JPS5912321B2 - 凝縮性気体処理用コ−ルドトラツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はたとえば六フフ化ウランのような凝縮性気体
を冷却して析出（トラップ）しかつその析出物質を加熱
して流出し得るような構造を備えた凝縮性気体処理用コ
ールドトラップに関する。

従来、たとえば凝縮性物質を含んだ混合気体から凝縮性
物質を分離捕集する装置としてコールドトラップが知ら
れている。

このコールドトラップは通常、混合気体の流通路に所定
温度に冷却された冷却系伝熱板を所定間隔に複数枚設置
して混合気体を十分に冷却し、この冷却によって凝縮性
物質を伝熱板の表面に固体状に析出させるように構成さ
れている。

しかしながら、従来この種コールドトラップにあっては
捕集対象物が伝熱板の一部分、つまり伝熱板の上流側部
分に集中して析出され易く、このため伝熱板間に形成さ
れた流通路が短時間に閉塞し、保守が面倒であるだけで
なく伝熱板表面の利用率が悪く、さらに捕集効率が低い
欠点があった。

また、コールドトラップの容器を二重構造にした場合に
は加熱すべき加熱系伝熱板の熱を容器壁から伝導して得
ることが難しくなる。

そのため加熱系伝熱板の効率が低下し、コールドトラッ
プの閉塞時間が早まり、不純物ガスの排出ができなくな
るとともに加熱系伝熱板の機能が充分に発揮できない欠
点を生じている。

この発明は上記各欠点を除去するためになされたもので
、その目的とするところは伝熱板間に形成された流通路
が伝熱板に捕集された析出物によって閉塞されるのを防
止でき、伝熱板表面の利用率の向上化および捕集効率の
向上を図れしかも使用し易い凝縮性気体処理用コールド
トラップを提供することにある。

すなわち、この発明はたとえば第１図に示したように被
処理気体を流入しかつトラップされた物質を流出し得る
構造を有する圧力容器１と、この圧力容器のほぼ中央部
から軸方向に配置された第１の熱媒体流通配管２と、こ
の流通配管２の側面に取着された複数の第１の伝熱板３
と、前記第１の熱媒体流通配管２と並列的に前記容器内
に設けられた第２の熱媒体流通配管４と、この第２の配
管の側面に被処理気体の流入方向から順次直径を拡大し
かつ前記第１の伝熱板３間に挿入されるように設けられ
た複数の第２の伝熱板５とを具備したことを特徴とする
凝縮性気体処理用コールドトラップである。

以下、第１図を参照しながらこの発明に係る装置の１実
施例を説明する。

図中、１は内胴１１および外胴１２からなる二重構造の
横形圧力容器で、この容器１は大地ＧＬに対して傾斜し
た角度をもって支持台１３，１４゜１５に取り付けられ
ている。

内胴１１および外胴１２との間にはブラインが循環し、
外胴１２にブライン系入口管１６および出口管１７が取
着されている。

なお、１８，１９は排気用盲フランジである。

内胴１１および外胴１２の一端側の中央部を気密に貫通
して第１の熱媒体流通配管２が挿着されている。

この配管２は有底の大径パイプ２１内に底部が開口した
小径パイプ２２が同心的に挿入された該容器１の外部に
突出した端部で固定され、該小径パイプ２２の端部には
フランジ部２３が取着されている。

高温熱媒体はフランジ部２３から流入し小径パイプ２２
内を流通して大径パイプ２１内に放出され、大径パイプ
２１内を流通して大径パイプ２１の端部に取着されたフ
ランジ部２４から流出する。

配管２の端部近傍の側面にはまた凝縮性気体つまり被処
理気体の流入管２５がラッパ管２６に取着され、ラッパ
管２６はベロー２７によって容器１に気密に取着されて
いる。

また容器１内に位置した配管２の側面には第１の伝熱板
の加熱系伝熱板３がほぼ等間隔に取着されており、この
加熱系伝熱板３は気体の流入側から端部へ向けて次第に
直径つまり伝熱面積が小さくなるように形成された伝熱
板３１，３２，３３゜３４・・・３９が取着されている
。

また、前記容器１の半径方向には第１の配管２と並列的
に第２の熱媒体流通管４が設けられており、この流通管
４は二重管パイプ４１が容器１内の１端から延在し底部
近傍でほぼ直角に折れ曲がりそこで冷却板４２に沿って
密接しその冷却板の端から再び直角に折れ曲って容器の
端部へ延在し戻るように形成されている。

なお、冷却板４２の中央には開孔４３が穿設されている
。

また、パイプ４１の側面には前記伝熱板３１，３２・・
・３９の間に直径の大きい第２の伝熱板の冷却系伝熱板
５１．５２・・・５９が取着されている。

これらの伝熱板５１，５２・・・５９は容器の気体流入
側の一端・＼向かうにつれて次第に直径つまり伝熱面積
が小さくなっている。

なお、４７．４８は伝熱板５１゜５２・・・５９の間隔
を等しく保持するための間隔子、４９は支持具でまた６
は凝縮性物質の流出管、７は気体の流出パイプ、８はヒ
ータである。

なお、外胴１２の側壁には全面に断熱シールドが施され
ている。

つぎに上記構成のこの発明に係る装置の作用を不活性ガ
スに含まれている六フッ化ウラン（ＵＦ６）を分離捕集
する場合を例にして説明する。

まず、流出管６を閉じて第２の熱媒体流通配管４に冷媒
を通流し、さらに第１の熱媒体流通配管２に加熱用流体
を通流させる。

したがって、伝熱板３１〜３９はある値の温度に加熱さ
れ伝熱板３１〜３９と５１〜５９は一段おきに高温低温
に保持される。

つまり対向する伝熱板の表面は異なる温度に保持される
。

この場合第２の配管４によって冷却される伝熱板５１〜
５９の温度がたとえば一６０℃であるとすると、これに
対向する伝熱板３１〜３９は少なくとも一４０℃以上の
高温となるように制御する。

このような状態で流入管２５から被処理気体つまりＵＦ
６を含んだ不活性ガスを容器１内に導入すると、この導
入されたガスはラッパ管２６から図中矢印で示すように
通流しこの間に伝熱板３１からの熱供給を受けて高温と
なり、その後伝熱板３２〜３９間に形成されたいわゆる
流路を通り、その後冷却板４２の開口を通って流出パイ
プ７から排出される。

そして、前記伝熱板５１〜５９および３１〜３９間を通
流するときにＵＦ６が冷却されている伝熱板５１〜５９
の表面に析出堆積される。

この場合、析出量が多くなっても、伝熱板３１〜３９の
熱により伝熱板３１〜３９および５１〜５９間が析出物
によって閉塞するようなことはなく、シかもＵＦ６は冷
却されている伝熱板５１〜５９の表面全体に一様に析出
され含まれているＵＦ６のほとんど全部が分離捕集され
る。

なお、伝熱板５１〜５９の表面に析出されたＵＦ６を除
去する場合には第２の熱媒体流通配管４・＼の冷媒の供
給を停止し、第１の熱媒体流通配管２に供給される流体
の熱量を多くして容器１内を高温にし、この温度でＵＦ
６を液化させ流出管６を通して排出するようにすればよ
い。

この場合流出パイプ７を閉じて容器１内の圧力を高くす
るようにしてもよい。

このように、気体の流通路に高温、低温の伝熱板を交互
に配列し、気体の流通方向に冷却系伝熱板５１〜５９の
面積を拡大している為析出しやすい上流部の析出が制限
され、下流部での析出量が増し低温の伝熱板５１〜５９
の表面に対象物を固体状に均一に析出させるようにして
いる。

したがって高温の伝熱板３１〜３９の前述した作用で伝
熱板相互間の間隙が析出物によって閉塞されるのを防止
でき、寿命を長くできるとともに低温の伝熱板５１〜５
９の表面全体に析出させることができ、いわゆる捕集面
の利用率を大幅に向上させることができる。

また、高温の伝熱板３１〜３９を前記関係に配設したこ
とによって逆流するガスに凝縮ポンプ作用を行なわせる
ことができるので、冷却面・＼ガスを良好に接触させる
ことができ、これによって捕集効率の向上を図ることが
できる。

さらに、従来の装置では伝熱板に水滴が耐着して熱伝導
が悪くなり、加熱系伝熱板の効率低下の原因になってい
たのに対してこの発明では流入配管２にブロアーなどを
設けることにより温風を流して強制的に水滴の耐着を防
止することができる。

才だＵＦ６の析出状態により伝熱板の温度を調節するこ
とが容易である。

第２図はこの発明に係る装置の他の実施例を示すもので
、第１図と同一部分は同一符号をもって示しである。

第２図において、圧力容器１０１はたて形に配置され、
外胴１１２は内胴１１１の下部のみに二重構造をとるよ
うに設けられている。

この二重構造部の外胴１１２にはブライン糸入口管１６
、出口管１７が取着され、外胴１１２と内胴１１１の間
にはブラインが循環している。

内胴１１１には上部中央から内部胴長方向に多重パイプ
が挿入固定されており、この多重パイプは両端が閉塞さ
れ上端が容器１０１の外部に突出した外パイプ１０８と
、この外パイプ１０８の上端部から同軸的に挿着された
両端が閉塞され上端が外パイプ１０８の外部に突出した
大径パイプ１２１とこの大径パイプ１２１に同軸的に挿
着され下端が大径パイプ１２１に開放された小径パイプ
１２２で成り、小径パイプ１２２の上部流入口１２３か
ら高温熱媒体がパイプ内に流入し、パイプ内を流通して
大径パイプ１２１に取着された流出口１２４から流出す
る。

又外パイプ１０８の上部には被処理気体の流入管２５が
取着され、ここから外パイプ１０８内に流入した気体は
外パイプ１０８と大径パイプ１２１間に設けられたら旋
状のフィン９を有する流路に導かれ、この流路を流通し
外パイプ１０８の下部の内胴１１１内に開口した下端開
孔９ａから胴内に流れ出る胴内に流出した気体は多重パ
イプの側面と胴内壁面に取着され気体流通孔が穿設され
た第１の伝熱板１３１と、多重パイプと並列的に胴内の
半径方向に設けられ胴長方向に延在する熱媒体流通配管
４とこの側面に被処理気体の流入方向から順次直径を拡
大し、第１の伝熱板１３１の間に挿入されるように設け
られた第２の伝熱板５２〜５９との間をそれぞれ流通し
、流出パイプ７から排出される。

このように形成されたものに被処理気体とにＵＦ６を含
んだ不活性ガスを用い、第１の伝熱板１３１を一４０℃
以上、第２の伝熱板５２〜５９をほぼ一６０℃として気
体を流通させれば、第２の伝熱板５２〜５９の第１の伝
熱板１３１に対向する面積が気体流通方向に順次拡大し
ている為、前記実施例と同様、ＵＦ６が均一に析出堆積
し、片寄って析出し気体流路を閉塞することがなくなり
、伝熱板表面の利用率が向上し、捕集効率の向上が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。 １・・・・・・圧力容器、２・・・・・・第１の熱媒体
流通配管。 ３・・・・・・加熱系伝熱板（第１の伝熱板）、４・・
・・・・第２の熱媒体流通配管、５・・・・・・冷却系
伝熱板、（第２の伝熱板）、７・・・・・・流出パイプ
、２５・・・・・・流入管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被処理気体を流入しかつトラップされた物質を流出
   し得る構造を有する圧力容器と、この圧力容器のほぼ中
   央部から軸方向に配置された第１の熱媒体流通配管と、
   この流通配管の側面に取着された複数の第１の伝熱板と
   、前記第１の熱媒体流通配管と並列的に前記容器内に設
   けられた第２の熱媒体流通配管と、この第２の熱媒体流
   通配管の側面に被処理気体の流入方向から順次伝熱面積
   が拡大しかつ前記第１の伝熱板間に挿入されるように設
   けられた複数の第２の伝熱板とを具備したことを特徴と
   する凝縮性気体処理用コールドトラップ。