JP2011209257A - 抗力平衡板型粘度センサー - Google Patents

Abstract

【課題】船舶の重質燃料油のインライン式粘度センサーであり、耐振性、耐熱性、耐蝕生の構造である。
【解決手段】本抗力平衡板型粘度センサーは容積式移送ポンプで移送する移送管の途中に、移送管と同じ口径の出入り口継ぎ手を付き鋼管製本体は、外径約１００ｍｍ、高さ約８０ｍｍを２区画に隔壁を介して分割した円筒形構造体で、その１室は、流体の通路に流体の受け面で抗力を発生さる抗力平衡板が支持軸に懸垂した状態で装備される。２室には、１室の抗力平衡板に発生した抗力により、支持軸中心の偶力により、この先端部の移動量を電圧に変える無接触形電圧発生器を配置し、この出力を電圧／電流変換器を介して外部の粘度制御盤に伝送され、燃料油の粘度を約１８０ＣＳＴから８ＣＳＴ近くまで連続制御する粘度制御装置の粘度検出器としての特徴を有する抗体平衡板型粘度センサーである。
【選択図】図１

Description

本、発明は、デーゼル内燃機関、ボイラー外燃機関等の重油を専焼する機関の燃焼に必要な粘度にするため、その燃料油移送ラインに配置された燃料油加熱装置の粘度制御用の粘度センサー、及び、軽質燃料油と所定の粘度に相応した比率で混合させるブレンダー装置において、その混合油の粘度制御用に使用される粘度センサーに関するものである。

従来の燃料油移送ラインで使用される粘度センサーには、電動回転トルク式、振動式、ダイヤフラム式、超音波共振式、定流量差圧式、等があるが、それらは緻密な構造からなり、振動、高油温に影響受け易すく、特に船舶では、特有の推進振動、機関振動、エンジン噴射戻り油の高周波脈動、腐蝕及び約１４０℃の高温燃料油に曝されるなどの過酷な条件にたいし、その精度面と耐久性に弱点がある。

なお、本発明に関連する公知技術として、次の特許文献１，２を挙げることが出来る。
特開２００６−２５８７８２号広報 特開２００４−３１６８１４号広報

上記の如く従来の技術に係わるインラインに配置の粘度センサーには振動、高温流体、腐蝕などの外乱が比較的に少ない陸上プラントには有効な機能を持つが、船舶での重質燃料油のインライン式粘度センサーには耐振性、耐熱性、耐蝕生の構造である事が不可欠であり、この条件を満たすインライン式の粘度センサーは必然的に高価となる。

又、従来の粘度制御方法として、主として、船舶では、重油を船舶に搭載する際に、油業者が提出する燃料油分析表に記載された特定粘度値を基に、簡易の粘度−温度特性線図により、所要の粘度に相当する温度を、その燃料油加熱器の制御温度に設定して、所要の粘度に加熱制御する方法が多く採用されているが、この方法は油業者が提示した特定温度における粘度値の妥当性を確認することなく粘度管理されている事に問題がある。

本発明は、このような点を考慮して開発したものであり、この要素は、粘性流体を所定の粘度にするために、その流体を加熱装置で加熱する方法、または、軽質油と混合させる方法のブレンダー装置が使用されるが、その流体は、いずれも、粘度が減少すると共に、その比重が比例的に減少するから、その流体の運動量、及び、粘性摩擦抵抗はこの減少量に相応して減少する事になる。

この原理に基づいて、流体の通路に平面板を対面で配置すると流体の運動量に相当する抗力がこの平面板上に発生するから、この平面板を流体の流速と比重からなる運動量に対応出来る大きさと重量にして、これを支持軸より自重で懸垂した状態で流路に配置すれば、平面板上に発生した抗力は支持軸を支点とした偶力が、平面板の重量と平衡する角度まで平面板を回すから、この懸垂型平面板は微小な粘度の変化にも追従し、所要の粘度域で平衡状態なる構造の抗力平衡板である。

上記、抗力平衡板の先端部の移動量は、隔壁を介して配置された無接触型電圧発生器により検出され、これを変換器により出力信号として遠隔配置の粘度制御盤に伝送される構造であるから、耐振、耐熱、耐蝕生などの条件に耐え、消耗のない耐久性に優れた小型、かつ安価な構造のインライン配置で使用する抗力平衡板型粘度センサーである。

上述の目的を達成する本発明のインライン配置で使用する抗力平衡板型粘度センサーは、容積式移送ポンプで移送する移送管の途中に、移送管と同じ口径の出入り口継ぎ手を持つ鋼管製本体は、外径約１００ｍｍで、高さ約５０ｍｍと３０ｍｍに隔壁を介して分割した円筒形、又は、２区画組合せ構造体で、その１室は、流体の流路に流体の受け面として抗力を発生さる抗力平衡板が支持軸に懸垂状態で装備される。

２室には、１室の抗力平衡板で発生した抗力により、同部先端部の移動量を検出する無接触直線形電圧発生器を配置し、又は、平衡板支持軸の移動角度を直接検出する無接触角度形電圧発生器を配置し、その出力信号は変換器を介して外部の粘度制御盤に伝送され、重質燃料油の粘度が高粘度域から所要の粘度約８ｃｓｔになるまで連続して粘度検出して出力発信することを特徴とした構造である。

１例として前記の抗力平衡板型粘度センサーは、燃料移送管内の流速がＪＩＳ、Ｆ７１０１に規定された油管標準流速で移送される配管では、移送容量の大小に関係なく、抗力平衡板上に発生する抗力及び平行流で発生する粘性摩擦抵抗は移送ポンプの電動機出力に殆ど影響を与えない微小の範囲に収める事が出来る。

以上で説明したように、本発明により、本粘度センサーの本体に組み込まれた抗力平衡板は所定の粘度と平衡する大きさに製作されているから、万一、粗悪重油の粘度、比重が不明確な場合においても、目標の設定粘度に収斂するまで出力発信する機能を持ち、比較的粗悪重油を専焼とするデーゼル機関の入り口側に配置された粘度制御装置により最適粘度に調整する粘度センサーとして極めて有効な装置である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

図１〜図３は本発明の実施の構造を示すもので、
図１は鋼管製本体を２区画に区分して、この両区画に抗力平衡板と無接触直線形電圧発生器を配置した本体中央側断面図。
図２は上記図１のＡ−Ａ断面図。
図３は電磁式角度型電圧発生器を鋼管本体側面に別区画で配置し、抗力平衡板の支持軸に発生した回転角を直接又は磁力で駆動する構造を上記図１のＡ−Ａ位置での断面図．

図４は船舶デーゼル主機関の燃料油管系統において本発明の抗力平衡板型粘度センサー１０〜１８と関連した機器の配置を系統的に示したものである。

図１に示された抗力平衡板型粘度センサーの鋼管本体１０および抗力平衡板１１の大きさは、一例として、図４の船舶デーゼル主機関の燃料油配管系統図において、機関出力５０００ＰＳ及びそれ以下では、燃料移送ポンプ４１の容量は約０．５ｍ３／ｈが使用され、この移送管のＪＩＳ標準流速約０．３ｍ／ｓでは、移送管呼び径は２５Ａまたは３２Ａとなる。

上記により、抗力平衡板１１の大きさは標準流速０．３ｍ／Ｓ，使用重油の粘度制御範囲を高粘度域から所要粘度８ＣＳＴとした場合の比重変化量は石油業界資料の標準粘度／比重特性線図より求め、その運動量による抗力とバランスする抗力平衡板の大きさが求まるが、実際の運転において、この移送管の燃料油の粘度制御は通常は１８０ＣＳＴ前後の高い値から始まり、これを加熱、または、軽油混合方法により所定の粘度約８ＣＳＴまで制御すると抗力平衡板１１に発生する抗力はこの粘度の低下に比例的に減少して、所定の粘度に制御される。

本発明は、重質燃料油を使用する陸用、舶用デーゼル機関およびボイラーにおいて、その燃料油の粘度を加熱又は他の軽質油と混合させる方法により所要粘度まで粘度制御を必要とする装置の粘度センサーとして使用することが出来る。

抗力平衡板型粘度センサー本体組立、側断面図。 抗力平衡板型粘度センサー断面図。 無接触角度型電圧発生器を鋼管本体側面に別区画で配置した断面図。 船舶デーゼル機関の燃料油系統に本発明の抗力平衡板型粘度センサーを組み込んだ配管系統図。

１０、鋼管本体
１１，抗力平衡板組立
１２、磁石
１３、平衡板支持軸
１４、支持軸軸受け
１５、３１，無接触直線形／角度形電圧発生器、
１６，３２，変換器
１７，粘度制御盤
１８，通気孔
３０，電圧発生器区画
４０，重油タンク
４１、燃料油移送ポンプ
４２，燃料油加熱器
４３，燃料加熱蒸気流量制御弁
４４，燃料油加熱器
４５，デーゼル機関

Claims (2)

1. 流体の通路に平面板を対面で配置すると、流体の運動量に相当する抗力がこの平面板上に発生する原理を応用したもので、この平面板を流体の流速と比重により発生する抗力に相応した大きさと重量で、これを支持軸より自重で懸垂した状態で流路に配置し構造体で、これが流体の運動量により発生する平面板上の抗力が、その平面板を、その粘度に相当する位置でまで回す機能を持ち、微小な粘度の変化量にも追従することを特徴とする抗力平衡板型粘度センサーである。
2. 抗力平衡板の先端の動き量は、隔壁を介して相対的に配置された無接触形電圧発生器により変換器を介して、出力信号として遠隔配置の粘度制御盤に伝送されるから、これを燃料油燃焼機関前に配置された粘度制御装置の粘度検出器として取り付けられるので、耐振、耐熱、耐ノイズなどの条件に耐え、消耗のない耐久性に優れた小型、かつ安価な、インライン配置で使用する抗力平衡板型粘度センサーである。

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