JP5575579B2 - 蒸気の乾き度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気中の水分の含有量、即ち蒸気の単位体積当りの全質量に対する乾き飽和蒸気の占める質量の割合を示す、所謂乾き度：Ｘを測定する蒸気の乾き度測定装置に関する。蒸気の乾き度がＸの場合、湿り度は（１−Ｘ）で表される。各種ボイラや蒸気動力を利用する機器、乾燥設備などでは、熱管理のために蒸気の乾き度を測定する必要がある。これは蒸気中の水分の含有量によって例えば乾燥状態が変化してしまうためである。

蒸気の乾き度測定装置は、蒸気配管２に、流速センサ６と圧力センサ５とピトー管１を順次取り付け、ピトー管１で被測定蒸気の動圧を検知して、この動圧と流速から蒸気の比重量又は比容積を求め、求めた比重量又は比容積と、乾き度又は湿り度の関係式から、被測定蒸気の乾き度又は湿り度を算出することができるものである。

この蒸気の乾き度測定装置においては、ピトー管で被測定蒸気の動圧を検出して蒸気の乾き度を算出するものであるが、動圧をピトー管で正確に検出することがむずかしく、従って、算出される蒸気の乾き度も不正確な値となってしまう問題があった。

特開２００２−２４３６１１号公報

解決しようとする課題は、動圧を検出することなく、蒸気の乾き度を正確に算出することのできる蒸気の乾き度測定装置を提供すること。

本発明は、蒸気配管を流下する蒸気の乾き度を測定するものにおいて、蒸気配管の蒸気圧力を検出する蒸気配管圧力検出手段と、蒸気配管から乾き度を測定する蒸気を取り出す乾き度測定蒸気取り出し管を接続して、当該乾き度測定蒸気取り出し管を流下する蒸気を減圧させる絞り手段と、当該絞り手段で減圧された蒸気の圧力を検出する減圧蒸気圧力検出手段と、減圧された蒸気の温度を検出する減圧蒸気温度検出手段と、減圧された蒸気に所定量の熱量を供給する熱量供給手段と、当該熱量供給手段から供給される熱量に基づいて乾き度測定蒸気取り出し管を流下する蒸気の流量及び蒸気の乾き度を演算する演算制御部を具備するものである。

本発明の蒸気の乾き度測定装置は、熱量供給手段から蒸気へ供給される熱量に基づいて蒸気の乾き度を演算することによって、蒸気の乾き度を正確に算出することができる。

本発明の蒸気の乾き度測定装置の実施例を示す構成図。

本発明は、熱量供給手段から蒸気へ熱量を供給するものであるが、熱量供給手段は、蒸気へ供給する熱量を制御したり測定することが容易な電熱ヒータが好適である。

図１において、蒸気の流下する蒸気配管１と、蒸気配管１から乾き度を測定する蒸気を取り出す乾き度測定蒸気取り出し管２と、蒸気を減圧する絞り手段としてのバルブ３，４、及び、減圧された蒸気に所定の熱量を供給する熱量供給手段５とで蒸気の乾き度測定装置を構成する。

蒸気配管１には、流下する蒸気の乾き度を調節することのできる乾き度調節手段６を取り付ける。この乾き度調節手段６は、流下する蒸気を加熱して乾き度を高めるための加熱器７と、反対に、流下する蒸気に水滴を供給して乾き度を低くする冷却器８とで構成する。

加熱器７に、加熱流体供給管９と排出管１０を接続して、加熱器７への加熱流体の供給量をコントロールすることで、蒸気配管１を流下する蒸気を適宜加熱して蒸気の乾き度を任意に高めることができるものである。一方、冷却器８に冷却水供給管１１を接続して、冷却器８への冷却水の供給量をコントロールすることで、蒸気の乾き度を任意に低くすることができるものである。

蒸気配管１には、流下する蒸気の圧力を検出する蒸気配管圧力検出手段としての圧力センサー１２を取り付ける。蒸気配管１を分岐して乾き度測定蒸気取り出し管２を２本接続する。図示はしないが、１本の乾き度測定蒸気取り出し管２は蒸気配管１の上側と接続し、他方の取り出し管２は蒸気配管１の下側と接続する。

乾き度測定蒸気取り出し管２は下端部で合流させてブロー弁１３を取り付ける。ブロー弁１３は、開閉操作することで、乾き度測定蒸気取り出し管２とブロー通路１４を連通させて、取り出し管２を流下してくる乾き度測定蒸気を、外部へ排出することができるものである。

ブロー弁１３の下流側に、絞り手段としてのバルブ３，４と、所定の熱量を供給する熱量供給手段５を接続する。バルブ３，４は、乾き度測定蒸気取り出し管２を流下してくる蒸気の通路を絞って、蒸気圧力を任意に減圧することができるものであれば良く、本実施例においてはニードル弁３，４を用いた例を示す。

熱量供給手段５として電熱ヒータ５を用いた例を示す。電熱ヒータ５には、乾き度測定蒸気取り出し管２を流下してくる蒸気の圧力を検出する減圧蒸気圧力検出手段としての圧力センサー１５と、減圧蒸気温度検出手段としての温度センサー１６を取り付けると共に、演算制御部１７を接続する。

蒸気配管１から乾き度測定蒸気取り出し管２を流下してくる蒸気が、ニードル弁３，４で所定の圧力まで減圧されて電熱ヒータ５に至り、電熱ヒータ５から供給される二段階の熱量に応じて二種類の過熱蒸気となり、圧力センサー１２、１５と温度センサー１６からの検出値、及び、二種類の過熱蒸気となるために電熱ヒータ５から供給されるそれぞれの熱量から、電熱ヒータ５を流下する減圧蒸気の流量を算出し、更に、この流量値から減圧蒸気の乾き度を算出することができるものである。電熱ヒータ５を流下した減圧蒸気は、ニードル弁４と排出管１８から系外へ排出される。

電熱ヒータ５部での蒸気の乾き度検出値に応じて、蒸気配管１を流下する蒸気の乾き度を乾き度調節手段６により任意に調節することによって、蒸気配管１右端部１９から図示しない蒸気使用箇所へ供給される蒸気の乾き度を任意にコントロールすることができる。

本発明は、各種蒸気使用装置で使用される蒸気の乾き度によって、蒸気使用装置の性能が変化してしまうものに利用することができる。

１ 蒸気配管
２ 乾き度測定蒸気取り出し管
３ 絞り手段
４ 絞り手段
５ 熱量供給手段
６ 乾き度調節手段
７ 加熱器
８ 冷却器
１２ 蒸気配管圧力検出手段
１３ ブロー弁
１５ 減圧蒸気圧力検出手段
１６ 減圧蒸気温度検出手段
１７ 演算制御部

Claims (1)

1. 蒸気配管を流下する蒸気の乾き度を測定するものにおいて、
   前記蒸気配管の蒸気圧力を検出する蒸気配管圧力検出手段と、
   前記蒸気配管から乾き度を測定する蒸気を取り出す乾き度測定蒸気取り出し管を接続して、前記乾き度測定蒸気取り出し管を流下する蒸気を減圧させる絞り手段と、
   前記絞り手段で減圧された蒸気の圧力を検出する減圧蒸気圧力検出手段と、
   前記減圧された蒸気の温度を検出する減圧蒸気温度検出手段と、
   前記減圧された蒸気に所定量の熱量を供給して過熱蒸気とする熱量供給手段と、
   前記減圧蒸気圧力検出手段で検出した蒸気圧力、前記減圧蒸気温度検出手段で検出した蒸気温度及び前記熱量供給手段で供給した二段階の熱量に基づいて前記乾き度測定蒸気取り出し管を流下する蒸気の流量を算出し、さらに算出した前記熱量に基づいて前記蒸気の乾き度を演算する演算制御部を具備すること
   を特徴とする蒸気の乾き度測定装置。

Images