(57)【要約】【課題】弗素化された炭化水素および高い密度差を有する別のガスを有する均質に圧縮されたガス混合物を製造することができる方法を記載する。【解決手段】互いに別々に存在するガスを不均質なガス混合物の形成下に前混合し、不均質なガス混合物を静的混合装置および／または緩衝タンク中に導入し、ガス混合物を混合装置または緩衝タンクからコンプレッサー中に導入し、コンプレッサーから本質的に均質に圧縮されたガス混合物を取り出すことにより、均質に圧縮されたガス混合物を製造する方法の場合に、過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素および／またはエーテルとＳＦ６および／または不活性ガス、有利に希ガスＣＯ２またはＮ２とからなるガス混合物を製造する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに別々に存在するガスを不均質なガス混合物の形成下に前混合し、不均質なガス混合物を静的混合装置および／または緩衝タンク中に導入し、ガス混合物を混合装置または緩衝タンクからコンプレッサー中に導入し、コンプレッサーから本質的に均質に圧縮されたガス混合物を取り出すことにより、均質に圧縮されたガス混合物を製造する方法において、過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素および／またはエーテルとＳＦ６および／または不活性ガス、有利に希ガスＣＯ２またはＮ２とからなるガス混合物を製造することを特徴とする、均質に圧縮されたガス混合物を製造する方法。
【請求項２】
過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素およびＮ２を含有するかまたはこれらからなる混合物を製造する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
過弗素化された炭化水素または部分弗素化された炭化水素としてＣ３Ｆ８、ＣＨＦ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨＦＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、ＣＨＦ３、ＣＦ４、ＣＦ３ＣＦ３、ＣＦ３ＯＣＨＦ２またはこれらの混合物を使用する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
コンプレッサーからガス混合物を１３バールまでの圧力で引渡す、請求項１記載の方法。
【請求項５】
緩衝タンクを使用し、返送導管中に調節弁を組み込み、この場合この調節弁は、ガス混合物の返送量が引渡される圧縮ガスの望ましい体積含量に調節する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
均質に圧縮されたガス混合物を製造し、この場合このガス混合物の組成の値は、理想的な混合の際に存在する値から最大で±０．７体積％だけ偏倚している、請求項１記載の方法。
【請求項７】
混合すべきガス流を質量流量計を使用しながら制御する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
可動の混合ステーションを使用しながら実施する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
電流を導く地下ケーブルまたはガス絶縁された開閉装置中での絶縁ガスとしての請求項１から８までのいずれか１項の記載により製造されたガス混合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素を含有する、本質的に均質に圧縮されたガス混合物を製造するための方法およびこの場合に使用可能な、殊に可動の混合ステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原理的に互いに別々に存在するガスは、ガスを容器中に移し、拡散により相応して均質なガス混合物が生じるまで十分に長い時間待機することによって簡単に均質なガス混合物に変換することができる。しかし、このためには、極めて長い時間が必要とされるので、このような方法は、工業的には使用不可能である。また、勿論、ガス流を固定した混合装置および／または共通の導管に導入する場合には、混合も観察される。しかし、殊に高い密度差を有するガス、例えば過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素を含有するガスを互いに混合する場合には、混合は、意図される混合物が必ずしも”均質”とみなされうる程度ではない。このようなガス混合物は、例えば電流を導く地下ケーブルのための絶縁ガスとして使用されてよいかまたはガス絶縁された開閉装置中での絶縁ガスとして使用されてよい。この場合、特殊な問題は、（極めて大量に必要とされる）ガス混合物が有利に現場で製造されなければならないことである。即ち、工場内で予め製造されたガス混合物を使用することを望む場合には、輸送費をできるだけ少なく維持するために、このガス混合物は、ガス瓶中で高い圧力で輸送されなければならないであろうが；しかし、これは不可能である。それというのも、この場合には、弗素化された炭化水素の含量が縮合され、相応して脱混合が発生するであろうからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、弗素化された炭化水素および高い密度差を有する別のガスを有する均質に圧縮されたガス混合物を製造することができる方法を記載することである。更に、本発明の課題は、そのために使用可能な混合ステーション、殊にそのために使用可能な可動の混合ステーションを記載することである。もう１つの課題は、汚れおよび気候の影響に対して保護された混合ステーションを記載することであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明による方法または本発明による混合ステーションによって解決される。
【０００５】
本発明によれば、本質的に均質に圧縮されたガス混合物を互いに別々に存在するガスから弗素化された炭化水素として製造するために、過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素の群からの化合物が使用される。
【０００６】
弗素化された化合物としては、本発明の範囲内で圧力により液化することができる過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素、殊に５０℃で３０バール未満の蒸気圧力（絶対）で発生する化合物であると理解することができる。この物質種の適当な代表例は、例えばＲ２１８（Ｃ３Ｆ８）、Ｒ１２５（ＣＨＦ２ＣＦ３）、Ｒ２２７ｅａ（ＣＦ３ＣＨＦＣＦ３）、Ｒ１３４ａ（ＣＨ２ＦＣＦ３）、Ｒ１４３ａ（ＣＨ３ＣＦ３）、Ｒ４０４（Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ／Ｒ１３４ａ）、Ｒ２３（ＣＨＦ３）、Ｒ１４（ＣＦ４）、Ｒ１１６（ＣＦ３ＣＦ３）、Ｅ１２５（ＣＦ３ＯＣＨＦ２）である。混合成分としては、例えばＳＦ６、不活性ガス、例えば希ガスＣＯ２またはＮ２が適当である。
【０００７】
本方法には、互いに別々に存在するガスを不均質なガス混合物の形成下に前混合し、不均質なガス混合物を静的混合装置および／または緩衝タンク中に導入し、ガス混合物を緩衝タンクまたは静的混合装置からコンプレッサー中に導入し、コンプレッサーから本質的に均質に圧縮されたガス混合物を取り出すことが設けられており、この場合には、緩衝タンクが設けられている限り、コンプレッサーから引渡される、本質的に均質に圧縮されたガス混合物の一部分を返送導管を介して緩衝タンク中に返送する。
【０００８】
本発明による方法は、均質に混合されたガス混合物を現場で使用することを可能にする。従って、ガス混合物を均質に混合して工場から供給することは、もはや不要である。もう１つの利点は、大量の貫流量（例えば、１時間当たり２００Ｎｍ３を上廻る）を加工することができることであり；この場合には、混合の程度は、使用される導管の断面積とは無関係である。均質な完成ガス混合物の計量供給される引渡しは、可能である。
【０００９】
静的混合装置および緩衝タンクが設けられている場合には、ガスを最初に静的混合装置に導通し、次に緩衝タンクに導通することは、好ましい。
【００１０】
１つの好ましい実施態様によれば、本方法は、緩衝タンクを使用しながら実施され、返送導管中に調節弁が組み込まれる。この調節弁を用いた場合には、ガス混合物の一部分の返送は、望ましい値に調節される。この実施態様は、コンプレッサーがガスバラストの下で運転されることができ、付加的に混合がなおさらに改善されるという利点を有する。調節弁は、例えばコンプレッサーから引渡される圧縮されたガスの体積の所定の割合が返送されるように調節されることができる。
【００１１】
好ましくは、充填すべき電流ケーブル中での充填限界または充填すべき圧力ガス瓶の充填限界の達成を記録し、コンプレッサーを遮断する安全装置が設けられている。例えば、所定の圧力から開放され、有利にコンプレッサーを遮断する過圧弁が重要である。過圧導管は、緩衝タンクと結合されていてよい。こうして、吹き出されたガスは、循環路中に残留する。
【００１２】
コンプレッサーは、ガス混合物を望ましい圧力で供給する程度に制御される。前記のガス混合物は、有利に１〜１３バールの圧力で引渡される。殊に、圧力は、４〜９バールの範囲内で絶対で存在する。
【００１３】
油不含で作業するコンプレッサー、殊にメンブランコンプレッサー、また往復型コンプレッサーは、有利に使用される。
【００１４】
一定の組成のガス混合物を形成させるために、供給されるガス量の制御は、有利に質量流量計により行なわれる。これは、まさに高い圧力差を有するガスの場合に有利であり；ガス量は、変動しうる温度（昼間または季節の影響）にも拘わらず正確に制御されうる。
【００１５】
好ましくは、本発明による方法は、ガスからの混合物の製造に使用することができ、この場合には、少なくとも１つのガス成分は、圧力により液化されている。圧力により液化可能なガスとしては、有利にＣＨＦ２ＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、Ｃ３Ｆ８、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨＦＣＦ３、ＳＦ６が使用される。
【００１６】
特に十分に好適であるのは、ＣＦ４、ＣＨＦ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ３、Ｃ３Ｆ８およびＮ２またはＳＦ６を含有するかまたはこれからなる均質なガス混合物を製造する方法である。このようなガス混合物は、例えば電流を導く地下ケーブルのための絶縁ガスまたはガス絶縁された開閉装置中での絶縁ガスとして使用される。
【００１７】
ガス絶縁された開閉装置中またはガス絶縁された回路中で、本発明によるガス混合物は、有利にアークが発生しない範囲内で使用される。
【００１８】
本質的に均質に圧縮されたガス混合物を製造するための本発明による方法は、特に十分に好適である。特に、引き取られた試料中のガス混合物の望ましい含量は、理想的な混合の際に存在する値から最大で±０．７体積％だけ偏倚している。場合によっては、返送導管を介して緩衝タンク中に返送される既に混合されたガスの含量は、上昇される。分析は、例えばガスクロマトグラフィーにより行なうことができる。
【００１９】
ガス混合物の組成は、幅広い範囲で移動することができる。即ち、過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素を５〜９５体積％、有利に４０〜９０体積％、殊に５０〜９５体積％含有する均質なガス混合物を製造することができる。それに応じて、１００体積％になるまでの残分は、別の成分、例えばＳＦ６または不活性ガス、有利にＮ２である。
【００２０】
部分弗素化された炭化水素および過弗素化された炭化水素のみを含有する混合物、例えばＲ２１８　２０体積％とＲ１２５　８０体積％とからなる混合物は、同様に製造可能であり、絶縁ガスとして適している。
【００２１】
本発明による方法の１つの好ましい実施態様には、過弗素化された炭化水素および／または部分弗素化された炭化水素およびＮ２を含有するかまたはこれらからなるガス混合物を製造し、このガス混合物を絶縁ガスとして電流を導く地下ケーブルまたはガス絶縁された開閉装置中に導入することが設けられている。
【００２２】
更に、本発明の対象は、過弗素化された炭化水素および本質的に軽量のガスを有するガス混合物を製造するために、本発明による方法の実施に役立つ混合ステーションである。この混合ステーションは、次の構成部材を有する：混合すべきガスを供給するための少なくとも２本の供給導管；前混合されたガスを一緒にさらに導くためのガス導管；前混合されたガスを一緒にさらに導くためのガス導管が開口している固定された混合装置および／または緩衝タンク；ガス混合物が緩衝タンクまたは固定された混合装置からコンプレッサー中に導かれる、緩衝タンクまたは固定された混合装置およびコンプレッサーと結合されているガス導管；緩衝タンクまたは固定された混合装置から導出されるガス混合物を圧縮し、かつ均質化するコンプレッサー；均質に圧縮されたガス混合物をコンプレッサーから導出するための取出し導管；緩衝タンクが存在する限り、コンプレッサーおよび緩衝タンクからの取出し導管と結合されている返送導管；返送導管中の調節弁。混合すべきガスの供給導管は、Ｔ断片を介して一緒にガスをさらに導くためのガス導管と結合されていてよい。混合ステーションの１つの好ましい実施形式は、緩衝タンクおよび調節弁を備えた返送導管を有する。図１は、１つの簡単な混合ステーションを示す。この混合ステーションは、次のものを含む：
２本の供給導管１、２；ガス貫流量を調節するための２個の弁３、４；前混合されたガスをさらに導くためのガス導管５；緩衝タンク６；コンプレッサー７；緩衝タンク６とコンプレッサー７との間のガス導管８；取出し導管９；緩衝タンクとコンプレッサーとの間の返送導管１０；返送導管中の調節弁１１；均質なガス混合物の取出し量を調節するための弁１２。
【００２３】
この混合ステーションは、さらに有用な構成部材、例えば１個以上のマノメーター、圧力減少装置、流量計、過圧弁、コンプレッサーのための自動調節装置、試料取出しのための検査位置または均質なガス混合物のための検査位置を有することができる。特に好ましくは、この装置は、ガス量の調節のために質量流量計を有する。このような装置は、運転される際の温度（昼間、季節）とは無関係に、高いガス密度差にも拘わらず正確な結果を生じる。
【００２４】
更に、混合ステーションは、つぎのものを含む：１つ以上の混合されていないガスの圧力ガス瓶を収容するためのホルダー；均質に圧縮されたガス混合物を充填するための圧力ガス瓶の接続管；このような圧力ガス瓶のための少なくとも１個のホルダー。
【００２５】
更に、この混合ステーションは、外部の影響からの保護のための手段を有することができる。例えば、汚れおよび気候の影響を外部の影響から遮断する板を有する構造物が設けられていてよい。
【００２６】
混合ステーションは、可動であるように形成されていてよい。この場合、混合ステーションは、前記の混合ステーションおよび混合ステーションが取り付けられている走行架台を含む。例えば、走行架台は、トラックまたはＬＫＷ−トレーラーであってよい。これは、混合ステーションが絶縁すべき地下ケーブルの敷設に相応してさらに移動することができるという利点を有する。
【００２７】
本発明による方法は、図２につきさらに詳説される。弗素化された炭化水素および窒素は、タンクＳＴまたは窒素用タンクＮＴから蒸発器Ｖ、マノメーターＭおよび圧力減少装置Ｄを介してガス混合装置Ｇ中に導入される。マノメーターと圧力減少装置との間の圧力は、９〜１５バールである。ガス混合装置中で、２つのガスは、質量流量計および絞り弁を介して共通の導管５中に導入される。マノメーターＭと静的混合装置Ｆとの間の差圧は、少なくとも３バールである。前混合されたガスは、静的混合装置Ｆを介して緩衝タンク６中に導入され、緩衝タンクからコンプレッサー７中に導管８を介して導入される。導管９を介してコンプレッサーから取り出されるガスの一部分は、導管１０および調節弁１１を介して緩衝タンク中に返送される。導管９中の圧力は、１３バール（即ち、１４バール絶対）である。ガス試料は、分析のために試料取出し位置１３、１３′および１３′′を介して取り出されうる。導管９中の貫流量は、５〜２５０Ｎｍ３／ｈである。均質なガス混合物は、導管９を介してここでは図示されていないガス瓶中に供給される。調節弁１１は、望ましい混合度が達成される程度に調節され、より多量の体積含分が返送されればされるほど、混合は、ますます理想的になるが、しかし、勿論、圧縮されたガス混合物の引渡し量は、それだけ少なくなる。圧縮されたガスは、遮断弁１４を介して詰込むべき物体（例えば、電流ケーブル、開閉装置または圧力ガス瓶）に引き渡される。
【００２８】
次の実施例は、本発明をさらに詳説するものであるが、本発明は、この実施例の記載の範囲に制限されるものではない。
【００２９】
【実施例】
タンクまたは窒素用タンクからの貫流量を、Ｃ３Ｆ８：Ｎ２の体積比が正確に４０：６０である程度に調節した。直接にガス緩衝装置の後方およびガス瓶から取出された試料は、それぞれＣ３Ｆ８４０体積％およびＮ２６０体積％の含量を有し、最適な混合であることが証明された。
【００３０】
例２：
体積比を５０：５０に調節しながら試験を繰り返した。緩衝タンクの後方で取り出された試料は、それぞれ混合成分を５０体積％含有していた。
【００３１】
例３〜７：
【００３２】
【表１】
2004098051.tif 000002
【００３３】
全ての実施例において、調節された混合物の偏倚を±０．７体積％に維持することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】緩衝タンクおよび調節弁を備えた返送導管を有する、簡単な混合ステーションの１実施形式を示す略図。
【図２】緩衝タンクおよび調節弁を備えた返送導管を有する、簡単な混合ステーションの別の実施形式を示す略図。
【符号の説明】
図１の場合：１、２　供給導管、　３、４　ガス貫流量を調節するための弁、５　前混合されたガスをさらに導くためのガス導管、　６　緩衝タンク、　７コンプレッサー、　８　緩衝タンクとコンプレッサーとの間のガス導管、　９取出し導管、　１０　緩衝タンクとコンプレッサーとの間の返送導管、　１１返送導管中の調節弁、　１２　均質なガス混合物の取出し量を調節するための弁
図２の場合：１、２　供給導管、　５　導管、　６　緩衝タンク、　７　コンプレッサー、　８　導管、　９　導管、　１０　導管、　１１　調節弁、　１３、１３′、１３′′　試料取出し位置、　１４　遮断弁、　Ｄ　圧力減少装置、Ｆ　静的混合装置、　Ｇ　ガス混合装置、　Ｍ　マノメーター、　ＮＴ　窒素用タンク、　ＳＴ　タンク、　Ｖ　蒸発器
【図１】
2004098051.tif 000003
【図２】
2004098051.tif 000004