JP4231109B2 - エーロゾルフィルタとその利用方法 - Google Patents

Description

本発明は同軸的に配置されたほぼ円筒状の多数のフィルタ面を備えたエーロゾルフィルタに関する。
ろ過すべき媒体はこれをろ過する際フィルタを貫流する。ろ過すべき媒体に応じて種々の形式のフィルタが利用される。油、エーロゾルあるいは微細粉体を空気あるいは液体から分離するために通常、例えば１９８７年スプリンゲル社出版の文献、デュベル著「タッシェンブーフ フュア マシーネンバウ」、１６版、第Ｍ４８頁で知られているようなエーロゾルフィルタ（浮遊物フィルタ）が採用される。
このような同軸的に配置されたほぼ円筒状の多数のフィルタ面を備えたエーロゾルフィルタの場合、ろ過すべき媒体はこれを内側から外に向けて貫流する。その円筒半径の増大によるフィルタ面積の増大は、その円筒半径の増大に伴ってフィルタ面を通る媒体の貫流速度を減少させる。この貫流速度の減少は油滴あるいはエーロゾル粒子の凝集を強める。これによって大きくなった油滴あるいはエーロゾル粒子は、最終的にその増大した重量に基づいて重力によって媒体の流れ方向からそらされて分離される。
フィルタ面は通常セラミック部品、ガラス繊維あるいはプラスチック繊維から成っている。これらの材料はろ過すべき媒体の堆積物を吸収し、これによって閉塞してしまう性質がある。従ってこのようなエーロゾルフィルタは短時間で交換し、新しいエーロゾルフィルタで置き換えねばならない。特に有毒物質あるいは放射性物質をろ過する際、これらの有害物質を含むごみ（廃棄物）が生ずることを防止しなければならない。
本発明の課題は、有毒物質および又は放射性物質をも浄化するために、特に適用される再生可能なエーロゾルフィルタを提供することにある。
この課題は冒頭に述べた形式のエーロゾルフィルタにおいて、本発明に基づいて一つあるいは各フィルタ面が金属織物を有していることによって解決される。
ろ過すべき油あるいはエーロゾルは、金属織物に付着する性質が通常のフィルタ材料に付着する性質より乏しいことを新たに発見した。例えばセラミックスに比べてかなり小さな金属織物のミクロ粗さが特に有効に作用する。金属織物をエーロゾルフィルタのフィルタ面として利用することによって、エーロゾルフィルタはほとんど残滓なしに浄化できる。このフィルタは閉塞が生じた場合でも、例えば逆ブローによって簡単に浄化でき再利用できるので、追加的なごみの発生は防止される。
各フィルタ面に所定の大きさの織り目を与え、これによってエーロゾルフィルタを媒体の流れ形状に特に良好に合わせることができるようにするために、金属織物が金属線から成る多数の織物層を有していることが有利である。金属織物の織り目の大きさは所定の層によって決定される。この織り目の大きさを決定する所定の層を、本明細書においては決定層と呼ぶ。この決定層はそれに比べて粗い分配層で支持されている。分配層自体は、この分配層に比べてもっと粗い支持織物層によって支持されていることが有利である。損傷を防止するために決定層はその反分配層側が保護層で覆われている。
油滴あるいはエーロゾル粒子の凝集あるいは集合を助長するために、各フィルタ面の金属織物の織り目の大きさがフィルタ面の円筒半径の増大に伴って増大していることが有利である。これによって油あるいはエーロゾルの特に効果的な分離が達成される。
本発明の利点は特に、同軸的に配置されそれぞれ金属織物を有するほぼ円筒状の多数のフィルタ面を備えたエーロゾルフィルタが簡単に浄化でき、これによって再生できることである。更に油滴あるいはエーロゾル粒子がそのような金属織物に決して付着しないので、このようなエーロゾルフィルタは特に長い寿命を有する。
以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は多数のフィルタ面を備えたエーロゾルフィルタの横断面図、
図２はフィルタ面の金属織物の拡大部分断面図である。
両図において同一部品には同一符号が付されている。
図１におけるエーロゾルフィルタ１は、同軸的に配置されたほぼ円筒状の多数のフィルタ面２、２′を有し、そのうち図１には二つのフィルタ面が示されている。各フィルタ面２、２′は金属織物３を有している。エーロゾルフィルタ１のフィルタ面２、２′はスペーサ４によって互いに分離されている。スペーサ４は各フィルタ面２間を確実に所定の間隔に保っている。
図２に示されているように、金属織物３は互いに重ね合わされた種々の層から構成されている。そのために支持織物層５、分配層６、決定層８および保護層１０が上下して配置されている。これらの各織物層５、６、８、１０は金属線２５、２６、２８、３０の織物から成り、それぞれの金属線２５、２６、２８、３０の太さがそれぞれの織物層５、６、８、１０の金属線２５、２６、２８、３０で形成された織り目（開口）Ｐ、Ｐ′、Ｐ″、Ｐ′″の深さ並びに大きさを規定している。図２に示されているように、金属線２５、２６、２８、３０の太さはそれぞれの織物層５、６、８、１０の機能に応じて変化している。決定層８が最も細い金属線２８を有している。この金属線２８は決定層８の約数μｍの細孔Ｐ″が生ずるように織られている。この決定層８の織り目Ｐ″の大きさが、金属織物３を有するフィルタ面で捕捉される粒子の大きさおよびそこを通過できる粒子の大きさを決定している。
決定層８は比較的太い金属線２６を有する分配層６で支持され、この分配層６自体は支持層５で支持されている。分配層６の金属線２６に比べて太い金属線２５で構成されている支持層５および分配層６は、いずれも決定層８に比べて大きな細孔Ｐ、Ｐ′を有している。従って分配層６および支持層５はそれ自体重要なろ過作用をしない。決定層８は分配層６と反対側が保護層１０で覆われ、この保護層１０も同様に決定層８よりも太い金属線３０、従って大きな織り目Ｐ′″を有している。
織物層５、６、８、１０が例えば溶接、焼結あるいは別の接続法で結合されているこの種の金属織物３は、特に耐性のあるエーロゾルフィルタに対して、例えばハステロイあるいはカーペンターのような耐食性合金あるいは例えばインコネルのような耐熱合金で構成される。
エーロゾルフィルタ１に対してそのような金属織物３を利用することによって、エーロゾルフィルタ１において高温および低温並びに腐食に対して大きな耐性が得られる。更にこのようなエーロゾルフィルタ１は、特に大きな機械的強度および衝撃強度並びに高いろ過精度を有する。このエーロゾルフィルタ１は簡単に浄化でき、従って頻繁に再利用できる。
各フィルタ面２、２′の金属織物３の織り目の大きさは、フィルタ面２、２′の円筒半径の増大に伴って増大している。図１の実施例において半径Ｒ′のフィルタ面２′の全織物層の織り目は、半径Ｒのフィルタ面２の織物層の織り目よりも大きくなっている。
フィルタ面２、２′の円筒半径Ｒ、Ｒ′の増大に伴って織り目の大きさが増大していることによって、ろ過すべき媒体がエーロゾルフィルタ１を内側から外側に貫流する際にその流速が減速される。この流速の低下に伴う凝集効果によって、油滴あるいはエーロゾル粒子の大きさがフィルタ面２、２′の円筒半径Ｒ、Ｒ′の増大に伴って大きくなり従って重くなるので、これらは重力効果によって特にエーロゾルフィルタ１の外側部位において分離される。金属織物３は特に簡単に精確に加工できるので、フィルタ面２は例えばその配置構造およびその金属織物３の織り目の大きさに関してろ過すべき媒体に特に良好に合わせることができる。これによって特に効果的なろ過作用が得られる。
エーロゾルフィルタ１は逆ブローによって浄化でき、従って再生できる。エーロゾルフィルタ１のフィルタ面２、２′に金属織物３を利用することによって、ごみの発生が防止される。更にエーロゾルフィルタ１は特に長い寿命を有する。

Claims (5)

1. 同軸的に配置された円筒状の多数のフィルタ面（２、２′）を備え、
   該フィルタ面（２、２′）が各々金属織物を有し、
   各フィルタ面（２、２′）の金属織物（３）が、各々金属線からなる織物層として、決定層（８）に加えて支持層（５）および少なくとも１つの保護層（１０）を含み、
   各フィルタ面（２、２′）の金属織物（３）において、前記決定層（８）の織り目の大きさが、フィルタ面の円筒半径の増大に伴い増大することを特徴とするエーロゾルフィルタ。
2. 各々隣接する２つのフィルタ面（２、２’）間に、各々複数のスペーサ（４）が配置されたことを特徴とする請求項１記載のエーロゾルフィルタ。
3. 各フィルタ面（２、２′）の金属織物（３）が、各々耐食性又は耐熱性合金からなることを特徴とする請求項１又は２記載のエーロゾルフィルタ。
4. 請求項１から３の１つに記載のエーロゾルフィルタ（１）を、エーロゾルを含む媒体のろ過に利用することを特徴とするエーロゾルフィルタの利用方法。
5. 請求項１から３の１つに記載のエーロゾルフィルタ（１）を、有毒物質又は放射性物質を含む媒体のろ過に利用することを特徴とするエーロゾルフィルタの利用方法。

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