JPH07507826A - 消費者用ガスに着臭剤を添加するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｎｎ１者用ガスに着臭剤を添加するための方法及び装置発明の分野 本発明は、万一消費者用ガスが周囲に漏洩した場合に火災、爆発、中毒、窒息死 の危険もしくはその他の危険な状況にある人々の注意を喚起することを目的とし た消費地に分配される消費者用ガスへの着臭剤の添加方法に関する。ガスが＃洩 した場合、濃縮された形態の着臭剤、好ましくは葡ｆｉ硫黄化合物を液相及び気 相を含むマスターガスの溶液を生成するように、圧力容器に含まれる凝縮したビ ヒクルガス例えば二酸化炭素、プロパン又はブタンに溶解させる。消費者用ガス の所望の着臭剤濃度は、消費者用ガスと混合する前に蒸発させるマスターガスの 液相のＪｂｉで希釈することによって得られる。添加するマスターガスの址は、 マスターガスの流量及び該マスターガスの着臭剤濃度並びにＴｔ８４費者用ガス の流量によって決定される。また本発明は本方法を実施する場合に用いる装置に も関するものである。

発明の背鼠 上述のように例えば留毒又は爆発性のガスの漏洩を知らせるために消費者用ガス に着臭剤を添加するという概念は当該技術分野において長年にわたり知られてい る。この方法で着臭化されるガスの一例として、周囲に漏洩した場合に火災又は 爆発により引き起こされる極めて甚大な災害をもたらす可能性のある酸素が挙げ られる。その他の例として、火災及び爆発の形で甚大な災害をもたらす可能性が ある天然ガス、プロパン、ブタン、都市ガス等が挙げられる。テトラヒドロチオ フェン、ブチルメルカプタン、硫化ジメチル等の着臭剤の大部分は容易に着火す る物質であることから、例えば酸素に添加する場合には特殊技術を必要こする。

フィンうンド国持許出願第８７０１４６号明細告は、独立したチャンバー又はス ペースでｌｉ剤を１０００〜１ｏｏ００ｐｐ■の濃度で純酸素ガスに添加して濃 縮ガス、いわゆるマスターガスをａ！ｌｉ！造しでなる酸素への着ｇｌＥｒＬの 添加方法を開示している。その濃縮マスターガスは、１ｒ１費者用ガスにおける 着臭剤濃度が５〜５０ｐｐ麿となるよえｔ、Ｋ　ｌｌｉで、独Ｙ１シたチャンバ ー又はスペースで消費者用ガスに添加さ第１る。

しかしながら、マスターガスが酸ぶと着臭剤例えば硫化ジメチルのみを含む場合 、マスターガス容器を満たすときに聞届が生じる６Ｊ能性がある。例えば該マス ターガス容ｄＪ２満たすときに、少なくとも容器の一部において該混合気が可燃 性となる濃度範囲になることを避けることは不「可能である。従って該混合気が 引火して爆発する危険性がある。

この危険を回避するための１つの方法がフィンランド国特許出ｍ第８７２２７８ 号明細齋に開示されている。当該出願は酸ふと硫化ジメチルなどの着臭剤からな る濃縮マスターガスの製造方法を記載している。この方法によれば、最初に硫化 ジメチルと窒素もしくはヘリウムがマスターガス容器に満たされる。硫化ジメチ ルの濃度範囲は帆５〜２．５％である。次に純酸素ガスが該容器に所望の作動圧 力、例えば２００バールに達するまで加えられる。

しかしｌ工がら、上記の方法によって製造されるマスターガスの１つの欠点は、 例えば輸送及び貯蔵中に着臭剤を凝縮させるためにマスターガスを低温に維持し ！よければならないことである。−１＝ｉ　Ｍ　［させると、硫化ジメチルをガ ス状に戻すのに非常に長時間を要する。

公知の特許文献、ドイツ連邦共和国特許第１１８５３３０号明細書及び国際特許 出願公開第９１／１７８１７号明細書は着臭剤を室温、加圧下で液体となるガス に溶解することによりこの間司を削減する方法を記載している。プウバン、ブタ ン、二酸化炭素、六沸化硫黄及び亜酸化窒素がこの場合の適当なガスの例として 挙げられている。これらのガスも、着臭化されたガスが使用されるプロセスに対 して、殆どの場合口の影響を与えないごいう条件を満たしている。

ドイツ連邦共和国特許第１１８５３３０号明細書において、着臭化されたマスタ ーガスが圧力容器から取、り出されて、ｗ＃密な調節弁を介して消費者用ガス導 管に送入され、該ｍＢ弁がすべてのマスターガスが消費されるまでのあいだ予め 決められた調節状態に通常維持され得ることが駅唆されている。しかしながら、 消費者用ガスの流速が大きく変動した場合には、マスターガスの流速をそのよう な変動に応じて調節することができないと言われている。

実際には、この方法及び他の公知の解決法では着臭剤を所望の正確さでｆｔｌ１ １シて送ることができない。その理由は着臭剤とヒクルガスが液体Ｗ臭剤よりは るかに高い蒸気圧をｑするためである。従って圧力容器中のマスターガスの液相 の上部に存在する気相は実質的には、蒸発したｒ８媒ガスと極めて’Ｊ）量の着 臭剤液の蒸気から構成されることとなる。マスターガスが角賢者用ガスに送入さ れる時に、圧力容器中の液相の容積が減少するにつれて蒸発したｆ８媒ガスの容 積が増加して、圧力容器中の液相における液体着臭剤の相対濃度が増加する結果 となる。

発明の目的 したがって、本発明の主要な目的は、マスターガス中の着臭剤濃度が容積によっ て変化するという問題を解決する方法を提案することにある。

本発明の他の目的は、マスターガス中の着臭剤濃度が容積によって変化すること を解消する目的で本発明による方法を適用する時に用いることができる装置を提 供することである。

発明の開示 上記の目的は、本発明に従い、消費者用ガスにマスターガスをｉｔｔ量して送入 する量を圧力容器中の液相と気相の関係に従って調節することより達成される。

この明細書の最すの段落で述べたような方法の重要な特徴は、圧力容器中の液相 の爪と気相の垣との間の減少の関係から生じるマスターガス曲相中の着臭剤濃度 の増加を考慮して、希釈過程におりるマスターガスと消費者用ガスとのｆ＆量の 関係を補正することにある。この方法により、従来公知の解決法で遭遇する前記 の問題が解消される。

好ましくは圧力容器から流出するマスターガスの流量を連続的にＮＩ算し、得ら れた値を最初に存在したマスターガスの量から差し引くことによって圧力容器に 残存しているマスターガスの石を連続的に測定し、次にこの測定値に基づいて希 釈過程中に２つのガスの流１１Ｎの関係を連続的に修正する。このことにより消 費行用ガスに混入する着臭剤の川を極めて正確に調節することができる。。

１つの好適な実施態様によれば、圧力８品中のマスターガスの温度を＋１．ｌｌ 　冗して、検出された温度匹化に基づいて２つのガスの流計の関係をさらに修正 することによって、着臭剤の計量の正確さが史に高められることができる。本発 明の方法及び該方法を実施する際に用いる本発明による装置の他の特許請求の範 囲の記載から明らかとなろう。

本発明を、本発明の実施例及び添付図面について更に詳細に説明することとする 。

図面の簡ＩｒＬな説明 図１は本発明による装置の作動原理を示す図式図。

図２は様々な温度でのマスターガスの液相における着臭剤の相対濃度を、圧力容 器から取り出された液相の量の関数として示すグラフ図。

図３は本発明による装置の１つの実施例の作動原理を示す図式図。

発明の好ましい実施例の説明 図１に示される装置は、矢印Ａの方向に流れる、着臭剤が添加されるべき消費者 用ガス、例えば酸素のための導管ｌを含む。

着臭剤は圧力容器３から調節弁４を経てマスターガスを送入する導管２を経て添 加される。マスターガスは硫化ジメチル（ＤＭＳ）のような存ｆｉ硫黄化合物と 二酸化炭素との混合物からなり得る。マスターガスは圧力容器３における液相６ から浸漬パイプ５により取り出されるが、該マスターガスは蒸発ガス７のｆｉｔ により与えられた圧力の作用により閉鎖弁８を経て該圧力容器から押し流される 。調節弁４は、特に導管１を通り流量１ｆｆ９により１刃元される消費者用ガス の流量に応じて調節される。

上記の例において、二酸化炭素の蒸気圧は２０’Ｃで５７バールであるが、着臭 剤液体の蒸気圧ははるかに低く、硫化ジメチル（ＤＭＳＩの場合２０℃で帆５パ ールよりかなり低い。したがって、圧力′６詐３におｌづる液相６の上の気相（ 蒸発ガス）７は、主として蒸発した二酸化炭素からなるつ液相６の量は、それが 導管１に供給されるにつれて減少するので、それに従い、該液相の上の蒸発ガス の量は増加する。上述のように蒸発ガスは主として二酸化炭素であるので、液相 ６における着臭剤の相対濃度は増加する。

液相における着臭剤の相対濃度の連続的な変化は定量的にめられることができる 。満杯の圧力容器の液相における着臭剤の初期濃度をＣＩＯとし、所定の相対消 費ｆｆｉｍｘ／ｌｌ１ｏ〔ここで、冒工は液相の消ｆｌ批、ＩＩＩｏは最初に存 在した液相の盪〕における着臭剤濃度をＣ，とすると、液相における着臭剤の相 対濃度の変化は次の式によって表されることができる。

Ｃ１／Ｃ１ｏ＝（ｌ　ｍＫ／（＋　ｋｌ　Ｊ□）　−にこの式でに一ρ−りであ り、ρ１は液相の密度、ρ８は気相の密度であるう二酸化炭＃（ＣＯ２）と、硫 化ジメチル（ＤＭＳ）に関する計算値は図２のグラフで示される。このグラフは 収用における着臭剤の相対濃度を、最初は満杯の圧力容器、即ちｍ　ｘ　”　Ｏ でＩＩＸ／１ｏ−０から液相の９０％が消費される、囮ちｍｘ／ＪＯ二０．９ま での範囲で消費される液相のｍの関数として示している。また０°Ｃ〜２８°Ｃ の所定温度範囲での濃度が示されている。

例丸ば２０°Ｃにおいて液相の７０％が消費された場合、液相の着臭剤濃度は初 期濃度の２倍に近い値となることがグラフから示される。２６℃では、液相の５ ５％が消費されないうちにこの状態に達する。かような状態が修正されなければ 、消費者用ガスの着臭剤濃度が知らないうちに増加することが自動的に起こるこ とと１よる。このことは従来提案された方法の重大な欠点であり、着臭剤濃度を 非常に狭い濃度範囲で一定に維持することが必要ｆｌ事例にこのような従来の方 法を用いることを排斥することとなる。

そこでこの問題を解決するために、本発明にしたがって消費者用ガスに着臭剤を 添加するための装置が提案され、該装置は図３に図式的に示される。前述したよ うに、この装置は矢印Ａの方向に流れる消費者用ガスを導くための導管Ｉを含み 、該導管内に着臭剤が添加されたガスが圧力容器３から導管２を経て送入される 。消費者用ガスの流量は流ｆｆ１ｔｔ９によって測定される。前記において、マ スターガスは二酸化炭素（ＣＯ３）と硫化ジメチル（ＤＭＳＩとの混合物からな ると仮定した。該マスターガスは、蒸発した二酸化炭素によって与えられる圧力 の作用により圧力容器３から液体の状態で、閉鎖弁８を紅で蒸発及び調節装置１ ０に押し流され、該装置１９は、熱水又は温水が流れる３つの加熱ループＩＩ、 １２．１３と、圧力調節弁１４と、マスターガスの流■を訃ｊ１すると同時に調 節する、いわゆる負川流量調節装置である調節弁１６に連結された質量流量計１ ５とを含む。別の閉鎖弁１７が甚ａｌＯの外部で導管２と連結されている。

上記の装置には、中央処理装置（ＣＰＵＩ　１８も含まれている。この中央処理 装置は、所望の着臭剤混合物に関する情報、即ち消費者用ガス中の着臭剤濃度に 関する情報を含有する。流量１１ｊ９は中央処理装置に消費名月ガスの流ｒＩｔ に関する情報を提供するが、圧力容器３におけるマスターガスの温度に関する情 報は温度センサー１９から中央処理装置に伝達される。

中央処理装置１ｆｆ１８には、圧力容器３におけるマスターガス中の着臭剤の最 初の昨及びマスターガスの瞬間的な着臭剤濃度に関する情報が提供され、そして 該装置１０はコンダクタ２０を介して、消ｔｔｈ’ｔを決定するのに必要な時間 にわたり積分されるマスターガスの瞬間の流量に関する情報を受け取る。このよ うに中央処理装置は、時々刻々の圧力容器中にＩＩＪＡ存するマスターガスの量 に関する情報を常に取り込む。

したがって、上記の式を適用すれば、中央処理菌＠１８は濃度の相対的な変化を 決定することができ、それによりマスターガス液相中の着臭剤の瞬間的な濃度も 計算することができる。

該中央処理装置はこの決定値に基づきまた消費者用ガスの流量にしたがって、調 節弁１６の働きにより、マスターガスのｉ＊＊者用ガスへの送入を制御する。こ のことにより、着臭剤を極めて正確にｔｔｔ１１シて、消費者用ガス中に送入す ることができる。

図２のグラフは互いに異なる特性の成分を含む２相系における蒸発又は凝縮プロ セスの結果として生じる濃度変化を示す。

このような事象は、上記の種類の着臭化装置における圧力容器に限られず、温度 又は圧力が変化するシステムにおける他の個所でも起こる可能性がある。

１つの流れに２つの相が存在すると、異なる流速を生じ、訃ｍプロセスにおける 変動の原因となる。この問題は、本発明にしたがって、望ましくない凝縮又は蒸 発を防く温度勾配が得られるように、装置を所定個所で加熱又は冷却することに より解消され得る。これに従い図３の装置では、液状のマスターガスは圧力調節 弁１４に入る前に加熱ループ１１で加熱されて蒸発し、史に調節弁の下流側にお いても、二酸化炭素の場合、調節弁に必要ＩＪ約１５バールの作動圧力まで減圧 するのにマスターガスを膨張させる必要があり、それにより温度が低下して凝縮 が起こる危険性があるため、加熱され蒸発させられる。したがって、マスターガ スは流＋１ｔｔｔ１５に送入されるり「に加熱コイル１２により再び加熱される のである。

Ａｎ井１６の下流でマスターガスの最後の膨張が起こるが、マスターガスの組成 の変化をきたして、計量プロセスにおりる変動をもたらす可能性のある凝縮がこ の場所では起こらないことがツユ−パック（ｆｕｂａｋ）加熱コイル１３により 保証される６３つの加熱コイルは相互に直列に接続されており、熱水が都合よく 該コイルに通される。マスターガスが二酸化炭素を含む場合、熱水の温度は例え ば５０℃でよい。これにより、マスターガスが液体の状態で蒸発装置１０に確実 に到達することを保証するように、装置の残りの部分を低温にｌｉＬ、Ｆ８する ことができる。本発明に従えば、本発明による装置の最も低温の部分は蒸発ｉｈ の入口である。

ガスポルト３と蒸発装置の入口との間のガス導管は、該導管に隣接して置かれて 冷水が通される冷却要素２１によって冷却される。蒸発装置の入口とガスボトル との間の必要とされる温度勾配は、マスターガスの流れの方向く矢印Ｂ）と逆流 に冷却水を流すことにより達成される。

本発明によれば、二酸化炭素の場合には約１８°Ｃである圧力容器３の温度は蒸 発装置ｌＯの温度とも関連づけられ、この温度はセンサー２２によって関知され る。一定の温度差を維持するために、中央処理ｉ＠＋８は加熱コイル２３と冷却 コイル２４の組合わされた効果により、とりわけ周囲温度の影響を受ける圧力容 器３の温度を制御する。

本発明について、二酸化炭素及び硫化ジメチルを含むマスターガスを用いる実凡 例を俗名にして説明したが、プロパン、ブタン、六フッ化硫黄及び亜酸化窒素等 のような他のビヒクルガスにも同様な条件が適用され、使用する着臭剤は例えば 、テトラヒドロチオフェン、メチルメルカプタン、プロピルメルカプタン又（よ ブチルメルカプタン並びに硫化ジメチル、硫化ジエチル乃びケ１１にメチルエチ ルでもあり得ることが理解されよう。マスターガスの着臭剤１１３度は０．５〜 ｌｏｍｏ１％が都合がよい。■７ターガスは、消費占用ガスの着臭剤濃度が１〜 ５０ｐｐ諷、好ましくは１〜２０ｐｐｍの範囲となる量で消ａ名用ガスに送入さ れることができる。

液体ＣＯ２中にお番ブる着臭剤のＦＪ度消費される濃度（％） 国際調査報告 国際調査報告 、ＰＣＴ／ＳＥ　９２１００４３２

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．万一消費者用ガスが大気中に漏洩した場合に火災、爆発、中毒、窒息死の危 険もしくはその他の危険な状況にあることを人々に知らせることを目的として、 置縮された形態の着臭剤、好ましくは有機硫黄化合物を、圧力容器における凝縮 ピヒニクルガス、例えば二酸化炭素、プロパン又はブタンに溶解して溶液、即ち 液相と気相を含むマスターガスを生成して、消費者用ガス中の着臭剤の所望の濃 度を、消費者用ガスと混合する前に蒸発させた適当な量のマスターガスの液相で 消費者用ガスを希釈して達成し、前記適当量がマスターガスの流量と該マスター ガス中の着臭剤濃度並びに消費者用ガスの流量に基づいて決定されるようにして なる消費地へ配給される消費者用ガスヘの着臭剤の添加方法であって、圧力容器 中の液相量と気相量との間の減少関係から生じるマスターガスの液相における着 臭剤濃度の増加に関連して、前記希釈プロセス中に２つのガス流量の間の関係を 修正することを特徴とする添加方法。
2. ２．圧力容器からのマスターガスの流血を連続的に積算し、得られた値を最初の マスターガスの量から差し引いて圧力容器に残存しているマスターガスの量を決 定し、そしてこの値に基づいて希釈プロセス中に２つのガス流量の間の関係を連 続的に修正することを特徴とする、請求項１に記載の添加方法。
3. ３．圧力容器中のマスターガスの温度を測定し、検知された温度変化に応じて２ つのガス流量の間の関係を修正することを特徴とする、請求項１又は２に記載の 添加方法。
4. ４．希釈プロセスの正確さに影響を及ぼす可能性のある望ましくない凝縮又は蒸 発プロセスを防ぐようにしてシステムを加熱又は冷却することにより、該システ ムにおける温度勾配を維持することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか １つに記載の添加方法。
5. ５．万一消費者用ガスが大気中に漏洩した場合に火災、爆発、中毒、窒息死の危 険もしくはその他の危険な状況にあることを人々に知らせることを目的として、 着臭剤、好ましくは有機硫黄化合物が、圧力容器（３）における凝縮ヒヒクルガ ス、例えば二酸化炭素、プロパン又はブタンに溶解されて溶液、即ち液相（６） と気相（７）からなるマスターガスを生成し、消費者用ガス中の着臭剤の所望の 濃度を得るために、消費者用ガスと混合する前に蒸発させた適当な量のマスター ガスの液相で消費者用ガスを稀釈するための手段（２）及びマスターガスの流量 及び該マスターガス中の着臭剤の濃度並びに消費者用ガスの流離に基づいて前記 適当量を決定するために設けられた手段（１６）を含んで成る消費地へ配給する 消費者用ガスの着臭剤の添加装置であって、更に圧力容器中の液相（６）量と気 相（７）量との間の減少関係から生じるマスターガスの液相における着臭剤濃度 の増加に関連して、前記希釈プロセス中に２つのガス流量の間の関係を修正する ための手段（１８）を含むことを特徴とする装置。
6. ６．手段０８）が圧力容器に残存しているマスターガスの量を連続的に決定する ために、圧力容器（３）からのマスターガスの流量を連続的に積算し、得られた 値を最初のマスターガスの量から差し引くための手段を有し、そして当該手段（ １８）が希釈プロセス中に２つのガス流量の間の関係を修正するために、前記の 決定に従って作動するようになされていることを特徴とする、請求項５に記載の 添加装置。
7. ７．圧力容器（３）中のマスターガスの温度を測定するための手段（１９）を更 に含みかつ、希釈プロセス中に２つのガスの流量間の関係を修正する機能を有す る手段（１８）が温度の変動を考慮するようにも意図されていることを特徴とす る、請求項５又は６に記載の添加装置。
8. ８．圧力容器（３）の温度を実質的に一定で、かつ蒸発装置（１０）と該圧力容 器とを連結する導管の温度より商い温度に維持するための手段（２３，２４）を 特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１つに記載の添加装置。
9. ９．給送用導管に連結された威圧器（１４）の上流及び下流と、消費者用ガス導 管（１）に先導する接続導管（２）に連結した調節弁（１６）の下流の位置で、 圧力容器（３）より取出されるマスターガスの液相（６）を加熱及び蒸発させる ための手段（１１，１２，１３）を特徴とする、請求項５ないし８のいずれか１ つに記載の添加装置。
10. １０．マスターガスの計量を決定し、その時点で支配的な温度におけるマスター ガスの消費量の関数としてマスターガスの液用（６）における着臭剤の相対濃度 を計算するようになされた中央処理装置（１８）を特徴とする、請求項５ないし ９のいずれか１つに記載の添加装置。