JP2001103626A - ガス回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合ガスから特定のガスを極めて高い回収率
で、効率良くかつ短時間で回収可能なコンパクトなガス
回収装置を提供する。 【解決手段】 SF6 ガス吸着装置３及び窒素ガス吸着装
置４が設置されている。SF6 ガス吸着装置３にはSF6 ガ
スを吸着しやすい吸着剤が装填され、窒素ガス吸着装置
４には窒素ガスを吸着しやすい吸着剤が装填されてい
る。SF6 ガス吸着装置３には液化装置であるコンプレッ
サ２ｂ、熱交換器６及びSF6 タンク７が接続され、窒素
ガス吸着装置４には真空ポンプ９ｂを介して放気装置１
４が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力機器に使用さ
れるガス絶縁機器に使用されるガス回収装置に関するも
ので、特に、絶縁性ガスとして窒素ガスにSF6 ガスを少
量添加した環境対応型のガス絶縁機器に適したガス回収
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】変電所には、系統切換えや保守点検など
に使用するため、遮断器や断路器等の装置が設置されて
いる。これら装置の特に大形のものには、内部にSF6 ガ
スが充填されており、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）と総
称されている。SF6 ガスは絶縁性能と消弧性能に優れて
おり、また、化学的にも安定で無害な気体であり、これ
らの機器の絶縁媒体として広く用いられている。

【０００３】しかし最近になって、SF6 ガスは温室効果
がきわめて高いことが指摘された。また、分解までの寿
命も長いことから今後の長期にわたる地球環境保護の目
的で、排出規制対象として指定された。そのため、ガス
絶縁開閉装置の試験後や現地での内部点検時には、SF6
ガスを外部に排出しないようにガス絶縁開閉装置から回
収する必要がある。現在は、ガスのまま別のタンクに回
収して保管するか、液化装置でガスを加圧液化し、液体
としてタンクに回収、保管されるのが普通である。SF6
ガスの純度が高い場合は室温下でも比較的低圧で液化で
き、回収・保管が容易である。ここで、ガス絶縁機器に
連結したガス回収装置の従来例を図６を参照して具体的
に説明する。

【０００４】ガス絶縁開閉装置等のガス絶縁機器１には
連動バルブ１２ａ，１２ｂが接続されている。連動バル
ブ１２ａには減圧バルブ１１ａを介してバッファタンク
５が接続される。一方、連動バルブ１２ｂは真空ポンプ
９を介してバッファタンク５に接続される。このバッフ
ァタンク５はガス圧を比較的低く保つようになってい
る。また、バッファタンク５にはフィルタ１０を通して
コンプレッサ２が接続され、さらに熱交換器６及びSF6
タンク７が接続されている。これらコンプレッサ２、熱
交換器６及びSF6 タンク７から液化装置が構成される。

【０００５】以上のような従来例の作用を次に説明す
る。すなわち、ガス絶縁機器１のガス圧が高い時には連
動バルブ１２ａを開とし、連動バルブ１２ｂを閉とする
ことで自動的にバッファタンク５にガスが流入する。こ
の時、バッファタンク５のガス圧が高くなり過ぎないよ
うに減圧バルブ１１ａにより流入ガス量を調節してい
る。一方、ある程度ガスの回収が進み、ガス絶縁機器１
のガス圧が大気圧に近づいた時点で、連動バルブ１２ａ
を閉とすると同時に連動バルブ１２ｂを開として真空ポ
ンプ９を作動させる。これによりガス絶縁機器１内のガ
スを完全にバッファタンク５に移動する事ができる。

【０００６】このようにしてバッファタンク５に移され
たガスはフィルタ１０により異物や塵を除去され、コン
プレッサ２により加圧されたのち熱交換器６により冷却
されることで液化され、その体積を極めて小さくした状
態でSF6 タンク７に貯蔵される。この時、SF6 タンク７
には気相も存在するが、殆どがガス状のSF6 であって、
これにわずかに不純物としてのガスが加わるのみであ
る。再びSF6 ガスを使用する場合は、バルブ１３を利用
して使用したい装置に接続し、バルブ１３を開とするこ
とでSF6 ガスを充気していた。

【０００７】ところが、長期にわたる地球環境を考えた
場合には、今後更にSF6 ガスの排出量を削減する必要が
あるが、そのためには排出の要因にもなるSF6 ガスの使
用量自体を削減することが望ましい。これらの対策の一
環としてSF6 ガスを少量添加した混合ガスの使用が位置
付けられ、削減に有効と考えられている。

【０００８】実現の可能性の高いものとして、窒素ガス
を母体としてSF6 ガスを少量添加する場合が考えられて
いる。しかし、このような混合ガス系では、高圧力にし
ないとSF6 ガスが液化しない問題や、大型の冷凍装置や
液体窒素による冷却を併用して液化圧力を下げる必要が
出る等、装置が大型化して回収・リサイクルの障害にな
り得る。

【０００９】すなわち、表１に示すように、現在の純SF
6 ガスの場合、比較的低圧力で液化できるものの、SF6
ガスを低い割合で添加した混合ガスの場合、液化には高
圧力が不可欠である。より具体的には、10vol% SF6ガス
の場合、室温下で約20Mpa 以上の非常に大きな圧力が必
要であり、実際上液化が困難であるとの具体的な問題が
持ち上がる。

【００１０】

【表１】 また、大量のガスを気体の状態のままで保管するには、
大型のタンクに回収しなくてはならが、多くの体積が必
要である。また、回収したガスの体積を小さくするため
には高圧力の状態で保管しなくてはならないが、この場
合、安全面での問題が生じ易くなる。さらに、液化され
ないSF6 以外のガスつまり窒素ガスはSF6 ガス回収時に
は大気に放出するのが最も経済的であるが、このとき、
放出ガス中にSF6 ガスを含まないようにすることが強く
要請されている。以上述べたように、混合ガスの中から
SF6 ガス回収する技術に関しては大きな課題が有り、混
合ガスの絶縁特性に関する研究と同時にその回収技術を
確立することが急務となっている。

【００１１】混合ガスの分離回収装置に関しては、空気
から様々な成分の単体ガス（例えば酸素ガス）を分離す
る装置が、既に開発され実使用されている。このガス分
離回収装置は空気を窒素ガスと酸素ガスとに分け、酸素
ガスだけを回収するもので、その概要を図７を参照して
説明する。

【００１２】図に示すようにコンプレッサ２ａが設けら
れ、ここに窒素ガス吸着装置４が接続されている。窒素
ガス吸着装置４には窒素ガスを吸着しやすい吸着剤が装
填されている。また、窒素ガス吸着装置４にはコンプレ
ッサ２ｂを介して酸素ガスを貯蔵するガスタンク１７が
接続されている。さらに、窒素ガス吸着装置４には真空
ポンプ９を介して窒素ガスを大気に放出する放気装置１
４が接続されている。

【００１３】このような構成を有するガス分離回収装置
においてコンプレッサ２ａで空気を圧縮し窒素ガス吸着
装置４に送り込む。窒素ガス吸着装置４では吸着剤が空
気中の窒素ガスだけを吸着する。そして、窒素ガス吸着
装置４を通過したガスは殆どが酸素ガスとなる。コンプ
レッサ２ｂは吸着装置４を通過した酸素ガスを圧縮し、
ガスタンク１７がこれを貯蔵する。

【００１４】この過程を十分な時間継続すると、窒素ガ
ス吸着装置４の吸着剤はもはや窒素ガスを吸着しきれな
い状態となる。この状態となる前にコンプレッサ２ａ，
２ｂを停止し、真空ポンプ９により窒素ガス吸着装置４
内のガス圧を下げると、窒素ガス吸着装置４の吸着剤は
吸着していた窒素ガスを放し、再び窒素ガスを吸着でき
る状態に戻る。このガスは放気装置１４から大気中に放
出する。

【００１５】窒素ガス吸着装置４内の吸着剤は吸着と放
出（再生）を交互に繰返すことにより半永久的に使用が
可能である。例えば、オゾナイザー用の酸素発生器用の
窒素ガス吸着剤としては、合成ゼオライトが使用されて
いる。合成ゼオライトは、含水アルミノケイ酸塩鉱物群
の総称で、一般式MeO・Al2O3・mSiO2・nH2Oで示される。結
晶構造中に金属陽イオンを包蔵し、これが極性基を静電
気的に引き付けたり、分極性分子を分極して引き付ける
作用を示し吸着するもので中性分子の吸着に有利であ
る。商品名としてモレキュラーシーブス（U.C.C ）、ゼ
オラム、モレキュライト( 栗田工業) 、ニッカペレット
( 日本活性白土) のものが知られている。また、分極に
よる吸着の他に、合成ゼオライトはその表面に均一な細
孔を有し、この細孔よりも小さい分子のみが、孔路を通
って、空洞の内部に吸着されるため、優れた選択吸着性
（分子篩効果）を示す。このため細孔の大きさでも分類
され、３オングストローム型、４オングストローム型、
５オングストローム型、９オングストローム型、１０オ
ングストローム型等が開発されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた空気から単
体ガスを分離回収する技術については、材料である空気
が無尽蔵に存在し、しかも分離回収しようとしている空
気の成分である単体ガスを回収しきれないで多く含んだ
状態で空気中に放出しても何ら問題がないことから、回
収率はそれ程問題にされない。この点において、本発明
の解決しようとしている課題とは大きく異なる。すなわ
ち、窒素ガスにSF6 ガスを少量添加した環境対応型のガ
ス絶縁機器から混合ガスを回収する場合、混合ガス量は
有限であるにもかかわらず、極めて高いSF6 ガスの回収
率が求められている。これは、経済的側面のみならず、
環境問題という全く新しい課題のために、空気中に放出
するガス中に含まれる量を殆ど零としなくてはならない
からである。

【００１７】ただし、温室効果ガスであるSF6 ガスを回
収するために多量の電力エネルギーを使用するようで
は、逆に多量のCO2 ガスを排出することになり、これで
は本末転倒である。従って単にガス回収率を高めるので
はなく、消費電力を削減しつつ回収効率を向上させるこ
とが重要である。

【００１８】これと同時に、ガス回収に必要な時間を短
くする事も強く要求される。変電所でのガス回収の目的
の一つに機器の内部点検がある事は既に述べたが、この
時、機器は停止状態にある。ところが電力の安定供給の
ためには、このような停止を極力少なくしなければなら
ない。従って、内部点検に必要な時間は短くすることが
望ましく、ガス回収作業の迅速化が期待されている。

【００１９】さらには、現在、大都市内の変電所は用地
取得難から地下に建設されることが多い。このような変
電所においてSF6 ガスを回収する場合、ガス回収装置は
エレベータ等により運搬せざるをえない。そこで、極め
てコンパクトなガス回収装置が要求されている。

【００２０】本発明は以上のような課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、混合ガスから特
定のガスを極めて高い回収率で、効率良くかつ短時間で
回収可能なコンパクトなガス回収装置を提供することに
ある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために提案されたもので、複数種の絶縁性ガス
からなる混合ガスを充填したガス絶縁機器に用いられる
装置であって、少なくともコンプレッサ及び熱交換器を
有し前記ガス絶縁機器から前記混合ガスを取り込み混合
ガス中の特定のガスを液化する液化装置が設けられたガ
ス回収装置において、次のような特徴を有している。

【００２２】請求項１の発明は、吸着対象としているガ
スの種類が異なる２基の吸着装置が設けられ、第１の吸
着装置には前記液化装置が接続され、第２の吸着装置に
は該吸着装置が吸着したガスを大気に放出する放気装置
が接続されたことを特徴とする。

【００２３】このような請求項１の発明では、一方の吸
着装置が回収対象のガスを吸着し、もう一方の吸着装置
が回収対象外のガスを吸着することができるので、前者
の回収率を高めることが可能である。

【００２４】請求項２の発明は、請求項１記載のガス回
収装置において、前記第１の吸着装置にて吸着されない
でここを通過したガスが、前記第２の吸着装置に導かれ
るように２基の吸着装置が接続されたことを特徴とす
る。

【００２５】以上の請求項２の発明において、第１の吸
着装置に吸着されないで通過したガスは、吸着されなか
ったガス成分の濃度が高くなる。この濃度の高いガスを
第２の吸着装置の吸着対象ガスとすることにより、第２
の吸着装置は高いガス回収率を獲得することができる。

【００２６】請求項３の発明は、請求項２記載のガス回
収装置において、前記第２の吸着装置にて吸着されない
でここを通過したガスが、再び前記第１の吸着装置に導
かれるように２基の吸着装置が接続されたことを特徴と
する。

【００２７】このような請求項３の発明では、２基の吸
着装置を直列状に接続して混合ガスの閉ループを形成す
ることができる。そのため前記請求項２記載の作用効果
に加えて、第１の吸着装置も高いガス回収率を獲得でき
る。つまり、第２の吸着装置を通過したガスは吸着され
なかったガス成分の濃度が高まり、この高濃度ガスを第
１の吸着装置の吸着対象ガスとすることで第１の吸着装
置のガス回収率が向上する。しかも、閉ループから分岐
する枝として液化装置及び放気装置を接続しているた
め、液化装置や放気装置の動作に関係なく、混合ガスの
循環を実施することができる。また、閉ループを循環す
る混合ガスは循環回数によってその組成を変化すること
がなく、エネルギーロスが少なく、高いガス回収率と高
効率を安定して実現する。

【００２８】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載のガス回収装置において、前記液化装置で液化しな
かったガスが再び第１の吸着装置に導かれるように前記
第１の吸着装置及び前記液化装置が接続されたことを特
徴とする。

【００２９】上記の請求項４の発明では、液化装置で液
化しなかったガスを再び第１の吸着装置に導くので、さ
らにガス回収率を高めることができる。

【００３０】請求項５の発明は、吸着対象としているガ
スの種類が異なる２基の吸着装置が設けられ、前記液化
装置及び吸着装置が複数の移動可能な台車に分割して設
置されたことを特徴とする。

【００３１】このような請求項５の発明では、ガス回収
装置の構成要素を複数個の台車に分割して設置すること
で、コンパクト化を図ることができ、地下の変電所に運
搬する場合でも装置をエレベータ等に容易に乗せること
ができる。

【００３２】請求項６の発明は、請求項５記載のガス回
収装置において、一方の台車に前記吸着装置が設置さ
れ、他方の台車に前記液化装置が設置されたことを特徴
とする。

【００３３】この請求項６の発明によれば、液化装置が
設置された台車だけを使用して純粋なSF6 ガスの回収を
行うことができ、ガス回収装置の稼働率を上げることが
できる。また、純粋なSF6 ガス絶縁機器と混合ガス絶縁
機器が同居するような変電所で使用する場合などにも極
めて便利である。さらに、従来のガス回収装置をそのま
ま使用できる部分が多いため、経済的である。

【００３４】請求項７の発明は、吸着対象としているガ
スの種類が異なる２基の吸着装置が設けられ、各吸着装
置には同容量の吸着部が２個収納され、これら２個の吸
着部がガス配管により接続され、一方の吸着部がガスを
吸着する吸着過程をとるとき、他方の吸着部では吸着し
たガスを放出する放出過程をとるように構成されたこと
を特徴とする。

【００３５】以上のような請求項７の発明では、一方の
吸着部がガスを吸着する吸着過程をとるとき、他方の吸
着部では吸着したガスを放出する放出過程をとることに
より、それぞれの過程を定期的に入替え、系全体で定常
的な運転を実施することが可能となる。これにより、機
器起動時の消費電力を節約でき、ガス回収の効率が向上
する。

【００３６】請求項８の発明は、請求項７記載のガス回
収装置において、前記２個の吸着部が熱的に結合された
ことを特徴とする。

【００３７】請求項８の発明では、吸着部が放出過程で
は冷却を必要とし、吸熱過程では加熱を必要とする点に
着目したものである。すなわち２個の吸着部を熱的に結
合し、両者間の熱の移動を容易としたので、一方の吸着
部での放出過程における発熱を、他方の吸着部での吸着
過程における加熱に利用することができる。従って、特
別の電力を消費することなく、吸着及び放出（再生）の
効率を高めることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】（１）第１の実施の形態…請求項
１〜４に対応 ［構成］図１は本発明の第１の実施の形態のガス回収装
置の構成図である。ここでは、既に説明した図６及び図
７に示した従来技術によるガス回収装置と同一構成要素
については同一記号を付し説明を省略する。

【００３９】第１の実施の形態では、吸着対象としてい
るガスの種類が異なる２基の吸着装置、すなわち窒素ガ
ス吸着装置４と共にSF6 ガス吸着装置３が設置されてい
る点に特徴がある。SF6 ガス吸着装置３にはSF6 ガスを
吸着しやすい吸着剤が装填されている。SF6 ガス吸着装
置３には液化装置であるコンプレッサ２ｂ、熱交換器６
及びSF6 タンク７が接続され、窒素ガス吸着装置４には
真空ポンプ９ｂを介して放気装置１４が接続されてい
る。このとき、SF6 ガス吸着装置３からコンプレッサ２
ｂに移るガスが吸着装置３にて吸着されたSF6 ガスであ
り、窒素ガス吸着装置４から真空ポンプ９ｂに移るガス
が吸着装置４にて吸着された窒素ガスである。

【００４０】また、SF6 ガス吸着装置３にて吸着されな
いでここを通過したガスは、窒素ガス吸着装置４に導か
れ、窒素ガス吸着装置４にて吸着されないでここを通過
したガスは、再びバッファタンク５に入りSF6 ガス吸着
装置３に導かれるように構成されている。さらに、SF6
タンク７の上部にはガス配管１８が接続され、減圧バル
ブ１１ｂを介してバッファタンク５に接続している。ま
た、SF6 タンク７の下部には液化ガスボンベ等からなる
貯蔵タンク８が接続されている。

【００４１】［作用］このような構成を有する第１の実
施の形態の作用は次の通りである。コンプレッサ２ａの
動作により混合ガスは、SF6 ガス吸着装置３、窒素ガス
吸着装置４、バッファタンク５、フィルタ１０を経て再
びコンプレッサ２ａに戻る閉ループ内を何回も循環する
ことができる。コンプレッサ２ｂ、熱交換器６、SF6 タ
ンク７からなるSF6 液化装置は、この閉ループから吸着
装置３を介して分岐する枝として接続していることか
ら、その動作は閉ループ内のガス循環に影響を与えな
い。一方、真空ポンプ９ｂ、放気装置１４からなる窒素
ガスの放気装置も同様に、吸着装置４を介して分岐する
枝として接続していることからその動作は閉ループ内の
ガス循環に影響を与えない。

【００４２】次にこの閉ループの作用として、ここを移
動するガスの様子（変化）について説明する。ガス絶縁
機器１からバッファタンク５に取り込まれたSF6 ガスと
窒素ガスの混合ガスは特定の混合比を有しているが、SF
6 ガス吸着装置３にてSF6 ガスが選択的に吸着されるた
めに、SF6 ガス吸着装置３を出る混合ガスはSF6 ガス成
分の少ない窒素ガスリッチなガスとなって窒素ガス吸着
装置４に入る。この窒素ガス吸着装置４は窒素ガスを選
択的に吸着するために、窒素ガス吸着装置４を出るガス
の混合比は最初にバッファタンク５に取り込まれた混合
ガスの混合比に近づくことになる。従って、閉ループを
循環した後、バッファタンク５に戻されるガスの混合比
とバッファタンク５内にすでに存在していたガスの混合
比には大きな差はなく、両者の混合により新たなガスの
混合比はそれ程大きく変化しないことになる。

【００４３】一方、SF6 タンク７には液化したSF6 が流
れ込み、この液化SF6 は貯蔵タンク８に移され貯蔵され
る。SF6 タンク７の上部には、液化されないSF6 ガスと
同時に、吸着装置３の吸着ガスとして取り込まれてしま
ったわずかな窒素ガスが含まれる。この窒素ガスの混合
比はわずかではあるが、回収が進むにつれて、純粋な液
化SF6 が選択的に貯蔵タンク８に移されるため、SF6 タ
ンク７の上部の気相部分の窒素ガス濃度は次第に高くな
る。この時、減圧バルブ１１ｂを動作させ、ガス配管１
８を通してSF6 タンク７上部のガスを再びバッファタン
ク５に戻すことにより、SF6 タンク７に溜まった窒素ガ
スを排出する。

【００４４】［効果］混合ガスを循環させるためのコン
プレッサ２ａは数気圧程度であるのに対し、SF6 ガスを
液化するためには純粋なSF6 といえども常温で20気圧以
上の圧力が必要となる。従って、コンプレッサ２ｂはコ
ンプレッサ２ａに比較して大きな電力を必要とする。ま
た、液化装置を構成するコンプレッサ２ａに入るSF6 ガ
スの純度が低下する（つまり、窒素ガス量が増える）
と、益々必要な圧力が上昇することは既に述べた。ここ
で、必要圧力が上昇すると、圧縮に必要な電力は圧力の
上昇分以上の増加となる。従って、コンプレッサ２ａの
動作の効率をある程度犠牲にしてもコンプレッサ２ｂの
動作の効率を高める方が、全体としての電力の消費を少
なくできる。すなわち、液化装置に流入するガスのSF6
ガス濃度を極力高める方が得策である。

【００４５】一方、大気に放出する窒素ガス中に含まれ
るSF6 ガスは地球環境の観点から極力少なくする必要が
ある。SF6 ガスの地球温暖化指数は二酸化炭素ガスの２
４０００倍といわれていることから、大気に放出するガ
スにSF6 ガスが含まれている時の等価的な電力消費は、
他の機器に必要な電力とは比べものにならないほど大き
いといえる。このようなことから、大気に放出する窒素
ガスの純度を第一とし、SF6 液化装置に取り込まれるSF
6 ガスの純度を第二とし、コンプレッサ２ａの効率を第
三とするのが最も得策といえる。

【００４６】一般的に、吸着装置で吸着されるガスと通
過するガスの純度を比較すると、吸着されるガスの純度
の方を高くする方が容易である。すなわち、閉ループ内
のガス循環を繰返せば繰り返すほど吸着されるガスの純
度は高くなる。

【００４７】第１の実施の形態によれば、コンプレッサ
２ｂにより熱交換器６に取り込まれるSF6 ガスは、吸着
装置３により吸着したものであり、真空ポンプ９ｂによ
り放気装置１４に取り込まれる大気に放出する窒素ガス
も同様に吸着装置４により吸着したものである。そのた
め、両ガスともにかなりの高純度が期待できる。さら
に、窒素ガス吸着装置４の前段にSF6 ガス吸着装置３が
あり、SF6 ガスが吸着された窒素ガスリッチな混合ガス
が窒素ガス吸着装置４に注入されることになるので、吸
着装置４で吸着されるガスはさらに一段と純度の高い窒
素ガスであることが期待できる。

【００４８】しかも、バッファタンク５、フィルタ１
０、コンプレッサ２ａ、吸着装置３、吸着装置４から成
る閉ループ形成は、２つの吸着装置３及び吸着装置４と
もにそれを通過するガス通路を利用していることから、
ガス循環はコンプレッサ２ａ一台ですみ、効率的である
ばかりでなく、SF6 ガスの液化過程や窒素ガスの放気過
程とは無関係に作動できる。これにより、ガス回収に要
する時間的制約の中で大気に放出する窒素ガスの純度を
高めることが極めて容易となる。

【００４９】熱力学が教える所によれば、高温の気体と
低温の気体を何の作用も得ないで混ぜ合わせると、それ
だけでエントロピーが増大しエネルギーのロスとなる。
このことと同様に、例えばSF6 ガス含有率をせっかく低
下したガスにSF6 含有率の高いガスを混合した場合も、
大きなエントロピーの増大が現れ、エネルギーロスにつ
ながる。従って、ループを循環して元の出発点に戻るガ
スの混合比は、出発点の混合比に極力近いことが望まし
い。先にも述べたように、第１の実施の形態では、閉ル
ープの循環を終えて出発点に戻るガスの混合比は出発点
の混合比に近い。そのため極めて効率的な回収が可能と
いえる。また、ガスが閉ループを循環する回数が増えて
も、このガスの混合比が変化することが少ないことは、
この系がいつも同じような動作ができることを意味して
おり、エネルギーロスが少なく、この点でも有利とな
る。以上述べたように第１の実施の形態によれば、窒素
ガスにSF6 ガスを少量添加した環境対応型のガス絶縁機
器から、SF6 ガスを極めて高い回収率で効率良く回収す
ることができる。

【００５０】（２）第２の実施の形態…請求項５及び６
に対応 ［構成］図２は、本発明の第２の実施の形態のガス回収
装置の構成図である。第２の実施の形態には移動可能な
２台の台車１５ａ，１５ｂが設けられている。このうち
台車１５ａには、コンプレッサ２ａ、SF6 ガス吸着装置
３、窒素ガス吸着装置４、真空ポンプ９ｂ、放気装置１
４が設置され、もう一方の台車１５ｂには、真空ポンプ
９ａ、バッファタンク５、フィルタ１０、コンプレッサ
２ｂ、熱交換器６、SF6 タンク７が設置される。貯蔵タ
ンク８はここでは液化SF6 ボンベとし、台車１５ｂには
設置されず独立して設けられている。

【００５１】また、フィルタ１０からのガス出口側には
バルブ１３ｂが、コンプレッサ２ａへのガス入口側には
バルブ１３ｃが、窒素ガス吸着装置４へのガス入口側に
はバルブ１３ｄが、減圧バルブ１１ｂからのガス出口側
にはバルブ１３ｅが、SF6 ガス吸着装置３からのガス出
口側にはバルブ１３ｆが、コンプレッサ２ｂのガス入口
側にはバルブ１３ｇが、フィルタ１０とコンプレッサ２
ｂとを結ぶガス配管上にはバルブ１３ｈが、SF6 タンク
７と貯蔵タンク８とを結ぶガス配管上にはバルブ１３ｉ
及び１３ｑが、貯蔵タンク８の下流側にはバルブ１３ｒ
が、それぞれ設けられている。

【００５２】［作用］いま、バルブ１３ｂとバルブ１３
ｃ、バルブ１３ｄとバルブ１３ｅ、バルブ１３ｆとバル
ブ１３ｇを接続し、これらのバルブを開とするととも
に、バルブ１３ｈを閉とすれば、台車１５ａと台車１５
ｂに設置した装置を合成することで図１に示したガス回
収装置と全く同一の構成とすることができる。一方、バ
ルブ１３ｂ，１３ｅ，１３ｇを閉とし、バルブ１３ｈを
開とすれば、台車１５ｂに設置した装置は図５に示した
従来の純粋なSF6 ガスの回収装置と全く同一の構成とな
る。

【００５３】［効果］構成要素を分割して複数の台車１
５ａ，１５ｂに設置することで、一つの台車が小さくな
り、エレベータ等に乗せられるサイズにすることがで
き、地下の変電所には簡単に運搬することができる。こ
の効果のみならず、第２の実施の形態によれば、SF6 ガ
スを含む混合ガスからのSF6 ガス回収と同時に、純粋な
SF6 ガスから従来と同様にSF6 ガスの回収が出来る。従
って、ガス回収装置の稼働率を上げられることができる
と同時に、純粋なSF6 ガス絶縁機器と混合ガス絶縁機器
が同居するような変電所で使用する場合などにも適用す
ることができ、極めて広い範囲で使用することができ
る。また、第２の実施の形態は、従来のガス回収装置の
わずかな修理により混合ガスの回収のための構成部品を
得ることが可能であり、経済的に有利である。

【００５４】（３）第３の実施の形態…請求項７及び８
に対応 ［構成］図３は本発明の第３の実施の形態のガス回収装
置のSF6 ガス吸着装置３部分の構成図である。SF6 ガス
吸着装置３には同容量の吸着部である金属タンク３ａ，
３ｂが２個収納されている。金属タンク３ａ，３ｂは、
バルブ１３ｊ，１３ｋ，１３ｌ，１３ｍ，１３ｎ，１３
ｐを介して並列状に接続され、この系全体としてSF6 ガ
ス吸着装置３が形成される。また、一方の金属タンク３
ａがガスを吸着する吸着過程をとるとき、他方の３ｂで
は吸着したガスを放出する放出過程をとるように構成さ
れている。なお、図面では示していないが、吸着装置４
についても同様な構成とする。また、図中のＡは混合ガ
ス入口、Ｂは通過ガス出口、Ｃは吸着ガス取出口であ
る。

【００５５】［作用］吸着装置３，４は吸着過程と放出
過程( 再生過程) を交互に繰返す必要がある事は既に述
べた。従って、同一規模の吸着装置を２個用意し、一方
を吸着過程として動作させ、他方を放出過程( 再生過
程) として動作させれば、系全体としては定常的な運転
が可能となる。

【００５６】いま、SF6 ガス吸着装置３において、バル
ブ１３ｊ，１３ｌを開とし、バルブ１３ｋ，１３ｍ，１
３ｎは閉として、金属タンク３ａは吸着過程をとる。そ
してバルブ１３ｐは開とし、金属タンク３ｂに吸着され
たSF6 ガスを液化装置に送り込む。金属タンク３ａの吸
着過程が終了すれば、バルブ１３ｊ，１３ｌ，１３ｐを
閉とし、次にバルブ１３ｋ，１３ｍ，１３ｎを開とする
ことで、今度は金属タンク３ｂが吸着過程となり、金属
タンク３ａが放出過程( 再生過程) となり、役割が入れ
替わる。

【００５７】［効果］このように第３の実施の形態で
は、吸着過程と放出過程( 再生過程) という２つの手続
きを交互に繰返すことにより、系全体としては定常的に
運転を実施することができる。一般的に、真空ポンプや
コンプレッサは始動時に大きな電力を必要とするので、
定常的な運転が可能な第３の実施の形態によればこれら
の機器は停止することなく、消費電力を大幅に節約する
ことができ、回収の効率が向上する。

【００５８】また、第１の実施の形態と組合わせること
により、両者の相乗効果が期待できる。すなわち、吸着
装置３と吸着装置４のそれぞれの吸着過程と放出過程(
再生過程) の入替を全く独立に行うことにより、大気中
に放出する窒素ガス中に微量に含まれるSF6 の量を容易
にコントロールすることができ、経済的でしかも回収率
の高いガス回収装置が提供することができる。

【００５９】（４）第４の実施の形態…請求項８に対応 ［構成］図４は本発明の第４の実施の形態のガス回収装
置の窒素ガス吸着装置４部分の構成図である。図面では
示していないが、吸着装置３についても同様な構成とす
ることが可能である。第４の実施の形態の特徴は、窒素
ガス吸着装置４には同容量の吸着部である金属タンク４
ａ，４ｂが２個並列状に接続され、一方の金属タンク４
ａから出るガスの通路となるガス配管１６ａが、他方の
金属タンク４ｂのタンク表面に密着させて配置されてい
る点にある。同様に、金属タンク４ｂから出るガスの通
路となるガス配管１６ｂは、他方の金属タンク４ａのタ
ンク表面に密着させて配置されてい。この他の構成はす
でに作用、効果を説明した図３に示した第３の実施の形
態の吸着装置３と同一である。

【００６０】［作用］気体は圧縮すると温度が上がり、
減圧すると温度が下がる事は自然現象としてよく知られ
ている。従って、吸着過程にある吸着装置は発熱過程に
あり、放出(再生) 過程にある吸着装置は吸熱過程にあ
る。ところで、吸着剤の吸着量と温度の関係は反比例に
あり、模式的に示すと図５に示すグラフの通りになる。

【００６１】このグラフから明らかなように、吸着過程
にある吸着装置は低温であることが望ましく、放出（再
生）過程にある吸着装置は逆に高温である事が望ましい
ことが分かる。このように、望ましい状況と自然に推移
する状態とは全く逆の温度分布となる。この吸着過程と
放出（再生）過程は時間的には同時に発生することか
ら、金属タンク４ａと４ｂの熱的なカップリングを強く
しておけば、より好ましい温度分布に移行することがで
きる。

【００６２】第４の実施の形態はこのような温度分布の
移行を実現することができる。例えば金属タンク４ａが
吸着過程にあるとすればこれは発熱過程となり高温とな
る。この金属タンク４ａで吸着されずに通過したガスは
高温となっており、ガス配管１６ａも高温となり、金属
タンク４ｂに密着しているのでこれを加熱することがで
きる。このとき、金属タンク４ｂは放出（再生）過程に
あるため、加熱することによって、より放出（再生）の
効率が向上する。

【００６３】一方、金属タンク４ｂから放出されたガス
は低温となっており、ガス配管１６ｂも低温となり、金
属タンク４ａのタンクに密着しているのでこれを冷却す
ることがてきる。このとき、金属タンク４ａは吸着過程
にあるため、冷却することによって、より吸着効率が向
上する。

【００６４】［効果］このように、第４の実施の形態に
よれば、必ず発生する発熱過程と吸熱過程をうまく組合
わせることで、特別な電力を使用することなく吸着、放
出（再生）の効率を大幅に向上することができ、ガス回
収効率を向上できる。そのため、ガス回収に必要な時間
を短縮できるばかりでなく、地球温暖化の一因となる二
酸化炭素ガスの発生を極力少なくすることが可能であ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、吸着対
象としているガスの種類が異なる２基の吸着装置を設
け、第１の吸着装置に液化装置を、第２の吸着装置に放
気装置をそれぞれ接続するといった極めて簡単に構成に
より、混合ガスから特定のガスを極めて高い回収率で、
効率良くかつ短時間で回収可能なコンパクトなガス回収
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の構成図。

【図３】本発明の第３の実施の形態のSF6 ガス吸着装置
３部分の構成図。

【図４】本発明の第４の実施の形態の窒素ガス吸着装置
４部分の構成図。

【図５】吸着剤の吸着量と温度の関係を示すグラフ。

【図６】ガス回収装置の従来例の構成図。

【図７】混合ガスの分離回収装置の従来例の構成図。

【符号の説明】

１…ガス絶縁機器 ２，２ａ，２ｂ…コンプレッサ ３…SF6 ガス吸着装置 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ…金属タンク ４…窒素ガス吸着装置 ５…バッファタンク ６…熱交換器 ７…SF6 タンク ８…貯蔵タンク ９，９ａ，９ｂ…真空ポンプ １０…フィルタ １１ａ，１１ｂ…減圧バルブ １２ａ，１２ｂ…連動バルブ １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３
ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ，１３ｊ，１３ｋ，１３
ｌ，１３ｍ，１３ｎ，１３ｐ，１３ｑ，１３ｒ…バルブ １４…放気装置 １５ａ，１５ｂ…台車 １６ａ，１６ｂ，１８…ガス配管 １７…ガスタンク Ａ…混合ガス入口 Ｂ…通過ガス出口 Ｃ…吸着ガス取出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D012 CA20 CB15 CB16 CD07 CE01 CF01 CG01 CJ02 CK10 4D047 AA07 AB00 BA02 BB03 DA01 5G017 DD07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種の絶縁性ガスからなる混合ガスを
   充填したガス絶縁機器に用いられる装置であって、少な
   くともコンプレッサ及び熱交換器を有し前記ガス絶縁機
   器から前記混合ガスを取り込み混合ガス中の特定のガス
   を液化する液化装置が設けられたガス回収装置におい
   て、 吸着対象としているガスの種類が異なる２基の吸着装置
   が設けられ、 第１の吸着装置には前記液化装置が接続され、 第２の吸着装置には該吸着装置が吸着したガスを大気に
   放出する放気装置が接続されたことを特徴とするガス回
   収装置。
2. 【請求項２】 前記第１の吸着装置にて吸着されないで
   ここを通過したガスが、前記第２の吸着装置に導かれる
   ように２基の吸着装置が接続されたことを特徴とする請
   求項１記載のガス回収装置。
3. 【請求項３】 前記第２の吸着装置にて吸着されないで
   ここを通過したガスが、再び前記第１の吸着装置に導か
   れるように２基の吸着装置が接続されたことを特徴とす
   る請求項２記載のガス回収装置。
4. 【請求項４】 前記液化装置で液化しなかったガスが再
   び第１の吸着装置に導かれるように前記第１の吸着装置
   及び前記液化装置が接続されたことを特徴とする請求項
   １、２または３記載のガス回収装置。
5. 【請求項５】 複数種の絶縁性ガスからなる混合ガスを
   充填したガス絶縁機器に用いられる装置であって、少な
   くともコンプレッサ及び熱交換器を有し前記ガス絶縁機
   器から前記混合ガスを取り込み混合ガス中の特定のガス
   を液化する液化装置が設けられたガス回収装置におい
   て、 吸着対象としているガスの種類が異なる２基の吸着装置
   が設けられ、 前記液化装置及び吸着装置が複数の移動可能な台車に分
   割して設置されたことを特徴とするガス回収装置。
6. 【請求項６】 一方の台車に前記吸着装置が設置され、 他方の台車に前記液化装置が設置されたことを特徴とす
   る請求項５記載のガス回収装置。
7. 【請求項７】 複数種の絶縁性ガスからなる混合ガスを
   充填したガス絶縁機器に用いられる装置であって、少な
   くともコンプレッサ及び熱交換器を有し前記ガス絶縁機
   器から前記混合ガスを取り込み混合ガス中の特定のガス
   を液化する液化装置が設けられたガス回収装置におい
   て、 吸着対象としているガスの種類が異なる２基の吸着装置
   が設けられ、 各吸着装置には同容量の吸着部が２個収納され、 これら２個の吸着部がガス配管により接続され、 一方の吸着部がガスを吸着する吸着過程をとるとき、他
   方の吸着部では吸着したガスを放出する放出過程をとる
   ように構成されたことを特徴とするガス回収装置。
8. 【請求項８】 前記２個の吸着部が熱的に結合されたこ
   とを特徴とする請求項７記載のガス回収装置。