回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置及びその純度推算方法
【課題】容易かつ経済的にガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６の純度を推算できる純度推算装置及びその純度推算方法を提供する。
【解決手段】本発明の純度推算装置１００は、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ１１、測定温度データ１２及び気相純度データ１３を入力する入力手段１と、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が混合体５６であるときに、予め測定されて取得された気相純度データ２１と液相純度データ２２を座標軸として取得された線図状の相関関係２３を格納するデータベース２と、測定重量データ１１と温度データ１２とから気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算し、混合体５６について格納された線図状の相関関係２３を用いて、気相純度データ１３から液相ＳＦ６の純度２６を推算し、推算された液相ＳＦ６の純度２６と測定重量データ１１から混合体５６の純度２７を演算する演算処理手段３とを備えている。
【解決手段】本発明の純度推算装置１００は、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ１１、測定温度データ１２及び気相純度データ１３を入力する入力手段１と、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が混合体５６であるときに、予め測定されて取得された気相純度データ２１と液相純度データ２２を座標軸として取得された線図状の相関関係２３を格納するデータベース２と、測定重量データ１１と温度データ１２とから気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算し、混合体５６について格納された線図状の相関関係２３を用いて、気相純度データ１３から液相ＳＦ６の純度２６を推算し、推算された液相ＳＦ６の純度２６と測定重量データ１１から混合体５６の純度２７を演算する演算処理手段３とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置及びその純度推算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧を有する受変電設備に用いられるガス遮断器等のガス絶縁電気機器は、小型化の要請から機器内に電気絶縁効果のある絶縁ガスを封入した構成が適用されている。
【０００３】
この絶縁ガスとしては、取り扱いが容易であり、しかも絶縁性能が優れている六フッ化硫黄ガス（以下、ＳＦ６ガスと略称する。）が用いられており、受変電設備に用いられるガス遮断器、変圧器及び加速器等の電気機器内に封入されて用いられている。以下、このようなＳＦ６ガスを用いた機器をＳＦ６ガス使用機器と称する。
【０００４】
このＳＦ６ガスは電気絶縁性が優れているものの、地球温暖化係数が炭酸ガスの２３９００倍相当とされており、大気に放出された際には地球温暖化に寄与してしまうため、環境保全を主目的としてＳＦ６ガス使用機器の点検時または撤去時には使用済ＳＦ６ガスの回収や回収した使用済ＳＦ６ガスを再封入してのＳＦ６ガス使用機器の使用が行われている。
【０００５】
この際、回収した使用済ＳＦ６ガスは、ＳＦ６ガス使用機器に再封入するために、絶縁性能を満足する純度が要求される。尚、この純度としては、一般的に容量パーセント濃度が９７ｖｏｌ％以上を（「社団法人電気共同研究会「電力用ＳＦ６ガス取扱基準」電気共同研究第５４号第３号記載、以下基準という。」）管理値として規定されており、回収したＳＦ６ガスは管理値以上を維持するように適宜容量パーセント濃度が管理されている。以下、ＳＦ６ガスの容量パーセント濃度をＳＦ６ガスの純度（％）と略称し、規定されたＳＦ６ガスの純度の値を管理規定値と称する。
【０００６】
上述のＳＦ６ガス回収設備としては、従来、ＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収するＳＦ６ガス回収装置と、回収したＳＦ６ガスを貯蔵するボンベ等のＳＦ６ガス回収タンクとにより構成されている。
【０００７】
また、ＳＦ６ガス回収装置には、内部のＳＦ６ガスの劣化により発生したＳＦ６分解ガスのＳＯ２、ＨＦ等のガス精製装置並びにＳＦ６ガス使用機器内に付着した水分及びＳＦ６の真空回収時に外気から混入した水分を除去精製するためのガス精製装置が接続されている。
【０００８】
上記のＳＦ６ガス回収装置は、ＳＦ６ガス使用機器より使用済ＳＦ６ガスを抜き取り、ＳＦ６ガス回収タンクに貯蔵する機能と、ＳＦ６ガス回収タンクよりＳＦ６ガスを抜き出して、ＳＦ６ガス使用機器に再封入する機能を併せ持っている。
【０００９】
ＳＦ６ガス回収タンクに貯蔵されたＳＦ６ガスの純度は、ＳＦ６ガス回収タンクに接続された図示しない測定機器によって、管理規定値の９７ｖｏｌ％以上に達しているかどうかが測定される。
【００１０】
この際、貯蔵されたＳＦ６ガスは、純度が９７ｖｏｌ％以上に達している場合はそのままＳＦ６ガス使用機器へと再封入されるが、純度が９７ｖｏｌ％以上に達していない場合は上述に示した設備以外の高純度化のための専用のガス精製装置によって精製されるか若しくは破壊処分される。破壊処分した後に新規に９７ｖｏｌ％以上のＳＦ６ガスが外部よりガス回収タンク又はＳＦ６ガス使用機器へと再封入される。
【００１１】
ところで、上述のＳＦ６ガス回収設備において、ＳＦ６ガス使用機器からガス回収装置へ抜き出された使用済ＳＦ６ガスは、気体のままＳＦ６ガス回収タンクに回収する場合のＳＦ６ガス回収設備と、ガス回収装置により液化された後にＳＦ６ガス回収タンクに回収する場合の液化ＳＦ６ガス回収設備とが採用されている。
【００１２】
これらのうち、液化されたＳＦ６ガス（以下、液化ＳＦ６ガスと略称する。）は、タンク内に回収する際、容積が気体の状態に比べて約１５０分の１に縮小され、ＳＦ６ガス回収タンク自体も減容化できるため、近年では使用対象となるＳＦ６ガスが重量物となる場合は、液化ＳＦ６ガス回収設備が適用されている。これにより、液化ＳＦ６ガス回収設備全体の大きさを縮小化できる効果を奏することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の液化ＳＦ６ガス回収設備を用いて液化したＳＦ６ガスをＳＦ６ガス回収タンクに回収した場合、ガス回収タンク内のＳＦ６ガスは、一般的には気相と液相の混合体の状態で貯蔵される。以下、これらガス回収タンク内の気相若しくは液相の状態のＳＦ６をそれぞれ気相ＳＦ６若しくは液相ＳＦ６と称する。
【００１４】
ＳＦ６回収においては、封入されたＳＦ６ガスの容量９７％以上のＳＦ６の回収率が上記基準にて規定されている。封入されたＳＦ６ガスの９７ｖｏｌ％以上を回収するために、ＳＦ６封入設備内を負圧真空化にして回収を行う。ＳＦ６封入・回収設備において、負圧化では特に大気中の空気が僅かながらＳＦ６に混入し、回収ＳＦ６ガスの純度を低下させる要因となっている。
【００１５】
このため、ガス回収タンク内の気相ＳＦ６と液相ＳＦ６に含まれる空気等の不純物の含有量がそれぞれ異なることにより気相ＳＦ６と液相ＳＦ６それぞれの純度も異なるので、ガス回収タンクに回収したＳＦ６ガスの純度の管理のためには、気相ＳＦ６と液相ＳＦ６それぞれの純度をそれぞれ測定して管理する必要があった。
【００１６】
この際、気相ＳＦ６の純度は容易に測定できるのに対し、液相ＳＦ６の純度測定は、温度変化による液密度等の関係が複雑等の理由により困難となり、測定手段が確立されておらず、液相ＳＦ６の純度測定は気化した後に測定する必要があった。
【００１７】
しかしながら、このような液相ＳＦ６の純度測定では、測定ＳＦ６ガスのサンプリングや気化方法、気化ガスの温度制御等が必要になり、測定に多くの時間と高度な測定技術が求められ実質運用できない。従って、ＳＦ６ガス回収作業現場でガス回収タンクに回収した液相ＳＦ６の純度測定は困難であり問題であった。
【００１８】
また、気相ＳＦ６と液相ＳＦ６の混在する液化ガスでは、液化ガスの総量を算定することは、蒸気圧、ガス密度、液密度の関係が複雑になり、ＳＦ６の気相純度、液相純度が判明しても液相ＳＦ６と液相ＳＦ６のガス量が判明できず、ガス回収タンク内のＳＦ６の気相、液相、混合時の純度および質量については測定が困難とされてきた。
【００１９】
また、回収した液化ＳＦ６ガスの再封入においては、低純度のＳＦ６ガスが封入する恐れがあった。このため、ＳＦ６ガス回収タンク内の液相ＳＦ６の純度を容易かつ経済的に推算できる手段の確立が求められていた。
【００２０】
本発明の目的は、簡便な構成で速やかにガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６の純度を推算でき、しかもＳＦ６ガス回収設備全体を小型化でき経済的な回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置を提供することにある。
【００２１】
また、本発明の目的は、容易かつ経済的に、しかも速やかにガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６の純度を推算できる回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力する入力手段と、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納するデータベースと、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する演算処理手段とを備えることを特徴としている。
【００２３】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、また、前記線図状の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴としている。
【００２４】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、また、使用済ＳＦ６ガスから脱水する脱水手段を備え、前記演算処理手段が、脱水状態のＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴としている。
【００２５】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、また、前記データベースが、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を格納し、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【００２６】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、入力手段が、ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力し、データベースが、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納し、演算処理手段が、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定することを特徴としている。
【００２７】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、また、前記データベースが格納する線図上の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【００２８】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、また、使用済ＳＦ６ガスから脱水した後に、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【００２９】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、また、前記演算処理手段が、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を用いて前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、上述のように、入力手段と、データベースと、演算処理手段により構成したので、簡便な構成で経済的にガス回収タンクに回収された液化ＳＦ６ガスの純度を推算でき、しかもＳＦ６ガス回収設備全体を小型化できる。
【００３１】
また、本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、上述のように、各データを入力し、予め気相純度データと液相純度データとの線図状の相関関係を格納しこれらのデータを用いて、入力された各データから液相ＳＦ６の純度を推算するようにしたので、容易かつ経済的にしかも速やかにガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６ガスの純度を推算してＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例である回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置を設けるＳＦ６ガス回収設備の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施例である回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置の概略をブロックで示す図である。
【図３】図１の純度推算装置による演算に用いるタンク内気相ＳＦ６の温度データと蒸気圧データの関係を表で示す図である。
【図４】図１の純度推算装置のデータベースに格納される各純度データの相関関係をグラフで表した図である。
【図５】図１の純度推算装置による演算に用いるタンク内気相ＳＦ６の温度データとモル容積データの関係を表で示す図である。
【図６】図１の純度推算装置を用いて行ったタンク内液相及び混合体の純度の推算又は演算結果例を示す図である。
【図７】図１の純度推算装置を用いて行った別のタンク内液相及び混合体の純度の推算又は演算結果例を示す図である。
【図８】図１の純度推算装置による液化ＳＦ６ガスの純度の純度推算方法をフローチャートで示す図である。
【図９】純度推算装置で用いる測定データを形成する場合の概略をブロックで示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下後述するデータベースに格納されるＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データは、それぞれ予め複数個測定されて取得されており、これら各純度データの相関関係が求められているものとして説明する。また、下記に示す数式において、同一のものはそれぞれ同記号で示して説明する。
【実施例】
【００３４】
本実施例の液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００としては、パーソナルコンピュータ等の計算装置が用いられ、図１に示すようなＳＦ６回収設備５０に設けられる。
【００３５】
これらＳＦ６回収設備５０は、ガス遮断器等のＳＦ６ガス使用機器５１から使用済ＳＦ６ガス５２を回収するＳＦ６ガス回収装置５３とＳＦ６ガス回収装置５３からのＳＦ６５４を回収して貯蔵するボンベ等の容器からなるＳＦ６回収タンク５５から構成される。
【００３６】
ＳＦ６回収タンク５５内に貯蔵するＳＦ６は、図１（ａ）に示すように気相ＳＦ６（５６Ａ）のみ即ち気体の状態のみで貯蔵される場合と、図１（ｂ）に示すようにＳＦ６ガス回収装置５３にて液化されたＳＦ６が気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の混合体５６で貯蔵される場合がある。
【００３７】
本実施例の回収ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、以下、図１（ｂ）に示すＦ６ガス回収装置５３にて液化されたＳＦ６が気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の混合体５６で貯蔵される場合について説明するが、図１（ａ）に示す気相ＳＦ６（５６Ａ）のみ即ち気体の状態のみで貯蔵される場合においても適用できる。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、液化ＳＦ６回収設備５０は、ガス遮断器等のＳＦ６ガス使用機器５１から使用済ＳＦ６ガス５２を回収するＳＦ６ガス回収装置５３にて、使用済ＳＦ６ガス５２の一部が液化されてＳＦ６回収タンク５５に回収されるように構成されている。この際、ＳＦ６回収設備５０のＳＦ６回収タンク５５内に回収されるＳＦ６は、気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）からなる混合体５６の状態で貯蔵される。
【００３９】
実際には、後述する測定機器による各測定時には回収タンク５５内のＳＦ６の気相、液相状態が不明であるとして、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６ガス５６について後述する測定が行われ、気相のみ即ち気体ＳＦ６ガスのみか気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）からなる混合体５６であるかが測定後に判断される。
【００４０】
従って、ここでは測定前のＳＦ６については回収タンク内貯蔵ＳＦ６と称し、測定によって気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６との混合体５６であることが判明したときには気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体と称する。
【００４１】
また、回収タンク内貯蔵ＳＦ６には、不純物として空気が混入しており、混入量が特定されなければならない。また、回収タンク内貯蔵ＳＦ６には、不純物として水分が含まれるが、水分は従来より水分除去装置によって排除し得ることが知られている。
【００４２】
いずれにしても、これらの不純物を含有する回収タンク貯蔵ＳＦ６について全体として、あるいは液相ＳＦ６の純度が再使用のために精確に推測することが求められる。
【００４３】
回収タンク貯蔵ＳＦ６の気相ＳＦ６については、その純度を容易に計測できることが従来より知られるところであるが、液相ＳＦ６の純度については直接的に計測することが困難であるため直接的に計測されないでいた。
【００４４】
ＳＦ６回収タンク５５には、図示しない各測定機器が接続される。この各測定機器からは、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データ１１及び測定温度データ１２と、不純物として少なくとも空気を含んだＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６ガス５６の測定気相純度データ１３の３つの測定データ１０がそれぞれ測定される。これらの測定によって、後述するようにＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６（５６Ａ）のみか上述した混合体５６かが判断される。
【００４５】
以下、本実施例である回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００について、図２を用いて詳述する。
【００４６】
本実施例の液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、上述の各測定データ１１、１２、１３を含む測定データ１０を入力する入力手段１を備えている。純度推算装置１００は、更に、データベース２、演算処理手段３及び出力手段４を備える。
【００４７】
データベース２には、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内の気相純度データ２１とＳＦ６回収タンク内の液相純度データ２２を座標軸として取得された線図状の相関関係２３が格納される。
【００４８】
演算処理手段３は、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データ１１と温度データ１２とからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算し、この液相ＳＦ６（５６Ｂ）が貯蔵されているときに、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データ２１と液相純度データ２２の線図状の相関関係２３を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データ２１から液相ＳＦ６の純度２２を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度２２と入力されたＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データ１１からＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７を演算し、もしくはＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する。
【００４９】
出力手段４は、液相ＳＦ６の純度２２の推算結果、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７の演算結果及び混合体５６の純度２７の判定結果を出力し、画面にそれらのデータを表示することを行う。次に、混合形態にある回収タンク内貯蔵ＳＦ６の気相及び液相のＳＦ６の重量（あるいは容積）についての演算手段、演算方法について説明する。多くの場合、ＳＦ６回収タンク５５に回収されたＳＦ６は、有視化するための液面計付タンクにより気相及び液相の混合体の形態で回収されることが経験上判っている。
【００５０】
演算処理手段３は、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データ１１と温度データ１２から気相ＳＦ６（５６Ａ）及び液相（５６Ｂ）状態の容積比、ＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算することができ、ＳＦ６回収タンク内に混合体５６が貯蔵されていることを判定することができる。
【００５１】
ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６（５６）が混合体５６である場合に、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６の測定重量データは、回収タンク内貯蔵ＳＦ６（５６）の質量若しくは容積を測定することで容易に導出される。
【００５２】
また、回収タンク内貯蔵ＳＦ６（５６）の測定温度データ１２は、回収タンク内の蒸気圧を測定し、予め導出されている回収タンク内のＳＦ６蒸気圧とＳＦ６温度との関係式に測定した蒸気圧を用いることより容易に導出される。尚、この関係式は、表１で表される回収タンク内のＳＦ６蒸気圧とＳＦ６温度の関係を、図３に示すようにグラフ上に表すことにより求められる近似二次関数式である。また、これら予め導出した温度のＳＦ６蒸気圧とＳＦ６温度との関係式や対応する温度と測定した蒸気圧データは、データベース２に格納でき、演算処理手段３の演算用のデータとして用いることができる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
そして、ＳＦ６混合体５６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データ１３は、分析機器等の測定機器によって容易に測定される。尚、このＳＦ６混合体５６は、気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の他に不純物として図示しない空気を含む。空気の他の不純物としては、極微量の炭酸ガス等が含まれる場合もある。
【００５５】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、また、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データ２１とＳＦ６回収タンク５５内液相純度データ２２と、これら純度データ２１、２２を座標軸として取得された線図状の相関関係２３を格納するデータベース２を備える。以下、このデータベース２について詳述する。
【００５６】
データベース２に予め取得され格納される回収ＳＦ６の気相純度データ２１は、分析機器等の測定機器を用いて回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）の純度を測定することにより容易に取得される。また、データベース２に予め格納される液相純度データ２２は、気相ＳＦ６（５６Ａ）を排出した状態で、回収タンク５５内の液相ＳＦ６（５６Ｂ）を一度気化し、気相ＳＦ６（５６Ａ）同様に測定機器により測定することで取得される。
【００５７】
以上の方法により、ＳＦ６回収タンク内のＳＦ６についての気相純度２１と液相純度のデータ２２を予め複数個取得し、データベース２に格納する。予め格納される対応する気相純度２１と液相純度のデータ２２は、多数ある方が好ましいことは言うまでもない。
【００５８】
この際、これら複数の気相純度データ２１、液相純度データ２２を座標軸として図４に示すようなグラフにより表すことができることが分かった。そして、このグラフから線図状の相関関係２３が導出されることが分かった。また、この気相純度データ２１と液相純度データ２２との相関関係２３は、複数の気相純度データ２１と液相純度データ２２により導出され、傾きを持つ直線２４で近似されるような線図状に表されることが分かった。
【００５９】
より具体的には、上述した線図状の相関関係２３は、液相純度データが予め定めた規定値である気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表される。実際の液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度推算には、相関関係２３は図４に示すような直線２４で表される近似式２４が導出され用いられる。また、図４には、相関関係２３は１つの直線２４にて図示されているが、帯状範囲２５としてもよい。
【００６０】
図４において、現状において、再生されて再使用可能な再生ＳＦ６の管理規定値として純度９７ｖｏｌ％が採用されている。再生ＳＦ６として液相ＳＦ６が用いられる場合には、管理規定値として液相ＳＦ６の純度が採用され、液相ＳＦ６に加えて気相ＳＦ６が用いられる場合は両者の容積比を参照して液相純度と気相純度が定められ採用される。
【００６１】
図４に表示した相関関係２３は、ＳＦ６回収タンク５５内の液相及び気相のＳＦ６重量に依存することなく成立し、例えば気相純度が７５ｖｏｌ％であっても液相純度は９７ｖｏｌ％となる。液相及び気相のＳＦ６重量を考慮して、管理規定値から液相の規定値を設定することができる。
【００６２】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、上述したように液相のＳＦ６が混合体として存在することを確認し、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６（５６）測定重量データ１１と温度データ１２とからＳＦ６回収タンク５５内の気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算し（３１）、液相ＳＦ６（５６Ｂ）が貯蔵されているときに、ＳＦ６回収タンク５５内ＳＦ６混合体５６について格納されたＳＦ６回収タンク５５内気相純度データ２１と液相純度データ２２の線図状の相関関係２３を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データ２１から液相ＳＦ６の純度２６を推算し（３２）、もって推算された液相ＳＦ６の純度２６と入力されたＳＦ６回収タンク５５内の貯蔵ＳＦ６（５６）測定重量データ１１から前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７を演算し（３３）、もしくはＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する（３４）演算処理手段３を備える。当然、純度を演算することで判定に用いるようにしてもよい。
【００６３】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００におけるＳＦ６回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）重量は、ＳＦ６回収タンク５５内の貯蔵ＳＦ６（５６）測定重量データ１１と温度データ１２とから演算される。演算内容について、以下詳述する。
【００６４】
まず、ガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）のモル容積と密度を算出する。モル容積は数１で示されるBeattie-Bridgemanの式により求められる。ここで、Ｐには上述の測定した蒸気圧データを用い、Ｔには表１により求められる近似式に上記蒸気圧データを用いて求めた温度データ１２を用いることにより、モル容積Ｖが求められる。
【００６５】
【数１】
【００６６】
本実施例では、上述のように気相ＳＦ６（５６Ａ）のモル容積Ｖを所定の温度毎に予め求めておいて、表２に示すような気相５６Ａにおける温度とモル容積の関係より導出された近似２次関数式により気相５６Ａのモル容積を算出する。尚、予め求めた気相ＳＦ６（５６Ａ）の所定の温度毎のモル容積Ｖや近似２次関数式は、データベース２に格納でき、演算処理手段３の演算用のデータとして用いることができる。
【００６７】
【表２】
【００６８】
次に、上述のように演算して算出した気相ＳＦ６（５６Ａ）のモル容積Ｖを用いて、気相ＳＦ６（５６Ａ）の密度を求める。気相ＳＦ６（５６Ａ）の密度は、ＳＦ６の既知の分子量（１４６．０５ｇ）をモル容積Ｖで除することにより算出することができる。
【００６９】
次に、液相５６Ｂの密度を算出する。液相５６Ｂの密度は、密度と温度との間に予め数２の関係式が導き出されているので、この関係式により液相５６Ｂの密度を算出する。この関係式について、温度Ｔは表１により求められる近似式に上記蒸気圧データを用いて求めた温度データ１２と、ｎ＝４、Ａ０＝０．７２５、Ａ１＝、１．４７２、Ａ２＝−０．２８３、Ａ３＝１．３０３、Ａ４＝−０．６２８の値をそれぞれ用いる。以上の値を用いて液相５６Ｂの密度ｄを算出する。尚、この関係式はデータベース２に格納でき、演算処理手段３の演算用のデータとして用いることができる。
【００７０】
【数２】
【００７１】
また、上述のように求めたガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の密度と、ガス回収タンク５５内ＳＦ６混合体５６の重量データ１１とによって、ガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積を演算する。具体的には、数３、数４及び数３並びに（質量）＝（密度）×（体積）から導出される数５による連立方程式により演算し、気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積をそれぞれ算出する。尚、これら気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積は、それぞれ純度が１００％であるとして算出されている。
【００７２】
【数３】
【００７３】
【数４】
【００７４】
【数５】
【００７５】
そして、上述のように算出した気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積と密度をそれぞれ乗ずることによって、ガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の質量を算出することができる。
【００７６】
この際、気相ＳＦ６（５６Ａ）には、実際には空気の質量分が含まれるために、気相５６Ａ中に含まれる空気の体積を除いてから気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の質量を算出する。この気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の質量は、測定した気相純度データ１３に上述の算出した気相ＳＦ６（５６Ａ）の体積を乗じ、気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の体積を算出し、更にこれに上述の算出した密度を乗じる事により求めることができる。
【００７７】
この際、気相ＳＦ６（５６Ａ）の体積と気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の体積との差を取ることにより、気相ＳＦ６（５６Ａ）中に含まれる空気の体積も算出することができる。そして、この算出した空気の体積に、乾燥空気の状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴより導出される数６により算出した空気の密度を乗じることで気相ＳＦ６（５６Ａ）中に含まれる空気の質量を算出することができる。ここで、数６の圧力Ｐとしては、上述の測定した蒸気圧データを用いる。
【００７８】
【数６】
【００７９】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００における液相ＳＦ６（５６Ｂ）の重量は、以上のようにして算出された液相ＳＦ６（５６Ｂ）の質量により演算される。
【００８０】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００における液相ＳＦ６の純度２６の推算は、上述の図４に示すようにデータベース２に格納された気相純度データ２１と液相純度データ２２により取得された線図状の相関関係２３により、測定した気相純度データ１３を用いて推算される。
【００８１】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００におけるＳＦ６回収タンク５５内ＳＦ６混合体の純度２７は、数７により演算されて算出される。ここで、上述の測定した気相ＳＦ６（５６Ａ）の純度データ１３、推算された液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度２６即ち液相５６Ｂの純度データ２６及び気相５６Ａと液相５６Ｂの質量により演算する。以上のようにして、実際に行ったガス回収タンク５５内の液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度と混合体５６の純度の演算結果例を図６に示す。同様にして演算した結果例を図７に示す。図６、図７の例で用いた測定重量データ１１、測定温度データ１２、測定気相純度データ１３を表３に示す。
【００８２】
【数７】
【００８３】
【表３】
【００８４】
上述のようにして演算されて算出されたガス回収タンク内の液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度と混合体５６の純度は、図２に示すように演算処理手段３によって求められ（３３）あるいは予め定めた管理規定値内にあるかの判定が行われる（３４）。
【００８５】
この際、ＳＦ６混合体５６の純度の判定結果により、液化ＳＦ６回収設備５０は、ＳＦ６混合体５６の純度が管理値規定内にある場合は、ＳＦ６混合体５６をそのままのＳＦ６ガス使用機器５１へと再封入させるが、ＳＦ６混合体５６の純度が管理規定置内に無い場合は、ＳＦ６混合体５６は上述の図示しないガス精製装置へと送られ精製されるか若しくは破壊処分した後に新規に管理規定値内の純度であるＳＦ６ガスが外部よりガス回収タンク５５に注入されＳＦ６ガス使用機器５１へと再封入される。
【００８６】
本実施例の純度推算装置１００は、更に、演算処理手段３によって推算若しくは演算された液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度２６及びＳＦ６回収タンク５５内ＳＦ６混合体５６の純度２７の演算及びＳＦ６混合体５６の純度２７が管理規定置内にあるかの判定の結果を画面表示するモニターディスプレイ等の出力手段４を備える。尚、各測定データ１１、１２、１３及びデータベースに格納された相関関係２３の数値や表等も出力手段４によって適宜画面表示できる。
【００８７】
以下、本実施例における回収された液化ＳＦ６ガス回収装置における、回収された液相ＳＦ６ガスの純度の推算及びＳＦ６ガス混合体の純度を演算する手順について図８を用いて説明する。
【００８８】
まず、回収設備５０のガス回収タンク５５に接続された図示しない測定機器によりそれぞれ測定されたタンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだＳＦ６混合体のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データが入力手段１へそれぞれ入力される（４１、４２、４３）。
【００８９】
この際、これら測定データ１０により、回収タンク５５内のＳＦ６ガスが気体のみか、気相と液相の混合体かが判定される。回収タンク５５内のＳＦ６ガスが混合体である場合は、測定されたタンク５５内貯蔵ＳＦ６の測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データは、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体のデータとして扱われる。
【００９０】
次に、タンク５５内ＳＦ６混合体の測定重量データと温度データを用いることにより、気相及び液相ＳＦ６質量が演算処理手段３の演算により算出される（４４）。
【００９１】
次に、データベース２に予め測定されて取得され格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得した線図状の相関関係により、測定された気相純度データの測定条件等に対応する液相純度データを推算するためのデータが構築され（４５）即ち近似直線式が設定され、設定された近似直線式が用いられ、測定された気相純度データを用いて液相ＳＦ６の純度が推算される（４６）。
【００９２】
そして、これら各相のＳＦ６との質量と、推算された液化ＳＦ６の純度、測定された気相ＳＦ６純度データを用いることによって、ＳＦ６混合体の純度が演算される（４７）。最後に、演算されたＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかどうか判定される（４８）。
【００９３】
以上のように、本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、ガス回収タンク内ＳＦ６混合体の測定重量データと測定温度データ及びタンク内ＳＦ６混合体の測定気相純度データの３つの測定データのみで、液相ＳＦ６の純度推算ができるので、この純度推算方法を回収設備に用いれば、容易かつ経済的にしかも速やかに液相ＳＦ６の純度推算ができる。
【００９４】
本実施例の純度推算装置１００は、上述した測定重量データ１１及び測定温度データ１２には、それぞれガス回収タンク内のＳＦ６ガス混合体５６の質量データ及び蒸気圧データが含まれる。
【００９５】
質量データ及び蒸気圧データを含めることにより、演算処理手段による演算において、速やかに質量データ及び蒸気圧データを用いることができるために、演算速度を速めることができる純度推算装置を提供することができる。
【００９６】
本実施例の回収されたＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、図９に示すように、ガス回収装置５３とガス回収タンク５５間に脱水手段６を介在し、液化されたＳＦ６ガス５４の水分を脱水処理するようにして構成し、各測定データ１７、１８、１９を測定するようにしてもよい。
【００９７】
これは、水分がＳＦ６ガスに含まれることによって、各測定データ１７、１８、１９が水分を含んだデータとなり、純度推算装置の計算精度を低下することを防ぐためである。この脱水手段６を備えることにより、液化されたＳＦ６ガス５４の水分を除去することによって、計算精度の高い純度推算装置を提供することができる。尚、本実施例の純度推算装置は、上記の脱水手段６を備えなくても、十分に計算精度が高い純度推算装置を提供することができる。
【００９８】
本実施例の純度推算装置１００は、上述の実施例で説明したように、入力手段と、データベースと、演算処理手段を含んで構成したので、簡便な構成で経済的にガス回収タンクに回収された液化ＳＦ６ガスの純度を推算でき、しかもＳＦ６回収設備全体を小型化できる。
【００９９】
また、本実施例の純度推算方法は、上述の実施例で説明したように、各データを入力し、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内の気相純度データと液相純度データとの相関関係を格納し、格納された各純度データ、を用いて、入力された各データから液化ＳＦ６の純度を推算し、この純度からＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算するようにしたので、容易かつ経済的にしかも速やかにガス回収タンクに回収された液化ＳＦ６ガスの純度を推算してＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１…入力手段、２…データベース、３…演算処理手段、４…出力手段、６…脱水手段、１０、１６…測定データ、１１、１７…測定重量データ、１２、１８…測定温度データ、１３、１９…測定気相純度データ、２１…格納気相純度データ、２２…格納液相純度データ、２３…気相純度データと液相純度データとの相関関係、２４…近似直線式、２５…帯状範囲、２６…推算された液相ＳＦ６の純度、２７…演算された混合体の純度、３１…気相及び液相ＳＦ６質量演算、３２…液相ＳＦ６純度推算、３３…回収タンク内ＳＦ６混合体の純度推算、３４…混合体の純度の判定、４１…重量測定、４２…温度測定、４３…気相純度測定、４４…気相及び液相ＳＦ６質量演算、４５…データ構築、４６…液相ＳＦ６純度推算、４７…ＳＦ６混合体純度演算、４８…ＳＦ６混合体純度判定、５０…ＳＦ６回収設備、５１…ＳＦ６ガス使用機器、５２…使用済ＳＦ６ガス、５３…ＳＦ６ガス回収装置、５４…液化ＳＦ６、５５…ＳＦ６回収タンク、５６…混合体ＳＦ６、５６Ａ…気相ＳＦ６、５６Ｂ…液相ＳＦ６、１００…純度推算装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置及びその純度推算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧を有する受変電設備に用いられるガス遮断器等のガス絶縁電気機器は、小型化の要請から機器内に電気絶縁効果のある絶縁ガスを封入した構成が適用されている。
【０００３】
この絶縁ガスとしては、取り扱いが容易であり、しかも絶縁性能が優れている六フッ化硫黄ガス（以下、ＳＦ６ガスと略称する。）が用いられており、受変電設備に用いられるガス遮断器、変圧器及び加速器等の電気機器内に封入されて用いられている。以下、このようなＳＦ６ガスを用いた機器をＳＦ６ガス使用機器と称する。
【０００４】
このＳＦ６ガスは電気絶縁性が優れているものの、地球温暖化係数が炭酸ガスの２３９００倍相当とされており、大気に放出された際には地球温暖化に寄与してしまうため、環境保全を主目的としてＳＦ６ガス使用機器の点検時または撤去時には使用済ＳＦ６ガスの回収や回収した使用済ＳＦ６ガスを再封入してのＳＦ６ガス使用機器の使用が行われている。
【０００５】
この際、回収した使用済ＳＦ６ガスは、ＳＦ６ガス使用機器に再封入するために、絶縁性能を満足する純度が要求される。尚、この純度としては、一般的に容量パーセント濃度が９７ｖｏｌ％以上を（「社団法人電気共同研究会「電力用ＳＦ６ガス取扱基準」電気共同研究第５４号第３号記載、以下基準という。」）管理値として規定されており、回収したＳＦ６ガスは管理値以上を維持するように適宜容量パーセント濃度が管理されている。以下、ＳＦ６ガスの容量パーセント濃度をＳＦ６ガスの純度（％）と略称し、規定されたＳＦ６ガスの純度の値を管理規定値と称する。
【０００６】
上述のＳＦ６ガス回収設備としては、従来、ＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収するＳＦ６ガス回収装置と、回収したＳＦ６ガスを貯蔵するボンベ等のＳＦ６ガス回収タンクとにより構成されている。
【０００７】
また、ＳＦ６ガス回収装置には、内部のＳＦ６ガスの劣化により発生したＳＦ６分解ガスのＳＯ２、ＨＦ等のガス精製装置並びにＳＦ６ガス使用機器内に付着した水分及びＳＦ６の真空回収時に外気から混入した水分を除去精製するためのガス精製装置が接続されている。
【０００８】
上記のＳＦ６ガス回収装置は、ＳＦ６ガス使用機器より使用済ＳＦ６ガスを抜き取り、ＳＦ６ガス回収タンクに貯蔵する機能と、ＳＦ６ガス回収タンクよりＳＦ６ガスを抜き出して、ＳＦ６ガス使用機器に再封入する機能を併せ持っている。
【０００９】
ＳＦ６ガス回収タンクに貯蔵されたＳＦ６ガスの純度は、ＳＦ６ガス回収タンクに接続された図示しない測定機器によって、管理規定値の９７ｖｏｌ％以上に達しているかどうかが測定される。
【００１０】
この際、貯蔵されたＳＦ６ガスは、純度が９７ｖｏｌ％以上に達している場合はそのままＳＦ６ガス使用機器へと再封入されるが、純度が９７ｖｏｌ％以上に達していない場合は上述に示した設備以外の高純度化のための専用のガス精製装置によって精製されるか若しくは破壊処分される。破壊処分した後に新規に９７ｖｏｌ％以上のＳＦ６ガスが外部よりガス回収タンク又はＳＦ６ガス使用機器へと再封入される。
【００１１】
ところで、上述のＳＦ６ガス回収設備において、ＳＦ６ガス使用機器からガス回収装置へ抜き出された使用済ＳＦ６ガスは、気体のままＳＦ６ガス回収タンクに回収する場合のＳＦ６ガス回収設備と、ガス回収装置により液化された後にＳＦ６ガス回収タンクに回収する場合の液化ＳＦ６ガス回収設備とが採用されている。
【００１２】
これらのうち、液化されたＳＦ６ガス（以下、液化ＳＦ６ガスと略称する。）は、タンク内に回収する際、容積が気体の状態に比べて約１５０分の１に縮小され、ＳＦ６ガス回収タンク自体も減容化できるため、近年では使用対象となるＳＦ６ガスが重量物となる場合は、液化ＳＦ６ガス回収設備が適用されている。これにより、液化ＳＦ６ガス回収設備全体の大きさを縮小化できる効果を奏することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の液化ＳＦ６ガス回収設備を用いて液化したＳＦ６ガスをＳＦ６ガス回収タンクに回収した場合、ガス回収タンク内のＳＦ６ガスは、一般的には気相と液相の混合体の状態で貯蔵される。以下、これらガス回収タンク内の気相若しくは液相の状態のＳＦ６をそれぞれ気相ＳＦ６若しくは液相ＳＦ６と称する。
【００１４】
ＳＦ６回収においては、封入されたＳＦ６ガスの容量９７％以上のＳＦ６の回収率が上記基準にて規定されている。封入されたＳＦ６ガスの９７ｖｏｌ％以上を回収するために、ＳＦ６封入設備内を負圧真空化にして回収を行う。ＳＦ６封入・回収設備において、負圧化では特に大気中の空気が僅かながらＳＦ６に混入し、回収ＳＦ６ガスの純度を低下させる要因となっている。
【００１５】
このため、ガス回収タンク内の気相ＳＦ６と液相ＳＦ６に含まれる空気等の不純物の含有量がそれぞれ異なることにより気相ＳＦ６と液相ＳＦ６それぞれの純度も異なるので、ガス回収タンクに回収したＳＦ６ガスの純度の管理のためには、気相ＳＦ６と液相ＳＦ６それぞれの純度をそれぞれ測定して管理する必要があった。
【００１６】
この際、気相ＳＦ６の純度は容易に測定できるのに対し、液相ＳＦ６の純度測定は、温度変化による液密度等の関係が複雑等の理由により困難となり、測定手段が確立されておらず、液相ＳＦ６の純度測定は気化した後に測定する必要があった。
【００１７】
しかしながら、このような液相ＳＦ６の純度測定では、測定ＳＦ６ガスのサンプリングや気化方法、気化ガスの温度制御等が必要になり、測定に多くの時間と高度な測定技術が求められ実質運用できない。従って、ＳＦ６ガス回収作業現場でガス回収タンクに回収した液相ＳＦ６の純度測定は困難であり問題であった。
【００１８】
また、気相ＳＦ６と液相ＳＦ６の混在する液化ガスでは、液化ガスの総量を算定することは、蒸気圧、ガス密度、液密度の関係が複雑になり、ＳＦ６の気相純度、液相純度が判明しても液相ＳＦ６と液相ＳＦ６のガス量が判明できず、ガス回収タンク内のＳＦ６の気相、液相、混合時の純度および質量については測定が困難とされてきた。
【００１９】
また、回収した液化ＳＦ６ガスの再封入においては、低純度のＳＦ６ガスが封入する恐れがあった。このため、ＳＦ６ガス回収タンク内の液相ＳＦ６の純度を容易かつ経済的に推算できる手段の確立が求められていた。
【００２０】
本発明の目的は、簡便な構成で速やかにガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６の純度を推算でき、しかもＳＦ６ガス回収設備全体を小型化でき経済的な回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置を提供することにある。
【００２１】
また、本発明の目的は、容易かつ経済的に、しかも速やかにガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６の純度を推算できる回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力する入力手段と、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納するデータベースと、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する演算処理手段とを備えることを特徴としている。
【００２３】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、また、前記線図状の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴としている。
【００２４】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、また、使用済ＳＦ６ガスから脱水する脱水手段を備え、前記演算処理手段が、脱水状態のＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴としている。
【００２５】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、また、前記データベースが、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を格納し、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【００２６】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、入力手段が、ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力し、データベースが、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納し、演算処理手段が、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定することを特徴としている。
【００２７】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、また、前記データベースが格納する線図上の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【００２８】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、また、使用済ＳＦ６ガスから脱水した後に、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【００２９】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、また、前記演算処理手段が、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を用いて前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置は、上述のように、入力手段と、データベースと、演算処理手段により構成したので、簡便な構成で経済的にガス回収タンクに回収された液化ＳＦ６ガスの純度を推算でき、しかもＳＦ６ガス回収設備全体を小型化できる。
【００３１】
また、本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、上述のように、各データを入力し、予め気相純度データと液相純度データとの線図状の相関関係を格納しこれらのデータを用いて、入力された各データから液相ＳＦ６の純度を推算するようにしたので、容易かつ経済的にしかも速やかにガス回収タンクに回収された液相ＳＦ６ガスの純度を推算してＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例である回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置を設けるＳＦ６ガス回収設備の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施例である回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置の概略をブロックで示す図である。
【図３】図１の純度推算装置による演算に用いるタンク内気相ＳＦ６の温度データと蒸気圧データの関係を表で示す図である。
【図４】図１の純度推算装置のデータベースに格納される各純度データの相関関係をグラフで表した図である。
【図５】図１の純度推算装置による演算に用いるタンク内気相ＳＦ６の温度データとモル容積データの関係を表で示す図である。
【図６】図１の純度推算装置を用いて行ったタンク内液相及び混合体の純度の推算又は演算結果例を示す図である。
【図７】図１の純度推算装置を用いて行った別のタンク内液相及び混合体の純度の推算又は演算結果例を示す図である。
【図８】図１の純度推算装置による液化ＳＦ６ガスの純度の純度推算方法をフローチャートで示す図である。
【図９】純度推算装置で用いる測定データを形成する場合の概略をブロックで示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下後述するデータベースに格納されるＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データは、それぞれ予め複数個測定されて取得されており、これら各純度データの相関関係が求められているものとして説明する。また、下記に示す数式において、同一のものはそれぞれ同記号で示して説明する。
【実施例】
【００３４】
本実施例の液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００としては、パーソナルコンピュータ等の計算装置が用いられ、図１に示すようなＳＦ６回収設備５０に設けられる。
【００３５】
これらＳＦ６回収設備５０は、ガス遮断器等のＳＦ６ガス使用機器５１から使用済ＳＦ６ガス５２を回収するＳＦ６ガス回収装置５３とＳＦ６ガス回収装置５３からのＳＦ６５４を回収して貯蔵するボンベ等の容器からなるＳＦ６回収タンク５５から構成される。
【００３６】
ＳＦ６回収タンク５５内に貯蔵するＳＦ６は、図１（ａ）に示すように気相ＳＦ６（５６Ａ）のみ即ち気体の状態のみで貯蔵される場合と、図１（ｂ）に示すようにＳＦ６ガス回収装置５３にて液化されたＳＦ６が気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の混合体５６で貯蔵される場合がある。
【００３７】
本実施例の回収ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、以下、図１（ｂ）に示すＦ６ガス回収装置５３にて液化されたＳＦ６が気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の混合体５６で貯蔵される場合について説明するが、図１（ａ）に示す気相ＳＦ６（５６Ａ）のみ即ち気体の状態のみで貯蔵される場合においても適用できる。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、液化ＳＦ６回収設備５０は、ガス遮断器等のＳＦ６ガス使用機器５１から使用済ＳＦ６ガス５２を回収するＳＦ６ガス回収装置５３にて、使用済ＳＦ６ガス５２の一部が液化されてＳＦ６回収タンク５５に回収されるように構成されている。この際、ＳＦ６回収設備５０のＳＦ６回収タンク５５内に回収されるＳＦ６は、気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）からなる混合体５６の状態で貯蔵される。
【００３９】
実際には、後述する測定機器による各測定時には回収タンク５５内のＳＦ６の気相、液相状態が不明であるとして、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６ガス５６について後述する測定が行われ、気相のみ即ち気体ＳＦ６ガスのみか気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）からなる混合体５６であるかが測定後に判断される。
【００４０】
従って、ここでは測定前のＳＦ６については回収タンク内貯蔵ＳＦ６と称し、測定によって気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６との混合体５６であることが判明したときには気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体と称する。
【００４１】
また、回収タンク内貯蔵ＳＦ６には、不純物として空気が混入しており、混入量が特定されなければならない。また、回収タンク内貯蔵ＳＦ６には、不純物として水分が含まれるが、水分は従来より水分除去装置によって排除し得ることが知られている。
【００４２】
いずれにしても、これらの不純物を含有する回収タンク貯蔵ＳＦ６について全体として、あるいは液相ＳＦ６の純度が再使用のために精確に推測することが求められる。
【００４３】
回収タンク貯蔵ＳＦ６の気相ＳＦ６については、その純度を容易に計測できることが従来より知られるところであるが、液相ＳＦ６の純度については直接的に計測することが困難であるため直接的に計測されないでいた。
【００４４】
ＳＦ６回収タンク５５には、図示しない各測定機器が接続される。この各測定機器からは、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データ１１及び測定温度データ１２と、不純物として少なくとも空気を含んだＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６ガス５６の測定気相純度データ１３の３つの測定データ１０がそれぞれ測定される。これらの測定によって、後述するようにＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６（５６Ａ）のみか上述した混合体５６かが判断される。
【００４５】
以下、本実施例である回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００について、図２を用いて詳述する。
【００４６】
本実施例の液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、上述の各測定データ１１、１２、１３を含む測定データ１０を入力する入力手段１を備えている。純度推算装置１００は、更に、データベース２、演算処理手段３及び出力手段４を備える。
【００４７】
データベース２には、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内の気相純度データ２１とＳＦ６回収タンク内の液相純度データ２２を座標軸として取得された線図状の相関関係２３が格納される。
【００４８】
演算処理手段３は、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データ１１と温度データ１２とからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算し、この液相ＳＦ６（５６Ｂ）が貯蔵されているときに、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データ２１と液相純度データ２２の線図状の相関関係２３を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データ２１から液相ＳＦ６の純度２２を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度２２と入力されたＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データ１１からＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７を演算し、もしくはＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する。
【００４９】
出力手段４は、液相ＳＦ６の純度２２の推算結果、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７の演算結果及び混合体５６の純度２７の判定結果を出力し、画面にそれらのデータを表示することを行う。次に、混合形態にある回収タンク内貯蔵ＳＦ６の気相及び液相のＳＦ６の重量（あるいは容積）についての演算手段、演算方法について説明する。多くの場合、ＳＦ６回収タンク５５に回収されたＳＦ６は、有視化するための液面計付タンクにより気相及び液相の混合体の形態で回収されることが経験上判っている。
【００５０】
演算処理手段３は、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データ１１と温度データ１２から気相ＳＦ６（５６Ａ）及び液相（５６Ｂ）状態の容積比、ＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算することができ、ＳＦ６回収タンク内に混合体５６が貯蔵されていることを判定することができる。
【００５１】
ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６（５６）が混合体５６である場合に、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６の測定重量データは、回収タンク内貯蔵ＳＦ６（５６）の質量若しくは容積を測定することで容易に導出される。
【００５２】
また、回収タンク内貯蔵ＳＦ６（５６）の測定温度データ１２は、回収タンク内の蒸気圧を測定し、予め導出されている回収タンク内のＳＦ６蒸気圧とＳＦ６温度との関係式に測定した蒸気圧を用いることより容易に導出される。尚、この関係式は、表１で表される回収タンク内のＳＦ６蒸気圧とＳＦ６温度の関係を、図３に示すようにグラフ上に表すことにより求められる近似二次関数式である。また、これら予め導出した温度のＳＦ６蒸気圧とＳＦ６温度との関係式や対応する温度と測定した蒸気圧データは、データベース２に格納でき、演算処理手段３の演算用のデータとして用いることができる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
そして、ＳＦ６混合体５６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データ１３は、分析機器等の測定機器によって容易に測定される。尚、このＳＦ６混合体５６は、気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の他に不純物として図示しない空気を含む。空気の他の不純物としては、極微量の炭酸ガス等が含まれる場合もある。
【００５５】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、また、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データ２１とＳＦ６回収タンク５５内液相純度データ２２と、これら純度データ２１、２２を座標軸として取得された線図状の相関関係２３を格納するデータベース２を備える。以下、このデータベース２について詳述する。
【００５６】
データベース２に予め取得され格納される回収ＳＦ６の気相純度データ２１は、分析機器等の測定機器を用いて回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）の純度を測定することにより容易に取得される。また、データベース２に予め格納される液相純度データ２２は、気相ＳＦ６（５６Ａ）を排出した状態で、回収タンク５５内の液相ＳＦ６（５６Ｂ）を一度気化し、気相ＳＦ６（５６Ａ）同様に測定機器により測定することで取得される。
【００５７】
以上の方法により、ＳＦ６回収タンク内のＳＦ６についての気相純度２１と液相純度のデータ２２を予め複数個取得し、データベース２に格納する。予め格納される対応する気相純度２１と液相純度のデータ２２は、多数ある方が好ましいことは言うまでもない。
【００５８】
この際、これら複数の気相純度データ２１、液相純度データ２２を座標軸として図４に示すようなグラフにより表すことができることが分かった。そして、このグラフから線図状の相関関係２３が導出されることが分かった。また、この気相純度データ２１と液相純度データ２２との相関関係２３は、複数の気相純度データ２１と液相純度データ２２により導出され、傾きを持つ直線２４で近似されるような線図状に表されることが分かった。
【００５９】
より具体的には、上述した線図状の相関関係２３は、液相純度データが予め定めた規定値である気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表される。実際の液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度推算には、相関関係２３は図４に示すような直線２４で表される近似式２４が導出され用いられる。また、図４には、相関関係２３は１つの直線２４にて図示されているが、帯状範囲２５としてもよい。
【００６０】
図４において、現状において、再生されて再使用可能な再生ＳＦ６の管理規定値として純度９７ｖｏｌ％が採用されている。再生ＳＦ６として液相ＳＦ６が用いられる場合には、管理規定値として液相ＳＦ６の純度が採用され、液相ＳＦ６に加えて気相ＳＦ６が用いられる場合は両者の容積比を参照して液相純度と気相純度が定められ採用される。
【００６１】
図４に表示した相関関係２３は、ＳＦ６回収タンク５５内の液相及び気相のＳＦ６重量に依存することなく成立し、例えば気相純度が７５ｖｏｌ％であっても液相純度は９７ｖｏｌ％となる。液相及び気相のＳＦ６重量を考慮して、管理規定値から液相の規定値を設定することができる。
【００６２】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、上述したように液相のＳＦ６が混合体として存在することを確認し、ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６（５６）測定重量データ１１と温度データ１２とからＳＦ６回収タンク５５内の気相及び液相ＳＦ６（５６Ａ、５６Ｂ）重量を演算し（３１）、液相ＳＦ６（５６Ｂ）が貯蔵されているときに、ＳＦ６回収タンク５５内ＳＦ６混合体５６について格納されたＳＦ６回収タンク５５内気相純度データ２１と液相純度データ２２の線図状の相関関係２３を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データ２１から液相ＳＦ６の純度２６を推算し（３２）、もって推算された液相ＳＦ６の純度２６と入力されたＳＦ６回収タンク５５内の貯蔵ＳＦ６（５６）測定重量データ１１から前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度２７を演算し（３３）、もしくはＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体５６の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する（３４）演算処理手段３を備える。当然、純度を演算することで判定に用いるようにしてもよい。
【００６３】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００におけるＳＦ６回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）重量は、ＳＦ６回収タンク５５内の貯蔵ＳＦ６（５６）測定重量データ１１と温度データ１２とから演算される。演算内容について、以下詳述する。
【００６４】
まず、ガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）のモル容積と密度を算出する。モル容積は数１で示されるBeattie-Bridgemanの式により求められる。ここで、Ｐには上述の測定した蒸気圧データを用い、Ｔには表１により求められる近似式に上記蒸気圧データを用いて求めた温度データ１２を用いることにより、モル容積Ｖが求められる。
【００６５】
【数１】
【００６６】
本実施例では、上述のように気相ＳＦ６（５６Ａ）のモル容積Ｖを所定の温度毎に予め求めておいて、表２に示すような気相５６Ａにおける温度とモル容積の関係より導出された近似２次関数式により気相５６Ａのモル容積を算出する。尚、予め求めた気相ＳＦ６（５６Ａ）の所定の温度毎のモル容積Ｖや近似２次関数式は、データベース２に格納でき、演算処理手段３の演算用のデータとして用いることができる。
【００６７】
【表２】
【００６８】
次に、上述のように演算して算出した気相ＳＦ６（５６Ａ）のモル容積Ｖを用いて、気相ＳＦ６（５６Ａ）の密度を求める。気相ＳＦ６（５６Ａ）の密度は、ＳＦ６の既知の分子量（１４６．０５ｇ）をモル容積Ｖで除することにより算出することができる。
【００６９】
次に、液相５６Ｂの密度を算出する。液相５６Ｂの密度は、密度と温度との間に予め数２の関係式が導き出されているので、この関係式により液相５６Ｂの密度を算出する。この関係式について、温度Ｔは表１により求められる近似式に上記蒸気圧データを用いて求めた温度データ１２と、ｎ＝４、Ａ０＝０．７２５、Ａ１＝、１．４７２、Ａ２＝−０．２８３、Ａ３＝１．３０３、Ａ４＝−０．６２８の値をそれぞれ用いる。以上の値を用いて液相５６Ｂの密度ｄを算出する。尚、この関係式はデータベース２に格納でき、演算処理手段３の演算用のデータとして用いることができる。
【００７０】
【数２】
【００７１】
また、上述のように求めたガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の密度と、ガス回収タンク５５内ＳＦ６混合体５６の重量データ１１とによって、ガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積を演算する。具体的には、数３、数４及び数３並びに（質量）＝（密度）×（体積）から導出される数５による連立方程式により演算し、気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積をそれぞれ算出する。尚、これら気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積は、それぞれ純度が１００％であるとして算出されている。
【００７２】
【数３】
【００７３】
【数４】
【００７４】
【数５】
【００７５】
そして、上述のように算出した気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の体積と密度をそれぞれ乗ずることによって、ガス回収タンク５５内の気相ＳＦ６（５６Ａ）と液相ＳＦ６（５６Ｂ）の質量を算出することができる。
【００７６】
この際、気相ＳＦ６（５６Ａ）には、実際には空気の質量分が含まれるために、気相５６Ａ中に含まれる空気の体積を除いてから気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の質量を算出する。この気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の質量は、測定した気相純度データ１３に上述の算出した気相ＳＦ６（５６Ａ）の体積を乗じ、気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の体積を算出し、更にこれに上述の算出した密度を乗じる事により求めることができる。
【００７７】
この際、気相ＳＦ６（５６Ａ）の体積と気相ＳＦ６（５６Ａ）の真の体積との差を取ることにより、気相ＳＦ６（５６Ａ）中に含まれる空気の体積も算出することができる。そして、この算出した空気の体積に、乾燥空気の状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴより導出される数６により算出した空気の密度を乗じることで気相ＳＦ６（５６Ａ）中に含まれる空気の質量を算出することができる。ここで、数６の圧力Ｐとしては、上述の測定した蒸気圧データを用いる。
【００７８】
【数６】
【００７９】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００における液相ＳＦ６（５６Ｂ）の重量は、以上のようにして算出された液相ＳＦ６（５６Ｂ）の質量により演算される。
【００８０】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００における液相ＳＦ６の純度２６の推算は、上述の図４に示すようにデータベース２に格納された気相純度データ２１と液相純度データ２２により取得された線図状の相関関係２３により、測定した気相純度データ１３を用いて推算される。
【００８１】
本実施例の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置１００におけるＳＦ６回収タンク５５内ＳＦ６混合体の純度２７は、数７により演算されて算出される。ここで、上述の測定した気相ＳＦ６（５６Ａ）の純度データ１３、推算された液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度２６即ち液相５６Ｂの純度データ２６及び気相５６Ａと液相５６Ｂの質量により演算する。以上のようにして、実際に行ったガス回収タンク５５内の液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度と混合体５６の純度の演算結果例を図６に示す。同様にして演算した結果例を図７に示す。図６、図７の例で用いた測定重量データ１１、測定温度データ１２、測定気相純度データ１３を表３に示す。
【００８２】
【数７】
【００８３】
【表３】
【００８４】
上述のようにして演算されて算出されたガス回収タンク内の液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度と混合体５６の純度は、図２に示すように演算処理手段３によって求められ（３３）あるいは予め定めた管理規定値内にあるかの判定が行われる（３４）。
【００８５】
この際、ＳＦ６混合体５６の純度の判定結果により、液化ＳＦ６回収設備５０は、ＳＦ６混合体５６の純度が管理値規定内にある場合は、ＳＦ６混合体５６をそのままのＳＦ６ガス使用機器５１へと再封入させるが、ＳＦ６混合体５６の純度が管理規定置内に無い場合は、ＳＦ６混合体５６は上述の図示しないガス精製装置へと送られ精製されるか若しくは破壊処分した後に新規に管理規定値内の純度であるＳＦ６ガスが外部よりガス回収タンク５５に注入されＳＦ６ガス使用機器５１へと再封入される。
【００８６】
本実施例の純度推算装置１００は、更に、演算処理手段３によって推算若しくは演算された液相ＳＦ６（５６Ｂ）の純度２６及びＳＦ６回収タンク５５内ＳＦ６混合体５６の純度２７の演算及びＳＦ６混合体５６の純度２７が管理規定置内にあるかの判定の結果を画面表示するモニターディスプレイ等の出力手段４を備える。尚、各測定データ１１、１２、１３及びデータベースに格納された相関関係２３の数値や表等も出力手段４によって適宜画面表示できる。
【００８７】
以下、本実施例における回収された液化ＳＦ６ガス回収装置における、回収された液相ＳＦ６ガスの純度の推算及びＳＦ６ガス混合体の純度を演算する手順について図８を用いて説明する。
【００８８】
まず、回収設備５０のガス回収タンク５５に接続された図示しない測定機器によりそれぞれ測定されたタンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだＳＦ６混合体のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データが入力手段１へそれぞれ入力される（４１、４２、４３）。
【００８９】
この際、これら測定データ１０により、回収タンク５５内のＳＦ６ガスが気体のみか、気相と液相の混合体かが判定される。回収タンク５５内のＳＦ６ガスが混合体である場合は、測定されたタンク５５内貯蔵ＳＦ６の測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データは、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体のデータとして扱われる。
【００９０】
次に、タンク５５内ＳＦ６混合体の測定重量データと温度データを用いることにより、気相及び液相ＳＦ６質量が演算処理手段３の演算により算出される（４４）。
【００９１】
次に、データベース２に予め測定されて取得され格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得した線図状の相関関係により、測定された気相純度データの測定条件等に対応する液相純度データを推算するためのデータが構築され（４５）即ち近似直線式が設定され、設定された近似直線式が用いられ、測定された気相純度データを用いて液相ＳＦ６の純度が推算される（４６）。
【００９２】
そして、これら各相のＳＦ６との質量と、推算された液化ＳＦ６の純度、測定された気相ＳＦ６純度データを用いることによって、ＳＦ６混合体の純度が演算される（４７）。最後に、演算されたＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかどうか判定される（４８）。
【００９３】
以上のように、本発明の回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法は、ガス回収タンク内ＳＦ６混合体の測定重量データと測定温度データ及びタンク内ＳＦ６混合体の測定気相純度データの３つの測定データのみで、液相ＳＦ６の純度推算ができるので、この純度推算方法を回収設備に用いれば、容易かつ経済的にしかも速やかに液相ＳＦ６の純度推算ができる。
【００９４】
本実施例の純度推算装置１００は、上述した測定重量データ１１及び測定温度データ１２には、それぞれガス回収タンク内のＳＦ６ガス混合体５６の質量データ及び蒸気圧データが含まれる。
【００９５】
質量データ及び蒸気圧データを含めることにより、演算処理手段による演算において、速やかに質量データ及び蒸気圧データを用いることができるために、演算速度を速めることができる純度推算装置を提供することができる。
【００９６】
本実施例の回収されたＳＦ６ガスの純度推算装置１００は、図９に示すように、ガス回収装置５３とガス回収タンク５５間に脱水手段６を介在し、液化されたＳＦ６ガス５４の水分を脱水処理するようにして構成し、各測定データ１７、１８、１９を測定するようにしてもよい。
【００９７】
これは、水分がＳＦ６ガスに含まれることによって、各測定データ１７、１８、１９が水分を含んだデータとなり、純度推算装置の計算精度を低下することを防ぐためである。この脱水手段６を備えることにより、液化されたＳＦ６ガス５４の水分を除去することによって、計算精度の高い純度推算装置を提供することができる。尚、本実施例の純度推算装置は、上記の脱水手段６を備えなくても、十分に計算精度が高い純度推算装置を提供することができる。
【００９８】
本実施例の純度推算装置１００は、上述の実施例で説明したように、入力手段と、データベースと、演算処理手段を含んで構成したので、簡便な構成で経済的にガス回収タンクに回収された液化ＳＦ６ガスの純度を推算でき、しかもＳＦ６回収設備全体を小型化できる。
【００９９】
また、本実施例の純度推算方法は、上述の実施例で説明したように、各データを入力し、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内の気相純度データと液相純度データとの相関関係を格納し、格納された各純度データ、を用いて、入力された各データから液化ＳＦ６の純度を推算し、この純度からＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算するようにしたので、容易かつ経済的にしかも速やかにガス回収タンクに回収された液化ＳＦ６ガスの純度を推算してＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１…入力手段、２…データベース、３…演算処理手段、４…出力手段、６…脱水手段、１０、１６…測定データ、１１、１７…測定重量データ、１２、１８…測定温度データ、１３、１９…測定気相純度データ、２１…格納気相純度データ、２２…格納液相純度データ、２３…気相純度データと液相純度データとの相関関係、２４…近似直線式、２５…帯状範囲、２６…推算された液相ＳＦ６の純度、２７…演算された混合体の純度、３１…気相及び液相ＳＦ６質量演算、３２…液相ＳＦ６純度推算、３３…回収タンク内ＳＦ６混合体の純度推算、３４…混合体の純度の判定、４１…重量測定、４２…温度測定、４３…気相純度測定、４４…気相及び液相ＳＦ６質量演算、４５…データ構築、４６…液相ＳＦ６純度推算、４７…ＳＦ６混合体純度演算、４８…ＳＦ６混合体純度判定、５０…ＳＦ６回収設備、５１…ＳＦ６ガス使用機器、５２…使用済ＳＦ６ガス、５３…ＳＦ６ガス回収装置、５４…液化ＳＦ６、５５…ＳＦ６回収タンク、５６…混合体ＳＦ６、５６Ａ…気相ＳＦ６、５６Ｂ…液相ＳＦ６、１００…純度推算装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力する入力手段と、
ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納するデータベースと、
ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する演算処理手段と、
を備えることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項２】
請求項１において、前記線図状の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項３】
請求項１において、使用済ＳＦ６ガスから脱水する脱水手段を備え、前記演算処理手段が、脱水状態のＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項４】
請求項１において、前記データベースが、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を格納し、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項５】
入力手段が、ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力し、
データベースが、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納し、
演算処理手段が、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定すること
を特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項６】
請求項５において、前記データベースが格納する線図上の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項７】
請求項５において、使用済ＳＦ６ガスから脱水した後に、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項８】
請求項５において、前記演算処理手段が、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を用いて前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項１】
ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力する入力手段と、
ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納するデータベースと、
ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定する演算処理手段と、
を備えることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項２】
請求項１において、前記線図状の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項３】
請求項１において、使用済ＳＦ６ガスから脱水する脱水手段を備え、前記演算処理手段が、脱水状態のＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項４】
請求項１において、前記データベースが、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を格納し、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算装置。
【請求項５】
入力手段が、ＳＦ６ガスを使用するＳＦ６ガス使用機器から使用済ＳＦ６ガスを回収し貯蔵したＳＦ６回収タンクのＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６測定重量データ、ＳＦ６回収タンク内測定温度データ及び不純物として少なくとも空気を含んだ回収タンク内貯蔵ＳＦ６のＳＦ６回収タンク内測定気相純度データを入力し、
データベースが、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６が気相ＳＦ６及び液相ＳＦ６の混合体であるときに、予め測定されて取得されたＳＦ６回収タンク内気相純度データとＳＦ６回収タンク内液相純度データを座標軸として取得された線図状の相関関係を格納し、
演算処理手段が、ＳＦ６回収タンク内貯蔵ＳＦ６の測定重量データと温度データとからＳＦ６回収タンク内の気相及び液相ＳＦ６重量を演算し、貯蔵されている当該液相ＳＦ６について、ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体について格納されたＳＦ６回収タンク内気相純度データと液相純度データの線図状の相関関係を用いて、入力された気相ＳＦ６純度データから液相ＳＦ６の純度を推算し、もって推算された液相ＳＦ６の純度と入力された前記ＳＦ６回収タンク内の貯蔵ＳＦ６測定重量データから前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算し、もしくは前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度が予め定めた管理規定値内にあるかを判定すること
を特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項６】
請求項５において、前記データベースが格納する線図上の相関関係は、前記液相純度データが予め定めた規定値である純度となる前記気相純度データの座標と気相純度データが１００ｖｏｌ％であるときに液相純度データが１００ｖｏｌ％となる座標とを結ぶ直線で表されることを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項７】
請求項５において、使用済ＳＦ６ガスから脱水した後に、前記演算処理手段が、前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【請求項８】
請求項５において、前記演算処理手段が、気相純度データと液相純度データとの相関関係から気相純度について予め定められた所定の液相純度を用いて前記ＳＦ６回収タンク内ＳＦ６混合体の純度を演算することを特徴とする回収された液化ＳＦ６ガスの純度推算方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９８１６３（Ｐ２０１２−９８１６３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６３２９（Ｐ２０１０−２４６３２９）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【特許番号】特許第４７６９３３３号（Ｐ４７６９３３３）
【特許公報発行日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（３９１０２４０６５）大陽日酸東関東株式会社 (7)
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【特許番号】特許第４７６９３３３号（Ｐ４７６９３３３）
【特許公報発行日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（３９１０２４０６５）大陽日酸東関東株式会社 (7)
[ Back to top ]