JPH04151520A - 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、例えば蒸気のような気相と復水のような液相
とか、層を成して流れている管体に於て、気相又は液相
の、あるいは両相それぞれの流量を測定する流量計に関
する。

〈従来の技術〉 一般に、蒸気と復水とは同じ管体を流れるが、これらの
蒸気の流量又は復水の流量、おるいは両方の流量を測定
する必要に迫られることがある。

この様な場合、従来では第２図に示すように、蒸気と復
水とが流れる配管１の中途に蒸気専用の配管２と、復水
専用の配管３とを設け、蒸気の流量を測定する場合には
配管２に蒸気用の流量計４を配置し、復水の流量を測定
する場合には配管３に復水用の流量計５を配置し、両方
の流量を測定する場合には流量計４と５の両方を配置し
ていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、この様な技術では蒸気と復水とに専用の配管２
．３が必要であり、第２図に示していないが蒸気と復水
を分離するためのセパレーター等の装置が必要で、装置
全体か大型になるという問題かあった。

この発明は気相と液相とを分離することなく、気相又は
液相の、あるいは両相夫々の流量を測定できるようにす
ることで市る。

〈課題を解決するための手段〉 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は下記の通りでおる。

気相と液相とが層を成して流れる管体に垂直に電極であ
る渦発生体を配置する。渦発生体で発生した振動を検出
する振動センサを設ける。渦発生体と管体との間の電気
的信号から液位を演算する手段を設ける。これに加えて
、第１の発明は、前記振動センサからの信号のうち気相
による振動信号のみを透過せしめる手段と、この透過せ
しめられた気相の振動信号から流速を演算する手段を設
け、この気相の流速と上記液位とに基づいて気相の流量
を演算する手段とからなるものである。

第２の発明は、前記振動センサからの信号のうち液相に
よる振動信号のみを透過せしめる手段と、この透過せし
められた液相の振動信号から流速を演算する手段を設け
、この液相の流速と上記液位とに基づいて液相の流量を
演算する手段とからなるものである。

第３の発明は、前記振動センサからの信号を気相による
振動信号と液相による振動信号に分離する手段と、分離
された夫々の信号から気相と液相の各流速を演算する手
段を設け、この気相および液相の夫々の流速と前記液位
とに基づいて気相と液相の各流量を演算する手段とから
なるものである。

〈作　用〉 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

流れの中に置かれた渦発生体の下流側には規則的にカル
マン渦が発生し、その発生数（周波数ｆ）υ と流速％には下記（１）式の関係かある。従って、下記
（２）式のように、この流速Ｕに通過断面積Ｓを乗じる
ことにより、流ＭＱを求めることができる。

ｆ＝ｓ↑・（ｕ／ｄ）　　・・・（１）Ｑ＝Ｓ−Ｕ　　
・・・・・・・・（２）ここて、ｓｔはストロ−ハル数
、Ｕは流体の渦発生体を通過する時の流速、ｄは渦発生
体の幅（円柱の場合は直径）である。

本発明の流量計によれば、渦発生体により発生した気相
と液相の合成渦周波数の中から、気相又は液相の、ある
いは気相と液相の夫々の渦周波数を抽出し、上記（１）
式により気相又は液相の、あるいは気相と液相の夫々の
流速を演算する。また、電極と管体との間の抵抗や容量
の変化として液位を検出することにより、管体内を流れ
る気相、液相の各通過断面積を求めることかできる。こ
のようにして求められた流速と断面積とから気相又は液
相の、あるいは両相夫々の流量を演算して求めることが
できる。。

〈実　症　例〉 本発明の具体例を示す実施例を説明する（第１図参照）
。本実施例は気相及び液相の両方の流量を測定できるよ
うにしたものである。

１０は管体でその内部には気相１２が流速ｕ１で、液相
１４が流速ｕ２でそれぞれ図の左から右へ流れている。

管体１０の内部中心に管体１０と垂直に渦発生体１６を
配置し、管体１０の外側からボルト１８で固定する。渦
発生体１６は、有底の円筒形状で上端にフランジを形成
したセラミック製の外筒２０と、その内部に圧入した電
極棒２２とからなる。

電極棒２２と管体１０は夫々導線を介して演算器２４に
接続され、演算器２４で静電容量の変化から液位を演痒
し、気相１２と液相１４の夫々の通過断面積を演算する
。

電極棒２２の上面に振動センサ２６を取り付ける。振動
センサ２６からの信号は導線を介して増幅器２８に連結
される。参照番号３０は断熱部材、３２はカバーである
。

管体１０内を流れる気相流１２と液相流１４は渦発生体
１６の両側で剥離して渦に巻込み、渦発生体１６の下流
側に振動的な後流を生じる。この後流はカルマン渦の放
出周波数ｆて振動し下流に行くに従い粘性により減衰し
・、定常流に戻る。この振動数ｆは気相流と液相流によ
って発生する振動が合成されたものてり、振動センサ２
６で検出される。

振動センサ２６で検出された振動信号は増幅器２８で増
幅され、気相フィルタ３４及び液相フィルタ３６へ流れ
る。ここで、気相に於ける渦周波数と流速の関係と、液
相に於ける渦周波数と流速の関係を予め判明させておき
、前記気相、及び液相フィルタ３４．３６でハード的に
周波数分析する。つまり、それぞれの相に発生し得る渦
周波数の範囲のみを残し、他の渦周波数域を除去するの
である。前記気相、及び液相フィルタ３４．３６で出力
された渦信号をカウンタ３８でそれぞれカウントし、演
算器２４で前記（１）式に基づいて気相流速ｕ１、及び
液相流速ｕ２を計緯する。

そして、更に演算器２４に於て前記（２）式に基づいて
各相の流速と断面積とから各相の流量を演算する。

〈発明の効果〉 上記のように、本発明によれば、蒸気と復水のような二
相流か流れている状態でこれらの流量をそれぞれ測定す
ることができる。従って、蒸気と復水とを分離するため
のセパレータや、分離された蒸気と復水とをそれぞれ流
すための配管が不要となり、流量計を小型に作ることが
できる。

また、本発明によれば、渦発生体と電極を一体に形成し
ているので、このことによっても小型化ができる。

更に、本発明の流量計を例えば蒸気使用装置とスチーム
トラップとの間の特にスチームトラップに近い側に設け
ると、蒸気使用装置での蒸気使用量（復水の発生量）及
びスチームトラップでの蒸気漏洩量を知ることかできる
。また、蒸気使用装置の入口側に設けると、蒸気の使用
量及び復水の混入量を知ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による流量計の一実施例の概略構成図
、第２図は従来の流量計の配管図である。 １０：管体　　　　　　１２：気相 １４：液相　　　　　　１６：渦発生体２０：外筒 ２２：電極棒 ２４：演算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気相と液相とが層を成して流れる管体と、この管体
   に垂直に配置された電極である渦発生体と、この渦発生
   体で発生した振動を検出する振動センサと、この振動セ
   ンサからの信号のうち気相による振動信号のみを透過せ
   しめる手段と、この透過せしめられた気相の振動信号か
   ら流速を演算する手段と、上記渦発生体と管体との間の
   電気的信号から液位を演算する手段と、この液位と上記
   気相の流速とに基づいて気相の流量を演算する手段とか
   らなる流量計。 ２、気相と液相とが層を成して流れる管体と、この管体
   に垂直に配置された電極である渦発生体と、この渦発生
   体で発生した振動を検出する振動センサと、この振動セ
   ンサからの信号のうち液相による振動信号のみを透過せ
   しめる手段と、この透過せしめられた液相の振動信号か
   ら流速を演算する手段と、上記渦発生体と管体との間の
   電気的信号から液位を演算する手段と、この液位と上記
   液相の流速とに基づいて液相の流量を演算する手段とか
   らなる流量計。 ３、気相と液相とが層を成して流れる管体と、この管体
   に垂直に配置された電極である渦発生体と、この渦発生
   体で発生した振動を検出する振動センサと、この振動セ
   ンサからの信号を気相による振動信号と液相による振動
   信号に分離する手段と、分離された夫々の信号から気相
   と液相の各流速を演算する手段と、上記渦発生体と管体
   との間の電気的信号から液位を演算する手段と、この液
   位と上記気相および液相の夫々の流速とに基づいて気相
   と液相の各流量を演算する手段とからなる流量計。