JP4447717B2

JP4447717B2 - Tracer particle feeder

Info

Publication number: JP4447717B2
Application number: JP2000011526A
Authority: JP
Inventors: 敏羽木; 昌隆三輪; 良人梅田
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001201510A

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５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、流体の流れが均一である時に、トレーサ粒子の供給が均一かつ定常的であることによって、トレーサ粒子の流動速度や流動分布の計測結果が均一なものとなる。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てしまうのである。そこで、本発明者らは先の出願で、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、からなるトレーサ粒子供給装置を提案した。しかし、依然として数分に１回の割合でトレーサ粒子の供給に脈動を生じてしまう事があることが分かった。
【０００４】
そこで、本発明者らがさらにその原因を鋭意検討したところ、その原因は下記の理由によるものであることが分かった。即ち、内筒内に堆積したトレーサ粒子内に吸入管から供給されるガスが通じる通路が形成されてしまい、上部に堆積したトレーサ粒子がその通路内に時々塊状になって落下してくることが原因となっていたのである。
【０００５】
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、脈動を生じることなく長時間に渡って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ることによって、流体の速度計測や、流動分布計測を高精度で行うことを可能とするトレーサ粒子供給装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、
軸線方向にガス流路を形成する中空外筒と、中空外筒の一方側に接続されてガスを流入させるトレーサノズルと、トレーサノズルと対向する形態で中空外筒の他方側に接続されて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放出管と、中空外筒の内部に保持され、中空外筒内におけるトレーサノズル及び放出管の径よりも大径の中空孔を有する内筒と、からなるトレーサー粒子供給装置であって、トレーサノズルは、ガスを前記中空外筒内に吸入させるための放出管と対向する位置に設けられた主孔と、前記中空外筒の内部に位置する該トレーサノズルの外周面に設けられた補孔とを有していることを特徴とする。
【０００７】
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トレーサノズル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トレーサノズル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、トレーサノズル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。
【０００８】
このようにトレーサ粒子は中空外筒内を循環することになるが、トレーサ粒子の種類によっては内筒内に堆積し、ガスの通路を形成することがある。このとき、内筒内に堆積したトレーサ粒子内に形成されたガスの通路がトレーサノズルの外周面に設けられた補孔から供給されるガスによって崩されることになる。従って、内筒内ではトレーサ粒子が流動しやすく塊状になりにくい。又トレーサ粒子の流動性が良くなるため、たとえ塊状になったとしても、従来のように大きな塊になりにくい。このため、上部に堆積したトレーサ粒子が塊状になって通路内に落下してくることによって生じる脈動を防止することができる。従って、トレーサ粒子の性状に影響されることが少なく、長期間に渡って脈動を生じることなくトレーサ粒子を流れ場内に供給することができる
【０００９】
ここで、中空外筒の管壁近傍のガス流は、トレーサノズル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。トレーサノズル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トレーサノズル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、トレーサノズル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。
【００１０】
ここで、トレーサノズルは主孔が設けられた内管部と、補孔が設けられた外管部とから構成されていると良い。トレーサ粒子を放出管から放出するためには、主孔は放出管と対向して設ける必要があることから、主孔から放出管へ向けた方向がガス流路になる。主孔と補孔を一つの管に設けた場合には、補孔がガス流路に対して直交する方向に開けられるため、ガスはほとんどが主孔から放出されることになる。このように内管部と外管部とを別系統にすることで、主孔から放出されるガスの流量と補孔から放出されるガスの流量との比を任意に変更することが可能になる。トレーサ粒子の性状によって、主孔と補孔との流量の比を変更する必要が生じる場合があるため、このように二重管構造にすることでどのような性状のトレーサ粒子にも対応することができる。
【００１１】
さらに、補孔はトレーサノズルの周方向に複数個設けられているとよい。補孔を周方向に複数個設けることによって、トレーサノズルの周りに堆積したトレーサ粒子を効率よく偏りのないように攪拌することができる。
【００１２】
また、補孔は、ガスの流れ方向に複数個設けられているとよい。流れ方向に複数個設けることによって、トレーサ粒子の中空外筒内のトレーサ粒子量が減少してきた場合でも、トレーサ粒子に流動性を確保することができる。
【００１３】
このとき、ガスの流れ方向下流側に設けられた補孔の径を大きくするとよい。トレーサノズル内の圧力は、ガスの下流側に向かって低下していく。すべての補孔の径を同一にすると各孔からのガスの噴出量は下流側ほど低くなる。このため、補孔周りの流動が不均一となり、脈動を生じる場合がある。従って、圧力の低下するガスの流れ方向下流側にある補孔の径を大きくすることによって、ガスの噴出量の低下を抑えることができ、ひいては脈動の発生をより低減させることができる。一方、同じ効果を達成するためには、補孔のトレーサノズルの単位長さ当たり面積をガスの流れ方向下流側の方を大きくしてもよい。
【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の外径と略同一になるようにフランジ２２１が形成されている。なお、本体２１に形成されたフランジ２１１及び放出管側ロート状部２２に形成されたフランジ２２１を合わせた際に、頂角が４０゜になるようにテーパが付けられている。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、２０゜型クランプ２５１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の外径と略同一になるようにフランジ２３２が形成されている。また、頂角が４０゜になるようにフランジ２１２、２３２にはテーパが付けられている。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、２０゜型クランプ２５２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１０２ｍｍ、内径は約９０ｍｍに形成されており、フランジ２１１、２１２は外径約１２０ｍｍである。また、全体が板厚約６ｍｍの透明アクリル板により形成されているため、内部に吹き込まれるガス圧に対して十分な強度を持っているとともに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、トレーサノズル５がその外形部に形成された呼びがＭ３０のネジによって螺合されている。このトレーサノズル５は、図３に示すように、二重管構造になっており、外径約１６ｍｍ、内径約６ｍｍに形成されている。そして、その外管部５１と内管部５２とは、他端に設けられた３／８Ｂのホースエンドによってガス管５５に接続され、各々独立したガス経路を形成している。従って、外管部５１と内管部５２のガス流量を独立に調整することができる。また、トレーサノズル５は、吸入管側ロート状部２３の内部に先端側を約４９ｍｍ挿入されており、内管部５２の先端には主孔５２１が設けられているとともに、外管部５１の外周面５１１には複数の補孔５１２、５１３が開けられている。これらの補孔５１２，５１３は、トレーサノズル５の先端側４列５１３と基部側４列５１２とから構成されており、先端側４列の補孔５１３の占める面積は基部側４列の補孔５１２の占める面積よりも大きくなっている。なお、先端側４列の補孔５１３は、孔径がφ１．５ｍｍで、周方向に４個を千鳥状に配列している。また、基部側４列の補孔５１２は、孔径がφ１ｍｍで、周方向に６個を千鳥状に配列している。また、各列の形成ピッチは４ｍｍに構成してある。また、図３に示す点線は、トレーサノズル５を吸入管側ロート状部２３に装着した場合の吸入管側ロート状部２３の内壁面を示し、補孔５１２、５１３との位置関係を示している。
図１及び図２に戻って、外管部５１及び内管部５２は各々別系統のガス流路を形成しており、各ガス流路の中途に流量調整バルブ８１、８２を介して、ガスボンベ９に接続されている。また、ガスの流速は各流量調整バルブ８１、８２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の頂部２３３から開口側の端部までの高さは約１００ｍｍであるため、頂角は約４８．５゜である。さらに、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】
一方、放出管側ロート状部２２の頂部２２３から、外径約１６ｍｍ、内径約８ｍｍ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、呼びＭ３０のネジ栓１１と頂部２２３との間に挟まれたＯリング６０１によって頂部２２３に保持されている。このように保持されているため、内筒３内にまで差し込まれた放出管６の先端を移動させて内筒３外に出すことも、内筒３内にさらに深く差し込むことも可能である。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。
【００１８】
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１００ｍｍ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ネジ栓１１と頂部２２３との間に挟まれたＯリング６０１によって頂部２２３に保持したが、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いても良い。
【００１９】
このように、本体２１を挟んで放出管６を頂部２２３に接続した放出管側ロート状部２２及びトレーサノズル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６とトレーサノズル５とは対向する形態で設けられている。
【００２０】
次に、内筒３は、両端が解放した板厚約５ｍｍで外径約７０ｍｍ、内径約６０ｍｍのチューブ状の形状をしている。そして、この内筒３の外表面側に設けられた係止ピン３１が、本体２１内に設けられた本体係止部２３１に引っかかる様に載置されている。なお、係止ピン３１はトレーサノズル側端面３５から約３０ｍｍの位置に９０゜間隔で４本設けられている。そして、係止ピン３１は、壁面から約８ｍｍ突出させてある。また、本体２１には、この係止ピン３１を係止するように本体係止部２３１がトレーサノズル側端面２４より約４０ｍｍの位置に内径約８０ｍｍになるように内径側に膨出させて設けられている。
【００２１】
一方、内筒３の放出管側端面３６から約１００ｍｍの位置にも、９０゜間隔で４本の傾斜抑制ピン３２が設けられている。このピン３２は内筒３の傾きを抑えるために設けられている。傾斜抑制ピン３２は、壁面から約９ｍｍ突出させてあるため、本体２１とのクリアランスは、径で約２ｍｍ程度になっている。
【００２２】
この内筒３は、トレーサノズル側端面３５を内径約５０ｍｍに縮径された縮径部３５１が膨出している。内筒３の内部には、縮径部３５１と後述する内々筒３７との間にコイルスプリング３８が入れられており、内々筒３７を放出管６側に押さえている。また、内筒３の内部に長さ約５０ｍｍ、内径約５０ｍｍの内々筒３７が３個入れられており、各内々筒３７の間２箇所にメッシュ４が挟まれている。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。
【００２３】
トレーサノズル５の内管部５２に設けられた主孔５２１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、内々筒３７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４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交換するとよい。なお、上述したように、メッシュ４はコイルスプリング３８の押圧力によって保持されているため、メッシュ４の厚みにばらつきがあっても内筒３内に容易に保持できる。さらに、内筒３の放出管側には内径約５０ｍｍのフランジ３６１が設けられており、前述したスプリング３８よって押さえられている内々筒３７を保持している。また、内筒３には９０゜間隔で４箇所設けられた略Ｊ字状の接続金具３６２が設けられており、この接続金具３６２がフランジ３６１に設けられたピン３６３に引っかけられている。この接続金具３６２を外すことによって、内々筒３７及びメッシュ４が簡単に脱着することができるようになっている。
【００２４】
次に、本装置の使用方法について図４に基づいて説明する。
トレーサ粒子供給装置１は、トレーサノズル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保持具等で挟み、図示しない支柱に固定する。そして、トレーサノズル５の内管部５２及び外管部５１の他端に設けられたホースエンドからガス管５５に接続され、更に、流量調整バルブ８１、８２を介してガスボンベ９に接続する。このガスボンベ９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の他端を、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。
【００２５】
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２０゜型クランプ２５１の蝶ネジ２５１１を回して２０゜型クランプ２５１を開いて取り外し、放出管側ロート状部２２を本体２１から外す。更に内筒３も内部から取り外した上で、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。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−Al２O３で、比重３．９４、平均粒径２０μｍ程度のものを用いている。
【００２６】
先ず、ガスボンベ９の元栓を開き、トレーサノズル５の内管部５２に接続された流量調整バルブ８１を流量約３０リットル／ｍｉｎに調整する。これによって、トレーサノズル５を通じて吸入管側ロート状部２３の頂部２３３から差し込まれたトレーサノズル５の内管部５２の先端に設けられた主孔５２１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、内管部５２から供給されてきたガスは、吸入管側ロート状部２３の頂部２３３近傍にあるトレーサ粒子を吹き上げることになる。この時、トレーサ粒子の種類によっては堆積したトレーサ粒子の内部をガスが通る道を作ってしまう。そして、この堆積したトレーサ粒子の上部が時々崩れて塊となって落下するとともに、再度吹き上げられて放出管６から外部に放出されていくことになりやすい。そこで、トレーサノズル５の外管部５１に接続された流量調整バルブ８２を流量約１５リットル／ｍｉｎに調整することによって、トレーサノズル５を通じて吸入管側ロート状部２３の頂部２３３から差し込まれたトレーサノズル５の外周面５１１に設けられた補孔５１２、５１３からガスがトレーサ粒子供給装置１内に吹き込まれる。この側面からのガスは、内管部５２からのガスによって形成されるガスの通路を崩していくことになる。そして、トレーサ粒子の堆積を妨げることによって、堆積したトレーサ粒子の上部が塊状になって落下することに起因するガスの脈動を防ぐことができる。
【００２７】
メッシュ４を通ったトレーサ粒子は、その一部がトレーサノズル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６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、トレーサノズル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。
【００２８】
一方、トレーサノズル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。トレーサノズル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トレーサノズル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、トレーサノズル５から吹き込まれてきたガス流にのって、トレーサ粒子は中空外筒２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６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２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。
【００２９】
なお、吸入管側ロート状部２３の頂角は、約４８．５゜に設定されているため、トレーサノズル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２３の傾斜面に沿って拡がっていくこともなく、トレーサノズル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の管壁近傍を下降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】本発明の要部を示す詳細図である。
【図４】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５】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トレーサノズル
５１外管部
５１１外周面
５１２基部側補孔
５１３先端側補孔
５２内管部
５２１主孔
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. That is, when the fluid flow is uniform, the supply of the tracer particles is uniform and steady, so that the measurement results of the flow rate and flow distribution of the tracer particles are uniform. However, when this apparatus is used, depending on the tracer particle accumulation state in the Erlenmeyer flask and the amount of the tracer particles, the supply of the tracer particles may not be performed uniformly and constantly. Therefore, in the previous application, the inventors of the present invention have a hollow outer cylinder that forms a gas flow path in the axial direction, and a small diameter than the hollow outer cylinder that is connected to one side of the hollow outer cylinder and flows gas. A suction pipe, and 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; And a tracer particle supply device comprising an inner cylinder having a hollow hole larger in diameter than the suction pipe and the discharge pipe, which is held inside the hollow outer cylinder. However, it has been found that the supply of tracer particles may still pulsate once every few minutes.
[0004]
Then, when the present inventors examined the cause further earnestly, it turned out that the cause is based on the following reason. That is, a passage through which the gas supplied from the suction pipe passes is formed in the tracer particles accumulated in the inner cylinder, and the tracer particles accumulated in the upper part sometimes fall in the shape of a lump in the passage. It was the cause.
[0005]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and by providing a uniform and steady supply of tracer particles over a long period of time without causing pulsation, The present invention provides a tracer particle supply device that can perform speed measurement and flow distribution measurement with high accuracy.
[0006]
[Means for solving the problems and actions / effects]
The present invention has been made to solve the above problems,
A hollow outer cylinder that forms a gas flow path in the axial direction, a tracer nozzle that is connected to one side of the hollow outer cylinder to allow gas to flow in, and that is connected to the other side of the hollow outer cylinder in a form facing the tracer nozzle. A discharge pipe for releasing gas together with tracer particles stored inside the outer cylinder; an inner cylinder held inside the hollow outer cylinder and having a hollow hole having a diameter larger than the diameter of the tracer nozzle and the discharge pipe in the hollow outer cylinder; The tracer nozzle supply device comprises a main hole provided at a position opposite to a discharge pipe for sucking gas into the hollow outer cylinder, and an inside of the hollow outer cylinder. And a supplementary hole provided on the outer peripheral surface of the tracer nozzle.
[0007]
Tracer particles are stored inside the hollow outer cylinder, and when gas is sent from the vertical lower side through the tracer nozzle provided on one side of the hollow outer cylinder, the gas flow holds the gas inside 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 tracer nozzle from the vertical upper side, a part of the tracer particles blown up without changing the direction of the 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 in the vicinity of the tracer nozzle.
[0008]
In this way, the tracer particles circulate in the hollow outer cylinder, but depending on the type of the tracer particles, the tracer particles may accumulate in the inner cylinder and form a gas passage. At this time, the gas passage formed in the tracer particles deposited in the inner cylinder is broken by the gas supplied from the auxiliary hole provided in the outer peripheral surface of the tracer nozzle. Therefore, the tracer particles are easy to flow in the inner cylinder and are not easily formed into a lump. Further, since the fluidity of the tracer particles is improved, even if it becomes a lump, it does not easily become a large lump as in the prior art. For this reason, the pulsation which arises when the tracer particle | grains deposited on the upper part becomes a lump and falls in a channel | path can be prevented. Therefore, the tracer particles are less affected by the properties of the tracer particles and can be supplied into the flow field without causing pulsation over a long period of time.
[0009]
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 tracer nozzle. Since there is also a gap between the hollow outer cylinder and the inner cylinder on the tracer nozzle side, the tracer particles that have been pushed away by the gas flow near the tube wall of the hollow outer cylinder again in the vicinity of the tracer nozzle. 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 near the center of the hollow outer cylinder along with the gas flow sucked from the tracer nozzle. 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.
[0010]
Here, the tracer nozzle is preferably composed of an inner tube portion provided with a main hole and an outer tube portion provided with an auxiliary hole. In order to discharge the tracer particles from the discharge tube, the main hole needs to be provided to face the discharge tube, so the direction from the main hole to the discharge tube is the gas flow path. When the main hole and the supplementary hole are provided in one pipe, the supplementary hole is opened in a direction orthogonal to the gas flow path, so that most of the gas is released from the main hole. Thus, by making the inner tube portion and the outer tube portion separate systems, it is possible to arbitrarily change the ratio of the flow rate of gas released from the main hole and the flow rate of gas released from the auxiliary hole. Become. Depending on the nature of the tracer particles, it may be necessary to change the flow ratio between the main hole and the auxiliary hole. Can do.
[0011]
Further, a plurality of supplemental holes may be provided in the circumferential direction of the tracer nozzle. By providing a plurality of supplemental holes in the circumferential direction, the tracer particles deposited around the tracer nozzle can be efficiently stirred without being biased.
[0012]
A plurality of supplemental holes may be provided in the gas flow direction. By providing a plurality of tracer particles in the flow direction, it is possible to ensure the fluidity of the tracer particles even when the amount of the tracer particles in the hollow outer cylinder of the tracer particles has decreased.
[0013]
At this time, the diameter of the auxiliary hole provided on the downstream side in the gas flow direction may be increased. The pressure in the tracer nozzle decreases toward the downstream side of the gas. If the diameters of all the auxiliary holes are the same, the amount of gas ejected from each hole becomes lower toward the downstream side. For this reason, the flow around the auxiliary hole becomes non-uniform, and pulsation may occur. Therefore, by increasing the diameter of the auxiliary hole on the downstream side in the gas flow direction in which the pressure decreases, it is possible to suppress a decrease in the amount of gas ejection, and further reduce the occurrence of pulsation. On the other hand, in order to achieve the same effect, the area per unit length of the tracer nozzle of the supplementary hole may be increased on the downstream side in the gas flow direction.
[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 tube-like shape with both ends open, flanges 211 and 212 are formed on both ends of the main body 21, and an O-ring for mounting an O-ring on the inner periphery. Ring grooves 213 and 214 are formed. Further, the discharge tube side funnel-shaped portion 22 is formed in a triangular pyramid shape, and a flange 221 is formed at the opening side end portion so as to be substantially the same as the outer diameter of the flange 211 formed in the main body 21. ing. In addition, when the flange 211 formed on the main body 21 and the flange 221 formed on the discharge pipe side funnel portion 22 are combined, the apex angle is tapered to 40 °. Then, 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 20 ° clamp 251. Similarly, the suction pipe-side funnel-shaped portion 23 is also formed in a triangular pyramid shape, and a flange 232 is formed at the end of the opening side so as to be substantially the same as the outer diameter of the flange 212 formed on the main body 21. Is formed. Further, the flanges 212 and 232 are tapered so that the apex angle is 40 °. Then, the O-ring is mounted in 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 20 ° clamp 252.
[0015]
The main body 21 has an overall length of about 300 mm, an outer diameter excluding the flanges 211 and 212 of about 102 mm, an inner diameter of about 90 mm, and the flanges 211 and 212 have an outer diameter of about 120 mm. Moreover, since the whole is formed of a transparent acrylic plate having a thickness of about 6 mm, Be infused It has sufficient strength against gas pressure and can observe the internal state.
[0016]
On the other hand, a nose formed on the outer shape of the tracer nozzle 5 is screwed to the top portion 233 of the suction pipe side funnel-shaped portion 23 with an M30 screw. As shown in FIG. 3, the tracer nozzle 5 has a double tube structure and is formed with an outer diameter of about 16 mm and an inner diameter of about 6 mm. And the outer pipe part 51 and the inner pipe part 52 are connected to the gas pipe 55 by a 3 / 8B hose end provided at the other end to form independent gas paths. Therefore, the gas flow rates of the outer tube portion 51 and the inner tube portion 52 can be adjusted independently. Further, the tracer nozzle 5 is inserted about 49 mm at the tip side into the suction pipe side funnel-like portion 23, a main hole 521 is provided at the tip of the inner tube portion 52, and the outer tube portion 51 A plurality of auxiliary holes 512 and 513 are opened in the outer peripheral surface 511. These supplementary holes 512 and 513 are composed of the front end side four rows 513 and the base side four rows 512 of the tracer nozzle 5, and the area occupied by the front end side four rows of supplement holes 513 is the base side four rows of supplementary holes. It is larger than the area occupied by 512. Note that the four auxiliary holes 513 in the front end side have a hole diameter of φ1.5 mm and are arranged in a zigzag pattern in the circumferential direction. In addition, the four auxiliary holes 512 in the four rows on the base side have a hole diameter of 1 mm and are arranged in a zigzag manner in the circumferential direction. The formation pitch of each row is 4 mm. 3 indicates the inner wall surface of the suction pipe side funnel-like portion 23 when the tracer nozzle 5 is mounted on the suction pipe-side funnel-like portion 23, and shows the positional relationship with the auxiliary holes 512 and 513. Yes.
Referring back to FIGS. 1 and 2, the outer pipe portion 51 and the inner pipe portion 52 form separate gas flow paths, respectively, and gas cylinders are disposed in the middle of the respective gas flow paths via flow rate adjusting valves 81 and 82. 9 is connected. The gas flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valves 81 and 82. The gas used here is generally an inert gas such as argon, but air may also be used.
Moreover, 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 100 mm, the top angle is about 48.5 °. Further, since the main body 21 is formed of a transparent acrylic plate, the internal state can be observed.
[0017]
On the other hand, from the top 223 of the discharge tube side funnel 22, one end of the discharge tube 6 formed with an outer diameter of about 16 mm and an inner diameter of about 8 mm extends from the end of the inner tube 3, which will be described later, to the inside. And is held at the top 223 by an O-ring 601 sandwiched between the screw cap 11 of the nominal M30 and the top 223. Since it is held in this way, the tip of the discharge tube 6 inserted into the inner cylinder 3 can be moved out of the inner cylinder 3 or inserted deeper into the inner cylinder 3. 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.
[0018]
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 100 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 held on the top portion 223 by the O-ring 601 sandwiched between the screw plug 11 and the top portion 223. However, a screw plug or the like to which a straight pipe having a length from the end of the inner cylinder 3 on the discharge pipe 6 side to the inside is connected in advance may be used.
[0019]
Thus, the discharge pipe 6 is connected to the top 223 with the main body 21 sandwiched between the discharge pipe side funnel 22 and the suction pipe side funnel 23 with the tracer nozzle 5 connected to the top 233 from both sides. The pipe 6 and the tracer nozzle 5 are provided so as to face each other.
[0020]
Next, the inner cylinder 3 has a tubular shape with a plate thickness of about 5 mm released at both ends, an outer diameter of about 70 mm, and an inner diameter of about 60 mm. A locking pin 31 provided on the outer surface side of the inner cylinder 3 is placed so as to be caught by a main body locking portion 231 provided in the main body 21. Note that four locking pins 31 are provided at intervals of 90 ° at a position of about 30 mm from the end face 35 on the tracer nozzle side. The locking pin 31 is protruded by about 8 mm from the wall surface. The main body 21 is provided with a main body locking portion 231 bulging toward the inner diameter side so that the inner diameter is about 80 mm at a position about 40 mm from the end face 24 on the tracer nozzle side so as to lock the locking pin 31. It has been.
[0021]
On the other hand, four inclination suppression pins 32 are provided at 90 ° intervals also at a position of about 100 mm from the discharge tube side end surface 36 of the inner cylinder 3. The pin 32 is provided to suppress the inclination of the inner cylinder 3. Since the inclination suppression pin 32 protrudes from the wall surface by about 9 mm, the clearance from the main body 21 is about 2 mm in diameter.
[0022]
The inner cylinder 3 has a reduced diameter portion 351 in which the end face 35 on the tracer nozzle side is reduced to an inner diameter of about 50 mm. Inside the inner cylinder 3, a coil spring 38 is inserted between the reduced diameter portion 351 and an inner cylinder 37 which will be described later, and presses the inner cylinder 37 toward the discharge pipe 6. In addition, three inner cylinders 37 having a length of about 50 mm and an inner diameter of about 50 mm are placed inside the inner cylinder 3, and the mesh 4 is sandwiched between two inner cylinders 37. As this mesh 4, a mesh having a space ratio of 56.0% and an opening size of 2380 μm (JISZ 8801) is used.
[0023]
The gas flow sent from the main hole 521 provided in the inner pipe portion 52 of the tracer nozzle 5 is decomposed 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 aggregates of the tracer particles carried in the gas flow collide with each other or collide with the inner wall of the inner cylinder 37 by the decomposition action of the mesh, so that the aggregates collapse and become smaller aggregates. 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. Note that the mesh 4 having a smaller mesh size is desirable in terms of preventing the supply of 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. Therefore, it is preferable to replace them appropriately depending on the flow rate, moisture content, etc. of the tracer powder put inside. As described above, since the mesh 4 is held by the pressing force of the coil spring 38, it can be easily held in the inner cylinder 3 even if the thickness of the mesh 4 varies. Further, a flange 361 having an inner diameter of about 50 mm is provided on the discharge tube side of the inner tube 3 to hold the inner tube 37 held by the spring 38 described above. The inner cylinder 3 is provided with approximately J-shaped connection fittings 362 provided at four positions at intervals of 90 °. The connection fittings 362 are hooked on pins 363 provided on the flange 361. By removing the connection fitting 362, the inner cylinder 37 and the mesh 4 can be easily detached.
[0024]
Next, the usage method of this apparatus is demonstrated based on FIG.
The tracer particle supply apparatus 1 is fixed to a support column (not shown) by sandwiching the vicinity of the intermediate portion of the main body 21 with a holder (not shown) with the tracer nozzle 5 side down and the discharge tube 6 side up. Then, the gas pipe 55 is connected from the hose end provided at the other end of the inner pipe portion 52 and the outer pipe portion 51 of the tracer nozzle 5, and further connected to the gas cylinder 9 through the flow rate adjusting valves 81 and 82. The gas in the gas cylinder 9 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.
[0025]
Then, the 20 ° clamp 251 is opened and removed by turning the wing screw 2511 of the 20 ° clamp 251 that fastens the flange 221 provided on the discharge tube funnel 22 and the flange 211 provided on the main body 21. Then, the discharge tube side funnel-shaped portion 22 is removed from the main body 21. Further, after removing the inner cylinder 3 from the inside, 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. 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-Al2O3 having a specific gravity of 3.94 and an average particle diameter of about 20 [mu] m is used.
[0026]
First, the main stopper of the gas cylinder 9 is opened, and the flow rate adjustment valve 81 connected to the inner pipe portion 52 of the tracer nozzle 5 is adjusted to a flow rate of about 30 liters / min. As a result, gas is blown into the tracer particle supply device 1 from the main hole 521 provided at the tip of the inner pipe portion 52 of the tracer nozzle 5 inserted from the top 233 of the suction pipe side funnel-like portion 23 through the tracer nozzle 5. , Tracer particles will be 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. The gas supplied from the inner pipe part 52 blows up the tracer particles in the vicinity of the top part 233 of the suction pipe side funnel-like part 23. At this time, depending on the type of the tracer particles, a path for the gas to pass inside the accumulated tracer particles is created. The upper part of the accumulated tracer particles sometimes collapses and falls as a lump, and is easily blown up again and discharged from the discharge pipe 6 to the outside. Therefore, by adjusting the flow rate adjusting valve 82 connected to the outer pipe portion 51 of the tracer nozzle 5 to a flow rate of about 15 liters / min, the tracer inserted from the top portion 233 of the suction pipe side funnel-like portion 23 through the tracer nozzle 5. Gas is blown into the tracer particle supply apparatus 1 from the complementary holes 512 and 513 provided in the outer peripheral surface 511 of the nozzle 5. The gas from the side surface breaks the gas passage formed by the gas from the inner pipe portion 52. Further, by preventing the accumulation of the tracer particles, it is possible to prevent the pulsation of the gas due to the upper portion of the accumulated tracer particles being agglomerated and falling.
[0027]
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 tracer nozzle 5 and supplied into the flow field. Further, the tracer particles that have not been discharged to the outside from the discharge pipe 6 pass between the inner cylinder 3 and the discharge pipe 6, further hit the inclined surface of the discharge pipe-side funnel-shaped portion 22, and flow downward. It passes through the gap provided between the inner cylinder 3 and the vicinity of the tube wall of the main body 21. For this reason, tracer particles are deposited between the main body 21 in the vicinity of the tracer nozzle 5 and the inner cylinder 3.
[0028]
On the other hand, the gas flow sent through the tracer nozzle 5 generates a flow in the direction opposite to the gas flow near the tube wall of the main body 21. Since the gap is provided between the suction pipe side funnel-like portion 23 and the inner cylinder 3 on the tracer nozzle 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 again in the vicinity of the tracer nozzle 5. In this way, the direction of the gas flow flowing in the accumulated tracer particles is always a constant direction, and the tracer nozzle 5 Have been blown The tracer particles ascend to the center of the hollow outer cylinder 2 and descend near the tube wall, that is, circulate and flow, so that the accumulated tracer particles are agitated as a whole. become. Since the accumulated state of the tracer particles is substantially uniform as a whole, the gas flowing out from the discharge pipe 6 does not produce temporal density. 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 2 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.
[0029]
Since the apex angle of the suction pipe side funnel-like portion 23 is set to about 48.5 °, the gas sent from the tracer nozzle 5 spreads along the inclined surface of the funnel-like portion 23 due to the side wall adhesion phenomenon. Of course, the separation point on the inclined surface of the gas flow sent from the tracer nozzle 5 is on the inner diameter side of the inner cylinder 3. Therefore, 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 remaining part is a gas flow that descends near 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 detailed view showing a main part of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method of using the tracer supply device of the present invention.
FIG. 5 is a view 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 Tracer nozzle
51 Outer pipe
511 outer peripheral surface
512 Base hole
513 Tip side hole
52 Inner pipe
521 main hole
6 Release pipe

Claims

A hollow outer cylinder that forms a gas flow path in the axial direction;
A tracer nozzle that is connected to one side of the hollow outer cylinder and allows gas to flow;
A discharge pipe for discharging gas together with tracer particles connected to the other side of the hollow outer cylinder in a form facing the tracer nozzle and stored inside the hollow outer cylinder;
An inner cylinder that is held inside the hollow outer cylinder and has a hollow hole having a diameter larger than the diameter of the tracer nozzle and the discharge pipe in the hollow outer cylinder;
A tracer particle supply device comprising:
The tracer nozzle has a main hole and a supplementary hole;
The main hole is provided at a position facing the discharge pipe for sucking the gas into the hollow outer cylinder;
The auxiliary hole is provided on an outer peripheral surface of the tracer nozzle located inside the hollow outer cylinder;
Tracer particle supply device characterized by the above.

2. The tracer particle supply apparatus according to claim 1, wherein the tracer nozzle includes an inner tube portion provided with the main hole and an outer tube portion provided with the auxiliary hole.

The tracer particle supply device according to claim 1, wherein a plurality of the supplementary holes are provided in a circumferential direction of the tracer nozzle.

The tracer particle supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the supplementary holes are provided in a flow direction of the gas.

The tracer particle supply device according to claim 4, wherein the auxiliary hole has a large diameter provided on the downstream side in the gas flow direction.

6. The tracer particle supply device according to claim 4, wherein the supplementary hole has a larger area per unit length of the tracer nozzle on the downstream side in the gas flow direction.