JP2002243676A - 蒸気の乾き度又は湿り度測定装置 - Google Patents
蒸気の乾き度又は湿り度測定装置Info
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Abstract
度又は湿り度を測定できる蒸気の乾き度又は湿り度測定
装置を提供する。 【解決手段】 所定量の液体を貯留する測定容器5に、
被測定蒸気を供給する蒸気供給管2を接続する。供給さ
れた蒸気の量を検出する水頭圧センサ20を取り付け
る。容器5の側部には内部の液体温度を検出する温度セ
ンサ18,19を取り付ける。容器5内の液体の温度上
昇と供給蒸気量から、被測定蒸気のエンタルピを演算
し、更にこのエンタルピから蒸気の乾き度又は湿り度を
算出することができる。
Description
有量、即ち蒸気の単位体積当りの全質量に対する乾き飽
和蒸気の占める質量の割合を示す、所謂乾き度:Xを測
定する装置に関する。乾き度がXの場合、湿り度は(1
−X)で表される。各種ボイラや蒸気動力を利用する機
器、乾燥設備などでは、熱管理のために蒸気の乾き度又
は湿り度を測定する必要がある。これは蒸気中の水分の
含有量によって例えば乾燥状態が変化してしまうためで
ある。
気の等エンタルピ変化を利用して乾き度を測定する絞り
乾き度計がある。これは、ノズルに湿り蒸気を通して測
定容器内に噴射して断熱膨脹(等エンタルピ変化)させ
て過熱蒸気とし、ノズルの上流側の圧力と測定容器内の
圧力及び温度を検出することにより、モリエール線図あ
るいは飽和蒸気表あるいは過熱蒸気表を用いて乾き度を
測定するものである。
計では、測定可能な蒸気圧力及び乾き度の範囲が限ら
れ、一部の湿り蒸気しか測定できない問題があった。即
ち、測定すべき湿り蒸気の圧力や乾き度が低い場合は、
断熱膨張後に過熱蒸気状態とならないために、測定する
ことができないのである。
度の範囲が広く、且つ、簡単に乾き度を測定できる蒸気
の乾き度又は湿り度測定装置を提供することである。
めに講じた本発明の手段は、蒸気の乾き度又は湿り度を
測定するものにおいて、所定量の液体を貯留する測定容
器と、当該測定容器に被測定蒸気を供給する蒸気供給手
段と、当該蒸気供給手段から供給した蒸気量を検出する
蒸気量検出手段と、測定容器内の液体の温度変化を検出
する温度検出手段と、検出した温度変化と供給蒸気量か
ら供給蒸気のエンタルピを演算し、当該供給蒸気のエン
タルピから蒸気の乾き度又は湿り度を算出する演算制御
部とを具備することを特徴とする蒸気の乾き度又は湿り
度測定装置にある。
明の実施において好適な実施形態を特定するものであ
り、前記蒸気量検出手段が、供給蒸気が凝縮し測定容器
内の液体が増加した量を測定して供給蒸気量を検出する
ものである。
明の実施において好適な実施形態を特定するものであ
り、前記液体増加量を重量又は液位を測定して、供給蒸
気量を検出するものである。
明の実施において好適な実施形態を特定するものであ
り、前記液体増加量の液位を測定するものが、水頭圧セ
ンサ又はレベルセンサであるもの。
れ、蒸気供給手段から所定量の被測定蒸気が測定容器に
供給されることにより、測定容器内の液体は、供給され
る蒸気の熱量に応じて温度が上昇する。この温度上昇を
温度検出手段で検出し、一方、供給された蒸気量を蒸気
量検出手段で検出して、この供給蒸気量と温度変化から
演算制御部で熱量換算に基づき供給蒸気のエンタルピを
演算し、この供給蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度又
は湿り度を算出することができる。
係は、各圧力において、乾き飽和蒸気の乾き度を100
パーセント(即ち、湿り度が零パーセント)とし飽和水
の乾き度を0パーセント(即ち、湿り度が100パーセ
ント)として、乾き飽和蒸気のエンタルピと飽和水のエ
ンタルピの値の間を比例配分することにより、一義的に
決定される。
度とエンタルピの関係を求めて記憶しておくことによ
り、演算した被測定蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度
又は湿り度を算出することができる。
給手段としての蒸気供給管2の一端3を接続し、他端4
を円筒タンク状の測定容器5内に延設する。蒸気供給管
2の端部3は蒸気配管1内で蒸気の流下方向に開口部を
有し、被測定蒸気を容器5内にバルブ6を介して供給す
る。蒸気配管1には、被測定蒸気の圧力を検出するため
の圧力センサ10を取り付ける。また、蒸気供給管2の
外周には保温管7を、容器5にほぼ至る長さで設ける。
ない複数の開口部を設けて、容器5に供給する蒸気の一
部を保温管7内にも供給する。従って、蒸気供給管2
は、保温管7内の蒸気によって保温され、容器5に至る
間に蒸気の乾き度が変化することを防止される。保温管
7の下方に接続管8を設けてスチームトラップ9を取り
付ける。保温管7内で蒸気の凝縮した復水がこのスチー
ムトラップ9から外部に自動的に排出される。
ば常温水を供給する水供給管11を、バルブ12を介し
て接続する。容器5下部には、容器5内液体を排出する
ブロー管13を、バルブ14を介して接続すると共に、
容器5内にパイプ15を連通して所定液位までの液体を
排出する排出管16を、バルブ17を介して接続する。
度検出手段としての温度センサ18,19を取り付け
る。容器5の上部には、蒸気量検出手段の一例としての
水頭圧センサ20を取り付けると共に、その上方に容器
5の内径よりも小さな内径を有する小径円筒部21を、
容器5と連通して形成する。小径円筒部21の上端には
大気連通管22を接続する。
8,19,20と、蒸気配管1に取り付けた圧力センサ
10は、図示しない演算制御部と電気接続する。また、
バルブ6,12,14,17等も演算制御部と接続し
て、演算制御部からの開閉指令によって自動的に開閉弁
させる。
管4を配置する。コイル状の蒸気供給管4には図示しな
い多数の開口部を設けて、流入してきた蒸気を容器5内
に所定量貯留されている水の全体に均一に噴射させる。
水供給管11から所定量例えば図1に示すL2のレベル
まで常温水を供給し、蒸気供給管2から被測定蒸気を供
給して水を昇温させる。熱交換した蒸気は復水となって
容器5内の液位をレベルL3まで上昇させる。この場
合、被測定蒸気の供給量は、液位L2からL3までの上
昇量を水頭圧センサ20で検出することができる。
ていた液体の量(レベルL2)と温度、及び、温度セン
サ18,19で検出した液体の温度上昇から、演算制御
部で熱量換算に基づき供給蒸気のエンタルピを演算し
て、この供給蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度又は湿
り度を算出することができる。
に示すように各圧力において、乾き飽和蒸気の乾き度を
100パーセントとし飽和水の乾き度を0パーセントと
して、乾き飽和蒸気のエンタルピと飽和水のエンタルピ
の値の間を比例配分することにより、一義的に決定され
る。例えば図2の圧力Pの場合、A点で示すエンタルピ
の場合が乾き度100パーセントであり、B点で示すエ
ンタルピの場合が乾き度0パーセントとなり、その間を
比例配分することによって、圧力Pにおける乾き度とエ
ンタルピの関係が求まる。
係を予め求めて記憶しておき、圧力センサ10で検出し
た被測定蒸気の圧力を基にして演算した被測定蒸気のエ
ンタルピから蒸気の乾き度又は湿り度を算出することが
できる。
又は湿り度をほぼ連続的に測定することができる。即
ち、容器5のレベルL3に達した液位を、排出管16か
ら排出してレベルL1まで低下させ、続いて供給管11
から液体を供給してレベルL2まで上昇させた後、被測
定蒸気をレベルL3まで供給することによって、再度被
測定蒸気の乾き度を測定することができる。従って、こ
の測定サイクルを連続することにより、蒸気の乾き度を
ほぼ連続的に測定することができる。
例として水頭圧センサ20を用いた例を示したが、その
他に、測定容器5全体の重量を重量計で測定して重量の
増加分から供給蒸気量を検出したり、蒸気供給管2の途
中に蒸気流量計等の流量測定機能部を設けたり、あるい
は、測定容器5上部の小径円筒部21の液位の変化を各
種レベル計で測定することによっても、同様に行うこと
ができる。
等の保温に関して記載していないが、実施することが常
識として省略した。また、容器5内の温度検出に関し
て、温度センサ18,19を2本用いた例を示したが、
1本あるいは2本以上とすることもできる、また、容器
5内の液体の温度を均一にするために、液体の攪拌手段
を取り付けることもできる。
プ15を連通して所定液位、即ち、レベルL1の液位ま
で、排出管16から液体を排出する例を示したが、水頭
圧センサ20を容器5の液位レベルL1の下方に取り付
けることによって、全ての液位L1、L2、L3を水頭
圧センサ20で検出して液位を制御又は検出することが
できる。
気のエンタルピから乾き度又は湿り度を算出することに
より、流体を過熱状態にすることなく乾き度を測定でき
るので、測定可能範囲が限られることが無くなると共
に、簡単に乾き度又は湿り度を測定できる。
の概略構成図。
で用いる、各蒸気圧力毎の蒸気のエンタルピと乾き度の
関係図。
Claims (4)
- 【請求項1】 蒸気の乾き度又は湿り度を測定するもの
において、所定量の液体を貯留する測定容器と、当該測
定容器に被測定蒸気を供給する蒸気供給手段と、当該蒸
気供給手段から供給した蒸気量を検出する蒸気量検出手
段と、測定容器内の液体の温度変化を検出する温度検出
手段と、検出した温度変化と供給蒸気量から供給蒸気の
エンタルピを演算し、当該供給蒸気のエンタルピから蒸
気の乾き度又は湿り度を算出する演算制御部とを具備す
ることを特徴とする蒸気の乾き度又は湿り度測定装置。 - 【請求項2】 前記蒸気量検出手段が、供給蒸気が凝縮
し測定容器内の液体が増加した量を測定して供給蒸気量
を検出することを特徴とする請求項1に記載の蒸気の乾
き度又は湿り度測定装置。 - 【請求項3】 前記蒸気量検出手段が、液体増加量を重
量又は液位を測定して、供給蒸気量を検出することを特
徴とする請求項2に記載の蒸気の乾き度又は湿り度測定
装置。 - 【請求項4】 前記液体増加量の液位を測定するもの
が、水頭圧センサ又はレベルセンサであることを特徴と
する請求項3に記載の蒸気の乾き度又は湿り度測定装
置。
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JP2001037832A JP4204756B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 蒸気の乾き度又は湿り度測定装置 |
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