JP3766777B2 - 流量計 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス等の流体の瞬間流量を所定間隔で測定するのに好適な流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ガス配管網においては、ロードサーベイ等のために、所定箇所に流量計を設け、その流量の分布を測定することにより配管網の負荷解析を行なっている。一般にガスメーターとしては膜式流量計やルーツメーター等の容積式流量計が用いられていることが多いが、これらの流量計はその原理が積算型であるため、瞬間流量を測定するのには不向きである。これらの流量計を用いて瞬間流量を測定する方法としては、たとえばルーツメーターに発電機を取り付け、発電機から発生する電圧を測定するような方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガス消費設備がガスエンジン式ヒートポンプであったり、パルス燃焼型の燃焼装置であるような場合には、ガスの流れに脈動が発生する。この脈動は、はなはだしい場合には、瞬間的なガスの逆流を引き起こす。膜式流量計やルーツメーター等は、その慣性力のためにこの脈動に応答できず、瞬間流量の測定には不向きである。また、通常のオリフィスを使用したような瞬間流量計でも、逆流が起こる場合には差圧の向きが逆になるので、正確な流量を測定することができない。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、脈動を含む配管中の流れに対しても、正確に流量が測定できる流量計を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第1の手段は、動圧測定管が、それぞれ鄭上流の上流側と下流側を向くように設けられた1対のピトー管と、各ピトー管の出力から流量を演算する流量演算器と、各演算器の出力を積分する積分器と、両積分器の差を計算する差分演算器とを有してなることを特徴とする流量計(請求項1)である。
【0006】
本手段においては、1対のピトー管により、配管の順方向の流れと逆方向の流れを別々に測定している。すなわち、ピトー管の場合は、オリフィス等の絞り機構を伴った流量計と異なり、通常の流れの方向と逆方向の流れが発生した場合、動圧測定管と静圧測定管の圧力の大小が逆転することが無く、両者の差がなくなるだけである。よって、順方向の流れを測定するピトー管は順方向の流れのみに応答し、逆方向の流れを測定するピトー管は逆方向の流れのみに応答する。
【0007】
よって、両者の出力から流量を求め、各々を積分することによって、各方向への流量の積分値が計算できる。よって、この積分器の出力の差分をとることにより、流量の積分値が算出できる。この積分値を所定時間ごとに読み取り、その時間間隔で割れば、所定時間間隔ごとの瞬間流量の平均値が算出できる。積分器の出力は、読み取り完了後リセットしておくことはいうまでもない。本手段によれば、所定サンプリング間隔で測定を行なう場合でも、正確な瞬間流量の平均値を測定することができる。
【0008】
前記課題を解決するための第2の手段は、動圧測定管が、それぞれ定常流の上流側と下流側を向くように設けられた1対のピトー管と、各ピトー管の出力から流量を演算する流量演算器と、各演算器の出力の差を計算する差分演算器と、差分演算器の出力を積分する積分器を有してなることを特徴とする流量計(請求項2)である。
【0009】
前記第1の手段においては、各々の流量演算器の出力を積分し、その積分値の差分を求めていたが、本手段においては、先に各々の流量演算器の出力の差分を求め、その差分演算器の出力を積分器で積分するようにしている。よって、前記第1の手段と同様の作用効果を生じ、正確な瞬間流量の平均値を測定することができる。
【0010】
前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、静圧測定管が2つのピトー管に共用されていることを特徴とするもの(請求項3)である。
【0011】
本手段においては、動圧測定管が2つのピトー管に共用されているので、ピトー管の構造を簡単にすることができ、2本の動圧測定管と1本の静圧測定管を1つのユニットとすることが可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態の1例である流量計の概要を示す図である。図1において、1は配管、2は順方向動圧測定管、3は逆方向動圧測定管、4は静圧測定管、5は圧力変換器、6,6’は流量演算器、7,7’は積分器、8は差分演算器である。
【0013】
順方向動圧測定管2は、その先端部がガス流の上流側に向けられており、順方向動圧測定管2と静圧測定管4は、順方向の流れを測定するピトー管を構成している。逆方向動圧測定管2は、その先端部がガス流の下流側に向けられており、逆方向動圧測定管2と静圧測定管4は、逆方向の流れを測定するピトー管を構成している。
【0014】
順方向動圧測定管2、逆方向動圧測定管3、静圧測定管4に発生する圧力は、それぞれ圧力変換器5により電流に変換され、順方向動圧測定管2と静圧測定管4の圧力に対応する電流が流量演算器6に入力されて順方向流量が算出される。一方、逆方向動圧測定管3と静圧測定管4の圧力に対応する電流が流量演算器6’に入力されて逆方向流量が算出される。
【0015】
流量演算器6と6’の出力はそれぞれ積分器7、7’に入力されて積分され、それぞれの積分器の出力は差分演算器8に入力されてその差が出力される。図示しない制御装置により、差分演算器8の出力は所定時間間隔で読み取られる。そして、この制御装置は読み取りが終わった後で積分器7、7’をリセットする。制御装置は、差分演算器から出力される値を流量の積分値に換算し、前記所定時間間隔で割り算することにより、当該所定時間間隔ごとの瞬間流量の平均値を求める。これにより、所定時間間隔ごとのサンプリングで、その間の瞬間流量の平均値を正確に求めることができる。
【0016】
図2は、本発明の実施の形態の他の例である流量計の概要を示す図である。図2において、図1に示された構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。この実施の形態においては、ピトー管から流量演算器までの構成は第1の実施の形態と同じである。本実施の形態においては、流量演算器6、6’の出力を、差分演算器8に入力し、その出力を積分器7で積分して出力する。この実施の形態が、前記第1の実施の形態と実質的に同一の作用を行なうことは当業者には明らかであると思われるので、これ以上の説明を省略する。
【0017】
なお、以上の実施の形態においては、静圧測定管4は、2つのピトー管に共通に用いていたが、各ピトー管ごとに別々の静圧測定管を使用してもよいことは言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項1及び請求項2に係る発明においては、所定のサンプリング間隔で測定する場合においても、正確な瞬間流量の平均値を測定することができる。
【0019】
請求項3に係る発明においては、これに加え、ピトー管の構造を簡単にすることができ、2本の動圧測定管と1本の静圧測定管を1つのユニットとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例である流量計の概要を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の他の例である流量計の概要を示す図である。
【符号の説明】
1…配管
2…順方向動圧測定管
3…逆方向動圧測定管
4…静圧測定管
5…圧力変換器
6,6’…流量演算器
7,7’…積分器
8…差分演算器
Claims (3)
- 動圧測定管が、それぞれ定常流の上流側と下流側を向くように設けられた1対のピトー管と、各ピトー管の出力から流量を演算する流量演算器と、各演算器の出力を積分する積分器と、両積分器の差を計算する差分演算器とを有してなることを特徴とする流量計。
- 動圧測定管が、それぞれ定常流の上流側と下流側を向くように設けられた1対のピトー管と、各ピトー管の出力から流量を演算する流量演算器と、各演算器の出力の差を計算する差分演算器と、差分演算器の出力を積分する積分器を有してなることを特徴とする流量計。
- 請求項1又は請求項2に記載の流量計であって、静圧測定管が2つのピトー管に共用されていることを特徴とする流量計。
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