JP2020126072A - 放射性物質除去用活性炭類を有する空気清浄装置を備えた一時避難施設、及び、その一時避難施設用システム - Google Patents
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Abstract
【課題】放射性物質を除去する一時避難用施設に適した施設を提供する。【解決手段】放射性物質を含む大気中の気体を除去する空気清浄装置本体を備えた一時避難用施設の放射性物質除去用スペースは、その送流路中にプレフィルターとHEPAフィルターと活性炭とよりなる放射性物質除去部を備える。【選択図】図１
Description
本発明は、放射性物質除去対策に有効で、一時避難用の施設に好適な放射性物質除去用活性炭類を有する空気清浄装置を備えた一時避難施設、及び、その一時避難施設用システムに関する。
従来、原子力施設やRI （放射性同位元素）を使用する研究実験施設あるいは放射性物質を取り扱う医療施設のような施設では、放射性ヨウ素などの放射性物質を取り扱うため、法律に規定された基準値以下にその濃度を低下させ、安全性を確保したうえで施設外に 排出させることが義務付けられている（以下、このような施設を「陰圧型の放射線施設」という）。
近年、福島原発事故発生によって上記したような放射線施設以外の一般施設であっても放射性ヨウ素の他セシウムなどの放射性物質による汚染と被ばくが懸念されるようになってきている。
このため、国の支援にもとづいて放射性物質を避けまた放射性物質から身を守るために、一時避難施設が提唱されその建設が急がれている（以下、このような施設を「放射線陽 圧型の一時避難施設」という）。
このため、国の支援にもとづいて放射性物質を避けまた放射性物質から身を守るために、一時避難施設が提唱されその建設が急がれている（以下、このような施設を「放射線陽 圧型の一時避難施設」という）。
放射性ヨウ素などのような放射性物質を除去するために、本願出願人は、東洋紡（株）並びに国立大学法人東京大学と共同で出願をした「放射性物質除去フィルター及びそれを用いるフィルタユニット」の発明について特許を取得している。
これは、「活性炭素繊維の全酸性基量が0.2meq/g以下であること、活性炭素繊維に少なくとも1 種類の化学物質が添着されていること、及び活性炭素繊維の相対湿度45％における平衡水分吸着率が10重量％以下であること」を主要な特徴とし、活性炭素繊維にアミンを添着したものであるため、湿度・湿気に強いと共に、放射性ヨウ素などのような放射性物質を除去することができ様々な分野で応用されつつあるフィルターである。
これは、「活性炭素繊維の全酸性基量が0.2meq/g以下であること、活性炭素繊維に少なくとも1 種類の化学物質が添着されていること、及び活性炭素繊維の相対湿度45％における平衡水分吸着率が10重量％以下であること」を主要な特徴とし、活性炭素繊維にアミンを添着したものであるため、湿度・湿気に強いと共に、放射性ヨウ素などのような放射性物質を除去することができ様々な分野で応用されつつあるフィルターである。
例えば、特許文献１（特開２００４−２０５４９０) のように、細孔直径３〜３０nmの細孔容積が0.15Icc/g 以下であって、細孔直径3 nm未満の細孔容積が0.50cc/g 以上の細孔形状を有する活性炭素繊維シートに有機吸着に有効なアミンを添著し、このシートの一方に保護シートを積層した放射性物質除去フィルターが提案されている。
また、特許文献２（特開2 0 0 6 - 1 1 2 8 2 0 ) のように、活性炭素繊維を主材料とした 2 層以上の積層シートからなり積層シートのうち1 層以上が編地状の活性炭素繊維シートであり、積層シートの透過速度係数が0.02〜0.2 cm/ｓ/ｐaであって単位面積あたりの重量が少なくとも600g/m2 である放射性物質除去フィルターが提案されている。
すなわち、原子力関連施設や放射線発生装置を利用する医療機関などにおいて、このアミン類を添着した活性炭素繊維をフィルターはフィルタシートを一方向へ起伏を繰り返すようにジグザグに折り畳み、送風機によって空気を強制的にフィルターケースに流入させ、放射性物質除去フィ ルターを介して空気を清浄し、その空気を装置外に排気するものである。
また、先に述べたように放射線除去用一時避難施設といわれる施設が注目されてきているが、このような一時避難施設では放射線施設などの従業者だけでなく一般住民らが一時避難のために利用するものであるため、上記したような放射線施設などに用いられる空気清浄装置に対し様々な工夫が必要となっている。
このような一時避難施設に使用されるものとして、例えば、特許文献３（特開２０１２−００２７１４ )がある。
特許文献３は、コンパクトな放射性有機ヨウ素除去装置として、面速10〜25cm/secにおける放射性有機ヨウ素除去フィルターの圧力損失が100〜300Paの範囲にある放射性有機ヨウ素除去装置は、所定の面速に対するフィルターの圧力損失が低く、放射性有機ヨウ素除去フィルターを通過する空気の通過速度が速くかつフィルターを通過する空気の流量が多いから、装置における単位時間当たりの空気の清浄処理量を多くすることができ、すなわち単位時間当たりの空気の清浄処理量を多くすることができるコンパクトな放射性有機ヨウ素除去装置が提案されている。
特許文献３は、コンパクトな放射性有機ヨウ素除去装置として、面速10〜25cm/secにおける放射性有機ヨウ素除去フィルターの圧力損失が100〜300Paの範囲にある放射性有機ヨウ素除去装置は、所定の面速に対するフィルターの圧力損失が低く、放射性有機ヨウ素除去フィルターを通過する空気の通過速度が速くかつフィルターを通過する空気の流量が多いから、装置における単位時間当たりの空気の清浄処理量を多くすることができ、すなわち単位時間当たりの空気の清浄処理量を多くすることができるコンパクトな放射性有機ヨウ素除去装置が提案されている。
しかしながら、特許文献３である放射性ヨウ素除去装置は、一時避難施設用としての小スペース化を考慮する関係上、空気の送流路の配管系が小径であり、また、配管系の小スペース化（圧縮化）などにより、その圧力損失は300Paが限界である。
すなわち、装置の小スペース化（圧縮化）のため、面速10〜25cm/secにおけるフィルターの処理風量が42.5m3/minか流せず圧力損失が100〜300Paの範囲しか使用できない。
すなわち、装置の小スペース化（圧縮化）のため、面速10〜25cm/secにおけるフィルターの処理風量が42.5m3/minか流せず圧力損失が100〜300Paの範囲しか使用できない。
本発明は、このような問題を解決すべく鋭意研究の結果なされたものであり、アミン類を添着した活性炭素繊維を用いまたは活性炭あるいは粒状活性炭を除去剤として用い、単位時間当たりの空気の清浄処理最を多くすることができる多風量型で、気体の流れに抵抗が少なくフィルターの圧力損失が少なく済み、かつフィルターの長寿命化を図れる点などに着目したものである。
本発明の目的は、一時避難用の施設に設置され、気流に対し抵抗がない構造であると共に、フィルターの圧力損失が少なく、かつ多風量型であって、装置の長寿命化に優れた放射 性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設、及び、その一時避難施設用システム提供する。
本発明は、上記のような目的を達成するために、放射性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設として、請求項１記載のように、放射性物質を含む大気中の気体を除去する空気清浄装置を備えた一時避難用施設であって、空気清浄装置本体は、上方に配される高気密ダンパーとその下方に配される密閉交換型チャンバ一部とその下方であって水平方向に配置される高気密ダンパ一部を備え、かつ上記空気清浄装置本体の各部のON状態あるいはOFF 状態を指令する制御装置を備え、上記密閉交換型チャンバ一部の送流路中には、プレフィルターとH E P Aフィルターと活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターとよりなる放射性物質除去部を順次備えることを特徴とする放射性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設。
また、放射性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設用システムとして、請求項２記載のように、放射性物質を含む大気中の気体を除去する空気清浄装置を備えた一時避難用施設であって、空気清浄装置本体は、上方に配される高気密ダンパーとその下方に配される密閉交換型チャンバ一部とその下方であって水平方向に配置される高気密ダンパー部を備え、かつ上記空気清浄装置本体の各部のO N状態あるいはO F F状態を指令する制御装置を備え、上記密閉交換型チャンバ一部の送流路中には、プレフィルターとH E P Aフィルターと活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターとよりなる放射性物質除去部を順次備えることを特徴とする。
また、放射性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設用システムとして、請求項２記載のように、放射性物質を含む大気中の気体を除去する空気清浄装置を備えた一時避難用施設であって、空気清浄装置本体は、上方に配される高気密ダンパーとその下方に配される密閉交換型チャンバ一部とその下方であって水平方向に配置される高気密ダンパー部を備え、かつ上記空気清浄装置本体の各部のO N状態あるいはO F F状態を指令する制御装置を備え、上記密閉交換型チャンバ一部の送流路中には、プレフィルターとH E P Aフィルターと活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターとよりなる放射性物質除去部を順次備えることを特徴とする。
本発明によれば、本発明によれば、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターの放射性物質除去フィルターを備えた空気清浄装置において、気体の流入稼働時にONされる高気密ダンパーを有するので、放射性物質を除去する必要がある一時避難施設に好適である。
本発明の実施例を図面にとともに説明する。
図1 は、一時避難施設Hに接続されて使用される放射性物質除去用の空気清浄装置本体1 0と、その装置本体1 0を外付けた施設を示している。
なお、空気清浄装置本体10は、アミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターとして説明するが、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルター
のものに援用可能である。
この一時避難施設Hには、空調ダクト（図示略）を介して空調の使用時にはON状態に不使用時にはOFF状態とされる陽圧型の装置本体1 0が取り付けられており、装置の稼働時には一時避難施設Hは陽圧下に置かれるので、空調ダクトを介して装置本体10から放射性物質が除去された清浄な空気が供給される。
図1 は、一時避難施設Hに接続されて使用される放射性物質除去用の空気清浄装置本体1 0と、その装置本体1 0を外付けた施設を示している。
なお、空気清浄装置本体10は、アミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターとして説明するが、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルター
のものに援用可能である。
この一時避難施設Hには、空調ダクト（図示略）を介して空調の使用時にはON状態に不使用時にはOFF状態とされる陽圧型の装置本体1 0が取り付けられており、装置の稼働時には一時避難施設Hは陽圧下に置かれるので、空調ダクトを介して装置本体10から放射性物質が除去された清浄な空気が供給される。
装置本体10は、ダクトの中間にダンパーが取り付けられ風量を調節するものあるが、高気密ダンパ一部12（図２参照）を有する密閉交換型チャンバ一部11と、密閉交換型チャンバ一部11に続いて接続される高気密ダンパ一部13と送風機14等が続いた構成とされている。
高気密ダンパ一部12は、フィルターの寿命を長持ちさせる作用を奏するもので、流入口側から放射性物が混在する汚染された空気の導入を行い、空調の使用時にはON状態に、また、不使用時にはOFF状態にすれば空気の流れが遮断されフィルターは機密性になりフィルターの寿命を長持ちさせる。
高気密ダンパ一部12は、フィルターの寿命を長持ちさせる作用を奏するもので、流入口側から放射性物が混在する汚染された空気の導入を行い、空調の使用時にはON状態に、また、不使用時にはOFF状態にすれば空気の流れが遮断されフィルターは機密性になりフィルターの寿命を長持ちさせる。
上記高気密ダンパ一部12の後段側には密閉交換型チャンバ一部11が配置される。すなわち、この空間内に放射性物質の混合気体を除去することができる活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルター活性炭またはアミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターの収納スペースが置かれる。
すなわち、このような空間内には、上記送流路の流入口側からプレフィルター、HEPAフィルター、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターあるいはアミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターとを順次配し、密閉交換型チャンバ一部11は上記高気密ダンパ一部1 2と同期して稼働される。
以下、放射性物質の混合気体の除去収納スペースは、プレフルィター、HEPAフィルター、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターあるいはアミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターとする。
この密閉交換型チャンバ一部11内には、プレフィルター18は、空気中のゴミやホコリなどや花粉 (10μｍ〜100μｍ程度）など、ダニの死がいやその糞・カビの胞子・細かな砂ホコリ・ハウスダスト (2μｍ以上）などのように、いわゆる室内にあるアレル物質や目に見えない微細なホコリなどを、定格風量で80％以上集塵捕集することができる粗大塵埃を除去する。
HEPAフィルター19は、放射性物質の混合気体である空気中の0.3μｍ(0.0003mm)までの微粒子を捕集する。所謂HEPAフィルターは、 JISZ8122 によって、「定格風量で粒径が0 .3μｍの粒子に対して99.97％以上の捕集率をもち、かつ初期圧力損失が245Pa以下の性能を持つエアフィルター」と規定されているもので、このHEPAフィルターは、放射性物質の混合気体である空気を通過させることにより、0 .3μｍまでの物質あるいは放射性物質の粒子を捕集・除去する。
なお、0.3μｍ以上の物質とは、例えば、放射性物質であるベリリウムや塵埃に付着したガス状のヨウ素などの粒状物をいう。
HEPAフィルターの次段の活性炭素繊維製フィルター2 0は、0.3μｍ未満の放射性物質の混合気体である空気を通過させるもので、放射性物質を物理吸着する細孔口径(1nm以下）が均ーなミクロポア (Micropore) を多量に有する活性炭素繊維製フィルターにより捕集、除去する。また、ガス状ヨウ素である放射性物質を化学的に捕集する。上記活性炭素繊維製フィルターは、湿気に強いため加熱機を不要可能とする 。
すなわち、このような空間内には、上記送流路の流入口側からプレフィルター、HEPAフィルター、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターあるいはアミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターとを順次配し、密閉交換型チャンバ一部11は上記高気密ダンパ一部1 2と同期して稼働される。
以下、放射性物質の混合気体の除去収納スペースは、プレフルィター、HEPAフィルター、活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターあるいはアミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルターとする。
この密閉交換型チャンバ一部11内には、プレフィルター18は、空気中のゴミやホコリなどや花粉 (10μｍ〜100μｍ程度）など、ダニの死がいやその糞・カビの胞子・細かな砂ホコリ・ハウスダスト (2μｍ以上）などのように、いわゆる室内にあるアレル物質や目に見えない微細なホコリなどを、定格風量で80％以上集塵捕集することができる粗大塵埃を除去する。
HEPAフィルター19は、放射性物質の混合気体である空気中の0.3μｍ(0.0003mm)までの微粒子を捕集する。所謂HEPAフィルターは、 JISZ8122 によって、「定格風量で粒径が0 .3μｍの粒子に対して99.97％以上の捕集率をもち、かつ初期圧力損失が245Pa以下の性能を持つエアフィルター」と規定されているもので、このHEPAフィルターは、放射性物質の混合気体である空気を通過させることにより、0 .3μｍまでの物質あるいは放射性物質の粒子を捕集・除去する。
なお、0.3μｍ以上の物質とは、例えば、放射性物質であるベリリウムや塵埃に付着したガス状のヨウ素などの粒状物をいう。
HEPAフィルターの次段の活性炭素繊維製フィルター2 0は、0.3μｍ未満の放射性物質の混合気体である空気を通過させるもので、放射性物質を物理吸着する細孔口径(1nm以下）が均ーなミクロポア (Micropore) を多量に有する活性炭素繊維製フィルターにより捕集、除去する。また、ガス状ヨウ素である放射性物質を化学的に捕集する。上記活性炭素繊維製フィルターは、湿気に強いため加熱機を不要可能とする 。
上記密閉交換型チャンバ一部11の後段側に配されて稼働される高気密ダンパ一部13は、密閉交換型チャンバ一部11と後段の装置である送風機14、ダクトA・ダクトA 、リミットロートファンなどのリミットロード類に対して高い気密を行う。
なお、リミットロード類は、多翼送風機と遠心送風機との中間的な特性をもつ送風機であり、風量や動力を制御し安定を保つので、多翼送風機より効率が良い。
15は制御装置であり、上記した各部を制御するとともに、指示を入力する。
なお、リミットロード類は、多翼送風機と遠心送風機との中間的な特性をもつ送風機であり、風量や動力を制御し安定を保つので、多翼送風機より効率が良い。
15は制御装置であり、上記した各部を制御するとともに、指示を入力する。
装置本体1 0は基台16の上に載置されており、基台16の下部のキャスター17,17,17,17を介して移動自在とされる。
この実施例では、上部の高気密ダンパ一部12側から気流を流入し、密閉交換型チャンバ一部11内の送流路を介して密閉交換型チャンバ一部11の下部の送流路に至り水平方向に排出され、１基の密閉交換型チャンバ一部11を示したが、これに限定されず複数基で構成してもよい。
このように、この実施例では、密閉交換型チャンバ一部11は、上記高気密ダンパ一部1,12と同期して稼働される。
通風状態の稼働がON・OFFされるので、ON状態では活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターや活性炭素繊維にトリエチレンジアミンであるアミン類を添着した放射性物質除去フィルターが働くこととなり、OFF状態では活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターや活性炭素繊維にトリエチレンジアミンであるアミン類を添着した放射性物質除去フィルターが停止することとなり、放射性物質除去フィルターの乾燥を防ぎ装置の高寿命化を図ることができる。
通風状態の稼働がON・OFFされるので、ON状態では活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターや活性炭素繊維にトリエチレンジアミンであるアミン類を添着した放射性物質除去フィルターが働くこととなり、OFF状態では活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターや活性炭素繊維にトリエチレンジアミンであるアミン類を添着した放射性物質除去フィルターが停止することとなり、放射性物質除去フィルターの乾燥を防ぎ装置の高寿命化を図ることができる。
第２実施例としては、上記したように放射線一時避難施設の陽圧型のみならず、原子力施設やRI（放射性同位元素）を使用する研究実験施設あるいは放射性物質を取り扱う医療施設のような陰圧型の放射線施設にも適用できる。
また、これらの施設の空気清浄システムとしても適用できる。
また、これらの施設の空気清浄システムとしても適用できる。
１０ 装置本体
１１ 密閉交換型チャンバ一部
１２ 高気密ダンパ一部
１３ 高気密ダンパ一部
１４ 送風機
１５ 制御装置
１６ 基台
１７ キャスター
１８ プレフィルター
１９ H E P Aフィルター
２０ アミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルター
Ｈ 一時避難施設
１１ 密閉交換型チャンバ一部
１２ 高気密ダンパ一部
１３ 高気密ダンパ一部
１４ 送風機
１５ 制御装置
１６ 基台
１７ キャスター
１８ プレフィルター
１９ H E P Aフィルター
２０ アミン類が添着されてなる活性炭素繊維フィルター
Ｈ 一時避難施設
Claims (2)
- 放射性物質を含む大気中の気体を除去する空気清浄装置を備えた一時避難用施設であって、空気清浄装置本体は、上方に配される高気密ダンパーとその下方に配される密閉交換型チャンバ一部とその下方であって水平方向に配置される裔気密ダンパ一部を備え、かつ上記空気清浄装置本体の各部のO N状態あるいはOFF状態を指令する制御装置を備え、
上記密閉交換型チャンバ一部の送流路中には、プレフィルターとHEPAフィルターと活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターとよりなる放射性物質除去部を順次備えることを特徴とする放射性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設。 - 放射性物質を含む大気中の気体を除去する空気清浄装置を備えた一時避難用施設であって、空気清浄装置本体は、上方に配される高気密ダンパーとその下方に配される密閉交換型チャンバ一部とその下方であって水平方向に配置される高気密ダンパ一部を備え、かつ上記空気清浄装置本体の各部のON状態あるいはOFF状態を指令する制御装置を備え、
上記密閉交換型チャンバ一部の送流路中には、プレフィルターとHEPAフィルターと活性炭フィルターまたは粒状活性炭フィルターとよりなる放射性物質除去部を順次備えることを特徴とする放射性物質除去用の空気清浄装置を備えた一時避難施設用システム。
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