JPH08312908A - 蒸気乾き度制御装置 - Google Patents

蒸気乾き度制御装置

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JPH08312908A
JPH08312908A JP14122295A JP14122295A JPH08312908A JP H08312908 A JPH08312908 A JP H08312908A JP 14122295 A JP14122295 A JP 14122295A JP 14122295 A JP14122295 A JP 14122295A JP H08312908 A JPH08312908 A JP H08312908A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定可能な乾き度の範囲が広く、簡単に乾き
度を測定できると共に、乾き度を所望値に調節すること
のできる蒸気乾き度制御装置を提供すること。 【構成】 蒸気配管1の途中に設けた圧力調節弁2と、
圧力調節弁の上流側の蒸気流量を計測する第1流量計3
と、圧力調節弁の下流側の蒸気流量を計測する第2流量
計5と、圧力調節弁の上流側の圧力を検出する第1圧力
センサ―4と、圧力調節弁の下流側の圧力を検出する第
2圧力センサ―6と、第1及び第2流量計で計測された
流量値と第1及び第2圧力センサ―で検出された圧力値
に基づいて下流側蒸気の乾き度を算出と共に、算出され
た乾き度と設定すべき所望の乾き度を比較して圧力調節
弁を駆動制御する演算部7を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気配管を流れる蒸気の
乾き度を測定して、その蒸気の乾き度を所望値に制御す
る蒸気乾き度制御装置に関する。通常ボイラで発生させ
た蒸気は100パ―セント完全な蒸気ではなく、その蒸
気中に幾らかの水分を含んでいる。蒸気中の水分の含有
量、即ち蒸気流の単位体積当りの全質量に対する乾き飽
和蒸気の占める質量の割合を乾き度Xと言う。例えば、
食品や医薬品や化学物質の加熱処理においては、蒸気の
乾き度を把握しなければ製品の品質に悪影響を及ぼす場
合がある。
【0002】
【従来の技術】従来の蒸気乾き度測定装置としては絞り
乾き度計がある。これは、被測定湿り蒸気をノズルを通
して測定室内で断熱膨脹(等エンタルピ変化)させて過
熱蒸気とし、ノズルの上流側の圧力P1と測定室内の圧
力P2及び測定室内の温度Tを検出することにより、飽
和蒸気表及び過熱蒸気表を用いて、上流側蒸気の乾き度
X1をX1=(E3−E1)/(E2−E1)として算
出するものである。上式において、E1は圧力P1にお
ける飽和水のエンタルピ、E2は同じく圧力P1におけ
る飽和蒸気のエンタルピ、E3は圧力P2と温度Tにお
ける過熱蒸気のエンタルピである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の絞り乾き度
計では、過熱蒸気を作らなければならないので、蒸気の
圧力が低い場合や蒸気の乾き度が小さい場合には測定で
きない問題があった。また蒸気の乾き度を測定すること
はできても、乾き度を所望値に制御することができない
問題があった。従って、本発明の技術的課題は、測定可
能な乾き度の範囲が広く、簡単に乾き度を測定できると
共に、乾き度を所望値に調節することのできる蒸気乾き
度制御装置を提供することである。
【0004】
【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、蒸気配管の途
中に設けた圧力調節弁と、圧力調節弁の上流側の蒸気流
量を計測する第1流量計と、圧力調節弁の下流側の蒸気
流量を計測する第2流量計と、圧力調節弁の上流側の圧
力を検出する第1圧力センサ―と、圧力調節弁の下流側
の圧力を検出する第2圧力センサ―と、第1及び第2流
量計で計測された流量値と第1及び第2圧力センサ―で
検出された圧力値に基づいて下流側蒸気の乾き度を算出
する演算部と、下流側蒸気の所望の乾き度を入力する乾
き度設定入力部と、演算部で算出された乾き度と乾き度
設定入力部から入力された乾き度を比較して圧力調節弁
を駆動する駆動制御部を具備する蒸気乾き度制御装置に
ある。
【0005】
【作用】上記の技術的手段の作用は下記の通りである。
上流側の湿り蒸気は圧力調節弁を通して下流側で断熱膨
脹し、飽和水の少なくとも一部が再蒸発する。この再蒸
発蒸気量により第1流量計と第2流量計で計測される蒸
気流量値が異なる。
【0006】第2流量計で計測される蒸気流量値W2
は、圧力調節弁の下流側蒸気の乾き度をX2、圧力調節
弁の下流側の全熱量をQとし、第2圧力センサ―で検出
した圧力値P2及び飽和蒸気表から、W2=Q/(E5
+E4/X2)で表すことができる。上式において、E
4は圧力P2における飽和水のエンタルピ、E5は同じ
く圧力P2における飽和蒸気のエンタルピである。
【0007】また第1流量計で計測される蒸気流量値W
1は、圧力調節弁の上流側あるいは下流側の全流体流量
をW、圧力調節弁の上流側の全熱量をQ(等エンタルピ
変化であり圧力調節弁の下流側の全熱量に等しい)と
し、第1圧力センサ―で検出した圧力値P1及び飽和蒸
気表から、W1=(Q−W・E1)/E2で表すことが
できる。上式において、E1は圧力P1における飽和水
のエンタルピ、E2は同じく圧力P1における飽和蒸気
のエンタルピである。ここで、全流体流量Wは、W=W
2・X2で表すことができる。
【0008】上記三式より、圧力調節弁の下流側蒸気の
乾き度X2は、X2=(W2・E1−W2・E4)/
(W2・E5−W1・E2)として算出することができ
る。この関係式の内、W1とW2は第1流量計と第2流
量計で計測される。またE1とE2は第1圧力センサ―
で検出した圧力値に基づいて飽和蒸気表から読取ること
ができ、同様にE4とE5は第2圧力センサ―で検出し
た圧力値に基づいて飽和蒸気表から読取ることができる
ので演算部に記憶させておくことにより判明する。従っ
て、この関係式を演算部で解くことにより圧力調節弁の
下流側蒸気の乾き度を算出することができる。
【0009】次に、この演算部で算出された圧力調節弁
の下流側蒸気の乾き度と乾き度設定入力部から入力され
た所望の乾き度を比較し、所望の乾き度となるように駆
動制御部で圧力調節弁を駆動することにより、所望の乾
き度を有した蒸気圧力流を得ることができる。
【0010】
【実施例】上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説
明する(図1参照)。湿り蒸気を送給する蒸気配管1の
途中に圧力調節弁2を設置する。圧力調節弁2の上流側
に、蒸気流量を計測する第1流量計3を設置すると共
に、圧力を検出する第1圧力センサ―4を取り付ける。
また圧力調節弁2の下流側に、蒸気流量を計測する第2
流量計5を設置すると共に、圧力を検出する第2圧力セ
ンサ―6を取り付ける。第1及び第2流量計3,5と第
1及び第2圧力センサ―4,6を演算部7に接続する。
【0011】演算部7内には図示はしていないが乾き度
設定入力部と駆動制御部及び表示部等を配置する。第1
及び第2流量計3,5としては、例えば容積式流量計等
を用いることができるが、本実施例においては渦式流量
計を用いた例を示す。
【0012】渦式の第1及び第2流量計3,5は、蒸気
の容積流量に蒸気の比重量を乗じて質量流量を計測する
ものである。第1及び第2流量計3,5で計測された蒸
気流量値W1,W2が演算部7に送られる。また第1及
び第2圧力センサ―4,6によって検出された圧力値P
1,P2が演算部7に送られる。
【0013】演算部7は、飽和蒸気表をテ―ブルとして
記憶し、また乾き度の算出式を記憶している。演算部7
での処理プロセスは、次の通りである。先ず、第1及び
第2流量計3,5で計測された蒸気流量値W1,W2と
第1及び第2圧力センサ―4,6によって検出された圧
力値P1,P2から、圧力調節弁2の下流側蒸気の乾き
度をX2=(W2・E4−W2・E1)/(W1・E2
−W2・E5)に基づいて算出する。上式において、E
1は圧力P1における飽和水のエンタルピ、E2は同じ
く圧力P1における飽和蒸気のエンタルピ、E4は圧力
P2における飽和水のエンタルピ、E5は同じく圧力P
2における飽和蒸気のエンタルピである。
【0014】次に、この算出された圧力調節弁2の下流
側蒸気の乾き度と乾き度設定入力部から入力された所望
の乾き度を比較し、所望の乾き度となるように駆動制御
部で圧力調節弁2を駆動することにより、圧力調節弁2
の下流側において所望の乾き度X2なる蒸気流を得るこ
とができる。
【0015】
【発明の効果】本発明は下記の特有の効果を生じる。上
記のように本発明によれば、蒸気を過熱状態にせずに乾
き度を測定できるので、測定可能な乾き度の範囲が広く
なると共に、簡単に乾き度を測定できる。また、この測
定した乾き度に対して所望の乾き度を入力することによ
り、所望乾き度を有した蒸気流を自動的に得ることがで
きるので、簡単に蒸気の乾き度を任意に制御することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例の蒸気乾き度制御装置の
構成図である。
【符号の説明】
1 蒸気配管 2 圧力調節弁 3 第1流量計 4 第1圧力センサ― 5 第2流量計 6 第2圧力センサ― 7 演算部
【手続補正書】
【提出日】平成8年6月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】従来の蒸気乾き度測定装置としては絞り
乾き度計がある。これは、被測定湿り蒸気をノズルを通
して測定室内で断熱膨脹(等エンタルピ変化)させて過
熱蒸気とし、ノズルの上流側の圧力P1と測定室内の圧
力P2及び測定室内の温度Tを検出することにより、飽
和蒸気表及び過熱蒸気表を用いて、上流側蒸気の乾き度
X1をX1=(E6−E1)/(E3−E1)として算
出するものである。上式において、E1は圧力P1にお
ける飽和水のエンタルピ、E3は同じく圧力P1におけ
る飽和蒸気のエンタルピ、E6は圧力P2と温度Tにお
ける過熱蒸気のエンタルピである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】第2流量計で計測される蒸気流量値W2
は、圧力調節弁の下流側蒸気の乾き度をX2、圧力調節
弁の下流側の全熱量をQとし、第2圧力センサーで検出
した圧力値P2及び飽和蒸気表から、W2=Q/(E5
+E4/X2)で表すことができる。上式において、E
4は圧力P2における飽和水のエンタルピ、E5は同じ
く圧力P2における飽和蒸気の潜熱である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】また第1流量計で計測される蒸気流量値W
1は、圧力調節弁の上流側あるいは下流側の全流体流量
をW、圧力調節弁の上流側の全熱量をQ(等エンタルピ
変化であり圧力調節弁の下流側の全熱量に等しい)と
し、第1圧力センサーで検出した圧力値P1及び飽和蒸
気表から、W1=(Q−W・E1)/E2で表すことが
できる。上式において、E1は圧力P1における飽和水
のエンタルピ、E2は同じく圧力P1における飽和蒸気
潜熱である。ここで、全流体流量Wは、W=W2
2で表すことができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】演算部7は、飽和蒸気表をテーブルとして
記憶し、また乾き度の算出式を記憶している。演算部7
での処理プロセスは、次の通りである。先ず、第1及び
第2流量計3,5で計測された蒸気流量値W1,W2と
第1及び第2圧力センサー4,6によって検出された圧
力値P1,P2から、圧力調節弁2の下流側蒸気の乾き
度をX2=(W2・E4−W2・E1)/(W1・E2
−W2・E5)に基づいて算出する。上式において、E
1は圧力P1における飽和水のエンタルピ、E2は同じ
く圧力P1における飽和蒸気の潜熱、E4は圧力P2に
おける飽和水のエンタルピ、E5は同じく圧力P2にお
ける飽和蒸気の潜熱である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 22/00 G05D 22/00 Z 22/02 22/02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気配管の途中に設けた圧力調節弁と、
    圧力調節弁の上流側の蒸気流量を計測する第1流量計
    と、圧力調節弁の下流側の蒸気流量を計測する第2流量
    計と、圧力調節弁の上流側の圧力を検出する第1圧力セ
    ンサ―と、圧力調節弁の下流側の圧力を検出する第2圧
    力センサ―と、第1及び第2流量計で計測された流量値
    と第1及び第2圧力センサ―で検出された圧力値に基づ
    いて下流側蒸気の乾き度を算出する演算部と、下流側蒸
    気の所望の乾き度を入力する乾き度設定入力部と、演算
    部で算出された乾き度と乾き度設定入力部から入力され
    た乾き度を比較して圧力調節弁を駆動する駆動制御部を
    具備することを特徴とする蒸気乾き度制御装置。
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