JPH03262926A - 水蒸気流量測定装置 - Google Patents
水蒸気流量測定装置Info
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- JPH03262926A JPH03262926A JP2063055A JP6305590A JPH03262926A JP H03262926 A JPH03262926 A JP H03262926A JP 2063055 A JP2063055 A JP 2063055A JP 6305590 A JP6305590 A JP 6305590A JP H03262926 A JPH03262926 A JP H03262926A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
- G01N25/66—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by investigating dew-point
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
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。
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〕
この発明は、例えば燃料電池発電システムを運転、調整
、或は点検する際に上記装置類に供給される高露点ガス
中の水蒸気流量を高精度に測定する装置に関するもので
ある。
、或は点検する際に上記装置類に供給される高露点ガス
中の水蒸気流量を高精度に測定する装置に関するもので
ある。
〔従来の技術）
第２図例えばプロセス計測制御便覧（昭和４５年日刊工
業新聞社）に示された電子冷却光電露点計による露点測
定方法を説明する図３゜３２４で示された原理図であり
、図において、（１）は光源ランプ、（２）はスリット
、（３）は鏡面、（４）は電子冷却器、（５）は温度計
、（６）は流化ガドミュム（ＣｄＳ）セル、（７）は抵
抗、（８）は調節器、（９）は制御器でこれら（１）〜
（７）で露点検出部（１０）を（８〉、（９）で鏡面温
度制御部（１１）をなしている。
業新聞社）に示された電子冷却光電露点計による露点測
定方法を説明する図３゜３２４で示された原理図であり
、図において、（１）は光源ランプ、（２）はスリット
、（３）は鏡面、（４）は電子冷却器、（５）は温度計
、（６）は流化ガドミュム（ＣｄＳ）セル、（７）は抵
抗、（８）は調節器、（９）は制御器でこれら（１）〜
（７）で露点検出部（１０）を（８〉、（９）で鏡面温
度制御部（１１）をなしている。
次に動作について説明する。プロセス制御に用いられる
光電露点計は試料気体を露点検出部（１０〉に吸引し、
内部にある鏡（３）の温度を自動的に気体の露点に保ち
、その温度を電気的に表示して連続的に露点を測定し自
動制御を行う。
光電露点計は試料気体を露点検出部（１０〉に吸引し、
内部にある鏡（３）の温度を自動的に気体の露点に保ち
、その温度を電気的に表示して連続的に露点を測定し自
動制御を行う。
金属！（３）の冷却はペルチェ効果による電子冷却器（
４）−半導体冷却素子で行われ、加熱もかねて制御され
露点に保たれる。流れてくる気体の温度が変わると鏡に
（３）に付く露が増減し、それにつれて光源ランプ（１
）からスリット（２）を通じてｍ（３）で反射して硫化
カドニウムＣｄＳ （６）にはいる光量が増減する。こ
れにより調節器（８）、制御器（９）からなる鏡面温度
制御部（１１〉によって鏡（３）の温度を上下させてつ
ねに新しい露点でつりあう。また、この時、温度計（５
）に表示される露点と上記プロセス計測制御便覧に示さ
れた表３，５３飽和水蒸気表下記１例記載から水蒸気分
圧が得られる。
４）−半導体冷却素子で行われ、加熱もかねて制御され
露点に保たれる。流れてくる気体の温度が変わると鏡に
（３）に付く露が増減し、それにつれて光源ランプ（１
）からスリット（２）を通じてｍ（３）で反射して硫化
カドニウムＣｄＳ （６）にはいる光量が増減する。こ
れにより調節器（８）、制御器（９）からなる鏡面温度
制御部（１１〉によって鏡（３）の温度を上下させてつ
ねに新しい露点でつりあう。また、この時、温度計（５
）に表示される露点と上記プロセス計測制御便覧に示さ
れた表３，５３飽和水蒸気表下記１例記載から水蒸気分
圧が得られる。
（以下余白）
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の露点測定法は以上のようであるので、燃料電池発
電システム等９０℃以上を定格とすることが多い高露点
ガスが存在する系での露点計測は、上記衣からも明らか
なように、露点が０．１℃かわれば水蒸気分圧が約３％
もかわる事から、非常に誤差が大きくなり、正確な水蒸
気流量が得られないなどの問題があった。又測定結果を
フィトバックして適正水蒸気流量にする操作は手動でな
されていたため多大の手間を要していた。
電システム等９０℃以上を定格とすることが多い高露点
ガスが存在する系での露点計測は、上記衣からも明らか
なように、露点が０．１℃かわれば水蒸気分圧が約３％
もかわる事から、非常に誤差が大きくなり、正確な水蒸
気流量が得られないなどの問題があった。又測定結果を
フィトバックして適正水蒸気流量にする操作は手動でな
されていたため多大の手間を要していた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、燃料電池発電システム等高露点プロセスガス
供給系の水蒸気流量を高精度で定量化し、また供給する
装置を提供することを目的とする。
たもので、燃料電池発電システム等高露点プロセスガス
供給系の水蒸気流量を高精度で定量化し、また供給する
装置を提供することを目的とする。
この発明に係る水蒸気流量測定装置は、発明（１）とし
て 露点計および圧力計を有するサンプル系統と、サンプル
系統のプロセスガスに既知流量の不活性ガスを混合する
不活性ガス供給手段と、露点計及び圧力計で測定された
混合ガスの露点および露点測定点の圧力から混合ガスの
水蒸気分圧を算出する分圧算出手段と、プロセスガスの
水蒸気以外の流量ならびに混合した不活性ガス流量と水
蒸気分圧とでプロセスガスに含有する水蒸気流量を算出
する流量算出手段とで構成したもの、 発明（２）として 供給される高露点プロセスガスに含まれる水蒸気が高精
度な適正流量を要する改質装置のプロセスガス供給系統
で、水蒸気流量を調節する流量調節装置に信号を送り適
正水蒸気流量に設定する流量設定手段と改質装置人口近
傍に設けられた発明（１）とで組合構成したものである
。
て 露点計および圧力計を有するサンプル系統と、サンプル
系統のプロセスガスに既知流量の不活性ガスを混合する
不活性ガス供給手段と、露点計及び圧力計で測定された
混合ガスの露点および露点測定点の圧力から混合ガスの
水蒸気分圧を算出する分圧算出手段と、プロセスガスの
水蒸気以外の流量ならびに混合した不活性ガス流量と水
蒸気分圧とでプロセスガスに含有する水蒸気流量を算出
する流量算出手段とで構成したもの、 発明（２）として 供給される高露点プロセスガスに含まれる水蒸気が高精
度な適正流量を要する改質装置のプロセスガス供給系統
で、水蒸気流量を調節する流量調節装置に信号を送り適
正水蒸気流量に設定する流量設定手段と改質装置人口近
傍に設けられた発明（１）とで組合構成したものである
。
（作用）
この発明における水蒸気流量測定装置において、サンプ
ルガス系統に混入された既知量の不活性ガスは水蒸気流
量を保存し、水蒸気の分圧を小さくして計測する露点を
下げる。このため表に示す様にたとえば９０℃以上の高
露点ガスにおいて、露点が０．１℃かわれば約３％水蒸
気分圧が変化したものを、計測露点を５０℃前後にする
と０．５％となる。
ルガス系統に混入された既知量の不活性ガスは水蒸気流
量を保存し、水蒸気の分圧を小さくして計測する露点を
下げる。このため表に示す様にたとえば９０℃以上の高
露点ガスにおいて、露点が０．１℃かわれば約３％水蒸
気分圧が変化したものを、計測露点を５０℃前後にする
と０．５％となる。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システムの
水蒸気流量測定装置を説明する系統図である。図におい
て、（１２）は燃料改質装置、（１３）は燃料電池本体
、（１４）は燃料改質装置（１２）に天然ガス（図示せ
ず）を供給する系統（１４ａ）および水蒸気（図示せず
）を供給する系統（１４ｂ ）でなるプロセスガス供給
系統、（１５〉はプロセスガス供給系統（１４）で燃料
改質装置（１２）の人口近傍に設けられた露点計（１６
〉および圧力計（１７〉を有するサンプル系統、（１８
〉はサンプル系統（１５）に既知流量の不活性ガスここ
では窒素ガス（図示せず）を混入する不活性ガス供給手
段、（１９〉は（１０） 、 （１１）でなる露点計
（１６）および圧力計（１７）の測定値で混合ガスの水
蒸気分圧を分圧演算装置（１９ａ）で算出する分圧算出
手段、（２０）は分圧算出手段（１９）の演算値などに
よりプロセスガスに含有する水蒸気流量を水蒸気流量演
算装置（２０ａ）で算出する流量算出手段、（２１）は
流量算出手段（２０）で算出された水蒸気流量の適正値
を流量設定演算器（２１ａ ）で算出設定する適正流量
設定手段、（２２）は適正流量設定手段（２１）の信号
を受けて水蒸気流量を調節する流量調節装置、（２３ａ
）は天然ガス供給系統（１４ａ）に設けられた流量調
節弁、（２３ｂ）は水蒸気供給系統（１４ｂ）に設けら
れた流量調節弁、（２３ｃ）は不活性ガス供給系統（１
８）に設けられた流量調節弁、（２４ａ ） 、 （
２４ｂ ） 、 （２４Ｃ）はそれぞれ、天然ガス供
給系統（１４ａ）、水蒸気供給系統（１４ｂ ） 、不
活性ガス供給系統計 （１８）に設けられた流量養である。
図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システムの
水蒸気流量測定装置を説明する系統図である。図におい
て、（１２）は燃料改質装置、（１３）は燃料電池本体
、（１４）は燃料改質装置（１２）に天然ガス（図示せ
ず）を供給する系統（１４ａ）および水蒸気（図示せず
）を供給する系統（１４ｂ ）でなるプロセスガス供給
系統、（１５〉はプロセスガス供給系統（１４）で燃料
改質装置（１２）の人口近傍に設けられた露点計（１６
〉および圧力計（１７〉を有するサンプル系統、（１８
〉はサンプル系統（１５）に既知流量の不活性ガスここ
では窒素ガス（図示せず）を混入する不活性ガス供給手
段、（１９〉は（１０） 、 （１１）でなる露点計
（１６）および圧力計（１７）の測定値で混合ガスの水
蒸気分圧を分圧演算装置（１９ａ）で算出する分圧算出
手段、（２０）は分圧算出手段（１９）の演算値などに
よりプロセスガスに含有する水蒸気流量を水蒸気流量演
算装置（２０ａ）で算出する流量算出手段、（２１）は
流量算出手段（２０）で算出された水蒸気流量の適正値
を流量設定演算器（２１ａ ）で算出設定する適正流量
設定手段、（２２）は適正流量設定手段（２１）の信号
を受けて水蒸気流量を調節する流量調節装置、（２３ａ
）は天然ガス供給系統（１４ａ）に設けられた流量調
節弁、（２３ｂ）は水蒸気供給系統（１４ｂ）に設けら
れた流量調節弁、（２３ｃ）は不活性ガス供給系統（１
８）に設けられた流量調節弁、（２４ａ ） 、 （
２４ｂ ） 、 （２４Ｃ）はそれぞれ、天然ガス供
給系統（１４ａ）、水蒸気供給系統（１４ｂ ） 、不
活性ガス供給系統計 （１８）に設けられた流量養である。
次に動作について説明する。
プロセスガス供給系統に設けたサンプル系統（１５）の
水蒸気を結露させない温度、並びに流量で、かつ不活性
ガス流量計（２４ｃ ）によって露点計（１６）の測定
範囲内に設定された不活性ガスを上記サンプル系統（１
５）に混入する。不活性ガス混合後のサンプル系統（１
５）において、露点計（１６）、及び、圧力計（１７）
で得られた露点と露点測定点の圧力−を分圧演算手段（
１９）にて処理し不活性ガス混合後の水蒸気分圧を得る
。
水蒸気を結露させない温度、並びに流量で、かつ不活性
ガス流量計（２４ｃ ）によって露点計（１６）の測定
範囲内に設定された不活性ガスを上記サンプル系統（１
５）に混入する。不活性ガス混合後のサンプル系統（１
５）において、露点計（１６）、及び、圧力計（１７）
で得られた露点と露点測定点の圧力−を分圧演算手段（
１９）にて処理し不活性ガス混合後の水蒸気分圧を得る
。
次に、サンプル系統（１５）に混入した不活性ガス流量
と天然ガスの流量計（２３ａ ）から得られた天然ガス
流量及び分圧演算手段（１９〉から得られた分圧を水蒸
気流量演算手段（２０）にて処理し、同一量の水蒸気流
量が低い露点として計測でき正確な水蒸気流量を得る。
と天然ガスの流量計（２３ａ ）から得られた天然ガス
流量及び分圧演算手段（１９〉から得られた分圧を水蒸
気流量演算手段（２０）にて処理し、同一量の水蒸気流
量が低い露点として計測でき正確な水蒸気流量を得る。
また、得られた水蒸気流量を流量設定手段（２１）にて
処理し、流量調節装置（２２）を通じて水蒸気流量調節
弁（２４ｂ ）にフィードバック信号を発生させ、適正
な水蒸気流量に設定する。
処理し、流量調節装置（２２）を通じて水蒸気流量調節
弁（２４ｂ ）にフィードバック信号を発生させ、適正
な水蒸気流量に設定する。
なお、上記実施例では高露点プロセスガス供給系として
燃料電池発電システムを取り上げたが、これに限るもの
ではなく如何なる高露点水蒸気供給系統に適用してもよ
い。
燃料電池発電システムを取り上げたが、これに限るもの
ではなく如何なる高露点水蒸気供給系統に適用してもよ
い。
また、不活性ガスはサンプル系統混入する場合だけに限
定するものではなく、プロセスに影響を与えない範囲で
プロセスガス供給系に混入してもよい。
定するものではなく、プロセスに影響を与えない範囲で
プロセスガス供給系に混入してもよい。
以上のように、この発明第１請求項によれば、プロセス
ガス供給系統に設けられ露点計および圧力計を有するサ
ンプル系統と、サンプル系統のプロセスガスに既知流量
の不活性ガスを混合する不活性ガス供給手段と、露点計
および圧力計で測定された混合ガスの露点および露点測
定点の圧力から混合ガスの水蒸気分圧を算出する分圧算
出手段と、プロセスガスの水蒸気以外の流量ならびに混
合した不活性ガス流量と水蒸気分圧とでプロセスガスに
含有する水蒸気流量を算出する流量算出手段とで構成し
たので、同一量の水蒸気流量がより低い露点として計測
でき高精度な水蒸気流量を測定できる水蒸気流量測定装
置が得られる効果がある。
ガス供給系統に設けられ露点計および圧力計を有するサ
ンプル系統と、サンプル系統のプロセスガスに既知流量
の不活性ガスを混合する不活性ガス供給手段と、露点計
および圧力計で測定された混合ガスの露点および露点測
定点の圧力から混合ガスの水蒸気分圧を算出する分圧算
出手段と、プロセスガスの水蒸気以外の流量ならびに混
合した不活性ガス流量と水蒸気分圧とでプロセスガスに
含有する水蒸気流量を算出する流量算出手段とで構成し
たので、同一量の水蒸気流量がより低い露点として計測
でき高精度な水蒸気流量を測定できる水蒸気流量測定装
置が得られる効果がある。
また、この発明の第２請求項によれば、供給される高露
点プロセスガスに含まれる水蒸気流量が高精度な適正流
量を要する改質装置のプロセスガス供給系統で、上記水
蒸気流量を調節する流量調節装置に信号を送り適正水蒸
気流量に設定する流量設定手段と組合せ、改質装置近傍
に第１請求項の水蒸気流量測定装置を設けたことにより
、プロセスガスの適正水蒸気流量を精度良く改質装置に
自動制御して供給できる効果がある。
点プロセスガスに含まれる水蒸気流量が高精度な適正流
量を要する改質装置のプロセスガス供給系統で、上記水
蒸気流量を調節する流量調節装置に信号を送り適正水蒸
気流量に設定する流量設定手段と組合せ、改質装置近傍
に第１請求項の水蒸気流量測定装置を設けたことにより
、プロセスガスの適正水蒸気流量を精度良く改質装置に
自動制御して供給できる効果がある。
第１図は、この発明の一実施例による燃料電池発電シス
テムの水蒸気流量測定装置を説明する系統図、第２図は
プロセス計測制御便覧に示された電子冷却光電露点計に
よる露点測定方法を説明する原理図である。図において
（１２）は改質装置、（１４）はプロセスガス供給系統
、（１５）はサンプル系統、（１６）は露点計、（１７
）は圧力計、（１８）は不活性ガス供給手段、（１９）
は分圧算出手段、（２０）は流量算出手段、（２１）は
流量設定手段、（２２）は流量調節装置である。 なお、図中、同一符号は同一 または相当部分を示す。
テムの水蒸気流量測定装置を説明する系統図、第２図は
プロセス計測制御便覧に示された電子冷却光電露点計に
よる露点測定方法を説明する原理図である。図において
（１２）は改質装置、（１４）はプロセスガス供給系統
、（１５）はサンプル系統、（１６）は露点計、（１７
）は圧力計、（１８）は不活性ガス供給手段、（１９）
は分圧算出手段、（２０）は流量算出手段、（２１）は
流量設定手段、（２２）は流量調節装置である。 なお、図中、同一符号は同一 または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）高露点水蒸気を含有するプロセスガスを供給する
系統に設けられ露点計および圧力計を有するサンプル系
統と、該サンプル系統の上記プロセスガスに既知流量の
不活性ガスを混合する不活性ガス供給手段と、上記露点
計および圧力計で測定された上記混合ガスの露点および
露点測定点の圧力から上記混合ガスの水蒸気分圧を算出
する分圧算出手段と、上記プロセスガスの水蒸気以外の
流量ならびに混合した上記不活性ガス流量と上記水蒸気
分圧とでプロセスガスに含有する水蒸気流量を算出する
流量算出手段とを備えた水蒸気流量測定装置。 - （２）供給される高露点プロセスガスに含まれる水蒸気
流量が高精度な適正流量を要する改質装置のプロセスガ
ス供給系統で、上記水蒸気流量を調節する流量調節装置
に信号を送り適正水蒸気流量に設定する流量設定手段と
組合せ、上記改質装置入口近傍に設けられた特許請求範
囲第１項記載の水蒸気流量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063055A JP2646788B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 水蒸気流量測定装置 |
| US07/666,907 US5190726A (en) | 1990-03-13 | 1991-03-11 | Apparatus for measuring the flow rate of water vapor in a process gas including steam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063055A JP2646788B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 水蒸気流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262926A true JPH03262926A (ja) | 1991-11-22 |
| JP2646788B2 JP2646788B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=13218271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2063055A Expired - Lifetime JP2646788B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 水蒸気流量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5190726A (ja) |
| JP (1) | JP2646788B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05135794A (ja) * | 1991-11-11 | 1993-06-01 | Chubu Electric Power Co Inc | 燃料電池発電装置 |
| CN110632120A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-31 | 广州供电局有限公司 | 混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485754A (en) * | 1994-04-21 | 1996-01-23 | Intek, Inc. | Apparatus and method for measuring the air flow component and water vapor component of air/water vapor streams flowing under vacuum |
| US5665902A (en) * | 1994-05-10 | 1997-09-09 | American Air Liquide, Inc. | Method to analyze particle contaminants in compressed gases |
| US5678647A (en) * | 1994-09-07 | 1997-10-21 | Westinghouse Electric Corporation | Fuel cell powered propulsion system |
| ES2174866T3 (es) * | 1994-12-22 | 2002-11-16 | Alstom | Procedimiento para la determinacion de corrientes masicas de gas. |
| JPH11339831A (ja) * | 1998-05-31 | 1999-12-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 車両搭載用燃料電池システム |
| EP1213566A3 (en) * | 2000-12-06 | 2007-03-07 | Haldor Topsoe A/S | Method for determination of mass flow and density of a process stream |
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