記水平フイルタの所定の厚さを保持するため、好まし
くは前記フイルタ床と前記支持層との間に可撓性メッシ
ュ部材が配置され、１実施態様において、このメッシュ
部材は例えばガラス繊維の織布である。
前記の支持層を構成する前記の軽量粒状材料は、望まし
くは膨張粘土などの大平均粒径を有する膨張材料であ
る。
くは膨張粘土などの大平均粒径を有する膨張材料であ
る。
前記支持層の中に配置された前記管部材はすべて実質的
に同一の水平面に配置される。前記支持層の中に配置さ
れた前記管部材はすべて実質的に同一方向に配置された
複数のスクリーンである。１つの実施態様において前記
の各スクリーンは平滑な自由端部を有し、前記ケーシン
グは各自由端部を受けるためにその壁体中に開口を有す
る。
に同一の水平面に配置される。前記支持層の中に配置さ
れた前記管部材はすべて実質的に同一方向に配置された
複数のスクリーンである。１つの実施態様において前記
の各スクリーンは平滑な自由端部を有し、前記ケーシン
グは各自由端部を受けるためにその壁体中に開口を有す
る。
フイルタ媒質の進入の危険を防止するため、前記スクリ
ーンは、前記フイルタ媒質の平均粒径より小さい穴また
はみぞ穴を備えた壁体を有する。
ーンは、前記フイルタ媒質の平均粒径より小さい穴また
はみぞ穴を備えた壁体を有する。
大寸法のスクリーンを使用しやすくするため、前記スク
リーンは望ましくはそれぞれ２個のスクリーン半体から
成り、これらのスクリーン半体は前記ケーシングの共通
直径から両側に延在し、この直径上に横げたが配置さ
れ、この横げたに対して前記の半体の末端が固着されて
いる。
リーンは望ましくはそれぞれ２個のスクリーン半体から
成り、これらのスクリーン半体は前記ケーシングの共通
直径から両側に延在し、この直径上に横げたが配置さ
れ、この横げたに対して前記の半体の末端が固着されて
いる。
前記管部材がガスを排出する前記環状マニホルドは好ま
しくは実質的に長方形断面を有する環状体である。１つ
の実施態様において、前記ケーシングの側壁は前記管部
材の自由端部を通す穴を含み、前記側面出口手段を担持
した前記環状マニホルドは前記の穴を覆うように前記ケ
ーシングの側壁に対して固着され、これらの穴は好まし
くはこの壁体の外周に沿って規則的に分布される。
しくは実質的に長方形断面を有する環状体である。１つ
の実施態様において、前記ケーシングの側壁は前記管部
材の自由端部を通す穴を含み、前記側面出口手段を担持
した前記環状マニホルドは前記の穴を覆うように前記ケ
ーシングの側壁に対して固着され、これらの穴は好まし
くはこの壁体の外周に沿って規則的に分布される。
前記フイルタ装置は、前記フイルタ床が前記の所定厚さ
を有するときにこのフイルタ媒質の表面に対応するレベ
ルにおいて前記ケーシングの中に配置された横方向通路
を含む。これにより、フイルタ媒質層の上方を歩いてこ
の層のレベルを確認する事ができる。１つの実施態様に
おいて、前記通路は前記ケーシングの二つの直径上に配
置された十字形を成し、また前記ケーシングの前記側壁
は前記通路に入るための少なくとも１つのマンホールを
含む。
を有するときにこのフイルタ媒質の表面に対応するレベ
ルにおいて前記ケーシングの中に配置された横方向通路
を含む。これにより、フイルタ媒質層の上方を歩いてこ
の層のレベルを確認する事ができる。１つの実施態様に
おいて、前記通路は前記ケーシングの二つの直径上に配
置された十字形を成し、また前記ケーシングの前記側壁
は前記通路に入るための少なくとも１つのマンホールを
含む。
前記フイルタ媒体は好ましくは実質的に0.7mmに等しい
平均粒径を有する砂であり、また前記支持層を構成する
前記軽量材料は10乃至25mmの平均粒径を有する膨張粘土
である。１つの実施態様において、前記管部材は前記支
持層の上部に配置され、約0.4mm幅の穴またはみぞ穴を
壁体中に備えた平行スクリーンから成る。
平均粒径を有する砂であり、また前記支持層を構成する
前記軽量材料は10乃至25mmの平均粒径を有する膨張粘土
である。１つの実施態様において、前記管部材は前記支
持層の上部に配置され、約0.4mm幅の穴またはみぞ穴を
壁体中に備えた平行スクリーンから成る。
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。
る。
第１図および第２図に図示のガスフイルタ装置は、上部
２と下部４から成る全体として円筒形のケーシング２を
含み、上下の部分２と４はいずれもドーム形であって、
後者は円筒形スカート５によって包囲される。ケーシン
グ２の上部に、濾過されるガスを送入するための導入管
６が配備されている。この導入管６は、ケーシングの上
部に固着されたブラケット７によって支持され、圧力計
８とテスト用採取口９とを含む。この導入管はケーシン
グ２の軸線10とレベルにおいて、拡散用円錐体11の上に
排気する。
２と下部４から成る全体として円筒形のケーシング２を
含み、上下の部分２と４はいずれもドーム形であって、
後者は円筒形スカート５によって包囲される。ケーシン
グ２の上部に、濾過されるガスを送入するための導入管
６が配備されている。この導入管６は、ケーシングの上
部に固着されたブラケット７によって支持され、圧力計
８とテスト用採取口９とを含む。この導入管はケーシン
グ２の軸線10とレベルにおいて、拡散用円錐体11の上に
排気する。
この好ましい実施態様において、導入管６に入るガスは
フイルタ装置の入り口側においてダイヤフラムオリフィ
ス（図示されず）によって予め膨張させられ、その圧力
を５絶対バールから1.1絶対バールに低下している。こ
の本発明によるフイルタ装置はガスの下方への１方向流
れによって作動するように設計されている。濾過は高ガ
ス流量によって実施され、使用されるフイルタ媒質の導
入側と導出側において高速（例えば40m/sのオーダ）と
し、ガスはフイルタ媒質中を低速（0.1m/s）で通過す
る。濾過される流体が高速でフイルタに装入されるの
は、主として管の断面を縮小して装置の重量とコストを
低減し、またガスが水蒸気を装入されている場合に凝縮
物を排出するためである。
フイルタ装置の入り口側においてダイヤフラムオリフィ
ス（図示されず）によって予め膨張させられ、その圧力
を５絶対バールから1.1絶対バールに低下している。こ
の本発明によるフイルタ装置はガスの下方への１方向流
れによって作動するように設計されている。濾過は高ガ
ス流量によって実施され、使用されるフイルタ媒質の導
入側と導出側において高速（例えば40m/sのオーダ）と
し、ガスはフイルタ媒質中を低速（0.1m/s）で通過す
る。濾過される流体が高速でフイルタに装入されるの
は、主として管の断面を縮小して装置の重量とコストを
低減し、またガスが水蒸気を装入されている場合に凝縮
物を排出するためである。
このようにして、濾過されるガスが低速で通過する粒状
フイルタ媒質12の層が限定され、この層は所定厚さの水
平床を成す。使用されるフイルタ媒質は、平均粒径約0.
7mmの砂とし、またはこの種の用途に適したその他の材
料、例えば小ガラス球とする事ができる。ガス圧を1.1
絶対バールとしてフイルタ媒質の中を低速でガスを通過
させるためには大面積を必要とする。例えば、0.1m/sの
ガス速度を得るには、42m2のオーダのフイルタ断面積を
選ばれなければならない。このような条件において、フ
イルタ媒質を支持する手段と、濾過されたガスを回収し
これをケーシングの出口まで送る手段とを具備した構造
のサイズは容易に想像できる。
フイルタ媒質12の層が限定され、この層は所定厚さの水
平床を成す。使用されるフイルタ媒質は、平均粒径約0.
7mmの砂とし、またはこの種の用途に適したその他の材
料、例えば小ガラス球とする事ができる。ガス圧を1.1
絶対バールとしてフイルタ媒質の中を低速でガスを通過
させるためには大面積を必要とする。例えば、0.1m/sの
ガス速度を得るには、42m2のオーダのフイルタ断面積を
選ばれなければならない。このような条件において、フ
イルタ媒質を支持する手段と、濾過されたガスを回収し
これをケーシングの出口まで送る手段とを具備した構造
のサイズは容易に想像できる。
従ってフイルタケーシング２は、前述の実験装置に使用
されるケーシングの構造とは非常に異なった閉鎖底部４
と、側面出口13とを有する。
されるケーシングの構造とは非常に異なった閉鎖底部４
と、側面出口13とを有する。
本発明の主要なアスペクトによれば、フイルタ媒質層12
の支持手段は本質的に、フイルタ媒質12そのものより大
なる平均粒径を有する軽量材料の支持層14を含み、この
支持層14がフイルタケーシング12の底部４に達してい
る。使用される軽量材料はもちろん、用途の種類に依存
している。軽量部材の選択は、フイルタ媒質によって加
えられる荷重を支持するための機械特性、作動温度にお
ける動圧、および軽量材料に対してある程度の慣性を与
える化学特性の必要性によって決定される。例えば、好
ましくは10〜25mmの平均粒径を有する膨張粘土を使用す
る事ができ、これはガスがこの支持体を通過するときの
水頭損失を制限し、またこの層の所定の容積に対する重
量を制限する事が可能である。一例として、フイルタ媒
質については平均粒径0.7mmの砂を使用し、支持層につ
いては前記の型の膨張粘土を使用すれば、これら２種類
の成分の密度の間に大体6:1の比率が得られ、これは大
幅な重量制限をもたらす。
の支持手段は本質的に、フイルタ媒質12そのものより大
なる平均粒径を有する軽量材料の支持層14を含み、この
支持層14がフイルタケーシング12の底部４に達してい
る。使用される軽量材料はもちろん、用途の種類に依存
している。軽量部材の選択は、フイルタ媒質によって加
えられる荷重を支持するための機械特性、作動温度にお
ける動圧、および軽量材料に対してある程度の慣性を与
える化学特性の必要性によって決定される。例えば、好
ましくは10〜25mmの平均粒径を有する膨張粘土を使用す
る事ができ、これはガスがこの支持体を通過するときの
水頭損失を制限し、またこの層の所定の容積に対する重
量を制限する事が可能である。一例として、フイルタ媒
質については平均粒径0.7mmの砂を使用し、支持層につ
いては前記の型の膨張粘土を使用すれば、これら２種類
の成分の密度の間に大体6:1の比率が得られ、これは大
幅な重量制限をもたらす。
故に、先行技術と異なり、フイルタ媒質の下方には自由
空間が存在しない。この空間は軽量材料の支持層14によ
って完全に充填されているからである。この特徴は支持
手段の崩壊の危険性を除くので、フイルタ媒質床12の厚
さの経時的安定性が保証される。
空間が存在しない。この空間は軽量材料の支持層14によ
って完全に充填されているからである。この特徴は支持
手段の崩壊の危険性を除くので、フイルタ媒質床12の厚
さの経時的安定性が保証される。
支持手段に関する本発明の特徴と共に、他の本質的特徴
はフイルタガスの回収手段に関するものである。このフ
イルタガス回収手段は、軽量材料支持手段14上に配置さ
れガスを通過させる壁体を有する複数の管部材15と、環
状マニホルド16とを含み、このマニホルドの中に前記管
部材がガスを排出し、またこのマニホルドの外側外周上
にフイルタケーシングからの側面出口13が配置されてい
る。支持層14の中に埋め込まれたこれらの回収手段は、
濾過されたガスを均一に分布させて高速で排出させる。
管部材15を支持層14の上部の中に配置する事により、水
頭損失が制限され、また支持層中のガスを僅かに加速す
るが、管部材そのものと次の環状マニホルド中において
ガスの高度の加速が生じる。
はフイルタガスの回収手段に関するものである。このフ
イルタガス回収手段は、軽量材料支持手段14上に配置さ
れガスを通過させる壁体を有する複数の管部材15と、環
状マニホルド16とを含み、このマニホルドの中に前記管
部材がガスを排出し、またこのマニホルドの外側外周上
にフイルタケーシングからの側面出口13が配置されてい
る。支持層14の中に埋め込まれたこれらの回収手段は、
濾過されたガスを均一に分布させて高速で排出させる。
管部材15を支持層14の上部の中に配置する事により、水
頭損失が制限され、また支持層中のガスを僅かに加速す
るが、管部材そのものと次の環状マニホルド中において
ガスの高度の加速が生じる。
フイルタ媒質層12と支持層14との間に可撓性メッシュ部
材17を配置する事が望ましく、このメッシュ部材17は支
持層中へのフイルタ媒質の分離を防止し、所定厚さの水
平床が保持されるようにする。この可撓性メッシュ部材
17は、フイルタ媒質の平均粒径より小さいメッシュサイ
ズを有する例えばガラスファイバまたは商標KEVLARで市
販されている材料から製造された織布とする事ができ
る。0.7mmの平均流径の砂を使用し、可撓性織布17につ
いて0.2mmのオーダのメッシュサイズを選ぶ事によって
良好な結果が得られる。このメッシュサイズはフイルタ
媒質の中に含まれる最小粒子より小径だからである。さ
らに、この織布はフイルタ装置の作動中に生じる動荷重
に対して良好な抵抗を示す。
材17を配置する事が望ましく、このメッシュ部材17は支
持層中へのフイルタ媒質の分離を防止し、所定厚さの水
平床が保持されるようにする。この可撓性メッシュ部材
17は、フイルタ媒質の平均粒径より小さいメッシュサイ
ズを有する例えばガラスファイバまたは商標KEVLARで市
販されている材料から製造された織布とする事ができ
る。0.7mmの平均流径の砂を使用し、可撓性織布17につ
いて0.2mmのオーダのメッシュサイズを選ぶ事によって
良好な結果が得られる。このメッシュサイズはフイルタ
媒質の中に含まれる最小粒子より小径だからである。さ
らに、この織布はフイルタ装置の作動中に生じる動荷重
に対して良好な抵抗を示す。
前述のPITEASプログラムの一部として構築された実験用
フイルタ装置の構造と比較して、2mmのオーダの粒径と5
0mmの深さを有し後者の寸法は高精度をもって得られな
ければならない前記の支持砂層が省略された事を注意し
よう。また軽量の粒状材料と可撓性織布と管部材との組
合わせは、金属スクリーンと、メッキ鋼グリッドと、ガ
スを回収するための底部のスペースとを使用する実験用
構造よりも有利である。ドーム状底部と300kg/m3の密度
の膨張粘土とを使用する事により、支持体構造の重量が
約12トン軽減されフイルタ媒質支持構造の圧潰の危険は
ない。
フイルタ装置の構造と比較して、2mmのオーダの粒径と5
0mmの深さを有し後者の寸法は高精度をもって得られな
ければならない前記の支持砂層が省略された事を注意し
よう。また軽量の粒状材料と可撓性織布と管部材との組
合わせは、金属スクリーンと、メッキ鋼グリッドと、ガ
スを回収するための底部のスペースとを使用する実験用
構造よりも有利である。ドーム状底部と300kg/m3の密度
の膨張粘土とを使用する事により、支持体構造の重量が
約12トン軽減されフイルタ媒質支持構造の圧潰の危険は
ない。
第２図乃至第４図は、本発明によるフイルタ装置の中の
管部材15の空間的配置をさらに詳細に示す。ガスが支持
層から管部材の中に入り、最後に環状マニホルドの中に
入る際のガスの均一な分布と漸進的加速とを達成する必
要がある。この場合、管部材は、実質的に同一水平面に
好ましくは同一方向に配置されたスクリーン15から成
る。これらのスクリーン15は一般に固体物質と流体とを
物理的に分離して回収するために使用され、多くの分野
で使用される（石油化学、水処理、脱塩プラント、水濾
過装置）。スクリーンのアパチュアの全表面積は所要の
流体量に依存し、スクリーンのアパチュアまたはメッシ
ュは固体の粒径より小でなければならない。この場合、
フイルタ媒質の平均粒径より小さい粒子を通過させるよ
うに壁体中に穴またはみぞ穴を有する円筒形スクリーン
を使用する事ができよう。例えば、0.4mm幅のみぞ穴を
備えたステンレス鋼のスクリーンを使用する事ができ、
このスクリーンの数は砂床中の速度範囲の均一性が乱さ
れないように選ばれる。すなわち、100mmの直径の種々
の長さの20本のスクリーンを設置する事により、7.5m2
の表面積が得られる。複数の穴またはみぞ穴を備えた円
筒形管部材、または平行ロッドから成るフレームの上に
螺旋バンドを巻き付けて得られる管部材を使用する事が
できる。
管部材15の空間的配置をさらに詳細に示す。ガスが支持
層から管部材の中に入り、最後に環状マニホルドの中に
入る際のガスの均一な分布と漸進的加速とを達成する必
要がある。この場合、管部材は、実質的に同一水平面に
好ましくは同一方向に配置されたスクリーン15から成
る。これらのスクリーン15は一般に固体物質と流体とを
物理的に分離して回収するために使用され、多くの分野
で使用される（石油化学、水処理、脱塩プラント、水濾
過装置）。スクリーンのアパチュアの全表面積は所要の
流体量に依存し、スクリーンのアパチュアまたはメッシ
ュは固体の粒径より小でなければならない。この場合、
フイルタ媒質の平均粒径より小さい粒子を通過させるよ
うに壁体中に穴またはみぞ穴を有する円筒形スクリーン
を使用する事ができよう。例えば、0.4mm幅のみぞ穴を
備えたステンレス鋼のスクリーンを使用する事ができ、
このスクリーンの数は砂床中の速度範囲の均一性が乱さ
れないように選ばれる。すなわち、100mmの直径の種々
の長さの20本のスクリーンを設置する事により、7.5m2
の表面積が得られる。複数の穴またはみぞ穴を備えた円
筒形管部材、または平行ロッドから成るフレームの上に
螺旋バンドを巻き付けて得られる管部材を使用する事が
できる。
このようにしてガスがケーシングの上部に例えば42m/s
のオーダの速度で入り、フイルタ媒質床を0.1m/sのオー
ダの速度で通過し、支持層の中をスクリーンの入口ま
で、0.5m/sのオーダの速度で通過した後に回収される。
スクリーンの中でガスは加速される（例えば、最大直径
のスクリーンの出口において回収されるガスの速度は1
2.8m/sのオーダである）。この加速は、すべてのスクリ
ーンの末端の開口する環状マニホルド16の内部でガスの
加速が続けられ、ケーシング出口13において40m/sの速
度を生じる。
のオーダの速度で入り、フイルタ媒質床を0.1m/sのオー
ダの速度で通過し、支持層の中をスクリーンの入口ま
で、0.5m/sのオーダの速度で通過した後に回収される。
スクリーンの中でガスは加速される（例えば、最大直径
のスクリーンの出口において回収されるガスの速度は1
2.8m/sのオーダである）。この加速は、すべてのスクリ
ーンの末端の開口する環状マニホルド16の内部でガスの
加速が続けられ、ケーシング出口13において40m/sの速
度を生じる。
環状マニホルド16は好ましくは実質的に一定な長方形断
面の環状体であって、ケーシング出口13の集中部分にお
いて最後の加速が実施される。出口13を担持する環状マ
ニホルド16は、スクリーン15の末端を通すためにケーシ
ング壁体に形成された複数の穴18を覆うようにこの壁体
に対して固着されている。これらの穴は好ましくはケー
シングの壁体の外周に沿って規則間隔で分布される。
面の環状体であって、ケーシング出口13の集中部分にお
いて最後の加速が実施される。出口13を担持する環状マ
ニホルド16は、スクリーン15の末端を通すためにケーシ
ング壁体に形成された複数の穴18を覆うようにこの壁体
に対して固着されている。これらの穴は好ましくはケー
シングの壁体の外周に沿って規則間隔で分布される。
第５図に示す実施態様においては、各スクリーン15の末
端はフイルタケーシングの外周部において平滑なスリー
ブ19を成し、このスリーブがスクリーン本体に対して溶
接される。スリーブ19はケーシング２の壁体の対応の穴
18の中をある程度滑動する事ができ、このフイルタ装置
の熱膨張に関してある程度の余裕を与える。この熱膨張
の問題は別として、スクリーンの末端に達するガスは既
に濾過されているのであるから、この点における機密性
継手は必要ない。またスクリーンの他端に固定ブラケッ
ト20が溶接されている。この装置のサイズが大であるか
ら、スクリーン15がケーシングの共通直径から延在し、
各スクリーン半体の末端がこの共通直径の横ばり21に対
して例えば溶接によって固着される。第6a図と第6b図
は、両側のスクリーン半体の末端のブラケット20をこの
横ばり21に対して溶接した状態を示す。各スクリーンに
入る流体が横げたから環状マニホルドの方向に直ちに拡
散するので、優れたガス回収条件が得られる。もちろん
第２図と第４図に図示のように、直径横げた以外の非直
径横げた22を備える事によってスクリーンセットを機械
的に支持補強する事ができる。
端はフイルタケーシングの外周部において平滑なスリー
ブ19を成し、このスリーブがスクリーン本体に対して溶
接される。スリーブ19はケーシング２の壁体の対応の穴
18の中をある程度滑動する事ができ、このフイルタ装置
の熱膨張に関してある程度の余裕を与える。この熱膨張
の問題は別として、スクリーンの末端に達するガスは既
に濾過されているのであるから、この点における機密性
継手は必要ない。またスクリーンの他端に固定ブラケッ
ト20が溶接されている。この装置のサイズが大であるか
ら、スクリーン15がケーシングの共通直径から延在し、
各スクリーン半体の末端がこの共通直径の横ばり21に対
して例えば溶接によって固着される。第6a図と第6b図
は、両側のスクリーン半体の末端のブラケット20をこの
横ばり21に対して溶接した状態を示す。各スクリーンに
入る流体が横げたから環状マニホルドの方向に直ちに拡
散するので、優れたガス回収条件が得られる。もちろん
第２図と第４図に図示のように、直径横げた以外の非直
径横げた22を備える事によってスクリーンセットを機械
的に支持補強する事ができる。
また、ケーシングの内部において、フイルタ媒質層12の
上面に対応するレベルに横方向通路23を備える事が望ま
しい。この通路は、好ましくはケーシングの二つの直径
に沿って配置された十字形を成し、作業員がフイルタ媒
質の上を歩く事なくケーシングの内部に入ってフイルタ
媒質のレベルを確認する事を可能にする。もちろんガス
の通過を出来るだけ妨害しない十分に剛性のグリッドを
使用する事が必要である。第１図に図示のようにケーシ
ングの底部４に対して下端を固着された中心管構造24に
対して前記の直径方向横げた21と十字形通路23を連結す
る事によって、軽量の、しかし剛性の構造が得られる。
上面に対応するレベルに横方向通路23を備える事が望ま
しい。この通路は、好ましくはケーシングの二つの直径
に沿って配置された十字形を成し、作業員がフイルタ媒
質の上を歩く事なくケーシングの内部に入ってフイルタ
媒質のレベルを確認する事を可能にする。もちろんガス
の通過を出来るだけ妨害しない十分に剛性のグリッドを
使用する事が必要である。第１図に図示のようにケーシ
ングの底部４に対して下端を固着された中心管構造24に
対して前記の直径方向横げた21と十字形通路23を連結す
る事によって、軽量の、しかし剛性の構造が得られる。
最後に第１図と第３図に示すように、十字形通路23に入
るためにオートクレーブドアの形の２個のマンホールカ
バー25を備える。部材26（第３図）は、装置の操作を容
易にするために装置上部３の外周に取り付けられた持ち
上げ要出張りである。
るためにオートクレーブドアの形の２個のマンホールカ
バー25を備える。部材26（第３図）は、装置の操作を容
易にするために装置上部３の外周に取り付けられた持ち
上げ要出張りである。
このようにして本発明によるフイルタ装置は多くの利点
を有する。第１に、安全性に関しては、支持構造の寿命
が長く、従ってフイルタ媒質の深さの損失およびこの用
途における除染率の低下を生じる圧潰の危険性がない。
また第２の利点は、装置全体の重量とその製造コストの
低下である。最後、性能が高く、特に管状スクリーンの
出口におけるガス速度と、フイルタ媒質中のガス速度と
の比率が高い（100:1の比率が容易に得られる）。
を有する。第１に、安全性に関しては、支持構造の寿命
が長く、従ってフイルタ媒質の深さの損失およびこの用
途における除染率の低下を生じる圧潰の危険性がない。
また第２の利点は、装置全体の重量とその製造コストの
低下である。最後、性能が高く、特に管状スクリーンの
出口におけるガス速度と、フイルタ媒質中のガス速度と
の比率が高い（100:1の比率が容易に得られる）。
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。
第１図は本発明によるフイルタ装置の軸線に沿った断面
図、第２図は第１図のII−II線に沿った断面図、第３図
は環状マニホルドにガスを排出するスクリーン末端を示
す第１図の装置の一部の断面図、第４図は第２図と類似
の断面図であって各管部材をスクリーン半体として配列
する状態を示す図、第５図は第４図の部分Ａを示す拡大
断面図、第6a図と第6b図は第４図の部分Ｂのそれぞれ垂
直断面図および平面図である。 ２……ケーシング、３……上部、４……底部、12……フ
イルタ媒質層、13……ガス排出口、14……支持層、15…
…スクリーン管、16……マニホルド、19……スリーブ、
20……ブラケット、21……横げた、17……メッシュ、23
……通路、24……中心管、25……マンホール。
図、第２図は第１図のII−II線に沿った断面図、第３図
は環状マニホルドにガスを排出するスクリーン末端を示
す第１図の装置の一部の断面図、第４図は第２図と類似
の断面図であって各管部材をスクリーン半体として配列
する状態を示す図、第５図は第４図の部分Ａを示す拡大
断面図、第6a図と第6b図は第４図の部分Ｂのそれぞれ垂
直断面図および平面図である。 ２……ケーシング、３……上部、４……底部、12……フ
イルタ媒質層、13……ガス排出口、14……支持層、15…
…スクリーン管、16……マニホルド、19……スリーブ、
20……ブラケット、21……横げた、17……メッシュ、23
……通路、24……中心管、25……マンホール。
Claims (18)
- 【請求項１】全体として円筒形のケーシングを含み、こ
のケーシングは閉鎖底部と、濾過されるべきガスを前記
ケーシングの上部に導入する入口手段と、前記ケーシン
グの下部の側面に配置されて濾過されたガスを排出する
出口手段と、濾過されるべきガスを低速で通過させる粒
状フイルタ媒質層から成る所定厚さの水平フイルタ床
と、前記フイルタ媒質より大なる平均粒径を有する軽量
粒状材料の層から成り前記ケーシングの前記閉鎖底部ま
で延在するフイルタ媒質支持手段と、濾過されたガスを
回収して前記出口手段まで送る手段とを有し、前記の濾
過されたガスの回収送り手段は前記支持層の中に配置さ
れ前記ガスを通過させる壁体を有する複数の管部材と、
前記管部材がガスを排出し外周部に前記出口手段を備え
た環状マニホルドとを含むガスフイルタ装置。 - 【請求項２】前記フイルタ媒質が前記支持層中へ離脱す
る事を防止し前記水平フイルタの所定の厚さを保持する
ため、前記フイルタ床と前記支持層との間に可撓性メッ
シュ部材が配置され、このメッシュ部材は前記フイルタ
媒質の平均粒径より小なるメッシュサイズを有する特許
請求の範囲第１項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項３】前記可撓性メッシュ部材は織布である特許
請求の範囲第２項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項４】前記の支持層を構成する前記の軽量粒状材
料は大平均粒径を有する膨張材料である特許請求の範囲
第２項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項５】前記支持層の中に配置された前記管部材は
すべて実質的に同一の水平面に配置される特許請求の範
囲第１項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項６】前記支持層の中に配置された前記管部材は
すべて実質的に同一方向に配置された複数のスクリーン
である特許請求の範囲第５項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項７】前記の各スクリーンは平滑な自由端部を有
し、前記ケーシングはこの自由端部を受けるためにその
壁体内に開口を有する特許請求の範囲第６項によるガス
フイルタ装置。 - 【請求項８】前記スクリーンは、前記フイルタ媒質の平
均粒径より小さい穴またはみぞ穴を備えた壁体を有する
特許請求の範囲第６項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項９】前記スクリーンはそれぞれ２個のスクリー
ン半体から成り、これらのスクリーン半体は前記ケーシ
ングの共通直径から両側に延在し、この直径上に横げた
が配置され、この横げたに対して前記の前記半体の末端
が固着されている特許請求の範囲第６項によるガスフイ
ルタ装置。 - 【請求項１０】前記管部材がガスを排出する前記環状マ
ニホルドは実質的に長方形断面を有する環状体である特
許請求の範囲第７項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項１１】前記ケーシングの側壁は前記管部材の自
由端部を通す穴を含み、前記側面出口手段を担持した前
記環状マニホルドは前記の穴を覆うように前記ケーシン
グの側壁に対して固着されている特許請求の範囲第10項
によるガスフイルタ装置。 - 【請求項１２】前記フイルタ床が前記の所定厚さを有す
るときに前記のフイルタ媒質の表面に対応するレベルに
おいて前記ケーシングの中に配置された横方向通路を含
む特許請求の範囲第１項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項１３】前記通路は前記ケーシングの二つの直径
上に配置された十字形を成し、また前記ケーシングの前
記側壁は前記通路に入るための少なくとも一つのマンホ
ールを含む特許請求の範囲第12項によるガスフイルタ装
置。 - 【請求項１４】前記フイルタ媒質は実質的に0.7mmに等
しい平均粒径を有する砂であり、また前記支持層を構成
する前記軽量材料は10乃至25mmの平均粒径を有する膨張
粘土である特許請求の範囲第１項によるガスフイルタ装
置。 - 【請求項１５】前記管部材は前記支持層の上部に配置さ
れ、約0.4mm幅の穴またはみぞ穴を壁体中に備えた平行
スクリーンから成る特許請求の範囲第14項によるガスフ
イルタ装置。 - 【請求項１６】前記の織布はガラス繊維によって織成さ
れる特許請求の範囲第３項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項１７】前記膨張粒径材料は膨張粘土である特許
請求の範囲第４項によるガスフイルタ装置。 - 【請求項１８】前記の穴は前記壁体の外周に沿って規則
的に分布されている特許請求の範囲第11項によるガスフ
イルタ装置、
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