JPH1138184A - スライド交換式フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタユニットの交換作業を迅速に、安全
に且つ容易に行うことができるようにし、また装置の小
型化と総合的な設備コストの低減化を図る。 【解決手段】 筒状フィルタケーシング２０と、それに
接続した給気配管２４及び排気配管２６と、ケーシング
内で摺動可能な複数のフィルタユニット２２ａ，２２ｂ
と、それらの間に位置するスペーサ３０と、開閉弁３２
付き給気側バイパス配管３４と、開閉弁３６付き排気側
バイパス配管３８と、ケーシングの一方の開口部に取り
付ける負圧調整用ダンパ４０と、ダンパに代えて装着可
能なフィルタユニット押し込み治具４２と、ケーシング
の他方の開口部に設けられる使用済フィルタの受取り手
段とを具備している。使用済フィルタユニットの受け取
り手段は、ビニルバッグ４４とそれを覆うビニルバッグ
カバー４６からなり、バッグアウト可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルタケーシン
グ内にスペーサを介して複数のフィルタユニットを挿入
し、スライド方式で常用位置まで順次押し込むことで交
換可能としたフィルタ装置に関し、更に詳しく述べる
と、スライド交換作業中はバイパス配管によって換気性
能を確保し、そのために予備系統を別途設ける必要を無
くしたフィルタ装置に関するものである。この装置は、
特に限定されるものではないが、例えば核燃料物質など
を取り扱う施設などにおける換気系統に組み込むフィル
タ装置として有用である。

【０００２】

【従来の技術】プルトニウム等の核燃料物質はグローブ
ボックス内で取り扱われる。図７に示すように、グロー
ブボックス１０内の空気はグローブボックス外から箱型
高性能フィルタ１１を通して給気され、グローブボック
ス１０内を換気した後、混入したプルトニウム等の粉塵
を数段の高性能フィルタ１２を通して浄化し、スタック
１３から排気する。換気の目的は、グローブボックス１
０内の負圧を所定の値に維持することである。ここで使
用するフィルタは、通常、交換を容易にするためにビニ
ルバッグ１４で接続する箱型高性能フィルタ１５ａ，１
５ｂ、及び密封交換型高性能フィルタ装置１６である。
箱型高性能フィルタ１５ａ，１５ｂは、グラスウール等
で作られた濾材を合板で成形して箱内に収容し、その両
端に接続用のビニルバッグを取り付けるためのニップル
を設けた構造である。一方は常用フィルタとなり、他方
は予備フィルタとなる。また密封交換型高性能フィルタ
装置１６は、ケーシングの前面にフィルタ挿入口が設け
られ、内部には枠型のフィルタを密着させる機構を有す
る。

【０００３】長期間にわたる使用によって、常用フィル
タ（例えば１５ａ）は徐々に目詰まりを起こす。この換
気系を使用して複数の取扱い施設（例えば、複数台のグ
ローブボックス等）を負圧管理している場合、負圧調整
用ダンパ１７を備えたバイパスフィルタ１８を設けて、
全体の負圧を一定に調整する。常用フィルタ１５ａが目
詰まりを起こして必要な性能が出なくなった場合、ある
いは損傷した場合などは交換しなければならないが、換
気系を停止できない施設（核燃料取扱い施設など）で
は、予備フィルタ１５ｂをもつ予備の系統に切り換え、
使用済フィルタを交換する。フィルタの交換に際して
は、ビニルバッグを利用して密封交換方式で実施する。
すなわちビニルバッグを溶着した後、溶着部分で切断す
ることで系統から切り離す。そして新品のフィルタをビ
ニルバッグを介して接続する。新しく設置したフィルタ
が予備フィルタとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図７から分かるよう
に、従来技術においては、常用フィルタ系統の他に、予
備フィルタ系統とバイパスフィルタ系統を並設する必要
があり、それぞれ交換可能とするためにビニルバッグで
接続している。このため交換する作業エリア、設備エリ
ア等を広くとる必要があり総合的な設備コストが高くな
る問題があった。また、フィルタ交換には、フィルタの
両サイドに付いているビニルバッグをシールして行うた
め、配管の系に物理的に強度のないビニルを使用しなけ
ればならず、核燃料物質などの閉じ込め機能を向上させ
る必要と、放射線を防護する設備や器具を使用する必要
があり、作業効率が著しく悪い欠点があった。

【０００５】本発明の目的は、フィルタユニットの交換
作業を迅速に、安全に且つ容易に行うことができ、装置
の小型化と総合的な設備コストの低減化を図ることがで
きるスライド交換式のフィルタ装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状のフィル
タケーシングと、該フィルタケーシングの側壁の軸方向
で互いに異なる位置に接続した給気配管及び排気配管
と、外周にＯリングシールを嵌着してフィルタケーシン
グ内で摺動可能な複数のフィルタユニットと、前記各フ
ィルタユニットの間に位置するスペーサと、給気配管と
フィルタケーシングとの間に接続した開閉弁付き給気側
バイパス配管と、フィルタケーシングと排気配管との間
に接続した開閉弁付き排気側バイパス配管と、前記フィ
ルタケーシングの一方の開口部に取り付け可能な負圧調
整用ダンパと、該ダンパに代えて装着可能なフィルタユ
ニット押し込み治具と、前記フィルタケーシングの他方
の開口部に設けられる使用済フィルタの受取り手段とを
具備しているスライド交換式フィルタ装置である。ここ
で使用済フィルタユニットの受け取り手段は、ビニルバ
ッグとそれを覆うビニルバッグカバーによって構成し、
使用済フィルタユニットをビニルバッグ内に収容するこ
とでバッグアウト可能とする。

【０００７】このようなスライド交換式フィルタ装置の
運転は、次のように行う。フィルタケーシング内に常用
フィルタユニット、スペーサ、予備フィルタユニットを
挿入配置しておき、通常時は常用フィルタユニットを給
気配管と排気配管との間に設置して給気配管から常用フ
ィルタユニットを通り排気配管から排出される経路を用
いてフィルタ動作させると共に、負圧調整用ダンパによ
り負圧の調整を行う。常用フィルタユニットの交換の際
には、負圧調整用ダンパを取り外して新しいスペーサと
予備フィルタユニットを挿入しフィルタユニット押し込
み治具により押し込み、常用フィルタユニットを摺動さ
せてフィルタケーシングの端部へと押し出す。その際、
フィルタユニットが給気配管及び排気配管を塞いだ時に
は、バイパス配管の開閉弁を開いて所定の負圧を維持で
きるようにする。既に挿入されていた予備フィルタが給
気配管と排気配管の間に位置すると、その予備フィルタ
が常用フィルタとなる。使用済フィルタユニットは、ビ
ニルバッグ内に収容することでバッグアウト（ビニルバ
ッグ内に溶着により封じ込めて、溶着部で切断し、取り
出す方法）する。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記のスライド交換式フィルタ装
置は、その給気配管の他端をグローブボックス等に接続
することで、該グローブボックス内の気体浄化を行う。

【０００９】給気配管及び給気側バイパス配管を削除し
て、フィルタケーシングを直接グローブボックスに接続
する構成も可能である。例えば、筒状のフィルタケーシ
ングと、該フィルタケーシングの側壁に接続した排気配
管と、外周にＯリングシールを嵌着してフィルタケーシ
ング内で摺動可能な複数のフィルタユニットと、前記各
フィルタユニットの間に位置するスペーサと、フィルタ
ケーシングと排気配管との間に接続した開閉弁付き排気
側バイパス配管と、前記フィルタケーシングの一方の開
口部に取り付け可能な負圧調整用ダンパと、該ダンパに
代えて装着可能なフィルタユニット押し込み治具とを具
備する構成とし、前記フィルタケーシングの他方の開口
部にグローブボックスを接続する。なお使用済フィルタ
ユニットはグローブボックス内に落とし込む。

【００１０】フィルタユニットの外周に嵌着する気密維
持用のＯリングシールは、例えばフッ素系ゴムからなる
リップタイプが好ましい。その場合、フィルタケーシン
グの給気配管、排気配管、及び両バイパス配管との接続
部は、全てが開口している構造ではなく、多数の小孔を
穿設した構造とし、その上を摺動するフィルタユニット
のＯリングシールがめくれないようにする。

【００１１】

【実施例】図１は本発明に係るスライド交換式フィルタ
装置の一実施例を示す説明図であり、図２はその断面図
である。図１はビニルバッグカバー４６を外した状態
で、フィルタユニット押し込み治具４２は、分かり易く
するために、空中に浮いた状態で描いてある。また、フ
ィルタケーシング２０については、内部に納められてい
るフィルタユニット２２ａ，２２ｂ及びスペーサ３０の
取り付け状態が確認できるように透視図としている。図
２はフィルタユニットを交換する際のフィルタユニット
押し込み治具を取り付けた状態の断面を示している。

【００１２】このフィルタ装置は、円筒状のフィルタケ
ーシング２０と、その内部に収容する複数の円柱状のフ
ィルタユニット（ここでは常用フィルタユニット２２
ａ、予備フィルタユニット２２ｂ，２２ｃ）とを有す
る。フィルタケーシング２０は、架台２１によりグロー
ブボックス１０等に設置される。フィルタケーシング２
０の側壁には、軸方向で互いに異なる位置に（フィルタ
ユニットの軸方向長さ以上の間隔をおいて）給気配管２
４と排気配管２６を接続する。前記各フィルタユニット
２２ａ，…，２２ｃは、外周面の２箇所にＯリングシー
ル２８が嵌着されていて、フィルタケーシング２０内で
気密的に摺動可能である。またフィルタユニット２２
ａ，…，２２ｃの間には所定の長さのスペーサ３０が介
装されている。常用フィルタ２２ａは、給気配管２４と
排気配管２６との中間に位置し、予備フィルタユニット
２２ｂは排気配管２６とフィルタケーシング２０の一方
の開口部との間に位置する。給気配管２４とフィルタケ
ーシング２０との間には、開閉弁３２を備えた給気側バ
イパス配管３４を接続し、またフィルタケーシング２０
と排気配管２６との間には、開閉弁３６を備えた排気側
バイパス配管３８を接続する。

【００１３】また、前記円筒状のフィルタケーシング２
０の一方の開口部には負圧調整用ダンパ４０が取り付け
可能であり、またその負圧調整用ダンパ４０に代えてフ
ィルタユニット押し込み治具４２が装着可能になってい
る。通常の使用状態では、図１に示すように、負圧調整
用ダンパ４０が取り付けられていて、新規フィルタユニ
ット２２ｃを組み込む際には、図２に示すように、この
ダンパ４０に代えてフィルタユニット押し込み治具４２
を装着する。前記フィルタケーシング２０の他方の開口
部には使用済フィルタユニットの受取り手段を設ける。
ここで使用済フィルタユニットの受取り手段は、ビニル
バッグ４４とそれを覆うビニルバッグカバー４６からな
る。ビニルバッグカバー４６にはサンプリングノズル４
８が接続されていて、それによってビニルバッグ４４の
外側が汚染されていないことを確認できるようになって
いる。

【００１４】各フィルタユニット２２ａ，…，２２ｃの
外周には２箇所でＯリングシール２８が嵌着されてい
る。このＯリングシール２８は、例えばフッ素系ゴムの
ように劣化し難い弾性材料からなり、図３のＡあるいは
Ｂに示すように、リップタイプである。このＯリングシ
ール２８によって、フィルタユニット２２ａ，…，２２
ｃがフィルタケーシング２０内を摺動する際に十分に気
密が維持される構造とする。また、フィルタケーシング
２０の給気配管２４、排気配管２６、両バイパス配管３
４，３８との接続部は、完全な開口とせず、多数の小孔
が穿設された構造とする。例えば図４に示すように、フ
ィルタケーシング２０の給気配管２４との接続部には、
直径５mmφ以下の小孔５０を多数分散形成する。他の配
管との接続部も同様である。これによって、上記のリッ
プタイプのＯリングシール２８が通過する際に、リップ
部がめくれないようにしている。

【００１５】通常の使用状態では、常用フィルタユニッ
ト２２ａが給気配管２４の接続部と排気配管２６の接続
部の丁度中間に位置し、両バイパス配管３４，３８の両
開閉弁３２，３６は閉じられた状態であり、排気配管２
６の接続部と負圧調整用ダンパ４０との間に１個の予備
フィルタユニット２２ｂが組み込まれている。給気配管
２４の他端に、グローブボックス１０を接続する（図１
参照）。グローブボックス１０内の空気は、給気配管２
４を通ってフィルタケーシング２０内に吸い込まれ、常
用フィルタユニット２２ａで濾過され、排気配管２６か
ら排出される。また負圧調整用ダンパ４０を通って吸い
込まれた空気は、予備フィルタユニット２２ｂを通り排
気配管２６から排出される。つまり、この予備フィルタ
ユニット２２ｂがバイパスフィルタユニットとして機能
することになる。定格風量３．９ｍ³ ／分用フィルタ装
置の場合、通常使用時は、フィルタユニット２段を組み
込んだ約８５０mmのフィルタ本体部に、負圧調整用ダン
パ約１５０mmが取り付き、合計約１０００mmの長さにな
る。

【００１６】フィルタユニットの交換は次のような手順
で行う。まずフィルタ装置の健全性を確認するために、
サンプリングノズル４８により内部の状態を調査し、異
常が無いこと（汚染されていないこと）を確認してか
ら、ビニルバッグカバー４６を取り外す。次に図１の負
圧調整用ダンパ４０を設けている状態から、そのダンパ
４０を取り外して、図２に示すように新しいスペーサと
予備フィルタユニット２２ｃを挿入し、フィルタユニッ
ト押し込み治具４２を取り付ける。

【００１７】そして図５のＡ〜Ｄに示す手順で交換す
る。なお、図５には示していないが、フィルタユニット
２２ａ側にビニルバッグカバー４６、フィルタユニット
２２ｃ側にフィルタ押し込み治具４２が設置されている
（図１及び図２参照）。Ａに示すように、各フィルタユ
ニット２２ａ，…，２２ｃを徐々に押し込んでいく。当
初は、常用フィルタユニット２２ａは給気配管２４と排
気配管２６との間に位置しているので、矢印で示すよう
に給気配管２４から吸い込まれる空気は、常用フィルタ
ユニット２２ａを通って排気配管２６から排気される。
これはＢの状態まで続く。更に押し込むと、Ｃに示すよ
うにフィルタユニット２２ａ，２２ｂの側面で給気配管
２４及び排気配管２６との接続部が塞がれてしまう。そ
のため給気配管２４及び排気配管２６が塞がれ始めたな
らば、給気側バイパス配管３４の開閉弁３２及び排気側
バイパス配管３８の開閉弁３６を共に徐々に開く。する
と、矢印で示すように、給気配管２４から給気側バイパ
ス配管３４を通り、常用フィルタユニット２２ａ、予備
フィルタユニット２２ｂを通り、排気側バイパス配管３
８を通って排気配管２６に至る流路を維持できる。これ
によってフィルタユニット交換中、常にグローブボック
スの負圧を確保できることになる。更にフィルタユニッ
トを押し込むと、Ｄのように給気配管２４及び排気配管
２６の流路が開く。従って、給気側バイパス配管３４の
開閉弁３２及び排気側バイパス配管３８の開閉弁３６を
共に徐々に閉める。これによって予備フィルタユニット
２２ｂを通る流路が形成される。この時点で、予備フィ
ルタユニット２２ｂは、次の常用フィルタユニットとな
り、以前の常用フィルタユニット２２ａは使用済フィル
タユニットとなって廃棄可能となる。

【００１８】図５には記載しないが、ビニルバッグカバ
ー４６を外し、使用済フィルタユニットを更に押し込ん
でビニルバッグ４４に収容する。そしてビニルバッグ４
４の入口部分を高周波加熱によって溶着して使用済フィ
ルタユニットを閉じ込め、その溶着部分で切断する。こ
れによって使用済フィルタユニットはビニルバッグで完
全に封止された状態となり、廃棄物として処理できる。
必要に応じてビニルバッグを新しいビニルバッグと交換
する。そしてビニルバッグカバー４６を取り付ける。ま
たフィルタユニット押し込み治具４２を外し、負圧調整
用ダンパ４０を取り付ける。これによって、フィルタユ
ニットの交換作業が完了する。

【００１９】図６は、本発明の他の実施例である。これ
は、上記の実施例における給気配管及び給気側バイパス
配管を削除して、フィルタケーシングを直接グローブボ
ックスに接続し、使用済フィルタユニットをグローブボ
ックスに落とし込むように構成したものである。それ
故、説明を簡略化するために、対応する部分に同一符号
を付す。円筒状のフィルタケーシング２０と、該フィル
タケーシング２０の側壁に接続した排気配管２６と、外
周にＯリングシールを嵌着してフィルタケーシング内で
摺動可能な複数のフィルタユニット（ここでは常用フィ
ルタユニット２２ａ，予備フィルタユニット２２ｂ）
と、前記各フィルタユニットの間に位置するスペーサ３
０と、フィルタケーシング２０と排気配管２６との間に
接続され、開閉弁３６を備えた排気側バイパス配管３８
とを有する。通常の使用状態では、前記フィルタケーシ
ングの一方の開口部に負圧調整用ダンパ４０を取り付け
る。フィルタケーシングの他方の開口部はグローブボッ
クス１０に直接接続する。

【００２０】通常の使用状態では、グローブボックス１
０からの空気が常用フィルタユニット２２ａを通り排気
配管２６から排気される。また負圧調整用ダンパ４０か
らの空気は予備フィルタユニット２２ｂを通って排気配
管２６から排出される。

【００２１】フィルタユニットを交換するには、負圧調
整用ダンパ４０を取り外し、新しいスペーサとフィルタ
ユニットをフィルタケーシング２０内に挿入し、フィル
タユニット押し込み治具４２を取り付ける。そして、フ
ィルタユニットを押し込む。予備フィルタユニット２２
ｂによって排気配管２６が塞がれはじめたら、排気側バ
イパス配管３８の開閉弁３６を開いて流路を確保する。
更にフィルタユニットを押し込むと、最後に使用済フィ
ルタユニット２２ａはグローブボックス１０内に落とし
込まれる。そして予備フィルタユニット２２ｂが常用フ
ィルタユニットの位置に収まり、以後、それが常用フィ
ルタユニットとして機能する。

【００２２】この構成は、給気配管及び給気側バイパス
配管が不要であり、またビニルバッグやビニルバッグカ
バーも不要なため、構成を簡略化できる利点がある。ま
たその都度ビニルバッグによる使用済フィルタユニット
の取り出し作業を行う必要も無くなる。グローブボック
スに投入した使用済フィルタユニットは、グローブボッ
クスに設けられているビニルバッグポートから、通常の
バッグアウト方式（グローブボックス内にある器具や物
質をグローブボックスに取り付けたビニルバッグ内に溶
着により封じ込めて、グローブボックス外に搬出する方
法）で取り出すことができる。

【００２３】本発明装置によるフィルタユニットのスラ
イド交換では、交換に要する時間を大幅に短縮できる利
点がある。因みに、従来方法では平均約２時間必要であ
った作業が、約１５分程度に短縮できた。この交換に要
する時間は、使用状態（フィルタ装置の汚染レベル等）
によって変わらず、核燃料物質を飛散させないように実
施する場合でも、ほぼ一定の時間で作業できた。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上記のように、フィルタユニッ
トをフィルタケーシング内でスライドさせて交換するよ
うに構成しているために、使用条件に関わらず、短時間
で且つ容易にフィルタユニットの交換作業を完了でき
る。また配管途中にビニルバッグを使用しないために、
気密性能、閉じ込め性能が向上する。勿論、配管途中に
ビニルバッグを使用している場合でも、気体としての気
密性能は通常使用している範囲では問題は生じないが、
本発明ではフランジなどの金属部材を用いているため
に、閉じ込め性能は格段に向上することになる。

【００２５】更に本発明では、予備のフィルタ系統及び
バイパス用のフィルタ系統を別途設ける必要が無く、ま
た作業エリアを大幅に縮小できることから、設置スペー
スを著しく小さくでき、設置コストの低減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィルタ装置の一実施例を示す説
明図。

【図２】そのフィルタユニット押し込み治具を装着した
状態の説明図。

【図３】Ｏリングシールの例を示す説明図。

【図４】フィルタケーシングの配管との接続部の説明
図。

【図５】フィルタユニット交換手順を示す工程説明図。

【図６】本発明に係るフィルタ装置の他の実施例を示す
説明図。

【図７】従来のフィルタ装置の使用状態の説明図。

【符号の説明】

１０ グローブボックス ２０ フィルタケーシング ２２ａ 常用フィルタユニット ２２ｂ 予備フィルタユニット ２４ 給気配管 ２６ 排気配管 ３０ スペーサ ３２ 開閉弁 ３４ 給気側バイパス配管 ３６ 開閉弁 ３８ 排気側バイパス配管 ４０ 負圧調整用ダンパ ４２ フィルタユニット押し込み治具 ４４ ビニルバッグ ４６ ビニルバッグカバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅谷 伸一 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のフィルタケーシングと、該フィル
   タケーシングの側壁の軸方向で互いに異なる位置に接続
   した給気配管及び排気配管と、外周にＯリングシールを
   嵌着してフィルタケーシング内で摺動可能な複数のフィ
   ルタユニットと、前記各フィルタユニットの間に位置す
   るスペーサと、給気配管とフィルタケーシングとの間に
   接続した開閉弁付き給気側バイパス配管と、フィルタケ
   ーシングと排気配管との間に接続した開閉弁付き排気側
   バイパス配管と、前記フィルタケーシングの一方の開口
   部に取り付け可能な負圧調整用ダンパと、該ダンパに代
   えて装着可能なフィルタユニット押し込み治具と、前記
   フィルタケーシングの他方の開口部に設ける使用済フィ
   ルタユニットの受取り手段とを具備し、該使用済フィル
   タユニットの受取り手段が、ビニルバッグとそれを覆う
   ビニルバッグカバーであり、使用済フィルタユニットを
   ビニルバッグ内に収容することでバッグアウト可能とし
   たスライド交換式フィルタ装置。
2. 【請求項２】 筒状のフィルタケーシングと、該フィル
   タケーシングの側壁に接続した排気配管と、外周にＯリ
   ングシールを嵌着してフィルタケーシング内で摺動可能
   な複数のフィルタユニットと、前記各フィルタユニット
   の間に位置するスペーサと、フィルタケーシングと排気
   配管との間に接続した開閉弁付き排気側バイパス配管
   と、前記フィルタケーシングの一方の開口部に取り付け
   可能な負圧調整用ダンパと、該ダンパに代えて装着可能
   なフィルタユニット押し込み治具とを具備し、前記フィ
   ルタケーシングの他方の開口部をグローブボックスに接
   続するスライド交換式フィルタ装置。
3. 【請求項３】 フィルタユニットの外周に嵌着するＯリ
   ングシールは、フッ素系ゴムからなるリップタイプであ
   り、フィルタケーシングの各配管との接続部は、多数の
   小孔を穿設して、その上を摺動するＯリングシールがめ
   くれないようにした請求項１又は２記載のスライド交換
   式フィルタ装置。