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公開番号2024129725
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023039109
出願日2023-03-13
発明の名称粒子充填層の流体状況観察装置
出願人一般財団法人電力中央研究所
代理人個人,個人
主分類G01N 15/08 20060101AFI20240919BHJP(測定;試験)
要約【課題】粒子を充填した配管内を直接観察することができる粒子充填層の流体状況観察装置を提供する。
【解決手段】気液二層流体が流通する容器本体6と、容器本体6の内部に多数収容されるアモルファスフッ素樹脂(非晶質フッ素樹脂)製の透明な粒体7と、粒体7の間を気液二層流体が流通する状態を撮影するカメラ8とを備え、粒子7を充填した容器本体6内を流通する気液二層流の状態を直接視認して観察する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
気液二層流体が流通する容器本体と、
前記容器本体の内部に多数収容される粒体と、
前記粒体の間を気液二層流体が流通する状態を視認状態で表示する観察手段とを備えた
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
前記粒体は、屈折率が気液二層流体の液体とほぼ同じ値の材質からなる透明な粒体である
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。
【請求項３】
請求項２に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
前記容器本体に対して、気体の大きさが任意に調整された二層流体を供給する二層流体供給手段と、
前記二層流体供給手段から供給された気体の状態を維持する気泡調整手段とを備えた
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。
【請求項４】
請求項３に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
観察手段の後流側に配される格子状構造体を備え、
前記格子状構造体は、
長尺状の一方検出体、長尺状の他方検出体が交差して相互に間隔を開けて配され、電気信号の送受信により気泡の状態を導出する検出部材である
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。
【請求項５】
請求項３もしくは請求項４に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
前記粒体は、屈折率が１.３３から１.３４の範囲の材質製である
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。
【請求項６】
請求項５に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
観察手段は、
気液二層流体が流通する状態を撮像して画像を表示する撮像手段である
ことを特徴とする
粒子充填層の流体状況観察装置。
【請求項７】
請求項６に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
前記容器本体を流通した気液二層流体を回収して気体と液体を分離する分離手段と、
分離された液体を前記容器本体の入口における前記二層流体供給手段に送る給水手段と、
前記容器本体の入口における前記二層流体供給手段に圧縮空気を送る気体供給手段とを備えた
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。
【請求項８】
請求項１に記載の粒子充填層の流体状況観察装置において、
前記容器本体に対して、気体の大きさが任意に調整された気液二層流体を供給する二層流体供給手段と、
前記二層流体供給手段から供給された気体の状態を維持する気泡調整手段とを備えた
ことを特徴とする粒子充填層の流体状況観察装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、化学プラントの触媒充填層や、ＣＯ
２
地中貯留層を模擬した流路を流通する流体（単相流、気液二相流）の状況を可視化して観察する粒子充填層の流体状況観察装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、化学プラントでは、触媒が充填された流路における冷却水や溶液の流通状況（流況）を把握することは、プラントの設計上肝要となっている。また、粒子間の空隙が大きい岩盤などからなり、水や塩水で飽和されている帯水層にＣＯ
２
を圧入するＣＯ
２
地下中貯留層では、ＣＯ
２
の溶解状況、ＣＯ
２
がトラップされる状況、ＣＯ
２
がトラップされた後の挙動である経時変化（長時間動態）などを把握することは、ＣＯ
２
地下中貯留への適用性の判断を行う上で肝要となっている。
【０００３】
冷却水や溶液の流通状況（流況）の把握や、ＣＯ
２
のＣＯ
２
地下中貯留層での状況の把握を行うためには、流体の状況を外部から把握して、液相、気相の挙動を検出する技術を適用することができる。例えば、超音波を用いて配管内部の流体の液位や流速を検出する技術（例えば、特許文献１）を適用することができる。
【０００４】
触媒が充填された流路や、粒子間の空隙が大きい岩盤などを流通する状況においては、配管の内部に粒子を充填して配管内部（充填層）の流体（気液二層流体）の状況を把握することが好ましい。即ち、粒子が充填された充填層の内部における液相と気相の挙動（粒子との関わり）を直接観察して、リアルタイムに的確に把握することが好ましい。
【０００５】
しかし、配管の内部に粒子を充填して配管内部（充填層）の流体の状況を直接観察して把握する技術は存在せず、粒子を充填した配管内部（充填層）の気液二層流体の状況を直接観察することができる技術の出現が望まれているのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－１９７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、粒子を充填した充填層内の気液二層流体の状況を直接観察することができる粒子充填層の流体状況観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の粒子充填層の流体状況観察装置は、気液二層流体が流通する容器本体と、前記容器本体の内部に多数収容される粒体と、前記粒体の間を気液二層流体が流通する状態を視認状態で表示する観察手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る本発明は、容器本体に多数の粒体を収容することで粒子が充填された充填層が構築され、観察手段により粒体の間を気液二層流体が流通する状態、即ち、粒子を充填した充填層内を流通する気液二層流の状態を視認することができる。この結果、粒子を充填した充填層内の気液二層流体の状況を直接観察することが可能になる。
【００１０】
観察手段（撮像手段）の観察状況（撮影像）に基づき粒体に対する気体（気泡）の状況を評価する評価手段を備えることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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