JP2000102123A

JP2000102123A - 凝縮性ガス回収装置

Info

Publication number: JP2000102123A
Application number: JP10271070A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Moriguchi; 哲雄森口; Suenobu Hamano; 末信浜野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】例えばＧＩＬラインのように、凝縮性ガスが
充填されている保守対象区間の総延長が数ｋｍにも及
び、かつ該保守区間が暗渠であるために、その近傍で作
業が出来ない場合であっても、遠隔地から、保守対象区
間に充填されている凝縮性ガスを簡潔に回収することを
可能とした凝縮性ガス回収装置を提供する。【解決手段】凝縮性ガス回収装置Ｘを、ＧＩＬライン
６内部からＳＦ₆ガスと窒素ガスよりなる混合ガスを回
収することによりＧＩＬライン６内部を減圧するガス回
収装置１と、回収された混合ガスからＳＦ₆ガスを分離
回収するガス分離回収装置２と、回収された混合ガスと
窒素ガスを高圧にして貯蔵する高圧ガス貯蔵装置３と、
ＳＦ₆ガスと窒素ガスをＧＩＬライン６に供給可能とす
る原ガス供給装置４と、より構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凝縮性ガスが充填
された設備に対して保守作業を行う時に、保守作業を可
能とするために、該設備内部に充填されている凝縮性ガ
スを回収する凝縮性ガス回収装置に関するもので、特に
複数の区画に区切られた総延長距離の長いガス絶縁電力
機器の任意の区画内部から、電気絶縁ガスとして充填さ
れている６フッ化硫黄ガス（以下、「ＳＦ₆ガス」とす
る。）、又はＳＦ₆ガスと窒素ガスで構成される混合ガ
ス中のＳＦ₆ガスを回収する凝縮性ガス回収装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電力プラントに設置されるガス
絶縁開閉装置等のガス絶縁装置には、絶縁ガスとしてＳ
Ｆ₆ガス等の凝縮性ガスが封入されているが、電力プラ
ントの点検時にはこのガス絶縁装置を開放する必要があ
る。この際、装置に封入されたＳＦ₆ガス等の凝縮性ガ
スを大気中に放出することなく回収することが、経済性
や、地球温暖化防止の観点から求められるようになって
きている。

【０００３】この要求に応えるべく、例えば特公平５−
７８７１８号公報においてＳＦ₆等の絶縁ガスとして用
いられる凝縮性ガスの回収を目的としたガス置換回収装
置が提案されている。図６に、このガス置換回収装置の
システム系統図を示す。尚、図中、１０１はガス置換回
収装置であり、接続口１０５、１０６、ドライヤ１０
７、ガス圧縮機１０８、油分離器１０９、空冷クーラ１
１０、冷却分離機１１１、排気管１１２、気化器１１
３、四方切換弁１１４、空気流入弁１１５、空気導入管
１１６、ガス供給弁１１７、が備えられている。尚、接
続口１０５、１０６は後述の容器１０２とガス置換回収
装置１０１を、上部口１０３及び下部口１０４を介して
接続するための部材である。

【０００４】この容器１０２とは、例えば電力プラント
に利用されるガス絶縁開閉装置の外装容器である。

【０００５】そして、このガス置換回収装置１０１は、
この容器１０２に凝縮性ガスを充填する場合や、一旦容
器を開放する場合に、容器内の凝縮性ガスを大気中に排
気せずに回収する為に用いる。そこで、このガス置換回
収装置１０１の動作について、簡単に説明する。

【０００６】まず、容器１０２内をＳＦ₆ガスに置換す
る場合には、四方切換弁１１４を図６中実線で示す方向
に切換えておき、ＳＦ₆ガスボンベよりガス供給弁１１
７を経て、液化ＳＦ₆ガスを導入する。次いで、この液
化ＳＦ₆ガスを気化器１１３で完全に気化、減圧し、四
方切換弁１１４と接続口１０６、下部口１０４を経て容
器１０２内にＳＦ₆ガスを導入する。

【０００７】同時に、容器１０２内部の空気が、上述の
ようにして容器１０２内部に導入されてきたＳＦ₆ガス
と一緒になって、混合ガスとして容器１０２の上部口１
０３から排出され、この上部口１０３と連結したガス置
換回収装置１０２の接続口１０５より四方切換弁１１４
を経て、ドライヤ１０７に導入される。

【０００８】このドライヤ１０７内で混合ガスに含まれ
る微量の水分が除かれ、完全に乾燥された後、乾燥され
た混合ガスはガス圧縮機１０８に導入されて３０ｋｇｆ
／ｃｍ²Ｇ以上に圧縮される。

【０００９】圧縮された混合ガスは油分離機１０９でオ
イルミストを除去され、空冷クーラ１１０で常温付近ま
で冷却される。その後、冷却分離機１１１で、さらに−
２０℃以下に冷却される。すると、混合ガス中の空気よ
りも先に、殆どのＳＦ₆ガスが液化される。この時点
で、空気には、液化したＳＦ₆の、冷却温度における蒸
気圧分に相当する微量のＳＦ₆ガスが含まれている。

【００１０】そして微量のＳＦ₆ガスを含む空気等の不
凝縮性ガスが冷却分離機１１１で気液分離され、気体は
排気管１１２より排出される。

【００１１】また、液化したＳＦ₆は、ＳＦ₆ガスボン
ベから供給されるＳＦ₆と一緒になって、ほぼ常圧にま
で減圧、加熱して気化され、四方切換弁１１４を経てＳ
Ｆ₆ガス絶縁機器の容器１０２に循環される。又は、Ｓ
Ｆ₆ガスボンベから供給されるＳＦ₆の代わりにそのま
ま気化器１１３に送られ、ここで気化され容器１０２に
循環する。

【００１２】そして、容器１０２内部の気体を外気（大
気）中に放出する時は、四方切換弁１１４を図６中点線
で示す経路に切換え、ガス圧縮機１０８を動作させて容
器１０２の底部から排気しながら空気流入弁１１５を開
き、外気中に開口する空気導入管１１６から外気を導入
することによって、容器１０２内を外気と同一の状態に
している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、このガス
置換回収装置１０１では、上述のようにして絶縁ガスの
液化置換を行い、また利用方法によっては絶縁ガスの回
収も可能としているが、この絶縁ガス液化置換回収装置
においては、例えば空気等の不凝縮性ガスとＳＦ₆ガス
等の凝縮性ガスからなる混合ガスを冷却しても、冷却温
度状態下では蒸気圧分の凝縮性ガスがそのまま不凝縮性
ガス中に混在したままとなり、これを排気ガスとして大
気中に排出すると、凝縮性ガスも大気中に排出されるこ
とになり、経済的にも、環境的にも問題であった。

【００１４】この時、処理する絶縁ガスが純粋な凝縮性
ガスのみであれば、上述の処理により大気中に排出して
も、凝縮性ガスは不凝縮性ガス中に微量しか混入しない
ので、その絶対量が少なく、まだ問題は軽微であるが、
絶縁ガスが始めから混合ガスである場合のように、混合
ガス中に占める不凝縮性ガスの比率が、混合ガス中に占
める凝縮性ガスの比率よりも大きい混合ガスを処理する
際には、凝縮性ガスの大気放出量も大きくなるため、こ
の問題は看過できないものとなる。

【００１５】さらに、ガス絶縁電力機器のうち、複数の
区画に区切られたガス絶縁電力路（ＧａｓＩｎｓｕｌ
ａｔｅｄＬｉｎｅ、以下「ＧＩＬ」とする。）であっ
て、その総延長が数ｋｍにも及び、さらに取り付けられ
た環境が例えば暗渠のような場合には、このようなガス
置換回収装置１０１を特定の区画の近傍に移動させて用
いることは非常に困難であった。

【００１６】それでもＧＩＬラインが数ｋｍに及ぶよう
な場合に上述したガス置換回収装置１０１を用いようと
するのであれば、ガス置換回収装置１０１のガス圧縮機
１０８の吸引作用を利用するしかないが、この場合、接
続口１０５と上部口１０３、接続口１０６と下部口１０
４の距離がやはり数ｋｍに及ぶこととなり、即ち、数ｋ
ｍを隔ててガスを吸引することは、大口径の配管敷設が
必要となるが、そのような大口径の配管敷設は非現実的
であり、問題の解決には至らない。

【００１７】そこで本発明はこのような問題に鑑みてな
されたものであり、例えばＧＩＬラインのように、凝縮
性ガスが充填されている保守対象区間の総延長が数ｋｍ
にも及び、かつ該保守区間が例えば暗渠であるために、
その近傍で作業が出来ない場合であっても、遠隔地か
ら、保守対象区間に充填されている凝縮性ガスを簡潔に
回収することを可能とした凝縮性ガス回収装置を提供す
るものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の凝縮性ガス回収装置で
は、凝縮性ガスが内部に充填された、保守作業を行う対
象となる設備に対して、前記設備内部に不凝縮性ガスを
給気して前記設備の内部を加圧する加圧工程と、前記設
備内部から、前記給気された不凝縮性ガスと前記凝縮性
ガスからなる混合ガスを前記設備内部から排気して回収
することによって前記設備内部を減圧する排気・減圧工
程と、からなる凝縮性ガス回収操作を複数回繰り返すこ
とによって、前記設備内部に充填されていた凝縮性ガス
を混合ガスの形で回収し、次いで、前記回収された混合
ガスから凝縮性ガスを分離回収する凝縮性ガス分離回収
工程を行う、凝縮性ガスを回収する凝縮性ガス回収方法
に用いる凝縮性ガス回収装置であって、少なくとも前記
凝縮性ガスと、前記凝縮性ガスが凝縮液化する条件下で
は凝縮化しない不凝縮性ガスを前記設備内部に供給可能
とする原ガス供給装置と、前記設備内部から、加圧状態
の混合ガスを回収することにより前記設備内部を減圧す
る、前記混合ガスを回収するガス回収装置と、前記回収
された混合ガスから凝縮性ガスを分離回収するガス分離
回収装置と、前記回収された混合ガスと、前記ガス分離
回収装置で回収された不凝縮ガスを高圧にして貯蔵する
高圧ガス貯蔵装置と、を備えてなることを特徴とする。

【００１９】また、請求項２に記載の凝縮性ガス回収装
置では、請求項１に記載の凝縮性ガス回収装置におい
て、前記ガス分離回収装置が、不凝縮性ガスを吸着する
吸着材を充填した吸着層と、冷却手段を備えたことを特
徴とする。

【００２０】請求項３に記載の凝縮性ガス回収装置で
は、請求項１又は請求項２に記載の凝縮性ガス回収装置
において、前記凝縮性ガス回収方法における前記排気・
減圧工程で回収した前記混合ガスを高圧貯蔵した後、こ
れを逐次取出して凝縮性ガスを分離回収できるように、
前記高圧ガス貯蔵装置と前記ガス分離回収装置とが接続
されていることを特徴とする。

【００２１】請求項４に記載の凝縮性ガス回収装置で
は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の凝
縮性ガス回収装置において、前記高圧ガス貯蔵装置で貯
蔵される前記混合ガスの混合比が、予め定められた混合
比に従ったものとなることを特徴とする。

【００２２】請求項５に記載の凝縮性ガス回収装置で
は、請求項４に記載の凝縮性ガス回収装置において、前
記ガス回収装置において、不凝縮性ガスと凝縮性ガスを
予め定められた一定の混合比に従って混合し、これを前
記高圧ガス貯蔵装置に貯蔵するようにしたことを特徴と
する。

【００２３】請求項６に記載の凝縮性ガス回収装置で
は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の凝
縮性ガス回収装置において、前記不凝縮性ガスが窒素ガ
スであることを特徴とする。

【００２４】請求項７に記載の凝縮性ガス回収装置で
は、請求項６に記載の凝縮性ガス回収装置において、前
記ガス分離回収装置を構成する吸着材を、窒素ガスを選
択的に吸着する吸着材とし、前記凝縮性ガス回収方法に
用いる窒素ガスを供給する前記原ガス供給装置が、大気
中から空気を取り込む外気導入手段と、前記外気導入手
段により取り込んだ空気を前記ガス分離回収装置に導入
して、前記ガス分離回収装置の吸着材で窒素を吸着した
のち、前記吸着材を脱気して窒素ガスを取出す、窒素ガ
ス回収手段と、前記窒素ガス回収手段により回収した窒
素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００２５】請求項８に記載の凝縮性ガス回収装置は、
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の凝縮性
ガス回収装置において、前記凝縮性ガスを、６弗化硫黄
（ＳＦ₆）ガス、フロンガス、又は炭化水素ガスのいず
れか、若しくは電気機器用凝縮性ガスとしたことを特徴
とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。尚、ここで示す実施の
形態はあくまでも一例であって、必ずしもこの実施の形
態に限定されるものではない。また以下の説明におい
て、凝縮性ガスとは、例えばＳＦ₆ガスやフロンガス、
又はプロパンガスのような炭化水素ガス、等のように、
汎用冷凍機の温度範囲、即ち３０℃から−３０℃の範囲
において、圧力を３０気圧程度とした時に凝縮液化する
ガスを言い、不凝縮性ガスとは、例えば窒素ガスや空気
等のように、上記の条件下で凝縮しないガスを言う。そ
して以下の説明においては、凝縮性ガスをＳＦ₆ガスと
するが、本発明はこれに限定されて利用されるものでは
ないことを予め断っておく。

【００２７】実施の形態１．第１の実施の形態では、本
発明に係る凝縮性ガス回収装置と、この凝縮性ガス回収
装置を、ガス絶縁電力機器の一種である、総延長が数ｋ
ｍに及ぶＧＩＬラインの特定の箇所に対して用いる場合
について説明する。尚、この第１の実施の形態では、不
凝縮性ガスを窒素ガスとするが、本実施の形態において
は窒素ガスに限定されるものではないことを予め断って
おく。

【００２８】図１は、ＧＩＬライン６と、これに接続し
た本発明に係る凝縮性ガス回収装置Ｘとからなるシステ
ム系統図を示したものである。ＧＩＬライン６は、ガス
絶縁空間的に独立したＮ個のＧＩＬユニット６ａ〜６ｎ
に分割され、かつ直列状に連結されている。そして各Ｇ
ＩＬユニット６ａ〜６ｎには、始めはＳＦ₆ガスが充填
されている。また、各ＧＩＬユニット６ａ〜６ｎには、
給気バルブＶｓと排気バルブＶｅを介して、ＧＩＬユニ
ット６ａ〜６ｎに窒素ガスを供給するガス供給ライン６
１と、ＧＩＬユニット６ａ〜６ｎ内部のＳＦ₆ガス若し
くは窒素ガスとＳＦ₆ガスからなる混合ガスを回収する
ガス回収ライン６２が連結されている。そしてガス供給
ライン６１は後述する高圧ガス貯蔵装置３に、ガス回収
ライン６２は同じく後述するガス回収装置１に、それぞ
れ連結している。

【００２９】次に、凝縮性ガス回収装置１のシステム構
成を、図１及び図２を参照しつつ説明する。凝縮性ガス
回収装置１は、ガス回収装置１と、高圧ガス貯蔵装置３
と、ガス分離回収装置２と、原ガス供給装置４と、より
なる。尚、図１中の５は図２において５で囲った部分を
指している。

【００３０】ガス回収装置１は、ＧＩＬライン６内部か
ら、加圧状態にあるＳＦ₆ガス、若しくはＳＦ₆ガスと
窒素ガスからなる混合ガスを回収することによりＧＩＬ
ライン６内部を減圧する装置であって、アキュムレータ
１０とガス圧縮器１１とよりなる。アキュムレータ１０
はガス回収ライン６２からＧＩＬユニット６ａ〜６ｎ内
部のガスを回収してガス圧縮器１１へと送り出す。また
アキュムレータ１０は原ガス供給装置４とも連結してお
り、ここからＳＦ₆ガス又は窒素ガスの供給を受けられ
るようになっている。さらにアキュムレータ１０はガス
供給ライン６１を介して、高圧ガス貯蔵装置３からも窒
素ガス又は混合ガスの供給を受けられるようになってい
る。また、ガス圧縮器１１の吐出側は、弁２１、３１を
操作することにより、ガス分離回収装置２及び高圧ガス
貯蔵装置３のいずれかに接続出来るようになっている。
またバイパス弁１２を操作することで、ガス圧縮器１１
の吐出側とアキュムレータ１０を接続することも可能と
している。

【００３１】高圧ガス貯蔵装置３は、ＧＩＬライン６か
ら回収された混合ガスと、ガス分離回収装置２から回収
された窒素ガスを高圧にして貯蔵しておく装置であっ
て、本実施の形態においては、高圧ガス圧縮器３２と、
配管３３と、高圧窒素ガス容器３５と、高圧混合ガス容
器３４と、バルブ３６、３７と、より構成されている。
高圧ガス圧縮器３２は、ガス圧縮器１１の吐出側と弁３
１を介して接続しており、その吐出側は、配管３３を介
して高圧窒素ガス容器３５又は高圧混合ガス容器３４の
いずれかと接続するようになっている。高圧ガス圧縮器
３２で高圧になった窒素ガスを貯蔵する高圧窒素ガス容
器３５、及び高圧ガス圧縮器３２で高圧になった混合ガ
スを貯蔵する高圧混合ガス容器３４は、それぞれバルブ
３７、３６、ガス供給ライン６１を介して、アキュムレ
ータ１０に連結されている。尚、ここではガス絶縁電気
装置としてＧＩＬライン６を想定しているが、もしもガ
スの充填されている容器の容量に制約が無い場合は、高
圧ガス圧縮器３２を省略して、ガス圧縮器１１の吐出圧
力で回収したガスを高圧混合ガス容器３４もしくは高圧
窒素ガス容器３５に貯蔵することも考えられる。

【００３２】原ガス供給装置４は、ＧＩＬライン６と凝
縮性ガス回収装置１とよりなるシステムに対して、必要
な量のＳＦ₆ガスと窒素ガスを供給する装置であり、具
体的には、ＳＦ₆ガスを貯蔵しているＳＦ₆ガスボンベ
４１と窒素ガスを貯蔵している窒素ガスボンベ４２を備
えており、これらはアキュムレータ１０、ガス圧縮器１
１を介して、高圧ガス圧縮器１１で昇圧されて、高圧窒
素ガス容器３５や、高圧混合ガス容器３４に貯蔵され
る。

【００３３】ガス分離回収装置２は、ガス回収装置１で
回収された混合ガスからＳＦ₆ガスを分離回収するため
の装置であって、１次冷却器２２と、切換弁２３と、吸
着層５１及びガス冷却器５２を備えたガス吸着分離槽５
０ａ、５０ｂと、弁２４ａ、２４ｂと、配管１３と、切
換弁２４ｃと、液溜２５と、バルブ２６ａ、２６ｂと、
配管２８ａ、２８ｂと、真空排気装置２９と、冷媒配管
２７ａ、２７ｂと、冷媒切換器２７ｃと、冷凍機２７ｄ
と、を備えている。

【００３４】１次冷却器２２は、ガス圧縮器１１から吐
出されたガスを冷却し、切換弁２３を介して一対のガス
吸着分離槽５０ａ、５０ｂに供給する。

【００３５】ガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂは、ここに
供給された混合ガスをＳＦ₆ガスと窒素ガスに分離する
装置であって、後述する方法によってＳＦ₆ガスが底部
に液化して溜まるように構成されている。そしてガス吸
着分離槽５０ａ、５０ｂの底部は、切換弁２４ｃを介し
て液溜２５に連結しているので、ガス吸着分離槽５０
ａ、５０ｂの底部に溜まった液化ＳＦ₆ガスが液溜２５
に回収される。

【００３６】またガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂに連結
する弁２４ａ、２４ｂの２次側は配管１３を介してアキ
ュムレータ１０に連結されているので、弁２４ａ、２４
ｂを操作すればガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂの内気を
再びアキュムレータ１０に送ることができる。

【００３７】さらにガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂは、
これに連結する弁２６ａ、２６ｂと配管２８ａ、２８ｂ
を介して真空排気装置２９に連結しているので、ガス吸
着分離槽５０ａ、５０ｂ内部を真空状態にすることがで
きる。

【００３８】そして、ガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂ内
部のガス冷却器５２ａ、５２ｂは、それぞれ冷媒配管２
７ａ、２７ｂによって、冷媒切換器２７ｃを介して冷凍
機２７ｄに連結しているので、冷媒切換器２７ｃを操作
することによって、ガス冷却器５２ａ、５２ｂはそれぞ
れ冷凍機２７ｄの高圧側（即ち高温側）か、低圧側（即
ち低温側）のいずれかに連結される。

【００３９】次に、図４及び図５を参照しつつ、ガス吸
着分離槽５０ａ、５０ｂの構造を説明する。尚、ガス吸
着分離槽５０ａ、５０ｂは同一の構成であるので、ここ
ではガス吸着分離槽５０ａについて述べる。

【００４０】まず、このガス吸着分離槽５０ａの形状
は、本実施の形態においては、図４及び図５に示すよう
に両端が閉じた円筒形状とし、これを水平もしくは水平
から若干の勾配を持たせて配置してある。この形状、及
び配置方法については、必ずしもこれに限定されるもの
ではないが、後述のように、凝縮性ガスの液化、回収を
行いやすくし、かつ内部に導入される混合ガスの高い圧
力に耐えるためには、このような形状としてあることが
望ましい。

【００４１】次に、このガス吸着分離槽５０ａは、圧力
タンク５３と、吸着層５１と、冷媒配管２７ａと伝熱フ
ィン５６よりなるガス冷却器５２と、よりなる。

【００４２】圧力タンク５３の頂部には混合ガス給気口
５４が、また底部には凝縮液取出口５５が形成されてい
る。混合ガス給気口５４は、先述の切換弁２３と連結し
ており、ここから、１次冷却器２２で冷却された混合ガ
スが導入される。また凝縮液取出口５５は切換弁２４ｃ
を介して液溜２５に連結しているので、ガス吸着分離槽
５０ａに溜まった凝縮液を液溜２５に排出できる。その
他、圧力タンク５３内部を真空状態にするために、圧力
タンク５３内部は弁２６ａ及び配管２８ａを介して真空
排気装置２９に連結しているが、これに関してはここで
は図示しない。

【００４３】次に、図４及び図５に示すように、吸着層
５１は、ガス吸着分離槽５０ａの圧力タンク５３内部の
上部に扇形状に配置され、ガス冷却器５２は、吸着層５
１の下方に扇形状に配置されている。

【００４４】ガス冷却器５２は、冷媒を流す冷媒配管２
７ａと、熱交換面を大きく出来るようにするために扇形
状とした伝熱フィン５６を熱的に連結して構成してい
る。この伝熱フィン５６は必ずしも必要ではないが、冷
却効率を上げるために予め設けてあることが望ましい。

【００４５】吸着層５１には、例えば日本機械学会誌１
９９８．１Ｖｏｌ．１０１Ｎｏ．９５０ｐ３７に
記載されているような、ゼオライトなどの窒素ガスを選
択的に吸着する吸着材が充填されている。即ち、この吸
着材としては、下記の化学式で表されるアルミノ珪酸塩
が挙げられる。

【００４６】

【化１】

【００４７】中でも、窒素ガスの選択的吸着特性が向上
するゼオライトが得られることより、上記化学式におい
てＭをカルシウム元素とすることが好ましい。

【００４８】また、この吸着材は、ここでは窒素ガスを
選択的に吸着するものを利用しているが、これは当然な
がら、混合ガスを構成する不凝縮性ガスに応じたものを
適宜利用すればよい。さらに、ここではガス吸着分離槽
５０を１対設けてあるが、必ずしもこの数に限定される
ものではなく、例えばこれを１個とすることや、３個以
上とすることも考えられる。

【００４９】次に、以上のような構成による本実施の形
態に係る凝縮性ガス回収装置１をＧＩＬライン６に対し
て用いる場合の、ＳＦ₆ガス回収方法について説明す
る。

【００５０】尚、ＧＩＬライン６は、先述の通り、ガス
絶縁空間的に独立したＮ個のＧＩＬユニット６ａ〜６ｎ
に分割されており、各々のユニットにはＳＦ₆ガスが充
填されている。ここではｊ番目のＧＩＬユニット６ｊに
問題が生じたため、保守点検の為に、ここに充填されて
いるＳＦ₆ガスを空気に置換し、同時にＳＦ₆ガスを回
収するものとする。

【００５１】このＳＦ₆ガス回収方法は以下の工程より
成る。即ち、ＳＦ₆ガスが充填されたＧＩＬユニット６
ｊ内部に窒素ガスを給気してＧＩＬユニット６ｊの内部
を加圧する加圧工程と、ＧＩＬユニット６ｊ内部から、
ＳＦ₆ガスと窒素ガスとよりなる混合ガスを排気して回
収することでＧＩＬユニット６ｊ内部を減圧する排気・
減圧工程と、これら加圧工程と排気・減圧工程とよりな
る凝縮性ガス回収操作を複数回繰り返すことでＧＩＬユ
ニット６ｊ内部に充填されていたＳＦ₆ガスを混合ガス
の形で回収し、次いで、回収された混合ガスからＳＦ₆
ガスを分離回収する凝縮性ガス分離回収工程と、より成
る。

【００５２】そこで、これらの工程を順に説明してい
く。まず、バルブＶｅｊを開いて、ＧＩＬユニット６ｊ
内部に充填されているＳＦ₆ガスを排出する。排出され
たＳＦ₆ガスは、ガス回収ライン６２を経由して、ガス
圧縮器１１で昇圧され、高圧ガス圧縮器１１によってさ
らに高圧ＳＦ₆ガスとなって、高圧混合ガス容器３４に
貯蔵される。この時、ラインがこのようになるように、
あらかじめ弁２１、３１、バイパス弁１２を操作してお
く。

【００５３】このようにして排気・減圧工程を終了する
と、ＧＩＬユニット６ｊの内気圧が大気圧近傍まで減圧
されるが、次に、バルブＶｅｊを閉じ、次いでバルブＶ
ｓｊを開放する。同時に、窒素ガスボンベ４２からガス
供給ライン６１への経路を開放し、窒素ガスをＧＩＬユ
ニット６ｊに供給する。この供給は、ＧＩＬユニット６
ｊの内気圧が一定値に上昇するまで継続され、一定値に
達するとバルブＶｓｊを閉じて供給を終える。

【００５４】このようにして加圧工程を終了すると、再
び、先述同様にしてバルブＶｅｊを開放して、ＧＩＬユ
ニット６ｊの内気を排出し、排気・減圧工程を実行す
る。

【００５５】この排気・減圧工程と加圧工程よりなる凝
縮性ガス回収操作を繰り返し行うことで、ＧＩＬユニッ
ト６ｊ内部に充填されていたＳＦ₆ガスを窒素ガスとの
混合ガスの形で回収する。

【００５６】この際、例えば、ＧＩＬユニット６ｊの内
圧を、加圧工程において７気圧まで上昇させるものと予
め設定した場合、凝縮性ガス回収操作を２回繰り返し行
うこと、即ち２回か減圧を繰り返すことにより、ＧＩＬ
ユニット６ｊ内部のＳＦ₆ガス濃度を約２％にまで低下
させることが出来る。つまり、それだけの量のＳＦ₆ガ
スを回収できるのである。これを式（１）に示す。

【００５７】

【数１】

【００５８】この凝縮性ガス回収操作を終えると、次に
凝縮性ガス分離回収工程によって、混合ガスの形で回収
されたＳＦ₆ガスを混合ガスから分離して回収する。

【００５９】まず、高圧混合ガス容器３４から混合ガス
をアキュムレータ１０を経てガス圧縮器１１に送り込
む。そして圧縮された混合ガスは１次冷却器２２を介し
て、一対のガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂのいずれか一
方に送り込まれる。このガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂ
の選択は、切換弁２３の操作によって行われる。ここで
はガス吸着分離槽５０ａに送り込まれるように切換弁２
３を操作したものとする。

【００６０】ガス吸着分離槽５０ａ内に送り込まれた混
合ガスのうち、窒素ガスは選択的に吸着層５１に吸着さ
れる。すると混合ガス中のＳＦ₆ガス濃度が高くなり、
混合ガスの比重が重くなるので、混合ガスは圧力タンク
５３底部に移動する。

【００６１】圧力タンク５３底部に移動した混合ガスに
含まれるＳＦ₆ガスは、予め冷媒切換器２７ｃを操作す
ることによって冷凍機２７ｄの低圧側に連結された冷却
器２７ａによって冷却され、潜熱を奪われて液化し、圧
力タンク５３底部に溜まる。

【００６２】この圧力タンク５３底部に溜まった液化Ｓ
Ｆ₆は、逐次、凝縮液取出口５５、切換弁２４ｃを介し
て液溜２５に送り込まれて回収される。

【００６３】この作業は、ガス吸着分離槽５０ａの吸着
層５１の窒素ガス吸着能力が飽和するまで続けられる。
そして、吸着層５１の窒素ガス吸着能力が飽和すると、
切換弁２３を操作して、今度はガス吸着分離槽５０ｂに
混合ガスが送り込まれるようにする。そしてガス吸着分
離槽５０ｂにおいて、上述のＳＦ₆ガス回収作業を続行
する。

【００６４】この、ガス吸着分離槽５０ｂでの作業中
に、ガス吸着分離槽５０ａの吸着層５１が再び窒素ガス
を吸着できるように、その再生作業を行うとよい。この
再生作業について説明すると、まず、バルブ２６ａを開
き、真空排気装置２９を作動させると、配管２８ａを介
してガス吸着分離槽５０ａ内が減圧される。内部が減圧
されると、吸着層５１から窒素ガスが脱気され、ガス吸
着分離槽５０ａの外部に排出される。このようにして吸
着層５１を再生すると、このガス吸着分離槽５０ａを再
び利用することが出来るのである。またこの際に、ガス
吸着分離槽５０ａ内のガス冷却器５２ａは、冷媒切換器
２７ｃの操作によって、冷凍機２７ｄの高圧側に接続し
ておけば、ガス冷却器５２表面に付着した水分などを蒸
発除去し、さらに吸着層５１の脱気の促進にも寄与する
のでよい。

【００６５】尚ここでは図示及び詳細な説明は省くが、
窒素ガスの脱気を促進するために、吸着層５１に、加熱
用の媒体、例えば電熱コイルなどを組み込んでおくこと
も考えられる。

【００６６】本実施の形態では、一対のガス吸着分離槽
５０ａ、５０ｂを用意したので、一方がＳＦ₆ガス回収
作業を行っている時に、もう一方で吸着層の再生作業を
行えば、本実施の形態に係る凝縮性ガス回収装置１を連
続して作動させることができ、即ち連続してＳＦ₆ガス
回収作業を行えるので、好ましい。

【００６７】以上の一連の作業を行うことにより、ＧＩ
Ｌユニット６ｊ内に充填されていたＳＦ₆ガスの回収を
完了する。

【００６８】ちなみに、ＳＦ₆ガス回収作業を終了し、
ＧＩＬユニット６ｊの保守作業を終了すると、ＳＦ₆ガ
スボンベ４１からガス供給ライン６１、バルブＶｓｊを
経由してＳＦ₆ガスをＧＩＬユニット６ｊに供給すれば
よい。

【００６９】この作業を終了したＧＩＬユニット６ｊ内
部は殆ど窒素ガスであるので、ＧＩＬユニット６ｊの保
守作業開始時に内気を開放しても環境に影響を与える心
配ががない。また、内気にＳＦ₆ガスが含まれていて
も、上述の例示の通り、凝縮性ガス回収作業を２回繰り
返せば、その濃度は約２％という極めて低い濃度である
ので、やはり環境に影響を与える心配はない。

【００７０】また、本実施の形態に係る凝縮性ガス回収
装置１を用いれば、総延長距離の長い、例えばここに説
明したＧＩＬライン等のようなガス絶縁電気機器であっ
て、凝縮性ガスの回収作業を行う箇所の近傍に装置を設
置できない場合であっても、即ち遠隔地からの作業であ
っても、確実に、かつ効率的に凝縮性ガス回収作業を行
うことが出来るので、大変好適である。つまり、真空引
きによる凝縮性ガス回収作業を試みるのであれば、作業
箇所からの距離が遠くなる程、真空配管の口径を大きく
しなければいけないが、本実施の形態に係る凝縮性ガス
回収装置１であれば、圧力の高い状態でのガスの入れ替
えを行うため、口径の小さい配管敷設であっても、十分
に凝縮性ガスの回収が可能であるため、経済的にも好ま
しいものとなるのである。

【００７１】実施の形態２．先述した第１の実施の形態
では、不凝縮性ガスを窒素ガスとし、これを窒素ガスボ
ンベ４２から取り込み、高圧窒素ガス貯蔵容器３５で貯
蔵するようにしていた。しかし、実際の利用にあたって
は、不凝縮性ガスとして窒素ガスを利用することが殆ど
であり、またこの窒素ガスは大気中に大量に存在してい
ることより、窒素ガスを大気中から取り込んで利用する
ことも考えられる。そこで、この第２の実施の形態で
は、窒素ガスを大気中から取り込んで利用可能とした凝
縮性ガス回収装置Ｙについて、主に図３を参照しつつ説
明する。

【００７２】この凝縮性ガス回収装置Ｙの基本的なシス
テムは先述した第１の実施の形態と同様であるが、これ
に大気中の窒素ガスを取り込むための外気導入装置であ
る外気導入バルブ７と、ガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂ
内部から窒素を取り除かれた空気を排出するためのバル
ブ７１ａ、７１ｂと、が付加されている。

【００７３】外気導入バルブ７は、図３に示すようにガ
ス回収ライン６２を介してアキュムレータ１０に連結し
ている。しかし、これはアキュムレータ１０に直接連結
していてもよい。

【００７４】ガス吸着分離槽５０ａ、５０ｂは、第１の
実施の形態で説明したように、窒素ガスを選択的に吸着
する吸着材を用いれば再生作業により窒素ガスが脱気さ
れるので、この脱気された窒素ガスを真空排気装置２９
によって回収することにより、ガス吸着分離槽５０ａ、
５０ｂと真空排気装置２９は窒素ガス回収装置としても
作用することとなる。また、脱気された窒素ガスを回収
する前にバルブ７１ａ、７１ｂを開放して内気を排出し
ておけば、より純度の高い窒素ガスの回収が期待でき
る。

【００７５】また、真空排気装置２９の排出側に、高圧
窒素ガス貯蔵容器３５が接続されているので、この高圧
窒素ガス貯蔵容器３５が、この実施の形態における窒素
ガス貯蔵装置となる。

【００７６】このように大気中の窒素ガスを利用可能と
した凝縮性ガス回収装置１の動作について説明する。
尚、凝縮性ガス回収装置１を用いてＳＦ₆ガスを回収す
る対象設備は、第１の実施の形態と同様、ＧＩＬユニッ
ト６ｊとする。

【００７７】まず、外気導入バルブ７を開いて大気をア
キュムレータ１０、ガス圧縮器１１、１次冷却器２２を
介してガス吸着分離槽５０ａに導入する。ガス吸着分離
槽５０ａの吸着層５１には、窒素ガスを選択的に吸着す
る吸着材を充填しているので、大気中の窒素ガスが吸着
層５１に吸着される。窒素ガスの吸着が終わると、バル
ブ７１ａを開いて、ガス吸着分離槽５０ａ内気を排出す
る。次に、真空排気装置２９でガス吸着分離槽５０ａの
内部を減圧すると、吸着層５１に吸着されていた窒素ガ
スが脱気されてくる。脱気された窒素ガスはそのまま真
空排気装置２９を介して、高圧窒素ガス容器３５に貯蔵
される。尚、ガス吸着分離槽５０ａで脱気作業を行って
いる間に、ガス吸着分離槽５０ｂで大気中の窒素ガスの
吸着作業を行えば、常に窒素ガスの吸着作業が連続して
行われることになり、好ましい。

【００７８】このようにして窒素ガスを高圧窒素ガス容
器３５に貯蔵したら、ＧＩＬユニット６ｊのＳＦ₆ガス
回収作業を実行するのであるが、この際も、外気導入バ
ルブ７を開いておけば、ＧＩＬユニット６ｊからＳＦ₆
ガス又は混合ガスを回収する時にも常に大気が同時に回
収されることになるので、より多量の窒素ガスを貯蔵す
ることが出来る。尚、ここで行われる凝縮性ガス回収作
業は、第１の実施の形態で説明したものと全く同様であ
る。

【００７９】凝縮性ガス回収作業を終えると、続いて凝
縮性ガスの分離回収作業を行うが、これについても第１
の実施の形態で説明したものと全く同様である。但し、
この第２の実施の形態では、真空排気装置２９に高圧窒
素ガス容器３５が接続されているので、吸着層５１から
脱気された窒素ガスを全て回収し、次の作業のために貯
蔵しておくことも考えられる。

【００８０】このように、この第２の実施の形態に係る
凝縮性ガス回収装置１であれば、大気中の窒素ガスを利
用できるので、予め窒素ガスボンベ４２を用意する必要
がないので、装置をコンパクトにでき、また不要な経費
支出を抑えられるので好適である。

【００８１】以上説明した２つの実施の形態では、独立
した単数若しくは複数の閉空間から、この閉空間に充填
されているＳＦ₆ガスを回収する場合について述べた。
このような場合であれば、凝縮性ガス回収作業と設備の
保守点検作業が終了した後、ＳＦ₆ガスをこの閉空間に
充填すればよいが、例えばこの閉空間に、一定の混合比
を保った窒素ガスとＳＦ₆ガスよりなる混合ガスが予め
充填されており、凝縮性ガス回収作業、及び保守点検作
業の終了後、再度この混合ガスを充填する場合、混合ガ
スの混合比は最初に充填されていたものと同一であるこ
とが必要となることがある。

【００８２】このような場合には、ＳＦ₆ガスボンベ４
１や窒素ガスボンベ４２、または高圧窒素ガス容器３５
等からＳＦ₆ガスや窒素ガスなどを一定の割合で、アキ
ュムレータ１０に送り込み、ガス圧縮器１１のバイパス
弁１２を開いてバイパス回路にガスを循環させながらガ
スを一定の混合比に調整して、高圧ガス圧縮器１１で高
圧混合ガス容器３４内に貯蔵し、ガス供給ライン６１を
経由して、上述の閉空間へ再充填する機能を、凝縮性ガ
ス回収装置Ｘ、Ｙに持たせてもよい。

【００８３】さらに、ガス混合の均一性を高めるため
に、ここで特に図示はしないが、ガス圧縮器１１のバイ
パス回路に、例えばラインミキサのような流体混合機を
取り付けて、ガスを攪拌するようにしてもよい。

【００８４】さらに、以上説明した２つの実施の形態に
おいて、凝縮性ガスはＳＦ₆ガスとしたが、当然これ以
外のガス、例えば冷媒として使用されるフロンガス等の
ハロゲン系炭化水素、或いは炭化水素、その他、回収を
要求される凝縮性ガスに対して利用することが可能であ
る。

【００８５】また、使用する対象設備をＧＩＬラインと
したが、これもＧＩＬラインに限定されるものでなく、
例えば生産ライン、廃棄物処理設備、等の、独立した単
数若しくは複数の閉空間から、この閉空間に充填されて
いる、上述の凝縮性ガスを回収する場合であっても、本
発明に係る凝縮性ガス回収装置を利用できる。

【００８６】

【発明の効果】請求項１に記載した凝縮性ガス回収装置
によれば、凝縮性ガスが充填された保守対象となる設備
に不凝縮性ガスを給気して加圧する加圧工程と、前記設
備からガスを排気して減圧する排気・減圧工程と、より
なる凝縮性ガス回収操作を複数回くりかえすことにより
凝縮性ガスを混合ガスの形で回収し、この回収された混
合ガスから凝縮性ガスを回収する凝縮性ガス分離回収工
程を行う、凝縮性ガス回収方法に用いるのに適している
ので、例えば総延長距離の長い設備に対しても、簡素化
された設備構成でガス置換を可能としたので、大変好適
である。

【００８７】請求項２に記載の凝縮性ガス回収装置によ
れば、不凝縮性ガスを吸着する吸着材と冷却手段を備え
ているので、混合ガスから不凝縮性ガスと凝縮性ガス
を、安価に、かつ簡単に分離可能としたので、好まし
い。

【００８８】請求項３に記載の凝縮性ガス回収装置によ
れば、凝縮性ガスが充填された設備から排気される混合
ガスを高圧貯蔵した後、これを逐次取出して凝縮性ガス
を分離回収可能としたので、保守対象設備からの迅速な
ガスの入れ替えを可能とすると共に、保守作業と平行し
て回収した混合ガスの処理が可能となるので、凝縮性ガ
ス回収装置自体を小型化でき、好適である。

【００８９】請求項４に記載の凝縮性ガス回収装置によ
れば、混合ガスの混合比を一定に保ったまま混合ガスを
貯蔵できるので、保守対象箇所の保守完了後に、均一で
正確な混合比の混合ガスの充填ができ、好ましい。また
請求項５に記載の凝縮性ガス回収装置によれば、このよ
うな混合ガスをガス回収装置で作るようにしたので、新
たに混合比を定める装置などを設ける必要がなくなり、
好ましい。

【００９０】請求項６に記載の凝縮性ガス回収装置によ
れば、不凝縮性ガスに窒素ガスを用いるので、装置を安
価にできてよい。さらに請求項７に記載の凝縮性ガス回
収装置によれば、この窒素ガスを大気中から取り込むよ
うにしたので、必要とする窒素ガスを予め外部から運び
込む必要がなくなり、好適である。

【００９１】請求項８に記載の凝縮性ガス回収装置によ
れば、その回収が要求される凝縮性ガスの分離回収を可
能としたので、地球環境保護の観点から大変好ましいも
のとできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧＩＬラインと凝縮性ガス回収装置よりなる
システムの概略図である。

【図２】第１の実施の形態に係る凝縮性ガス回収装置
のシステムの概略図である。

【図３】第２の実施の形態に係る凝縮性ガス回収装置
のシステムの外略図である。

【図４】ガス吸着分離槽の概略縦断面図である。

【図５】図４中Ａ−Ａ線による概略断面図である。

【図６】従来のガス置換回収装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１ガス回収装置、１０アキュムレータ、１１ガス
圧縮機、１２バイパス弁、１３配管、２ガス分離
回収装置、２１弁、２２１次冷却器、２３切換
弁、２４ａ，２４ｂ弁、２４ｃ切換弁、２５液
溜、２６ａ，２６ｂバルブ、２７ａ，２７ｂ冷媒配
管、２７ｃ冷媒切換器、２７ｄ冷凍機、２８ａ，２
８ｂ配管、２９真空排気装置、５０ａ，５０ｂガ
ス吸着分離槽、５１ａ，５１ｂ吸着層、５２ａ，５２
ｂガス冷却器、５３圧力タンク、５４混合ガス給
気口、５５凝縮液取出口、５６伝熱フィン、３高
圧ガス貯蔵装置、３１弁、３２高圧ガス圧縮器、３
３配管、３４高圧混合ガス容器、３５高圧窒素ガ
ス容器、３６バルブ、３７バルブ、４原ガス供給
装置、４１ＳＦ₆ガスボンベ、４２窒素ガスボン
ベ、６ＧＩＬライン、Ｖｓ給気バルブ、Ｖｅ排気
バルブ、６ａ〜６ｎＧＩＬユニット、６１ガス供給
ライン、６２ガス回収ライン、７外気導入バルブ、
７１ａ，７１ｂバルブ、１０１ガス置換回収装置、
１０２容器、１０３上部口、１０４下部口、１０
５接続口、１０６接続口、１０７ドライヤ、１０
８ガス圧縮機、１０９油分離器、１１０空冷クー
ラ、１１１冷却分離器、１１２排気管、１１３気
化器、１１４四方切換弁、１１５空気流入弁、１１
６空気導入管、１１７ガス供給弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D012 CA20 CB16 CD04 CD07 CG01 CH06 CJ05 CJ06 CK04 4D076 AA06 AA15 AA22 BC03 BC27 FA15 HA10 HA20 JA01 5G017 DD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凝縮性ガスが内部に充填された、保守作
業を行う対象となる設備に対して、前記設備内部に不凝縮性ガスを給気して前記設備の内部
を加圧する加圧工程と、前記設備内部から、前記給気された不凝縮性ガスと前記
凝縮性ガスからなる混合ガスを前記設備内部から排気し
て回収することによって前記設備内部を減圧する排気・
減圧工程と、からなる凝縮性ガス回収操作を複数回繰り返すことによ
って、前記設備内部に充填されていた凝縮性ガスを混合
ガスの形で回収し、次いで、前記回収された混合ガスから凝縮性ガスを分離
回収する凝縮性ガス分離回収工程を行う、凝縮性ガスを回収する凝縮性ガス回収方法に用いる凝縮
性ガス回収装置であって、少なくとも前記凝縮性ガスと、前記凝縮性ガスが凝縮液
化する条件下では凝縮化しない不凝縮性ガスを前記設備
内部に供給可能とする原ガス供給装置と、前記設備内部から、加圧状態の混合ガスを回収すること
により前記設備内部を減圧する、前記混合ガスを回収す
るガス回収装置と、前記回収された混合ガスから凝縮性ガスを分離回収する
ガス分離回収装置と、前記回収された混合ガスと、前記ガス分離回収装置で回
収された不凝縮ガスを高圧にして貯蔵する高圧ガス貯蔵
装置と、を備えてなることを特徴とする、凝縮性ガス回収装置。
【請求項２】請求項１に記載の凝縮性ガス回収装置に
おいて、前記ガス分離回収装置が、不凝縮性ガスを吸着する吸着
材を充填した吸着層と、冷却手段を備えたことを特徴と
する、凝縮性ガス回収装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の凝縮性ガ
ス回収装置において、前記凝縮性ガス回収方法における前記排気・減圧工程で
回収した前記混合ガスを高圧貯蔵した後、これを逐次取
出して凝縮性ガスを分離回収できるように、前記高圧ガ
ス貯蔵装置と前記ガス分離回収装置とが接続されている
ことを特徴とする、凝縮性ガス回収装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項
に記載の凝縮性ガス回収装置において、前記高圧ガス貯蔵装置で貯蔵される前記混合ガスの混合
比が、予め定められた混合比に従ったものとなることを
特徴とする、凝縮性ガス回収装置。
【請求項５】請求項４に記載の凝縮性ガス回収装置に
おいて、前記ガス回収装置において、不凝縮性ガスと凝縮性ガス
を予め定められた一定の混合比に従って混合し、これを
前記高圧ガス貯蔵装置に貯蔵するようにしたことを特徴
とする、凝縮性ガス回収装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれか１項
に記載の凝縮性ガス回収装置において、前記不凝縮性ガスが窒素ガスであることを特徴とする、凝縮性ガス回収装置。
【請求項７】請求項６に記載の凝縮性ガス回収装置に
おいて、前記ガス分離回収装置を構成する吸着材を、窒素ガスを
選択的に吸着する吸着材とし、前記凝縮性ガス回収方法に用いる窒素ガスを供給する前
記原ガス供給装置が、大気中から空気を取り込む外気導入装置と、前記外気導入手段により取り込んだ空気を前記ガス分離
回収装置に導入して、前記ガス分離回収装置の吸着材で
窒素を吸着したのち、前記吸着材を脱気して窒素ガスを
取出す、窒素ガス回収装置と、前記窒素ガス回収手段により回収した窒素ガスを貯蔵す
る窒素ガス貯蔵装置と、を備えたことを特徴とする、凝縮性ガス回収装置。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれか１項
に記載の凝縮性ガス回収装置において、前記凝縮性ガスを、６弗化硫黄（ＳＦ₆）ガス、フロン
ガス、又は炭化水素ガスのいずれか、若しくは電気機器
用凝縮性ガスとした、凝縮性ガス回収装置。