JPH11295443A - 着氷計 - Google Patents
着氷計Info
- Publication number
- JPH11295443A JPH11295443A JP13583898A JP13583898A JPH11295443A JP H11295443 A JPH11295443 A JP H11295443A JP 13583898 A JP13583898 A JP 13583898A JP 13583898 A JP13583898 A JP 13583898A JP H11295443 A JPH11295443 A JP H11295443A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- icing
- water
- amount
- measuring
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】着氷の成長速度を一定時間間隔で初期条件を再
現しながら計測することができる着氷計を提供する。 【解決手段】球体とした着氷部（１）に表面温度を計測
できるように熱電対（１０）を取り付けるとともに、着
氷した氷を除去できるように加熱ヒーター（６−１）を
取り付けた。一定時間の間に着氷部（１）に衝突して捕
捉された水のうち着氷しないで流下した水を水受け部
（２）に溜めて、着氷部（１）に着氷した氷と水受け部
（２）に溜まった水とを二つの荷重計（５−１，５−
２）で計測することにより、着氷の成長速度を計測可能
とした。また、加熱ヒーター（６−１）により着氷部
（１）の氷を除去するとともに、水受け部（２）の排水
用電磁弁を開けて排水すれば、着氷計測の初期状態を再
現することができる。
現しながら計測することができる着氷計を提供する。 【解決手段】球体とした着氷部（１）に表面温度を計測
できるように熱電対（１０）を取り付けるとともに、着
氷した氷を除去できるように加熱ヒーター（６−１）を
取り付けた。一定時間の間に着氷部（１）に衝突して捕
捉された水のうち着氷しないで流下した水を水受け部
（２）に溜めて、着氷部（１）に着氷した氷と水受け部
（２）に溜まった水とを二つの荷重計（５−１，５−
２）で計測することにより、着氷の成長速度を計測可能
とした。また、加熱ヒーター（６−１）により着氷部
（１）の氷を除去するとともに、水受け部（２）の排水
用電磁弁を開けて排水すれば、着氷計測の初期状態を再
現することができる。
Description
【発明の属する技術分野】この発明は冬期に零下の気温
となる北海道等の周辺海域やベーリング海等において、
船体にかかるしぶきによる着氷や、同地域の海岸や港湾
に設置された施設にかかる波しぶきによる着氷、また零
下の気温となる山岳地帯等に設置されたアンテナや鉄塔
への雨滴や過冷却した霧等による着氷を計測することを
目的とする技術分野に属するものである。
となる北海道等の周辺海域やベーリング海等において、
船体にかかるしぶきによる着氷や、同地域の海岸や港湾
に設置された施設にかかる波しぶきによる着氷、また零
下の気温となる山岳地帯等に設置されたアンテナや鉄塔
への雨滴や過冷却した霧等による着氷を計測することを
目的とする技術分野に属するものである。
【従来の技術とその課題】気象計器として着氷量を計測
するための着氷計の規格は定められていないので、着氷
量を計測することを目的とした着氷計は市販されていな
い。研究用としては直径の異なる円筒への着氷量を計量
して、理論との照合を調べている例があるが、着氷計と
して開発されたものはない。着氷計として現在求められ
ている主な要件は現場で着氷量を計測して、着氷の危険
性や着氷を除去するのに必要な熱量を計算し、表示する
計器である。特に、時々刻々に変化する気象条件と対応
した着氷量のデータを捉えることが、船舶、港湾、電力
等の分野の安全管理のため、また気象分野の予報の精度
向上のために求められている現状にある。着氷計に必要
な要件とそれを達成するために必要な技術については公
開されたものはないので、それらの課題についてまとめ
ると次のようになる。 （１）着氷量と未凍結水量を凍結や着氷に影響されない
ように計測できること。 （２）上方及び側方から衝突する水滴を計測できるこ
と。 （３）着氷を防止するのに必要な加熱量を求められるこ
と。 （４）風速値が与えられたとき平均熱伝達率を求められ
ること。 （５）着氷を除去するとともに未凍結水を排水して、初
期状態から再計測できること。 （６）強風に耐えること。 着氷計としてこれらの課題を解決した従来の技術はな
い。
するための着氷計の規格は定められていないので、着氷
量を計測することを目的とした着氷計は市販されていな
い。研究用としては直径の異なる円筒への着氷量を計量
して、理論との照合を調べている例があるが、着氷計と
して開発されたものはない。着氷計として現在求められ
ている主な要件は現場で着氷量を計測して、着氷の危険
性や着氷を除去するのに必要な熱量を計算し、表示する
計器である。特に、時々刻々に変化する気象条件と対応
した着氷量のデータを捉えることが、船舶、港湾、電力
等の分野の安全管理のため、また気象分野の予報の精度
向上のために求められている現状にある。着氷計に必要
な要件とそれを達成するために必要な技術については公
開されたものはないので、それらの課題についてまとめ
ると次のようになる。 （１）着氷量と未凍結水量を凍結や着氷に影響されない
ように計測できること。 （２）上方及び側方から衝突する水滴を計測できるこ
と。 （３）着氷を防止するのに必要な加熱量を求められるこ
と。 （４）風速値が与えられたとき平均熱伝達率を求められ
ること。 （５）着氷を除去するとともに未凍結水を排水して、初
期状態から再計測できること。 （６）強風に耐えること。 着氷計としてこれらの課題を解決した従来の技術はな
い。
【課題を解決するための手段】船体着氷は船首に生じた
波しぶきによるものが支配的であり、しぶきの粒径やそ
の分布、過冷却された水滴の温度等を知る必要がある
が、これらは船体の各部位において大きく異なるため
に、これらを正確に計測することは困難である。そこで
基準とした球体へ衝突する水滴のうち、着氷するものと
着氷しないで流下する未凍結水とを計測することで、着
氷の成長速度や危険度、また着氷を除去するのに必要な
加熱量を求めることができるような着氷計を考案した。
即ち、着氷部は上方及び側方から衝突する水滴に対して
同一断面積となるように球形とし、風による抗力に耐え
て垂直荷重のみ計測できるように、二つの荷重計測部を
二重管としてボールベアリングによる球接触とした。ま
た、着氷や凍結を防止するために、着氷部、水受け部、
可動部近傍には加熱用のヒーターを取り付けた。さら
に、着氷部の温度や熱伝達率を求めるために着氷部の各
部位に熱電対を取り付けた。これらの手段により課題を
解決した着氷計を提供する。
波しぶきによるものが支配的であり、しぶきの粒径やそ
の分布、過冷却された水滴の温度等を知る必要がある
が、これらは船体の各部位において大きく異なるため
に、これらを正確に計測することは困難である。そこで
基準とした球体へ衝突する水滴のうち、着氷するものと
着氷しないで流下する未凍結水とを計測することで、着
氷の成長速度や危険度、また着氷を除去するのに必要な
加熱量を求めることができるような着氷計を考案した。
即ち、着氷部は上方及び側方から衝突する水滴に対して
同一断面積となるように球形とし、風による抗力に耐え
て垂直荷重のみ計測できるように、二つの荷重計測部を
二重管としてボールベアリングによる球接触とした。ま
た、着氷や凍結を防止するために、着氷部、水受け部、
可動部近傍には加熱用のヒーターを取り付けた。さら
に、着氷部の温度や熱伝達率を求めるために着氷部の各
部位に熱電対を取り付けた。これらの手段により課題を
解決した着氷計を提供する。
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について実
施例を示して説明する。
施例を示して説明する。
【実施例】この発明の着氷計として、図−１に例示した
ものをひとつの態様として示すことができる。図−１に
例示した着氷計は、着氷部（１）、水受け部（２）およ
び支持部（３）により構成される。着氷部（１）は球体
とし、上方及び側方のいずれの方向から衝突するしぶき
に対しても同一断面積となるようにし、球体の表面また
は裏面に各方位の表面温度を計測できるように熱電対
（１０）を取り付け、また球体の内部に球体を均等に加
熱できるように加熱ヒーター（６−１）を内蔵してい
る。球体と水受け部（２）との接続はベアリング（７−
１）を取り付けた円筒とし、接続部に水が侵入しないよ
うに防水蓋（１１）を設けている。水受け部（２）は着
氷部（１）に衝突して捕捉された水滴のうち流下する水
を受けて溜める部分であり、排水用電磁弁（４）、二つ
の荷重計（５−１，５−２）、着氷及び凍結を防止する
ために水受け部の内部及び外部に加熱ヒーター（６−
２）を取り付けている。水受け部の底面には排水用の勾
配（８）を設けるとともに荷重計取り付け部には結露等
による水を排水する排水穴（９）を明けてある。加熱ヒ
ーター（６−１、６−２）には防水型リボンヒーター、
絶縁処理した面ヒーター、発熱塗膜等を適宜選択して用
いることができる。支持部（３）は設置箇所により各種
の形態を選ぶことができるが、本例では静置する方式を
示した。支持部（３）には水受け部（２）と球接触で接
続するようにベアリング（７−２）を設けている。着氷
部（１）と水受け部（２）、また水受け部（２）と支持
部（３）はそれぞれ回転防止ピン（１２−１，１２−
２）で方向を規定している。これらの回転防止ピン（１
２−１，１２−２）は凍結して荷重の計測を阻害しない
ようにピン穴をキャップ構造とし、ピンを凍着しにくく
している。また、温度や荷重を計測するためのコード、
ヒーターや電磁弁への入力コードなどの計測・入出力コ
ード（１３）は着氷や凍結により計測の障害とならない
ように接続部や支持部の管内に収納するように取り付け
ている。本着氷計を着氷する条件の気象下に設置すれ
ば、着氷部（１）に衝突して捕捉された水の一部が着氷
し、着氷しない水は流下して水受け部（２）に溜まるよ
うになる。着氷部（１）に着氷した氷の重量は荷重計
（５−１）で計測され、水受け部（２）に溜まった水の
重量は二つの荷重計（５−１，５−２）の差から求める
ことができる。一定時間着氷の成長過程の計測を行った
後、着氷部（１）を加熱ヒーター（６−１）で加熱して
除氷し、水受け部（２）の排水用電磁弁（４）を開いて
溜まった水を排水する。氷と水を排除できたら着氷部
（１）の加熱ヒーター（６−１）を切り、着氷部（１）
に着氷が始まった時点を荷重計（５−１）の変化から判
断し、排水用の電磁弁（４）を閉じて次の計測に入るよ
うにする。本計測を繰り返すことにより、時々刻々の着
氷成長速度を求めることができる。なおこれらの計測は
コントローラーを用いて自動化する事が可能である。
ものをひとつの態様として示すことができる。図−１に
例示した着氷計は、着氷部（１）、水受け部（２）およ
び支持部（３）により構成される。着氷部（１）は球体
とし、上方及び側方のいずれの方向から衝突するしぶき
に対しても同一断面積となるようにし、球体の表面また
は裏面に各方位の表面温度を計測できるように熱電対
（１０）を取り付け、また球体の内部に球体を均等に加
熱できるように加熱ヒーター（６−１）を内蔵してい
る。球体と水受け部（２）との接続はベアリング（７−
１）を取り付けた円筒とし、接続部に水が侵入しないよ
うに防水蓋（１１）を設けている。水受け部（２）は着
氷部（１）に衝突して捕捉された水滴のうち流下する水
を受けて溜める部分であり、排水用電磁弁（４）、二つ
の荷重計（５−１，５−２）、着氷及び凍結を防止する
ために水受け部の内部及び外部に加熱ヒーター（６−
２）を取り付けている。水受け部の底面には排水用の勾
配（８）を設けるとともに荷重計取り付け部には結露等
による水を排水する排水穴（９）を明けてある。加熱ヒ
ーター（６−１、６−２）には防水型リボンヒーター、
絶縁処理した面ヒーター、発熱塗膜等を適宜選択して用
いることができる。支持部（３）は設置箇所により各種
の形態を選ぶことができるが、本例では静置する方式を
示した。支持部（３）には水受け部（２）と球接触で接
続するようにベアリング（７−２）を設けている。着氷
部（１）と水受け部（２）、また水受け部（２）と支持
部（３）はそれぞれ回転防止ピン（１２−１，１２−
２）で方向を規定している。これらの回転防止ピン（１
２−１，１２−２）は凍結して荷重の計測を阻害しない
ようにピン穴をキャップ構造とし、ピンを凍着しにくく
している。また、温度や荷重を計測するためのコード、
ヒーターや電磁弁への入力コードなどの計測・入出力コ
ード（１３）は着氷や凍結により計測の障害とならない
ように接続部や支持部の管内に収納するように取り付け
ている。本着氷計を着氷する条件の気象下に設置すれ
ば、着氷部（１）に衝突して捕捉された水の一部が着氷
し、着氷しない水は流下して水受け部（２）に溜まるよ
うになる。着氷部（１）に着氷した氷の重量は荷重計
（５−１）で計測され、水受け部（２）に溜まった水の
重量は二つの荷重計（５−１，５−２）の差から求める
ことができる。一定時間着氷の成長過程の計測を行った
後、着氷部（１）を加熱ヒーター（６−１）で加熱して
除氷し、水受け部（２）の排水用電磁弁（４）を開いて
溜まった水を排水する。氷と水を排除できたら着氷部
（１）の加熱ヒーター（６−１）を切り、着氷部（１）
に着氷が始まった時点を荷重計（５−１）の変化から判
断し、排水用の電磁弁（４）を閉じて次の計測に入るよ
うにする。本計測を繰り返すことにより、時々刻々の着
氷成長速度を求めることができる。なおこれらの計測は
コントローラーを用いて自動化する事が可能である。
【発明の効果】本発明によって従来計測が困難であった
着氷の計測が可能となる。また、本着氷計の近傍におい
て気温及び風速計により風速値が得られれば、着氷時の
熱伝達率を着氷計の加熱量と表面温度から求めることが
可能である。本着氷計により着氷の成長過程の実証デー
タが得られるので、現場に即した着氷防止の設計や着氷
災害の防止に役立てることができる。
着氷の計測が可能となる。また、本着氷計の近傍におい
て気温及び風速計により風速値が得られれば、着氷時の
熱伝達率を着氷計の加熱量と表面温度から求めることが
可能である。本着氷計により着氷の成長過程の実証デー
タが得られるので、現場に即した着氷防止の設計や着氷
災害の防止に役立てることができる。
【図−１】本発明の一例を示した側面図である。
１ 着氷部 ２ 水受け部 ３ 支持部 ４ 排水用電磁弁 ５−１、５−２ 荷重計 ６−１、６−２ 加熱ヒーター ７−１、７−２ ベアリング ８ 排水用勾配 ９ 排水穴 １０ 熱電対 １１ 防水蓋 １２−１、１２−２ 回転防止ピン １３ 計測・入出力コード
Claims (1)
- 【請求項１】着氷が成長する気象条件下において、単位
時間に着氷部に捕捉された水量のうち着氷した量と、着
氷しないで水受け部に溜まった水量とを水受け部に設け
た二つの荷重計で計測して着氷量を求めることを特長と
した計器で、着氷しない気象条件下において、単位時間
に着氷部に捕捉されたしぶき、雨、雪などの水量を水受
け部に設けた二つの荷重計で計測できるとともに、さら
に球体とした着氷部の内部に加熱ヒーターを設け、球体
の表面温度を計測できるように熱電対を取り付けた構造
とし、平均熱伝達率を求めることができるようにしてあ
るとともに、着氷部の氷を取り除き、初期状態から再計
測できることを特長とした着氷計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13583898A JP2884516B1 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 着氷計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13583898A JP2884516B1 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 着氷計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2884516B1 JP2884516B1 (ja) | 1999-04-19 |
| JPH11295443A true JPH11295443A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=15160953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13583898A Expired - Lifetime JP2884516B1 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 着氷計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884516B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105204095A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-30 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种适用于冻雨降水测量的称重式雨量计结构 |
| CN105300334A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-03 | 华北电力大学（保定） | 输电线覆冰厚度测量装置 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP13583898A patent/JP2884516B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105204095A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-30 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种适用于冻雨降水测量的称重式雨量计结构 |
| CN105204095B (zh) * | 2015-10-23 | 2018-02-16 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种适用于冻雨降水测量的称重式雨量计结构 |
| CN105300334A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-03 | 华北电力大学（保定） | 输电线覆冰厚度测量装置 |
| CN105300334B (zh) * | 2015-11-13 | 2017-11-14 | 华北电力大学（保定） | 输电线覆冰厚度测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2884516B1 (ja) | 1999-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |