JPH1010073A - スラッシュ流体密度測定装置 - Google Patents

スラッシュ流体密度測定装置

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Publication number
JPH1010073A
JPH1010073A JP16296796A JP16296796A JPH1010073A JP H1010073 A JPH1010073 A JP H1010073A JP 16296796 A JP16296796 A JP 16296796A JP 16296796 A JP16296796 A JP 16296796A JP H1010073 A JPH1010073 A JP H1010073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shield
fluid
diameter
density
slush
Prior art date
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Pending
Application number
JP16296796A
Other languages
English (en)
Inventor
Masasuke Nakajima
雅祐 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1010073A publication Critical patent/JPH1010073A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出の精度を上げ得るようにする。 【解決手段】 シールド15における流れ方向6の前後
の面17,18に、多数の大径開口部19を設け、シー
ルド15における上面20と側面14に、多数の小径開
口部21を設け、シールド15の底面を全面開口部16
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラッシュ流体密
度測定装置に関するものである。より詳しくは、検出精
度を上げ得るようにしたスラッシュ流体密度測定装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】常温で気体の水素や酸素や窒素やアルゴ
ン等の物質を極低温まで冷却して液化して成る液化ガス
と、この液化ガスを更に冷却してその一部を数ミリ径の
粒子に凝固させて成る固体粒子との混合物を「スラッシ
ュ流体」と呼ぶ。
【0003】該スラッシュ流体は、水と粒子状の氷が混
じったシャーベット状の氷水のようなものであり、固体
粒子成分が50wt%程度まではニュートン流体(液
体)として取り扱うことができ、しかも、液化ガスだけ
の場合と比較して固体粒子の分だけ密度が大きいため、
小さい容量の貯槽に多量に貯蔵させることができ、且
つ、固体粒子が持つ潜熱の分だけ過冷却となっているた
め、断熱容器内で蒸発ガスを発生させずに長時間液体状
態を保持できることから、特に、スラッシュ水素やスラ
ッシュ酸素等は宇宙開発用のロケット燃料等としての利
用が期待されている。
【0004】かかるスラッシュ流体を利用する場合、ス
ラッシュ流体は放熱状態により固体粒子の比率が変化し
密度が変化するため、スラッシュ流体の密度を計測して
重量流量を求める必要がある。
【0005】かかるスラッシュ流体の密度計測手段とし
て、従来、静電容量方式のものがあり、静電容量方式の
密度測定装置は、二枚のコンデンサ極板間に電界を発生
させ、コンデンサ極板間を流れるスラッシュ流体の静電
容量から誘電率を計測し、誘電率を基にその密度を求め
るようにしたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記静電容量
方式の密度測定装置には、以下のような問題点があっ
た。
【0007】即ち、静電容量方式の密度測定装置では、
二枚のコンデンサ極板間に生じる電気力線が外方へ拡が
るのを阻止することができないため、検出精度が下がる
という問題があった。
【0008】本発明は、上述の実情に鑑み、検出精度を
上げ得るようにしたスラッシュ流体密度測定装置を提供
することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の平行な
コンデンサ極板7,8から成るコンデンサ9に誘電率を
得るための検出器10を接続し、該検出器10に、誘電
率から密度を求めるための演算装置11を接続したスラ
ッシュ流体密度測定装置12において、一対のコンデン
サ極板7,8をスラッシュ流体4の流れ方向6と平行に
配置すると共に、前記コンデンサ極板7,8を、コンデ
ンサ極板7,8と平行な側面14を有する直方体状のシ
ールド15で覆い、シールド15の底面を全面開口部1
6とすると共に、シールド15における流れ方向6の前
後の面17,18に多数の大径開口部19を設け、且
つ、シールド15における上面20と側面14に多数の
小径開口部21を設けたことを特徴とするスラッシュ流
体密度測定装置にかかるものである。
【0010】この場合において、大径開口部19を、ス
ラッシュ流体4に含まれる固体粒子5の径の5〜10倍
程度の大きさとすると共に、小径開口部21を、固体粒
子5の径の2〜5倍程度の大きさとしても良い。
【0011】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
【0012】検出器10により、スラッシュ流体4の流
れ方向6と平行に設けた一対のコンデンサ極板7,8間
を流れるスラッシュ流体4の誘電率を測定し、演算装置
11により、誘電率から密度を求めるようにする。
【0013】この際、コンデンサ極板7,8がスラッシ
ュ流体4の内部で露出したままだと、電気力線が外方へ
拡がってしまうため、検出精度が下がる。
【0014】そこで、本発明では、電気力線の外方への
拡がりを抑えるために二枚のコンデンサ極板7,8をシ
ールド15で覆うようにする。
【0015】しかし、このように二枚のコンデンサ極板
7,8をシールド15で覆うと、シールド15によっ
て、コンデンサ極板7,8間へのスラッシュ流体4の流
入や流出が阻害されるため、固体粒子5の存在割合がシ
ールド15の内外で大きく異なって、密度差が生じるこ
とになるので、却って大きな検出誤差が出る。
【0016】又、二枚のコンデンサ極板7,8をシール
ド15で完全に覆ってしまうと、コンデンサ極板7,8
間へのスラッシュ流体4の流入や流出が阻害されるた
め、密度の連続計測ができなくなる。
【0017】そこで、更に、シールド15に開口部を設
けてスラッシュ流体4が自由に出入りできるようにす
る。
【0018】しかし、シールド15に開口部を設ける
と、電気力線が外へ漏れてシールド効果が低下し、検出
精度が低下することとなるので、開口部の大きさが重要
な問題となる。
【0019】本発明では、シールド15における流れ方
向6の前後の面17,18に、多数の大径開口部19を
設けるようにしている。これにより、コンデンサ極板
7,8間へのスラッシュ流体4の流入や流出が確保され
る。大径開口部19は、固体粒子5の5〜10倍程度の
大きさとするのが、電気力線の漏れを防止しつつスラッ
シュ流体4の流入や流出を確保するのには最も好まし
い。
【0020】そして、シールド15における上面20と
側面14に、多数の小径開口部21を設けるようにす
る。シールド15における上面20と側面14は、スラ
ッシュ流体4の積極的な流動が無い反面、周囲のスラッ
シュ流体4に含まれる固体粒子5の移動があるため、小
径開口部21を設けて、固体粒子5の移動を許容できる
ようにする。これにより、シールド15内外のスラッシ
ュ流体4の密度に差がでるのが防止される。小径開口部
21は、固体粒子5の2〜5倍程度の大きさとするの
が、電気力線の漏れを防止しつつ固体粒子5の移動を許
容するのには最も好ましい。
【0021】最後に、シールド15の底面を全面開口部
16とする。シールド15の底面を部分開口とすると、
底面に固体粒子5が溜まってスラッシュ流体4の密度が
変ってしまい検出誤差が大きくなるので、電気力線の漏
れを犠牲にしても固体粒子5の密度を保つようにするの
が好ましい。
【0022】以上により、最も高い精度で密度の検出結
果が得られるように、シールド15が最適化される。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。
【0024】図1〜図4は、本発明の実施の形態の一例
であり、スラッシュ流体貯槽に取付けた場合について説
明する。
【0025】図中、1はスラッシュ流体貯槽、2はスラ
ッシュ流体貯槽1に設けられた攪拌装置、3は攪拌装置
2を駆動するためのモータなどの攪拌駆動装置、4はス
ラッシュ流体、5はスラッシュ流体4中に含まれる固体
粒子、6はスラッシュ流体4の流れ方向である。
【0026】そして、本発明では、スラッシュ流体4の
流れ方向6と平行に垂直な一対のコンデンサ極板7,8
を設けてコンデンサ9を形成し、該コンデンサ極板7,
8にキャパシタンスブリッジ回路などのコンデンサ容量
を検出して誘電率を得るための検出器10を接続し、検
出器10にコンデンサ容量を誘電率に換算した上で、誘
電率から密度を求めるようにした演算装置11を接続し
て、スラッシュ流体密度測定装置12を構成する。
【0027】更に、前記コンデンサ極板7,8を、コン
デンサ極板7,8と平行な側面14を有する直方体状の
シールド15で覆うようにする。
【0028】直方体状をしたシールド15は、その底面
を全面開口部16とし、シールド15における流れ方向
6の前後の面17,18に多数の大径開口部19を設
け、残りの面、即ち、上面20と側面14に多数の小径
開口部21を設ける。
【0029】前記大径開口部19は、スラッシュ流体4
中に含まれる固体粒子5の径の5〜10倍程度の大きさ
とする。又、前記小径開口部21は、固体粒子5の径の
2〜5倍程度の大きさとする。
【0030】尚、22はシールド15に接続されたアー
スである。
【0031】次に、作動について説明する。
【0032】スラッシュ流体貯槽1では、モータなどの
攪拌駆動装置3によって攪拌装置2をゆっくりと回転さ
せ、スラッシュ流体4を静かに攪拌させることにより、
固体粒子5がスラッシュ流体貯槽1の底部に沈殿するな
どにより局所的にスラッシュ流体4の密度が変化するこ
とのないよう、スラッシュ流体貯槽1内を均一な密度に
保たせるようにしている。
【0033】そして、キャパシタンスブリッジ回路など
の検出器10により、スラッシュ流体貯槽1内にスラッ
シュ流体4の流れ方向6と平行に設けた垂直な一対のコ
ンデンサ極板7,8間を流れるスラッシュ流体4のコン
デンサ容量を測定し、演算装置11によりコンデンサ容
量を誘電率に換算した上で、図4に示すような関係に基
づき、誘電率から密度を求めるようにする。
【0034】尚、図4に示すように、誘電率と密度はほ
ぼ線形比例関係にある。
【0035】この際、コンデンサ極板7,8がスラッシ
ュ流体4の内部で露出したままだと、電気力線が外方へ
拡がってしまうため、検出精度が下がる。
【0036】そこで、本発明では、電気力線の外方への
拡がりを抑えるために二枚のコンデンサ極板7,8をシ
ールド15で覆うようにする。
【0037】しかし、このように二枚のコンデンサ極板
7,8をシールド15で覆うようにすると、シールド1
5によって、コンデンサ極板7,8間へのスラッシュ流
体4の流入や流出が阻害されるため、固体粒子5の存在
割合がシールド15の内外で大きく異なって、密度差が
生じることになるので、却って大きな検出誤差が出る。
【0038】又、二枚のコンデンサ極板7,8をシール
ド15で完全に覆ってしまうと、コンデンサ極板7,8
間へのスラッシュ流体4の流入や流出が阻害されるた
め、密度の連続計測ができなくなる。
【0039】そこで、更に、シールド15に開口部を設
けてスラッシュ流体4が自由に出入りできるようにす
る。
【0040】しかし、シールド15に開口部を設ける
と、電気力線が外へ漏れてシールド効果が低下し、検出
精度が低下することとなるので、開口部の大きさが重要
な問題となる。
【0041】本発明では、シールド15における流れ方
向6の前後の面17,18に、多数の大径開口部19を
設けるようにしている。これにより、コンデンサ極板
7,8間へのスラッシュ流体4の流入や流出が確保され
る。大径開口部19は、固体粒子5の5〜10倍程度の
大きさとするのが、電気力線の漏れを防止しつつスラッ
シュ流体4の流入や流出を確保するのには最も好まし
い。
【0042】そして、シールド15における上面20と
側面14に、多数の小径開口部21を設けるようにす
る。シールド15における上面20と側面14は、スラ
ッシュ流体4の積極的な流動が無い反面、周囲のスラッ
シュ流体4に含まれる固体粒子5の移動があるため、小
径開口部21を設けて、固体粒子5の移動を許容できる
ようにする。これにより、シールド15内外のスラッシ
ュ流体4の密度に差がでるのが防止される。小径開口部
21は、固体粒子5の2〜5倍程度の大きさとするの
が、電気力線の漏れを防止しつつ固体粒子5の移動を許
容するのには最も好ましい。
【0043】最後に、シールド15の底面を全面開口部
16とする。シールド15の底面を部分開口とすると、
底面に固体粒子5が溜まってスラッシュ流体4の密度が
変ってしまい検出誤差が大きくなるので、電気力線の漏
れを犠牲にしても固体粒子5の密度を保つようにするの
が好ましい。
【0044】以上により、最も高い精度で密度の検出結
果が得られるように、シールド15が最適化される。
【0045】本発明による密度の検出結果を、体積測定
による密度の計算結果と比較したところ、非常に高い検
出精度が得られることが実際に確認された。
【0046】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスラッシ
ュ流体密度測定装置によれば、高い検出精度を得ること
ができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の概略斜視図であ
る。
【図2】図1の拡大図である。
【図3】スラッシュ流体密度測定装置の回路図である。
【図4】誘電率と密度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
4 スラッシュ流体 5 固体粒子 6 流れ方向 7,8 コンデンサ極板 9 コンデンサ 10 検出器 11 演算装置 12 スラッシュ流体密度測定装置 14 側面 15 シールド 16 全面開口部 17,18 前後の面 19 大径開口部 20 上面 21 小径開口部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の平行なコンデンサ極板(7)
    (8)から成るコンデンサ(9)に誘電率を得るための
    検出器(10)を接続し、該検出器(10)に、誘電率
    から密度を求めるための演算装置(11)を接続したス
    ラッシュ流体密度測定装置(12)において、一対のコ
    ンデンサ極板(7)(8)をスラッシュ流体(4)の流
    れ方向(6)と平行に配置すると共に、前記コンデンサ
    極板(7)(8)を、コンデンサ極板(7)(8)と平
    行な側面(14)を有する直方体状のシールド(15)
    で覆い、シールド(15)の底面を全面開口部(16)
    とすると共に、シールド(15)における流れ方向
    (6)の前後の面(17)(18)に多数の大径開口部
    (19)を設け、且つ、シールド(15)における上面
    (20)と側面(14)に多数の小径開口部(21)を
    設けたことを特徴とするスラッシュ流体密度測定装置。
  2. 【請求項2】 大径開口部(19)を、スラッシュ流体
    (4)に含まれる固体粒子(5)の径の5〜10倍程度
    の大きさとすると共に、小径開口部(21)を、固体粒
    子(5)の径の2〜5倍程度の大きさとした請求項1記
    載のスラッシュ流体密度測定装置。
JP16296796A 1996-06-24 1996-06-24 スラッシュ流体密度測定装置 Pending JPH1010073A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003064385A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスハイドレートの生成システムおよび生成方法
KR100482465B1 (ko) * 2002-02-22 2005-04-25 신성화학 주식회사 특정 물질 농도 검출 장치 및 이를 이용한 특정 물질 농도확인 장치 및 포화 상태 확인 방법
KR100842230B1 (ko) 2006-05-08 2008-06-30 주식회사 엘지화학 연료전지에서 액체연료의 유량 및 농도를 제어하는 방법

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