JPH063229A

JPH063229A - 液体中のハロゲンガスの検出方法

Info

Publication number: JPH063229A
Application number: JP13226792A
Authority: JP
Inventors: Ii William J Williams; ジェイ．ウィリアムズウィリアム
Original assignee: Sentech Corp
Current assignee: Sentech Corp
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】液体中のハロゲンを検出するための新規な方
法を提供する。【構成】液体とハロゲンの溶液中のハロゲンの量を見
出する方法において −この溶液の試料を用意する段階、 −前記液体及びハロゲンの蒸気溶液を提供するべくハロ
ゲン内の前記液体の溶解度の属性である蒸発温度までこ
の試料を加熱する段階； −前記蒸気の中の前記液体の一部分を除去してそこから
サンプリング蒸気を提供するよう前記蒸気溶液をさらに
処理する段階；及び −中のハロゲンの存在を検出するため前記サンプリング
蒸気を監視する段階、を含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検出装置及び方法に関
する。特に本発明は、水といった液体中に溶解したハロ
ゲンガスの存在を検出するための装置及び方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工業システム特に冷凍システムにおい
て、液体冷媒と水の混合は望ましくない。例えば、液体
冷媒中に過度の水が存在すると低温で凍結し、膨張弁、
毛細管などの流れを制限するか又は完全に妨げる可能性
がある。さらに、水などの液体中への冷媒の可溶性は、
機器の故障又は場合によっては設計不良により水その他
の液体と共に少量の冷媒が導入される飲料水、水冷式凝
縮器などの冷凍システムにおいて、大きな関心事であ
る。ハロゲン内の過剰の水の存在はシステム内に腐食を
ひき起こす可能性がある。特に、このような水は、酸の
形成を伴う漏れやすいハロゲン化された冷媒の加水分解
をひき起こす可能性がある。これらの酸は、システムの
金属ならびに断熱材及び非金属部品を腐食させる傾向を
もつ。この状態は、冷凍システムの充てん中特に問題あ
るものである。従って、ハロゲン汚染物質の検出は、こ
れらのシステムの作動及びメンテナンスにとって極めて
重要である。

【０００３】標準的な冷凍システムにおいては、少なく
とも第１及び第２のループが存在する。第１のループ
は、冷媒標準的には周知のハロゲン冷媒を循環させるた
めの閉ループである。第１の冷媒ループには、投入され
たハロゲンを圧縮するための原動機により駆動された圧
縮機が含まれ、かくしてハロゲン冷媒は気体から液体状
態に変換され発熱したハロゲン液体が産生される。

【０００４】発熱したハロゲン液体は凝縮器へと供給さ
れ、この凝縮器がハロゲン液体を冷却する。標準的に
は、このような凝縮器は、標準的に銅で作られた暖かい
液体ハロゲンを受け入れ循環させるための蛇行管、なら
びに蛇行管をとり囲んでそのまわりに水を循環させかく
して液体ハロゲンを冷却するためのシェルを含んでい
る。冷却された液体ハロゲンは次に膨張弁を通って蒸発
器の中へと導かれる。

【０００５】このバルブは液体ハロゲンを膨張させ、蒸
発器の中で液体状態から気体状態へと変化させる。ハロ
ゲンは、気体から液体へ状態を変えるにつれて、熱を吸
収し、かくして著しい冷却を提供する。冷却されたハロ
ゲンガスは第１のループを通って蒸発器から圧縮器まで
戻り、かくしてこのサイクルは連続する。このような冷
凍システムにおける問題点は、銅の小配管全体にわたっ
て循環する水が、小配管内の管孔と水との間の摩擦によ
って摩耗を発生させそのためハロゲンと水の混合がひき
おこされる場合に、凝縮器内で発生する。（全てとはい
わないまでも）ほとんどの冷媒は、加圧状態で第１の冷
凍ループ内を循環しており、かくして凝縮器の小配管の
中に漏れが発生した場合にハロゲンが冷却水中に流入し
て配管中の水を分解する。

【０００６】冷却水が中を流れている第２のループは、
冷凍システムによって異なる。いくつかのシステムにお
いては、冷却水は河川から引き込まれ、冷却後川に戻さ
れる。その他のシステムでは、冷却水は、冷却塔へと移
行させられ、一連のそらせ板（バッフル）の上を落下で
きるようになっていることもある。標準的には、このよ
うな冷却塔は大気に開放しており、従ってハロゲンの漏
洩があった場合、水とハロゲンの溶液は大気に露出さ
れ、ハロゲンは大気中に放出されて、環境特にオゾン層
に対して損害を与える可能性がある。

【０００７】冷媒が負圧下に維持されているような冷凍
システムにおいては、水は穴を通して第１の冷媒ループ
内へ引き込まれることになる。その後、水及びハロゲン
の溶液は、蒸発器から凝縮器まで戻される。この溶液の
充分な冷却が蒸発器内で起こり、かくして水は氷に変換
される。この氷は、圧縮機の中に導入されると直ちに圧
縮機及びその原動機を損傷し、かくしてこの冷凍システ
ムの作動を停止させることになる。

【０００８】代替的には、熱交換装置として作用する蒸
発器を内蔵する冷凍システムがあり、これによると、膨
張するハロゲンガスは、冷却すべき液体標準的には水を
受け入れるためのシェルによりとり囲まれた蛇行コイル
の形をした蒸発器の中を通過することになる。蒸発器管
全体にわたって循環する水は、その中で管孔を摩耗させ
る可能性があり、かくしてハロゲンと水の混合が起こ
る。

【０００９】このような実施態様においては、冷却され
た水は標準的には、環境を冷却しその後戻って蒸発器に
より再度冷却されるべく、第２の閉ループを通って循環
させられる。上述のように、水とハロゲンの存在はきわ
めて腐食性をもつ。冷媒が正圧を受けているような場
合、ハロゲンは、管穴を通って第２の冷却用閉ループ内
に押し込まれ、従って循環水を汚染する。場合によって
は、第２のループが中に穴があくほど腐食してそのため
ハロゲンで汚染された水が直接周囲の環境内に漏出する
高い可能性が存在する。ここでも環境汚染の可能性は高
い。

【００１０】上述の冷凍システムのいずれにおいても、
摩耗及び汚染が起こる可能性はあり、その結果、水はハ
ロゲンに汚染された状態となりうる。従って、汚染され
た冷凍システムを運転停止させ検出されたハロゲンの漏
洩を修復できるようハロゲン中に溶解した水の存在を検
出できることが重要である。この種の類似の問題に対す
る先行技術によるアプローチは、汚染の疑いのある試料
水を、水が膨張させられて検知装置まで導入されうるよ
うにするような温度まで加熱することを必要としてい
る。Ｂｕｔｔｏｎ他に対する米国特許第４，１５４，０
８６号は、石油化学システム内で用いられる水溶液中の
炭化水素といった揮発性有機化合物の検出のためのこの
ようなアプローチを記述している、窒素といったキャリ
ヤガスが、炭化水素を含む水溶液中に導入される。その
後水溶液は、１５０°Ｆ以上の高い温度まで加熱され、
かくしてキャリヤガス及び炭化水素を含む水蒸気溶液が
形成される。凝縮段階の後、残りの炭化水素は検出器に
適用される。

【００１１】しかしながら一般に、ハロゲン化された冷
媒の水中溶解度は、存在する一定量のハロゲンの検出に
おける重要な考慮事項である。極端な温度において、水
及びその他の液体の中のハロゲンの溶解度は増大し、正
確な検出のために水からハロゲンを分離するため蒸気溶
液を凝縮することはますます困難になる。従って、先行
技術のアプローチはその意図された用途に対しては満足
のいく解決法を提供してくれるかもしれないが、液体中
のハロゲンの検出の問題を扱うことはできない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の一般
的目的は、液体中のハロゲン化された気体を検出するた
めの改良型の方法を提供することにある。さらに本発明
の目的は、液体中の極微量のハロゲンガスを正確に検出
することにある。

【００１３】本発明のもう１つの目的は、ひきつづき放
出されているハロゲンの検出における精度の改善のため
ハロゲン内の液体の溶解度を最低限におさえることにあ
る。本発明のもう１つの目的は、液体中のハロゲン化ガ
スを連続的に監視するべくかかるガスを検出する方法を
提供することにある。本発明のさらにもう１つの目的
は、これまでに知られているものに比べさらに精確で定
量的な測定を行なうことのできる検出のための方法を提
供することにある。

【００１４】本発明のその他の目的及び利点は、以下の
説明及び冒頭のクレームを読み、添付図面を参照するこ
とにより明らかになることだろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】これらの目的は、ハロゲ
ン内の液体の溶解度を減少させるため溶液の最低限の蒸
発温度を用いる、ハロゲンと液体の溶液中のハロゲンを
発見する方法によって、達成される。本発明に基づく方
法は、タンク内の液体の試料を提供することによってこ
れを達成した。このタンクは、ハロゲンと液体の蒸気溶
液を提供するためハロゲン内の液体の溶解度の属性であ
る蒸発温度まで加熱される。その後この蒸気溶液は、液
体の一部分を除去しサンプリング蒸気を提供すべく凝縮
される。このようにして、サンプリング蒸気内の一定量
のハロゲンを検出することができる。

【００１６】本発明をさらに完全に理解するため、ここ
で、本発明の一例として以下に説明する、添付図面中に
詳細に示された実施態様を参照されたい。

【００１７】

【実施例】以下の詳述により本発明をより完全に理解す
ることができることだろう。しかしながらここで以下に
説明する実施態様は単なる一例にすぎず、本発明はこの
実施態様に制限されるものではない。本発明の方法及び
装置は、適切な変更を加えたさまざまな構成を利用して
実施されうるものであるということを理解されたい。さ
らに、或る種の場合において、本発明の理解にとって必
要でない詳細部が省略されていることも理解されたい。

【００１８】一般に、本発明は、ハロゲンと液体の溶液
中のハロゲンの存在を検出するための方法に関する。本
発明は、溶液の適切な蒸発温度を設定するためハロゲン
内に溶解された液体の溶解度に関する情報を用いる。こ
うすることにより、蒸発した液体の量が制御される。そ
の上本発明が使用するハロゲン検出手段は、比較的高い
精度で少量のハロゲンを検出することができる。好まし
い実施態様に従った装置及び方法は、水を含む液体溶液
をサンプリングする。本発明が関係する当業者であれ
ば、塩水又はグリコールといったその他の液体も、わず
かな変更を加えるだけで同様に容易にサンプリングでき
るということがわかるだろう。

【００１９】ここで図面を参照すると、図１は、本発明
に従ったハロゲン検出装置１０のブロックダイヤグラム
を示している。検出すべき疑われている量のハロゲンガ
スを有する水といった液体が、供給源（図示せず）から
流体注入口１２へと導かれる。利用例において、この注
入口１２は、上述のような冷凍システムの第１の冷媒ル
ープの中に配置された凝縮器の排出側から水を受け入れ
るように連結されていてもよい。

【００２０】流体注入口１２と連絡している起動可能な
バルブ１４が液体を流体マニホルド１８を通して導く。
流体マニホルド１８に供給される液体の量を制御するた
めバルブ４を起動又は起動（停止）解除すべく、制御機
構２２が適切な制御信号を提供する。液体を受け入れた
時点で、流体マニホルド１８は、流体タンク２６に対し
通路を提供する。

【００２１】流体タンク２６と結びつけられた加熱要素
３０が、このガス内の液体の溶解度に応じて液体溶液の
温度を制御する。加熱要素３０は、水及びハロゲンの蒸
気溶液を放出するため最低限の温度まで溶液を加熱す
る。蒸気溶液は、そこから残りの水を除去しその後検出
のためのサンプリング蒸気を提供するべく、除湿器３６
へと導かれる。この除湿器３６は同様に、制御機構２２
によって提供される制御信号をも受けとる。

【００２２】ハロゲンガス検出装置４０が、除湿器３６
から誘導されたハロゲンを検出し、その後検出されたハ
ロゲン（の量）を表わす出力信号をライン４４上で提供
する。ここで図２を参照すると、ここには本発明の検出
装置１０の概略図が示されている。図２に示されている
ように、検出装置１０は、可動式工業用カート４６又は
容易にもち運びできるようにするその他の適切な手段上
に便利な形で置くことができる。

【００２３】ハロゲン化ガスの存在が疑われる水冷式コ
ンデンサ、チラーバレル又はその他の工業用冷媒容器
（図示せず）から、液体源が受け入れられる。このよう
なボンベ、受容器、凝縮器などの中に貯蔵されている冷
媒は、液体状態と気体状態の間で１つの平衡を達成す
る。ほとんどのハロゲン化された冷媒の場合、気体部分
の水の濃度は液相よりも大きい。従って、冷媒は、蒸気
が除去されるにつれてより湿ったものとなる。

【００２４】しかしながら、或る種の冷媒では、状況は
逆転する。蒸気と液体の間の水の濃度の比率は、高温よ
りも低温においてより高いものである。この水の分布
は、蒸気がコンテナから除去されたときの残りの液体が
比較的乾燥しているという結果をもたらす。蒸気の除去
と共に比較的高い濃度の水が除去されることから、この
ようにして変更された冷媒は、当初のコンテナ内でのも
のよりも高い濃度をもつことになる。

【００２５】ハロゲン化された冷媒の存在が疑われる液
体は、起動可能な複数のバルブ１６ａ〜１６ｆと通じて
いる流体注入口１２の中に入る。好ましくは、バルブ１
６ａ〜１６ｆは、ほとんどのタイプの工業的利用分野に
適し水、軽油、空気ラインなどのために用いられるソレ
ノイドバルブである。複数のバルブを使用することによ
り、検出装置１０に対しサンプリング液体源を数多く導
入することができる。

【００２６】当然のことながら、本発明は、単一の供給
源から液体を受けとる１つのバルブで全く同様に容易に
作動することができる。そうでなければ起動可能なバル
ブ１６ａ〜１６ｆを腐食する傾向をもつグリコールタイ
プの溶液を液体源が含んでいる場合、保護のためステン
レス鋼のインサート（図示せず）を用いることができ
る。例えば、１つのバルブ１６ａが凝縮器の放出側から
の水の投入量を制御し、第２のバルブ１６ｂが上述の冷
凍システムの蒸発器の放出からの液体の投入量を制御す
ることもできる。

【００２７】好ましい実施態様において、バルブ１６ａ
〜１６ｆは、それぞれバルブ１６ａ〜１６ｆを収容する
ように形成された数多くの受流口１８ａ〜１８ｆを有す
る単一のマニホルド本体１９を含むマニホルド１８に取
りつけられている。このようにして、バルブ１６ａ〜１
６ｆの出力はマニホルド１８内へと導かれる。プログラ
ミング可能な制御機構又はシーケンサ２２がバルブ１６
ａ〜１６ｆに対して制御信号を与えて、望ましいバルブ
を起動し、検出装置１０に導入された液体（量）を制御
する。好ましい実施態様において、プログラミング可能
な制御機構２２は、当業者であればわかるように、中央
処理装置、ＲＡＭメモリ、電源及びバッテリーバックア
ップ電源を有するＡｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙにより製
造されたＳＬＣ１００プロセッサユニットである。

【００２８】プログラミングされたタイマー、計数器及
びシーケンサデータをアクセスするため制御機構２２と
合わせてタイマー・計数器アクセス端末を用いることが
可能である。この機構は有利にも、実時間ベースで検出
装置により生成されたデータを生産、監督及びメンテナ
ンス要員が監視できるようにする。好ましくは、さまざ
まなプロセス又は部品の変更に対応すべく制御機構２２
に対して適切なソフトウェア変更を提供できるように、
入出力アドレスもアクセス可能である。さらに、制御機
構２２の機能に対するアクセスを得、かくして許可され
ていない変更を防ぐよう、キースイッチ５０を具備する
こともできる。

【００２９】制御機構２２により与えられた制御信号の
受領に基づき、バルブ１６ａ〜１６ｆは、流体をマニホ
ルド１８からサンプリングタンク２６へと導く。このタ
ンクは、好ましくは、約９インチの高さと幅５インチ×
長さ１０インチの寸法の底面６０をもつ０．０８ゲージ
のステンレス鋼でできたサンプリング槽５２の中に収納
されている。

【００３０】フロート弁５６を含むフロートアセンブリ
５４がサンプリング槽５２の中に位置づけされ、液体タ
ンク２６のあふれを防いでいる。液体の量がフロート弁
アセンブリ５４により決定されるような閾値レベルを上
回る場合、フロート弁５６は閉じて過剰の液体が液体タ
ンク２６内に入らないようにする。ＲｏｂｅｒｔＶａ
ｌｖｅｓ社製のＲｏｂｅｒｔＶａｌｖｅアクションフ
ロートアセンブリが好まれる。

【００３１】サンプリングタンク５２内の液体タンク２
６は一分あたり約１／２ガロンの流速を維持する。液体
は開放式ドレン５８を介してサンプリング槽から出る。
水中加熱器３０がサンプリング槽５２の底面６０に取り
つけられており、好ましくはサーモスタット９２を使用
して制御される。サーモスタット９２は、例えば７０°
Ｆ以上の選択された温度に液体タンク２６を維持する。
以下で説明するように、選択された温度は、例えばハロ
ゲンといった冷媒内の液体標準的には水の溶解度に応じ
て極微量のハロゲンを精確に検出できるようにするた
め、入念にセットされる。

【００３２】当業者であればわかるように「Ｒ− 」と
して表わされた市販のハロゲン冷媒の水中溶解度を詳述
する表が、下表に示されている。表液体冷媒中の水の溶解度重量 ppm単位の溶解度 ────────────────────────────── 温度Ｆ° R-11 R-12 R-22 R-113 R-114 R-502 ────────────────────────────── 100 168 165 1800 168 148 740 80 113 98 1350 113 95 560 60 70 58 970 70 57 440 40 44 32 690 44 33 300 20 26 17 470 26 18 185 0 15 8 308 15 10 120 −20 8 4 195 8 5 70 −40 4 2 120 4 2 40 −60 2 1 68 2 1 20 −80 ＞ 1 ＞ 1 37 ＞ 1 ＞1 12 ────────────────────────────── 上の表から ppm単位で表わしたこれらのハロゲン冷媒内
の水の溶解度の値が温度の一関数としてプロットされた
とすると、列挙されたハロゲン冷媒の各々は、或る一つ
の点つまり屈曲部まで第１の率で上向きに勾配する第１
の部分と第１の率より大きい第２の率でこの屈曲部から
上向きに続く第２の部分を含む１本の曲線を有すること
になるだろうということがわかる。

【００３３】上述のチャートを観察することにより、こ
れらの曲線の屈曲部が一般に７０°Ｆと１００°Ｆの間
で落ちるということがわかる。タンク内の水が加熱され
る選択された温度は、ハロゲン内の水の溶解度に基づい
て決定され、標準的には７０°Ｆと１００°Ｆの範囲内
最適には７５°Ｆにセットされる。蒸発温度がこの範囲
を超えて増大する場合、温度の関数として水のppm が著
しく増大することがわかる。従ってこのような高い温度
では、放出された水及びハロゲンの蒸気溶液は比較的高
い百分率の水蒸気を含みこのことは次に続く検出器４０
によるハロゲンの測定と干渉する可能性がある。

【００３４】一方、温度がこの範囲より下に下がった場
合、著しく低い量のハロゲンが放出され、このような最
小限の量の測定は不正確なものとなりうる。従って、ハ
ロゲンを検出するプロセスは、温度の一関数として冷媒
内の水の溶解度曲線の屈曲部にて又はそのすぐ下におい
て最適温度にタンク３０内の溶液の選択された蒸発温度
を設定することによって、最適化される。

【００３５】液体タンク２６がオープンコンテナ（サン
プリング槽５２）内の標準的な体積の液体であるかぎ
り、７０°Ｆ以上の温度がより優れた逃散湿潤蒸気を提
供することがわかっている。ハロゲンと水の溶液につい
ては、蒸発温度は１００°Ｆ以上であってはならず、好
ましくは７５°Ｆを超えないことがわかっている。温度
が高くなるにつれて、検出されるべきハロゲンは水によ
り良く溶け、次に続く凝縮段階において水からハロゲン
を分離するため蒸気溶液を凝縮することが増々むずかし
くなる。本発明における装置は、有利なことに水中のハ
ロゲンの溶解度を最小限におさえ、かくして大部分の水
蒸気が凝縮でき、次に続く蒸気溶液の凝縮の間に検出さ
れるべき比較的純粋なハロゲンガスが残されることにな
る。

【００３６】図２に特に図示したように、検出装置１０
は、水平に配置されたテーブル表面２９を含む工業用カ
ート４６の上に置かれている。サンプリングタンク２６
を収納するための槽は表面２９より下にその中の開口部
と連絡した状態でとりつけられている。図２に示されて
いるように上部にエンクロージャ６２がとりつけられ、
これにはそれを第１のチャンバ６３と第２のチャンバ６
５に分割する中央に配置された仕切り６１が含まれてい
る。

【００３７】第１のチャンバ６３はサンプリングタンク
２６から追い出された蒸気を受け入れるため開口部２７
と心合せされている。これらの蒸気はチャンバ６３から
例えばＥＢＡＣＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＨｕｍｉｄｉ
ｆｉｅｒＣＤ−３０型のような除湿器３６まで引き抜
かれる。このような除湿装置において標準的であるよう
に、蒸発器コイル６４が凝縮器６６に隣接して取りつけ
られている。蒸発器コイル６４は液体タンク２６が供給
するサンプリング蒸気内に存在する水の約５０％を蒸発
させる。蒸気内の水のさらに５％から１０％までは凝縮
器６６により生成された熱により除去される。

【００３８】上に例示的に識別されているように、除湿
器６２は、冷媒を出力ライン５７を通って凝縮器まで循
環させるための圧縮器７８を含み、ここで、冷媒は蒸発
コイル６４内で膨張して第１のチャンバ６３内に導入さ
れた蒸気を例えば３７°又は３８°に設定された温度ま
で冷却する。このような温度で、凝縮器コイル６４は溶
液蒸気から水蒸気の約５０％を除去する。その後、冷媒
は約１１０°Ｆの温度まで加熱される。

【００３９】蒸気は凝縮器６６上をファン６８で引き抜
かれ、かくして蒸気はさらに第２の除湿段階を受け、こ
うして水蒸気の約５％〜１０％がさらに除去される。冷
媒はライン５５を通して圧縮器７８へと戻され、かくし
てこのサイクルは連続する。蒸気は、矢印７０で示され
ている方向に凝縮器ファン６８を利用して凝縮器６６の
中に引き込まれる。当業者であれば評価できるように、
エンクロージャ６２の入口には、エアフィルタ７２が置
かれている。ファン６８は、第１のチャンバ６３の中に
フィルタ７２を通して雰囲気を引き込むことができ、か
くして雰囲気内のハロゲンならびにタンク２６から追い
出された蒸気の存在を検出することができる。タンクサ
ンプリング槽５２の上を通る雰囲気（空気）流の速度
は、好ましい実施態様において分速約５０フィートであ
る。

【００４０】蒸気中のハロゲンガス分子はきわめて安定
している。従って、これらの分子は除湿プロセスにおい
て蒸発しない。凝縮器６６から追い出されたサンプリン
グ空気は約４０〜５０％の相対湿度を維持している。す
なわち蒸気中の水の約４０〜５０％は凝縮しない。その
結果、存在するかもしれないハロゲンガスを含むサンプ
リング蒸気が提供される。

【００４１】ＡＳＨＲＡＥによる蒸発速度は１日あたり
３．５ピントであり、以下の等式で表わすことができ
る：

【００４２】

【数１】

【００４３】なお式中Ｗ＝蒸発された１ポンド／時Ａ＝表面積（２平方フィート）ｖ＝表面上の速度（５０フィート／秒）Ｙ＝蒸気の潜熱（１０４５ＢＴＵ／１６）Ｐｗ＝Ｈ₂Ｏ蒸気圧（１．２１３インチＨｇ）Ｐａ＝周囲蒸気圧（０．５２２インチＨｇ）相対湿度送信機７２が除湿器３６の下流に位置づけされ
ている。送信機７２は、サンプリング空気の相対湿度を
連続的に監視し表示している。好ましい実施態様におい
ては、送信機７２は８０％の相対湿度に予備設定されて
いる。相対湿度が８０％を超える場合、送信機７２は制
御機構２２に対して無効化信号を与える。相対湿度が万
一８０％を超えると、ガス検出器が機能不良となる可能
性が極めて高い。

【００４４】好ましい実施態様の検出器４０について
は、本書に参考として内含されている、同時係属のＵ．
Ｓ．Ｓ．Ｎ．１３４，２９３、（現在Ｕ．Ｓ．Ｐ．Ｎ
４９１０．４６３）の中に充分に記述されている。その
中に記されている検出器４０は、ハロゲンが存在する中
で増大するイオン化に基づいてハロゲンを検出するセン
サを利用している。特に、ハロゲンは、このセンサの陽
極要素と陰極要素の間を通過させられる。

【００４５】ハロゲンは、陰極要素から引き出されたイ
オン化電流の増大によって検出される。このようなハロ
ゲンセンサが利用される場合、８０％以上の比較的高い
湿度をもつ蒸気がセンサを機能不良にする、又特に陰極
要素と陽極要素の間の放電をひきおこす可能性が充分に
ある。センサの要素間の比較的低い導電性通路の存在に
よるこのような放電は、誤った読みとりを与えることに
なり、又センサ自体に損傷をひきおこす可能性が充分に
ある。

【００４６】前述の特許出願で開示されているように、
検出器４０は予め定められたレベル以上のハロゲンを検
出した時点で、自動的に電力をそのセンサから遮断して
それに対する損傷を防ぐことになる。このような情報を
受けとった時点で、制御機構２２は、警報を鳴らすため
又はその他の装置のために除湿器３６が機能不良になっ
たことを知らせるため、適切な信号を与えることができ
る。

【００４７】検出器４０により与えられる前述の無効化
信号は同様にファン６８をオフにするための制御信号と
しても用いることができる。相対湿度送信機７２は同様
に、作業員の目による監視のためのＬＥＤ表示装置とい
った表示手段も有していてよいということがわかるだろ
う。しかしながら、サンプリング蒸気の相対湿度が相対
湿度送信機７２により設定された限界内にある場合、サ
ンプリング蒸気はハロゲンガス漏れ検出器４０の方へ誘
導される。図２に示されているように、エンクロージャ
６２は、除湿された蒸気を密閉し、これを検出器の入口
７１に導く。その代り蒸気はセンサ（図示せず）に導か
れ、このセンサはハロゲンの存在を検知すべく上述の特
許出願に開示されているとおりに作動する。

【００４８】検出器４０は、 ppm単位でサンプリング蒸
気を分析し、予め選定することのできる可変的トリップ
（引外し）点設定値を含む。従って、サンプリング空気
内のハロゲンガスの濃度の検出に基づき、望ましいトリ
ップ点設定値を上回った場合、検出器４０は、ハロゲン
ガスの望ましくない濃度を表示するためのアナログ式、
デジタル式又は乾燥接点式通信を介して適切な信号を送
る。

【００４９】検出器４０が常駐マイクロプロセッサを含
むかぎり、検出器４０は、起動用バルブ１６ａ〜１６ｆ
に対して同時に信号を与えることができる。このように
して、起動用バルブ１６ａ〜１６ｆは、消勢された状態
になることができ、バルブ１６ａ〜１６ｆは閉じられさ
らに液体が検出装置内に入るのを防ぐことになる。この
条件の下で、流体タンク２６は開放したドレン５８を通
して排出する。除湿器３６に対してその不活動化のため
同時に適切な信号が与えられる可能性もある。

【００５０】ここで図３を参照すると、ここでは本発明
の単純化された電気概要図が示されている。従来の電源
７６が電力を制御機構２２、加熱器３０、起動されたバ
ルブ１６ａ〜１６ｆ、除湿器３６内の圧縮器及びハロゲ
ン漏れ検出器４０に供給する。サーモスタット９２は、
ライン９４を介して加熱器３０の温度を制御する。湿度
送信機７２は、過剰の湿度を検知した時点で、それぞれ
ライン９６及び９８を介してハロゲン漏れ検出器４０及
び除湿器３６を運転停止するため信号を適用する。

【００５１】特に、検出器４０及びそのセンサに対する
考えられる損傷を防ぐため、過度の湿度を検知した時点
でファン７８が不活動化させられる。制御機構２２は、
ライン２４を介して起動されたバルブ１６ａ〜１６ｆに
提供を行なう。ハロゲン漏れ検出器４０は、ライン４４
を介して適切な警報装置（図示せず）を起動するべく、
信号を与える。さらに、検出器４０はライン９３を介し
て、継電器スイッチ９５を開くべく信号を与え、かくし
てソレノイドバルブ１６に対するライン２４により形成
された回路は開放され、バルブ１６は閉じられる。

【００５２】従って、利用される冷媒に応じてハロゲン
の予め設定されたレベルをハロゲン漏れ検出器４０が検
知した時点で、この検出器４０はソレノイド１６を閉じ
させ、かくしてさらなる液体がサンプリングタンク２６
にもたらされるのを防ぐことになる。各々の冷媒につい
て、ＥＰＡ規準が設定されてきた。前述の特許出願で開
示されているように、ハロゲンガスの閾値レベルは、検
出されるべくさまざまにセット可能であり、かくしてこ
の装置１０はさまざまな冷媒について利用可能である。
例えば、冷媒Ｒ１２は、１０００ppm の毒性レベルを有
し、一方冷媒Ｒ２３は１００ppm の閾値レベルを有す
る。

【００５３】使用中、カート４６及び装置１０は、ハロ
ゲンレベルの監視が必要である環境をもつ選択された場
所へ移動できる。１つの利用例において、装置は、上述
のような大型冷凍システムの圧縮機室内に適切に配置可
能である。ソレノイドバルブ１８のうち少なくとも１つ
を、このシステムの冷媒ループ内に配置されているよう
な凝縮器の排出側に連結することができる。

【００５４】冷媒ループからのハロゲンの漏れがあった
場合、水及びハロゲンの溶液は選択的バルブ１６を介し
てサンプリングタンク２６へと導かれ、ここでこの溶液
は加熱され、蒸気が放出され、開口部２７を通して除湿
器３６の中に引き込まれる。水蒸気除去の２段階プロセ
スの後、比較的水の無いハロゲン蒸気がガス検出器４０
へと導かれる。

【００５５】さらに、本発明の装置１０は又、まわりの
雰囲気中のハロゲンの存在を測定することもできる。こ
のような利用分野においては、矢印７１によって示され
ている空気流はフィルタ７２を通して第１のチャンバ６
３の中へと引き込まれる。この空気流は、凝縮器ファン
６８によって検出器４０へと導かれ、検出器４０は同様
にこの流れの中のハロゲンを検出することができる。

【００５６】最初、検出器４０が設定された閾値より上
のハロゲンのレベルに応答したとき、オペレータは表示
されたハロゲンの漏れが、圧縮機原動機室内の雰囲気か
らのものであるか凝縮機から引き抜かれた水からのもの
であるかわからない。第１の警報の後、オペレータは関
連するバルブ１６を運転停止させ（又はこれを自動的に
行なうことも可能）、監視プロセスは続行する。ハロゲ
ン検出器４０が再び閾値より上のハロゲンの存在を表示
する場合、第２の検出は、空気流の中にハロゲンが存在
したことを表示する。

【００５７】逆に、検出器４０がソレノイドバルブ１８
の閉鎖の後にハロゲンの存在を再び表示しない場合、ハ
ロゲンの漏れが凝縮器からのものであったことの表示が
ある。前述の目的を満たす新規の検出装置及び方法を以
上に記述してきた。本発明は液体内のその溶解度に関連
する検出すべきハロゲンガスの特徴的物性に従って溶液
の温度を制御することにより液体内のハロゲンの量を検
出する。

【００５８】当業者であれば、上述の教示の原則から逸
脱することなく、本発明を説明する目的で本書に記述し
た構造及びプロセスの評価及び配置に対しさまざまな修
正を加えることができるということが理解できるだろ
う。従って、本発明は、冒頭のクレームに表わされてい
る通りの制限のみを受けるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従ったハロゲン漏れ検出装置のブロッ
クダイヤグラム表示である。

【図２】本発明の一態様におけるそのコンポーネントを
示した、図１のハロゲン漏れ検出装置の概略図である。

【図３】図１の漏れ検出装置内の電気回路要素の概要図
である。

【符号の説明】

４，１６ａ〜１６ｆ…バルブ１０…検出装置１２…流体注入口１６…ソレノイド１８…マニホルド１９…マニホルド本体２２…制御機構２６…液体タンク２９…テーブル表面３０…加熱器３６…除湿器４０…ハロゲン漏れ検出器４６…工業用カート５０…キースイッチ５２…オープンコンテナ（サンプリング槽）５４…フロート弁アセンブリ５５…ライン５６…フロート弁５７…出力ライン５８…ドレン６１…仕切り６２…エンクロージャ６３…第１のチャンバ６４…蒸発器コイル６５…第２のチャンバ６６…凝縮器６８…ファン７１…検出器入口７２…送信機７８…ファン９２…サーモスタット９３，９４…ライン９５…継電器スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体とハロゲンの溶液中のハロゲンの量
を見出する方法において −この溶液の試料を用意する段階、 −前記液体及びハロゲンの蒸気溶液を提供するべくハロ
ゲン内の前記液体の溶解度の属性である蒸発温度までこ
の試料を加熱する段階； −前記蒸気の中の前記液体の一部分を除去してそこから
サンプリング蒸気を提供するよう前記蒸気溶液をさらに
処理する段階；及び −中のハロゲンの存在を検出するため前記サンプリング
蒸気を監視する段階、を含む方法。
【請求項２】前記ハロゲンが、温度の一関数としての
前記ハロゲン内の前記液体の溶解度の曲線を有してお
り、この曲線は、第１の率の勾配をもちかつ屈曲部まで
延びている第１の部分及びこの第１の率より大きい第２
の率の勾配をもち前記屈曲部で又はその幾分か下の点で
前記蒸発温度を最適に設定する第２の部分を有してい
る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記液体には水が含まれている、請求項
１に記載の方法。
【請求項４】前記処理段階にはさらに、 −４０パーセント乃至５０パーセントの水を含む中間蒸
気を提供すべく前記蒸気溶液を蒸発させる段階、及び −この蒸気溶液から約５パーセントから１０パーセント
の付加的な水を凝縮させる段階、が含まれることを特徴
とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】前記処理段階にはさらに、 −前記試料の温度を７５°Ｆから１００°Ｆの範囲内で
制御してこのハロゲン内の前記液体の溶解度を最小限に
おさえる段階、が含まれている、請求項１に記載の方
法。
【請求項６】液体とハロゲンの溶液の中の予め選択さ
れたレベルのハロゲンを検出するための装置において、 −この溶液の試料を受け入れるための手段； −前記液体とハロゲンの蒸気溶液を提供するためハロゲ
ン中の前記溶液の溶解度の属性である蒸発温度まで前記
収容手段を加熱するための手段； −前記蒸気中の前記液体の一部分を除去しそこからサン
プリング蒸気を提供するべく前記蒸気溶液を凝縮するた
めの手段、及び −前記サンプリング蒸気の中の前記ハロゲンを検出する
ための手段を含む装置。
【請求項７】前記ハロゲンが、温度の一関数としての
前記ハロゲン内の前記液体の溶解度の曲線を有してお
り、この曲線は、第１の率の勾配をもちかつ屈曲部まで
延びている第１の部分及びこの第１の率より大きい第２
の率の勾配をもつ第２の部分を有し、さらにこの屈曲部
の又はそれより少し下の曲線上の一点において前記蒸発
温度を設定するための制御手段がさらに含まれている、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】各々液体と疑われている極微量のハロゲ
ンを中に含む複数の溶液の中の極微量のハロゲンを選択
的に発見するための装置において、 −各々前記溶液のそれぞれ１つと連絡している複数の流
体注入口； −前記溶液を受入れこの溶液を流体出力口を通してその
起動時点で誘導するため前記流体注入口の１つに連結さ
れた流体入力口を各々有する複数の起動可能なバルブ； −前記流体をマニホルド出力口へと輸送するため前記バ
ルブ出力口の各々と連結されている流体マニホルド； −ハロゲン内の前記液体の溶解度に応じて前記液体の温
度を調節し前記液体とハロゲンの蒸気溶液を提供するた
め、中に加熱器を有する前記マニホルド出力口と通じて
いる流体タンク； −前記蒸気から前記液体の一部分を蒸発させ出力口でサ
ンプリング蒸気を提供するため前記蒸気溶液との関係に
おいて位置づけされた通路を有する除湿器； −前記サンプリング蒸気を受け入れハロゲン検出を表示
する出力信号を提供するため前記除湿器出力口との関係
において位置づけされたハロゲン検出手段、及び −前記バルブを選択的に起動させるためこの起動可能な
バルブと連結されている手段及び前記除湿器を起動させ
るためこの除湿器と連結されている手段を含む制御手
段、を含む装置。
【請求項９】ハロゲン内の前記液体の最低限におさえ
られた溶解度について７５°Ｆから１００°Ｆ未満の範
囲内で前記流体の温度を手で調節するためのサーモスタ
ットが前記加熱器に連結されている、請求項８に記載の
装置。
【請求項１０】前記除湿器にはさらに、 −前記蒸気中に存在する前記液体の約４０パーセント乃
至５０パーセントを除去するための蒸発コイル、 −前記サンプリング蒸気を提供するため前記蒸気中に存
在する前記液体のさらに５パーセント乃至１０パーセン
トを除去するための凝縮器、が含まれる、請求項８に記
載の装置。
【請求項１１】前記制御手段にはさらに、 −この制御手段により生成されるデータを連続的に監視
するためのタイマーカウンタアクセス端末、が含まれて
いる、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】 −前記サンプリング蒸気の相対湿度を
検出しこの相対湿度が予め定められた閾値を超えるとき
出力信号を提供するため前記除湿器の出力口との関係に
おいて位置づけされた相対湿度検出手段、及び −前記除湿器を監視するため前記湿度検出出力信号に対
し応答性を有する表示手段、をさらに含む、請求項８に
記載の装置。
【請求項１３】前記予め定められた閾値は相対湿度８
０パーセントである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】前記制御手段には、前記湿度検出出力
信号を受取った時点で前記バルブを起動（停止）解除し
前記除湿器を起動（停止）解除するための手段が含まれ
る、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】ハロゲン及び液体の液体溶液中の所定
のレベルのハロゲンを検出するための装置であって、ａ）前記液体溶液のサンプルを受理するための容器；ｂ）前記容器への前記液体溶液の流れを選択的に制御す
るための活性化可能なバルブ手段；ｃ）ハロゲン及び前記液体の蒸気溶液を得るために、ハ
ロゲン中の前記溶液温度依存的溶解性に寄与する蒸発温
度に前記容器を加熱するための手段；ｄ）前記蒸気中の前記溶液の一部分を除去しそしてそれ
から前記蒸気のサンプルを得るための、前記蒸気溶液を
凝縮するための手段；ｅ）ハロゲンの検出を示すアウトプットシグナルを提供
するための、前記蒸気サンプル中の前記ハロゲンを検出
するための手段；及びｆ）前記バルブ手段を選択的に活性化するための前記活
性化可能なバルブ手段と連結された手段を含む制御手
段；を有する装置。
【請求項１６】前記蒸気サンプルの相対湿度を検出
し、そして前記相対湿度が所定の限界値に対した時にア
ウトプットシグナルを提供するための相対湿度検出手段
をさらに有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】前記凝縮手段をモニターするための、
前記湿度検出アウトプットシグナルに対応する表示手段
をさらに含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】前記所定の限界値が相対湿度８０％で
ある、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】前記制御手段が、前記湿度検出アウト
プットシグナルの受理後に前記バルブ手段及び前記凝縮
手段を停止する手段を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】前記制御手段が、前記容器への前記液
体溶液のさらなる流れを防止するための前記バルブ手段
を停止するための前記ハロゲン検出アウトプットシグナ
ルに応答する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】前記蒸気溶液を前記容器から前記凝縮
手段に輸送するための活性化可能なファン手段をさらに
含み、そして前記制御手段が、該ファン手段を停止する
ために前記ハロゲン検出アウトプットシグナルに応答す
る、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】前記溶液及び前記を包囲する空気中の
所定のハロゲンレベルを検出するように適合された、前
記容器及び前記凝縮手段を収容するハウジングをさらに
含み、そして該ハウジングの内部に前記周囲空気受け入
れるための入口部分を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】前記バルブ手段を止めて前記容器への
前記液体溶液のさらなる流れを止めるために前記ハロゲ
ン検出アウトプットシグナルに前記制御手段が応答す
る、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】複数の流体中の所与のガスの存在を検
出するための装置であって、ａ）複数の流体入口（該入口の各々は該流体の対応する
１つと連絡している）；ｂ）複数の活性化可能なバルブ（該バルブの各々は前記
複数の流体の１つを受理するため及び該バルブの活性化
後に流体出口を通して該１つの流体を向けるための、前
記流体入口の１つと連結された流体入口を有する）；ｃ）前記複数のバルブの１つを選択的に活性化して検出
されるべき前記流体マニホールドへの前記１つの流体の
流れを可能にするための前記活性化可能なバルブの１つ
と連結された手段を含む制御手段；ｄ）前記１つの流体の流れを受理するための前記バルブ
出口の各々と連結された流体マニホールド；及びｅ）前記所与のガスを受理するため及び前記１つの流体
中の所与のガスの検出を示すアウトプットシグナルを提
供する前記流体マニホールドに関して作用可能に配置さ
れたガス検出手段；を含む制御手段。
【請求項２５】前記制御手段が、ガス検出アウトプッ
トシグナルに応答して前記１つの活性化されたバルブを
止めるための手段を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】前記ガス検出手段に前記所与のガスを
運ぶための前記マニホールド内に配置された活性化可能
な手段を含み、そして前記制御手段が、前記ファン手段
を止めるために前記ガス検出アウトプットシグナルに応
答する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】前記複数の流体の各々が液体であり、
そして前記複数の活性化可能なバルブの前記選択的に活
性化された１つからの液体のサンプルを受理するため
の、前記マニホールドと連絡した液体溜を含む、請求項
２４に記載の装置。
【請求項２８】前記液体溜内の液体からガスを放出す
るための、該液体溜に関連して作用可能に配置された手
段、及び該液体溜中の液体から放出されたガスを捕捉す
るためのハウジングをさらに含み、該ハウジングが前記
ガス検出手段と作動可能な関係にあって、該ハウジング
中に存在する放出されたガスの検出を可能にする、請求
項２７に記載の方法。
【請求項２９】別個の空間から採取された複数の流体
を、その中の所与のガスの存在についてモニターするた
めの装置であって、ａ）複数の活性化可能なバルブ（各バルブは流体を採取
するための前記複数の空間の対応する１つと連絡してい
る）；ｂ）前記複数のバルブの活性化された１つからの流体を
受理するための前記複数のバルブと連絡している流体溜
め；ｃ）前記所与のガスを受理するための前記流体溜に関連
して配置されており、そして該所与のガスの検出を示す
アウトプットシグナルを提供するためのガス検出手段；
及びｄ）前記複数の活性化可能なバルブの１つを選択的に活
性化して、前記複数の空間の対応する１つからの採取さ
れた流体の前記流体溜への一時の導入及び前記１つの採
取された流体中の所与のガスの前記ガス検出手段による
検出を可能にする、該活性化され得る複数のバルブの各
々と連結された手段を含んで成るモニター装置。
【請求項３０】前記流体溜に導入された流体から放出
されたガスを捕捉するために前記流体溜に関連して配置
されたハウジングをさらに含む、請求項２９に記載のモ
ニター装置。
【請求項３１】前記流体溜に導入された流体からガス
を放出させるために該流体溜と作用関係に配置された手
段をさらに含む、請求項３０に記載のモニター装置。
【請求項３２】前記複数の空間の各々からの流体の対
応する一連のサンプルが前記流体溜に導入されることを
可能にするために、前記複数の活性化可能なバルブのそ
れぞれを、前記活性化手段が逐次活性化する、請求項２
９に記載のモニター装置。
【請求項３３】前記１つの空間からの流体のサンプル
を前記流体溜から放出するための手段をさらに含み、そ
して前記活性化手段がさらに、次に活性化されるべき活
性化バルブを活性化する前に前記溜手段から流体のサン
プルを放出するための前記放出手段を制御するためにさ
らに役立つ、請求項３２に記載のモニター装置。
【請求項３４】装置の周囲の大気中及びそれに供給さ
れる流体中の所与のガスの存在をモニターするためのモ
ニター装置であって、ａ）前記流体を受理するための流体溜め；ｂ）前記流体溜からの流体の流れを制御するための活性
化可能なバルブ；ｃ）前記ガスを受理するために前記流体溜に連結されて
おり、そしてその中に周囲大気を導入するための入口を
有するハウジング；ｄ）導入された所与のガスを受理するために前記ハウジ
ングと作動可能な関連に配置されており、そして該ガス
の検出を示すアウトプットシグナルを提供するためのガ
ス検出手段；並びｅ）検出されたガスが液体から生じたか周囲大気から生
じたかを決定するために前記活性化可能なバルブを選択
的に活性化するための、前記活性化可能なバルブと連結
された手段を含む制御手段；を有するモニター装置。
【請求項３５】前記流体が液体であり、そして前記流
体溜に導入された液体からガスを前記ハウジングに放出
するために、該流体溜に作動可能に配置された手段をさ
らに含む、請求項３４に記載のモニター装置。
【請求項３６】前記バルブを止めるために第一ガス検
出アウトプットシグナルに応答し、そして次に第二の引
き続くガス検出シグナルに応答して、ガスが周囲大気か
ら生じたことの第一の表示を提供し、そして前記第二の
ガス検出アウトプットシグナルの非存在下でガスが流体
から生じたことの第二の表示を提供する手段を前記制御
手段がさらに含む、請求項３４に記載のモニター装置。
【請求項３７】各流体がそれ自身の空間に保持されて
いる複数の流体中の所与のガスの存在をモニターする方
法であって、ａ）流体の前記空間に一時に選択的にアクセスし；ｂ）流体をアクセスされた空間を共通の位置に運び；そ
してｃ）運ばれた流体中のガスの存在について前記共通の位
置で検出する；ことを含んで成る方法。
【請求項３８】前記共通の位置に運ばれた流体から前
記のガスを分離する段階をさらに含む、請求項３７に記
載の方法。
【請求項３９】前記共通の位置に運ばれた前記流体
を、他の流体からの次のサンプルが運ばれる前に除去す
る、請求項３８に記載の方法。