JP3614527B2 - 静電沈澱器 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は静電沈澱器および炭素粒子収集方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカ合衆国特許第５，０６４，６３４号には、吸入可能な放射性核種を製造するための方法および装置が記載されている。とくに１５００°Ｃないし２５００°Ｃの範囲内の温度に加熱される炭素ルツボが記載されている。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】
かかる温度下の炭素ルツボは約１０ｎｍの大きさの炭素粒子を生じる。泡立たせることによって溶液中にこれらの粒子を合体させる通常の方法は十分なものではない。それらの収集と関連付けられるさらに他の問題はそれらの放射性の性質である。どのような収集装置もオペレータの被爆に対して遮蔽することが必要である。
【０００４】
本発明の目的は上述された欠点を克服するかまたはそれを実質上改善することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、炭素粒子含有ガスが通過しかつ入口および出口を有する通路を画成するハウジング；粒子を帯電させるべくガスがそれを通って通過するイオン源；前記入口と前記出口との間でかつ前記イオン源から下流に間隔が置かれた電極；および前記イオン源と前記電極との間で電位を確立する手段からなり；前記電極が粒子がその上に堆積されるべく引き付けられる可溶性材料で被覆されることを特徴とする静電沈澱器が開示される。
【０００６】
本発明によれば、さらに、電極が粒子がそれに引き付けられることにより堆積される可溶性材料からなるコーテイングを含むことを特徴とする静電沈澱器用電極が開示される。
【０００７】
本発明によれば、さらに、ガス流から粒子を収集するための静電沈澱器において、ガスがそれを通って入口と出口との間で通過する通路；前記入口と前記出口との間にありかつそれを通って前記ガスが粒子を帯電させるべく通過するイオン源；ガスがそれを通って通過する液体を収容する容器；および粒子が前記液体に引き付けられるように前記イオン源と前記容器との間で電位を確立するための手段からなることを特徴とする静電沈澱器が開示される。
【０００８】
本発明によれば、さらに、炭素粒子含有ガスが通過しかつ入口および出口を有する通路を画成するハウジング；前記通路内に突出しかつ前記入口と前記出口との間に配置されるイオン源；前記入口と前記出口との間で前記通路の少なくとも１部分を取り囲む壁；液体を受容するための前記通路内の液体受容手段；前記イオン源と前記液体との間で電位を確立し得る手段；および前記通路内に分散されるべき小滴を前記液体から発生させる手段からなり；前記電位の印加時、前記小滴と粒子が前記壁に引き付けられることを特徴とする静電沈澱器が開示される。
【０００９】
本発明によれば、また、炭素粒子を集める炭素粒子収集方法において、該方法が、粒子を含有するガス流を室内に通し、前記ガス流が不活性ガスおよび空気を包含し；粒子を帯電させるために前記室内のイオン源を通して前記ガス流を通し；前記イオン源と電極との間で電位を確立することにより前記電極に粒子を引き付ける工程を含むことを特徴とする炭素粒子収集方法が開示される。
【００１０】
本発明の好適な実施例を以下に添付図面を参照して例として説明する。
【００１１】
【実施例】
添付図面の図１ないし図３には静電沈澱器１０が概略的に描かれている。この静電沈澱器１０は入口１１から出口１２へ沈澱器を通過するガス流から炭素粒子を収集するものである。静電沈澱器１０は７ｋＶの電界強度を有しかつ約１０ｍＡの電流で作動する。
【００１２】
入口１１を経由してガスは通路１３に沿って室１４に通り、それからガスは出口１２により終端する中央通路１６に延びる横方向通路１５を経由して出る。
【００１３】
室１４内に配置されるのは界面活性剤としてまた作用するグルコースまたはスクロースで被覆されたステンレス鋼製の網（３１６型鋼）から形成される収集電極１７である。可溶塩がまた使用され得る。本質において理解されるべきことは、電極に必要なことが炭素粒子に関連して「担体」として作用しかつそれにより炭素粒子を取るように電極１７から除去され得る物質で被覆されるのみであるということである。
【００１４】
通路１３は調整ネジ１９によつて取り付けられたイオン源１８を通って導かれる。
【００１５】
沈澱器１０はテフロンベース２０およびテフロンキヤツプ２１からなる本体構造を有する。ベース２０とキヤツプ２１を接合しているのはアクリルスリーブ２２である。調整ネジ１９は一方の端子を備える一方、他方の端子はネジ２３により設けられる。該ネジ２３は導電性帯片またはワイヤ２４によつて網状の収集電極１７に接合される。
【００１６】
代表的には、揮発性の放射性核種を含有する炭素ルツボを加熱することにより発生される炭素粒子はアルゴンガスにより運ばれる。しかしながら、これは特別な沈澱器のためには不満足な担体である。この問題に取り組むために、ベンチユリ管３０が設けられる。該ベンチユリ管３０は入口３１および出口３２を有する。入口３１と出口３２との間に延在する通路３３はマニホールド３６から通路３５が延びる減径された部分３４を有する。マニホールド３６から延びているのは空気入口３７である。したがつて、出口３２を経由して、炭素粒子を含有する、空気とアルゴンの混合物が出る。出口３２は静電沈澱器１０の入口１１に接続される。好ましくはベンチユリ管３０はテフロンから形成される。
【００１７】
図６および図７には沈澱器が略示される。この実施例において、沈澱器は単数もしくは複数の出口５３がそれから延びる室５２に延在する入口５１を有する。室５２の下方端は界面活性剤として作用するために微量のグリセリンを含有する塩性溶液５５を収容する容器５４で終端する。該容器５４は塩性溶液５５が更新され得るように入口５６および出口５７を備えるかまたは代替的に沈澱器が容器５４を通る安定した流れが存在するように配置され得る。
【００１８】
入口５６は端子の一方を提供する調整ネジ６０を介して取り付けられるイオン源５９を通って延びる通路５０と連通する。また、室５２に搬送された炭素粒子が塩性溶液５５に誘引されるように、他の端子６１は塩性溶液５５を帯電する。
【００１９】
前述されたごとく、炭素粒子はアルゴンおよび空気のガス状混合物中に含有される。
【００２０】
図８には静電沈澱器８０が略示されている。該沈澱器８０は端部キヤツプ８２によりその上方端で閉止された略筒状の管８１を含んでいる。該管８１の下方端は上方部分８４および下方部分８５を含むベース構体８３に取り付けられる。管８１および上方部分８４は通路８６を画成するために協働し、キヤツプ８２はガス出口８７を備え、そして上方部分８４はガス入口８８を備えている。ガス入口８８は開口８９を有する通路８６で終端する。開口８９およびそれから延びる通路９０は筒状（または截頭円錐）壁９１に対して実質上「正接（タンジェント）」して延び、その結果通路８６に流入するガスは管８１の長手方向軸線のまわりに渦を巻く。
【００２１】
キヤツプ８２は上方部分８４であるテフロンのごとき絶縁材料から形成される。上方部分８４と下方部分８５との間に挟まれるのはマイラー（商標）から形成され得るダイアフラム９２である。
【００２２】
下方部分８５には超音波変換器およびガス構体９３が取り付けられる。
【００２３】
キヤツプ８２は軸１０１と一体に形成される。針の形のイオン源針９４がその下部端で出るようにキヤツプ８２および軸１０１を通って延びる。イオン源針９４は下部端９５を有する。
【００２４】
上方部分８４を貫通するのは皮下注射器の針９６がそれを通って延びるかまたは進入する通路９５である。
【００２５】
沈澱器８０は疏水性部分９７および親水性部分９８を有する。
【００２６】
上述した沈澱器８０の作動において、ダイアフラム９２と変換器およびガス構体９３との間のキヤビテイ１０１は水および微量の界面活性剤、例えば、グリセリンで充填される。
【００２７】
最初に、水が皮下注射器または他の手段を経由してダイアフラム９２の上方面に供給される。その後、超音波変換器９３はダイアフラム９２を振動させるべく作動される。代表的には変換器は約１．７ＭＨｚで発振する超音波クリスタルである。ダイアフラム９２上の水は「ミスト」（小さい水滴）の稠密な流れを形成するために付勢される。ダイアフラム９２に供給される水は、水に必要な自由なイオンまたは導電性であるような他のイオン化学薬品を供給するために、塩性または他のイオン化学薬品であることが望ましい。
【００２８】
電位は端部９５（コロナ点）とダイアフラム９２に供給される液体との間に印加される。これは針９６を介してなされ得る。上述したミストを作ることにおいて超音波変換器は部分９８を取り囲む管８１の内部壁９９の「洗い流し」を生じる。水はまた上方部分８４の内部壁１００を流れ落ちる。ダイアフラム９２上の水、および湿った壁９９および１００は静電気収集電極を形成する。
【００２９】
イオン化されるガス中の粒子はそれゆえ水滴および壁に引き付けられ、一方水滴それ自体がイオン化されかつまた壁９９および１００に引き付けられる。この点において理解されるべきことは、電位が針９４および９６に印加され、より詳しくは正の８ｋｖの電荷が、約１００μＡ最大電流で、針９５に印加されるということである。
【００３０】
超音波変換器はミストがこれが端部９５で短絡を生じる範囲に上昇しないことを保証するために制御される。
【００３１】
針９６を有する皮下注射器はダイアフラム９２の上方部分で液体と電気的に接触するように上方部分８４に挿入され、それにより戻り接地電位を作りかつまた沈澱器８０の内部に液体を導入する手段を設ける。針９６はまた炭素粒子を含有する液体を除去すべく使用され得る。
【００３２】
上述した沈澱器８０において、水とは別の他の液体が使用され得る。例えばこの液体は油を基礎にした液体であつてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、炭素粒子含有ガスが通過しかつ入口および出口を有する通路を画成するハウジング；前記通路内に突出しかつ前記入口と前記出口との間に配置されるイオン源；前記入口と前記出口との間で前記通路の少なくとも１部分を取り囲む壁；液体を受容するための前記通路内の液体受容手段；前記イオン源と前記液体との間で電位を確立し得る手段；および前記通路内に分散されるべき小滴を前記液体から発生させる手段からなり；前記電位の印加時、前記小滴と粒子が前記壁に引き付けられる構成としたので、沈澱器を通過するガス流中に含有される炭素粒子が水滴により良好にトラツプされる改良した型の静電沈澱器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】静電沈澱器を示す概略断面側面図である。
【図２】図１の静電沈澱器を示す概略断面正面図である。
【図３】図１および図２の静電沈澱器を示す概略上面図である。
【図４】図１の静電沈澱器により使用されるようなベンチユリ管を示す概略断面側面図である。
【図５】図４のベンチユリ管を示す概略断面端面図である。
【図６】さらに他の静電沈澱器を示す概略断面側面図である。
【図７】図６の沈澱器を示す概略断面正面図である。
【図８】さらに他の沈澱器を示す概略断面側面図である。
【符号の説明】
１０ 静電沈澱器
１１ 入口
１２ 出口
１３ 通路
１４ 室
１６ 中央通路
１７ 電極
１８ イオン源
１９ 調整ネジ
２０ ベース
２１ キヤツプ
３０ ベンチユリ管
３１ 入口
３２ 出口
５１ 入口
５２ 室
５８ 通路
５９ イオン源
８０ 静電沈澱器
８１ 筒状管
８２ キヤツプ
８３ ベース構体
８４ 上方部分
８５ 下方部分
８７ ガス出口
８８ ガス入口
９２ ダイアフラム
９３ 超音波変換器
９５ イオン源
９６ 針

Claims (15)

  1. 炭素粒子含有ガスが通過しかつ入口および出口を有する通路を画成するハウジング；
    前記通路内に突出しかつ前記入口と前記出口との間に配置されるイオン源；
    前記入口と前記出口との間で前記通路の少なくとも１部分を取り囲む壁；
    液体を受容するための前記通路内の液体受容手段；
    前記イオン源と前記液体との間で電位を確立し得る手段；および
    前記通路内に分散されるべき小滴を前記液体から発生させる手段からなり；
    前記電位の印加時、前記小滴と粒子が前記壁に引き付けられることを特徴とする静電沈澱器。
  2. 前記通路が前記液体受容手段から略上方に延びかつ前記出口が前記通路の上部に配置され、そして前記入口が前記液体受容手段に隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載の静電沈澱器。
  3. 前記イオン源が前記通路内に突出しかつ前記液体受容手段の上方に間隔をおいて配置された針であることを特徴とする請求項１に記載の静電沈澱器。
  4. 前記静電沈澱器がさらに前記液体受容手段へ液体を供給および前記液体受容手段から液体を回収するための手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の静電沈澱器。
  5. 前記通路が垂直の長手方向軸線を有し、そして前記入口がガスを前記軸線のまわりに回動させるべく前記通路に対して少なくとも部分的に正接して延びることを特徴とする請求項１に記載の静電沈澱器。
  6. 前記液体から小滴を発生させるための手段が前記液体受容手段を振動させるための手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の静電沈澱器。
  7. 前記液体受容手段が略水平に広がるダイアフラムであり、そして前記振動させるための手段が超音波変換器であることを特徴とする請求項６に記載の静電沈澱器。
  8. 前記壁が上部の疏水性部分および下部の親水性部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の静電沈澱器。
  9. 炭素粒子含有ガスが通過しかつ前記ガスのための下部の入口および前記ガスのための上部の出口を有する略上方に延びる通路を画成するハウジング；
    前記通路内に突出しかつ前記入口と前記出口との間に配置されるイオン源；
    前記入口と前記出口との間で前記通路の少なくとも１部分を取り囲む壁；
    前記通路の下部端を横断するように広がり、かつ液体が供給されるように略水平に配置されたダイアフラム；
    前記ダイアフラムの振動により前記ダイアフラムの上の液体から小滴を発生させる振動を生起する、前記ダイアフラムと関連して動作可能な振動器；および
    電位の印加時に小滴と粒子が前記壁に引き付けられるように、前記イオン源と前記液体との間で電位を確立し得る手段とを備えていることを特徴とする静電沈澱器。
  10. 前記振動器が、超音波変換器であることを特徴とする請求項９に記載の静電沈殿器。
  11. 前記静電沈澱器が前記通路の内側に液体を供給および前記通路の内側から液体を回収するための手段を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の静電沈澱器。
  12. 前記壁が上部の疏水性部分および下部の親水性部分を含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の静電沈澱器。
  13. 前記イオン源が前記通路内に突出しかつ前記ダイアフラムの上方に間隔をおいて配置された下部端を有する針であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の静電沈澱器。
  14. 前記通路の内側に液体を供給および前記通路の内側から液体を回収するための手段は、前記電位を確立するために用いられることを特徴とする請求項１１に記載の静電沈澱器。
  15. 前記液体を供給および回収するための手段は、皮下注射器であり、前記イオン源と前記皮下注射器から射出された前記液体との間で前記電位を確立するための手段を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の静電沈澱器。
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