(57)【要約】  このフィルタは、ダクト（４、５）を接続することによって直列に接続された複数の貯蔵器（１、２および３）を備える。その中のガス流の流れは、複数の障害物に遭遇し、障害物は、軽い成分の拡散を実質的に妨げることなく最高分子量の成分を有効に捕捉するという効果を有する。これを、たとえばフィルタへの入口で内部バッフル（９）またはより細いダクト（７）のアレイ（６）を用いることによって達成することができる。核廃棄物によって発生した水素およびラドンの分離に適用され得る。
2013525086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの混合物の重い成分の流れが軽い成分の流れよりも妨げられ、それにより前記重い成分をより著しく減速させかつ保持するようにする選択ガスフィルタにおいて、直列に配置されかつダクト（４、５、１６）によって互いに接続されている複数のタンク（１、２、３、１４）を含むことを特徴とする選択ガスフィルタ。
【請求項２】
前記タンクが、曲がりくねった経路を強いる連続したバッフル（９）によって占有されることを特徴とする請求項１に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項３】
ダクト（７）のバンク（６）からなる前記タンクのうちの第１のタンクに入口を含み、前記ダクト（７）の各々が、内径より少なくとも３０倍長いことを特徴とする請求項１または２に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項４】
前記タンクの各々が、前記タンクの入口壁および出口壁の一方から他方に延在している前記タンクの中心線に対して互いに対向する、前記タンクの前記入口壁および前記出口壁の部分に開放している、入口ダクトおよび出口ダクトを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項５】
前記バッフルが、前記タンクの２つの対向する横方向側面（１１、１２）に交互に配置されているスリット（１０）を除き、前記タンクの入口開口部と出口開口部との間の連続した断面を占有する壁であり、かつ前記壁が、前記入口開口部および前記スリットに向かって傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項６】
前記タンクを互いに接続する前記ダクト（４、５、１６）が、前記バンクの前記ダクトの内径より少なくとも１０倍大きい内径を有する単一管であることを特徴とする請求項３に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項７】
前記タンク（１４）が、仕切（１５）によって分離された、ケース（１３）内に互いに一括りにされたコンパートメントであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項８】
前記タンクを互いに接続する前記ダクト（１６）が、中心部分を通って前記仕切を横断し、１８０°屈曲し、前記ケース（１３）の壁に向かって向けられかつ前記壁に隙間をあけて隣接している端部を有していることを特徴とする請求項７に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項９】
分子量がより小さい別のガスからラドンを分離することに対する請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタの適用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に低速流において分子量が大きく異なるガスを分離するように設計された、選択ガスフィルタに関する。本発明はまた、ラドンを、逆に排気が求められている水素等のより軽いガスから分離することにより、このフィルタをラドンの閉じ込めに適用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
常用されているフィルタは、フィルタを横断する流れの特定の成分を付着させる活性炭等の本体（bodies）の多孔性媒体（セラミック材料もしくは金属、または液体等からなる）の使用に依存することが多い。それらフィルタには、詰まるかまたは飽和するため定期的に保守が必要であるという欠点がある。それらフィルタは、通常、混合ガスの選択フィルタとしては適しておらず、それは、混合ガスの成分を区別する実際の能力がなく、かつ、一般に、強制的に流れを通すために実質的に高い圧力を加える必要があるためである。
【０００３】
本発明が端を発する分野は、水素およびラドンを発生する核廃棄物のドラム缶から混合ガスを濾過することであり、ラドンは放射性でありしたがって危険であるが、その半減期が短い（およそ４日間の期間）ということは、最終的にそれを付着させる必要がなく、単に消失するまで限られた期間フィルタに保持すべきであることを意味する。一方、水素には可燃性の特性があるため、水素を外部（そこで水素は消散する）に完全に排気することが求められている。
【０００４】
したがって、所望の期間ラドンを保持することができるフィルタであって、フィルタの混合ガスが発生する側に著しい高圧が存在しない場合であっても、水素が迅速に通過するのを可能にして水素が蓄積しないようにするフィルタが、開発された。従来のフィルタを、それらのパラメータおよびそれらの孔のパラメータを変更することによって改善しようとする試みは、混合ガスの濾過の選択性に対していかなる結果ももたらしておらず、それは、こうした変更は、全体的な保持特性を実質的に変更することができるが、混合物の異なる成分に対して相反作用（opposing effects）を与えないためである。一方、本発明は、特定の形状であるために、ラドンおよび水素を含む混合ガスが低速でかつ低流量で横切る場合に、およそ１００％のラドンとわずか２％の水素とを保持することができる、非常に満足のいく選択性を有するフィルタに関する。
【０００５】
特許文献１は、それら成分の原子量を考慮する、実際にはガス分離器であるガスフィルタを記載している。分離は、ガスが高速で放出されかつ軽い成分のみが進むことができるデフレクタ（deflector）によって達成され、重い成分は、逆に、それらの慣性により他のフィルタ出口分岐に強制的に向かわされる。混合物に対して必要な速度を加えるために、ポンプが必要である。一方、本発明は、ガス混合物の弱い流れに対して略静的な状態下で使用され、それらの内容物を分離することなくまたは流れの慣性力を用いることなく、障害物を用いて重い成分の進行を遅らせることにより、かつこれらの成分が決してフィルタから出ないようにその一部の慣性を利用することにより機能する。
【０００６】
特許文献２は、タンクがバッフルとして配置されたプレートを含み、それは、ラドンをストップするが、実際には粒子吸収プレートであり、その上にラドンが付着すると考えられる、ラドンフィルタを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第９０８９４７９号
【特許文献２】独国特許出願公開第１９６５０２６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、特許文献２は、混合物における２種の遊離ガスの分離を教示していない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフィルタは、そのより全体的な形態では、ダクトによって相互接続され、直列に配置された複数のタンクを含むことを特徴とする。実際には、タンクと中間パイプとの間の断面の比率が大きいことにより、タンクが混合物の重い成分を十分に減速させることができ、一方で、軽い成分が、容易に、フィルタの断面の変化（variations）に従い、障害物を回避しかつ完全にフィルタを横断することが確認された。
【００１０】
選択性（本明細書では、混合物の重い成分の流れをより著しく妨げる特性であると理解される）は、フィルタの特性、特にその形状ならびにタンクおよびダクトの寸法と、それらの数とに大きく依存する。選択性を、いくつかの改良によって大幅に向上させることも可能である。したがって、タンクを、曲がりくねった経路を強いる連続したバッフルによって占有することができ、バッフルは、有利には、タンクの２つの対向する横方向側面に交互に配置されているスリットを除き、タンクの入口開口部と出口開口部との間の連続した断面を占有する壁であり、かつ壁は、スリットの方向において入口開口部に向かって傾斜している。別のタイプの改良によれば、フィルタは、ダクトのバンクからなるタンクのうちの第１のタンクに入口を含み、ダクトの各々は、その内径より少なくとも３０倍長く、一方でタンクを互いに接続するダクトは、有利には、内径がバンクのダクトの内径より少なくとも１０倍大きい単一管である。最後に、タンクの各々が、タンクの入口壁および出口壁の一方から他方に延在しているタンクの中心線に対して互いに対向する、タンクの入口壁および出口壁の部分に開放している、入口ダクトおよび出口ダクトを有することが有利である。
【発明の効果】
【００１１】
これらの手段のすべての全体的な効果は、ガス流の流れに対して追加の障害物を確立することであり、したがって、それら障害物は、最も重い成分がほとんど澱む一方で、フィルタを通して略自由に拡散する軽い成分に対して実質的な影響を与えることなく、最も重い成分の流れをより著しく妨げる（hinder）特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態を示す。
【図２】本発明の別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本発明の２つの実施形態について、図１および図２を用いて十分に説明する。これらの実施形態は、本発明の限定的な実施形態ではなく、本発明の最も重要な態様を例示するためにのみ使用されるものである。
【００１４】
図１は、第１の実施形態を表す。それは、３つの円柱状または平行六面体状タンク１、２および３を含み、それらは、ダクト４およびダクト５によって互いに直列に接続されており、また、上記ダクトより細い入口ダクト７のバンク６および出口ダクト８も含む。これらの要素のすべてが、フィルタを流れるガス流が、まずバンク６のダクト７を横切り、次に、タンク１、ダクト４、タンク２、ダクト５、タンク３および出口ダクト８を横切るように、連続して配置されている。流れの分岐によってガスの分離が達成されないため、単一の出口ダクト８が存在し、かつフィルタの内側が単一流路を形成している。ダクトは、全体として、先端（extreme）かつ反対側の両面（またはこれらの面の近く（バンク６の場合に当てはまる））を通してタンク１、２および３内に現れ、それにより、ガス流はそれらの全長を横切る。さらに、タンク１、２および３の各々におけるダクトの入口開口部および出口開口部は、位置がずれているかまたは互い違いになっており、すなわちタンクの長手方向の中心軸（図中、点線で示す）に対して、互いに面している壁の部分に現れる。この配置により、最も重い成分のブロッキングを十分に容易にすることによって、タンクの各々の選択性が実質的に向上したことが確認された。
【００１５】
バンク６のダクト７の直径は、およそ１ミリメートルであり、長さはおよそ１デシメートルである。それらの機能もまた、選択性を促進することであるが、それらには、混合物の軽い成分もまた幾分かブロッキングするという問題があり、このため、それらは、フィルタに広くは使用されておらず、かつタンクおよび出口ダクトを接続する他のダクトは、単一管であって、その直径は、ダクト７の直径と比較しておよそ１０倍以上大きい。多くの場合、バンク６を省略することも可能であり、それにより許容可能な結果が得られるが、最適な結果は、バンク６をかなり控えめに使用することによって得られることが多く、このため、それは、この実施形態ではフィルタの入口にのみ提案されている。
【００１６】
タンクの数を変更することができる。複数のタンクがあることは、満足のゆく結果を得るためには必須である可能性が高いことが明らかとなった。満足のゆく選択性は、３つのタンクを用いて得られることが多い。タンクの数が増えると選択性をさらに向上させることができるが、それによってフィルタは、より複雑になる。それらの容積は数リットルであり得る。
【００１７】
重要な手段は、タンク２およびタンク３の内側のバッフル９である。これらバッフル９は、一方の縁のスリット１０を除き、タンクの連続した断面を遮るプレートである。スリット１０は、タンク１、２および３の各々の側壁に対向する側面１１および側面１２に交互に配置されている。最後に、バッフル９は、スリットの方向においてタンクの入口開口部に向かって傾斜している。これらのバッフル９がポケットを形成し、最も軽い成分の拡散をほとんど妨げることなく、混合ガスの最も重い成分の澱みを大幅に改善することが確認された。澱みは、流れの流量（flow rate）が低い場合に改善され、略静止状態（すなわち、流速がたとえば慣性力に基づく実際の影響を与えないほど小さい状態）を確立する。タンク１、２および３の各々において、わずかな数のバッフル９で十分であることがある。選択性は、概して、横断方向および横断面におけるフィルタ内部の流れ特性の変化、すなわち流れの曲がりくねる性質に関連し、選択性は、タンクの数と、中間パイプの長さおよび細さと、これらのダクトの分割に対応するバンクの存在と、によって増大するが、バッフルは、選択性を確立する最も有効な手段である。ベストの選択性は、フィルタによって得られることが多く、フィルタは、全体的に極めて透過性（permeable）があり、適度な数のタンクと、幾分か広いパイプと、を有するが、非常に多数のバッフル９を有するタンクを備える。しかしながら、バッフル９が各タンクにおいて多数、たとえば数十個存在する場合、選択性の著しい向上はもはや得られない。
【００１８】
流れ特性の変更以外の影響は求められないので、フィルタの構成要素の材料は、重要ではない。
【００１９】
図２に別の実施形態が示されている。この場合、それは、単一の箱型ケース１３を含み、及びタンク１４はコンパートメントであり、該コンパートメントは、互いに一括りにされ、平行であり、かつバッフル９が接続されている仕切１５によって分離されている。バッフル９は、先の実施形態に対して変更されていないが、この場合は、それらの数、それらの傾斜およびそれらの分布は、フィルタの働きを変えることなく、タンク１４毎に異なっている。入口に、ダクト７のバンク６がある。タンクを接続するダクト４およびダクト５は、この場合、内部ダクト１６に置き換えられており、それら内部ダクト１６は、それらの中心においてそれらによって支持されている仕切１５を横切る際に、１８０°屈曲しており、その端部は、２つの隣接するタンク１４内に開放している。これらの端部が、隙間を空けて、それらが隣接しているケース１３の最も近い壁に向けられているため、ガス流は、タンク１４からダクト１６にかつその逆に通過する時にその流れ方向を変化させ、その経路をさらにより曲がりくねったものとし、したがってまた選択性を向上させる。この実施形態は１０個のタンク１４を含む。出口ダクト８は変更されていない。
【符号の説明】
【００２０】
１，２，３  タンク
４，５  ダクト
６  バンク
７  入口ダクト
８  出口ダクト
９  バッフル
１０  スリット
１１，１２  側面
１３  ケース
１４  タンク
１５  仕切
１６  ダクト
【図１】
2013525086.tif 000003
【図２】
2013525086.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月12日(2012.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第００８９４７９号
【特許文献２】独国特許出願公開第１９６５０２６６号
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
全体的な形態では、本発明は、ガスの混合物における重い成分の流れが軽い成分の流れよりも妨げられ、それにより重い成分をより著しく減速させかつ保持するようにし、直列に配置されかつダクトによって互いに接続されている複数のタンクを含む選択ガスフィルタにおいて、ガスに対して単一出口ダクトを含み、前記フィルタの内部が、流れに対して単一の内部通路を形成し、流れ分岐によるガスの分離がなく、タンクが、曲がりくねった経路を強いる連続したバッフルによって占有されていることを特徴とする選択ガスフィルタに関する。本発明のフィルタは、直列に配置されかつダクトによって互いに接続されている複数のタンクを含む。実際には、タンクと中間パイプとの間の断面の比率が大きいことにより、タンクが混合物の重い成分を十分に減速させることができ、一方で、軽い成分が、容易に、フィルタの断面（variations）の変化に従い、障害物を回避し完全にフィルタを横断することが確認された。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの混合物中の重い成分の流れが軽い成分の流れよりも妨げられ、それにより前記重い成分をより著しく減速させかつ保持するようにし、直列に配置されかつダクト（４、５、１６）によって互いに接続されている複数のタンク（１、２、３、１４）を含む選択ガスフィルタにおいて、前記ガスに対して単一出口ダクト（８）を含み、前記フィルタの内部が、前記流れに対して単一の内部通路を形成し、したがって流れ分岐による前記ガスの分離がなく、かつ前記タンクが、曲がりくねった経路を強いる連続したバッフル（９）によって占有されていることを特徴とする選択ガスフィルタ。
【請求項２】
前記バッフル（９）が、前記流れの前記重い成分の澱みのポケットを形成することを特徴とする請求項１に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項３】
ダクト（７）のバンク（６）からなる前記タンク（１）のうちの第１のタンクに入口を含み、前記ダクト（７）の各々が、内径より少なくとも３０倍長いことを特徴とする請求項１または２に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項４】
前記タンク（１、２、３）の各々が、前記タンクの入口壁および出口壁の一方から他方に延在している前記タンクの中心線に対して互いに対向する、前記タンクの前記入口壁および前記出口壁の部分に開放している、入口ダクト（６、４、５）および出口ダクト（４、５、８）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項５】
前記バッフル（９）が、前記タンクの２つの対向する横方向側面（１１、１２）に交互に配置されているスリット（１０）を除き、前記タンクの入口開口部と出口開口部との間の連続した断面を占有する壁であり、前記壁が、前記入口開口部および前記スリットに向かって傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項６】
前記タンクを互いに接続する前記ダクト（４、５、１６）が、前記バンクの前記ダクトの内径より少なくとも１０倍大きい内径を有する単一管であることを特徴とする請求項３に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項７】
前記タンク（１４）が、仕切（１５）によって分離された、ケース（１３）内に互いに一括りにされたコンパートメントであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項８】
前記タンクを互いに接続する前記ダクト（１６）が、中心部分を通って前記仕切（１５）を横断し、１８０°屈曲し、前記ケース（１３）の壁に向かって向けられかつ前記壁に隙間をあけて隣接している端部を有していることを特徴とする請求項７に記載の選択ガスフィルタ。
【請求項９】
分子量がより小さい別のガスからラドンを分離することに対する請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタの適用。
【国際調査報告】
2013525086.tif 000005
2013525086.tif 000006
2013525086.tif 000007
2013525086.tif 000008