JP6165949B1 - 熱式流量計 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る熱式流量計において、前記一つの定数は、前記配管の材料及び外径に基づき異なる数値に設定されても良い。
Th:配管11の表面温度[℃]
Tw:流体の温度[℃]
R:配管11の単位長さあたりの熱抵抗[m・K/W]
di:配管内径[m]
h:熱伝達率[W/(m2・K)]
λs:配管の熱伝導率[W/(m・K)]
do:配管外径[m]
Nu:ヌセルト数
λw:流体の熱伝導率[W/(m・K)]
di:配管内径[m]
Re=V×di/ν (5)
V:流速[m/s]
di:配管内径[m]
ν:動粘性係数[m2/s]
図17は、上記した特許文献1(特開平5−107093号公報)に記載の熱式流量計を、呼び径SU100の一般配管用ステンレス鋼管に設置した場合において、流速0.9m/s付近で基準流量計(超音波流量計)により計測した流速Vと一致するようにヌセルト数に定数C=11.85を乗じて補正した流速V’を示している。この図17によれば、流速0.6m/s以下の流速V’は、基準流量計(超音波流量計)で計測した流速Vと大きく異なっており、また、流速0.9m/sより大きな流速は、上式(1)における温度差(Th−Tw)が小さいため、算出不能となっている。したがって、特許文献1(特開平5−107093号公報)に記載の熱式流量計では、ヌセルト数に定数Cを乗じて補正したとしても、流速及び流量を正確に計測することができないことが分かる。これは、第2の温度センサを設置している面状ヒータ下流近傍の熱の散逸が大きいためであると考えられる。
図18は、上記した特許文献2(特開2013−205310号公報)に記載の流量計測装置(熱式流量計)を、呼び径SU100の一般配管用ステンレス鋼管に設置した場合において、流速0.9m/s付近で基準流量計(超音波流量計)により計測した流速Vと一致するようにヌセルト数に定数C=0.45を乗じて補正した流速V’を示している。この図18によれば、流速0.9m/s以外の流速V’は、基準流量計(超音波流量計)で計測した流速Vと大きく異なっており、特許文献2(特開2013−205310号公報)に記載の熱式流量計では、ヌセルト数に定数Cを乗じて補正したとしても、流速及び流量を正確に計測することができないことが分かる。これは、第二温度センサ(第2の温度センサ)が配管の表面温度を正確に測定できないためであると考えられる。
11 配管
12 第1の温度センサ
13 面状ヒータ
14 第2の温度センサ
15 制御装置
19 切り欠き部
21 第2の感温部
23 スペーサ
28 ホースバンド
Claims (5)
- 配管の表面に設けられ、該配管内を流通する流体の温度を測定する第1の感温部を有する第1の温度センサと、
該第1の温度センサの第1の感温部より流体の流通方向下流側に配置され、前記配管の表面に設けられる面状ヒータと、
該面状ヒータの中心部に向かって形成される切り欠き部に配置され、該面状ヒータに囲まれるように前記配管の表面に設けられ、前記配管の表面温度を測定する第2の感温部を有する第2の温度センサと、
前記第1の感温部により測定された第1の温度と前記第2感温部により測定された第2の温度との温度差に基づいて前記配管を流通する流体の流量を算出する制御装置と、
を備えることを特徴とする熱式流量計。 - 前記第2の感温部の外面に接着されるスペーサを備え、該スペーサは該面状ヒータの前記切り欠き部に嵌合可能に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱式流量計。
- 前記第2の感温部と前記スペーサとを合計した厚みは、前記面状ヒータの厚みより大きく、前記スペーサと前記面状ヒータは同一のホースバンドで固定されることを特徴とする請求項2に記載の熱式流量計。
- 前記制御装置は、流体の流速に基づいて流体の流量を算出し、流体の流速を算出する際にヌセルト数に一つの定数を乗じて補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの請求項に記載の熱式流量計。
- 前記一つの定数は、前記配管の材料及び外径に基づき異なる数値に設定されることを特徴とする請求項4に記載の熱式流量計。
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