JP2017064681A - 活性炭フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】経時変化に対する性能検査を簡易および高精度に行うことができる活性炭フィルタを提供する。【解決手段】活性炭３３が充填され、通風面に複数の孔が形成されたカセット１３と、空気の流れに対し直交する方向から見てジグザグを形成して配置されたカセット１３を支持し、空気の流入口２１および流出口２２、および流入口２１から流入した空気がカセット１３を通過することなく流出するテスト用流出口２３を有するフレーム１０と、活性炭３３が充填され、通風面に複数の孔が形成されており、テスト用流出口２３に取り付けられたテストキャニスタ１４とを備えた。【選択図】 図１

Description

本発明は、性能を検査する機能を備えた活性炭フィルタに関する。

活性炭フィルタは、活性炭が常時基準性能を発揮することが必要である。しかし、活性炭には被処理ガス内の不純物やガスが付着し、飽和によりその性能は低下する。そのため、所要の間隔で活性炭を交換しなければならない。従来、フィルタの交換時期を判定する技術が例えば特許文献１に開示されている。

特開平１０−１３７５２２号公報

フィルタには、種々の形態があり、その形態に適した方法で、性能検査が行われるのが好ましい。しかし、特許文献１などには、イオン交換体を用いた空気清浄用ケミカルフィルターの交換時期判定方法が開示されているのみで、活性炭フィルタ自体を取り外したり破壊したりすることなく、好適に検査する方法は開示されていない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、経時変化に対する性能検査を簡易および高精度に行うことができる活性炭フィルタを提供することを目的とする。

本発明に係る活性炭フィルタは、上述した課題を解決するために、活性炭が充填され、通風面に複数の孔が形成されたカセットと、空気の流れに対し直交する方向から見てジグザグを形成して配置された前記カセットを支持し、前記カセットで清浄される被処理空気の出入口と、前記出入口から流入した前記被処理空気の一部または前記出入口から流出される前記被処理空気の一部をテスト用空気として前記カセットを通過することなく流出入させるテスト用出入口とを有するフレームと、前記活性炭が充填され、通風面に複数の孔が形成されており、前記テスト用出入口に取り付けられたテストキャニスタとを備えたことを特徴とする。

本発明に係る活性炭フィルタにおいては、経時変化に対する性能検査を簡易におよび高精度に行うことができる。

本発明に係る活性炭フィルタの一実施形態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面の部分断面図。 テストキャニスタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面の部分断面図。 本実施形態における活性炭フィルタが適用されるフィルタユニットの構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図。 （ａ）は風速調整装置を備えたフレームの構成図であり、（ｂ）は風速調整装置を備えたテストキャニスタの構成図。

本発明に係る活性炭フィルタの一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る活性炭フィルタの一実施形態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面の部分断面図である。図２は、テストキャニスタ１４を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面の部分断面図である。

活性炭フィルタ１は、フレーム１０と、カセット１３と、テストキャニスタ１４とを主に有する。

フレーム１０は、被処理空気の出入口としての流入口２１および流出口２２が形成された箱形の枠である。フレーム１０は、例えば可燃性のベニヤ合板で形成されている。流入口２１および流出口２２には、それぞれ、例えば冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）が格子状に形成されたパネル２４が設けられる。パネル２４は、カセット１３を支持する支持部材２８を有する。フレーム１０は、流入する空気の影響でフレーム１０の側面２６の外方向への膨らみを防止するための膨らみ防止材２７を有する。膨らみ防止材２７は、例えば両端がボルトとなっている棒状部材であり、ボルト部分がナット２９により両側面２６に固定されることにより側面２６を支持する。本実施形態においては、２本の膨らみ防止材２７が設けられるが本数は特に限定されない。また、フレーム１０は、テスト用空気のテスト用出入口としてのテスト用流出口２３を設置時における上面２５に複数個（図１においては２個）有する。テスト用流出口２３は、流入口２１から流入した被処理空気をカセット１３を通過することなく流出させる。テスト用流出口２３は、テストキャニスタ１４の形状、寸法に対応した大きさである。

カセット１３は、通風面に複数の孔が全面にわたって形成された通気性を有するケーシングである。カセット１３は、例えばＳＰＣＣで形成されている。複数のカセット１３は、図１（ｃ）に示すようにフレーム１０内に側面視（空気の流れに対し直交する方向から見て）でジグザグを形成して配置されている。本実施形態においては、８個のカセット１３がジグザグ状に４山形成されてフレーム１０内に配置されている。カセット１３は、例えばエチレン・プロピレン・ジエンゴムからなるガスケット３１を介して、フレーム１０および隣接するカセット１３に対して気密に配置されている。

活性炭３３は、カセット１３内に充填されている。活性炭３３は、放射性ヨウ素、放射性ヨウ化メチルなどの放射性物質を吸着可能な吸着剤が添着された公知の活性炭である。

なお、フレーム１０、カセット１３、および活性炭３３の基本的構成は上記に限らず、公知のもの（例えば特開平６−１３４２２６号公報の図１〜３）を使用してもよい。

テストキャニスタ１４は、活性炭フィルタ１の性能（寿命）を測定するために設けられる。図２に示すように、テストキャニスタ１４は、通風面に複数の孔３４が全面にわたって形成された通気性を有するケーシングである。テストキャニスタ１４は、例えばステンレス鋼で形成されている。テストキャニスタ１４は、カセット１３と同一の活性炭３３が内部に充填されている。テストキャニスタ１４は、図１（ａ）に示すように例えばクロロプレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコンゴムからなるガスケット３５を介して、フレーム１０のテスト用流出口２３に対して気密に取り付けられている。

次に、本実施形態における活性炭フィルタ１が適用されるフィルタユニット５０について説明する。図３は、本実施形態における活性炭フィルタ１が使用されるフィルタユニット５０の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。

フィルタユニット５０は、例えば原子力発電所内の事務棟などの放射性取扱施設の排気設備に適用される。フィルタユニット５０は、チャンバ５１と、プレフィルタ５２と、ＨＥＰＡフィルタ５３と、活性炭フィルタ１とを主に有する。

チャンバ５１は、２つの点検扉５５と、流入口５７と、流出口５８とを有する。点検扉５５は、チャンバ５１内に人を出入りさせ、フィルタ５２、５３、１の取り付けおよび交換や、点検を可能にする。流入口５７および流出口５８は、フィルタ５２、５３、１で清浄される空気（被処理空気）が流出入する。

フィルタ５２、５３、１は、上流側からプレフィルタ５２、ＨＥＰＡフィルタ５３、活性炭フィルタ１の順に配置される。これらフィルタ５２、５３、１は、それぞれ２列×２段の計４個ずつ配置される。プレフィルタ５２は、空気中の比較的大きな塵埃を捕捉する。ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ５３は、プレフィルタ５２を通過した空気中の微細な塵埃を捕捉する。なお、ＨＥＰＡフィルタ５３は、空気清浄用フィルタの一例である。

活性炭フィルタ１は、４個のうち、全てがテストキャニスタ１４を備えた活性炭フィルタ１である必要はない。必要な性能検査の回数に応じて、活性炭フィルタ１と、テストキャニスタ１４を備えない（テスト用流入口２３を備えない）活性炭フィルタとが用いられればよい。

次に、本実施形態における活性炭フィルタ１の作用を説明する。

活性炭フィルタ１は、フィルタユニット５０において例えば４〜５年ごとに交換時期を迎え、新しいものに交換される。また、交換されるまでの間、活性炭フィルタ１の性能が保たれているか定期的に点検される。

本実施形態における活性炭フィルタ１は、カセット１３に充填された活性炭３３とほぼ同条件で空気を清浄しているテストキャニスタ１４を有しているため、検査の場合にはこのテストキャニスタ１４のみを取り外し、活性炭３３の検査を実施できる。活性炭フィルタ１は、図１（ｃ）において矢印で示すように、フレーム１０の流入口２１から入った空気がカセット１３およびテストキャニスタ１４をそれぞれ通過し、それぞれの活性炭３３が放射性物質を捕集する。

また、テストキャニスタ１４は、複数個取り付けることが可能であるため、１つの活性炭フィルタ１に対して複数回の検査を実施できる。例えば、活性炭フィルタ１の使用年数が５年であり、検査を１年に１回行う必要がある場合、活性炭フィルタ１が４つのテストキャニスタ１４を有していれば４回の検査を行うことができる。

テストキャニスタ１４が検査のため取り外された後、フレーム１０のテスト用流出口２３にはテストキャニスタ１４と同様の、活性炭３３が充填されたキャニスタを取り付けることができる。または、テスト用流出口２３を板材などで覆ってもよい。

このような活性炭フィルタ１は、フィルタ自体を取り外したり交換したりすることなく、経時変化に対する性能検査をカセット１３の活性炭３３と同条件で高精度に、かつ簡易に行うことができる。また、テストキャニスタ１４は複数個取り付けることができるため、活性炭フィルタ１の使用設備に応じて検査の回数を設定することができる。また、任意の複数回の検査を実施できるため、活性炭フィルタ１の耐用年数が検査の回数に左右されることがなく、例えば耐用年数が長いフィルタを設計することもできる。さらに、活性炭フィルタ１の交換時期の判定の度に運転を一回停止する必要がなく、下流側の清浄度保持に対し、ロスを発生させることがない。

また、本実施形態における活性炭フィルタ１は膨らみ防止材２７を備えたため、処理能力の大きい高風量に設計された場合（例えば、定格風量５０ｍ^３／ｍｉｎ、寸法６１０ｍｍ×６１０ｍｍ×４７３ｍｍ、圧力損失３８０Ｐａ、ガス除去効率９９％）であっても、可燃性のベニヤ合板で形成されたフレームが膨らむことなく設計された性能を十分に発揮することができる。

ここで、テストキャニスタ１４が活性炭フィルタ１の性能検査に用いられる場合、検査の精度を確保するためにはカセット１３と同じ捕集条件で使用される必要がある。本実施形態における活性炭フィルタ１については、流入口２１から流入する空気を捕集対象としているが、空気の流出する箇所が異なるため、カセット１３およびテストキャニスタ１４を通過する空気の風速Ｖ_１、Ｖ_２（図１（ｃ）参照）が異なる恐れがある。一般的に、フィルタの捕集量は、フィルタを通過する空気の風速に依存する。このため、カセット１３とテストキャニスタ１４に関する風速の違いは、テストキャニスタ１４の活性炭３３の検査結果が、カセット１３の活性炭の性能を正しく反映していない恐れがある。

そこで、本実施形態における活性炭フィルタ１は、被処理空気およびテスト用空気の風速Ｖ_１、Ｖ_２がほぼ同じになるように調整する風速調整装置を備えてもよい。図４（ａ）は風速調整装置を備えたフレーム１０の構成図であり、（ｂ）は風速調整装置を備えたテストキャニスタ１４の構成図である。

風速調整装置は、空気の流出口２２およびテストキャニスタ１４の空気の出口に設けられた抵抗板６０である。テストキャニスタ１４の空気の出口は、テストキャニスタ１４の出口面６２である。抵抗板６０は、風速の差に応じて孔径と孔のピッチで決まる開口率が設定されたパンチング板である。抵抗板６０は、風速が大きい流出口に取り付けられることで、両流出口の風速をほぼ同一にしている。すなわち、被処理空気（フレーム１０の流出口２２）の風速Ｖ_２が大きい場合、図４（ａ）に示すように流出口２２側のパネル２４の下流側に抵抗板６０が取り付けられる。一方、テスト用空気（テストキャニスタ１４の出口面６２）の風速Ｖ_１が大きい場合、図４（ｂ）に示すようにテストキャニスタ１４の出口面６２に抵抗板６０が取り付けられる。

このように、活性炭フィルタ１は風速調整装置を有することで、性能検査の精度をより向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、活性炭３３が充填されたカセット１３は、例えば、Ｗ型に折り曲げられた２枚の平行なパンチング板間に活性炭を充填したもの（特開平６−１３４２２６号公報の従来の技術、図５参照）であってもよい。
テスト用流出口２３およびテストキャニスタ１４は、フレーム１０の下面６３（図１（ａ）、（ｃ）参照）に設けられてもよい。

活性炭フィルタ１は、設置後、吸引および吹出しのいずれでも使用可能であるため、図１（ｃ）において矢印で示すＶ_１、Ｖ_２の流れ方向が逆向きになってもよい。この場合、上述した流入口２１および流出口２２は、それぞれ流出口および流入口となる。また、テスト用流出口２３はテスト用流入口となる。

１ 活性炭フィルタ
１０ フレーム
１３ カセット
１４ テストキャニスタ
２１ 流入口
２２ 流出口
２３ テスト用流出口
２４ パネル
３３ 活性炭
５０ フィルタユニット
５１ チャンバ
５２ プレフィルタ
５３ ＨＥＰＡフィルタ
６０ 抵抗板
６２ 出口面

Claims (6)

1. 活性炭が充填され、通風面に複数の孔が形成されたカセットと、
   空気の流れに対し直交する方向から見てジグザグを形成して配置された前記カセットを支持し、前記カセットで清浄される被処理空気の出入口と、前記出入口から流入した前記被処理空気の一部または前記出入口から流出される前記被処理空気の一部をテスト用空気として前記カセットを通過することなく流出入させるテスト用出入口とを有するフレームと、
   前記活性炭が充填され、通風面に複数の孔が形成されており、前記テスト用出入口に取り付けられたテストキャニスタとを備えたことを特徴とする活性炭フィルタ。
2. 前記テスト用出入口および前記テストキャニスタは、前記フレームの設置時における上面または下面に設けられている請求項１記載の活性炭フィルタ。
3. 前記テスト用出入口および前記テストキャニスタは、複数個設けられている請求項１または２記載の活性炭フィルタ。
4. 前記被処理空気および前記テスト用空気の風速がほぼ同じになるように調整する風速調整装置をさらに備えた請求項１〜３のいずれか一項記載の活性炭フィルタ。
5. 前記風速調整装置は、前記風速の差に応じて孔が設けられ、前記風速が大きい方に取り付けられる抵抗板である請求項４記載の活性炭フィルタ。
6. 活性炭が充填され、通風面に複数の孔が形成されたカセットと、
   空気の流れに対し直交する方向から見てジグザグを形成して配置された前記カセットを支持し、前記カセットで清浄される被処理空気の出入口を有するフレームと、
   前記フレーム側面の外方向への膨らみを防止する膨らみ防止材とを備えたことを特徴とする活性炭フィルタ。

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