JP2013057511A - Airflow measuring method and airflow measuring apparatus for furnace facility - Google Patents
Airflow measuring method and airflow measuring apparatus for furnace facility Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、循環経路を有する設備の風量測定、特に排気循環経路を有する炉設備などの風量測定に関するものである。 The present invention relates to the measurement of the air volume of equipment having a circulation path, and particularly relates to the measurement of the air volume of furnace equipment having an exhaust circulation path.
従来、管路内の風量を計測する手段として、オリフィス管に代表される差圧方式や渦式、熱線式、羽根車式などの様々な方式の流量計がある。しかしながら、これらの方式による流量計では測定点の上下流域に十分長い直管部を設け、流体が整流された条件下で計測しなければならない。 Conventionally, there are various types of flowmeters such as a differential pressure system represented by an orifice pipe, a vortex system, a hot wire system, and an impeller system as means for measuring the air volume in the pipe. However, in these types of flowmeters, it is necessary to provide a sufficiently long straight pipe section in the upstream and downstream areas of the measurement point and perform measurement under conditions where the fluid is rectified.
一方、整流されていない条件下での風量計測手法として、流れの中に被測定流体と異なる物質を注入し、下流域にその異種物質を検出するセンサを配置することで、注入から検出までに要した時間と移動距離を基に、被測定流体の速度を算出するトレーサー法や、注入時の異種物質の濃度と注入量と被測定流体とのミキシングにより希釈された下流域での異種物質濃度を基に被測定流体の速度を算出する混合希釈法がある。 On the other hand, as a method of measuring air flow under non-rectified conditions, a substance that is different from the fluid to be measured is injected into the flow, and a sensor that detects the dissimilar substance in the downstream area is placed between injection and detection. Dissimilar substance concentration in the downstream area diluted by the tracer method that calculates the velocity of the fluid to be measured based on the time and distance traveled, or by mixing the concentration and amount of the foreign substance at the time of injection with the fluid to be measured There is a mixed dilution method that calculates the velocity of the fluid to be measured based on the above.
しかしながら、これらの手法での速度の計測が、被測定流体と異なる異種物質を注入している期間のみであり、一時的な計測にしかならないという問題がある。
特許文献1には、図3に示した流量計測方法が記載されている。
However, there is a problem that the speed measurement by these methods is only a period in which a different substance different from the fluid to be measured is injected, and it is only a temporary measurement.
Patent Document 1 describes the flow rate measuring method shown in FIG.
これは、上流側のダクト110内にトレーサーガス注入管111を配設し、下流側のダクト112内に流体圧力検知装置113を配設している。
注入管111からダクト110内にトレーサーガスを注入するとともに、トレーサーガスの注入量を確認し、流体圧力検知装置113の上流側の流体圧力検知体114をサンプリング管として流用してトレーサーガスのサンプリングを行う。
In this arrangement, a tracer
The tracer gas is injected into the
サンプリングしたトレーサーガスの濃度からトレーサー法により風量を求め、上流側の流体圧力検知体114と下流側の流体圧力検知体115との流体の差圧を検出することで、風量と差圧の相関を調査する。その後、連続的に流体圧力検知装置113で差圧を検出し、上記風量と差圧の相関から連続的な風量を求めている。
The air volume is obtained by the tracer method from the concentration of the sampled tracer gas, and the correlation between the air volume and the differential pressure is obtained by detecting the differential pressure of the fluid between the upstream
排気循環経路を持つ炉設備の風量測定を、特許文献1を利用して実施しようとした場合には、図4に示すようになる。
給気ファン2によって給気配管3を介して加熱炉1へ焼成ガスを導入し、排気配管4を介して排気ファン5が加熱炉1から排ガスを排出している。給気配管3と排気配管4の間には、循環ファン6によってガスを循環させる排気循環配管7が接続されている。
FIG. 4 shows the case where the air volume measurement of the furnace facility having the exhaust circulation path is performed using Patent Document 1.
A firing gas is introduced into the heating furnace 1 through the
給気配管3の風量、排気配管4の風量、排気循環配管7の風量を測定するためには、各配管に、濃度計9とトレーサーガス注入バルブ10を設け、トレーサーガス注入バルブ10と各配管の間にはガス流量計11を設けることが必要である。
In order to measure the air volume of the
図4に示した排気循環経路を持つ炉設備においては、給気配管3、排気配管4、排気循環配管7をそれぞれ計測する必要がある上、循環によるトレーサーガス濃度の変動があるため排気、循環経路の正確な風量算出ができないという問題点がある。
In the furnace facility having the exhaust circulation path shown in FIG. 4, it is necessary to measure each of the
本発明は、排気循環経路を持つ炉設備であっても図4に示した従来例より構成が簡単で、しかも正確な風量を算出できる炉設備の風量計測方法を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a method for measuring the air volume of a furnace facility that is simpler in construction than the conventional example shown in FIG. 4 and that can calculate an accurate air volume even in a furnace facility having an exhaust circulation path.
本発明の請求項1記載の炉設備の風量計測方法は、給気配管から加熱炉へ給気し、排気配管から前記加熱炉を排気するとともに、前記排気配管の第1接続点と、前記給気配管の第2接続点とを、排気循環配管を介して接続した炉設備において、前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を測定し、前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1,前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を測定し、注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、前記給気配管の風量または前記排気配管の風量:Vioを、
Vio ={(C2 − C1)/(C2 − C0)}・ VRA
の計算式に基づいて算出することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the air volume of a furnace facility by supplying air from a supply pipe to a heating furnace, exhausting the heating furnace from an exhaust pipe, and connecting the first connection point of the exhaust pipe to the supply pipe. In a furnace facility in which a second connection point of an air pipe is connected via an exhaust circulation pipe, the tracer gas injection point and the first connection point are injected before the tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe. the concentration of the tracer gas in between: the C 0 was measured, the tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the said supply quotations pipe exhaust pipe and the exhaust circulating pipe, and the tracer gas injection point the concentration of the tracer gas after the tracer gas injection between the first connection point: C 1, wherein between the second connecting point and the tracer gas injection point tracer Scan implantation concentration of the tracer gas after: C 2 were measured and injected concentration of the tracer gas: C GAS, injection of the tracer gas flow rate: the case of the V GAS, air volume of the exhaust circulation pipe: V RA The
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
Is calculated based on the following formula, and the air volume of the air supply pipe or the air volume of the exhaust pipe: Vio ,
V io = {(C 2 - C 1) / (C 2 - C 0)} · V RA
It is calculated based on the following formula.
本発明の請求項2記載の炉設備の風量計測方法は、給気配管から加熱炉へ給気し、排気配管から前記加熱炉を排気するとともに、前記排気配管の第1接続点と、前記給気配管の第2接続点とを、排気循環配管によって接続し、前記加熱炉から前記排気配管への排気量と前記給気配管から前記加熱炉への給気量の差の給気量が、前記給気配管からの主給気経路とは別に前記加熱炉に流れ込む補助給気経路を有した炉設備において、前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を測定し、前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、前記トレーサーガスを注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1,前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を測定し、注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、前記第2接続点と前記加熱炉の間の前記給気配管の前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C3を測定し、前記給気配管の風量VSA、補助給気経路の風量VSA1を、
VSA ={(C2 − C3) /(C3 − C0)}・(VRA + VGAS)
VSA1 ={(C1 − C3) /(C0 − C1)}・(VSA + VRA + VGAS)
の計算式に基づいて算出し、前記排気配管の風量VEAを
VEA = VSA + VSA1 + VGAS
の計算式に基づいて算出することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the air volume of a furnace facility, wherein air is supplied from a supply pipe to a heating furnace, the heating furnace is exhausted from an exhaust pipe, a first connection point of the exhaust pipe, and the supply pipe The second connection point of the air pipe is connected by an exhaust circulation pipe, and the supply amount of the difference between the exhaust amount from the heating furnace to the exhaust pipe and the supply amount from the supply pipe to the heating furnace is: In furnace equipment having an auxiliary air supply path that flows into the heating furnace separately from the main air supply path from the air supply pipe, the tracer gas injection is performed before the tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe. The tracer gas concentration between the point and the first connection point: C 0 is measured, and the tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the supply pipe, the exhaust pipe, and the exhaust circulation pipe. The tracer saga Concentration of the tracer gas after the tracer gas injection between the injection point and the first connection point: C 1 , after the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the second connection point When the concentration of the tracer gas: C 2 is measured and the concentration of the injected tracer gas is C GAS and the injection flow rate of the tracer gas is V GAS , the air volume of the exhaust circulation pipe: V RA is
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
The tracer gas concentration after injection of the tracer gas in the air supply pipe between the second connection point and the heating furnace: C 3 is measured, and the air volume of the air supply pipe is calculated. V SA , the air volume V SA1 of the auxiliary air supply path,
V SA = {(C 2 −C 3 ) / (C 3 −C 0 )} · (V RA + V GAS )
V SA1 = {(C 1 -C 3 ) / (C 0 -C 1 )} · (V SA + V RA + V GAS )
The air volume V EA of the exhaust pipe is calculated as follows: V EA = V SA + V SA1 + V GAS
It is calculated based on the following formula.
本発明の請求項3記載の炉設備の風量計測装置は、給気配管から加熱炉へ給気し、排気配管から前記加熱炉を排気するとともに、前記排気配管の第1接続点と、前記給気配管の第2接続点とを、排気循環配管を介して接続した炉設備において、前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入する経路に設けられた流量計と、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第1濃度計と、前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第2濃度計と、前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を前記第1濃度計または第2濃度計で測定し、前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1を前記第1濃度計で測定し、前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を前記第2濃度計で測定し、注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、前記給気配管の風量または前記排気配管の風量:Vioを、
Vio ={(C2 − C1)/(C2 − C0)}・ VRA
の計算式に基づいて算出する演算部とを設けたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an air volume measuring apparatus for furnace equipment that supplies air from a supply pipe to a heating furnace, exhausts the heating furnace from an exhaust pipe, and connects the first connection point of the exhaust pipe and the supply pipe. A flow meter provided in a path for injecting a tracer gas into a tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe in a furnace facility in which a second connection point of the air pipe is connected via an exhaust circulation pipe, and the tracer gas injection A first concentration meter that measures the concentration of the tracer gas between a point and the first connection point; and a second concentration meter that measures the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the second connection point. Before the tracer gas is injected into the concentration meter and the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe, the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the first connection point: C 0 Measured by the first concentration meter or the second concentration meter, a tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the air supply pipe, the exhaust pipe and the exhaust circulation pipe, and the tracer gas injection point and the The tracer gas concentration after injection of the tracer gas between one connection point: C 1 is measured by the first concentration meter, and the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the second connection point is performed. the concentration of the tracer gas after: measuring the C 2 in said second densitometer concentration of the injected the tracer gas: C gAS, infusion rate of the tracer gas: the case of the V gAS, of the exhaust circulation pipe Air volume: V RA
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
Is calculated based on the following formula, and the air volume of the air supply pipe or the air volume of the exhaust pipe: Vio ,
V io = {(C 2 - C 1) / (C 2 - C 0)} · V RA
And an arithmetic unit that calculates based on the above formula.
本発明の請求項4記載の炉設備の風量計測装置は、給気配管から加熱炉へ給気し、排気配管から前記加熱炉を排気するとともに、前記排気配管の第1接続点と、前記給気配管の第2接続点とを、排気循環配管によって接続し、前記加熱炉から前記排気配管への排気量と前記給気配管から前記加熱炉への給気量の差の給気量が、前記給気配管からの主給気経路とは別に前記加熱炉に流れ込む補助給気経路を有した炉設備において、前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入する経路に設けられた流量計と、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第1濃度計と、前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第2濃度計と、前記第2接続点と前記加熱炉の間の前記給気配管における前記トレーサーガスの濃度を測定する第3濃度計と、前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を前記第1濃度計または第2濃度計で測定し、前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、前記トレーサーガスをトレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1を前記第1濃度計で測定し、前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を前記第2濃度計で測定し、注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、前記第2接続点と前記加熱炉の間の前記給気配管の前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C3を前記第3濃度計で測定し、前記給気配管の風量VSA、補助給気経路の風量VSA1を、
VSA ={(C2 − C3) /(C3 − C0)}・(VRA + VGAS)
VSA1 ={(C1 − C3) /(C0 − C1)}・(VSA + VRA + VGAS)
の計算式に基づいて算出し、前記排気配管の風量VEAを
VEA = VSA + VSA1 + VGAS
の計算式に基づいて算出する演算部とを設けたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an air volume measuring device for furnace equipment that supplies air from a supply pipe to a heating furnace, exhausts the heating furnace from an exhaust pipe, and connects the first connection point of the exhaust pipe and the supply pipe. The second connection point of the air pipe is connected by an exhaust circulation pipe, and the supply amount of the difference between the exhaust amount from the heating furnace to the exhaust pipe and the supply amount from the supply pipe to the heating furnace is: In furnace equipment having an auxiliary air supply path that flows into the heating furnace separately from the main air supply path from the air supply pipe, a flow rate provided in a path for injecting tracer gas into a tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe A first concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the first connection point, and the tracer gas between the tracer gas injection point and the second connection point Measure the concentration of A concentration meter, a third concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas in the air supply pipe between the second connection point and the heating furnace, and before the tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe The tracer gas concentration: C 0 between the tracer gas injection point and the first connection point is measured by the first concentration meter or the second concentration meter, and the supply pipe, the exhaust pipe, and the A tracer gas is injected into the tracer gas injection point in the exhaust circulation pipe, and the concentration of the tracer gas after the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the first connection point is C 1. Measured by the first concentration meter, and the concentration of the tracer gas after the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the second connection point : The C 2 measured by the second density meter, the concentration of the injected the tracer gas: C GAS, infusion rate of the tracer gas: the case of the V GAS, air volume of the exhaust circulation pipe: the V RA,
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
The tracer gas concentration after injection of the tracer gas in the air supply pipe between the second connection point and the heating furnace: C 3 is measured by the third densitometer. The air volume V SA of the air supply pipe and the air volume V SA1 of the auxiliary air supply path are
V SA = {(C 2 −C 3 ) / (C 3 −C 0 )} · (V RA + V GAS )
V SA1 = {(C 1 -C 3 ) / (C 0 -C 1 )} · (V SA + V RA + V GAS )
The air volume V EA of the exhaust pipe is calculated as follows: V EA = V SA + V SA1 + V GAS
And an arithmetic unit that calculates based on the above formula.
この構成によると、循環による濃度変化を考慮することができるため、循環経路を含む流路において、正確な風量計測が可能となる。 According to this configuration, since a change in concentration due to circulation can be taken into account, accurate air volume measurement can be performed in the flow path including the circulation path.
以下、本発明の炉設備の風量計測方法を、具体的な各実施の形態を示す図1と図2に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における炉設備を示す。
Hereinafter, the method for measuring the air volume of a furnace facility according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 showing specific embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a furnace facility according to Embodiment 1 of the present invention.
具体的には、電池やディスプレイなどの製造工程に設けられている炉設備であって、溶剤に溶かした材料を基材に塗布した後、溶剤を加熱して除去する工程で用いられる焼成炉または乾燥炉などで主に使用される。 Specifically, it is a furnace facility provided in a manufacturing process such as a battery or a display, and after applying a material dissolved in a solvent to a base material, a firing furnace used in a process of heating and removing the solvent or Mainly used in drying ovens.
焼成炉または乾燥炉では、材料の焼成、乾燥状態を一定に保つため、給気、排気および循環風量は一定が望ましい。従って、各配管の定期的な風量測定により、各配管の風量が設定範囲内であることを確認する必要がある。 In a firing furnace or a drying furnace, it is desirable that the supply air, exhaust, and circulation air volume be constant in order to keep the firing and drying state of the material constant. Therefore, it is necessary to confirm that the air volume of each pipe is within the set range by periodically measuring the air volume of each pipe.
給気ファン2から給気配管3を介して加熱炉1へ焼成ガスとしての空気を給気し、加熱炉1から排気配管4を介して排気ファン5によって加熱炉1から排気している。加熱炉1と排気配管4の間の排気経路上の第1接続点P1と、給気配管3と加熱炉1との間の第2接続点P2との間が、循環ファン6と排気循環配管7によって接続されている。
Air as a firing gas is supplied from the
排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3には、注入バルブ10からガス流量計11を介して二酸化炭素(CO2)がトレーサーガスとして注入される。トレーサーガス注入点P3から排気循環配管7の上流側の第1接続点P1との間には、濃度計8が接続されている。トレーサーガス注入点P3から排気循環配管7の下流側の第2接続点P2との間には、濃度計9が接続されている。14は演算部で、注入バルブ10の開閉と、流量計11の読み取りと、濃度計8,9の読み取りを実行して、給気配管3の風量:VSA,排気配管4の風量:VEA,排気循環配管7の風量:VRAを計算して出力する。
Carbon dioxide (CO 2 ) is injected into the tracer gas
なお、給気配管3および排気配管4には、排気循環配管7に接続されていた濃度計8,9に相当する濃度計は接続されていない。
次に本発明の風量測定の方法について説明する。
まず、演算部14は、トレーサーガス注入前の焼成ガスのみの状態で濃度計8,9を用い、各濃度を測定する(ステップS1)。次に濃度が一定のトレーサーガスを一定流量で注入し、トレーサーガス濃度が安定する状態までを濃度計8,9を用いて測定する(ステップS2)。ここでいう濃度が安定する状態とは、例えばガス濃度の検出の幅が検出濃度に対して10%以内になる状態とすることができるが配管の長さ、ガス種などにより、適宜に変更可能である。
The
Next, the method for measuring the air volume according to the present invention will be described.
First, the calculating
演算部14における風量算出方法について説明する。
まずトレーサーガスの注入濃度とガス注入量、また測定によって得られたトレーサーガス注入前の濃度計8の濃度、トレーサーガス注入後に濃度が安定した状態の濃度計8の濃度,濃度計9の濃度から排気循環配管7の風量が求められる。またトレーサーガス注入前の濃度計8の濃度と濃度計9の濃度は一致するため、濃度計8の濃度を濃度計9の濃度で代替してもよい。
The air volume calculation method in the calculating
First, from the concentration of the tracer gas and the amount of gas injected, the concentration of the
次に、求められた排気循環配管7の風量と測定によって得られたトレーサーガス注入前の濃度計8の濃度、トレーサーガス注入後に濃度が安定した状態の濃度計8の濃度,濃度計9の濃度から排気配管4の風量が求められる。
Next, the obtained air volume of the
最後に、給気配管3の風量は、排気配管4の風量とみなせることができるため排気配管4の風量から給気配管3の風量が求められる。
以上の方法によって、給気配管3の風量、排気配管4の風量、排気循環配管7の風量を求めることができる。
Finally, since the air volume of the
By the above method, the air volume of the
給気風量が循環風量に対して十分多い場合、例えば10倍以上ある場合は循環風量が0でなければ、トレーサーガスの注入量を、ガス濃度を測定可能なレンジ収まるように調整することで測定が可能である。逆に循環風量が十分多い場合、例えば循環風量が給気風量より10倍より大きい場合は濃度が安定する状態が得られないため、循環風量は給気風量の10倍以下でなければならない。 When the supply air volume is sufficiently larger than the circulating air volume, for example, when the circulating air volume is 10 times or more, if the circulating air volume is not 0, the amount of tracer gas injection is measured by adjusting the gas concentration so that it falls within the measurable range. Is possible. On the contrary, when the circulating air volume is sufficiently large, for example, when the circulating air volume is larger than 10 times the supply air volume, a state in which the concentration is stable cannot be obtained, so the circulating air volume must be 10 times or less of the supply air volume.
演算部14における具体的な濃度算出方法を、文字と数式を用いて示す。
トレーサーガス注入前の濃度計8,9の測定値と、トレーサーガス注入後の濃度が安定した状態での濃度計8,9の測定値と、トレーサーガスの濃度、トレーサーガスの注入流量から、下記の式を用いて給気配管3の風量、排気配管4の風量、排気循環配管7の風量に換算する。ここでVRAは排気循環配管7の風量、VEAは排気配管4の風量、VSAは給気配管3の風量を表す。
A specific density calculation method in the
From the measured values of the
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 −C1)}・ VGAS
VEA ={(C2 − C1)/(C2 −C0)}・ VRA
VSA =VEA
ただし、C0はトレーサーガス注入前の濃度計8の測定値である。また濃度計9のトレーサーガス注入前の濃度は、トレーサーガス注入前には濃度計8の測定値と同値になるため、濃度計9の測定値を用いても良い。C1はトレーサーガス注入後、濃度が安定した状態での濃度計8の測定値、C2はトレーサーガス注入後、濃度が安定した状態での濃度計9の測定値、CGASはトレーサーガスのガス濃度、VGASはトレーサーガスの注入流量を表す。
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
V EA = {(C 2 −C 1 ) / (C 2 −C 0 )} · V RA
V SA = V EA
However, C 0 is a measure of the tracer gas injection prior to
トレーサーガス注入中の、排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3までのトレーサーガスの質量とトレーサーガス注入点P3で注入されるガス質量の合計が、排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3より後のトレーサーガスの質量であることから、質量保存則によりVRAが求められる。
During the tracer gas injection, the total of the mass of the tracer gas up to the tracer gas injection point P3 of the
また同様に、トレーサーガス注入中の排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3までのトレーサーガスの質量とトレーサーガス注入中の排気配管4のトレーサーガスの質量の合計が、加熱炉1から排気循環配管7と排気配管4に分岐する配管までのトレーサーガスのガス質量であることから質量保存則によりVEAが求められる。
Similarly, the sum of the mass of the tracer gas up to the tracer gas injection point P3 of the exhaust
また、VSA=VEAであることからVSAは求められる。
以上のことから、3つの式が出来、トレーサーガス注入量、ガス濃度は予め既知であることから、トレーサーガス注入前の濃度計8,9の濃度、およびトレーサーガス注入後の安定状態における濃度計8,9の濃度を測定するだけで、求めたい配管の風量VRA,VSA,VEAが全て求められる。
Also, V SA is determined because it is V SA = V EA.
From the above, three equations can be made, and the tracer gas injection amount and gas concentration are known in advance, so the concentration of the
本実施の形態で示す風量測定方法によれば、循環によるトレーサーガスの濃度変化を考慮することができるため、循環経路を含む流路においてより正確な風量測定が可能となる。 According to the air volume measurement method shown in the present embodiment, since the change in the concentration of the tracer gas due to circulation can be taken into account, more accurate air volume measurement is possible in the flow path including the circulation path.
(実施の形態2)
さらに高精度な風量測定をするための構成について、図2を用いて説明する。
なお、図2の構成は図1の構成と大半が同様の構成であるため、相違点のみ詳細に説明する。
(Embodiment 2)
A configuration for measuring airflow with higher accuracy will be described with reference to FIG.
2 is mostly the same as the configuration of FIG. 1, only the differences will be described in detail.
この実施の形態2では、図1に示した実施の形態1の構成に加えて、濃度計12と補助給気配管13が追加されている。その他は実施の形態1と同じである。
濃度計12は、給気配管3と排気循環配管7の接続部位である第2接続点P2と加熱炉1までの配管における濃度を測定するように接続されている。循環経路を持たない補助給気配管13は、加熱炉1に給気配管3とは別系統で接続されている。具体的には、電池やディスプレイなどの製造工程に設けられた焼成炉または乾燥炉などにおける補助給気配管13は、被処理物を加熱炉1に搬入する搬入口、または被処理物を加熱炉1から搬入する搬出口である。
In the second embodiment, a concentration meter 12 and an auxiliary
The densitometer 12 is connected so as to measure the concentration in the piping from the second connection point P2 which is a connection portion of the
次に図2の構成における風量測定方法について説明する。
まず、演算部14が、トレーサーガス注入前の焼成ガスのみの状態で濃度計8,9,12を用い、各濃度を測定し、次に濃度が一定のトレーサーガスを一定流量で注入し、トレーサーガス濃度が安定する状態までを濃度計8,9,12を用いて測定する。
Next, an air volume measuring method in the configuration of FIG. 2 will be described.
First, the
演算部14における風量算出方法について説明する。
まずトレーサーガスの注入濃度とガス注入量、また測定によって得られたトレーサーガス注入後に濃度が安定した状態の濃度計8の濃度および濃度計9の濃度から排気循環配管7の風量が求められる。
The air volume calculation method in the calculating
First, the air volume of the
次に求められた排気循環配管7の風量とトレーサーガスの注入濃度とガス注入量、測定によって得られたトレーサーガス注入前の濃度計8の濃度、トレーサーガス注入後に濃度が安定した状態の濃度計8,9,12の濃度から給気配管3の風量が求められる。またトレーサーガス注入前の濃度計8,9,12の濃度は一致するため、濃度計8の濃度を、濃度計9または濃度形12の濃度で代替してもよい。
Next, the obtained air volume of the
次に求められた排気循環配管7の風量と給気配管3の風量、トレーサーガスの注入量、測定によって得られたトレーサーガス注入前の濃度計8の濃度、トレーサーガス注入後に濃度が安定した状態の濃度計9,12の濃度から補助給気配管13の風量が求められる。
Next, the obtained air volume of the
最後に求められた給気配管3の風量、補助給気配管13の風量、トレーサーガスの注入量から排気配管4の風量が求められる。
以上の方法によって、図2のような配管経路において、給気配管3の風量、補助給気配管13の風量、排気配管4の風量、排気循環配管7の風量を求めることができる。
The air volume of the exhaust pipe 4 is determined from the air volume of the
With the above method, the air volume of the
演算部14における、具体的な濃度算出方法については以下に文字と数式を用いて示す。
トレーサーガス注入前の濃度計8,9,12の測定値と、トレーサーガス注入後、濃度が安定した状態での濃度計8,9,12の測定値と、トレーサーガスの濃度、トレーサーガスの注入流量から、下記の式を用いて給気配管3の風量、排気配管4の風量、排気循環配管7の風量、循環経路通らず直接加熱炉1に接続される補助給気配管13の風量に換算した。ここでVRAは排気循環配管7の風量、VSAは給気配管3の風量、VSA1は補助給気配管13の風量、VEAは排気配管4の風量を表す。
A specific density calculation method in the
The measured values of the
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・VGAS
VSA ={(C2 − C3) /(C3 −C0)}・(VRA +VGAS)
VSA1 ={(C1 − C3) /(C0 −C1)}・(VSA +VRA +VGAS)
VEA =VSA +VSA1 +VGAS
ただし、C0はトレーサーガス注入前の濃度計8の測定値である。また濃度計9のトレーサーガス注入前の濃度は、トレーサーガス注入前には濃度計8の測定値と同値になるため、濃度計9の測定値を用いても良い。C1はトレーサーガス注入後、濃度が安定した状態での濃度計8の測定値、C2はトレーサーガス注入後、濃度が安定した状態での濃度計9の測定値、C3はトレーサーガス注入後、濃度が安定した状態での濃度計12の測定値、CGASはトレーサーガスのガス濃度、VGASはトレーサーガスの注入流量を表す。
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
V SA = {(C 2 −C 3 ) / (C 3 −C 0 )} · (V RA + V GAS )
V SA1 = {(C 1 -C 3 ) / (C 0 -C 1 )} · (V SA + V RA + V GAS )
V EA = V SA + V SA1 + V GAS
However, C 0 is a measure of the tracer gas injection prior to
トレーサーガス注入中の、排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3までのトレーサーガスの質量とトレーサーガス注入点P3で注入されるガス質量の合計が、排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3より後のトレーサーガスの質量であることから、質量保存則によりVRAが求められる。
During the tracer gas injection, the total of the mass of the tracer gas up to the tracer gas injection point P3 of the
また同様に、トレーサーガス注入中のトレーサーガス注入点P3より後の排気循環配管7のトレーサーガスの質量と給気配管3のトレーサーガス質量の合計が、給気配管3と排気循環配管7の合流後のトレーサーガス質量であることから、VSAは求められる。
Similarly, the sum of the mass of the tracer gas in the exhaust
同様にトレーサーガス注入中の給気配管3と排気循環配管7の合流後のトレーサーガス質量と、補助給気配管13のトレーサーガス質量の合計が加熱炉1から排気循環配管7と排気配管4の分岐までの配管のトレーサーガス質量であることから、VSA1は求められる。
Similarly, the total of the tracer gas mass after the merge of the
またトレーサーガス注入中の給気配管3と排気循環配管7の合流後の配管風量と、補助給気配管13の配管風量の合計が、排気循環配管7のトレーサーガス注入点P3までの配管風量と排気配管4の配管風量であることから、VEAは求められる。
The sum of the pipe air volume after joining the
以上のことから、4つの式が出来、トレーサーガス注入量、ガス濃度は予め既知であることから、トレーサーガス注入前の濃度計8,9,12の濃度と、トレーサーガス注入後の安定状態における濃度計8,9,12の濃度を測定するだけで、求めたい配管の風量VRA、VSA、VSA1、VEAが全て求められる。
From the above, four equations can be made, and the tracer gas injection amount and gas concentration are known in advance, so the concentration of the
従って図2の形態で示す風量測定方法によれば、加熱炉への給排気をより詳細に測定できるため、循環経路を含む流路においてより正確な風量測定が可能となる。 Therefore, according to the air volume measuring method shown in the form of FIG. 2, the supply / exhaust to the heating furnace can be measured in more detail, so that the air volume can be measured more accurately in the flow path including the circulation path.
本発明は、一般的な加熱炉など、循環経路を伴う流路の風量計測方法として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an air volume measuring method for a flow path with a circulation path such as a general heating furnace.
1 加熱炉
2 給気ファン
3 給気配管
4 排気配管
5 排気ファン
6 循環ファン
7 排気循環配管
8 濃度計
9 濃度計
10 注入バルブ10
11 流量計
12 濃度計
13 補助給気配管
14 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11 Flowmeter 12
Claims (4)
前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を測定し、
前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、
前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1,前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を測定し、
注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、
前記給気配管の風量または前記排気配管の風量:Vioを、
Vio ={(C2 − C1)/(C2 − C0)}・ VRA
の計算式に基づいて算出する
炉設備の風量計測方法。 Air is supplied from the supply pipe to the heating furnace, and the heating furnace is exhausted from the exhaust pipe. A first connection point of the exhaust pipe and a second connection point of the supply pipe are connected via an exhaust circulation pipe. In connected furnace equipment,
Before injecting the tracer gas into the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe, measure the concentration of the tracer gas: C 0 between the tracer gas injection point and the first connection point,
Injecting tracer gas into the tracer gas injection point of the air supply pipe, the exhaust pipe and the exhaust circulation pipe,
The concentration of the tracer gas after the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the first connection point: C 1 , after the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the second connection point the concentration of the tracer gas: measured C 2,
When the concentration of the injected tracer gas is C GAS and the injection flow rate of the tracer gas is V GAS , the air volume of the exhaust circulation pipe: V RA is
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
Based on the formula of
The air volume of the air supply pipe or the air volume of the exhaust pipe: Vio ,
V io = {(C 2 - C 1) / (C 2 - C 0)} · V RA
A method for measuring the air volume of furnace equipment calculated based on the above formula.
前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を測定し、
前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、
前記トレーサーガスをトレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1,前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を測定し、
注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、
前記第2接続点と前記加熱炉の間の前記給気配管の前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C3を測定し、
前記給気配管の風量VSA、補助給気経路の風量VSA1を、
VSA ={(C2 − C3) /(C3 − C0)}・(VRA + VGAS)
VSA1 ={(C1 − C3) /(C0 − C1)}・(VSA + VRA + VGAS)
の計算式に基づいて算出し、
前記排気配管の風量VEAを
VEA = VSA + VSA1 + VGAS
の計算式に基づいて算出する
炉設備の風量計測方法。 Air is supplied from a supply pipe to the heating furnace, the heating furnace is exhausted from an exhaust pipe, and a first connection point of the exhaust pipe and a second connection point of the supply pipe are connected by an exhaust circulation pipe. In addition to the main air supply path from the air supply pipe, the air supply amount of the difference between the exhaust amount from the heating furnace to the exhaust pipe and the air supply amount from the air supply pipe to the heating furnace is different from the main air supply path. In furnace equipment with an auxiliary air supply path that flows into
Before injecting the tracer gas into the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe, measure the concentration of the tracer gas: C 0 between the tracer gas injection point and the first connection point,
Injecting tracer gas into the tracer gas injection point of the air supply pipe, the exhaust pipe and the exhaust circulation pipe,
Concentration of the tracer gas after the tracer gas injection between the tracer gas injection point and the first connection point: C 1 , the tracer gas between the tracer gas injection point and the second connection point the concentration of the tracer gas after gas injection: measuring the C 2,
When the concentration of the injected tracer gas is C GAS and the injection flow rate of the tracer gas is V GAS , the air volume of the exhaust circulation pipe: V RA is
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
Based on the formula of
The concentration of the tracer gas after the tracer gas injection of the air supply piping between the furnace and the second connecting point: measured C 3,
The air volume V SA of the air supply pipe and the air volume V SA1 of the auxiliary air supply path are
V SA = {(C 2 −C 3 ) / (C 3 −C 0 )} · (V RA + V GAS )
V SA1 = {(C 1 -C 3 ) / (C 0 -C 1 )} · (V SA + V RA + V GAS )
Based on the formula of
The air volume V EA of the exhaust pipe is set to V EA = V SA + V SA1 + V GAS
A method for measuring the air volume of furnace equipment calculated based on the above formula.
前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入する経路に設けられた流量計と、
前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第1濃度計と、
前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第2濃度計と、
前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を前記第1濃度計または第2濃度計で測定し、前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1を前記第1濃度計で測定し、前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を前記第2濃度計で測定し、注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、前記給気配管の風量または前記排気配管の風量:Vioを、
Vio ={(C2 − C1)/(C2 − C0)}・ VRA
の計算式に基づいて算出する演算部とを設けた
炉設備の風量計測装置。 Air is supplied from the supply pipe to the heating furnace, and the heating furnace is exhausted from the exhaust pipe. A first connection point of the exhaust pipe and a second connection point of the supply pipe are connected via an exhaust circulation pipe. In connected furnace equipment,
A flow meter provided in a path for injecting a tracer gas into a tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe;
A first concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the first connection point;
A second concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the second connection point;
Before injecting the tracer gas to the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe, the concentration of the tracer gas: C 0 between the tracer gas injection point and the first connection point is set to the first concentration meter or the second concentration. The tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the air supply pipe, the exhaust pipe and the exhaust circulation pipe, and the tracer between the tracer gas injection point and the first connection point is measured The concentration of the tracer gas after gas injection: C 1 is measured by the first concentration meter, and the concentration of the tracer gas after injection of the tracer gas between the tracer gas injection point and the second connection point: C 2 measured by the second density meter, the concentration of the injected the tracer gas: C gAS, infusion rate of the tracer gas: If the V gAS , The air flow rate of the exhaust circulation pipe: the V RA,
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
Is calculated based on the following formula, and the air volume of the air supply pipe or the air volume of the exhaust pipe: Vio ,
V io = {(C 2 - C 1) / (C 2 - C 0)} · V RA
An air volume measuring device for furnace equipment provided with a calculation unit that calculates based on the above formula.
前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入する経路に設けられた流量計と、
前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第1濃度計と、
前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガスの濃度を測定する第2濃度計と、
前記第2接続点と前記加熱炉の間の前記給気配管における前記トレーサーガスの濃度を測定する第3濃度計と、
前記排気循環配管のトレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入前に、前記トレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガスの濃度:C0を前記第1濃度計または第2濃度計で測定し、前記給気配管と前記排気配管および前記排気循環配管のうちの前記トレーサーガス注入点にトレーサーガスを注入し、前記トレーサーガスをトレーサーガス注入点と前記第1接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C1を前記第1濃度計で測定し、前記トレーサーガス注入点と前記第2接続点との間における前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C2を前記第2濃度計で測定し、注入した前記トレーサーガスの濃度:CGAS、前記トレーサーガスの注入流量:VGASとした場合に、前記排気循環配管の風量:VRAを、
VRA ={(CGAS − C2)/(C2 − C1)}・ VGAS
の計算式に基づいて算出し、前記第2接続点と前記加熱炉の間の前記給気配管の前記トレーサーガス注入後の前記トレーサーガスの濃度:C3を前記第3濃度計で測定し、前記給気配管の風量VSA、補助給気経路の風量VSA1を、
VSA ={(C2 − C3) /(C3 − C0)}・(VRA + VGAS)
VSA1 ={(C1 − C3) /(C0 − C1)}・(VSA + VRA + VGAS)
の計算式に基づいて算出し、前記排気配管の風量VEAを
VEA = VSA + VSA1 + VGAS
の計算式に基づいて算出する演算部とを設けた
炉設備の風量計測装置。 Air is supplied from a supply pipe to the heating furnace, the heating furnace is exhausted from an exhaust pipe, and a first connection point of the exhaust pipe and a second connection point of the supply pipe are connected by an exhaust circulation pipe. In addition to the main air supply path from the air supply pipe, the air supply amount of the difference between the exhaust amount from the heating furnace to the exhaust pipe and the air supply amount from the air supply pipe to the heating furnace is different from the main air supply path. In furnace equipment with an auxiliary air supply path that flows into
A flow meter provided in a path for injecting a tracer gas into a tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe;
A first concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the first connection point;
A second concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas between the tracer gas injection point and the second connection point;
A third concentration meter for measuring the concentration of the tracer gas in the air supply pipe between the second connection point and the heating furnace;
Before injecting the tracer gas to the tracer gas injection point of the exhaust circulation pipe, the concentration of the tracer gas: C 0 between the tracer gas injection point and the first connection point is set to the first concentration meter or the second concentration. The tracer gas is injected into the tracer gas injection point of the supply pipe, the exhaust pipe, and the exhaust circulation pipe, and the tracer gas is inserted between the tracer gas injection point and the first connection point. of the tracer gas after the tracer gas injection in the concentration: the C 1 measured by the first densitometer, the tracer gas after the tracer gas injection between the second connecting point and the tracer gas injection point concentration: measure of C 2 in the second densitometer concentration of the injected the tracer gas: C gAS, injection of the tracer gas flow rate: V In the case of the AS, the flow rate of the exhaust circulation pipe: the V RA,
V RA = {(C GAS -C 2 ) / (C 2 -C 1 )} · V GAS
The tracer gas concentration after injection of the tracer gas in the air supply pipe between the second connection point and the heating furnace: C 3 is measured by the third densitometer. The air volume V SA of the air supply pipe and the air volume V SA1 of the auxiliary air supply path are
V SA = {(C 2 −C 3 ) / (C 3 −C 0 )} · (V RA + V GAS )
V SA1 = {(C 1 -C 3 ) / (C 0 -C 1 )} · (V SA + V RA + V GAS )
The air volume V EA of the exhaust pipe is calculated as follows: V EA = V SA + V SA1 + V GAS
An air volume measuring device for furnace equipment provided with a calculation unit that calculates based on the above formula.
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