JPH0283417A - コークス炉用流量計 - 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」 本発明は原料炭を加熱してコークスを製造するコークス
炉の排気流量の測定などに適用される流量計に関するも
のである。

「従来の技術」 一般にコークス炉においては、原料炭から発生したコー
クス炉ガス（以下ＣＯＧと称す）の流量測定が必要とさ
れている。

上記流量測定は、コークス炉の排気流路中に設けられた
流量計により行われ、このような用途に適用される流量
計として、従来、流路中のＣＯＧの気流にフロートを接
触させ、該フロートの機械的変位を電気信号に変換して
流速を測定し、得られた流速と流路の断面積とから流量
を算出する方式の流量計が知られている。

［発明が解決しようとする課題」 しかしながら、前記コークス炉の排気には、ＣＯ，ＣＯ
，、水蒸気等の気体のほか、粉塵やタール蒸気が含まれ
ており、このタール蒸気は、流路中に存在するフロート
に衝突することにより、再度タールとなってフロートの
表面に付着する性質がある。そして、このようにしてタ
ールがフロートに付着すると、その粘着力によってＣＯ
Ｇ中の粉塵がフロートの表面に付着することが避けられ
ない。さらに、タールおよび粉塵の付着によってフロー
トの重量、あるいは表面状態（流体抵抗）が変化すると
、流速とフロートの変位量との相関関係が変化して測定
誤差の原因となるとともに、著しい場合には、流体中に
おけるフロートの円滑な変位が阻害されて測定不能に至
る場合もあり得る。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、タール蒸
気、あるいは粉塵を含むＣＯＧ中で長期に亙って確実に
流量測定を行い得る流量計を得ることを目的をするもの
である。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本発明は、コークス炉の排気
流路中に設けられる測定管と、該測定管より剛性の高い
構造とされるとともに測定管を外側から支持する支持管
と、該支持管の管軸方向両端に設けられて前記排気流路
にそれぞれ機械的に結合される連結部材と、前記支持管
と測定管との間に設けられてこれらの管軸方向および円
周方向への相対変位をそれぞれ規制する連結部材とがら
なり、前記測定管は、前記排気流路中の気体の流れと平
行な方向に向けられた第１の受圧面と、前記気体の流れ
と交差する方向に向けられた第２の受圧面とを有し、両
受圧面の外周には、これらのたわみ量を電気信号に変換
する検出手段がそれぞれ設けられた構成としてなるもの
である。

「作用Ｊ 上記構成であると、測定管の第１の受圧面が流体の静圧
によってたわみを生じ、また、第２の受圧面が総圧によ
ってたわみを生じ、このたわみが、流体に直接接するこ
とのない位置に設けられた歪みゲージ等の検出手段によ
って検出される。

「実施例」 以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の一実施例
を説明する。

図中符号１はフランジであって、該フランジ１は、鋼管
などにより形成された支持管２の両端に固着されている
。該支持管２は、大径部２ａと小径部２ｂとをフランジ
部２ｃを介して固着した構造とされ、その内側には、例
えばアルミニウム等により形成された測定管３が収容さ
れている。

該測定管３には、前記支持管２の形状に対応してそれぞ
れ大径部３ａ、小径部３ｂ、フランジ部・３ｃか設けら
れており、これら各部は、旋盤加工などによってむく材
から削り出すことにより、溶接部等の結合部を設けるこ
となく一体化されている。

前記測定管３の大径部３ａは、前記フランジｌの内周に
ノックピン４を介して連結されている。

すなわち、ノックピン４は、測定管３の大径部３ａを貫
通して、フランジｌ側の孔に緊密に嵌合することにより
、これらを円周方向に沿う複数箇所（実施例では８箇所
）で固定している。また支持管２および測定管３は、小
径部２ｂ・３ｂおよびフランジ部２Ｃ・３Ｃにおいても
、同様にノックピン５・６によって′ｆ！数箇所で固定
されている。

さらに、前記測定管３の大径部３ａの外周には、管軸と
平行な方向に沿って歪みゲージ７が貼付され、また、フ
ランジ部３ｃの外側には半径方向に沿って歪みゲージ８
か貼付されている。これらの歪みゲージ７・８は、それ
ぞれ大径部３ａ、およびフランジ部３ｃと一体に変形し
て電気抵抗に変化を生じる性質を持っている。そして大
径部３ａは、管軸と平行な面を有していることがら、管
内を流れるＣＯＧの静圧によって変形する第１の受圧面
としての機能を果たし、また、フランジ部３Ｃは、ＣＯ
Ｇの総圧（静圧＋動圧）によって変形する第２の受圧面
としての機能を果たしている。

前起歪みゲージ７・８には、それぞれリード線９が設け
られており、これらのリード線９は、前記支持管２を半
径方向に貫通して設けられた引き出し孔１０・１１を介
して外部を引き出されている。

次いで、前記歪みゲージ８・９の抵抗変化を測定する回
路について説明する。

ずなわち歪みゲージ８・９は、抵抗Ｒ，Ｒ，および電１
１２とともにブリッジ結合され、これらの歪みゲージ８
・９の抵抗変化の差は、ブリッジの両端電圧として増幅
器１３に入力されて増幅されるようになっている。また
増幅器１３のアナログ出力は、Δ／Ｄ変換器１４により
ディジタル化され、さらに、演算回路１５に入力されて
速度信号に換算された後、測定地点の断面積を乗するこ
とにより、流量信号Ｑとして出力されるようになってい
る。

以上のように構成された流量計は、コークス炉の排気流
路１６にインライン状態に設けて使用される。また測定
に際しては、無風状態で増幅１ｌ１３の入力がゼロとな
るように抵抗（少なくとも一方を可変抵抗にしておくこ
とが望ましい）Ｒ１およびＲ，を調整することが必要と
される。

そして、排気流路１６内にＣＯＧが流れると、その圧力
による大径部３ａおよびフランジ部３Ｃのたわみが、歪
みゲージ７・８の抵抗変化として検出される。さらに、
これらの歪みゲージ７・８は、ブリッジ接続されている
ため、抵抗の差に相当する信号がブリッジの両端から検
出される。この差信号は、動圧と総圧との差（動圧）に
相当するから、これを演算回路１５にて、演算処理する
ことにより、管内の流体の流速を算出するとともに、こ
の流速と、測定箇所における流路の断面積とから、流量
を算出することができる。なお、演算回路１５における
演算処理は、速度と圧力との間に存在するベルヌーイの
定理に基づく理論式による演算、あるいは、既知の風速
（例えば熱線式風速計などにより実験的に求めることが
できる）と該風速時の増幅器１３の出力との間の相関関
係を測定してなる実験式（あるいは相関データ）に基づ
く演算のいずれであってもよい。

「変形実施例」 （ａ）　　測定管の具体的形状は上記実施例に限定され
るものではなく、総圧を受ける而と静圧のみを受ける面
とを備えている限り、他の形状であってもよい。また、
流速変化への応答性を考慮して、管内の圧力に耐え得る
限り、測定管の肉厚を薄くすることが望ましい。

（ｂ）　　測定管と支持管との締結手段は、実施例のノ
ックピンに限定されるものではなく、これらの軸方向お
よび周方向への相対移動を規制し得る他の機械的拘束手
段を用いるようにしてもよい。

（Ｃ）　　実施例では、溶接歪みの影響を排除すべく機
械的結合手段のみを用いるようにしたが、溶接後、焼鈍
等の熱処理によって残留応力を除去した購造であっても
よいのはのはもちろんである。

（（Ｊ）歪みゲージの貼付位置および数は上記実施例に
限定されるものではなく、互いに方向を異ならせてさら
に多（の枚数を使用するようにしてもよい。

（ｅ）　　総圧測定用および静圧測定用の歪みゲージの
抵抗差を出力する回路の具体的構成は、実施例のように
両歪みゲージをブリッジ接続（ブリッジの両端に抵抗差
に相当する電圧を生じさせるような接続）した回路に限
定されるものではなく、例えば、実施例の増幅器に代わ
る差動増幅器に両歪みゲージの両端の電圧を入力して、
これらの差を増幅するようにしてもよい。

（ｆ）　　実施例においては機械加工（旋盤加工）の加
工性を考慮して、測定管にアルミニウムを採用したが、
測定管の材質はこれに限定されるものではなく、流路内
を流れるガスの温度、湿度、あるいは成分等に応じて他
の材料を使用してもよい。

すなわち、腐食性ガスに対しては、耐食性の良好なステ
ンレス鋼を用いること、あるいは、耐食性材料によって
測定管の内面をコーティングすることにより、また高温
ガスに対しては耐熱性材料を用いることにより、長期に
亙って安定した性能を発揮させることができる。

（ｇ）　　本願の流量計は、実施例のＣＯＧのような気
体のみならず、液体、粉体の流量測定にも応用すること
ができる。

（ｈ）　　実施例では、総圧、静圧測定用に一枚ずつの
歪みゲージを使用したが、総圧、静圧測定用に、それぞ
れ検出方向の異なる二枚ずつの歪みゲージを使用する方
法を採用して測定精度を高めるのも有効である。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明は、測定管の外側
に設けられた歪みゲージの抵抗変化によって流路内の動
圧を検知し、この動圧から流路内の流速を求めるように
したから、ＣＯＧガスに含まれるタール蒸気、粉皇等が
測定点としての歪みゲージに直接触れることがなく、し
たがって、管内流体の組成にかかわらず安定して流速を
測定することができるとともに、歪みゲージが流路外に
あるから、その保守、点検等の作業を容易に行うことが
できるという効果を奏する。さらに、測定管の外側に支
持管を設けるようにしたから、測定管を外力から保護す
ることができ、したがって、流路の内圧に耐え得る程度
の肉厚の薄い測定管を使用して、流路の動圧、静圧変化
に対して適確に歪みを生じさせることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は縦断面
図、第２図は第１図の■−■線に沿う矢視図、第３図は
測定回路の回路図である。 ２・・・・・・支持管、３・・・・・・測定管、３ａ・
・・・・・大径部（第１の受圧面）、３ｂ・・・・・・
フランジ部（第２の受圧面）、３ｃ・・・・・・小径部
、４・５・６・・・・・・／ツクピン（連結部材）、７
・８・・・・・・歪みゲージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コークス炉の排気流路中に設けられる測定管と、該測定
   管より剛性の高い構造とされるとともに測定管を外側か
   ら支持する支持管と、該支持管の管軸方向両端に設けら
   れて前記排気流路にそれぞれ機械的に結合される連結部
   材と、前記支持管と測定管との間に設けられてこれらの
   管軸方向および円周方向への相対変位をそれぞれ規制す
   る連結部材とからなり、前記測定管は、前記排気流路中
   の気体の流れと平行な方向に向けられた第１の受圧面と
   、前記気体の流れと交差する方向に向けられた第２の受
   圧面とを有し、両受圧面の外周には、これらのたわみ量
   を電気信号に変換する検出手段がそれぞれ設けられたこ
   とを特徴とするコークス炉用流量計。