JP3551043B2 - 固液二相流輸送装置及び輸送方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー状潜熱媒体、特に、固相割合の高い媒体を輸送する固液二相流の輸送装置、輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固液二相流の輸送装置では、固相の割合が多くなると配管の分岐部等で閉塞しやすくなる。このため、従来の装置では、固相割合が予め設定された所定の閾値を越えるとこれを検知して、固液二相流に含まれる固相の割合が低くなるように運転制御し、そのことにより閉塞を防止するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、固相割合を低めに制御すると、結果としてエネルギーの輸送密度が低くなり、エネルギー輸送効率の点から好ましくない。他方、固相割合の高い固液二相流を輸送すると、上述のように、エネルギーの輸送密度を上げることができるが、閉塞の危険性が高まることとなる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、固相割合の高い固液二相流を輸送してエネルギーの輸送密度を上げた場合においても、閉塞の危険性を確実に回避することができる固液二相流輸送装置及び輸送方法を提供することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１） 固液二相流の輸送経路と、この輸送経路の固相による閉塞が起こりやすい個所に配置した超音波発生装置と、輸送経路の閉塞又は閉塞の惧れを検知する検知手段と、この検知手段からの検知信号に基づいて超音波発生装置を作動する制御手段とを具備し、超音波を前記閉塞が起こりやすい個所に照射して輸送経路内の固相を分解するようにしたことを特徴とする固液二相流輸送装置。
【０００６】
（２） 検知手段は、輸送経路の上流及び／又は下流に設置した、圧力変化検出手段、流量変化検出手段、及び固液二相流の固相割合変化検出手段の少なくとも一つを備えている（１）に記載の固液二相流輸送装置。
【０００７】
（３） 検知手段は、輸送経路の上流及び／又は下流に設置した、圧力検出手段、流量検出手段、及び固液二相流の固相割合検出手段の少なくとも一つを備えている（１）又は（２）に記載の固液二相流輸送装置。
【０００８】
（４） 固液二相流輸送経路の閉塞が起こりやすい個所に超音波発生装置を配置し、閉塞時又は閉塞の惧れがある時にこの超音波発生装置から輸送経路に超音波を照射して固相を分解することを特徴とする固液二相流の輸送方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の対象となる固液二相流の輸送装置は、冷暖房装置などに固液二相流を輸送するものである。固液二相流としては、包接水和物、特に包接水和物生成物質が調和融点濃度未満に設定された包接水和物を含む水溶液が好適である。包接水和物は、水分子（ホスト分子）で構成された籠状の包接格子内に以下の様なゲスト分子が包み込まれて結晶化する化合物で、ゲスト分子として、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｎ−フォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフォニウム塩の例として、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩としてフッ化テトラｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｃ４ Ｈ９ ）４ ＮＦ），塩化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４ Ｈ９ ）４ ＮＣｌ），臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４ Ｈ９ ）４ ＮＢｒ）などが挙げられる。これらＦ，Ｃｌ，Ｂｒの代わりに酢酸（ＣＨ３ ＣＯ２ ），重炭酸（ＨＣＯ２ ），クロム酸（ＣｒＯ４ ），タングステン酸（ＷＯ４ ），シュウ酸（Ｃ２ Ｏ４ ），リン酸（ＨＰＯ４ ）でもよい。その他の上記塩も同様である。
【００１０】
この装置の閉塞の惧れのある個所とは、輸送配管の曲り管、バルブ、分岐管等である。超音波発生装置は、これらの閉塞の惧れのある個所に取付けられ、これを所定時間作動して固相に照射することに固相を分解する。閉塞又は閉塞の惧れを検知する手段は、閉塞の惧れのある個所の上流、下流、或いは両方に設けてもよい。検知の方法としては、圧力の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞の惧れのあると認定する、流量の下限を設定して下限未満の場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、固相割合の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、圧力変化割合の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、流量変化量の下限を設定して下限未満の場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、固相割合の変化量の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、若しくはこれらの組合わせで閉塞又は閉塞の惧れあると認定する等所望の方法を適宜選択することができる。
【００１１】
これらの検知手段により、閉塞又は閉塞の惧れを検知すると、その検知信号を制御装置に入力する。制御装置では、超音波発生装置を作動して超音波を固相に所定期間照射する。このことにより、潜熱媒体である固液二相流の固相が分解され、閉塞を解消する。
【００１２】
閉塞の解消を上記の検知装置で検知すると、超音波発生装置の作動（超音波の照射）を停止する。
図１及び図２に本発明の実施態様を示す。この例では、固液二相流の輸送配管１の分岐管部２の上流位置に圧力計４を取付け、この圧力計の検知信号を制御装置５に入力している。また、分岐管部２に対応する個所には超音波発生装置３が装着されている。この超音波発生装置３には制御装置５からの制御信号が出力されて、この制御信号により超音波を所定時間照射するようになっている。
【００１３】
すなわち、制御装置５では圧力計４からの信号値をある時間間隔でサンプリングする。サンプリング周期ごとに圧力あるいは流量の変化勾配を算出する。その変化勾配がある閾値を超えた場合、超音波発生装置３を作動させる。例えば圧力計４を分岐管上流に設置した場合、閉塞すれば急激に圧力が上昇するので、その傾きが所定の閾値より大きくなれば超音波発生装置３を作動させる。その結果、固相が分解され、閉塞が解消される。
制御装置５では、圧力が或る閾値を超えた時に、所定時間超音波発生装置３を作動させるようにしてもよい。
【００１４】
【実施例】
図３は、固相率１５％で設定されたテトラｎ−ブチルアンモニウム塩（ＴＢＡＢ）の輸送配管に固相率３０％（潜熱輸送密度を２倍）で流した時に発生した分岐部の閉塞を本発明による方法で解除した事例である。
【００１５】
輸送管路は２５Ａの塩化ビニル管で、正常に輸送されている時の管内平均流速は約２００ｍｍ／ｓ、圧力値は分岐部上流０．５ｍ位置で約１ｋｇｆ／ｃｍ２ Ｇであった。圧力上昇の検出値は平常時の２倍の２ｋｇｆ／ｃｍ２ Ｇとした。分岐部に超音波発生装置として磁気ひずみ式の超音波振動子（２５ＫＨｚ，２０Ｗ）を取付け、検出値以上の圧力上昇があった時は２０秒間振動子を励磁する制御方法とした。図３から分かるように、上記の程度の超音波振動子を加えることで、閉塞が容易に解除できることが分かる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特に、固相割合の高い固液二相媒体を輸送する際に、閉塞又は閉塞の兆しを検知し、閉塞の解消若しくは完全な閉塞となることを未然に防ぐことができるので、エネルギー密度の高い潜熱媒体の輸送と閉塞の防止という二律背反の課題を容易に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】潜熱媒体閉塞防止装置の作用を示す図。
【図２】潜熱媒体閉塞防止装置の全体の概略を示す図。
【図３】本発明の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１ 固液二相媒体（潜熱媒体）輸送配管
２ 分岐管
３ 超音波発生装置
４ 圧力計
５ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー状潜熱媒体、特に、固相割合の高い媒体を輸送する固液二相流の輸送装置、輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固液二相流の輸送装置では、固相の割合が多くなると配管の分岐部等で閉塞しやすくなる。このため、従来の装置では、固相割合が予め設定された所定の閾値を越えるとこれを検知して、固液二相流に含まれる固相の割合が低くなるように運転制御し、そのことにより閉塞を防止するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、固相割合を低めに制御すると、結果としてエネルギーの輸送密度が低くなり、エネルギー輸送効率の点から好ましくない。他方、固相割合の高い固液二相流を輸送すると、上述のように、エネルギーの輸送密度を上げることができるが、閉塞の危険性が高まることとなる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、固相割合の高い固液二相流を輸送してエネルギーの輸送密度を上げた場合においても、閉塞の危険性を確実に回避することができる固液二相流輸送装置及び輸送方法を提供することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１） 固液二相流の輸送経路と、この輸送経路の固相による閉塞が起こりやすい個所に配置した超音波発生装置と、輸送経路の閉塞又は閉塞の惧れを検知する検知手段と、この検知手段からの検知信号に基づいて超音波発生装置を作動する制御手段とを具備し、超音波を前記閉塞が起こりやすい個所に照射して輸送経路内の固相を分解するようにしたことを特徴とする固液二相流輸送装置。
【０００６】
（２） 検知手段は、輸送経路の上流及び／又は下流に設置した、圧力変化検出手段、流量変化検出手段、及び固液二相流の固相割合変化検出手段の少なくとも一つを備えている（１）に記載の固液二相流輸送装置。
【０００７】
（３） 検知手段は、輸送経路の上流及び／又は下流に設置した、圧力検出手段、流量検出手段、及び固液二相流の固相割合検出手段の少なくとも一つを備えている（１）又は（２）に記載の固液二相流輸送装置。
【０００８】
（４） 固液二相流輸送経路の閉塞が起こりやすい個所に超音波発生装置を配置し、閉塞時又は閉塞の惧れがある時にこの超音波発生装置から輸送経路に超音波を照射して固相を分解することを特徴とする固液二相流の輸送方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の対象となる固液二相流の輸送装置は、冷暖房装置などに固液二相流を輸送するものである。固液二相流としては、包接水和物、特に包接水和物生成物質が調和融点濃度未満に設定された包接水和物を含む水溶液が好適である。包接水和物は、水分子（ホスト分子）で構成された籠状の包接格子内に以下の様なゲスト分子が包み込まれて結晶化する化合物で、ゲスト分子として、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｎ−フォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフォニウム塩の例として、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩としてフッ化テトラｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｃ４ Ｈ９ ）４ ＮＦ），塩化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４ Ｈ９ ）４ ＮＣｌ），臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４ Ｈ９ ）４ ＮＢｒ）などが挙げられる。これらＦ，Ｃｌ，Ｂｒの代わりに酢酸（ＣＨ３ ＣＯ２ ），重炭酸（ＨＣＯ２ ），クロム酸（ＣｒＯ４ ），タングステン酸（ＷＯ４ ），シュウ酸（Ｃ２ Ｏ４ ），リン酸（ＨＰＯ４ ）でもよい。その他の上記塩も同様である。
【００１０】
この装置の閉塞の惧れのある個所とは、輸送配管の曲り管、バルブ、分岐管等である。超音波発生装置は、これらの閉塞の惧れのある個所に取付けられ、これを所定時間作動して固相に照射することに固相を分解する。閉塞又は閉塞の惧れを検知する手段は、閉塞の惧れのある個所の上流、下流、或いは両方に設けてもよい。検知の方法としては、圧力の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞の惧れのあると認定する、流量の下限を設定して下限未満の場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、固相割合の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、圧力変化割合の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、流量変化量の下限を設定して下限未満の場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、固相割合の変化量の上限を設定してその上限を超えた場合に閉塞又は閉塞の惧れのあると認定する、若しくはこれらの組合わせで閉塞又は閉塞の惧れあると認定する等所望の方法を適宜選択することができる。
【００１１】
これらの検知手段により、閉塞又は閉塞の惧れを検知すると、その検知信号を制御装置に入力する。制御装置では、超音波発生装置を作動して超音波を固相に所定期間照射する。このことにより、潜熱媒体である固液二相流の固相が分解され、閉塞を解消する。
【００１２】
閉塞の解消を上記の検知装置で検知すると、超音波発生装置の作動（超音波の照射）を停止する。
図１及び図２に本発明の実施態様を示す。この例では、固液二相流の輸送配管１の分岐管部２の上流位置に圧力計４を取付け、この圧力計の検知信号を制御装置５に入力している。また、分岐管部２に対応する個所には超音波発生装置３が装着されている。この超音波発生装置３には制御装置５からの制御信号が出力されて、この制御信号により超音波を所定時間照射するようになっている。
【００１３】
すなわち、制御装置５では圧力計４からの信号値をある時間間隔でサンプリングする。サンプリング周期ごとに圧力あるいは流量の変化勾配を算出する。その変化勾配がある閾値を超えた場合、超音波発生装置３を作動させる。例えば圧力計４を分岐管上流に設置した場合、閉塞すれば急激に圧力が上昇するので、その傾きが所定の閾値より大きくなれば超音波発生装置３を作動させる。その結果、固相が分解され、閉塞が解消される。
制御装置５では、圧力が或る閾値を超えた時に、所定時間超音波発生装置３を作動させるようにしてもよい。
【００１４】
【実施例】
図３は、固相率１５％で設定されたテトラｎ−ブチルアンモニウム塩（ＴＢＡＢ）の輸送配管に固相率３０％（潜熱輸送密度を２倍）で流した時に発生した分岐部の閉塞を本発明による方法で解除した事例である。
【００１５】
輸送管路は２５Ａの塩化ビニル管で、正常に輸送されている時の管内平均流速は約２００ｍｍ／ｓ、圧力値は分岐部上流０．５ｍ位置で約１ｋｇｆ／ｃｍ２ Ｇであった。圧力上昇の検出値は平常時の２倍の２ｋｇｆ／ｃｍ２ Ｇとした。分岐部に超音波発生装置として磁気ひずみ式の超音波振動子（２５ＫＨｚ，２０Ｗ）を取付け、検出値以上の圧力上昇があった時は２０秒間振動子を励磁する制御方法とした。図３から分かるように、上記の程度の超音波振動子を加えることで、閉塞が容易に解除できることが分かる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特に、固相割合の高い固液二相媒体を輸送する際に、閉塞又は閉塞の兆しを検知し、閉塞の解消若しくは完全な閉塞となることを未然に防ぐことができるので、エネルギー密度の高い潜熱媒体の輸送と閉塞の防止という二律背反の課題を容易に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】潜熱媒体閉塞防止装置の作用を示す図。
【図２】潜熱媒体閉塞防止装置の全体の概略を示す図。
【図３】本発明の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１ 固液二相媒体（潜熱媒体）輸送配管
２ 分岐管
３ 超音波発生装置
４ 圧力計
５ 制御装置
Claims (4)
- 固液二相流の輸送経路と、この輸送経路の固相による閉塞が起こりやすい個所に配置した超音波発生装置と、輸送経路の閉塞又は閉塞の惧れを検知する検知手段と、この検知手段からの検知信号に基づいて超音波発生装置を作動する制御手段とを具備し、超音波を前記閉塞が起こりやすい個所に照射して輸送経路内の固相を分解するようにしたことを特徴とする固液二相流輸送装置。
- 検知手段は、輸送経路の上流及び／又は下流に設置した、圧力変化検出手段、流量変化検出手段、及び固液二相流の固相割合変化検出手段の少なくとも一つを備えている請求項１に記載の固液二相流輸送装置。
- 検知手段は、輸送経路の上流及び／又は下流に設置した、圧力検出手段、流量検出手段、及び固液二相流の固相割合検出手段の少なくとも一つを備えている請求項１又は２に記載の固液二相流輸送装置。
- 固液二相流輸送経路の閉塞が起こりやすい個所に超音波発生装置を配置し、閉塞時又は閉塞の惧れがある時にこの超音波発生装置から輸送経路に超音波を照射して固相を分解することを特徴とする固液二相流の輸送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29374398A JP3551043B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 固液二相流輸送装置及び輸送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29374398A JP3551043B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 固液二相流輸送装置及び輸送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000118713A JP2000118713A (ja) | 2000-04-25 |
| JP3551043B2 true JP3551043B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=17798673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29374398A Expired - Fee Related JP3551043B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 固液二相流輸送装置及び輸送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3551043B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6530908B2 (ja) * | 2014-12-09 | 2019-06-12 | 株式会社フジワラテクノアート | 固液混合物の輸送装置及び固液混合物の輸送方法。 |
-
1998
- 1998-10-15 JP JP29374398A patent/JP3551043B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000118713A (ja) | 2000-04-25 |
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