JPH01313748A - 流れている蒸気の性能のモニター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、凝縮性蒸気の性能および（又は）熱価（ｈｅ
ａｔ　ｖａｌｕｅ）を測定するための方法および装置、
とくに、代表的サンプリング、熱量測定およびマス流れ
測定のような流れている蒸気の性能および（又は）熱価
を連続的にモニターすることに関する。

〔従来技術〕

水蒸気のような凝縮性蒸気の性能は、通常には、熱量計
で測定する。既知の精度に従って配置された汎用タイプ
の水蒸気熱量針は：絞り式、分離式、絞り一分離併用式
、電気式、および筒形熱量計がある。分離式熱量計を除
いて、これらの熱量測定の一般的方法は、元のサンプリ
ング状態の場合よりも低いエネルギー準位（ｌｅｖｅｌ
）で測定が行われ、かつ高速の水蒸気が性状測定用の低
圧下方流れ方式の熱量計室内に滞留するときに、この水
蒸気の運動エネルギーのすべてが流体状で熱として還元
されるものと推定される。絞り式熱量計の場合には、も
しこの個所で過熱が生ずると読み取りを行いうる。もし
大気圧下で熱量計室に過熱が存在しないなら、蒸気の膨
張度合いを大きくするように咳室を真空源に連結しなけ
ればならないか、あるいは、液体を蒸気から機械的に分
離し、分離式熱量計のような測定装置を用いなければな
らない。

もし絞り式熱量計の熱量計室内に過熱が存在することが
必ずしも明らかではなくかつ分離式熱量計の精度が不十
分なら、絞り式熱量計は海水レベルで作用する湿度範囲
内では５０ｐｓ　ｉで２．８８％乃至４（１０）　ｐｓ
ｉで７．３％であることが知られている。

さらに、±５０％の精度以内の結果に対して少なくとも
１０°Ｆの過熱が膨張により得られなければならない。

それ故に、絞り式熱量計は４（１０）ｐｓｉ以上の圧力
で水蒸気の性能を測定するには不適と考えられる。

上記汎用タイプの水蒸気熱量計は、蒸気サンプルの副流
を追い出す必要があって、熱量計室内を通過したのちに
大気圧に放出する。その結果として、もし読み取り前に
熱量計内が熱均衡状態に達しなかったなら、その測定は
誤りとなりつる。にも拘わらず、取り出された熱い蒸気
サンプルは、近くの操作者には迷惑なものとなり、蒸気
損失をも招きうる。筒形熱量計は時間と労力とをかなり
消耗させ、かつ−時的な流れのシステム中の蒸気の性能
を迅速に測定するには適しない。水蒸気の性能を間欠的
に測定する慣用の電気式熱量計は、一般に重大な欠点を
有し、すなわち気化潜熱および（又は）１気の比熱が蒸
気性能の測定時に温度と圧力とに依存しないと考えられ
る点にある。本発明者は、気化潜熱および全蒸気の比熱
が圧力変化には敏感でないが、温度変化に強く依存する
ことを発見した。

以下に説明する。

正確な結果を得るためには、流れている蒸気について真
に代表的なサンプルの採取を行うべきことを指摘するこ
とは重要である。使用するサンプリング装置の設計およ
び配置は、代表的なサンプルを得るに際して重要な要素
である。米国機械技術協会の動力テスト規則（Ｐｏｗｅ
ｒ　Ｔｅ５ｔ　Ｃｏｄｅ）は、内端が閉鎖され、かつ６
インチまでの径の水蒸気主管の中心に１／２インチの間
隔で１７８インチの孔が穿孔されたノズル部分を有する
１／４または３７８インチの管から構成されるサンプリ
ングノズルを推薦している。このサンプリングノズルは
孔が水蒸気流れに直面する位置に置かれるべきである。

滞留する液体の放射状分布、各サンプリング孔に入る蒸
気サンプルの蒸気圧、速度、圧力低下などを含むいくつ
かの要素によって、全サンプルの採取組成が影響をうけ
るから、上記設計のサンプルノズルを用いて代表的なサ
ンプルが常に得られるかどうか疑わしいが、サンプリン
グノズルの上記設計が産業界で標準的なものとなってい
た。サンプリングノズルの設計と配置に際して、これら
全要素を従来十分に考慮していなかった。

上記熱量計法に加えて、上記性能の測定に関係しうる多
くの２相流量測定技術が本発明者によって研究されかつ
評価された。これには、圧力、差圧、流体温度、密度お
よびボイド留分、流れ機構（ｒｅｇｉｍｅ）およびボイ
ド分布、速度勾配などが含まれる。上記研究および評価
の結果として、動力プラント安全テストと関連して間欠
的な２相、高圧、高温系外という通常の悪環境下での悪
影響を避けるために、これら範ちゅうの技術は実現性設
計および操作技術の開発を要するが、他の範ちゅうの技
術は実際上の設計および操作特性についての根本的な理
解においてかなりの開発と改善を必要とすることが分か
る。上記二相流れ測定技術はいずれも、凝縮性蒸気流れ
の性能とエンタルピーとを正確にモニターできないこと
が分かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術の知見に微して、本発明の主な目的は、水
蒸気およびアルカリ金属（例えば、ナトリウム、カリウ
ムおよびセシウム）のような、流れている蒸気の性能お
よびエンタルピーをモニターできて、かつ同時に、下記
の要件および条件に合致するシステムを提供するもので
ある：ｌ）該システムは流れている蒸気の性能およびン
タルピーの迅速な変化に対応しなければならない； ２）該システムは現在工業的又は実験的な応用に要する
ものよりも広い範囲又はパラメーター要素（ｓｐａｎ）
に互って正確な測定を可能としなければならない； ３）該システムは必要な測定値を得るために代表的なサ
ンプルについて連続的に小副流が得られ、これを大気中
に放出することなく蒸気主管にサンプルを戻せるように
、設計、構成かつ操作されねばならない； ４）該システムは蒸気サンプルの温度と圧力との変化に
迅速にかつ正確に対応でき、かつ蒸気主管中のサンプリ
ングおよび測定の時点で、流れている蒸気の特性に無関
係に作動するセンサーを用いうるちのでなければならな
い。

５）該システムは蒸気主管の内側の流れ機構に全くか又
は無視しうる程度の妨害をも生じさせないものでなけれ
ばならない。： ６）該システムは、温度および（又は）圧力の変化ある
いは相変化を生ずることにより流れている蒸気の熱力学
的特性にいささかも影響をあたえてはいけない； ７）該システムは、苛酷なオーバー範囲の条件下で作動
し、さらに上記条件下で機能するものでなければならな
い： ８）該システムはテスト間隔期間中で修正（ｃａｌｉｂ
ｒａ　ｔｅ）によってその機能が低下してはならない；
９）該システムは長期の試験中に調整又は操作せずに長
期に互って確実に性能を保証できるものでなければなら
ない； １０）該システムは操作へのアクセス又は信号条件付け
が限定される場合にも性能を保証できるものでなければ
ならない。： １１）該システムは、必要なら実際上のテスト組立を行
う前に修正できるものでなければならない；１２）該シ
ステムが高温、高圧、照射、腐食、振動、および苛酷な
間欠的な機械的荷重のような悪影響下でも操作しうるち
のでなければならない：１３）該システムは人間に危険
を与えてはならない；そして最後に １４）該システムは容易にプログラミングできかつコン
ピュータで制御するように設計されねばならない。

本発明の他の目的は、以下に十分に説明されあるいは当
業者には明白であろう。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従って、サンプルの採取点での蒸気の動圧およ
びサンプルの戻し点での吸圧との間の差圧を用いること
により、代表的なサンプルの小副流を蒸気主管から取り
出す。初めに、サンプル流れを過熱器−熱量計に通して
サンプル流中に滞留している液体を気化し、気化したサ
ンプルを過熱し、蒸気主管に戻さないうちにマス流量計
に通す。

蒸気主管中に真に代表的サンプルを連続的に流れさせる
ように、ベルヌリの法則に基づく”均−環状大量流れ”
の原理に従ってサンプリング装置を設計し、構成し、配
置する。サンプルの採取点とサンプルの戻し点との間に
最大圧力差を与えるために、内孔が蒸気流（上方流）と
反対方向に面しかつサンプル戻しノズルの外孔が蒸気流
（下方流）と同一方向に面する仕方で、サンプリング採
取ノズルを蒸気主管の内側になるように設計しかつ配置
する。このように、蒸気サンプルは蒸気主管の動圧下で
サンプル採取ノズルの内孔に流入し、かつ上記主管の吸
圧下でサンプル戻しノズルの外孔を流出する；従って、
通常の操作条件下では全モニターシステム中に蒸気サン
プルの連続的な流れを保つのに、ポンプを必要としない
。

蒸気の性能および（又は）熱価を計算する方法は、過加
熱器−熱量計の周りの熱バランスの使用に基づいている
。水蒸気の飽和圧および飽和温度で水蒸気の比熱とエン
タルビイとの熱バランスおよび相関式がまた開発された
。差圧および温度で水蒸気の比熱およびエンタルビイと
を予見をするのに零発萌者により開発された相関式を用
いて、蒸気圧力範囲での圧力と温度との変化を生ずる水
蒸気について１（１０）ρｓｉａと３１（１０）ｐｓ　
ｉａとの間の圧力で比熱を正確に計算できることが分か
った。過加熱器−熱量計中で加熱するときに、水蒸気は
圧力変化と温度変化とに依存するから、上記事項は熱バ
ランスの解決に必須であった。熱量計中で過熱に先立っ
て、サンプルのエンタルピーを得るため、飽和圧とおよ
び飽和温度に対する飽和蒸気と水とのエンタルピーに関
する相関式が開発された。最餞に、コンピュータープロ
グラム（算術モデル）を記述しかつ水蒸気の性能および
熱価を評価するために、必要な前記の相関式を設定しか
つ入力変数を加えてオンライン操作をシュミレーション
する。

コンピュータシュミレーションおよび実験を通して、水
蒸気の性能およびサンプルのエンタルピーの正確な測定
を行いうろことが観察された。

水蒸気のコンピュータシュミレーションの結果として、
水蒸気の性能とエンタルピーとを正確に得かつモニター
する際に正確な温度とマス流れ率との読みが臨界的なも
のであることに注目すべきである。相関式、それ故算術
モデルは圧力測定に敏感さは少ない。温度およびマス流
れ率を正確に読みとるときに、水蒸気の性能が上２゜０
％の範囲内にあることが分かるし、しかもサンプルのエ
ンタルピーが文献値の１．０％の範囲内にあることが分
かりうる。コンピュータプログラムモデルはパーフォマ
ンスを変化させずに変換器からの温度および圧力の読み
を受けるように変えうる。

〔発明の特徴〕

連続サンプリング装置、過熱器−熱量計およびマス流量
計からなる装置において、熱量測定（ｃａｌｏｒｉｍｅ
ｔｒｙ）により凝縮性蒸気の流れの性能および熱価をモ
ニターするための改良方法および装置を開示する。本発
明に従って、サンプルの採取点での蒸気の動圧とサンプ
ルの戻し点での吸圧との間の差圧を用いることにより、
代表的な蒸気サンプルの小副流を蒸気主管から取り出す
。

サンプル流れを初めに過熱器−熱量針に通してサンプル
流れ中に滞留している液体を完全に気化し、かつ気化サ
ンプルを加熱し、それから蒸気主管に戻さないうちにマ
ス流量計に通す。サンプル流れの性能と熱価とが、本発
明者により開発された圧力と温度とに対する蒸気の必要
な熱力学特性に関する相関式を用いて、加熱器−熱量計
の周りの熱バランスの使用に基づいて決定される。もし
温度測定値が上１゜０％の誤差、圧力測定値が±３゜０
％の誤差、かつマス流量測定値が上３゜０％の誤差であ
るなら、流れている水蒸気の性能および熱価が、１（１
０）ｐｓｉと３１（１０）ｐｓｉＯ間に互る圧力につい
て本発明で提供された方法および装置によって、±２．
０％の精度の範囲内でモニターできる。本発明は、該蒸
気流れの性能の外に、エンタールビーおよびマス流れ率
をもモニターできる。

（実施の態様〕 本発明を添付図面に関して詳細に記載しうる。

第１図は本発明の基本的な方法および装置を略図的に説
明する。特に、第１図は本発明の基本的な特徴である、
流れている蒸気の性能およびエンタルピーをモニターす
るシステムを略図的に説明する。第１図の輪郭は説明の
目的のために、ある程度の簡略化および（又は）拡大し
ており、そしてその輪郭は本発明を制限するものとして
意図しない。

第１図に言及すると、蒸気が蒸気主管１中に矢印に示さ
れる方向で流れる。サンプリング装置は採取ノズル３、
サンプル戻しノズル４、載置ヘッド２、および該蒸気主
管１から蒸気ノズル３．４を密封するためのねしプラグ
１７．２０から構成される装置 かつ該プラグ１７、２０を必要時に、該ノズル３、４お
よび蒸気主管１に挿入しかつ除去し易くしてある。サン
プリング装置の設計および操作原理の詳細は、第２図で
検討する。該採取ノズル３に流入する蒸気サンプルは、
調整バルブ５、圧力変換器７および温度変換器８を経て
、過熱器一熱盪計主に入り、その場で蒸気サンプルは、
電熱器１９で内部加熱されて完全に過熱される。過熱器
一熱量計呈を離れる過熱蒸気が温度変換器ｌ１と圧力変
換器ｌ２に通ってから、マス流量計１土に入る。

温度変換器８、１１は、好ましくは薄帯型の電気抵抗温
度検出素子を有し、その温度感知素子はサンプル流れを
運ぶ管の周りに配置され、かつその流れを妨害しないも
のである。該マス流量計１土は好ましくは、境界層型の
電熱式流量計を有し、その温度感知素子および測定素子
１３、ｌ５はサンプル流れを運ぶ管の外側に配置され、
かつ流れを妨害しないものであるが、他の型のマス流量
計をも使用しうる。該マス流量計の操作原理は、周知で
あり；コントローラ３５および加熱素子１８によって流
量計の管の壁および境界層を介して測定可能量の熱を流
れているサンプルに投入する。流れているサンプルの初
期温度を測定する上方流温度センサ１３および境界層を
横切って発生する温度を測定する上方流温度センサ１５
が、満足しうる操作を行うのに必要である。熱伝導とマ
ス流れとの間の関係を決定するのに通常用いられる二つ
の方法には、可変温度技術と可変パワー技術とがある。

一般に、応答時間は蒸気速度と区割壁の厚みとに左右さ
れて、１秒乃至数秒に互って変化しうる。大きい範囲に
互って（全範囲１２（１０）〜１が可能）流れ率の測定
は、適切な熱回路および感知回路を備えた単独の変換器
を用いることによりこの型のマス流量計で行いうる。測
定誤差は、過熱されたサンプル蒸気の比熱および熱伝導
における小さい変化に対して小さいし、かつ蒸気がマス
流量計に入らないうちに変換器１１．１２によりモニタ
ーされた蒸気温度および蒸気圧を用いて、上記の性能の
蒸気についての有意義な変化に対し熱を予想しうる。境
界層型のマス流量計が市販されている。該マス流量計を
去る蒸気サンプルは、圧力変換器１０および流量調整バ
ルブ６を通ってから、サンプル戻しノズル４を介して蒸
気主管上に戻される。蒸気サンプル流れを全モニターシ
ステム中に流させるのに要する駆動力は、すでに述べた
ように、採取ノズル３での蒸気主管の動圧と戻しノズル
４での張圧との間の差圧によって提供される。

温度変換器８．１１、圧力変換器７．１２およびマス流
量計温度センサ１３．１５の信号は、サンプル流れのマ
ス流れ率、性能およびエンタルピーを計算する（ｃｏｍ
ｐｕｔｅ）ために制御システム上旦中のコンピュータに
すべて送られる。にも拘らず、サンプル蒸気の上記性能
ならびに蒸気の温度、圧力および種々の熱力学的特性の
ような他の性状を記録し、表示できるし、これが望まし
くありうる。制御システムｉｔはサンプル流れについて
の所望の操作範囲の温度、圧力およびマス流れ率に対応
するモニターシステムを操作者にプログラミングさせ、
蒸気主管を流れるサンプル流れに関する情報を記憶しか
つ呼び出す。蒸気主管中の流れもサンプル流れの流れ率
に比例する（ｒｅｌａｔｅ）ことは明らかであろう。そ
れ故に、制御システム土ｉは、信号コンディショナー、
アナログ−デジタル変換、コンピュータ、コンピュータ
プログラム、データ、状態表示（ｄｉｓｐｌａｙ）、ロ
ーカル入力および制御゛、および他の関連機器から構成
される。

第２図に言及すると、実験的サンプリング装置は主に、
サンプル採取ノズル３およびサンプル戻しノズル４から
構成され、両ノズルは適切な位置および配置で蒸気主管
土中に挿入される。該採取ノズル３は内管２３および外
管主管２１から構成され、しかも、該ノズル３が右手位
置の蒸気主管上中に挿入されると、孔２４の中心が代表
的サンプルを採取する予定の蒸気主管の均等な環状マス
流れ率を表すように、孔２４が配置される。核化の配置
は蒸気主管の種々の環状断面でのマス流れ等な環状マス
流れ率を表す仕方で孔を分布させることにより決定され
ねばならない。大抵の使用において、乱流流れ状態との
仮定を立てることは正当でありうる。該内管２３は該外
管２１の孔２４間の丁度中間点に１つの孔（又は複数の
孔）２５を有し、従って、該外管の各孔に取り込んだ蒸
気は丁度同一の距離を横断して内管の核化２５に達し、
その場合に、全蒸気サンプルが単独流として合流しての
ちに、モニターシステムにおける種々の測定点に流入す
る。蒸気主管の中心と一敗した位置にある採取ノズルの
内端に配置されたプラグ２８および、２つの管２１．２
３の間の環状スペースに置かれた密封リング２９は該内
管の孔２５の方に採取蒸気サンプルを向ける。サンプル
採取ノズルに隣接して幾何学的、動的および運動的エネ
ルギーに類似の結果をうるために、外管２１は蒸気主管
の他の側の壁に達する伸長体（モックアツプ）２２を有
していて、管２１の前面での蒸気の流れパターンが蒸気
主管の全種を横切るものれに面しているが、戻しノズル
４中の孔２６は下方流れに面している。戻しノズル４ば
内端２７で閉鎖されており、従って、蒸気主管に戻る蒸
気は孔２６から去り、その際の張圧は流れている蒸気の
運動エネルギーによって生成するものである。

ねじプラグ１７．２０は、載置ヘッドおよび２つのノズ
ル３．４の間を密封するように、かつ必要時に、ノズル
の蒸気主管中に挿入かつ除去され易いように配置される
。

全モニターシステム中を流れるサンプル流れの速度、圧
力および運動エネルギーは熱力学の第一の法則に基づく
周知のベルヌリの法則を用いて分析できる。サンプル流
れが、モニターされる流れている蒸気を真に表すことを
容易に示しうる。

にも拘わらず、サンプル採取ノズル３およびサンプル戻
しノズル４は、据付けを容易としかつ機械的強度を大き
くするために単独のねしプラグと共に大きい管の内側に
配置されて、水蒸気主管中第３図に言及すると、実験的
な過熱器−熱量計９は殻４１、入口管４５、出口管４６
、および、末端４７でねしプラグ４４を備えた内部電気
ヒーター１９から構成され、しかもねしプラグ４４は！
ｉ！置装ッド４３中にねじ切りされかつ環状スペース４
２を形成する。ねじキャップ４８は、所望なら、ヒータ
ー内部の定期的清掃化を容易とするよう配置される。入
口管４５は圧力変換器７および温度変換器８を備えてお
り、同様に出口管４６は温度変換器１１および圧力変換
器１２を備えている。入口管および出口管を備える過熱
器−熱量計は熱絶縁体３１により完全に被覆されていて
、正確に測定しうるために過熱器−熱量計とその周りの
間の熱の流れを阻止することが必須である。過熱器−熱
量計への熱の収得は、過熱器−熱量計中に流れる水蒸気
中に予定された温度上昇を同時に保つことにより、ＤＣ
電源４９で正確に測定し、制御しろる。

本発明の原理および操作は例えば流れている水〔実施例
〕 下記に示されるように、過熱器−熱量計の周りの熱バラ
ンスは２つの異なった仕方のうちの１つで正確に行いう
る；すなわち、 １）飽和液体の気化潜熱、および過熱蒸気の比熱を用い
ることによる：および ２）飽和液体の、飽和蒸気のおよび過熱蒸気のエンタル
ピーを用いることによるものである。それ故に、本発明
の実施例は流れている蒸気について、各々二つの方法を
用いて示される。

１）肚ｌ立叛 過熱器−熱量計の周りの熱バランスは、サンプル水蒸気
の性能を決めるのに用いることのできる情報を捉供する
。必要なデータは過熱器−熱量計の取得温度および放出
温度サンプル流れの取得圧および放出圧、マス流れ率、
および過熱器−熱量初めに気化し次いで蒸気を過熱する
のに用いられる。過熱器熱量計の周りの熱バランスは下
式で表現されうる； （上式において、 Ｑ＝熱量針により取り込まれた熱（ＢＴＬＩ　／ｈｒ）
ｍ−サンプルのマス流れ率（ｌｂ／ｈｒ）λｓ＝気化潜
熱（ＢＴＵ／Ｉｂ） Ｘ−サンプル蒸気のマス留分 Ｃｐ−水蒸気の比熱（ＢＴＵ　／ｌｂ、　’　Ｆ）Ｔｉ
−熱量針の取得温度（°Ｒ） Ｔｏ＝熱量計の放出温度（°Ｒ） 入口温度および出口温度、マス流れ率、入口圧および出
口圧、サンプルに加えられた熱は連続的にモニターされ
る。気化潜熱λｓ　（ＢＴＬＩ　／Ｉｂ）は下式で飽和
圧、Ｐｓ（ｐｓｉａ）から計算される；λｓ、　ＩＱ−
０，（１０）６１６ｈ４１Ｐｓｌ　４２．　ＱＳｔＩＳ
４９％　　、　・、　（２）潜熱λｓ　（ＢＴＵ／Ｉｂ
）は下記相関式から飽和温度Ｔｓ（”　Ｒ）からも計算
できる。

λ　ｓ　　、１０　−０　′（１０）０４３Ｂ　＋　　
ｆ’ｓ）＋２　°２ＱＺ９ＺＢＮ　　・　　−−（３）
Ａ　ｓ＝　１０−’°０６０６９４４　ｆａｌｌ　＋３
°１２６９７Ｚｓ　　・、　（４）上式（３）は７４１
　’　Ｒ（２８１ａＦ）と９（１０）　’　１１（４４
０″’Ｆ）との間の飽和温度に用いるし、かつ上式（４
）は９（１０）゜Ｒ（４４０’　Ｆ）以上の飽和温度に
用いる。式（２）が１（１０）ｐｓｉａよりも大きいす
べての圧をカバーするし、かつ１つの式のみを用いるこ
とが必要であるから、飽和圧、Ｐｓ相関係数が好ましく
は用いられる。

飽和温度Ｔｓ（’Ｒ）が１（１０）ｐｓｉａと１（１０
）０ｐｓ　ｉａとの間の範囲の飽和圧Ｐ　ｓ　（ｐｓｉ
ａ）と関数関係にあることが分かる。

Ｔ　ｓ　−１１８，７７７８１（Ｐｓ）”””６５”　
＋４６０　　・・・（５）一定の積分値５Ｃｐａｒは温
度関数としてＣｐを評価しつる。

Ｃｐ　＝Ｃ＋＋Ｃｔ　（１／Ｔ）・・・・・・・・・（
６）２０％ｓｉａ　”１（１０）０ｐｓｉａの範囲に互
る種々の圧力に対して上式における定数ＣＩとＣ２とは
圧力（ｐｓｉａ）の関数である； Ｃ、＝　−０，（１０）０３９５２９（Ｐ）　　＋０．
５１７１４９５　　・　・（７）Ｃｚ＝　４．５０３２
１９４　（Ｐ）　　−１０９，６９８９８・・・（８）
式（６）は温度に関して積分しうる；Ｓｒｔ　（Ｃｔ　
＋　Ｃｔ　１／Ｔ）＝（ＣＩＴ＋ＣｚｌｎＴ）　Ｓ　ｒ
ｒ・・・（９） マス流れ率と乗するときに、一定の積分値は、サンプル
を完全に気化した後にサンプルを過熱するのに用いた熱
量に相当する。過熱器−熱量計によりサンプル中に取り
込まれた熱量Ｑおよびサンプルを過熱するのに用いた熱
量の間の熱量差゛はサンプル中に存在する蒸気を気化す
るのに用いた熱Ｑｘ（ＢＴＵ　／Ｉｂ）に相当する； Ｑｘ　−Ｑ　　ｍ　５ｙｔｃｐ　ｄＴ　　　　　　・・
・ＱＯ）過熱器−熱量計に入る時に水蒸気であるサンプ
ルのマス留分（ｆｒａｃｔｉｏｎ）は下式に基づく：こ
の量、Ｘは％に換算すると、水蒸気の量に相当する。

過熱器−熱量計に入る水蒸気のエンタルピーを過熱器−
熱量計に入る水蒸気のエンタルピーをも計算できる。飽
和圧ｐｓ（ｐｓｉａ）から飽和水ｔｌｓ、ｗ。

（ＢＴｔｌ／ｌｂ）のエンタルピーを得るために、相関
式を開発した； Ｈｓ、ｗ、＝９０．７６０７（Ｐｓ）””′３・・・（
＋２）性能Ｘおよび既知のサンプル中の湿分量を計算す
ると、サンプルＨｔ　（ＢＵＴ／Ｉｂ）の全エンタルピ
ーを下式で計算できる； Ｈｔ　＝ｍＨｓ、ｗ、＋ｍＸλ！ｌ　　　　　　−−・
０３）下記相関式から飽和温度Ｔｓ（”　Ｒ）から、飽
和液体Ｈｓ、ｗ、　（ＢＴＵ／Ｉｂ）をも得ることがで
きる；Ｈｓ、ｗ、　＝Ｏ，０ＯＯＯ１６５（Ｔｓ）”　
’°”　　　−−・（＋４）２）コンピユー　シュミレ
ーション コンピュータプログラムが開発されて、”ＶＡＸ”コン
ピュータにインタラクティブなシステムで水蒸気の性能
およびエンタルピーを計算するものであり、かつ温度と
圧力およびマス流量とに必要なセンサーからの読み取り
値を受容するのに蒸気プログラムを適合させうる。初め
に、プログラムはホートラン言語で書かれた。

シンライン操作のシュミレーションに必要なデータは、
過熱器−熱量計の入口温度と入口圧力、出口温度と出口
圧力、マス流れ率および過熱器−熱量計によりサンプル
を過熱するのに用いた熱である。これらの値を用いて、
飽和温度、気化潜熱、サンプルを過熱するのに用いた水
蒸気のエンタルピーと性能を計算する。

１（１０）％より小さい性能をもつ水蒸気の環境下で、
取得温度Ｔｉは恐らく飽和温度Ｔｓである。

然しなから、２つの理由から、モニターされた取得温度
を用いることが望ましいであろう。

第一に、飽和温度Ｔｓは飽和圧Ｐｓから計算されが、正
確な値でない（±１％）；そして第二に、たとえ水蒸気
サンプルがすでに加熱されていても、取得温度Ｔｉは飽
和温度Ｔｓよりも大きいであろう。

積分値ＸｃｐｄＴが温度にきわめて敏感であるから、正
確な温度読み取りがもっとも重要であり、かつ積分値の
評価に際し、使用温度は実際の入口温度および出口温度
であることが必須である。コ値の±５％であるときに、
計算した性能は±２％だけ影響されることを示している
。過熱水蒸気の比熱が温度と同様に強くは圧力の関数と
ならないから、圧力の読みに敏感にはならない。圧力読
みに±５％の誤差があるときに、計算された性能誤差に
よっても、は比較的不変のままである。

性能測定は第１．２．３表に示されるように正確なもの
である。１（１０）％を越えた性能は計算されたｊｃｐ
ｄＴ値が過熱器−熱量計により取り込まれた実際の熱量
よりも僅かに大きいという事実にのみ依存する。これは
水蒸気の比熱の計算値により、しかもこの値は正確なも
のでないが、使用した相関式により±１％の範囲にある
。

コンピュータプログラムはまた、過熱器−流量計に入る
前のサンプルの全エンタルピーを弐面により計算する。

開発した相関式（式１２）を用いて、飽和液体のエンタ
ルピーを計算する。これに加えるに、取り入れられた蒸
気中に含まれる潜熱がある。第１．２．３表に示される
ように、蒸気プルのエンタルピーを決定するのに、飽和
液体の比熱および気体潜熱の両者をこの測定値と乗する
から、この計算はマス流れ率にもっとも敏感である。

３）桔１」ＩＳε氷梶 ３つの異なった組合せで、上記相関式に書き込まれたコ
ンピュータプログラム、一連のシュミレーションテスト
を含む本発明のパフォーマンスの分析をおこなった。

第一の組のシュミレーシヨン、即ち一連の５つのテスト
がもっとも一般的である。この組のテストの目的は、広
い範囲の条件に互ってプログラムおよび相関式をいかに
十分にその機能を果たさせるかを見きわめることである
。データは下記の組の条件についての水蒸気の表から採
用される；第一に、過熱器−熱量計を通って、大きい圧
力変化と大きい温度変化とが推定され；第二に、過熱器
−熱量計の入口と出口とでの小さい圧力変化と大きい過
熱度とが推定された。第三のテストでは、取り込み水蒸
気が過熱状態にあることが推定され、かつ第五のテスト
では、過熱器−熱量計に入る水蒸気が飽和状態であるこ
とが推定された。

■第一の組のテストの結果は第１表に示す。計算方法お
よびコンビエータは、本発明で開発された相関式を用い
て水蒸気の性能およびエンタルピーの計算についての正
確な結果を提供することが分かった。

■第二の組のシュミレーションテストは、産業界に一般
に用いられる水蒸気の条件を用いた。各テストについて
、過熱器−熱量計の入口と出口とで圧力と温度との読み
の異なった組合せの誤差があった。一連の６つのシュミ
レーションテストにおいて、コンピュータに対して±５
％の誤差取得があった。この組のテストの目的は、シュ
ミレーションテストの精度に関して各変数を測定するに
際し誤差の作用を理解するにある。

このテストの結果は第２表に示される。過熱器−熱量計
の周りの熱バランス式において、積分を用いているから
、温度の読みが最大の値を示すことが分かった。正確な
温度の読みはシュミレーションプログラムで行った計算
の精度に決定的な役割を果たす。圧力の読みにおける±
５％の誤差は水蒸気の性能測定の精度に殆ど影響を与え
なかった。

】」１表 Δ％：シュミレーションの結果における誤差％水ｌ気勿
条在： ΔＰｉ　（ｐｓｉａ）　　＝２（１０）ΔＰｏ　（ｐｓ
　ｉａ）　　＝　２２０ΔＴｉ（’　Ｆ）　　−３８１ Δｔｏ（”　Ｆ）　　＝４４７ ｍ　（Ｉｂｓ／ｈｒ）　＝　１０ 性能（％）−９５ エンタルピー（ＢＴＵ／ｌｂ）　＝１１５６．２■第三
の組のシュミレーションテストは、測定誤差が真の値の
±１％であると推定される点を除いて、第二の組のテス
トと同一であった。このテストの目的は、実際上の操作
でありうる条件下での本発明のパーフォーマンスを理解
することである。

１％の誤差は５％の誤差よりも真の状態をよりよく実際
的な評価を与える。１（１０）％の性能より小さくてか
つ過熱水蒸気の条件がこのような組（ｂａｔｌｅｒｙ）
のテストに用いられた。この組テストにおいて、マス流
れ率の読みにおける誤差として、２つのレベル、即ち、
±１％と±５％が導入された。

このテストの結果は第３表に示される。このテストの結
果として、大抵温度の読みにおける誤差が水蒸気の性能
決定の精度に影響を与える。熱しながら、±１％の温度
読み誤差でも、水蒸気の性能は±３％の精度内にあるこ
とが分かりうる。±５％とはずれるときに、マス流れの
読みは、水蒸気の性能決定に僅かに影響を与えるが、水
蒸気のエンタルピーの計算には大きく影響を与える。エ
ンタルピーの決定に際し、比熱をマス流れ率と乗するも
のであり、それ故に、この方法において、マス流れ率に
ついての誤差が倍増するという事実は妥当である。

１（１０）％よりも大きい水蒸気の性能計算値は実際上
全く意味を有しない。マス流れ率を掛けるときに、これ
は、過熱器−熱量計においてサンプルに加えられた熱量
よりもわずかに大きいという積分値ｊｃｐｄＴの計算の
結果を示している。

このケースのときに、加えた熱量とサンプルを過熱する
際に用いた熱量との間の差は負である。

負数はコンピュータプログラムでは１（１０）から差引
かれ（そして、それ故に加えられ）、１（１０）％より
大きい性能計算値を与える。

Δ％；シュミレーシヲンの結果における誤差％本発明に
おいて、水蒸気は過熱状態で過熱器−熱量計を常に離れ
ている。これは、過熱器−熱量計を通っての温度変化が
あるケースである。もし温度変化が全くないならば、水
蒸気サンプルを十分に気化し又は気化させないかどうか
を論するのは不可能であろう。温度の上昇は過熱器−熱
量計を出る全蒸気相を裏付ける。本発明がオンラインで
用いられる時に、温度変化は過熱器−熱量計に取り入れ
られた熱を調整するのに求められる事項である。ＤＣ供
給電源４９から過熱器−熱量計に取り込まれた熱を測定
しかつ±１．０％又はそれ以上の精度に制御しうる。に
も拘られす、この精度は流れている蒸気の性能とエンタ
ルピーとを決定する精度に直接に反映するであろう。

１）肚豆方抜 気化潜熱、λｓ　（ＢＴＵ／ｌｂ）は優勢的な飽和温度
、Ｔｓおよび圧力、Ｐｓにおいて、飽和水蒸気のエンタ
ルピー、Ｈｓ　、５（ＢＴＬＩ／ｌｂ）と飽和水のエン
タルピー、Ｈｓ　、ｗ、　（ＢＴＵ／ｌｂ）との間の差
であり、そして下式で示される： λ５＝Ｈｓ、ｓ、−Ｈｓ、ｗ、　　　　　　−−・θ９
飽和水蒸気のエンタルピーは（開発された）下式によっ
て飽和圧、Ｐ　ｓ　（ｐｓｉａ）から計算しうる。：（
イ）飽和圧、Ｐｓについて１（１０）〜２５０ｐｓｉａ
で；Ｈｓ、ｓ、＝０．０９１３７１３７（Ｐｓ）＋１１
７９．３７０３　　・・０６）（＋１）飽和圧、Ｐｓに
ついて、２５０〜８５０ｐｓｉａで；Ｈｓ、ｓ、＝１２
０２．５　　　　　　　　　　・・・（ＩＴ）（ハ）飽
和圧、Ｐｓについて、８５０〜１５（１０）ｐｓｉａｉ
？　；Ｈｓ、ｓ、　＝−０，０４２８２９３７４＜ＰＳ
）＋１２３５．５０５４　・・（１８）（＝）飽和圧、
Ｐｓについて、１５（１０）〜２２（１０）ｐｓｉａで
；Ｈｓ、ｓ、　＝−０，０６，８２Ｑ４７６１（Ｐｓ）
＋１２７３．９３８８　＋　・０９）（ネ）飽和圧、Ｐ
ｓについて、２２（１０）〜２８ｏｏｐｓｉａで：Ｈｓ
、ｓ、＝−０．ｌＱ９９６７３４（Ｐｓ）＋１３６６、
’３４２０　・・Ｑω（へ）飽和圧、Ｐｓについて、２
８（１０）−３１（１０）ｐｓｉａで＝Ｈｓ、ｓ、＝１
１６（１０）３．５４（Ｐｓ）　−””””　・（２１
）飽和水のエンタルピー、Ｈｓ、ｗ、は（開発された）
下式から計算できる：（イ）飽和圧、Ｐｓについて、１
（１０）〜１（１０）０ｐｓｉａで；Ｈｓ、ｗ、＝９０
．７６６７（Ｐｓ）”””　　　　・・・（２２）（［
１）飽和圧、Ｐｓについて、１（１０）０〜２（１０）
０ｐｓｊａで；Ｈｓ、ｗ、＝６４．５７６５２３（Ｐｓ
）”０７′ｔ”’　　・・（２３）（ハ）飽和圧、Ｐｓ
について、２（１０）０〜２５（１０）ｐｓｉａで；Ｈ
ｓ、ｗ、＝３７．７２８２５２（Ｐｓ）”　’フ８９４
７”　　　・　・　（２４）（ニ）飽和圧、Ｐｓについ
て、２５（１０）〜２９（１０）ｐｓｉａで；Ｈｓ、ｗ
、＝０．１３８８５１６４（Ｐｓ）＋３８３．３７５８
２４　　＋　（２５）（事）飽和圧、Ｐｓについて、２
９（１０）〜３１（１０）ｐｓｉａで；Ｈｓ、ｗ、＝２
．３４０８９９（Ｐｓ）””””　　　・・（２６）式
（１）における積分値５ｃｐｄｒは実際上過熱水蒸気の
エンタルピー、Ｈｓ、ｈ、ｓ、（ＢＴＵ／ｌｂ）と飽和
水蒸気のエンタルピー、Ｈｓ、ｓ、との間の差である。

過熱水蒸気のエンタルピーは、もちろん、過熱器。

熱量計の出口温度および出口圧力で評価され、かつ開発
された下式により示されうる。

Ｈｓ、ｈ、ｓ、＝Ｃ＋（Ｔｏ）　　Ｃｚ　　　　　　Ｈ
ＨＨ（２７）Ｃ，＝３．８６６９（１０−’）（Ｐｓ）
＋０．６８５１５９９８　・・・（２８）Ｃ＝＝０．５
２１８８４５５（Ｐｓ）　−８（１０），５８５９６・
・・（２９）（イ）飽和圧、Ｐｓについて、１５（１０
）〜１８（１０）ｐｓｉａでかつ式（２７）で飽和温度
Ｔｓに対する６０°Ｒの温度範囲、ＣＩと０２は下記の
とおりである：Ｃ＋＝３．６６９５３１１（１０−’）
（Ｐｓ）＋０．６８５１５９９８　・・（３０）Ｃｚ□
−０，５４３３４２４７（Ｐｓ　）　＋６８３．９８０
７７　　・・・（３１）（ｒｌ）飽和圧、Ｐｓについて
、１８（１０）〜１９（１０）ｐｓｉａでかつ式（２７
）で飽和温度Ｔｓに対する６０°Ｒの温度範囲Ｃ１とＣ
２は下記のとおりである：Ｃ＋−１．６２２４６０９（
１０−３）（Ｐｓ）−１，５７７４・・・（３２）Ｃｔ
＝−１，９６８５７５０（Ｐｓ）　＋３２５２．１２１
６　　４　Ｈ＋　（３３）（ハ）飽和圧、Ｐｓについて
、１９（１０）〜２１（１０）ｐｓｉａでかつ式（２７
）で飽和温度Ｔｓに対する８０’　Ｒの温度範囲Ｃ９と
０２は下記のとおりである：Ｃ＋＝０．１８７４０２３
４（１０−’）（Ｐｓ）＋１．０３８８　　・・・（３
４）Ｃｚ＝−０，３４６８９９９９（Ｐｓ）　＋２９３
．９３９２１　　・・・（３５）（ニ）飽和圧、Ｐｓに
ついて、２１（１０）〜２２（１０）ｐｓ　Ｉａでかつ
飽和温度Ｔｓに対する５０°Ｒの温度範囲が、Ｃ，＝２
．４２２８５１５（１０−３）（Ｐｓ）−３，４７１４
・・・（３７）Ｃｚ＝−２，９１０１（Ｐｓ　）　＋５
４６７．８３３０　　　　ＨＨＨ（３８）の場合に、 Ｈｓ、ｈ、ｓ＝Ｃ＋（Ｔｏ）＋　Ｃｚ　　　　　　・・
・（３６）（ネ）飽和圧、Ｐｓについて、２２（１０）
〜２３（１０）ｐｓ　ｉａでかつ式（３６）に対する５
０°Ｒの温度範囲ＣＩと０２は；Ｃ＋−−６，４６４８
４４（１０−’）（Ｐｓ）＋２．０Ｏ１２・・・（３９
）Ｃｒ−９，３６９９９９９（１０−”）（Ｐｓ）−７
２８，２６８８・・（４０）（へ）飽和圧、Ｐｓについ
て、２３（１０）〜２４（１０）ｐｓｉａでかつ飽和温
度Ｔｓに対する５０°Ｒの温度範囲が、Ｃ１＝０．５８
７４９９９８（１０−２）（Ｐｓ）＋１７８．９９５１
９　Ｈ＋　（４２）Ｃｚ＝−０，（１０）（１０）（１
０）１５４９２１（Ｐｓン＋１．（１０）１９３７９８
５４２０２・　・　・（４３） の場合に、 Ｈｓ、ｈ、ｓ＝Ｃ＋（Ｃｚ）　”　　　　　　・・・（
４１）（ト）飽和圧、Ｐｓについて、２４（１０）〜２
５（１０）ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度
Ｔｓに対する５０°Ｒの温度範囲Ｃ，と０２は； Ｃ＋・−０，５６６６（１０）２（Ｐｓ）＋１５５２．
９２１６　　　　・・・（４４）Ｃｚ＝０．（１０）（
１０）０２８９７９７７８（Ｐｓ）　＋０．９９４６１
０９０５６４７３・・・（４５） （チ）飽和圧、Ｐｓについて、２５（１０）〜２６（１
０）ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度Ｔｓに
対する５０°Ｒの温度範囲Ｃ８と０２は； Ｃ＋＝０．７２３７５Ｘ１０−’（Ｐｓ）−４４，４９
２８０２・・・（４６）Ｃｚ□−０，（１０）（１０）
（１０）５６６２４４１（Ｐｓ）　＋１　、（１０）３
２７１４６０５３３１・・・（４７） （す）飽和圧、Ｐｓについて、２６（１０）〜２７（１
０）ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度Ｔｓに
対する４０’　Ｒの温度範囲Ｃ１と０２は； Ｃ＋＝−０，７５５９６２４９（Ｐｓ）＋２１０９．１
８４１　　　　・　・　・（４８）Ｃｚ＝０．（１０）
（１０）０６２８７０９８１（Ｐｓ）＋０．９８５４５
２７７１１８０８・　・　・（４９） （ヌ）飽和圧、Ｐｓについて、２７（１０）〜２８（１
０）ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度Ｔｓに
対する４０６Ｒの温度範囲Ｃ１と０２は； Ｃ，＝０．１３７４７７０８（Ｐｓ）−３０３，０５２
８０・・・（５０）Ｃ２＝０．（１０）（１０）０１７
５３５６８７　（Ｐｓ）−１、（１０）７１６２５７０
９５３４・・・（５１） （ル）飽和圧、Ｐｓについて、２８（１０）〜２９（１
０）ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度Ｔｓに
対する４０’　Ｈの温度範囲Ｃ１と０２は； Ｃ，＝−Ｏ１１３６０９３７５（Ｐｓ）−２９９，０８
９８１・・・（５２）Ｃｚ＝０．（１０）（１０）０１
３６６１３８５（Ｐｓ）＋１．（１０）６０７７７６６
４１８５・・・（５３） （ヲ）飽和圧、Ｐｓについて、２９（１０）〜３（１０
）０ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度Ｔｓに
対する４０°Ｒの温度範囲Ｃ１と０２は； Ｃ、＝−０，４３３７７５０１（Ｐｓ）＋１３５３．５
２３２　　　・・・（５４）ＣｚＪ、　（１０）（１０
）０４９３０４５６７　（Ｐｓ）　＋０．９８７８（１
０）２４０５７６７・　・　・（５５） （ワ）飽和圧、Ｐｓについて、３（１０）０〜３１（１
０）ｐｓｉａでかつ式（４１）における飽和温度Ｔｓに
対する４０’　Ｒの温度範囲Ｃ，と０２は； Ｃ＋＝Ｏ，１６７５９３７５（Ｐｓ）−４５０，５６・
・・（５６）Ｃ２＝−０，（１０）（１０）０２５０５
７７１１！３（Ｐｓ）＋１．０１０１２６９９８３５６
６・・・（５７） 式（１）は再配置されて下式が得られる；Ｑ＝ｅ＋（１
−Ｘ）　（Ｈｓ、５−Ｈｓ、ｗ、）＋ｍ（Ｈｓ、ｈ、ｓ
、−Ｈｓ、ｓ、）・・・（５８） 式（５８）の右側の２番目の項は、サンプルを完全に気
化したのちにサンプルを過熱するのに用いる熱量を表す
。過熱器−熱量計に取り込まれる熱および過熱するのに
用いる熱の間の温度差はサンプル中に存在した湿分を気
化するのに用いる熱量である； Ｑｘ＝Ｑ−ｉｎ　（Ｈｓ、ｈ、ｓ　−Ｈｓ、ｓ、）　　
・・・・（５９）（ここで、Ｑｘはサンプル中に存在し
た湿分を気化するのに用いる熱（ＢＴＵ／ｌｂ）である
。）サンプル中に含まれる蒸気のマス（ｍａｓｓ）留分
、Ｘは過熱器−熱量計に入るときに、下式から決定しう
る； （ここで、Ｘはサンプル蒸気のマス留分である。）水蒸
気の性能は簡単に％に変換された分数で示される。

過熱器−熱量計に入るサンプルのエンタルピーも計算で
きる。水蒸気の性能は下記のように計算されて、サンプ
ルの全エンタルピーを知らせる；Ｈｔ＝ｍ（１−ｘ）（
Ｈｓ、ｗ、）　＋ｍｘ（Ｈｓ、ｓ、−Ｈｓ、ｗ、）・・
・（６１） （ここでＨｔはサンプルの全エンタルピーである。）飽
和温度Ｔｓ（’　Ｒ）は（開発された下式により）飽和
圧、Ｐ　ｓ　（ｐｓｉａ）から計算できる；（イ）飽和
圧、Ｐｓについて、１（１０）〜１（１０）０ｐｓｉａ
では；Ｔｓ＝１１８．７７７８１（Ｐｓ）　””””’
＋４６０　　・・・（５）（ｒｌ）飽和圧、Ｐｓについ
て、１（１０）０〜２（１０）０ｐｓｉａでは；Ｔｓ＝
１３１．８０２８４　Ｌｎ（Ｐｓ）　＋９３．０１１６
６５　　・・・（６２）（ハ）飽和圧、Ｐｓについて、
２（１０）０〜２５（１０）ｐｓｉａでは；Ｔｓ＝１４
６．６９２０６　Ｌｎ（Ｐｓ）−１９，５０４７６３・
　・　・（６３）（ニ）飽和圧、ＰＳについて、２５（
１０）〜３２（１０）ｐｓ　ｉａでは；Ｔｓ＝１４９．
６９２０６　Ｌｎ（Ｐｓ）−４３，１１５７９１・　・
　・（６４）（２）コンピユー　シュミレーションホー
トラン言語で書かれたインタラクティブコンピュータプ
ログラムが水蒸気の性能を計算するのに開発された。

プログラムはオンライン操作でシュミレートしかつ、飽
和温度、Ｔｓ、気化潜熱、λＳ、サンプルを気化するの
に必要な取得熱、Ｑｘ、取り込まれた水蒸気サンプルの
エンタルピー、（ＢＴＵ／Ｉｂ）および水蒸気の性能、
Ｘを計算させうる。必要な取得データは過熱器−熱量計
の入口と出口の温度および圧力、同様の取得熱およびサ
ンプル流れのマス流れ率、ｍについてのみである。

コンピュータプログラムを用いて取得温度値を飽和温度
にデフォルトした。上述のように、これは１（１０）％
以下の水蒸気の性能については正確であるが、水蒸気が
加熱されているかどうかに係わるものではない。本発明
の実施に際し、上述の理由から、飽和温度の代わりに実
際の入口温度を用いることが推奨される。

もし入口温度および出口温度が大抵の温度センサーの精
度が容易にその範囲内に収まりうる実際値の±１％内で
あるなら、水蒸気の性能は大抵上１．６７％内に収まる
。。全試験条件で、±３％の入口圧力下での誤差は累±
０．８％の水蒸気の性能の最大誤差を生じた。実際の圧
力と誤差を生じた圧力との間の差が４８ｐｓｉａの場合
に、高圧（１６（１０）ｐｓｉａ）が発生した。これは
飽和温度、飽和水１気のエンタルピー、飽和水および相
関式が依存する過熱水蒸気に影響を与える。

より高圧（即ち、３（１０）０　ｐｓｉａ）で、この±
３％の誤差は必然的に、さらに大きい誤差を生ずるであ
ろう。

過熱器−熱量計に入るサンプルの全エンタルピーは、ま
た、コンピュータプログラムにより計算される。取得サ
ンプルのエンタルピーは±３％の圧力と温度の誤差につ
いて±１％の範囲内、かつマス流れ率について夫々、１
％と０％の誤差であると予定される。しかしながら、±
３％のマス流れ率の誤差について、±４％と同様に大き
く増加する。これは、飽和水のエンタルピーと気化潜熱
とをマス流れ率と乗じると、サンプルのエンタルピー計
算値に大きい誤差を生じるという事実を裏付けている。

（３）猪果上豆丘 第一の組のシュミレーションは相関式の応用範囲のみで
テストを行った。２（１０）〜３（１０）０ｐｓｉａめ
範囲に互る入口圧力はマス流れ率、取得熱および熱量計
内の温度と圧力との変化という種々の組合せに対して選
択される。相関式およびコンピュータプログラムをテス
トした。これらは広範囲の試験条件に互って十分に機能
した。

第二の組のテストは第一の組のシュミレーシロンテスト
と比較して、より特殊なケースであった。

この一連のテストは、過熱器−熱量計を通して、大きい
圧力変化と温度変化とがあると推定された。

第二のテストにおいて、小さい圧力変化と大きな程度の
過熱とがあると推定された。第三のテストは過熱器−熱
量計に入る水蒸気の性能が貧弱であると考えられる。第
四のテストおよび最後のシュミレーションテストが過熱
器−熱量計に入る水蒸気が過熱状態にあると推定される
。これらシュミレーションテストの結果を第４表に示す
。本発明で開発された相関式を用いた水蒸気の性能とエ
ンタルピーとはすべての試験条件について正確であった
。

水蒸気条件についての第３の組のテストは１（１０）％
以下の飽和度を示した。異なった変数（ｖａｒｉａｂｌ
ｅ）で異なったテストを行った結果を研究した。

計算結果の精度について、各変数での推定誤差の結果を
理解するのに、このような一連のテストに対して、入口
又は出口圧力で±３％の誤差、入口又は出口温度で±１
％の誤差、およびマス流れ率測定で±３％の誤差である
ことが推定された。この−連のテストは第５表に示され
る。温度および圧力は取り込まれたサンプルのエンタル
ピー計算値に与える影響は少なかった。

しかしながら、マス流れ率で±３％の誤差はエンタルピ
ーの計算に、同様に±３．２６％の大きい誤差を生じた
。これは、マス流れ率を気化潜熱および飽和水のエンタ
ルピーと乗じ、かつこの変数の大きい誤差は、必然的に
、エンタルピー計算に大きい誤差を招くという事実を裏
付ける。水蒸気の性能は個々の変数の変化でも少しの変
化もなかった。±１％の出口温度誤差について、水蒸気
の性能に生ずる最大の誤差は±０．７４５％であった。

水蒸気条件： Ｐ　ｉ　（ｐｓｉａ）　＝　８（１０）Ｐ　ｏ　（ｐｓ
ｉａ）　−８１０ Ｔ　ｉ　（”　Ｆ）　−５１８，２１ Ｔｏ　（”　Ｆ）＝５７８．２１ ｍ　（ｌｂｓ／ｈｒ）　＝　１０．０ 性能（χ）　　＝９２．５５ エンタルピ−（ＢＴ［１／Ｉｂ）＝１１４５．０（文献
値）第５表 １・ Δ；シュミレーションの結果での誤差％第四および最後
のシュミレーションの一連のテストで、すべての変数に
ついての組み合わせた結果を研究した。この一連のテス
トは、実際の操作条件をより正確に代表するものである
。入口温度と出口温度における±１％誤差および入口圧
力と出口圧力における±３％誤差が推定された。マス流
れ率の測定は、±５％誤差であり、前記の±３％誤差よ
り２％大きい。水蒸気の試験条件は以下のもので、飽和
レベルでのものであった。この最後の組のシュミレーシ
ョンテストは第６表に示される。

マス流れ率測定において、±５％の推定誤差で、飽和以
下の条件で、水蒸気の性能として最大誤差（±３．２８
％）が生じた（第６表のテスト９参照）。

これは性能の計算に用いられるサンプルの不正確なエン
タルピー値の結果である。

水蒸気の条件： 飽和以下で　　　飽和で Ｐ　ｉ　（ｐｓｉａ）　＝　　　１６（１０）　　　　
１（１０）０Ｐ　ｏ　（ｐｓｉａ）　＝　　　１６５０
　　　　１０５０Ｔ　ｉ　（’　Ｆ）　＝　　　６０４
．８７　　　５５５．０Ｔｏ　（’Ｆ）＝　　　６４４
．８７　　　５９０．０ｍ　（Ｉｂｓ／ｈｒ）　＝　　
　１０．０　　　　１（１０）．０性能（χ）＝　　　
９１．７６　　　　１（１０）．０１第６表 Δ％；シュミレーションの結果での誤差％上記に基づい
て、本発明の実施に際し、蒸気の性能と熱価との計算に
用いるに適する、温度と圧力に対する蒸気の熱的性質に
関する相関式が文献記載のデータから精度よく開発され
うることが明らかである。上記に示されるように、飽和
水蒸気のエンタルピーは、式（１６）〜（２１）を用い
て、±０゜６％の精度で、１（１０）〜３１（１０）ｐ
ｓｉａの範囲に互る飽和圧の値から求めうる。

飽和水のエンタルピーは、式（２２）〜（２６）を用い
て、±０．７％の精度で、１（１０）〜３１（１０）ｐ
ｓ　ｉａの範囲に互る飽和圧の値から求める。

過熱水蒸気のエンタルピーは式（２７）〜（５７）を用
いて。±１．０％の精度で、１（１０）〜３１（１０）
ｐｓｉａの飽和圧で、飽和圧と過熱温度の値から求めう
る。

例として示された相関式がコンピュータモデルで用いら
れ、かつ±３％内で水蒸気の性能についての正確な評価
を提供する。水蒸気の性能計算値は入口温度と出口温度
とで±１％の誤差で、入口圧と出口圧とで±３χの誤差
で、かつマス流れ率で±３％の誤差について、±３％以
内と正確である。過熱器−熱量計中に流れる水蒸気サン
プルのエンタルピーも±２％の精度でコンピュータモデ
ルによって計算された。

本発明に関して他の相関式が開発されたが、本発明に対
するシュミレーションの例としては包含されない。たと
えば、飽和圧は±０．５％の精度で、７９０　’　Ｒ〜
１１６０’　Ｒ（１（１０）ｐｓｉａ　〜３２（１０）
ｐｓｉａ）の範囲に互る飽和圧から求めうる。気化潜熱
は±１．０χの精度で１（１０）０〜３１（１０）ｐｓ
ｉａに亘る飽和圧から求めうる。飽和水のエンタルピー
は±０．６５％の精度で、１０４４’　Ｒ〜１１６０”
　Ｒ（１（１０）ｐｓｉａ　〜３（１０）０ｐｓｉａ）
の範囲に互る飽和温度について、飽和温度から求めうる
。

コンピュータモデルおよびシュミレーションテストは、
本発明がマス流れ率測定にもっとも敏感であるが、温度
と圧力測定には敏感でないことを示した。それ故に、水
蒸気の性能とエンタルピー測定とについての正確な結果
は、本発明の実施に際し、正確なマス流れの測定に必要
である。

過熱器−熱量計により過熱された後に、サンプル流れは
、マス流量計１４、圧力変換器１０、および流れ調整弁
６を通って流れ、その間、上記主管に戻す前には熱を員
失が小さいことが分かった。もし過熱器−熱量計に取り
込まれた熱に近似するように制御するならば、戻すサン
プル流れの性能と熱価とは、その初期値に累同−となり
；従って、蒸気主管の性能と熱価とは本発明の実施によ
り認知しうる程には影響をうけないであろう。もし蒸気
熱損失を熱絶縁により防ぐならば、その結果として、蒸
気主管の性能と熱価とに小さな利得があろう。サンプル
流れについての全変数を蒸気主管についての対応値で置
換えた、式（１）　、（１０）および（１１）を用いて
、あるいは、式（５８）、（５９）および（６０）を用
いて、実際の利得値を容易に決定しうる。

蒸気主管における温度上昇、Ｔｏ“−Ｔｉ’がサンプル
流れの温度上昇、Ｔｏ−Ｔｉに下式に示されるように比
例することは明らかでありうる；Ｔｏ’−Ｔｉ’＝　（
Ｔｏ　−Ｔ＝　）　ｍ７Ｍ　　・・（６５）（ここで、
Ｔｏ’−Ｔｉ’は蒸気主管の初期および最終温度であり
、かつＭは蒸気主管のマス流れ率である。） 式（６５）に示されるように、蒸気主管中の温度上昇は
無視しうるちのであり；だから、ｍ　／　Ｍの比は大抵
の場合無視しうる。蒸気主管中の温度上昇が二つの流れ
の混合の結果として起こらないならば、蒸気主管中に過
熱は起こらず、それ故に式（１）又は（５８）における
潜熱のみが必要と考えられる。

蒸気主管の性能増加ΔＸ°は下式により容易に決定しう
る； Ｑ＝Ｍ−ΔＸ’（Ｈｓ、ｓ、−Ｈｓ、ｗ、）　　　・・
・（６６）蒸気主管の性能Ｘ゛は初期性能Ｘｏ’と性能
の増加分ΔＸ゛　との和である； Ｘ’　＝Ｘｏ’＋ΔＸ’　　　　　　　　・−・（６７
）過熱器−熱量計に取り込まれた熱価Ｑは１（１０）Ｗ
のオーダーでありかつｍ　／　Ｍの比が非常に小さい（
サンプリング管の横断面対蒸気主管の横断面の比に略比
例するが）から、蒸気主管に取り込まれた熱は非常に小
さく、従って蒸気主管中の液体の気化に貢献するのみな
らず、蒸気主管を過熱して温度上昇させるのに十分であ
る。あらゆる実際的な目的に対して、式（６６）は恐ら
くは、蒸気主管の性能変化に必要な唯一つの相関式であ
ろう。

水（水蒸気）は産業界に動力または熱を発生させるのに
慣用されているが、時には、他の液体程には、冷却する
又は極めて高温過熱するのに用いるときに有効でない。

このような高温はしばしば核反応時に、とくに、増殖（
ｂｒｅｅｄｅｒ）反応時に発生する。液体金属の蒸気流
れを取り扱う蒸気−性能メーターを設置するために、金
属の熱力学的性質についての臨界的研究を行った。本明
細書における下記の開示は本発明について開発されたも
のであり、ナトリウム、カリウムおよびセシウムの熱力
学的性質についての重要な相関式を与える。

第７表に示されるように、ナトリウムの比熱（ＢＴｔ＋
、／Ｉｂ　＠ｐ）は３７５＠〜１１２３°にの温度範囲
に互って相関していた。±２の誤差以内で最良の相関式
を得るために、５つの温度範囲についてデータの分析（
ｂｒｅａｋｕｐ）を行った。第８表は飽和圧の関数とし
てナトリウムの飽和温度についての相関式を列挙する。

飽和温度は°にの単位、および飽和圧はａｔｍの単位を
有する。

これらの式は３７３°に〜１０７３°にの範囲の温度、
１．６　Ｘｌ０−”ａｔｍ〜４．４　Ｘｌ０−’ａｔｍ
の範囲の圧をカバーし、かつ±１％以内の精度である。

ナトリウムの飽和温度、Ｔｓの関数として気化潜熱、λ
Ｓについての相関式は第９表に示される。

これらの式は３７３°に〜１０７３”　Ｋの温度につい
てカバーする。第１０表はナトリウムの気化潜熱、λＳ
および飽和圧、Ｐｓに関する式を挙げている。

これらの式は、１．３　Ｘｌ０−’ｐｓｉａ〜６．５ｐ
ｓｉａの圧力範囲をカバーする。あらゆるケースにおい
て、気化潜熱はＢＴＵ／ｌｂで計算される。

ナトリウム金属の場合に、飽和液体金属のエンタルピー
、Ｈｓ、は飽和温度Ｔｓと飽和圧、Ｐｓの両者の関数と
して機能することが分かった。

第１１表は飽和温度（°Ｋ）の関数として飽和液体金属
のエンタルピー（ＢＴＵ／ｌｂ）についての式を挙げて
いる。第１２表は飽和液体金属のエンクルビーと飽和圧
（ａｔｍ）との関係を示す。さらに、両者の関係はロガ
リズムにあり、かつ±５％以内の精度であることが分か
った。飽和温度は３７３゜Ｋ〜１０７３”　Ｋに及ぶが
、飽和圧の範囲は１．６　Ｘｌ０−”ａｔｎ＋　〜４．
４　Ｘｌ０−’ａｔｍに及ぶ。

■皿式： ナトリウムに対する飽和温度と飽和圧（ａｔｍ）との相
関式： ナトリウムに対する温度関数としての気化潜熱について
の式。

第１０表 ナトリウムに対する飽和圧（ｐｓｉａ）の関数として気
化潜熱についての式； ナトリウムに対する飽和温度の関数として飽和液体金属
のエンタルピーについての式；ナトリウムに対する飽和
圧（ａ　Ｌｍ）の関数として飽和液体金属のエンタルピ
ーについての式；セシウムとカリウムも研究した。しか
しながら、今日まで両金属についてのデータを容易に利
用しえない。入手しやすい情報は温度、Ｔの関数として
、比熱、ＣＰについてのもののみであった。第１３表は
、温度じＫ）に対するセシウムの比熱（ＢＴＵ　／　Ｉ
　ｂ・”Ｆ）に関する式を示す。大抵、セシウムの比熱
は温度範囲に互って一定である。

２７３°に〜４（１０）″にの比熱に僅かな変化がある
。

４（１０）°に〜１３（１０）＠Ｋからは、セシウムの
比熱は０．０６ＢＴＵ　／　１　ｂ　−”　Ｈに等しい
。

温度とカリウムの比熱との相関式は第１４表に示してい
る。相関式は２７３°に〜１４２３°にの温度範囲をカ
バーする。その相関式は±１％以内の精度であることが
分かった。

第１３表 セシウムの比熱についての式 上記すべての相関式は、マス流れおよびエネルギーバラ
ンスについて本発明に使用しうるかどうかを見るために
、各温度範囲および圧力範囲に互って精度と利用性とを
テストした。この点で、液体ナトリウムは水蒸気と同様
に適用しうる。然しなから、カリウムとセシウムはさら
に物理的性質のデータを要する。広範囲の文献調査を通
して入手しうる情報は温度の関数としての比熱について
だけであった０両金属は希土類でかつ高価であり、それ
故に、経済的に採算が合わない、検討した他の２種のア
ルカリ金属はリチウムとマグネシウムである。

上記の主要な目的で本発明を実施するに際し、上記の記
載から明白であるとくに重要である、いくつかのキイー
ポイントがある。

第一に、サンプル流れは終始蒸気主管中の代表成分でな
ければならず、それ故に、蒸気サンプリング装置の設計
、構成、および配置が非常に重要である。

第二に、温度、圧力およびマス流れ率の正確な測定は、
モニターされる蒸気の性能の精度を決定するのに必須で
ある。とくに、蒸気の性能の決定は、マス流れ率測定に
最も敏感であり、温度測定により大きく影響をうけ；そ
れ故に、マス流量計および温度感応装置の精度と実現性
は非常に重要である。

第三に、過熱器−熱量計により蒸気サンプル流れ中に滞
留せる液体の完全な気化、および線流れの周りの完全な
熱バランスは必須である。

このような理由から、外部過熱器の代わりに内部過熱器
が好ましい。

最後に、液相および気相状態の作用流体の全熱力学的性
質についての正確な相関式は、蒸気の性能を決定するの
に要する完全で正確なエネルギーバランスを果たすため
に必要である。他の研究者によりなされた比熱対潜熱の
一定比についての考察は全体的に不正確なものであり、
それ故に受は入れ難いものである。

上記のキイーポイントに関して、本発明の目的および範
囲から逸脱することなしに、本発明の１種またはそれ以
上の構成要素の設計および構成又は同様な実施の態様に
ついて多くの変更をなしうる。本発明は全熱力学的性質
が既知の凝縮性蒸気の性能をモニターするのに適用しう
ることは明白である。作用流体の種々の熱力学的性質を
用いてエネルギーバランスを行うのに多数の仕方がある
ことが理解されるし、；すなわち、上記に示される二種
の方法は説明のためであって、制限的な意味に解すべき
でない。

流れている流体の温度、圧力およびマス流れ率を決定す
るのに多くの方法および装置があることを、さらに理解
すべきであるが；にも拘らず、適当な方法および装置は
、本発明に適用する流体および条件に対して選択される
べきである。

本発明により性能およびエンタルピーをモニターする流
れている蒸気の流れ率は、本発明により提供されるシス
テムによって連続的に測定される、サンプルの取り込み
点とサンプルの戻し点との間の圧力差Ｐ＋　　１’＋と
流れ率とを相関することで直接にモニターしうろことは
明白であろう。

それ故に、本発明は、流れている蒸気の性能、エンタル
ピーならびに流れ率をも同時にモニターしうることは明
白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により提供された方法の基本的特徴を含
む、流れている蒸気の性能およびエンタルピーをモニタ
ーするためのシステムの線路図であり； 第２図は実験的なサンプリング装置の横断面図であり； 第３図は実験的な過熱器−熱量計の横断面図である。 １・・・蒸気主管、２・・・載置ヘッド、３・・・サン
プル取得ノズル、４・・戻しノズル５．６・・・流れ調
整バルブ、 ７．１０．１２・・・圧力変換器、 ９・・・過熱器−熱量計、 ８．１１・・・温度変換器、 １３．１５・・・温度感応素子 １４・・・マス流量計、 １６・・・コントロールシステム、 １７．２０・・・ねじプラグ、１８・・加熱素子１９・
・・電熱器、２１・・・外管、 ２２・・・伸長子（モックアツプ）、 ２３・・・内管、２４〜２６・・・孔、２７・・・内端
、２８・・・プラグ、 ２９・・・シールリング、３５・・コントローラ４１・
・・殻、４２・・・環状スペース、４３・・・載置ヘッ
ド、４５・・・内管、４６・・・外管、４７・・・末端
、 ４８・・・ねじキャップ、 手続補正書 平成元年　２月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）管の内側を流れている蒸気の性能およびエタルピ
   ーを正確に決定するための状態をモニターするシステム
   であって、該システムが下記； 〔Ａ〕流れている蒸気の動（インパクト）圧を用いるこ
   とにより該蒸気の代表的なサンプルの小副流を取り出す
   ための該管の内側に配置されるように（設計され、構成
   されかつ）形成されたサンプリング装置； 〔Ｂ〕サンプル蒸気の該流れに滞留した液体を完全に気
   化し、次いで取り込まれた測定可能な収得量の熱で気化
   サンプルを加熱するために、通路部分を通って該サンプ
   リング装置〔Ａ〕に連結した過熱器−熱量計； 〔Ｃ〕該気化サンプルのマス流れ率を正確に決定するた
   めに、通路部分を通って該過熱器−熱量計〔Ｂ〕に連結
   した流量計； 〔Ｄ〕該サンプリング装置の下方流れ点で該管の内側に
   配置されるように（設計され、構成されかつ）形成され
   、さらに、該流れている蒸気の吸圧を用いることにより
   該流れている蒸気に該サンプルを戻すために、通路部位
   を通って該流量計〔Ｃ〕に連結されるサンプル戻し装置
   ； 〔Ｅ〕該過熱器−熱量計〔Ｂ〕の入口と出口で該サンプ
   ル蒸気の流れの温度と圧力を測定する装置；および 〔Ｆ〕該過熱器−熱量計〔Ｂ〕へ取り込まれた（収得）
   熱量を制御し、かつ測定する装置；から構成されるシス
   テム。 （２）該サンプリング装置および該戻し装置がパイプ壁
   を通って該管の内側に容易に据付けられるためにねじプ
   ラグなどを備えたケース器具の内側に１体に配置される
   請求項（１）記載のシステム。 （３）過熱器−熱量計が内部加熱器を有していて、該サ
   ンプル蒸気の流れを内部加熱する請求項（１）記載のシ
   ステム。 （４）該内部加熱器が電気加熱される請求項（３）記載
   のシステム、 （５）該流量計が該気化サンプルのマス（ｍａｓｓ）流
   れ率を直接に測定しうるマス流量計である請求項（１）
   記載のシステム。 （６）該温度を測定する装置が薄帯状の電気抵抗温度検
   知子であって、その温度感応素子はサンプル蒸気の該流
   れを運ぶ管の周りに置かれ、かつ流れを妨害しないもの
   である請求項（１）記載のシステム。 （７）該マス流量計が境界層型の熱電式流量計を有して
   いて、その温度感応・加熱素子は該サンプル蒸気の流れ
   を運ぶ管の外側に置かれかつ流れを妨害しないものであ
   る、請求項（５）記載のシステム。 （８）該装置〔Ａ〕および該流量計〔Ｃ〕に連結する該
   過熱器−熱量計〔Ｂ〕と該通路部分は、完全に熱絶縁さ
   れている請求項（１）記載のシステム。 （９）該過熱器−熱量計に取り入れられる前の個所での
   蒸気サンプルの取り込み流れおよび該流量計を離れた後
   の個所での該蒸気サンプルの戻し流れとの間に存在する
   圧力差が、該流れている蒸気の流れ率を決定する目的で
   モニターされる、請求項（１）記載のシステム。 （１０）管の内側に流れている蒸気の性能又はエンタル
   ピーのような熱力学的特性を正確に決定するための状態
   を連続的にモニターする装置であって該装置が下記； （Ａ）代表的な蒸気サンプルを転流するために管中に延
   在して形成されるサンプリング装置； （Ｂ）該サンプリング装置内に滞留する液体を気化しか
   つ測定可能な収得量の熱で気化サンプルを過熱するため
   に、該サンプリング装置からサンプルを受容するように
   操作的に連結された加熱装置； （Ｃ）サンプルのマス流れ率についての出力指示の信号
   を生じさせるために、該加熱装置から過熱サンプルを受
   容するように操作的に連結された流量計装置； （Ｄ）該加熱装置の入口と出口とでサンプルの温度、圧
   力を指示する出力信号を生じさせるために、該加熱装置
   に操作的に連結された第一のセンサー装置； （Ｅ）該過熱装置に取り込まれた熱量を指示する出力信
   号を生じさせるために、該加熱装置に操作的に連結され
   た第二のセンサー装置； を組合せて構成される連続的モニター装置。 （１１）該サンプリング装置が； （Ａ）管の１方の側に外的に固定されるように形成した
   載置ヘッド； （Ｂ）［１］該ヘッドに固定されかつ該管の他方の側に
   挿入するために一端で閉鎖された外管、 ［２］該外管内に配置されかつ管の途中で挿入するため
   に一端で閉鎖した内管、 ［３］該内管と外管との間に配置されて、該内管の挿入
   長の周りに室を形成する一対の環状シール、 ［４］その中心で均一の環状マス流れ率で該外管の上方
   流れに沿って分布した複数個のオリフィス、および ［５］該外管オリフィスから該サンプルにかけて等しい
   間隔で配置された該内管のオリフィス、を有する採取プ
   ローブ； をさらに含む請求項（１０）記載の連続的モニター装置
   。 （１２）さらに、管に該サンプルを戻すために該流量計
   装置からサンプルを受容するように操作的に連結された
   戻しプローブを含み、しかも、該戻しプローブが［１］
   該ヘッドに固着されかつ該採取プローブの下方流れの管
   に挿入するために一端で閉鎖された戻し管および［２］
   下方流れ側に該戻し管中のオリフィスを有する、請求項
   （１１）記載の連続的モニター装置。 （１３）該加熱装置がさらに［１］蒸気サンプルを通す
   ために該サンプリング装置と該流量計装置との間に連結
   した殼；および［２］サンプルを通すために該殻内に空
   間載置された加熱器を含む、請求項（１０）記載の連続
   的モニター装置。 （１４）さらに、該加熱器を作動するために、電源を備
   えた請求項（１３）記載の装置。（１５）該加熱装置が
   、さらに、該殻およびその入口と出口を完全に被覆する
   熱絶縁体を含む請求項（１３）記載の連続的モニター装
   置。 （１６）該マス流量計装置が境界層型のものであり、か
   つさらに、［１］測定すべきサンプル蒸気を運ぶ管およ
   び［２］流れを妨害させないために該管の外側に固着さ
   せた温度感応素子と［３］電気加熱素子とを含む、請求
   項（１０）記載の連続的モニター装置。 （１７）該第一の感応装置が該帯に結合されかつ該加熱
   装置の入口と出口との周りに配置された電気抵抗温度検
   知子を含む、請求項（１０）記載の連続的モニター装置
   。 （１８）圧力差を調節するために、該加熱装置への入口
   におよび該流量計装置の出口にバルブ装置を含む請求項
   （１０）記載の連続的モニター装置。 （１９）管の内側に流れている蒸気の性能又はエンタル
   ピーのような熱力学的特性を正確に決定するために、状
   態を連続的にモニターする装置であって、この装置が下
   記； （Ａ）代表的な蒸気サンプルを転流するために管中に延
   在するように形成したサンプリング装置； （Ｂ）該サンプリング装置内に滞留せる液体を気化しか
   つ測定可能な収得熱で気化サンプルを過熱するために、
   該サンプリング装置からサンプルを受容するよう操作的
   に連結せる加熱装置； （Ｃ）サンプルの流れ率を指示する出力信号を生ずるた
   めに、該加熱装置からサンプルを受容するよう操作的に
   連結された流量計装置； （Ｄ）該過熱装置の入口と出口とでサンプルの温度及び
   圧力を指示する出力信号を生じるために、該加熱装置に
   操作的連結した第一の感応装置； （Ｅ）該加熱装置に取り込まれた熱量を指示する出力信
   号を生じるために、該加熱装置に操作的に連結した第二
   の感応装置；および （Ｆ）該加熱装置の周りの熱バランスに従って蒸気サン
   プルの性能を指示する信号を生じるために、該出力信号
   に対応するコンバイン装置を組合せて含む連続的モニタ
   ー装置。 （２０）管の内側に流れている蒸気の性能又はエンタル
   ピーのような熱力学的特性を正確に決定するために、状
   態を連続的にモニターする方法であって、該方法が； （Ａ）管から連続蒸気サンプルを転流し； （Ｂ）該サンプル中に滞留する液体を気化し、次いでサ
   ンプルを過熱するために、蒸気サンプルを加熱器中に通
   し； （Ｃ）加熱器の入口と出口とでのサンプルの熱収得量と
   温度と圧力、そしてサンプルのマス流れ率を測定する各
   段階を組合せて含む連続的モニター方法。 （２１）管の内側に流れている蒸気の性能およびエンタ
   ルピーのような熱力学的特性を決定するために、状態を
   連続的にモニターする方法であって、該方法が； （Ａ）管から連続的に蒸気サンプルを転流し； （Ｂ）該サンプル中に滞留する液体を気化し、次いでサ
   ンプルを取得熱で過熱するために加熱器中に蒸気を通し
   ； （Ｃ）加熱器の入口と出口とでサンプルの収得熱量と温
   度と圧力、およびサンプルのマス流れ率を測定し；そし
   て （Ｄ）測定量の関数として加熱器の周りの熱バランスに
   従って蒸気サンプルの性能を決定する；各段階を組合せ
   て含む連続的モニター方法。