JP5031047B2 - マイクロリアクタのプラグフロー検出装置と方法、およびそれらを用いた気液分離装置と気液分離方法 - Google Patents
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Description
マイクロ流路中に流れる気体と液体で構成されるプラグフローを検出する方法であって、
前記マイクロ流路中に設けられた絶縁性流路を導電性流路で挟んだ測定点で、両導電性流路間を流れる前記プラグフローの電気抵抗率を測定する工程と、
前記測定点で前記両導電性流路間を流れる前記プラグフローの静電容量(誘電率)を測定する工程と、
前記電気抵抗率、静電容量(誘電率)の値のうち少なくとも1つが所定量変化した時に流路中に気体が流れていると判断する工程を有するプラグフローの検出方法および装置を提供する。
流路中に気体と液体で構成されるプラグフローが流れるマイクロ流路から気体を排気する気液分離方法であって、
流路中を流れる気体を検出する工程と、
気体を検出したら流路を分岐させ流路中の気体を排気する工程を有し、
前記気体を検出する工程は、
流路中に設けられた絶縁性流路を導電性流路で挟んだ測定点で、両導電性流路間を流れる前記プラグフローの電気抵抗率を測定する工程と、
前記測定点で前記両導電性流路間を流れる前記プラグフローの静電容量(誘電率)を測定する工程と、
前記電気抵抗率、静電容量(誘電率)の値のうち少なくとも1つが所定量変化した時に流路中に気体が流れていると判断する工程を有する気液分離方法および装置を提供する。
図1に本実施の形態の気液分離装置1の構成を示す。本実施の形態の気液分離装置は、流路中に配置された上流側絶縁コネクタ11と、上流側絶縁コネクタ11に接続された主電極路12と、主電極路12に接続された主絶縁コネクタ13と、主絶縁コネクタ13に接続された副電極路14と、一方を副電極路14に接続され、他方をマイクロ化学プラントの流路に接続された下流側絶縁コネクタ15と、主電極路12と副電極路14に接続された検出制御器10を有する。
図4に本実施の形態の気液分離装置の構成を示す。実施の形態1で説明をした部分は省略する。本実施の形態では、主絶縁コネクタ13の分岐路52に副電極路14が接続され、副電極路14に下流側絶縁コネクタ15と排気バルブ4が接続されている。主絶縁コネクタ13の主路51にはマイクロ化学プラントの切断された流路の下流側端子7bが接続される。本実施の形態によれば、検出した気体を副電極路14から完全に排出して再度副電極路14が液体で満たされるまで排気バルブ4は閉鎖しないので、気体を流路から確実に排出することができる。
図5に本実施の形態の気液分離装置の構成を示す。図5(a)には気液分離装置の側面図を示し、図5(b)では、ステータ41の平面図を示し、図5(c)ではローターシールだけの平面図を示す。本実施の形態では、液体が流れる主路と気体を分離させる分岐路を物理的に変更する手段を用いる。実施の形態2の場合同様、実施の形態1で説明した部分の説明は省略する。流路の上流側端部7aに上流側絶縁コネクタ11が接続されて、上流側絶縁コネクタに主電極路12が接続されている。主電極路12は、ステータ41に埋設される。
本実施の形態では、気体を排出するための分岐路が下流側絶縁コネクタ15より下流側にある場合を示す。図6に本実施の形態の気液分離装置1の構成を示す。本実施の形態での気液分離装置1は、主絶縁コネクタ13の構成が簡単になり、気体を排出する分岐点を自由に設定できる。一方、検出制御器9が流路を通過する気体を検出した際に、気体を排出する分岐点まで気体の移動をまってから排出バルブを開いて気体を排出する必要がある。
3 流速検知手段
4 排気バルブ
7a 上流側端子
7b 下流側端子
10 検出制御器
11 上流側絶縁コネクタ
12 主電極路
13 主絶縁コネクタ
14 副電極路
15 下流側絶縁コネクタ
20 検出器
21 制御器
22 OR回路
25a、25b 接続線
31 抵抗測定器
32 静電容量測定器
35a、35b スイッチ
41 ステータ
42 ステーターフェース
43 ローターシール
44 モータ
51 主路
52 分岐路
56 液流路
57 気体流路
61 溝
Claims (11)
- マイクロ流路中に流れる気体と液体で構成されるプラグフローを検出する方法であって、
前記マイクロ流路中に設けられた絶縁性流路を導電性流路で挟んだ測定点で、両導電性流路間を流れる前記プラグフローの電気抵抗率を測定する工程と、
前記測定点で前記両導電性流路間を流れる前記プラグフローの静電容量(誘電率)を測定する工程と、
前記電気抵抗率、静電容量(誘電率)の値のうち少なくとも1つが所定量変化した時に流路中に気体が流れていると判断する工程を有するプラグフローの検出方法。 - 流路中に気体と液体で構成されるプラグフローが流れるマイクロ流路から気体を排気する気液分離方法であって、
流路中を流れる気体を検出する工程と、
気体を検出したら流路を分岐させ流路中の気体を排気する工程を有し、
前記気体を検出する工程は、
流路中に設けられた絶縁性流路を導電性流路で挟んだ測定点で、両導電性流路間を流れる前記プラグフローの電気抵抗率を測定する工程と、
前記測定点で前記両導電性流路間を流れる前記プラグフローの静電容量(誘電率)を測定する工程と、
前記電気抵抗率、静電容量(誘電率)の値のうち少なくとも1つが所定量変化した時に流路中に気体が流れていると判断する工程を有する気液分離方法。 - 前記流路を分岐させ流路中の気体を排気する工程は、
流路中の分岐路の一方に設けられた排気バルブを開く工程である請求項2に記載された気液分離方法。 - 前記流路を分岐させ流路中の気体を排気する工程は、
液体を流す主流路から気体を流す排気路へ流路を切り替える工程である請求項2に記載された気液分離方法。 - マイクロ流路の一部を切断し、切断された前記マイクロ流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記マイクロ流路を流れる気体のプラグフローを検出するプラグフロー検出装置であって、
前記切断されたマイクロ流路の上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
前記上流側絶縁コネクタに接続された主電極路と、
前記主電極路に接続され主路と分岐路を有する主絶縁コネクタと、
前記分岐路に配置された排気バルブと、
前記主絶縁コネクタの主路に接続された副電極路と、
一方が前記副電極路に接続され他方が前記切断されたマイクロ流路の下流側端に接続された下流側絶縁コネクタと、を有し、
前記主電極路と前記副電極路との間で、前記主電極路と前記副電極路との間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記排気バルブを開く制御信号を出力する検出制御器を有するプラグフロー検出装置。 - 流路の一部を切断し、切断された前記流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記流路中に気体と液体で構成されるプラグフローが流れるマイクロ流路から気体を排出する気液分離装置であって、
前記切断された流路の上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
前記上流側絶縁コネクタに接続された主電極路と、
前記主電極路に接続され主路と分岐路を有する主絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタの主路に接続された副電極路と、
一方が前記副電極路に接続され他方が前記切断された流路の下流側端に接続された下流側絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタの分岐路側に配置された排気バルブと、を有し、
前記主電極路と前記副電極路との間で、前記主電極路と前記副電極路との間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記排気バルブを開く制御信号を出力する検出制御器を有する気液分離装置。 - マイクロ流路の一部を切断し、切断された前記流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記マイクロ流路を流れる気体のプラグフローを検出するプラグフロー検出装置であって、
前記切断されたマイクロ流路の上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
前記上流側絶縁コネクタに接続された主電極路と、
前記主電極路に接続され主路と分岐路を有し、前記主路は前記切断されたマイクロ流路の下流側端に接続された主絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタの分岐路に接続された副電極路と、
前記副電極路に接続された下流側絶縁コネクタと、
前記下流側絶縁コネクタに接続された排気バルブと、を有し、
前記主電極路と前記副電極路との間で、前記主電極路と前記副電極路との間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記排気バルブを開く制御信号を出力する検出制御器を有するプラグフロー検出装置。 - 流路の一部を切断し、切断された前記流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記流路中に気体と液体で構成されるプラグフローが流れるマイクロ流路から気体を排出する気液分離装置であって、
前記切断された流路の上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
前記上流側絶縁コネクタに接続された主電極路と、
前記主電極路に接続され主路と分岐路を有し、前記主路は前記切断された流路の下流側端に接続された主絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタの分岐路に接続された副電極路と、
前記副電極路に接続された下流側絶縁コネクタと、
前記下流側絶縁コネクタに接続された排気バルブと、を有し、
前記主電極路と前記副電極路との間で、前記主電極路と前記副電極路との間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記排気バルブを開く制御信号を出力する検出制御器を有する気液分離装置。 - マイクロ流路の一部を切断し、切断された前記マイクロ流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記マイクロ流路を流れる気体を分離する気液分離装置であって、
前記上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
断面中心に高さ方向に穿設された貫通孔と、前記貫通孔に平行に穿設された液路および気路を有する絶縁体からなり、前記液路は前記下流側端に接続される円柱状のステータと、
前記ステータ断面と同一位置に前記ステータに穿設された孔の直径より小さい内径を有する孔が形成され、前記ステータの一方の断面に配置されたステーターフェースと、
前記ステータの断面中心の貫通孔内に配置され、一方の先端が前記ステーターフェースに当接し、他方の先端が前記上流側絶縁コネクタと接続された主電極路と、
前記ステーターフェースに断面を対向させ、中心から前記ステータの液路に対向する位置まで削設された液路溝と、中心から前記ステータの気路に対向する位置まで削設された気液溝を有し、前記断面が前記ステーターフェースとの間で摺動可能に密着されたローターシールと、
前記ローターシールを回転させるモータと、を有し、
前記主電極路と前記ローターシールとの間で、前記主電極路と前記ローターシールとの間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記モータを回転させる制御信号を出力する検出制御器を有する気液分離装置。 - マイクロ流路の一部を切断し、切断された前記マイクロ流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記マイクロ流路を流れる気体のプラグフローを検出するプラグフロー検出装置であって、
前記流路中を流れる液体の流速を検出若しくは算出し流速値を出力する流速検知手段と、
前記切断された流路の上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
前記上流側絶縁コネクタに接続された主電極路と、
前記主電極路に接続された主絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタに接続された副電極路と、
一方が前記副電極路に接続され他方が前記切断された流路の下流側端に接続された下流側絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタの下流側に配置された分岐管と、
前記分岐管に配置された排気バルブと、
前記上流側絶縁コネクタと前記分岐路までの距離データを有し、前記流速値から遅延時間を算出し、
前記主電極路と前記副電極路との間で、前記主電極路と前記副電極路との間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記排気バルブを開く制御信号を前記遅延時間の経過後出力する検出制御器を有するプラグフロー検出装置。 - 流路の一部を切断し、切断された前記流路の上流側端と下流側端の間に設けられ、前記流路中に気体と液体で構成されるプラグフローが流れるマイクロ流路から気体を排出する気液分離装置であって、
前記流路中を流れる液体の流速を検出若しくは算出し流速値を出力する流速検知手段と、
前記切断された流路の上流側端に接続された上流側絶縁コネクタと、
前記上流側絶縁コネクタに接続された主電極路と、
前記主電極路に接続された主絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタに接続された副電極路と、
一方が前記副電極路に接続され他方が前記切断された流路の下流側端に接続された下流側絶縁コネクタと、
前記主絶縁コネクタの下流側に配置された分岐管と、
前記分岐管の分岐路側に配置された排気バルブと、
前記上流側絶縁コネクタと前記分岐路までの距離データを有し、前記流速値から遅延時間を算出し、
前記主電極路と前記副電極路との間で、前記主電極路と前記副電極路との間を流れるプラグフローの静電容量(誘電率)及び電気抵抗の値を測定し、少なくとも1種類の値の変化によって前記排気バルブを開く制御信号を前記遅延時間の経過後出力する検出制御器を有する気液分離装置。
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