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現在の電力用ガス絶縁機器には温暖化効果の大きいSF_6ガスが使われているが、その使用量の削減に向けた混合ガス絶縁方式では使用後のガス分離回収装置の無いことが、技術的には、最大の難点とされてきた。本研究では高分子製の分離膜を用いて分離回収装置を開発した。この装置は回収ガス中のSF_6濃度を高く保ったまま回収損失を抑えるため、2段の分離膜ユニットを従属接続(カスケード接続)している。これにより回収ガス中のSF_6濃度のは97%以上、回収損失は1%程度であり、高濃度で低損失の回収システムを実現した。
まず、ガス分離の解析プログラムを開発して縦続接続における回収ガス濃度、回収損失を解析し、分離・回収システムの設計を行った。原料混合ガスのSF_6濃度を5〜20%の範囲で変え、何れの濃度においても上記目標値が達成できるよう、供給ガス圧や各部の流速などの回収条件を明確にした。この設計を基にして従属接続システムを構築し、それぞれの原料ガス濃度について1段目ユニットの回収ガス流速を変えることによって回収ガスを高濃度化し、2段目ユニットの供給ガス圧を変えることによって回収損失の低減を実現した。
次に、原料ガスの濃度が変化した場合でも目標とする回収ガス濃度が得られるように自動制御機構を有する回収システムの研究開発を行った。この装置では回収ガス濃度の自動測定装置を組み込み、その出力に応じて回収ガス流速を制御するための制御弁を駆動する。この制御と最適な供給ガス圧などの選択によって、回収ガス中のSF_6濃度を97%以上、回収損失1%程度の目標値が自動的に達成できる実用的な分離回収システムを構築した。
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