JPH11264806A - 包接水和物を含む水溶液の水和物充填率計測システム - Google Patents
包接水和物を含む水溶液の水和物充填率計測システムInfo
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- JPH11264806A JPH11264806A JP10068900A JP6890098A JPH11264806A JP H11264806 A JPH11264806 A JP H11264806A JP 10068900 A JP10068900 A JP 10068900A JP 6890098 A JP6890098 A JP 6890098A JP H11264806 A JPH11264806 A JP H11264806A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】水溶液と水和物の密度差が小さく、スラリ状の
包接水和物を含む水溶液についても、容易かつ精度よく
水和物充填率を測定するシステムを提供する。 【解決手段】包接水和物生成分子を含み、包接水和物生
成前の水溶液の濃度（Ｘｂ）、包接水和物の調和融点を
与える水溶液濃度（Ｘｍ）、および、水溶液温度とこの
温度で平衡する水溶液濃度との関係を記憶する演算器１
と、水和物生成後の包接水和物の水溶液の温度（Ｔａ）
を計測する温度計６と、計測された水溶液温度（Ｔａ）
と前記記憶手段に記憶された関係から、計測された水溶
液温度（Ｔａ）に平衡する水溶液濃度（Ｘａ）を求め、
この水溶液濃度（Ｘａ）と包接水和物生成前の水溶液の
濃度（Ｘｂ）と調和融点を与える水溶液濃度（Ｘｍ）と
から水和物充填率：（Ｘｂ−Ｘａ）／（Ｘｍ−Ｘａ）を
演算する演算器２とを備えた水和物充填率計測システ
ム。
包接水和物を含む水溶液についても、容易かつ精度よく
水和物充填率を測定するシステムを提供する。 【解決手段】包接水和物生成分子を含み、包接水和物生
成前の水溶液の濃度（Ｘｂ）、包接水和物の調和融点を
与える水溶液濃度（Ｘｍ）、および、水溶液温度とこの
温度で平衡する水溶液濃度との関係を記憶する演算器１
と、水和物生成後の包接水和物の水溶液の温度（Ｔａ）
を計測する温度計６と、計測された水溶液温度（Ｔａ）
と前記記憶手段に記憶された関係から、計測された水溶
液温度（Ｔａ）に平衡する水溶液濃度（Ｘａ）を求め、
この水溶液濃度（Ｘａ）と包接水和物生成前の水溶液の
濃度（Ｘｂ）と調和融点を与える水溶液濃度（Ｘｍ）と
から水和物充填率：（Ｘｂ−Ｘａ）／（Ｘｍ−Ｘａ）を
演算する演算器２とを備えた水和物充填率計測システ
ム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、包接水和物が混入
した水溶液の水和物充填率を求め、更には、潜熱と顕熱
を含めた保有熱量を計測するシステムに関する。
した水溶液の水和物充填率を求め、更には、潜熱と顕熱
を含めた保有熱量を計測するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】氷・水スラリなどの氷充填率の計測方法
として、容器内の氷の割合（充填率）を計測し、保有熱
量を求める方法が知られている。すなわち、容器内の氷
・水の重量をＷ（ｋｇ）とし、充填率をＸ（ｗｔ％）と
すれば、保有熱量は、 Ｈ＝Ｗ×Ｘ／１００×γ＋Ｗ×Ｃp ×（Ｔａ−Ｔｏ） (kcal) ここで、γ：氷の融解潜熱（＝80kcal/kg ） Ｃp ：水の比熱（＝１kcal/kgK） Ｔａ：利用上限温度（℃） Ｔｏ：氷の融点（＝０℃） また、文献１（稲葉：「氷蓄熱システムの現状とその新
展開」、冷凍vol.71,No.830,p1346-1358,1996 ）では、
氷の充填率を計測する方法として、 (1) 氷と水の密度差から容器内の水位を測定して求める
方法 (2) 氷の厚さを測定して求める方法 その他として、 (3) 氷・水の水の電気伝導度変化を計測して求める方法 (4) 不凍液等を含む水溶液から生成された氷スラリの場
合、水溶液濃度を計測するか、水溶液温度を計測してそ
の凝固点降下から水溶液濃度、及び氷充填率を求める方
法等が記載されている。
として、容器内の氷の割合（充填率）を計測し、保有熱
量を求める方法が知られている。すなわち、容器内の氷
・水の重量をＷ（ｋｇ）とし、充填率をＸ（ｗｔ％）と
すれば、保有熱量は、 Ｈ＝Ｗ×Ｘ／１００×γ＋Ｗ×Ｃp ×（Ｔａ−Ｔｏ） (kcal) ここで、γ：氷の融解潜熱（＝80kcal/kg ） Ｃp ：水の比熱（＝１kcal/kgK） Ｔａ：利用上限温度（℃） Ｔｏ：氷の融点（＝０℃） また、文献１（稲葉：「氷蓄熱システムの現状とその新
展開」、冷凍vol.71,No.830,p1346-1358,1996 ）では、
氷の充填率を計測する方法として、 (1) 氷と水の密度差から容器内の水位を測定して求める
方法 (2) 氷の厚さを測定して求める方法 その他として、 (3) 氷・水の水の電気伝導度変化を計測して求める方法 (4) 不凍液等を含む水溶液から生成された氷スラリの場
合、水溶液濃度を計測するか、水溶液温度を計測してそ
の凝固点降下から水溶液濃度、及び氷充填率を求める方
法等が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの方法を
包接水和物を含む水溶液に適用しようとした場合、以下
の問題がある。 (1) 水溶液と包接水和物の密度差が小さいため、精度を
高くできない。
包接水和物を含む水溶液に適用しようとした場合、以下
の問題がある。 (1) 水溶液と包接水和物の密度差が小さいため、精度を
高くできない。
【０００４】(2) 包接水和物を含む水溶液はスラリ状で
あるため、上記の方法では計測が困難である。 (3) 水溶液に含まれる不純物等により水溶液の電気伝導
度が変化するため、逐次検定が必要となり、その結果計
測作業が煩雑となる。
あるため、上記の方法では計測が困難である。 (3) 水溶液に含まれる不純物等により水溶液の電気伝導
度が変化するため、逐次検定が必要となり、その結果計
測作業が煩雑となる。
【０００５】(4) 包接水和物の充填率が低い場合は、濃
度に対する凝固点降下が小さくなるため、精度の高い測
定が困難である。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、水溶液と水和物の密度差が小さく、ス
ラリ状の包接水和物を含む水溶液についても、容易かつ
精度よく水和物充填率を測定することができるシステム
を提供する。
度に対する凝固点降下が小さくなるため、精度の高い測
定が困難である。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、水溶液と水和物の密度差が小さく、ス
ラリ状の包接水和物を含む水溶液についても、容易かつ
精度よく水和物充填率を測定することができるシステム
を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】（１）本発明は、包接水
和物生成分子を含み、包接水和物生成前の水溶液の濃度
（Ｘｂ）、包接水和物の調和融点を与える水溶液濃度
（Ｘｍ）、および、水溶液温度とこの温度で平衡する水
溶液濃度との関係を記憶する手段と、水和物生成後の包
接水和物の水溶液の温度（Ｔａ）を計測する手段と、計
測された水溶液温度（Ｔａ）と前記記憶手段に記憶され
た関係から、計測された水溶液温度（Ｔａ）に平衡する
水溶液濃度（Ｘａ）を求め、この水溶液濃度（Ｘａ）と
包接水和物生成前の水溶液の濃度（Ｘｂ）と調和融点を
与える水溶液濃度（Ｘｍ）とから水和物充填率：（Ｘｂ
−Ｘａ）／（Ｘｍ−Ｘａ）を演算する手段とを備えたこ
とを特徴とする水和物充填率計測システム。
和物生成分子を含み、包接水和物生成前の水溶液の濃度
（Ｘｂ）、包接水和物の調和融点を与える水溶液濃度
（Ｘｍ）、および、水溶液温度とこの温度で平衡する水
溶液濃度との関係を記憶する手段と、水和物生成後の包
接水和物の水溶液の温度（Ｔａ）を計測する手段と、計
測された水溶液温度（Ｔａ）と前記記憶手段に記憶され
た関係から、計測された水溶液温度（Ｔａ）に平衡する
水溶液濃度（Ｘａ）を求め、この水溶液濃度（Ｘａ）と
包接水和物生成前の水溶液の濃度（Ｘｂ）と調和融点を
与える水溶液濃度（Ｘｍ）とから水和物充填率：（Ｘｂ
−Ｘａ）／（Ｘｍ−Ｘａ）を演算する手段とを備えたこ
とを特徴とする水和物充填率計測システム。
【０００７】（２）包接水和物生成分子を含む水溶液
は、調和融点を与える水溶液濃度よりも低い濃度に設定
されていることを特徴とする（１）に記載の水和物充填
率計測システム。
は、調和融点を与える水溶液濃度よりも低い濃度に設定
されていることを特徴とする（１）に記載の水和物充填
率計測システム。
【０００８】（３）演算手段は、演算して得られた水和
物充填率から水溶液の保有熱量を求める手段を更に備え
ている（１）又は（２）に記載のシステム。 （４）包接水和物は、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−
ブチルフォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフ
ォニウム塩から選択された一種又は二種以上である
（１）又は（２）又は（３）に記載の包接水和物を含む
水溶液の水和物充填率計測システムである。
物充填率から水溶液の保有熱量を求める手段を更に備え
ている（１）又は（２）に記載のシステム。 （４）包接水和物は、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−
ブチルフォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフ
ォニウム塩から選択された一種又は二種以上である
（１）又は（２）又は（３）に記載の包接水和物を含む
水溶液の水和物充填率計測システムである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、 水和物の生成熱（潜熱）：γ（ｋｃａｌ／ｋｇ） 水和物の比熱：Ｃｓ（ｋｃａｌ／ｋｇＫ） 水溶液の比熱：Ｃｌ（ｋｃａｌ／ｋｇＫ） 冷却前の水溶液の温度と濃度：Ｔｂ（℃）、Ｘｂ（ｗｔ
％） 冷却後の水溶液の温度と平衡する濃度：Ｔａ（℃）、Ｘ
ａ（ｗｔ％） 水溶液の重量：Ｗ（ｋｇ） 水和物の重量：Ｗｃ（ｋｇ） とすると、 冷却前後の塩分のマスバランスは、 Ｘｂ／１００×Ｗ＝Ｘｍ／１００×Ｗｃ＋Ｘａ×（Ｗ−
Ｗｃ） となる。
まず、 水和物の生成熱（潜熱）：γ（ｋｃａｌ／ｋｇ） 水和物の比熱：Ｃｓ（ｋｃａｌ／ｋｇＫ） 水溶液の比熱：Ｃｌ（ｋｃａｌ／ｋｇＫ） 冷却前の水溶液の温度と濃度：Ｔｂ（℃）、Ｘｂ（ｗｔ
％） 冷却後の水溶液の温度と平衡する濃度：Ｔａ（℃）、Ｘ
ａ（ｗｔ％） 水溶液の重量：Ｗ（ｋｇ） 水和物の重量：Ｗｃ（ｋｇ） とすると、 冷却前後の塩分のマスバランスは、 Ｘｂ／１００×Ｗ＝Ｘｍ／１００×Ｗｃ＋Ｘａ×（Ｗ−
Ｗｃ） となる。
【００１０】よって、水和物充填率Ｍは、 Ｍ＝Ｗｃ／Ｗ＝（Ｘｂ−Ｘａ）／（Ｘｍ−Ｘａ） …式（１） となる。
【００１１】次に、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム
（（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＢｒ）を例にとり、本発明システ
ムを説明する。図１は、水溶液濃度と融点の関係を示し
たものである。また、図２は、計測システムを示したも
のである。演算器１には、あらかじめ、図１に示す相平
衡曲線（水溶液温度とこの温度で平衡する水溶液濃度と
の関係）が記憶されており、温度を入力すると、それに
対応する平衡濃度が算出されるようになっている。ま
た、演算器２には、冷却前（包接水和物生成分子を含
み、包接水和物生成前の状態）の初期濃度（Ｘｂ）が記
憶されている。容器３内に入った水溶液を伝熱管４を介
して冷凍機５にて冷却すると、伝熱管周りに水和物が生
成される。その水溶液の温度を温度計６によって計測
（Ｔａ）し、演算器１に入力する。演算器１では、その
温度に対応する平衡濃度（Ｘａ）が算出され、この算出
値が演算器２に入力され、演算式（１）にて、水和物充
填率が演算され、出力される。
（（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＢｒ）を例にとり、本発明システ
ムを説明する。図１は、水溶液濃度と融点の関係を示し
たものである。また、図２は、計測システムを示したも
のである。演算器１には、あらかじめ、図１に示す相平
衡曲線（水溶液温度とこの温度で平衡する水溶液濃度と
の関係）が記憶されており、温度を入力すると、それに
対応する平衡濃度が算出されるようになっている。ま
た、演算器２には、冷却前（包接水和物生成分子を含
み、包接水和物生成前の状態）の初期濃度（Ｘｂ）が記
憶されている。容器３内に入った水溶液を伝熱管４を介
して冷凍機５にて冷却すると、伝熱管周りに水和物が生
成される。その水溶液の温度を温度計６によって計測
（Ｔａ）し、演算器１に入力する。演算器１では、その
温度に対応する平衡濃度（Ｘａ）が算出され、この算出
値が演算器２に入力され、演算式（１）にて、水和物充
填率が演算され、出力される。
【００１２】なお、ここで、水和物生成システムの一例
として伝熱管を介する方法を示したが、いかなる生成方
法でもよい。この実施例では演算器１，２は別構成であ
るが、まとめて一つの構成でもよい。
として伝熱管を介する方法を示したが、いかなる生成方
法でもよい。この実施例では演算器１，２は別構成であ
るが、まとめて一つの構成でもよい。
【００１３】さらに、水和物が混入した水溶液の保有熱
量まで演算してもよい。このとき、演算式は、 Ｈ＝Ｗｃ×γ＋水和物の顕熱＋水溶液の顕熱 …式（２） となる。
量まで演算してもよい。このとき、演算式は、 Ｈ＝Ｗｃ×γ＋水和物の顕熱＋水溶液の顕熱 …式（２） となる。
【００１４】このようにして演算された水和物充填率、
水溶液保有熱量は、適切な手段で表示され、更には、水
和物を含む水溶液を輸送する際の輸送制御ファクターと
して利用される。
水溶液保有熱量は、適切な手段で表示され、更には、水
和物を含む水溶液を輸送する際の輸送制御ファクターと
して利用される。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水溶液
と水和物の密度差が小さく、スラリ状の包接水和物を含
む水溶液についても、予め水溶液の相平衡曲線と、初期
水溶液濃度を入力しておけば、水和物生成時には温度を
計測するのみで、その状態の水和物の充填率を簡単にか
つ、精度良く求めることができ、測定システムも単純な
ため安価にできる等顕著な効果を発揮する。
と水和物の密度差が小さく、スラリ状の包接水和物を含
む水溶液についても、予め水溶液の相平衡曲線と、初期
水溶液濃度を入力しておけば、水和物生成時には温度を
計測するのみで、その状態の水和物の充填率を簡単にか
つ、精度良く求めることができ、測定システムも単純な
ため安価にできる等顕著な効果を発揮する。
【図１】包接水和物を蓄冷剤として用いた場合の水溶液
濃度と融点との関係を示す図。
濃度と融点との関係を示す図。
【図２】計測システムのブロック図。
１... 第１の演算器、２... 第２の演算器、３... 容
器、４... 伝熱管、５... 冷凍機、６... 温度計。
器、４... 伝熱管、５... 冷凍機、６... 温度計。
Claims (4)
- 【請求項１】 包接水和物生成分子を含み、包接水和物
生成前の水溶液の濃度（Ｘｂ）、包接水和物の調和融点
を与える水溶液濃度（Ｘｍ）、および、水溶液温度とこ
の温度で平衡する水溶液濃度との関係を記憶する手段
と、水和物生成後の包接水和物の水溶液の温度（Ｔａ）
を計測する手段と、計測された水溶液温度（Ｔａ）と前
記記憶手段に記憶された関係から、計測された水溶液温
度（Ｔａ）に平衡する水溶液濃度（Ｘａ）を求め、この
水溶液濃度（Ｘａ）と包接水和物生成前の水溶液の濃度
（Ｘｂ）と調和融点を与える水溶液濃度（Ｘｍ）とから
水和物充填率：（Ｘｂ−Ｘａ）／（Ｘｍ−Ｘａ）を演算
する手段とを備えたことを特徴とする水和物充填率計測
システム。 - 【請求項２】 包接水和物生成分子を含む水溶液は、調
和融点を与える水溶液濃度よりも低い濃度に設定されて
いることを特徴とする請求項１に記載の水和物充填率計
測システム。 - 【請求項３】 演算手段は、演算して得られた水和物充
填率から水溶液の保有熱量を求める手段を更に備えてい
る請求項１又は２に記載のシステム。 - 【請求項４】包接水和物は、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−ブチルフォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサ
ルフォニウム塩から選択された一種又は二種以上である
請求項１又は２又は３に記載の包接水和物を含む水溶液
の水和物充填率計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06890098A JP3348645B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 包接水和物を含む水溶液の水和物充填率計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06890098A JP3348645B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 包接水和物を含む水溶液の水和物充填率計測システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264806A true JPH11264806A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3348645B2 JP3348645B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=13387003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06890098A Expired - Fee Related JP3348645B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 包接水和物を含む水溶液の水和物充填率計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348645B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009162392A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | シャーベット氷生成装置およびシャーベット氷生成方法 |
| CN106404610A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-15 | 中国石油大学(北京) | 一种水合物动力学抑制剂的评价方法及其在筛选中的应用 |
| US10180404B2 (en) | 2015-04-30 | 2019-01-15 | Shimadzu Corporation | X-ray analysis device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3468147B2 (ja) | 1999-02-15 | 2003-11-17 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 水和物スラリーの計測方法および装置 |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP06890098A patent/JP3348645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009162392A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | シャーベット氷生成装置およびシャーベット氷生成方法 |
| US10180404B2 (en) | 2015-04-30 | 2019-01-15 | Shimadzu Corporation | X-ray analysis device |
| CN106404610A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-15 | 中国石油大学(北京) | 一种水合物动力学抑制剂的评价方法及其在筛选中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3348645B2 (ja) | 2002-11-20 |
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