(57)【要約】【課題】原子力施設内で湿潤状態の浄水用フィルタを乾燥させる場合においても、原子力施設の排気処理用のＨＥＰＡフィルタの差圧上昇を招くことなく、浄水用フィルタを短時間で効率良く乾燥減容させることができるフィルタの乾燥減容装置及び乾燥減容方法を提供する。【解決手段】本発明に係るフィルタの乾燥減容装置１は、湿潤状態のフィルタ２を加熱して乾燥・溶融させる加熱溶融炉１０と、加熱溶融炉の排気側に接続され、加熱溶融炉からの排気を冷却して当該排気中に含まれる水蒸気を凝縮させる凝縮器２０と、凝縮器で生じた凝縮水と空気を分離する気水分離器３０と、気水分離器で分離した空気を加熱溶融炉に導く配管３１とを備える。加熱溶融炉でフィルタを加熱している間には、加熱溶融炉から凝縮器及び気水分離器を経由して再び加熱溶融炉に戻る循環経路に沿って空気を循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤状態のフィルタを加熱して乾燥・溶融させる加熱溶融炉と、上記加熱溶融炉の排気側に接続され、上記加熱溶融炉からの排気を冷却して当該排気中に含まれる水蒸気を凝縮させる凝縮器と、上記凝縮器で生じた凝縮水と空気を分離する気水分離器と、上記気水分離器で分離した空気を上記加熱溶融炉に導く配管とを備え、
上記加熱溶融炉でフィルタを加熱している間に、上記加熱溶融炉から上記凝縮器及び上記気水分離器を経由して再び上記加熱溶融炉に戻る循環経路に沿って空気を循環させることを特徴とするフィルタの乾燥減容装置。
【請求項２】
上記フィルタは、原子力施設で使用された浄水用フィルタであることを特徴とする請求項１に記載のフィルタの乾燥減容装置。
【請求項３】
原子力施設で使用された湿潤状態の浄水用フィルタを加熱溶融炉で加熱して乾燥・溶融させるとともに、上記加熱溶融炉の排気中に含まれる水蒸気を凝縮器で冷却して凝縮させた後、凝縮水を気水分離器で空気と分離して、その分離した空気を上記加熱溶融炉に戻すことにより、上記加熱溶融炉から上記凝縮器及び上記気水分離器を経由して再び上記加熱溶融炉に戻る循環経路に沿って空気を循環させるようにしたことを特徴とするフィルタの乾燥減容方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力施設で使用された湿潤状態の浄水用フィルタの乾燥・減容に用いて好適なフィルタの乾燥減容装置及びこれを用いた乾燥減容方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力施設で使用された浄水用フィルタは、廃棄処分する際に放射性廃棄物として取り扱う必要があることから、その容積を極力小さくすることが、貯蔵時の負担や処分にかかる費用を軽減する上で有効とされている。
現状では、湿潤状態の浄水用フィルタを遮蔽容器内で一定期間保管して乾燥させた後に焼却あるいは貯蔵処分する方法が採られているが、この方法においてはフィルタの乾燥に多大な時間がかかるために、これに代わる方法として、乾燥装置により強制的にフィルタを乾燥させる方法が検討されている。
フィルタの乾燥装置としては、例えば特許文献１に記載の洗浄フィルタ乾燥装置が知られている。この乾燥装置は、洗浄後の湿潤したエアフィルタの濾布面に清浄な空気を強制的に供給透過させるようにしたもので、この乾燥装置によれば、フィルタを汚すことなく短時間で効率良く乾燥させることができる。
【特許文献１】特開２００１−２７２１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、原子力施設で使用された湿潤状態の浄水用フィルタを、例えば特許文献１に記載の乾燥装置を用いて原子力施設内で乾燥させた場合、浄水用フィルタを通過した湿度の高い空気が原子力施設内に放出され、その空気中に含まれる水蒸気が原子力施設の排気処理用のＨＥＰＡフィルタを湿潤させて、ＨＥＰＡフィルタの圧力損失（差圧）の上昇を引き起こす懸念があった。このような現象により、例えばＨＥＰＡフィルタの圧力損失が交換の目安とされる最終圧力損失にまで達した場合、それが一時的なものであっても無条件にＨＥＰＡフィルタの交換が必要になるため、ＨＥＰＡフィルタの交換時期が結果的に早まることとなり、また使用済みのＨＥＰＡフィルタは放射性廃棄物として取り扱う必要があることから、放射性廃棄物の量が増えてその処理及び処分にかかる負担が増大するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、原子力施設内で湿潤状態の浄水用フィルタを乾燥させる場合においても、原子力施設の排気処理用のＨＥＰＡフィルタの差圧上昇を招くことなく、浄水用フィルタを短時間で効率良く乾燥減容させることができるフィルタの乾燥減容装置及び乾燥減容方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るフィルタの乾燥減容装置は、湿潤状態のフィルタを加熱して乾燥・溶融させる加熱溶融炉と、上記加熱溶融炉の排気側に接続され、上記加熱溶融炉からの排気を冷却して当該排気中に含まれる水蒸気を凝縮させる凝縮器と、上記凝縮器で生じた凝縮水と空気を分離する気水分離器と、上記気水分離器で分離した空気を上記加熱溶融炉に導く配管とを備え、上記加熱溶融炉でフィルタを加熱している間に、上記加熱溶融炉から上記凝縮器及び上記気水分離器を経由して再び上記加熱溶融炉に戻る循環経路に沿って空気を循環させることを特徴とするものである。上記フィルタには、例えば原子力施設で使用された浄水用フィルタが含まれる。
【０００６】
また、この装置を用いた本発明に係るフィルタの乾燥減容方法は、原子力施設で使用された湿潤状態の浄水用フィルタを加熱溶融炉で加熱して乾燥・溶融させるとともに、上記加熱溶融炉の排気中に含まれる水蒸気を凝縮器で冷却して凝縮させた後、凝縮水を気水分離器で空気と分離して、その分離した空気を上記加熱溶融炉に戻すことにより、上記加熱溶融炉から上記凝縮器及び上記気水分離器を経由して再び上記加熱溶融炉に戻る循環経路に沿って空気を循環させるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱溶融炉でフィルタを加熱して乾燥減容させる間に、加熱溶融炉から凝縮器及び気水分離器を経由して再び加熱溶融炉に戻る循環経路に沿って空気を循環させることにより、湿度の高い空気が外部に漏れないようにしたので、例えば原子力施設内で湿潤状態の浄水用フィルタを乾燥減容させる場合においても、原子力施設の排気処理用のＨＥＰＡフィルタの差圧上昇を招くことなく、浄水用フィルタを短時間で効率良く乾燥減容させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明に係るフィルタの乾燥減容装置の一実施形態を示す概略構成図である。この乾燥減容装置１は、湿潤状態のフィルタ２を加熱して乾燥溶融させる加熱溶融炉１０と、加熱溶融炉１０の排気中に含まれる水蒸気を冷却して凝縮する凝縮器２０と、凝縮器２０で生じた凝縮水と空気を分離する気水分離器３０とにより概略構成されている。この乾燥減容装置１においては、加熱溶融炉１０と凝縮器２０、凝縮器２０と気水分離器３０、気水分離器３０と加熱溶融炉１０がそれぞれ配管により接続されて、加熱溶融炉１０から排出された空気が凝縮器２０及び気水分離器３０を経由して再び加熱溶融炉１０に戻るように、空気の循環経路が形成されている。
【０００９】
加熱溶融炉１０は、フィルタ２を収容する炉本体１１を備えるとともに、この炉本体１１の周囲にヒータ１２を備えている。炉本体１１の上端部には、フィルタ２を投入する投入口１３が設けられ、運転時には蓋１４によって閉塞されるようになっている。一方、炉本体１１の底部には、フィルタ２の溶融物を受け入れる受け容器１５が配置され、この受け容器１５が炉本体１１の下部側面の取出口１６より出入自在となっている。取出口１６には、投入口１３と同様に、開閉自在な蓋１７が取り付けられている。受け容器１５は、上面が開放された筒状容器で、水平方向に２分割可能に構成されている。この受け容器１５は、一対の半筒状部材を互いに突き合わせて筒状としたもので、その外周部の突合位置の一方に蝶番（図示省略）が、他方にキャッチクリップ（図示省略）が、２つの半筒状部材を跨ぐかたちでそれぞれ取り付けられている。
【００１０】
また、炉本体１１の上部には排気口１８が、炉本体１１の下部には給気口１９がそれぞれ設けられ、炉本体１１の下部に供給された空気が炉本体１１の上部から排出されて、この空気流によりフィルタ２の乾燥が促進されるようになっている。排気口１８には、凝縮器２０から延びる配管２１が接続され、給気口１９には、気水分離器３０から延びる配管３１が接続されている。この内、配管２１には、加熱溶融炉１０や凝縮器２０等に過大な圧力が作用するのを防止するための安全弁２２が取り付けられている。
【００１１】
凝縮器２０は、加熱溶融炉１０の排気中に含まれる水蒸気を冷却して凝縮させるためのもので、ここではファン２３を用いた空冷式の凝縮器２０が用いられている。凝縮器２０は、加熱溶融炉１０から送られてきた空気を上部から受け入れて下部から放出するように、その設置方向が設定されている。凝縮器２０の下端部には気水分離器３０が接続され、この凝縮器２０で凝縮された水と空気とが気水分離器３０で互いに分離されるようになっている。気水分離器３０には、分離した空気を加熱溶融炉１０の給気口１９に戻すための配管３１の他、凝縮水を外部に排出するための配管３２や、排出する凝縮水に相当する量の外気を導入するための配管３３がそれぞれ接続されている。この内、配管３２，３３には、常時は閉状態であるが凝縮水の排出時には開状態とされるバルブ３４，３５がそれぞれ介装されている。
【００１２】
上記構成からなる乾燥減容装置１においては、原子力施設で使用された湿潤状態の浄水用フィルタを処理対象としているが、それ以外の種類のフィルタ（例えばエアフィルタなど）の乾燥減容に用いることも可能である。また、本実施形態では、１００〜３００℃程度の温度条件で溶融する合成樹脂製（例えばポリプロピレン製）のフィルタを乾燥溶融させることを想定しているが、それ以外のフィルタ（例えばグラスファイバ製のフィルタなど）の乾燥のみを目的として本発明に係る乾燥減容装置１を使用することも可能である。
【００１３】
本発明に係る乾燥減容装置１を用いてフィルタ２の乾燥減容処理を行う際には、先ず、加熱溶融炉１０内に受け容器１５をセットして、この受け容器１５内にフィルタ２の溶融物が流入するように受け容器１５の上方に湿潤状態のフィルタ２をセットした後、ヒータ１２と空冷ファン２３を起動させることにより、乾燥減容装置１の運転を開始する。この乾燥減容装置１の運転を開始すると、加熱溶融炉１０内のフィルタ２が加熱されるとともに、加熱溶融炉１０から凝縮器２０及び気水分離器３０を経由して再び加熱溶融炉１０に戻る循環経路に沿って空気流が形成される。
【００１４】
すなわち、加熱溶融炉１０内部の温度上昇により形成される上昇気流と、凝縮器２０の冷却により形成される下降気流とが合成されて、上記循環経路に沿った空気の流れが形成される。加熱溶融炉１０の排気口１８から排出される空気は、フィルタ２から蒸発した水蒸気を含む湿度の高い空気となるが、この空気は、凝縮器２０で冷却されて、気水分離器３０で凝縮水と分離されることにより、水蒸気が除去される。したがって、加熱溶融炉１０に再び戻る空気は、乾燥した空気となる。この乾燥した空気は、給気口１９から加熱溶融炉１０内に流入した後、フィルタ２から蒸発した水蒸気を取り込みながら、排気口１８に向かって上昇する。このため、排気口１８から排出される空気は、上述したように、フィルタ２から蒸発した水蒸気を含む湿度の高い空気となり、この空気が凝縮器２０及び気水分離器３０を経由して加熱溶融炉１０に戻る循環経路に沿って流れることにより、フィルタ２から蒸発した水蒸気の輸送が効率良く行われて、フィルタ２の乾燥が促進されることとなる。また、その間、外部への空気の流出はなく、閉じた経路内を空気が循環し続けることとなる。
【００１５】
したがって、原子力施設内で湿潤状態の浄水用フィルタ２を乾燥させる場合においても、原子力施設の排気処理用のＨＥＰＡフィルタを湿潤させる心配がなく、ＨＥＰＡフィルタの湿潤に起因する圧力損失の上昇を防止することができる。なお、気水分離器３０で分離された凝縮水は、一定量に達したところで、バルブ３４，３５が閉状態から開状態に変換されることにより、外部に排出され、この排出される凝縮水に相当する量の外気が気水分離器３０に導入されることとなる。
【００１６】
加熱溶融炉１０内のフィルタ２が合成樹脂製のフィルタである場合には、フィルタ２の乾燥に続いて、フィルタ２を溶融させる処理が行われる。本実施形態では、フィルタ２の乾燥と溶融の両処理が連続して行われる。また、ヒータ１２と空冷ファン２３の運転時間が予めタイマで設定され、その設定時間を過ぎると、ヒータ１２と空冷ファン２３が自動的に停止する。この際に加熱溶融炉１０内のフィルタ２の溶融が完了して溶融物が受け容器１５内に収容された状態となるように、上記運転時間が設定される。ヒータ１２の停止後、加熱溶融炉１０内の温度は徐々に低下して行き、所定温度以下になると、受け容器１５内の溶融物が固化する。そして、加熱溶融炉１０の取出口１６の温度が設定温度（例えば、３０度）以下になると、ランプが点灯するなどして、受け容器１５の取り出しが可能になったことがオペレータに報知される。ここで、取出口１６の蓋１７を開放すれば、減容されたフィルタ２（固化体）の収容された受け容器１５を加熱溶融炉１０の内部から取り出すことができる。このときの減容比は、フィルタ２の種類や構造等にもよるが、概ね１／５〜１／１０程度である。
【００１７】
以上のように、本実施形態によれば、加熱溶融炉１０で浄水用フィルタ２を加熱して乾燥溶融させる間に、加熱溶融炉１０から凝縮器２０及び気水分離器３０を経由して再び加熱溶融炉１０に戻る循環経路に沿って空気を循環させることにより、湿度の高い空気が外部に漏れないようにしたので、原子力施設内で浄水用フィルタ２を乾燥させる場合においても、原子力施設の排気処理用のＨＥＰＡフィルタの差圧上昇を招くことなく、浄水用フィルタ２を短時間で効率良く乾燥減容させることができる。
【００１８】
なお、本実施形態では、加熱溶融炉１０内部の温度上昇により形成される上昇気流と、凝縮器２０の冷却により形成される下降気流とを利用して、上記循環経路に沿った空気の流れを形成するようにしたが、空気の流量を調整するために、上記循環経路上に送風器を設置するようにしてもよい。この場合、ヒータ１２の停止後も、送風器の作動により、上記循環経路に沿った空気の流れを形成することが可能であり、そうすることで、加熱溶融炉１０の温度を短時間で上記設定温度にまで低下させることが可能である。
また、本実施形態では、加熱溶融炉１０下部の取出口１６より受け容器１５を取り出す構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば加熱溶融炉１０上部の投入口１３より受け容器１５を取り出す構成とすることも可能である。
【００１９】
また、本実施形態では、フィルタ２の溶融完了後に停止するようにヒータ１２と空冷ファン２３の運転時間を予め設定して、その設定に従ってヒータ１２と空冷ファン２３を停止させるようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばフィルタ２の溶融完了をセンサで検知して、その検知信号に基づいてヒータ１２と空冷ファン２３を停止させるようにしてもよい。ヒータ１２と空冷ファン２３の運転時間を予め設定する方法の場合、フィルタ２の材質や大きさに応じて溶融に要する時間も変化するため、それに合わせてヒータ１２と空冷ファン２３の運転時間を適宜設定しなければならないという煩わしさがあるのに対して、センサの検知信号に基づいてヒータ１２と空冷ファン２３を制御する方法の場合には、上記のような煩わしさはなく、如何なる材質或いは大きさのフィルタ２であっても、その溶融完了のタイミングに合わせてヒータ１２及び空冷ファン２３を適切に停止させることができる。
【００２０】
具体的に、上記センサとしては、例えば透過型のレーザ光センサや反射型のレーザ光センサなどを用いることが可能である。
透過型のレーザ光センサを用いる場合には、図２（ａ）に示すように、炉本体１１の側壁部や取出口１６の蓋１７等に投光部４１と受光部４２を炉本体１１の径方向に対向するように配置して、その高さ位置にフィルタ２が存在するか否かを検知することにより、フィルタ２の溶融が完了したか否かを検知することが可能である。この場合、センサの取付位置の高さは、取出口１６の開口高さ寸法に対して十分な余裕度を持った値（センサから検知信号が出力されるときのフィルタ２の高さ寸法が少なくとも取出口１６の開口高さ寸法以下となるような値；例えば、受け容器１５の上端から上方に約１０ｍｍ）に設定される。
【００２１】
一方、投光部と受光部が一体となった反射型のレーザ光センサを用いる場合には、図２（ｂ）に示すように、投入口１３の蓋１４等に当該センサ４３を設置して、フィルタ２の上端面（溶融面）の高さを検知することにより、フィルタ２の溶融が完了したか否かを検知することが可能である。同様に、図２（ａ）の投光部４１または受光部４２の位置に反射型のレーザ光センサ４３を設置して、反射面までの距離から、その高さ位置にフィルタ２が存在するか否かを検知することにより、フィルタ２の溶融が完了したか否かを検知することも可能である。なお、何れのタイプのセンサを用いる場合でも、投光部や受光部を耐熱ガラス４４等で覆って熱を遮断することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るフィルタの乾燥減容装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】フィルタの溶融完了を検知するためのセンサを示す模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    乾燥減容装置
２    フィルタ
１０  加熱溶融炉
２０  凝縮器
３０  気水分離器
【図１】
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【図２】
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