(57)【要約】【課題】循環流路内を流れる金属流体中の不純物を除去するのに好適なフィルタ装置を提供する。【解決手段】フィルタエレメント２７を、繊維からなる織布又は不織布、例えば布又はフェルトにより形成することにより、循環流路内を流れる金属流体に同伴して流れる粒径が小さな不純物を繊維の表面に吸着させて除去する。【選択図】    図２
2004275870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメントが、繊維からなる織布又は不織布により形成されてなる金属流体用フィルタ装置。
【請求項２】
金属流体の入口室と出口室とが仕切部材によって区切られてなるハウジングと、繊維からなる織布又は不織布により円筒状に形成されたフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを該フィルタエレメントの一端開口を閉塞して前記出口室に配置するとともに、前記フィルタエレメントの他端開口を前記仕切部材に形成された開口を介して前記入口室に連通させて前記仕切部材に支持させてなる金属流体用フィルタ装置。
【請求項３】
前記繊維は、ガラス繊維と炭素繊維の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属流体用フィルタ装置。
【請求項４】
前記繊維は、５０μｍ以下の繊維であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金属流体用フィルタ装置。
【請求項５】
前記繊維は、表面に窪みが形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の金属流体用フィルタ装置。
【請求項６】
前記フィルタエレメントは、前記繊維からなる織布又は不織布を円筒状に複数回巻き付けて形成されてなることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の金属流体用フィルタ装置。
【請求項７】
前記フィルタエレメントの外周に、金網からなる円筒状のスクリーンフィルタを同軸状に配置してなることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の金属流体用フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属流体用フィルタ装置に係り、特に、原子炉等の発熱装置において発生されたエネルギーを取出し、ボイラ等の熱利用装置との間で循環される低融点金属の流体を濾過する技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
高速増殖炉や変換炉等の原子炉等において発生されたエネルギーを取出す一次冷却材として、ナトリウム等の低融点の重金属流体を用いることが知られているが、最近では、ナトリウムに比べて活性が低い液体金属である鉛又は鉛を主成分とする鉛系金属（例えば、鉛ビスマス等）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
通常、一次冷却材は、加熱装置の原子炉とボイラなどの冷却装置との間に循環させて使用される。このような一次冷却材として鉛系金属流体を用いた場合、鉛系金属流体の循環系に、鉛系金属流体を輸送する電磁ポンプ、流量計、鉛系金属流体中の酸素濃度を管理するための酸素センサ及び膨張タンク、循環系を使用しないときに循環系の鉛系金属流体を抜き出して貯留するダンプタンクなどが設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、鉛系金属流体中に不純物が混入すると、支障があることから、不純物を取り除くためのフィルタ装置を設置する必要がある。一般に、約１０μｍ以上の大きさの不純物は、比重の差により液体金属の表面に浮きあがるため、金属流体とともに循環系を流れることはない。
【０００５】
しかし、金属流体とともに流れる不純物は粒径が小さいことから、金属金網などのフィルタでは、金網の目を通過してしまい、取り除くことができない。このような粒径が小さい不純物は、低温部の配管内面に付着しやすく、一端付着すると、これが核となって不純物が大きくなり、終には配管を閉塞するおそれがある。
【０００６】
本発明は、循環流路内を流れる金属流体中の不純物を除去するのに好適なフィルタ装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次に述べる手段により、上記課題を解決するものである。
【０００８】
すなわち、フィルタエレメントを、繊維からなる織布又は不織布、言い換えれば、布又はフェルトにより形成することを特徴とする。これによれば、循環流路内を流れる金属流体に同伴して流れる不純物を、繊維の表面に吸着させて除去することができる。
【０００９】
この場合において、繊維は、ガラス繊維と炭素繊維の少なくとも一方を用いることができる。また、繊維は、太さ５０μｍ以下の繊維が好ましい。さらに、繊維は、表面処理によって表面に窪みを形成すると、不純物の吸着効率が増加するので好ましい。
【００１０】
本発明の金属流体用フィルタ装置は、金属流体の入口室と出口室とが仕切部材によって区切られてなるハウジングと、繊維からなる布又はフェルト（布又はフェルト）により円筒状に形成されたフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを該フィルタエレメントの一端開口を閉塞して前記出口室に配置するとともに、前記フィルタエレメントの他端開口を前記仕切部材に形成された開口を介して前記入口室に連通させて前記仕切部材に支持させて構成することができる。
【００１１】
この場合、フィルタエレメントは、繊維からなる布又はフェルトを円筒状に複数回巻き付けて形成することが好ましい。これによれば、吸着体積乃至吸着面積を増加させることができる。
【００１２】
また、フィルタエレメントの外周に、金網からなる円筒状のスクリーンフィルタを同軸状に配置することが好ましい。これによれば、フィルタエレメントの繊維が折れたり切れたりして金属流体中に流出しても、スクリーンフィルタによって除去することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。図１は、本発明に係る金属流体用フィルタ装置の一実施形態の全体構成を示す断面図であり、図２はフィルタ本体の断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の金属流体用フィルタ装置は、ハウジング１と、ハウジング１内に収納されたフィルタ本体２とを有してなり、ハウジング１の内部は仕切部材３によって入口室４と出口室５に仕切られている。入口室４に入口フランジ６が、出口室５に出口フランジ７がそれぞれ設けられ、図示していない循環配管に接続可能になっている。そして、入口フランジ６から金属流体が図示矢印のように流入され、出口フランジ７から図示矢印のように流出されるようになっている。
【００１５】
ハウジング１の出口室５は、下方に延在された胴部８を有し、その胴部８の空間にフィルタ本体２が収納可能に形成されている。胴部８の低部に設けられたドレンようの貫通孔９にプラグ１０がネジ込まれている。一方、ケーシング１の入口室４の頂部壁に頂部開口１１が設けられ、この頂部開口１１に蓋１２が被せられている。蓋１２は、矩形に形成され、その４隅においてボルト１３によりハウジング１に固定されるようになっている。また、蓋１２のハウジング１との接合面に、円形の２段の段部が形成され、それらの段部は頂部開口１１に設けられた円形凹部に嵌め合うようになっている。そして、蓋１２と頂部開口１１との接合面にはガスケット１４が装着されている。また、蓋１２には貫通孔１５が穿設され、貫通孔１５にはプラグ１６がネジ込まれている。
【００１６】
仕切部材３には、頂部開口１１に対向する平坦部が設けられ、この平坦部にフィルタ本体を挿入可能な口径の開口１７が形成されている。仕切部材３の開口１７の周縁部は平坦に形成され、この平坦部にフィルタ本体２の支持プレート３１が着座するようになっている。
【００１７】
ここで、図２を参照して、フィルタ本体２の詳細構成を説明する。図２（Ｂ）はフィルタ本体２の断面図であり、同図（Ａ）はフィルタ本体を上から見た平面図である。それらの図に示すように、円板状の支持プレート２１の中心部に円形の開口２２が穿設され、その開口２２に短管２３が溶接して固定されている。短管２３の下端に溶接により複数の金属棒２４が垂下して設けられ、その金属棒２４の下端に短管２５が溶接されている。短管２５の下端面に短管２５より少し大径のエンドプレート２６が溶接されている。これらの支持プレート２１、短管２３、金属棒２４、短管２５及びエンドプレート２６により、フィルタエレメント２７のホルダが形成されている。
【００１８】
フィルタエレメント２７は、繊維を織ってなる織布を短管２３、２５の外周に巻き付けて円筒状に形成され、その円筒の両端は支持プレート２１とエンドプレート２６に当接させて配設されている。また、フィルタエレメント２７は、金属ワイヤ又はベルト等の締付け部材２８により短管２３、２５の外周に固定されている。フィルタエレメント２７の巻き付け厚さは、所望のフィルタ性能に応じて決めればよいが、例えば、約５ｍｍ厚みに重ね巻くことが好ましい。また、繊維は、ガラス繊維と炭素繊維の少なくとも一方を用いることができる。繊維は、太さ５０μｍ以下の繊維が好ましい。さらに、表面処理によって繊維表面に窪みを形成すると、不純物の吸着効率が増加するので好ましい。
【００１９】
一方、フィルタエレメント２７の外周に位置させて、目開き２００〜１００μｍ以下の金網からなる円筒状のスクリーンフィルタ３０を同軸状に配置している。スクリーンフィルタ３０の上端は支持プレート３１の下面に溶接等で固定され、下端面は同一の金網あるいは平板により形成されている。支持プレート３１の中心部には、フィルタエレメント２７の締付け部材２８の外径よりも大きな口径の開口３２が形成され、フィルタエレメント２７をスクリーンフィルタ３０の中部に挿脱できるようになっている。また、スクリーンフィルタ３０の支持プレート３１が仕切部材３の開口１７の周縁部は形成された平坦部に着座するようになっている。この支持プレート３１の上面に台形状に折り曲げられたハンドル３３の脚部３４が、支持プレート３１に溶接されたスタッドボルト３６にナットで固定されている。このために、フィルタエレメント２７の支持プレート２１は、図２（Ａ）に示すように、ハンドル３３の脚部３４に対応する部分に切欠き部２９が設けられている。そして、支持プレート２１と支持プレート３１は、ボルト３５によって締結されるようになっている。
【００２０】
また、ハンドル３３の頂部は図１の蓋１２の下面に当接可能に形成されており、蓋１２をボルト１３によって所定位置に締め付けることにより、ハンドル３３は図１に示すように台形の両辺部が弾性変形し、その弾力によってフィルタ本体２を下方に押圧している。これによって、支持プレート３１が仕切部材３の開口１７の周縁の平坦部に押圧され、金属流体とフィルタ本体２との比重の違いによりフィルタ本体２に働く浮力に対向して支持プレート３１と仕切部材３とのシールを確保している。なお、本実施形態の金属流体フィルタ装置を構成する部材は、フィルタエレメント２７、ガスケット１４等を除いて、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）を用いて形成される。
【００２１】
このように構成されることから、入口フランジ６を介して入口室４に流入される金属流体は、フィルタ本体２の支持プレート２１に形成された開口２２からフィルタエレメント２７の筒内に流入し、フィルタエレメント２７を通してスクリーンフィルタ３０側に流出される。この通流過程で、金属流体に同伴された不純物がフィルタエレメント２７を構成する繊維の表面に吸着し、金属流体から除去される。不純物が除去された金属流体は、金網からなるスクリーンフィルタ３０を通過して出口室５に流出し、出口フランジ７を介して循環配管に流出される。
【００２２】
また、何らかの原因により、フィルタエレメント２７を構成する繊維が折れたり、切れたりして遊離した場合は、金網からなるスクリーンフィルタ３０に捕集される。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、金属流体とともに流れる粒径が小さい不純物を、繊維で形成されたフィルタエレメント２７により取り除くことができる。その結果、低温部の配管内面に不純物が付着して配管を閉塞するのを防止できる。
【００２４】
また、フィルタエレメント２７の下流側に金網からなるスクリーンフィルタ３０を配置したことから、フィルタエレメント２７構成する繊維が折れたり、切れたりして遊離しても、スクリーンフィルタ３０で捕集できる。
【００２５】
なお、上記の実施形態において、スクリーンフィルタ３０を金網のみで構成した例を示したが、機械的な強度を持たせるために、金網の外表面を円筒状の金属筒に多数の孔を穿設した保護筒を設けることが好ましい。また、スクリーンフィルタ３０とフィルタエレメント２７とに間隔を設けず、フィルタエレメント２７の外周に直接金網を配置することもできる。
【００２６】
また、フィルタエレメント２７に対する金属流体の流れ方向を逆にしても良い。この場合、スクリーンフィルタ３０はフィルタエレメントの内側の配置する。
【００２７】
さらに、フィルタリング処理量が大きい場合には、円筒状のフィルタエレメント２７に代えて、複数枚の板状エレメントを重ねてフィルタを形成しても良い。この場合、金網のスクリーンフィルタを板状エレメントの層間に挟んで配置しても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、循環流路内を流れる金属流体中の不純物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属流体用フィルタ装置の一実施形態の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１実施形態のフィルタ本体の断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  フィルタ本体
３  仕切部材
４  入口室
５  出口室
２１  支持プレート
２２  開口
２６  エンドプレート
２７  フィルタエレメント
３０  スクリーンフィルタ
３１  支持プレート
３２  開口
３３  ハンドル
【図１】
2004275870.tif 000003
【図２】
2004275870.tif 000004