JP4291460B2

JP4291460B2 - Tracer particle feeder

Info

Publication number: JP4291460B2
Application number: JP18732499A
Authority: JP
Inventors: 敏羽木; 昌隆三輪
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2019-07-01
Also published as: JP2001013157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナ等の流体の速度を計測したり、また流体を可視化することにより、流体の流動分布を計測するために用いられるトレーサ粒子を均一かつ定常的に供給するためのトレーサ粒子供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスバーナ等の特性を調べるため、またはガスバーナ等の故障を診断するために、レーザードップラー流速計や写真撮影により行なう流体の計測には、トレーサ粒子を使用するのが一般的である。即ち、計測しようとするガスや液化ガス等の流体の中に、多数のトレーサ粒子からなる粉体を供給することによって、前記トレーサ粒子の流動速度から流体の速度を計測したり、また流体と一緒に流動するトレーサ粒子を写真撮影して流体を可視化することにより、流体の流動分布を計測している。このトレーサ粒子を供給する装置として、一般に図４に示すように、攪拌機１０１、吸入管１０２及び放出管１０３をゴム栓１０５によって取り付けられた三角フラスコ１０４内にトレーサ粒子１０６を充填した装置１００を用いていた。攪拌機１０１はプロペラ状の形状をしており、モータ１０９に接続されている。そして、トレーサ粒子１０６内に位置するように高さを調整されて、モーター１０９を回転させることでトレーサ粒子１０６を攪拌する構造となっている。一方、吸入管１０２の一方側は流量調節バルブ１０７を介してガスボンベ１０８に接続されており、他方側は三角フラスコ１０４内に充填されたトレーサ粒子１０６内に位置する攪拌機１０１の上部近傍にまで延設されている。また、放出管１０３の一方側はゴム栓１０５近傍に開口されている。そして、他方側は可視化する流れ場内に開口されている。攪拌機１０１によってトレーサ粒子１０６を攪拌することで、攪拌機１０１近傍のトレーサ粒子１０６の堆積状態を略均一にすることができ、更に、ガスボンベ１０８からガスを供給することによって、略均一に堆積しているトレーサ粒子１０６が三角フラスコ１０４内においてガスとともに吹き上げられる。そして、放出管１０３を通してガスとともにトレーサ粒子１０６が流れ場内に供給されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
流体の流動速度や流動分布の計測は、流体中に供給されるトレーサ粒子によって間接的に計測されることとなるため、流体中にトレーサ粒子が均一かつ定常的に供給される必要がある。つまり、トレーサ粒子の供給が不均一であると、トレーサ粒子の流動速度や流動分布の計測結果が流体の流れが現実に不均一であることによるものなのか、トレーサ粒子の供給が不均一であることによるものなのかの峻別ができないからである。しかし、この装置を用いた場合には、三角フラスコ内のトレーサ粒子の堆積状態やトレーサ粒子の量によっては、トレーサ粒子の供給が均一かつ定常的に為されない場合が生じる。ガスボンベから三角フラスコ内に吸入されたガスは、堆積しているトレーサ粒子内でガス流の方向を転換し、分散して表層まで上昇してくるのであるが、例えば、攪拌機１０１よりも上層に堆積しているトレーサ粒子の堆積状態が不均一であった場合には、ガスは堆積状態の緩い部分をいくつもの径路を経て表層に上昇してくることになる。分散して上昇してくるガスが堆積しているトレーサ粒子の表層に上昇してくるまでの時間に差が生じることになるため、三角フラスコから流出していくガス流の密度に高低が生じてしまう。ガス流の密度が高い部分はガスとともに流出していくトレーサ粒子も多く、低い部分はトレーサ粒子も少なくなるため、放出管から流出していくトレーサ粒子には、時間的な濃淡が生じることになる。また、三角フラスコ内の残留トレーサ粒子の量が吸入管の出口近傍にまで減少してくると、ガスとともに吹き上げられるトレーサ粒子の量が減少するため、三角フラスコから流出していくトレーサ粒子の濃度が減少することになる。これらの要因によって、トレーサ粒子の流動速度から計測される流体の速度にトレーサ粒子の時間的な濃淡変化に起因する誤差を生じたり、また流体と一緒に流動するトレーサ粒子を写真撮影して流体を可視化することにより計測される流体の流動分布にトレーサ粒子の時間的な濃淡変化や量の減少に起因する誤差を生じることとなって、精度の良い計測が困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、均一かつ定常的なトレーサ粒子の供給を実現することができ、長時間に渡る流体の速度計測や、流動分布計測をも可能とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
前記課題を解決するために、軸線方向にガス流路を形成する中空外筒と、前記中空外筒の一方側に接続されてガスを流入させる、該中空外筒よりも小径の吸入管と、前記吸入管と対向する形態で前記中空外筒の他方側に接続されて前記中空外筒内部に貯えられるトレーサ粒子とともにガスを放出させる、前記中空外筒よりも小径の放出管と、前記中空外筒の内部に保持される、前記吸入管及び前記放出管よりも大径の中空孔を有する内筒と、からなることを特徴とする。
【０００６】
中空外筒内部にはトレーサ粒子が貯えられており、中空外筒の一方側に設けられた吸入管を通じて鉛直下側からガスが送り込まれてくると、このガス流によって中空外筒内に保持された内筒内でトレーサ粒子が吹き上げられることになる。中空外筒の他方側に設けられた放出管は鉛直上側から吸入管と対向する形態で設けられているため、ガス流の方向を転換されることなく吹き上げられたトレーサ粒子の一部は放出管を通じて外部に放出され、流れ場内に供給されることになる。また、放出管から外部に放出されなかったトレーサ粒子は、放出管近傍においてガス流の方向が転換されて内筒と放出管の間を通り、さらに、中空外筒と内筒との間に設けられた間隙を通って中空外筒の管壁近傍を落下する。このため、吸入管近傍の中空外筒と内筒との間にトレーサ粒子が堆積することになる。
【０００７】
ここで、中空外筒の管壁近傍のガス流は、吸入管を通じて送り込まれてきたガス流の流れ方向とは反対方向に流れる。吸入管側にも中空外筒と内筒との間に間隙が設けられていることから、この中空外筒の管壁近傍のガス流に押し流されて、堆積したトレーサ粒子は再度吸入管近傍に集まってくる。このように、堆積しているトレーサ粒子内を流れるガス流の方向は常に一定方向となり、吸入管から吸入されてきたガス流にのって、トレーサ粒子は中空外筒内の中央付近を上昇し、管壁近傍を下降する、即ち、循環流動することによって、堆積しているトレーサ粒子は全体に攪拌されることになる。トレーサ粒子の堆積状態は全体に略均一であるため、放出管から流出していくガスに時間的な濃淡を生じることがない。即ち、ガスとともに流出していくトレーサ粒子にも時間的な濃淡を生じることがない。また、中空外筒内の残留トレーサ粒子の量が減少しても、ガスとともに吹き上げられるトレーサ粒子の量は一定であるため、トレーサ粒子の濃度が減少するということもなくなる。このため、トレーサ粒子の濃度変化を起こすことなく、均一かつ定常的にトレーサ粒子を流れ場内に供給する事が可能となる。
【０００８】
また、中空外筒の一方側の端部は、内面がロート状に形成され、かつ、その頂部に吸入管が接続されていると良い。
吸入管が接続されている中空外筒の一方側の端部が、その内面をロート状に形成されていることによって、上述した中空外筒と内筒との間に堆積したトレーサ粒子が中空外筒の管壁近傍のガス流に押し流され、再度吸入管近傍に集まりやすくなる。従って、トレーサ粒子は更に循環流動しやすくなるため、トレーサ粒子の時間的な濃淡変化や量の減少にともなう濃度減少を更に効果的に防止することができる。
【０００９】
更に、中空外筒の一方側の端部に形成されたロート状部の頂角は、９０゜以下に設定すると良い。中空外筒の管壁近傍のガス流は、吸入管を通じて送り込まれてきたガス流の流れ方向とは反対方向に流れる。この反対方向に流れるガス流によって内筒と中空外筒との間に堆積したトレーサ粒子を再度吸入管の近傍に集めるのである。一方、トレーサ粒子は一般にあまり流動性の良いものが使用されていないため、頂角を９０゜よりも大きくすると、前述の反対方向のガス流によって内筒と中空外筒との間に堆積したトレーサ粒子を再度吸入管の近傍に集める効果が少なくなり、トレーサ粒子を攪拌する作用が生じ難く効率的でない。一方、頂角は２０゜以上に設定することが望ましい。この角度よりも小さくすると、吸入管から送り込まれたガスが側壁付着現象によりロート状部の傾斜面に沿って拡がっていきやすくなり、吸入管から送り込まれてきたガス流の傾斜面における剥離点が中空外筒の内壁近傍になるため、吸入管から送り込まれてきたガス流とは反対方向のガス流が生じにくくなる。このため、トレーサ粒子の循環流動が生じにくくなり、トレーサ粒子全体の攪拌が起こりにくくなって、堆積状態に不均一を生じ易くなる。この結果、放出管から放出されるガス流の密度に高低が生じることによって、トレーサ粒子の時間的な濃度変化が生じる場合がある。
【００１０】
また、内筒の内部には、乱流生成格子部が設けられているとよい。
一般に管内をガスが流れると、管壁近傍はもっとも流速が遅く、管の中央に向かうに従って流速が速くなり、管の中央はもっとも流速が早くなる。このような状態の管内にトレーサ粒子を流すと、管の中央部の流速が早いため中央部に位置するトレーサ粒子の流速が早く、また、管壁に近いほどトレーサ粒子の流速は遅くなる。即ち、管内の半径方向に速度勾配を持つことになる。
ある一つのトレーサ粒子を観察した場合には、管の中央部側の流速が早いため、トレーサ粒子には回転力が働き、管中央部に存在するトレーサ粒子は管壁に吸い寄せられていく傾向がある。
そして、管壁に吸い寄せられたトレーサ粒子が集まって凝集すると、管の有効断面積が小さくなるため、更に流速が早くなると共に、その早い流速に引きずられて吸い寄せられたトレーサ粒子の一部がはぎ取られて大きな凝集塊となって流れて行きやすい。このような凝集塊は、自身の重量の影響が大きくなって、ガス流の流速と必ずしも一致して流されないため、ガス流の流速が一定であるにもかかわらず凝集塊の流速が異なってくる。このため、管内のトレーサ粒子の流速に偏りが生じたり、時間的な濃淡が生じることがある。特にガス流速を早くする、即ち、大量のガスを細い管に流すとこの傾向は更に大きくなる。このような現象を防止するために乱流生成格子を設けることによって、管内の半径方向における速度勾配を緩和する事ができるため、上述したようなトレーサ粒子の流速に偏りが生じたり時間的な濃淡が生じたりし難くなる。
【００１１】
この乱流生成格子としては、例えば２００程度のメッシュを用いると良い。トレーサ粒子は一般にあまり流動性の良い粉体を使用しないため、凝集塊となって流されていきやすい。このため、上述したようなトレーサ粒子の流速の偏りや濃淡を生じ易い。しかし、このようなメッシュを管内に配置することによって、このメッシュの隙間を通る凝集塊のみが流れていくことになるため、大きさの揃ったトレーサ粒子を流しやすい。また、このメッシュの乱流生成作用により、凝集塊が崩れることになる。これによって、トレーサ粒子は更に凝集塊を生成し難くなって、流速に偏りが生じたり、濃淡を生じ難くなり、また、トレーサ粒子の管壁への凝集を防止することができる。
【００１２】
また、放出管は、中空外筒内部において内筒内にまで延長された形態で接続されていると良い。
前述したように、中空外筒の一方側に設けられた吸入管を通じて鉛直下側からガスが送り込まれてくると、このガス流によって中空外筒内に保持された内筒内でトレーサ粒子が吹き上げられることになる。この吹き上げられたトレーサ粒子の一部は放出管を通じて外部に放出され、また、放出管から外部に放出されなかったトレーサ粒子は内筒と放出管の間を通り、さらに、中空外筒と内筒との間に設けられた間隙を通って中空外筒の管壁近傍を落下する。吸入管から送り込まれてきたガスは、主に内筒内を通って流れるため、内筒内部はガスの流速が非常に早い。そして、内筒の出口では中空外筒の内径まで断面積が急増するため、流速が急激に低下する。放出管が内筒内にまで延長されずに中空外筒の端部に接続された状態では、ガスの流速が低下した状態でトレーサ粒子を外部に放出することになる。しかし、放出管が内筒内にまで延長された形態で中空外筒に接続されていると、ガスの流速が早い状態でトレーサ粒子を外部に放出できることになるため、効率がよい。
【００１３】
また、前期中空外筒の他方側の端部は、内面がロート状に形成され、かつ、その頂部に前記放出管が接続されていると良い。
放出管から外部に放出されなかったトレーサ粒子は内筒と放出管の間を通り、さらに、中空外筒と内筒との間に設けられた間隙を通って中空外筒の管壁近傍を落下する。従って、放出管が接続されている中空外筒の他方側の端部が、その内面をロート状に形状されていることによって、上述した中空外筒と内筒との間を通って中空外筒の管壁近傍を通って落下していくトレーサ粒子の流路を形成しやすい。即ち、トレーサ粒子の循環流動を円滑にすることができることとなるため、トレーサ粒子の堆積状態が全体に略均一になりやすく、トレーサ粒子の時間的な濃淡を更に効果的に抑制することができる。このため、トレーサ粒子を流れ場内に更に均一かつ定常的に供給する事が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るトレーサ粒子供給装置について、具体化した実施の形態の一例を挙げ、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るトレーサ粒子供給装置１の接続状態を示す全体図を示し、図２はその断面図を示す。
中空外筒２は本体２１を挟んで放出管側ロート状部２２及び吸入管側ロート状部２３を両側から固定することによって構成されている。また、本体２１は両端部が解放したチューブ状の形状をしており、その両端には等間隔に６箇所の孔が空けられたフランジ２１１、２１２が外周側に形成されているとともに、内周側にはＯリングを装着するためのＯリング溝２１３、２１４が形成されている。また、放出管側ロート状部２２は三角錐状に形成されており、その開口側の端部には本体２１に形成されたフランジ２１１に対応するように等間隔に６箇所の孔が空けられたフランジ２２１が形成されている。そして、本体２１側のＯリング溝２１３にＯリングを装着して、フランジ２１１及びフランジ２２１を合わせて、ボルト８１及びナット８２によって本体２１及び放出管側ロート状部２２が締結されている。また、吸入管側ロート状部２３も同様に三角錐状に形成されており、その開口側の端部には本体２１に形成されたフランジ２１２に対応するように等間隔に６箇所の孔が空けられたフランジ２３２が形成されている。そして、本体２１側のＯリング溝２１４にＯリングを装着して、フランジ２１２及びフランジ２３２を合わせて、ボルト８１及びナット８２によって本体２１及び吸入管側ロート状部２３が締結されている。
【００１５】
なお、本体２１は全長約３００ｍｍ、フランジ２１１、２１２を除く外径は約１１０ｍｍに形成されており、フランジ２１１、２１２は外径約１７０ｍｍである。また、全体が板厚約３ｍｍの透明アクリル板により形成されているため、内部の状態が観察できるようになっている。
【００１６】
一方、吸入管側ロート状部２３の頂部２３３には、外径約２０ｍｍ、内径約１２ｍｍに形成された吸入管５の一方の端部が接続されている。そして、吸入管５の中途で略Ｌ字状に曲げられ、他方の端部は流量調整バルブ８を介して、ガスボンベ９に接続されている。
吸入管５が略Ｌ字状に曲げられることによって、内部に後述するトレーサ粒子を入れても、トレーサ粒子が逆流しにくくなっている。しかし、ガス圧が十分高ければ、略Ｌ字状にする必要が無く、直線状としても良い。
また、ガスの流速は流量調整バルブによって調整される。ここで使用されるガスは一般にアルゴン等の不活性ガスを用いるが、空気を用いても良い。また、吸入管側ロート状部２３の中間位置２３４に後述する内筒３の吸入管５側の端面がほぼ吸入管側ロート状部２３の開口側の端部に位置するように支えるための支柱２３１が４本設けられている。なお、吸入管側ロート状部２３の頂部２３３から開口側の端部までの高さは約１１０ｍｍであるため、頂角は約２６．５゜である。また、本体２１と同じく透明アクリル板によって形成されているため、内部の状態を観測できるようになっている。
【００１７】
また、放出管側ロート状部２２の頂部２２３から、外径約２０ｍｍ、内径約１２ｍｍに形成された放出管６の一方の端部が後述する内筒３の放出管６側の端部から内部に達するまで差し込まれ、ネジ栓１１によって頂部２２３に固定されている。そして、他方の端部は流速の計測や流動分布の計測が必要なガスバーナ等に可燃ガスを供給するガス管に接続されている。放出管側ロート状部２２の中間位置２２４には、可視化試験中にトレーサ粒子が減少してきたときに、トレーサ粒子を補充するための粉体供給口２２２が対象位置に２箇所設けられている。そして、粉体供給口２２２の端部には雌ねじが螺設してあり、めくら栓７がねじ込まれている。
【００１８】
なお、粉体供給口２２は、本体２１の内壁と内筒３の外壁との中間に位置させている。放出管側ロート状部２２の中間位置２２４には、放出管６側から放出管側ロート状部２２の傾斜面を下向きのガス流が生じるため、この位置に設けることによって、計測中にめくら栓７を取り外しても内部のトレーサ粒子が粉体供給口２２２から外部に出て行くことはない。従って、可視化試験中であっても、この粉体供給口２２２にロート等を指し込み、トレーサ粒子を追加することができるため、試験を中断することなくトレーサを補充し続けられる。なお、放出管側ロート状部２２の頂部２２３から開口側の端部までの高さは約１１０ｍｍであり、本体２１と同じく透明アクリル板によって形成されているため、内部の状態を観測できるようになっている。なお、本実施形態では、放出管６を内筒３の放出管６側の端部から内部に達するまで差し込んでゴム栓１１によって頂部２２３に固定したが、あらかじめ内筒３の放出管６側の端部から内部に達するまでの長さのストレート管が接続されたネジ栓等を用意して、そのゴム栓等に放出管６の端部を接続しても良い。
【００１９】
このように、本体２１を挟んで放出管５を頂部２２３に接続した放出管側ロート状部２２及び吸入管５を頂部２３３に接続した吸入管側ロート状部２３を両側から固定することによって放出管５と吸入管６とは対向する形態で設けられている。
【００２０】
内筒３は、両端が解放した板厚約３ｍｍで外径約５５ｍｍのチューブ状の形状をしており、吸入管５側の端面がほぼ吸入管側ロート状部２３の解放端面に位置するように支柱２３１によって固定されている。また、放出管６側の端面は、放出管側ロート状部２２の解放側端面よりも約２５ｍｍ下側に位置している。そして、放出管６側の端面から下側に約５０ｍｍ離れた位置からメッシュ４が約５０ｍｍの間隔で５箇所に設けられている。このメッシュ４には、空間率５６．０％の目開き寸法２３８０μｍ（ＪＩＳＺ８８０１）のものを使用している。
吸入管５から送り込まれてきたガスの流れは、メッシュ４により微小な渦に分解される。一方、トレーサ粒子は、流動性があまり良くないため、メッシュ４を通ったトレーサ粒子であっても小さな凝集塊を生ずることがある。ガス流にのって運ばれてきたトレーサ粒子の凝集塊が、このメッシュの分解作用によって、互いにぶつかり合ったり、内筒３の内壁にぶつかったりすることにより、凝集塊が崩れてより小さな凝集塊になりやすく、また、トレーサ粒子の管壁への凝集を防止することができる。更に、内筒３内のガス流を層流から乱流に転移することから、内筒３内の半径方向の速度勾配が小さくなって、管中央部に存在するトレーサ粒子は断面内で一様に分布するようになる。その結果、管内のトレーサ粒子の流速に偏りが生じたり、濃淡を生じ難くなる。なお、メッシュは、目開き寸法の細かいものの方がトレーサ粒子の凝集塊を供給してしまうことを防止する点で望ましい。しかし、あまり細かいものを用いると目詰まりを起こしてしまう可能性が高くなりまた、管内の圧力損失も大きくなるため、内部に入れるトレーサ粉末の流度や含水率等によって適宜変更することができる。
【００２１】
次に、本装置の使用方法について図３に基づいて説明する。
トレーサ粒子供給装置１は、吸入管５側を下にして、また、放出管６側を上にして本体２１の中間部近傍を図示しないクランプ等で挟み、図示しない支柱に固定する。そして、吸入管５の他方の端部を、流量調整バルブ８を介してガスボンベ９に接続する。このガスボンベのガスは、窒素等の不活性ガスでも良いが、計測が必要なガスバーナ等の可燃ガスの燃焼補助用として空気を用いても良い。また、放出管６の他方の端部を、計測するガスバーナ等に可燃ガス等を供給するガス管に接続する。
【００２２】
そして、放出管側ロート状部２２に設けてあるフランジ２２１及び本体２１に設けてあるフランジ２１１を締結している６本のボルト８１及びナット８２を取り外し、放出管側ロート状部２２を本体２１からはずす。そして、トレーサ粒子を本体２１の中に入れる。なお、このときトレーサ粒子を入れすぎると、トレーサ粒子同士が凝集した凝集塊が放出管６から放出されることがあるため、入れすぎないようにすると良い。具体的には、本体２１の約半分の高さ以下になるように入れる。試験中にトレーサ粒子が減少して足りなくなってきたときには、２箇所に設けてある粉体供給口２２２にねじ込んであるめくら栓７を、取り除いてロート等を用いてトレーサ粒子を補充すればよい。なお、使用するトレーサ粒子は、計測する雰囲気の比重に近いトレーサを用いればよい。ここでは、例えば、２−Al９₂O９₃で、比重３．９４、平均粒径２０μｍ程度のものを用いている。
【００２３】
ガスボンベ９の元栓を開き、流量調整バルブ８を流量約１０リットル／ｍｉｎに調整する。これによって、吸入管５を通じて吸入管側ロート状部２３の頂部２３３からガスがトレーサ粒子供給装置１内に吹き込まれ、トレーサ粒子を吹き上げることになる。吹き上げられた直後のトレーサ粒子は、部分的に凝集して凝集塊を作っているものもあるが、内筒３内に設けられたメッシュ４を通ることによって、凝集塊同士がぶつかり合ったり、内筒３の内壁にぶつかる等して、凝集塊は細かく砕かれ、凝集の程度が少なくなっていく。なお、計測中にトレーサ粒子が減少してきたときには、放出管側ロート状部２２の中間位置２２４に設けられた粉体供給口２２２からロート等を指し込み、トレーサ粒子を補充することができる。粉体供給口２２２のめくら栓７を外してしまうと、内部のトレーサ粒子が粉体供給口２２２から外部に漏れていってしまうように思われるが、放出管側ロート状部２２の中間位置２２４には、放出管６側から放出管側ロート状部２２の傾斜面を下向きのガス流が生じるため、計測中にめくら栓７を取り外しても内部のトレーサ粒子が粉体供給口２２２から外部に出て行くことはない。従って、試験を中断することなくトレーサを補充し続けられる。
【００２４】
メッシュ４を通ったトレーサ粒子は、その一部が吸入管５から吹き込まれたガスとともに放出管６を通って外部に放出され、流れ場内に供給されることになる。また、放出管から外部に放出されなかったトレーサ粒子は内筒３と放出管６の間を通り、更に放出管側ロート状部２２の傾斜面に当たって下方に向かう流れとなって、本体２１と内筒３との間に設けられた間隙を通って本体２１の管壁近傍を落下する。このため、吸入管５近傍の本体２１と内筒３との間にトレーサ粒子が堆積することになる。
【００２５】
一方、吸入管５を通じて送り込まれてきたガス流によって本体２１の管壁近傍には、このガス流と反対方向の流れが発生する。吸入管５側には吸入管側ロート状部２３と内筒３との間に間隙が設けられていることから、ガス流と反対方向の流れによって押し流されるとともに、吸入管側ロート状部２３は、その内面をロート状に形成されていることから、堆積したトレーサ粒子は再度吸入管５近傍に集まってくる。このように、堆積しているトレーサ粒子内を流れるガス流の方向は常に一定方向となり、吸入管から吸入されてきたガス流にのって、トレーサ粒子は中空外筒内の中央付近を上昇し、管壁近傍を下降する、即ち、循環流動することによって、堆積しているトレーサ粒子は全体に攪拌されることになる。トレーサ粒子の堆積状態は全体に略均一であるため、放出管から流出していくガスに時間的な濃淡を生じることがない。即ち、ガスとともに流出していくトレーサ粒子にも時間的な濃淡を生じることがない。また、中空外筒内の残留トレーサ粒子の量が減少しても、ガスとともに吹き上げられるトレーサ粒子の量は一定であるため、トレーサ粒子の濃度が減少するということもなくなる。このため、トレーサ粒子の濃度変化を起こすことなく、均一かつ定常的にトレーサ粒子を流れ場内に供給する事が可能となる。
【００２６】
なお、吸入管側ロート状部２３の頂角は、約２６．５゜以下に設定されているため、吸入管５から送り込まれたガスが側壁付着現象によりロート状部の傾斜面に沿って拡がっていくこともなく、吸入管５から送り込まれてきたガス流の傾斜面における剥離点は内筒３よりも内径側にある。従って、内筒３の内部を上昇するガス流にのってトレーサ粒子が上昇し一部が放出管６から外部に放出され、残部は本体２１の管壁近傍を加工してくるガス流となって中空外筒２内での循環流動がスムーズに行われるようになっている。即ち、トレーサ粒子の濃度変化を起こすことなく、均一かつ定常的にトレーサ粒子を流れ場内に供給する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトレーサ供給装置の接続状態を示す図である。
【図２】本発明のトレーサ供給装置の断面図である。
【図３】本発明のトレーサ供給装置の使用方法を示す図である。
【図４】従来のトレーサ供給装置を示す図である。
【符号の説明】
１トレーサ供給装置
２中空外筒
３内筒
４メッシュ（乱流生成格子）
５吸入管
６放出管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tracer particle supply device for uniformly and constantly supplying tracer particles used for measuring a fluid flow distribution by measuring the velocity of a fluid such as a gas burner or visualizing the fluid. It is about.
[0002]
[Prior art]
In order to investigate the characteristics of a gas burner or the like, or to diagnose a failure of a gas burner or the like, it is common to use tracer particles in fluid measurement performed by laser Doppler velocimeter or photography. That is, by supplying a powder consisting of a large number of tracer particles into a fluid such as a gas or a liquefied gas to be measured, the velocity of the fluid is measured from the flow velocity of the tracer particles, or together with the fluid. The flow distribution of the fluid is measured by visualizing the fluid by photographing the tracer particles that flow to the surface. As an apparatus for supplying the tracer particles, an apparatus 100 in which the tracer particles 106 are filled in an Erlenmeyer flask 104 in which a stirrer 101, a suction pipe 102, and a discharge pipe 103 are attached by rubber stoppers 105 is generally used as shown in FIG. It was. The stirrer 101 has a propeller shape and is connected to a motor 109. Then, the height is adjusted so as to be located in the tracer particle 106 and the motor 109 is rotated to stir the tracer particle 106. On the other hand, one side of the suction pipe 102 is connected to a gas cylinder 108 via a flow rate adjusting valve 107, and the other side extends to the vicinity of the upper part of the stirrer 101 located in the tracer particle 106 filled in the Erlenmeyer flask 104. It is installed. Further, one side of the discharge pipe 103 is opened near the rubber stopper 105. The other side is opened in the flow field to be visualized. By stirring the tracer particles 106 with the stirrer 101, the deposition state of the tracer particles 106 in the vicinity of the stirrer 101 can be made substantially uniform, and further, the gas is supplied from the gas cylinder 108 so as to be deposited almost uniformly. Tracer particles 106 are blown up with gas in the Erlenmeyer flask 104. Tracer particles 106 are supplied into the flow field along with the gas through the discharge pipe 103.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the flow velocity and flow distribution of the fluid are indirectly measured by the tracer particles supplied in the fluid, it is necessary to supply the tracer particles uniformly and constantly in the fluid. In other words, if the tracer particle supply is uneven, the tracer particle flow rate and flow distribution measurement results may be due to the actual non-uniform fluid flow, or the tracer particle supply is uneven. This is because it is impossible to make a distinction as to whether it is due to a problem. However, when this apparatus is used, there is a case where the supply of the tracer particles is not uniformly and constantly performed depending on the accumulation state of the tracer particles in the Erlenmeyer flask and the amount of the tracer particles. The gas sucked into the Erlenmeyer flask from the gas cylinder changes the direction of the gas flow in the accumulated tracer particles and disperses and rises to the surface layer. For example, the gas is deposited in an upper layer than the stirrer 101. If the deposited state of the tracer particles is not uniform, the gas rises to the surface layer through a number of paths through the loosely deposited portion. Since there will be a difference in the time it takes for the rising gas to rise to the surface layer of the tracer particles that have accumulated, the density of the gas flow flowing out of the Erlenmeyer flask will vary. End up. The tracer particles flowing out from the discharge pipe will have a temporal gradation because there are many tracer particles flowing out with the gas in the part where the gas flow density is high, and there are fewer tracer particles in the low part. . In addition, when the amount of residual tracer particles in the Erlenmeyer flask decreases to the vicinity of the outlet of the suction pipe, the amount of tracer particles blown up with the gas decreases, so the concentration of the tracer particles flowing out from the Erlenmeyer flask decreases. Will be reduced. Due to these factors, the fluid velocity measured from the flow velocity of the tracer particles causes an error due to the change in the density of the tracer particles over time, or the tracer particles flowing together with the fluid are photographed to photograph the fluid. Since the flow distribution of the fluid measured by the visualization causes an error due to a change in the density of the tracer particles over time or a decrease in the amount thereof, accurate measurement is difficult.
[0004]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide uniform and steady supply of tracer particles, and can measure fluid velocity and flow distribution over a long period of time. Is also possible.
[0005]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to solve the above-mentioned problem, a hollow outer cylinder that forms a gas flow path in the axial direction, a suction pipe that is connected to one side of the hollow outer cylinder and flows in gas, and has a smaller diameter than the hollow outer cylinder, A discharge pipe having a smaller diameter than the hollow outer cylinder, which is connected to the other side of the hollow outer cylinder in a form opposed to the suction pipe and discharges gas together with tracer particles stored inside the hollow outer cylinder, and the hollow outer cylinder And an inner cylinder having a hollow hole larger in diameter than the suction pipe and the discharge pipe, which is held inside the cylinder.
[0006]
Tracer particles are stored inside the hollow outer cylinder, and when gas is sent from the vertically lower side through a suction pipe provided on one side of the hollow outer cylinder, the gas flow keeps the tracer particles in the hollow outer cylinder. Tracer particles are blown up in the inner cylinder. Since the discharge pipe provided on the other side of the hollow outer cylinder is provided in a form facing the suction pipe from the vertical upper side, a part of the tracer particles blown up without changing the direction of gas flow is the discharge pipe. It is discharged to the outside and supplied into the flow field. Further, the tracer particles that have not been discharged to the outside from the discharge pipe are changed in the gas flow direction in the vicinity of the discharge pipe, pass between the inner cylinder and the discharge pipe, and further provided between the hollow outer cylinder and the inner cylinder. It falls through the gap formed in the vicinity of the tube wall of the hollow outer cylinder. For this reason, tracer particles are deposited between the hollow outer cylinder and the inner cylinder near the suction pipe.
[0007]
Here, the gas flow in the vicinity of the tube wall of the hollow outer cylinder flows in a direction opposite to the flow direction of the gas flow sent through the suction pipe. Since there is also a gap between the hollow outer cylinder and the inner cylinder on the suction pipe side, the tracer particles accumulated by being pushed away by the gas flow near the pipe wall of the hollow outer cylinder again in the vicinity of the suction pipe Get together. In this way, the direction of the gas flow flowing through the accumulated tracer particles is always constant, and the tracer particles rise around the center of the hollow outer cylinder along with the gas flow sucked from the suction pipe. The tracer particles that have accumulated are agitated as a whole by descending in the vicinity of the tube wall, that is, circulating and flowing. Since the accumulated state of the tracer particles is substantially uniform as a whole, the gas flowing out from the discharge pipe does not cause temporal concentration. That is, the tracer particles flowing out together with the gas are not temporally shaded. Further, even if the amount of residual tracer particles in the hollow outer cylinder is reduced, the amount of tracer particles blown up with the gas is constant, so that the concentration of the tracer particles is not reduced. For this reason, it is possible to supply the tracer particles into the flow field uniformly and constantly without causing a change in the concentration of the tracer particles.
[0008]
Moreover, the inner surface of the end portion on one side of the hollow outer cylinder is preferably formed in a funnel shape, and a suction pipe is connected to the top portion thereof.
The end portion on one side of the hollow outer cylinder to which the suction pipe is connected has a funnel shape on the inner surface thereof, so that the tracer particles deposited between the hollow outer cylinder and the inner cylinder can be It is pushed away by the gas flow in the vicinity of the tube wall of the cylinder and tends to gather again in the vicinity of the suction pipe. Accordingly, since the tracer particles are more likely to circulate and flow, it is possible to more effectively prevent a decrease in concentration due to a temporal change in density or a decrease in the amount of the tracer particles.
[0009]
Furthermore, the apex angle of the funnel-shaped part formed at one end of the hollow outer cylinder is preferably set to 90 ° or less. The gas flow near the tube wall of the hollow outer cylinder flows in a direction opposite to the flow direction of the gas flow sent through the suction pipe. The tracer particles accumulated between the inner cylinder and the hollow outer cylinder are again collected near the suction pipe by the gas flow flowing in the opposite direction. On the other hand, since tracer particles are generally not used with very good fluidity, if the apex angle is larger than 90 °, the tracer deposited between the inner cylinder and the hollow outer cylinder by the gas flow in the opposite direction described above. The effect of collecting the particles again in the vicinity of the suction pipe is reduced, and the action of stirring the tracer particles hardly occurs and is not efficient. On the other hand, it is desirable to set the apex angle to 20 ° or more. If the angle is smaller than this angle, the gas sent from the suction pipe tends to spread along the inclined surface of the funnel due to the side wall adhesion phenomenon, and the separation point on the inclined surface of the gas flow sent from the suction pipe is hollow. Since it is near the inner wall of the outer cylinder, a gas flow in the direction opposite to the gas flow sent from the suction pipe is less likely to occur. For this reason, the circulating flow of the tracer particles is less likely to occur, the entire tracer particles are less likely to be stirred, and the deposition state is likely to be uneven. As a result, the density of the gas flow discharged from the discharge pipe may become high and low, thereby causing a change in the concentration of the tracer particles over time.
[0010]
Further, a turbulent flow generation grid portion may be provided inside the inner cylinder.
In general, when a gas flows through a pipe, the flow velocity is the slowest near the pipe wall, the flow velocity increases toward the center of the pipe, and the flow velocity is highest at the center of the pipe. When the tracer particles are caused to flow in the tube in such a state, the flow velocity of the tracer particles located in the central portion is high because the flow velocity in the central portion of the tube is high, and the flow velocity of the tracer particles is slower as it is closer to the tube wall. That is, it has a velocity gradient in the radial direction in the pipe.
When one tracer particle is observed, the flow velocity at the center side of the tube is fast, so the rotational force acts on the tracer particle, and the tracer particle existing in the center of the tube tends to be attracted to the tube wall. is there.
When the tracer particles attracted to the tube wall gather and aggregate, the effective cross-sectional area of the tube is reduced, so that the flow velocity is further increased and some of the tracer particles that are attracted by the fast flow velocity are separated. It is easy to flow as a large aggregate. Such agglomerates are affected by their own weight and do not necessarily flow in accordance with the flow rate of the gas flow. Therefore, the flow rate of the agglomerates differs despite the constant flow rate of the gas flow. . For this reason, the flow velocity of the tracer particles in the tube may be biased, or the temporal density may be changed. In particular, when the gas flow rate is increased, that is, when a large amount of gas is allowed to flow through a thin tube, this tendency is further increased. By providing a turbulent flow generation grid to prevent such a phenomenon, the velocity gradient in the radial direction in the pipe can be relaxed. It becomes difficult to occur.
[0011]
As this turbulent flow generation grid, for example, a mesh of about 200 may be used. Since tracer particles generally do not use powder with good fluidity, they tend to flow as aggregates. For this reason, it is easy to produce the deviation and the shading of the tracer particle | grains as mentioned above. However, by arranging such a mesh in the pipe, only the agglomerates passing through the gaps of the mesh flow, so that tracer particles having a uniform size can easily flow. In addition, the aggregate is broken by the turbulent flow generating action of the mesh. This makes it difficult for the tracer particles to generate agglomerates, causing the flow velocity to be biased or light and shade, and preventing the tracer particles from aggregating on the tube wall.
[0012]
Further, the discharge tube is preferably connected in a form extending into the inner cylinder inside the hollow outer cylinder.
As described above, when gas is sent from the vertically lower side through the suction pipe provided on one side of the hollow outer cylinder, the tracer particles are blown up in the inner cylinder held in the hollow outer cylinder by this gas flow. Will be. Some of the tracer particles blown up are discharged to the outside through the discharge tube, and the tracer particles that have not been discharged to the outside from the discharge tube pass between the inner tube and the discharge tube, and further, the hollow outer tube and the inner tube. Through the gap between the two and the tube wall of the hollow outer cylinder. Since the gas sent from the suction pipe flows mainly through the inner cylinder, the flow velocity of the gas inside the inner cylinder is very fast. And since the cross-sectional area increases rapidly to the inner diameter of the hollow outer cylinder at the outlet of the inner cylinder, the flow velocity decreases rapidly. In a state where the discharge pipe is not extended into the inner cylinder and connected to the end of the hollow outer cylinder, the tracer particles are discharged to the outside with the gas flow rate lowered. However, if the discharge tube is connected to the hollow outer tube in a form extending into the inner tube, the tracer particles can be discharged to the outside at a high gas flow rate, which is efficient.
[0013]
Moreover, the inner surface of the other end of the hollow outer cylinder may be formed in a funnel shape, and the discharge pipe may be connected to the top of the inner end.
Tracer particles that have not been released to the outside from the discharge tube pass between the inner tube and the discharge tube, and further drop near the tube wall of the hollow outer tube through the gap provided between the hollow outer tube and the inner tube. To do. Therefore, the other end of the hollow outer cylinder to which the discharge pipe is connected has a funnel shape on the inner surface, so that the hollow outer cylinder passes between the hollow outer cylinder and the inner cylinder described above. It is easy to form a flow path of tracer particles falling through the vicinity of the tube wall. That is, since the circulating flow of the tracer particles can be made smooth, the accumulated state of the tracer particles tends to be substantially uniform as a whole, and the temporal density of the tracer particles can be more effectively suppressed. For this reason, it becomes possible to supply tracer particles into the flow field more uniformly and constantly.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the tracer particle supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking an example of a specific embodiment. FIG. 1 is an overall view showing a connection state of a tracer particle supply apparatus 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof.
The hollow outer cylinder 2 is configured by fixing a discharge pipe side funnel-shaped part 22 and a suction pipe side funnel-shaped part 23 from both sides with a main body 21 interposed therebetween. The main body 21 has a tubular shape with both ends open, and flanges 211 and 212 with six holes formed at equal intervals are formed on the outer peripheral side at both ends. On the side, O-ring grooves 213 and 214 for mounting the O-ring are formed. Further, the discharge tube side funnel portion 22 is formed in a triangular pyramid shape, and six holes are formed at equal intervals so as to correspond to the flange 211 formed on the main body 21 at the opening side end portion thereof. A flange 221 is formed. The O-ring is mounted in the O-ring groove 213 on the main body 21 side, the flange 211 and the flange 221 are combined, and the main body 21 and the discharge pipe side funnel-shaped portion 22 are fastened by the bolt 81 and the nut 82. Similarly, the suction pipe side funnel-shaped portion 23 is also formed in a triangular pyramid shape, and six holes are formed at equal intervals so as to correspond to the flange 212 formed on the main body 21 at the opening side end portion thereof. An empty flange 232 is formed. Then, an O-ring is attached to the O-ring groove 214 on the main body 21 side, the flange 212 and the flange 232 are combined, and the main body 21 and the suction pipe side funnel-like portion 23 are fastened by the bolt 81 and the nut 82.
[0015]
The main body 21 has a total length of about 300 mm and an outer diameter excluding the flanges 211 and 212 of about 110 mm. The flanges 211 and 212 have an outer diameter of about 170 mm. Further, since the whole is formed of a transparent acrylic plate having a thickness of about 3 mm, the internal state can be observed.
[0016]
On the other hand, one end of the suction pipe 5 having an outer diameter of about 20 mm and an inner diameter of about 12 mm is connected to the top part 233 of the suction pipe side funnel-like part 23. Then, it is bent in an approximately L shape in the middle of the suction pipe 5, and the other end is connected to a gas cylinder 9 via a flow rate adjusting valve 8.
By bending the suction pipe 5 into a substantially L shape, the tracer particles are less likely to flow backward even if tracer particles described later are placed therein. However, if the gas pressure is sufficiently high, there is no need to make it substantially L-shaped, and it may be linear.
Further, the gas flow rate is adjusted by a flow rate adjusting valve. The gas used here is generally an inert gas such as argon, but air may also be used. Further, a support column for supporting an end surface on the suction pipe 5 side of the inner cylinder 3, which will be described later, at an intermediate position 234 of the suction pipe side funnel-like portion 23 so as to be positioned substantially at the end of the suction pipe-side funnel-like portion 23 on the opening side Four 231 are provided. In addition, since the height from the top part 233 of the suction pipe side funnel-like part 23 to the end part on the opening side is about 110 mm, the top angle is about 26.5 °. Moreover, since it is formed of a transparent acrylic plate like the main body 21, the internal state can be observed.
[0017]
In addition, from the top 223 of the discharge tube side funnel 22, one end of the discharge tube 6 having an outer diameter of about 20 mm and an inner diameter of about 12 mm is connected to the inner tube 3, which will be described later, from the end on the discharge tube 6 side. And is fixed to the top part 223 by the screw plug 11. The other end is connected to a gas pipe that supplies a combustible gas to a gas burner or the like that needs to measure a flow velocity or a flow distribution. At the intermediate position 224 of the discharge tube side funnel 22, two powder supply ports 222 are provided at the target position for replenishing the tracer particles when the tracer particles are reduced during the visualization test. And the internal thread is screwed in the edge part of the powder supply port 222, and the blind plug 7 is screwed.
[0018]
The powder supply port 22 is positioned between the inner wall of the main body 21 and the outer wall of the inner cylinder 3. Since a downward gas flow is generated at the intermediate position 224 of the discharge tube side funnel portion 22 from the discharge tube 6 side, an inclined surface of the discharge tube side funnel portion 22 is generated. Even if 7 is removed, the tracer particles inside do not go outside from the powder supply port 222. Therefore, even during the visualization test, a funnel or the like can be brought into the powder supply port 222 and tracer particles can be added, so that the tracer can be continuously replenished without interrupting the test. In addition, since the height from the top part 223 of the discharge pipe side funnel-shaped part 22 to the edge part by the side of an opening is about 110 mm and it is formed with the transparent acrylic board like the main body 21, it can observe an internal state. It has become. In the present embodiment, the discharge tube 6 is inserted from the end of the inner tube 3 on the discharge tube 6 side until reaching the inside, and is fixed to the top portion 223 by the rubber plug 11. A screw plug or the like to which a straight tube having a length from the end to the inside is connected may be prepared, and the end of the discharge tube 6 may be connected to the rubber plug or the like.
[0019]
In this manner, the discharge pipe side funnel-like part 22 in which the discharge pipe 5 is connected to the top part 223 and the suction pipe-side funnel-like part 23 in which the suction pipe 5 is connected to the top part 233 are fixed from both sides with the main body 21 interposed therebetween. The pipe 5 and the suction pipe 6 are provided so as to face each other.
[0020]
The inner cylinder 3 has a tube shape with a plate thickness of about 3 mm with both ends released and an outer diameter of about 55 mm, so that the end face on the suction pipe 5 side is located substantially at the release end face of the suction pipe side funnel-shaped portion 23. It is fixed to the column with a post 231. Further, the end surface on the discharge tube 6 side is located about 25 mm below the release-side end surface of the discharge tube side funnel-shaped portion 22. And the mesh 4 is provided in five places by the space | interval of about 50 mm from the position about 50 mm away from the end surface at the side of the discharge tube 6 side. As this mesh 4, a mesh having a space ratio of 56.0% and an opening size of 2380 μm (JIS Z 8801) is used.
The flow of gas sent from the suction pipe 5 is broken down into fine vortices by the mesh 4. On the other hand, since the tracer particles are not very fluid, even the tracer particles that have passed through the mesh 4 may produce small aggregates. The agglomerates of tracer particles carried along the gas flow collide with each other or collide with the inner wall of the inner cylinder 3 due to the decomposition action of the mesh, so that the agglomerates collapse and become smaller agglomerates. In addition, the aggregation of the tracer particles on the tube wall can be prevented. Furthermore, since the gas flow in the inner cylinder 3 is transferred from laminar flow to turbulent flow, the radial velocity gradient in the inner cylinder 3 is reduced, and the tracer particles existing in the center of the tube are uniform in the cross section. To become distributed. As a result, the flow rate of the tracer particles in the tube is uneven and it is difficult to produce light and shade. A mesh having a smaller mesh size is desirable in terms of preventing supplying tracer particle aggregates. However, if too fine ones are used, there is a high possibility that clogging will occur, and the pressure loss in the pipe will also increase, so that it can be changed as appropriate depending on the flow rate, moisture content, etc. of the tracer powder placed inside.
[0021]
Next, the usage method of this apparatus is demonstrated based on FIG.
The tracer particle supply device 1 is clamped with a clamp or the like (not shown) with the suction pipe 5 side down and the discharge pipe 6 side up and fixed to a support column (not shown). Then, the other end of the suction pipe 5 is connected to the gas cylinder 9 via the flow rate adjustment valve 8. The gas in the gas cylinder may be an inert gas such as nitrogen, but air may be used for assisting combustion of a combustible gas such as a gas burner that requires measurement. Further, the other end of the discharge pipe 6 is connected to a gas pipe that supplies a combustible gas or the like to a gas burner or the like to be measured.
[0022]
Then, the six bolts 81 and the nut 82 that fasten the flange 221 provided on the discharge pipe side funnel portion 22 and the flange 211 provided on the main body 21 are removed, and the discharge pipe side funnel portion 22 is removed from the main body 21. Remove from. Then, the tracer particles are put into the main body 21. At this time, if too much tracer particles are added, agglomerates in which the tracer particles are aggregated may be discharged from the discharge tube 6, so it is preferable not to add too much. Specifically, it is placed so that it is less than or equal to about half the height of the main body 21. When tracer particles are reduced and become insufficient during the test, the blind plugs 7 screwed into the powder supply ports 222 provided at two locations are removed and the tracer particles may be replenished using a funnel or the like. In addition, the tracer particle | grains to be used should just use the tracer close | similar to the specific gravity of the atmosphere to measure. Here, for example, 2-Al9 ₂ O9 _Three The specific gravity is about 3.94 and the average particle size is about 20 μm.
[0023]
The main stopper of the gas cylinder 9 is opened, and the flow rate adjusting valve 8 is adjusted to a flow rate of about 10 liters / min. As a result, gas is blown into the tracer particle supply apparatus 1 from the top 233 of the suction pipe side funnel-like part 23 through the suction pipe 5, and the tracer particles are blown up. Some of the tracer particles immediately after being blown up partially agglomerate to form agglomerates, but the agglomerates collide with each other by passing through the mesh 4 provided in the inner cylinder 3, The agglomerates are finely crushed by hitting the inner wall of the cylinder 3, and the degree of aggregation decreases. When the tracer particles are reduced during the measurement, the funnel or the like can be introduced from the powder supply port 222 provided at the intermediate position 224 of the discharge tube side funnel-like portion 22 to replenish the tracer particles. If the blind plug 7 of the powder supply port 222 is removed, the internal tracer particles seem to leak to the outside from the powder supply port 222, but the intermediate position 224 of the discharge tube side funnel-shaped portion 22. In this case, since a downward gas flow is generated on the inclined surface of the discharge tube side funnel 22 from the discharge tube 6 side, even if the blind plug 7 is removed during the measurement, the internal tracer particles are transferred from the powder supply port 222 to the outside. Never go out. Therefore, the tracer can be continuously replenished without interrupting the test.
[0024]
Part of the tracer particles that have passed through the mesh 4 are discharged to the outside through the discharge pipe 6 together with the gas blown from the suction pipe 5 and supplied into the flow field. Further, the tracer particles that have not been discharged to the outside from the discharge tube pass between the inner cylinder 3 and the discharge tube 6 and further flow downward toward the inclined surface of the discharge tube side funnel-shaped portion 22, so It drops in the vicinity of the tube wall of the main body 21 through a gap provided between the tube 3 and the tube 3. For this reason, tracer particles are deposited between the main body 21 and the inner cylinder 3 in the vicinity of the suction pipe 5.
[0025]
On the other hand, a flow in the direction opposite to the gas flow is generated near the tube wall of the main body 21 by the gas flow sent through the suction pipe 5. Since a gap is provided between the suction pipe side funnel-like portion 23 and the inner cylinder 3 on the suction pipe 5 side, the suction pipe-side funnel-like portion 23 is pushed away by the flow in the direction opposite to the gas flow. Since the inner surface is formed in a funnel shape, the accumulated tracer particles gather around the suction pipe 5 again. In this way, the direction of the gas flow flowing through the accumulated tracer particles is always constant, and the tracer particles rise around the center of the hollow outer cylinder along with the gas flow sucked from the suction pipe. The tracer particles that have accumulated are agitated as a whole by descending in the vicinity of the tube wall, that is, circulating and flowing. Since the accumulated state of the tracer particles is substantially uniform as a whole, the gas flowing out from the discharge pipe does not cause temporal concentration. That is, the tracer particles flowing out together with the gas are not temporally shaded. Further, even if the amount of residual tracer particles in the hollow outer cylinder is reduced, the amount of tracer particles blown up with the gas is constant, so that the concentration of the tracer particles is not reduced. For this reason, it is possible to supply the tracer particles into the flow field uniformly and constantly without causing a change in the concentration of the tracer particles.
[0026]
Since the apex angle of the suction pipe side funnel-shaped portion 23 is set to about 26.5 ° or less, the gas fed from the suction pipe 5 spreads along the inclined surface of the funnel-shaped portion due to the side wall adhesion phenomenon. Of course, the separation point on the inclined surface of the gas flow sent from the suction pipe 5 is on the inner diameter side of the inner cylinder 3. Accordingly, the tracer particles rise along the gas flow rising inside the inner cylinder 3, a part is released to the outside from the discharge pipe 6, and the remainder becomes a gas flow that processes the vicinity of the pipe wall of the main body 21. Thus, the circulating flow in the hollow outer cylinder 2 is performed smoothly. That is, the tracer particles can be supplied into the flow field uniformly and constantly without causing a change in the concentration of the tracer particles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a connection state of a tracer supply device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the tracer supply device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a method of using the tracer supply device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a conventional tracer supply device.
[Explanation of symbols]
1 Tracer supply device
2 Hollow outer cylinder
3 inner cylinder
4 mesh (turbulent flow generation grid)
5 Suction pipe
6 Release pipe

Claims

A hollow outer cylinder that forms a gas flow path in the axial direction;
A suction pipe that is connected to one side of the hollow outer cylinder and allows gas to flow in, and has a smaller diameter than the hollow outer cylinder;
A discharge pipe having a smaller diameter than the hollow outer cylinder, which is connected to the other side of the hollow outer cylinder in a form facing the suction pipe and discharges gas together with tracer particles stored inside the hollow outer cylinder;
An inner cylinder held inside the hollow outer cylinder and having a hollow hole with a diameter larger than that of the suction pipe and the discharge pipe;
A tracer particle supply apparatus comprising:

2. The tracer particle supply device according to claim 1, wherein an inner surface of the end portion on one side of the hollow outer cylinder is formed in a funnel shape, and the suction pipe is connected to a top portion thereof.

3. The tracer particle supply apparatus according to claim 2, wherein the apex angle of the funnel-shaped part formed at one end of the hollow outer cylinder is 90 [deg.] Or less.

The tracer particle supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein a turbulent flow generation lattice portion is provided inside the inner cylinder.

The tracer particle supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge pipe is connected to the inside of the hollow outer cylinder so as to extend into the inner cylinder.

The inner side of the other end of the hollow outer cylinder is formed in a funnel shape, and the discharge pipe is connected to the top of the end. Tracer particle feeder.