JP2016085058A - 配管および乾き度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一側面に係る配管は、蒸気が流れる配管において、発光部が発した光を入射端面から前記蒸気に入射させる光入射部と、前記蒸気を透過し又は反射した光を射出端面から受光部に向けて射出させる光射出部と、を備え、前記蒸気を通過することによって減衰した前記光の強度が前記受光部により測定可能な最低光強度以上となるように、前記入射端面から前記射出端面までの光路長が調整されている、配管。
【選択図】図1
Description
本明細書で使用する主たる用語を以下のとおりに定義する。
「蒸気」:各実施形態では、水蒸気のことを意味するが、気相部分と液相部分との二相状態となる物質の蒸気であればよく、水蒸気に限定されない。
「乾き度」:蒸気中の気相部分の重量割合のことをいう。乾き度[%]=100[%]−湿り度[%]の関係がある。
「湿り蒸気」:乾き度Xが0−100[%]の蒸気をいう。
「飽和蒸気」:湿り蒸気の気相部分をいう。乾き飽和蒸気(飽和乾き蒸気)ともいう。
「飽和水」:湿り蒸気の液相部分をいう。
「光の強度」(光強度):光(電磁波)の強さを表す物理量をいい、その称呼や単位に限定はない。例えば、放射強度、光度、光量子束密度など、それぞれ単位が異なるが相互に換算可能な物理量である。
「吸光度」:光が湿り蒸気中を通過した際に光の強度がどの程度弱まるかを示す無次元量であり、光学密度ともいう。吸光度といっても光の吸収のみならず、散乱や反射により光の強度が弱まる場合も含む。
図1を参照しながら、本発明の原理を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る乾き度測定装置の受光部(図2乃至図7における受光部13)において測定される光の強度と光路長(図2乃至図7における入射端面A1から射出端面A2までの長さ:R)との相関関係を例示した図である。
第1実施形態では、横配管(配管の軸方向が水平方向に平行である配管)において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第2実施形態では、横配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第3実施形態では、横配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出し、且つ、入射側導光部が入射端面に接近し射出側導光部が射出端面に接近している乾き度測定装置について説明する。
第4実施形態では、横配管において、光路長を調整するために、配管において光の入射側に凸型透過ガラスを備える乾き度測定装置について説明する。
第5実施形態では、縦配管(配管の軸方向が鉛直方向に平行である配管)において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第6実施形態では、縦配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第1実施形態は、横配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。
光の強度I≧受光部13により測定可能な最低光強度IL …(1)
光の強度I1≧受光部13により測定可能な最低光強度IL …(2)
このように、光路長R1は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度I,I1が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。なお、入射側コリメータレンズ33および射出側コリメータレンズ35の有無、各レンズの形状及び各レンズの性質などによって光路長R1が調整されてもよい。
吸光度A=−log10(I/I0) …(3)
以上より、湿り蒸気を透過する光の強度を測定できれば、一義的に吸光度Aが特定される。
第2実施形態は、横配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。以下では、第1実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
第3実施形態は、横配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出し、且つ、入射側導光部が入射端面に接近し射出側導光部が射出端面に接近している乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
第4実施形態は、横配管において、光路長を調整するために、配管において光の入射側に凸型透過ガラスを備える乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
第5実施形態は、縦配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。第1実施形態乃至第4実施形態においては、横配管について説明したが、本実施形態および第6実施形態においては、縦配管について説明する。
第6実施形態は、縦配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
上記各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更/改良(たとえば、各実施形態を組み合わせること、各実施形態の一部の構成を省略すること)され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。本発明は、上記第1実施形態乃至第6実施形態に限定されることなく、種々に組み合わせることができ、変形して適用することが可能であり、各実施形態が有する各構成要素についても、種々に組み合わせることができ、変形して適用することが可能である。
11 発光部
13 受光部
20 配管
22 入射側筒
24 射出側筒
26A 透過ガラス
26B 透過ガラス
29 凸型透過ガラス
31 入射側導光部
33 入射側コリメータレンズ
35 射出側コリメータレンズ
37 射出側導光部
100 コンピュータ装置
200 乾き度測定部
A1 入射端面
A2 射出端面
B1 第1端面
B2 第2端面
C1 第3端面
C2 第4端面
Claims (5)
- 蒸気が流れる配管において、
発光部が発した光を入射端面から前記蒸気に入射させる光入射部と、
前記蒸気を透過し又は反射した光を射出端面から受光部に向けて射出させる光射出部と、
を備え、
前記蒸気を通過することによって減衰した前記光の強度が前記受光部により測定可能な最低光強度以上となるように、前記入射端面から前記射出端面までの光路長が調整されている、配管。 - 請求項1に記載の配管と、
前記受光部により受光された前記光の強度又は吸光度に基づいて前記蒸気の乾き度を測定する乾き度測定部と、
を備える、乾き度測定装置。 - 前記光入射部は、
前記発光部が発した光を入射する第1端面と入射された前記光を射出する第2端面とを有する第1導光部と、
前記第1導光部と接続され、前記第1導光部が射出する前記光を集束させる第1光集束部と、を備える、
請求項2に記載の乾き度測定装置。 - 前記光射出部は、
前記蒸気を通過した光を集束させる第2光集束部と、
前記第2光集束部と接続され、前記第2光集束部により集束された前記光を入射する第3端面と入射された前記光を射出する第4端面とを有する第2導光部と、を備える、
請求項2又は請求項3に記載の乾き度測定装置。 - 前記光路長が前記配管の径より小さくなるように、前記入射端面および前記射出端面の少なくとも一方が前記配管の内部に向けて突出している、
請求項2乃至請求項4の何れか1項に記載の乾き度測定装置。
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-
2014
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