JPS6333600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスチームトラツプの蒸気漏洩量を測定
する装置に関する。

スチームトラツプの性能を判断する為にスチー
ムトラツプの蒸気漏洩量を求めることが行われる
様になつた。第２図にこの種の装置の一例を示
す。第２図に於いて、１は蒸気通路で、復水発生
手段２に蒸気を導く。復水発生手段２は蒸気を通
す導管３の回りに冷却水通路４を形成する容器
５、冷却水の入口６および出口７から成り、蒸気
を冷却水で冷却して復水化する。８は復水通路
で、復水発生手段２で発生した復水をテストスチ
ームトラツプ９の入口側に導く。復水通路８の途
中から計量通路１０が分岐し、この通路１０は計
量槽１１に連通する。１２と１３は弁、１４は流
体の流れ状態を検視する流体検視器である。スチ
ームトラツプ９の出口側は復水槽１５に連通し、
該トラツプ９から排出された復水等が溜まる。復
水槽１５は冷却水を予め導入して溜めて置く為の
容器１６および冷却水の入口１７、復水と冷却水
を排出する出口１８、入口１７と出口１８を開閉
する弁１９，２０、およびかく拌器２１を設け
る。

上記装置は測定前に弁１２を閉じ、弁１３を開
いて復水発生手段２で発生した復水を計量槽１１
に溜め、復水発生量を測定する。次に、弁１２を
開き、弁１３を閉じて復水をスチームトラツプ９
へ流す。スチームトラツプ９から排出された復水
は復水槽１６で溜め、この槽１６の増加液量を測
定する。そして、復水増加量と復水発生量の差
を、スチームトラツプ９から漏洩して蒸気が凝縮
して生じた復水量と考え、この差を蒸気量に変換
して蒸気漏洩量を求めていた。

上記装置では次の様な欠点がある。蒸気の流れ
は多少変動し、計量槽１１で測つた復水発生量と
スチームトラツプ９に導入される復水量は同一に
ならず、測定誤差ができる。復水発生手段２の復
水発生量は調節できず、測定範囲は限定的にな
る。復水発生手段２とスチームトラツプ９の間は
放熱損失を防止する為に最少の距離に設ける。テ
ストトラツプがデイスク型の如く復水を一時滞留
させ間欠的に作動するものでは、復水発生手段２
の導管３内まで復水が滞留し、この手段２の復水
発生量を変化させ、計量槽１１で計量した復水発
生量と実際の復水発生量に大きな差を生ずる。ま
た、このデイスク型の様な間欠作動のトラツプで
は測定時間によつて作動状態が大きく異なり、測
定結果にバラツキを生ずる。更に、スチームトラ
ツプの性能判断は、蒸気が仕事をして復水化する
際の効率を考慮する必要があるにも係らず、この
装置はこの点を無視しているので、測定結果はス
チームトラツプの性能判断の資料しては不備があ
る。

本発明は上記事情に鑑みて、蒸気の流れの変動
による測定誤差を防止すること、復水発生手段の
復水発生量を調節して測定範囲を広げること、ス
チームトラツプの型式に関係なく正しい測定を行
うこと、および蒸気が復水化する際の仕事量を考
慮して測定し、スチームトラツプの性能判断の為
の適切な資料を提供できるスチームトラツプの蒸
気漏洩量測定装置を得ることを目的とする。

本発明は上記目的を、蒸気を任意の測定圧力に
調圧する調圧手段、蒸気を気水分離し復水を取り
除く復水除去手段、冷却水を溜めた容器および冷
却水中を通る通路を有し該通路内に調圧および復
水を除去した蒸気を通して復水化する復水発生手
段であつて冷却水量を加減して復水発生量を変更
するもの、復水発生手段で発生した復水をテスト
スチームトラツプの入口側に導入する復水導入通
路、テストスチームトラツプの出口側から排出さ
れた復水等を復水排出通路を通して溜める復水溜
手段であつて予め所定量の冷却水を貯留したも
の、復水発生手段に導入される蒸気の熱量を求め
る為にこの蒸気の温度・圧力等を検出する蒸気側
検出手段、上記蒸気が復水化する時の仕事量を求
める為に復水発生手段の冷却水等の温度・冷却水
量等を検出する復水発生側検出手段、テストスチ
ームトラツプから排出された復水等の熱量を求め
る為に復水溜手段内の水の温度・水量等を検出す
る復水溜側検出手段、および上記検出手段からの
信号を受信して蒸気の熱量と仕事量・復水発生
量・復水の熱量・復水溜側の得た熱量等を計算し
テストスチームトラツプからの蒸気漏洩量を算出
する計算手段を備えたスチームトラツプの蒸気漏
洩量測定装置によつて達成する。

次に、本発明を第１図に示す実施例に基づいて
説明する。蒸気供給通路３１の途中には調圧手段
３２を設ける。この手段３２は４段階の圧力調節
を可能にする為、各調節圧力毎に設けた減圧弁３
３〜３６、減圧弁３３〜３６へ選択的に蒸気を流
す為の弁３７〜４０、および並列通路４１〜４４
を有する。この手段３２の下流側は復水除去手段
４５を設ける。この手段４５は気水分離する為の
容器４６、容器４６の下部から垂下した復水除去
通路４７、および除去通路４７の途中に取り付け
たスチームトラツプ４８から形成する。この手段
４５の下流側は復水発生手段４９を設ける。この
手段４９は冷却水を溜める容器５０、容器５０の
冷却水内を通る導管５１，５１′、冷却水の導入
通路５２、冷却水の排出通路５３、およびモータ
５４によつて駆動されるかく拌器５５を有する。
尚、導入通路５２と排出通路５３は一つの通路に
合流して容器５０内に連通する。また、両通路５
２，５３には弁５６，５７を配す。容器５０の上
部は大気に連通する。導管５１，５１′の出口は
復水導入通路５８に連通する。この合流部の上流
側には各々弁５９，６０を配す。この通路５８は
途中から通過面積を大きくした容器６１を設けた
通路５８′とこの容器がない通路５８″に分岐す
る。両通路５８′，５８″には弁６２〜６５を配
す。この通路５８′，５８″は再び合流してテスト
スチームトラツプ６６の入口へ復水を導く。この
トラツプ６６の下流側は復水排出通路６７が連通
し、トラツプ６６から排出された復水を復水溜６
８へ導く。復水溜６８は冷却水を溜める容器６
９、容器６９内に冷却水を導入する第２導入通路
７０、容器６９内の冷却液および復水を排出する
第２排出通路７１、およびモータ７２で駆動され
るかく拌器７３を有する。上記通路６７，７０，
７１は弁７４〜７６を配す。通路５８′と５８″の
合流部、および通路６７にはブロー通路７７，７
８と弁７９，８０を設ける。上記復水除去手段４
５の容器４６は蒸気の保有熱量を求める為に温度
センサ８１、圧力センサ８２を取り付ける。復水
発生手段４９の容器５０は冷却水等が蒸気の凝縮
により得た熱量を求める為に温度センサ８３、レ
ベルセンサ８４を取り付ける。復水導入通路５８
はスチームトラツプ６６に導入される復水の保有
熱量を求める為に温度センサ８５、圧力センサ８
６を取り付ける。復水溜６８はスチームトラツプ
６６から排出された復水等の熱量を求める為に温
度センサ８７、レベルセンサ８８を取り付ける。
スチームトラツプ６６の出口直後はスチームトラ
ツプ６６の作動確認の為に温度センサ８９を取り
付ける。９０は大気温度を検出する温度センサ、
９１は復水発生手段４９から蒸発した蒸気温度を
検出する温度センサである。計算手段９２はマイ
クロコンピユータ等を用い、上記温度、圧力、レ
ベルセンサからの検出信号を受信して処理する。
また、この手段９２はテスト条件の入力によつ
て、装置の弁の開閉の制御、復水発生手段４９と
復水溜６８の冷却水量の自動決定、調圧手段３２
の自動調圧を行う。本装置に於いて、調圧手段３
２から復水溜６８までの間の部分を保温し、大気
放熱を最少にして正確な測定を行える様にする。

次に、本実施例の動作を説明する。計算手段９
２にテスト条件を入力する。この手段９２は上記
条件に応じて、復水発生手段４９と復水溜６８の
冷却水の貯溜量を計算する。弁５６，７５は開
き、弁５７，７６は閉じて容器５０，６９内に所
定量の冷却水を導入し、所定量溜つたことをレベ
ルセンサ８４，８８で検出し、弁５６，７５を閉
じて冷却水の導入を止める。上記手段９２は調圧
手段３２の弁３７〜４０の内、テスト条件に合つ
た減圧弁に対応する弁のみを開く。所定圧力に減
圧された蒸気は復水除去手段４５の容器４６内で
気水分離され、この蒸気中に含まれた復水は容器
４６の下部に落下し、除去通路４７およびスチー
ムトラツプ４８を通して外部に排出される。気水
分離された蒸気は、復水発生手段４９の導管５
１，５１′へ導入される。標準の測定の場合、上
記手段９２は弁６０，６２，６３，７９を閉じ、
弁５９，６４，６５を開く。蒸気は導管５１を通
る間に冷却され復水化する。復水は復水導入通路
５８，５８″を通つてテストトラツプ６６の入口
側に導入される。上記手段９２は始め弁７４を閉
じ、弁８０を開く。トラツプ６６から排出れた復
水は復水排出通路６７、ブロー通路７８を通して
外部に排出される。この様にして、測定前にテス
トトラツプ６６を動作させて、動作が安定した状
態で本測定に入る。

計算制御手段９２は弁７４を開き、弁８０を閉
じる。この手段９２はセンサ８１，８２からの信
号を受信し、蒸気の熱量（エンタルピー）、すな
わち、単位重量当りの熱量を求める。これは、飽
和蒸気の圧力と蒸気潜熱の関係と、飽和蒸気の温
度と飽和復水のエンタルピーの関係を手段９２に
それぞれテーブルとして記憶させておくことによ
り、センサ８１からの信号（飽和蒸気温度）によ
り飽和復水のエンタルピーを、センサ８２からの
信号（蒸気圧力）により蒸気潜熱を求め、両者を
加えることにより求めることができる。

また、手段９２はセンサ８３，８４，９０から
の信号を受信し、蒸気が復水化した時の仕事量、
即ち、測定時間内に蒸気が復水発生手段４９等で
熱を奪われて復水化した時の蒸気が奪われた熱量
を求める。この仕事量は測定時間内に、冷却水が
得た熱量（Q_T0）と容器５０が得た熱量（Q_T1）
と容器５０からの放熱量（Q_H1）と容器５０から
トラツプ６６迄の配管放熱量（Q_k1）を合せたも
のである。ここで、測定時間をS₀、復水発生手段
４９内の冷却水レベルをG₀、冷却水量をG₁、測
定開始時の冷却水温度をT_f1、測定終了時の冷却
水温度をT_e1、外気温度をT₀、センサ８１から得
られる蒸気温度をT₁、とすると、冷却水が得た
熱量Q_T0はG₁×（T_e1−T_f1）として求めることが
できる。また、Q_T1、Q_H1、Q_K1はそれぞれ実験か
ら、Q_T1は（0.0395×G₀＋0.866）×（T_e1−T_f1）と
して、Q_H1は｛（T_f1＋T_e1）／２−T₀｝×（0.13945
×G₀＋0.96244）×S₀／3600として、またG₀は
｛0.443×（T₁−T₀）＋0.27×（95−T₀）＋0.27×（65
−T₀）｝×S₀／3600として求めることができる。
また、手段９２は、センサ８５からの信号を受信
し、トラツプ６６内に導入される復水の熱量（エ
ンタルピー）を求める。これは、センサ８５で測
定した温度を復水の熱量と近似せしめる。そして
蒸気の仕事量÷（蒸気熱量−復水熱量）の計算よ
り、復水発生手段４９内の復水発生量を計算す
る。

この復水発生量に上記の復水の熱量を掛け合わ
せることにより、測定時間内にトラツプに導入さ
れる復水の総熱量を計算する。

更に、手段９２はトラツプ６６、復水排出通路
６７を通して復水溜６８に導入された測定時間内
の復水と漏洩蒸気の熱量を、センサ８７，８８，
９０からの信号を受信して求める。この熱量は測
定時間内に、冷却水が得た熱量と容器６９が得た
熱量と容器６９からの放熱量と復水排出通路６７
での放熱量を合せたものである。計算方法は、前
述の復水発生手段４９の場合と同様に行えるので
省略する。

そして、手段９２は測定時間内に復水溜６８に
導入された復水と漏洩蒸気の熱量とトラツプ６６
に導入された復水の総熱量の差を求め、この熱量
差を蒸気量に換算（熱量差÷蒸気熱量）してトラ
ツプの漏洩蒸気量を算出する。上記手段９２はこ
の計算を一定時間毎に複数回行い、その平均の蒸
気漏洩量を計算する。復水発生手段４９の冷却水
温度が100℃を越えると自動的に上記測定を中止
する。更に、復水発生手段４９で発生した復水量
と、復水溜６８に溜つた復水量の差から漏洩した
蒸気量を計算する様にしてもよい。また、上記手
段９２は装置から大気中への放熱、復水から装置
への熱伝導による損失を考慮してこれを補正する
プログラムを組み込んで置くとよい。センサ９０
はこの為に大気温度を検出する。

測定終了後、弁５７，７６を開いて復水発生手
段４９内の冷却水、復水溜６８内の復水と冷却水
等を外部に排出する。同時に、調圧手段３２の弁
を閉じて蒸気の供給を停止し、弁７９，８０を開
いて復水導入通路５８、復水排出通路６７内の復
水を外部に排出する。

本実施例は減圧弁３３〜３６、弁３７〜４０、
および通路４１〜４４を並列に設けた調圧手段３
２の構成を有し、４段階の圧力で測定できる。ま
た、上記構成を増せば更に多くの圧力で測定でき
る。

復水除去手段４５は蒸気中の復水を除去するの
で、復水発生手段４９側には乾き蒸気のみを送る
ことができ、復水を含む蒸気の使用による測定の
不信頼性の問題はなくなる。この手段４５は容器
４６内で一時蒸気を貯溜するので、蒸気の流れの
変動は緩和され、この変動による測定誤差は防止
できる。

復水発生手段４９は容器５０内の冷却水量を加
減して復水発生量を変更できる。また、蒸気を通
す導管５１，５１′の数を出口側の弁５９，６０
の開閉で制御し、復水発生量を変更できる。かく
して、テスト条件に応じて復水発生量を変化でき
るので、測定範囲が広くなる。この手段４９はか
く拌器５５で冷却水の温度を均一化するので、温
度センサ８３は正確な冷却水温度を検出し、熱量
を求めることができる。

復水導入通路５８は二つの通路５８′，５８″を
有する。テストトラツプ６６がフロート型の如く
復水を入口側に滞留させない場合、通路５８″を
用いる。テストトラツプ６６がデイスク型の如く
復水を入口側に滞留させる場合、通路５８′を用
いる。後記の場合、滞留した復水は容器６１内に
溜るので、この滞留が復水発生手段４９の導管５
１，５１′内まで及び、復水発生量を変化させる
ことがない。

復水排出通路６７はテストトラツプ６６の出口
直後の復水等の温度を検出する温度センサ８９を
有する。このセンサ８９はテストトラツプ６６が
デイスク型の如く間欠作動する場合、開閉作動の
状態を温度変化で検出し、自動的な測定を行う場
合の指針になる。

復水溜６８は内部の冷却水、復水等をかく拌し
て温度を均一化するかく拌器７３を有し、水温の
バラツキをなくして温度センサ８７が正確な温度
測定を行える様にする。

本発明は復水除去手段が蒸気中の復水を除去す
るので、復水発生手段側に導入される蒸気は乾き
蒸気になり、正確な蒸気漏洩量の測定が行える。
また、この手段は蒸気の流れの変動を緩和するの
で、測定誤差が小さくなる。復水発生手段は冷却
水量の加減、蒸気を通す通路の加減によつて復水
発生量を変化させ、テスト条件に応じて広い範囲
の復水量を発生できる。復水導入通路はテストト
ラツプの作動形態に応じて復水を溜め復水発生手
段の通路内に復水の滞留が及ばない様にできるの
で、全ての型式のトラツプを同じ様な状態でテス
トできる。また、計算手段は蒸気が復水化する場
合の仕事量を考慮して蒸気漏洩量を算出するの
で、正確かつスチームトラツプの性能判断に適切
な測定結果を出せる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスチームトラツプ
の蒸気漏洩量測定装置の概略図、第２図は従来の
装置の概略図。 ３１：蒸気供給通路、３２：調圧手段、３３〜
３６：減圧弁、４５：復水除去手段、４６：容
器、４７：垂下通路、４８：スチームトラツプ、
４９：復水発生手段、５０：容器、５１，５
１′：導管、５５，７３：かく拌器、５８，５
８′，５８″：復水導入通路、６１：容器、６６：
テストスチームトラツプ、６７：復水排出通路、
６８：復水溜、３７〜４０，５６，５７，６２〜
６５，７４〜７６，７９，８０：自動的に開閉す
る弁、８１，８３，８５，８７，８９，９０：温
度センサ、８２，８６：圧力センサ、８４，８
８：レベルセンサ、９２：計算手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気供給通路の途中に、蒸気を任意の測定圧
   力に調圧する調圧手段を配置し、調圧手段の下流
   に、蒸気を気水分離し復水を取り除く復水除去手
   段を配置し、復水除去手段の下流に、冷却水を溜
   めた容器および冷却水中を通る通路を有し該通路
   内に調圧および復水を除去した蒸気を通して復水
   化する復水発生手段であつて冷却水量を加減して
   復水発生量を変更するものを配置し、復水発生手
   段の下流に、復水発生手段で発生した復水をテス
   トスチームトラツプの入口側に導入する復水導入
   通路を連結し、テストスチームトラツプの出口側
   に、テストスチームトラツプの出口側から排出さ
   れた復水等を復水排出通路を通して溜める復水溜
   手段であつて予め所定量の冷却水を貯留したもの
   を配置すると共に、復水発生手段に導入される蒸
   気の熱量を求める為にこの蒸気の温度・圧力等を
   検出する蒸気側検出手段と、上記蒸気が復水化す
   る時の仕事量を求める為に復水発生手段の冷却水
   等の温度・冷却水量等を検出する復水発生側検出
   手段と、テストスチームトラツプから排出された
   復水等の熱量を求める為に復水溜手段内の水の温
   度・水量等を検出する復水溜側検出手段と、およ
   び上記検出手段からの信号を受信して上記の熱量
   と仕事量・復水発生量・復水の熱量・復水溜側の
   得た熱量等を計算しテストスチームトラツプから
   の蒸気漏洩量を算出する計算手段とを設けたスチ
   ームトラツプの蒸気漏洩量測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   調圧手段は所定圧力毎に汲み合わせた減圧弁を有
   し、測定圧力に応じて選択的に蒸気を通す様に形
   成したことを特徴とするスチームトラツプの蒸気
   漏洩量測定装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水除去手段は蒸気を導入する通過面積の大きい
   容器、容器の下部から垂下した除去通路、および
   除去通路に設けたスチームトラツプを有し、蒸気
   中の復水を外部に排出すると共に蒸気の流れの変
   動を緩和することを特徴とするスチームトラツプ
   の蒸気漏洩量測定装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水発生手段は容器内の冷却水をかく拌して温度
   を均一化するかく拌器を有することを特徴とする
   スチームトラツプの蒸気漏洩量測定装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水発生手段の通路は複数形成され、所望の復水
   発生量に応じて蒸気を通す通路の数を変更できる
   様に設けたことを特徴とするスチームトラツプの
   蒸気漏洩量測定装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水発生手段の容器は大気開放で、内部が大気圧
   になつて熱量計算し易く形成したことを特徴とす
   るスチームトラツプの蒸気漏洩量測定装置。 ７ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水導入通路は通過面積を大きくして復水滞留量
   が多くなる様に形成した通路を有することを特徴
   とするスチームトラツプの蒸気漏洩量測定装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水導入通路はテストスチームトラツプに導入さ
   れる復水の熱量を求める為に温度・圧力等を検出
   する手段を有し、復水発生手段からテストスチー
   ムトラツプに導入される復水の放熱を考慮できる
   様にしたことを特徴とするスチームトラツプの蒸
   気漏洩量測定装置。 ９ 特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、
   復水排出通路はテストスチームトラツプの作動状
   態を観察する為に該トラツプの出口直後の温度・
   圧力等を検出する手段を有することを特徴とする
   スチームトラツプの蒸気漏洩量測定装置。 １０ 特許請求の範囲第１項記載のものに於い
   て、復水溜手段に溜まつた水をかく拌するかく拌
   器を有することを特徴とするスチームトラツプの
   蒸気漏洩量測定装置。 １１ 特許請求の範囲第１項記載のものに於い
   て、計算手段はマイクロコンピユータであつて、
   テスト条件に応じて調圧手段、復水発生手段と復
   水溜の冷却水量等を自動的に調節し、計算結果を
   表示することを特徴とするスチームトラツプの蒸
   気漏洩量測定装置。