JP2010237216A - 放射性気体の吸着用焼却型フィルター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 医療施設や原子力施設などで発生した放射性気体分の捕集除去作用を、既設の空気浄化装置の構造を何ら改変することなく、空気浄化装置内に設置されているフィルター装置を置き換えるだけで、著しく軽量化を図り、且つ、操作性の向上を図る。
【解決手段】 空調施設に設置される空気浄化装置１の気流方向における上流側２から下流側３へと配置されるフィルター装置１０において、上記フィルター装置１０は、シート状活性炭素繊維をバラバラな状態の細断片１２ａ，・・・として切断すると共に、上記各細断片１２ａ，・・・を木製あるいはプラスチック製の軽量で焼却可能なフィルターボックス１１内に綿状に詰め込み敷設した。
また、ＨＥＰＡフィルター７１と活性炭素繊維フィルター７２とは、同一のフィルター装置７０内に一体的に組み込まれている。
【選択図】図６

Description

発明の詳細な説明

この発明は、医療施設や原子力施設などで発生した放射性気体分の捕集除去作用を、著しく軽量化を図ると共に、効率性よく捕集除去することができ、スペース性や操作性の向上を図ることが可能な放射性気体の吸着用焼却型フィルター装置に関するものである。

従来、医療施設や原子力施設などにおいては、放射性ヨウ素などの放射性気体が排出されるため、空調施設の気体処理経路中に空気浄化装置を設置し、発生した放射性気体分の濃度を法律に規制された基準値以下に低下させた後、施設外に排出している。

近年は、原子力技術の利用の高まりから、大学の研究施設や医療施設あるいは原子力発電所などにおいて排出される放射性気体量も増加する傾向にあり、また、環境面への配慮からも大気中に排出される放射性気体の濃度の規制が一段と厳しく設定されてきている。

従来、放射性気体の空気浄化装置は、図５に示すように、空気浄化装置１の気流方向の上流側（吸入口側２）から下流側（出口側３）へ、順次比較的大型の粗塵の除去を行うプレフィルター４と、その後段により高い塵埃除去を行う高性能フィルター（ＨＥＰＡフィルター）５と、高性能フィルター５の後段に放射性気体の捕集除去を行うチャコールフィルター６とが配備され、放射性気体の捕集除去が行なわれている。また、チャコールフィルター６を収納するフィルター装置７は、粉状あるいは粒状の活性炭（図示略）により構成されると共に、その重量に耐え得る枠体（図示略）内に詰め合わされた構成とされている。

一方、特許文献１には、「活性炭フィルターとしての吸着材１として、活性炭繊維の高密度焼結シートよりなる波形状あるいは平板状の複数のシート状吸着材１ａ，１ｂ」が開示されている（段落［００１８］など参照）。また、この特許文献１には、上記したように枠体内に詰め合わされた構成のフィルター装置が、「このような複数の活性炭ユニット６は、箱体８の縦横に形成された複数の装着部９に装着される。前記箱体８と、活性炭ユニット６により、フィルターモジュール１０が構成されている（段落［００２０］の図３参照）。」と開示されている。

また、特許文献２には、フィルターである濾材を、特許文献１と同様の構成とする「ジグザグに折り畳んでひだ折加工したもの」が開示されている（「特許請求の範囲」など参照）。

実開平６−４７８９９号 特開２００６−８３８号

上記のように、従来のチャコールフィルターのフィルター装置は、重量物である粉状あるいは粒状の活性炭を詰め合わせた構成とされているが、近年では、軽量化を図るために活性炭繊維シートなどによると共に、そのシートをジグザグ状に折り畳んでなるフィルター装置が提案されてきている。

しかしながら、従来の（既設の）重量物であるフィルター装置を、新規な軽量なフィルター装置に換えるにはコストがかかるなどの問題がある。すなわち、既設の空気浄化装置を取り替えたり、改変したりしなければならないという事態が生じる。

本願出願人は、従来よりある（既設の）空気浄化装置を、新設の空気浄化装置に交換したりせず、著しく軽量化すると共に、コストの低減化を図ることが可能な放射性気体の吸着用フィルター装置を鋭意研究した結果、本願発明を完成したものである。

この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放射性気体分の捕集除去を行う空気浄化装置の軽量化が図られると共に、既存の空気浄化装置に対しても新たに装置を交換したりあるいは改変したりすることなく、且つ、コストの低減化を図ることが可能な放射性気体の吸着用の焼却型フィルター装置を提供することにある。

この発明は、上記のような目的を違成するために、請求項１記載のように、空調施設内の空気浄化装置の通気経路に設置され、放射性気体の流入方向から流出方向へと配置されるフィルター装置において、
気体の流入側にはジグザグ状にひだ折りされたＨＥＰＡフィルターを配置すると共に、気体の流出側にはジグザグ状にひだ折りされた活性炭素繊維フィルターを配置し、かつ上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとは若干のクリアランスをもって外枠内で一体化されることを特徴とする。
また、請求項２記載のように、空調施設内の空気浄化装置の通気経路に設置され、放射性気体の流入方向から流出方向へと配置されるフィルター装置において、
気体の流入側にはジグザグ状にひだ折りされたＨＥＰＡフィルターを配置すると共に、気体の流出側にはジグザグ状にひだ折りされた活性炭素繊維フィルターを配置し、かつ上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとは、互いの開口方向が９０度の位相を異にするように配置され若干のクリアランスをもって外枠内で一体化されることを特徴とする放射性気体の吸着用フィルター装置。
また、請求項３記載のように、上記枠体内を通過する除塵用の処理風量は２８〜３１ｍ^３／分とされることを特徴とする。
また、請求項４記載のように、上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとの外枠は、軽量で焼却可能な部材により形成されることを特徴とする。
また、請求項５記載のように、上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとは、表裏面側に軽量で焼却可能な部材によるスペーサーが添着されていることを特徴とする。
また、請求項６記載のように、上記活性炭素繊維フィルターは、エレクトレットフィルタ布で挟み込んであることを特徴とする。

以上説明したように、この発明によれば、塵埃兼放射性気体の吸着用フィルター装置を既存の空気浄化装置を何ら改変することなく、既存のフィルター装置と同寸法に形成されたフィルター装置として既存の空気浄化装置に組み込む（組み替える）だけで、放射性気体の捕集除去が可能な優れた機能を有する新たな空気浄化装置とすることができ、軽量化に優れスペース効率と操作性に優れるものである。
また、同時に従来は、ＨＥＰＡフィルターと活性炭素繊維フィルターとは、別々のものとしてそれぞれのフィルター装置に組み込まれていたのであるが、ＨＥＰＡフィルターと活性炭素繊維フィルターとは同一のフィルター装置内に一体的に組み込まれているので、軽量化が図られるため一体化が図られ、スペース効率と操作性などに優れたフィルター装置を提供することができる。

以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は、この発明に係るフィルター装置の内部概略構造を示す説明図、図２は、図１の説明用断面図、図３は、図１に基づくフィルター装置を多段に配備した場合を示す概略構造図である。

この空気浄化装置の概略構成は、図４に示す従来例としての空気浄化装置１と同様であるので、空気浄化装置１を援用して説明をする。すなわち、空気浄化装置１の気流方向の上流側（吸入口側２）から下流側（出口側３）へ、順次比較的大型の粗塵の除去を行うプレフィルター４と、その後段により高い塵埃除去を行う高性能フィルター（ＨＥＰＡフィルター）５と、高性能フィルター５の後段に放射性気体の捕集除去を行うチャコールフィルター６とが配備され、放射性気体の捕集除去が行なわれている。

そして、図１に示すように、空気浄化装置１内に設置されるフィルター装置１０は、フィルターボックス１１とフィルター１２とによって構成されている。フィルターボックス１１の左右の幅方向は、軽量で焼却可能な木製の側板１１ａ，１１ａで覆われると共に、その上下部が木製の天板１１ｂと底板１１ｃで覆われた中空状のハウジングよりなる。

そして、この中空状のフィルターボックス１１内には、活性炭素繊維シートをバラバラな状態として切断した細断片１２ａを形成し、この各細断片１２ａ，・・・を綿状に詰め込んで敷設したフィルター１２が装着されている。このフィルターボックス１１内のフィルター１２は、気流方向の上流側（図中左側）から下流側（図中右側）へと放射性気体の通過を行なわしめるもので、これにより放射性気体分の吸着が行なわれる。

細断され切断されたフィルター１２は、上記したように活性炭素繊維のシートを切断したものであり、例えばＢＥＴ法による比表面積が７００ｍ^２／以上を有し、ＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｄｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ）法、マイクロポア孔についてはＨＫ（Ｈｏｒｖａｔｈ−Ｋａｗａｚｏｅ）法により求められた細孔分布から算出された細孔直径３〜３０ｎｍの細孔容積０．１５ｃｃ／ｇ以下、細孔直径３ｎｍ未満の細孔容積０．５０ｃｃ／ｇ以上の細孔特性を有するものが、有機ヨウ素化合物の脱離及び加熱による脱着が生じ易く好適である。また、形態としては不織布、織布、編地、紙状物でシート状のものであれば特に限定されない。

すなわち、シート状チャコールフィルターは、０．３μｍ粒子に対して最低９９，９７％の捕集効率が確保されると共に、比表面積が１０００〜２０００ｍ^２／ｇで、その孔径は５〜１００Åの範囲である活性炭化され繊維状のフィルターとされる。また、繊維状活性炭により編組されたシート状チャコールフィルターは、織布状、不織布状、ハニカム状、ペーパー状などとされる。

また、綿状に詰め込みフィルターボックス１１内に敷設するとは、「綿の実から紡いだ繊維の柔らかいかたまり」を意味し、「軽くて通気性を有し、柔らかいかたまり」を指す。

また、フィルターボックス１１内に、上記のようなフィルター１２が詰め込まれてなるフィルター装置１０は、図２に示すように、フィルターボックス１１内においてパンチング孔１３ａ，・・・が開設された焼却可能な木製またはプラスチック製のパンチングプレート１３により押圧されている。

このパンチング孔１３ａは、粒状あるいは粒状の活性炭が抜け出さない程度の口径として開口されている。すなわち、切断成形された各細断片１２ａ，・・・が容易に各パンチング孔１３ａ，・・・より抜け出ない口径に形成されることが大切である。

後述するように、このフィルター装置１０は従来のフィルター装置、すなわち箱体と同様に形成されているので、フィルターボックス１１内に詰め込まれた際に各細断片１２ａ，・・・が埋まらずスペースＳがあまるばあいがある。この際には、図３に示すような、中空状の押圧具１４を用いてパンチングプレート１３を押圧する。例えば、フィルター１２は２９２ｍｍ×１／２のように、従来よりある既存のフィルター装置１の半分の寸法とされても、充分な処理能力を確保するスペースＳとすることができる。

また、この種のフィルターの素材として好適なものは、商品名：活性炭素繊維ＫＦ（東洋紡績（株）製）などがある。薄いシート状でも微細な被吸着物質をほとんど完全に捕集除去することができ、吸着容量は粉状あるいは粒状の活性炭に比べても著しく大きい吸着素材である。ＤＯＰテスト法により０．３μｍ粒子に対して最低９９．９７％の捕集効率が確保されている。ＤＯＰテスト法とは、ＨＥＰＡフィルターの効率測定方法として用られているもので、一種の光散乱法に基づく方法で米国原子力委員会における基準要請に基づく。

このように、上記した実施例によれば、塵埃兼放射性気体の吸着用フィルター装置１０を、既存の空気浄化装置１を何ら改変することなく、既存のフィルター装置２と同寸法のこのフィルター装置１０として既存の空気浄化装置１に組み込むだけで、放射性気体の捕集除去が可能な新たな空気浄化装置とすることができる。

なお、図３により第２の実施例を示す。図２はフィルター装置１０を多段に配備したものである。各フィルター装置１０は、気流方向の上流側から下流側に対して配置されるが、気流方向に対する垂直方向にジグザグ状に配備されており、トレー型のフィルター装置として用いる。

次に、第３の実施例と第４の実施例を図６乃至図８に示す。
この実施例で示すものは、特に塵埃兼放射性気体の吸着用フィルター装置７０を、既存の空気浄化装置１を何ら改変することなく、すなわち、既存のフィルター装置２と同寸法に形成されたこの実施例のフィルター装置７０として既存の空気浄化装置１に組み込むだけで、放射性気体の捕集除去が可能な優れた機能を有する新たな空気浄化装置とすることができ、軽量化に優れスペース効率と操作性に優れるものである。

また、同時に従来は、ＨＥＰＡフィルターと活性炭素繊維フィルターとは、別々のものとしてそれぞれのフィルター装置５，６に組み込まれていたのであるが、この実施例ではＨＥＰＡフィルターと活性炭素繊維フィルターとは同一のフィルター装置７０内に一体的に組み込まれているので、すなわち、同一のフィルター装置７０内とは従来のＨＥＰＡフィルター５を活性炭素繊維フィルター６に一体的に組み込んだものをいうので、軽量化及び一体化が図られ、スペース効率と操作性などに優れるものである。

具体的な例に基づいて説明する。尚、従来と同一部材には同一の符号を付して説明する。
第３の実施例で示すように、空調施設内の空気浄化装置１の通気経路に設置され放射性気体の流入方向から流出方向へと配置されるフィルター装置７０は、気体の流入側にはジグザグ状にひだ折りされたＨＥＰＡフィルター７１を配置すると共に、気体の流出側にはジグザグ状にひだ折りされた活性炭素繊維フィルター７２を配置する。
また、ＨＥＰＡフィルター７１と活性炭素繊維フィルター７２（チャコールフィルター）とは、若干のクリアランスＳをもって外枠７０ａ内で一体化されている。この一体化については、種々の接合技術を用いることができる。
また、この放射性気体の吸着用フィルター装置７０は、その枠体７０ａ内を通過する除塵用の処理風量は２８〜３１ｍ^３／分とされる。

また、第４の実施例としては、空調施設内の空気浄化装置１の通気経路に設置され放射性気体の流入方向から流出方向へと配置されるフィルター装置７０は、気体の流入側にはジグザグ状にひだ折りされたＨＥＰＡフィルター７１を配置すると共に、気体の流出側にはジグザグ状にひだ折りされた活性炭素繊維フィルター７２を配置する。
また、ＨＥＰＡフィルター７１と活性炭素繊維フィルター７２（チャコールフィルター）とは、互いの開口方向が９０度の位相を異にするように配置され、また、若干のクリアランスＳをもって外枠７０ａ内で一体化されている。
また、この放射性気体の吸着用フィルター装置７０は、その枠体７０ａ内を通過する除塵用の処理風量は２８〜３１ｍ^３／分とされる。

このように、ＨＥＰＡフィルター７１と活性炭素繊維フィルター７２とは、互いの開口方向が９０度の位相を異にするように配置され、若干のクリアランスＳをもって外枠７０ａ内で一体化されているので、より良い放射性気体の捕集除去が可能な新たな空気浄化装置とすることができる。

ＨＥＰＡフィルター７１と活性炭素繊維フィルター７２との外枠７０ａは、軽量で焼却可能な部材により形成されており、減容比１／３００以下となり、また、重量は従来品の１／５以下で非常に軽く、捕集能力が劣化しにくい画期的なエアーフィルタを構成することとなる。
軽量で焼却可能な部材とは、木材などの他プラスチック類などがあるが、空気中で燃焼するものであればこれに限定されない。

さらに、ＨＥＰＡフィルター７１と活性炭素繊維フィルター７２とは、表裏面側に軽量で焼却可能な部材によるスペーサーＶが添着されているので、ろ材であるフィルター装置７０が薄くヒダ折り数が多いため、面速（通過風速）が小さく捕集効率の向上とろ材の安定化を図ることができる。
燃焼可能なものとしては、木材などの他プラスチック類、紙類、繊維形成物などがあるが、空気中で燃焼するものであればこれに限定されない。

また、活性炭素繊維フィルター７２は、エレクトレットフィルタ布で挟み込んであるので、大気ウェザリングによる劣化が少なく、従来品の約３倍（当社比）の高捕集効率を保つことができる（１日２４時間．３６０日間のウェザリングで９８％以上）と保持率は高く、捕らえたヨウ素を離すことはない。

このように、実施例で示すものは、特に塵埃兼放射性気体の吸着用フィルター装置を、既存の空気浄化装置１を何ら改変することなく、すなわち、既存のフィルター装置と同寸法に形成されたこの実施例のフィルター装置として既存の空気浄化装置に組み込むだけで、放射性気体の捕集除去が可能な優れた機能を有する新たな空気浄化装置とすることができ、軽量化に優れスペース効率と操作性に優れるものである。
また、同時に従来は、ＨＥＰＡフィルターと活性炭素繊維フィルターとは、別々のものとしてそれぞれのフィルター装置に組み込まれていたのであるが、ＨＥＰＡフィルターと活性炭素繊維フィルターとは同一のフィルター装置内に一体的に組み込まれているので、すなわち、同一のフィルター装置内とは従来のＨＥＰＡフィルターを活性炭素繊維フィルターに一体的に組み込んだものをいうので、軽量化及び一体化が図られ、スペース効率と操作性などに優れるものである。

フィルター装置の構成は種々の設計変更が可能であり、また、医療施設や原子力施設などにおける放射性ヨウ素などの放射性気体の排出以外の空調にも応用可能である。

この発明に係るフィルター装置の内部概略構造示す説明図である。 図１の説明用断面図である。 図１に基づくフィルター装置を多段に配備した場合を示す概略構造図である。 従来の放射性気体の空気浄化装置を示す模式図である。 第３及び第４の実施例を示す側面縦破砕断面図である。 第３及び第４の実施例を示す平面横破砕断面図である。 内部構造を示す参考図である。

１０ フィルター装置
１１ フィルターボックス
１２ フィルター
１２ａ 細断片
１３ パンチングプレート
１３ａ パンチング孔
７０ フィルター装置
７０ａ 外枠
７１ ＨＥＰＡフィルター
７２ 活性炭素繊維フィルター
Ｓ クリアランス

Claims (6)

1. 空調施設内の空気浄化装置の通気経路に設置され、放射性気体の流入方向から流出方向へと配置されるフィルター装置において、
   気体の流入側にはジグザグ状にひだ折りされたＨＥＰＡフィルターを配置すると共に、気体の流出側にはジグザグ状にひだ折りされた活性炭素繊維フィルターを配置し、かつ上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとは若干のクリアランスをもって外枠内で一体化されることを特徴とする放射性気体の吸着用フィルター装置。
2. 空調施設内の空気浄化装置の通気経路に設置され、放射性気体の流入方向から流出方向へと配置されるフィルター装置において、
   気体の流入側にはジグザグ状にひだ折りされたＨＥＰＡフィルターを配置すると共に、気体の流出側にはジグザグ状にひだ折りされた活性炭素繊維フィルターを配置し、かつ上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとは、互いの開口方向が９０度の位相を異にするように配置され若干のクリアランスをもって外枠内で一体化されることを特徴とする放射性気体の吸着用フィルター装置。
3. 上記枠体内を通過する除塵用の処理風量は２８〜３１ｍ^３／分とされることを特徴とする請求項１または２記載の放射性気体の吸着用フィルター装置。
4. 上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとの外枠は、軽量で焼却可能な部材により形成されることを特徴とする請求項１または２記載の放射性気体の吸着用フィルター装置。
5. 上記ＨＥＰＡフィルターと上記活性炭素繊維フィルターとは、表裏面側に軽量で焼却可能な部材によるスペーサーが添着されていることを特徴とする請求項１または２記載の放射性気体の吸着用フィルター装置。
6. 上記活性炭素繊維フィルターは、エレクトレットフィルタ布で挟み込んであることを特徴とする請求項１または２記載の放射性気体の吸着用フィルター装置。

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