KR20110081348A - 2 상류 여진력 평가 방법 및 2 상류 여진력 평가 장치 - Google Patents

2 상류 여진력 평가 방법 및 2 상류 여진력 평가 장치 Download PDF

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 2 상류 여진력 평가 방법은, 복수의 관체 (3) 중 하나를, 적어도 표면의 일부를 도통 가능한 재질로 형성하여, 기진 수단 (4) 에 의해 진동시킨 상태에서, 그 관체 (3) 의 변위 또는 응력을 측정함과 함께, 그 관체 (3) 의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차에 기초하여 관체 (3) 근방에 흐르는 2 상류 (F) 의 보이드율을 측정한다.

Description

2 상류 여진력 평가 방법 및 2 상류 여진력 평가 장치{TWO-PHASE FLOW EXCITING FORCE EVALUATION METHOD AND TWO-PHASE FLOW EXCITING FORCE EVALUATION DEVICE}
본 발명은 2 상류의 흐름과 교차하도록 복수 배치 형성된 관체에 작용하는 여진력을 평가하는 2 상류 여진력 평가 방법 및 2 상류 여진력 평가 장치에 관한 것이다.
본원은 2009년 5월 19일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2009－121190호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들어, 가압수형 경수로나 일체형 모듈러 경수로에서는, 1 차 냉각수를 가압한 상태에서 노심과 증기 발생기 사이에서 순환시키고, 1 차 냉각수의 열을 증기 발생기로 2 차 냉각수에 전달시켜 증기를 생성한다. 여기서, 증기 발생기 내에서는, 노심과 증기 발생기 사이에서 순환하는 1 차 냉각수가 유통하기 위한 복수의 관로가 U 자 형상으로 접어 구부러져 배치 형성된다. 그리고, 이들 관로의 주위에 2 차 냉각수가 채워져 있음으로써, 그 관로를 통해 1 차 냉각수로부터 2 차 냉각수에 열이 전달되고, 그 2 차 냉각수가 증발하여 증기가 생성되게 된다. 이 때, 증기 발생기 내에 배치 형성된 U 자 형상의 관로는, 내부를 유통하는 1 차 냉각수에 의해 진동이 주어짐과 함께, 비등되어 2 상류로서 유동하는 2 차 냉각수로부터도 여진력을 받아 진동한다.
이 때문에, 상기와 같은 증기 발생기에 있어서는, 시험적으로 관로의 주위에 2 상류를 유동시켜, 그 2 상류의 보이드율을 측정함과 함께, 기진된 관로의 진동 특성을 측정한다. 그리고, 유동하는 2 상류로부터 관로에 작용하는 여진력을 보이드율과 관계지어 평가하고, 그 평가 결과로부터 관로 및 그 관로를 고정시키는 부재를 설계하고 있었다. 여기서, 2 상류의 보이드율은, 2 상류가 흐르는 유로의 내면과, 중심 부분의 각각에 전극을 배치 형성하여, 이들 전극간에 발생하는 전압을 측정함으로써 구할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또, 관로의 진동 특성으로서는, 변위 센서에 의해 관로의 진동에 따라 발생하는 변위를 측정하고, 혹은 응력 센서에 의해 관로의 진동에 따라 발생하는 응력을 측정함으로써 얻어진다.
그러나, 상기와 같은 2 상류의 여진력 평가에 있어서는, 2 상류가 흐르는 유통로에, 2 상류의 보이드율을 계측하는 설비와, 관로를 진동시킴과 함께, 그 진동을 측정하는 설비를, 상이한 위치에서 각각 독립적으로 형성할 필요가 있었다. 이 때문에, 유통로도 포함한 장치 전체가 대형화되어 버림과 함께, 설치가 번거롭다는 문제가 있었다. 또, 상이한 위치에서 형성할 필요가 있기 때문에, 측정한 2 상류의 보이드율의 측정 결과와, 대응하는 관로의 진동의 측정 결과를 동기시킬 필요가 있어, 정확한 계측이 곤란하여 시간이 걸리는 문제가 있었다.
일본 공개특허공보 2001－272494호
본 발명은, 상기 서술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 간단한 구성으로, 용이하고 정확하게 2 상류로부터 관체에 작용하는 여진력을 평가할 수 있는 2 상류 여진력 평가 방법 및 2 상류 여진력 평가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용한다.
본 발명은, 유통부에 흐르는 2 상류로부터, 그 2 상류의 흐름과 교차하도록 복수 배치 형성된 관체에 작용하는 여진력을 평가하는 2 상류 여진력 평가 방법이다. 상기 2 상류 여진력 평가 방법에서는, 복수의 상기 관체 중 하나를, 적어도 표면의 일부를 도통 가능한 재질로 형성하여, 기진 수단에 의해 진동시킨 상태에서, 그 관체의 변위 또는 응력을 측정함과 함께, 그 관체의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차에 기초하여 상기 관체 근방에 흐르는 상기 2 상류의 보이드율을 측정하는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명은, 유통부에 흐르는 2 상류로부터, 그 2 상류의 흐름과 교차하도록 복수 배치 형성된 관체에 작용하는 여진력을 평가하는 2 상류 여진력 평가 장치이다. 상기 2 상류 여진력 평가 장치는, 복수의 상기 관체 중 하나로 구성되고, 또한 적어도 표면의 일부가 도통 가능한 재질로 형성된 진동관과, 그 진동관을 진동시키는 기진 수단과, 상기 진동관의 변위 또는 응력을 측정하는 여진력 평가 수단과, 그 진동관의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차에 기초하여 상기 진동관 근방에 흐르는 상기 2 상류의 보이드율을 측정하는 보이드율 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이들 방법 및 구성에 의하면, 2 상류의 흐름과 교차하도록 배치 형성된 관체 중 하나인 진동관은, 기진 수단에 의해 진동하고, 그 진동의 반력으로서 2 상류로부터 작용하는 여진력에 의해 여진된다. 그리고, 진동관에 여진력을 작용시키는 근방에 흐르는 2 상류의 보이드율은, 적어도 표면의 일부에서 도통 가능한 재질인 진동관의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차에 기초하여 측정된다. 또, 진동관에 작용하는 여진력은, 여진되는 진동관의 변위 또는 응력을 측정함으로써 평가된다. 여기서, 2 상류의 보이드율도, 관체에 작용하는 여진력도, 표면의 적어도 일부가 도통 가능한 재질로 형성된 진동관을 이용하여 측정함으로써, 서로 독립된 설비로 측정되지 않고, 일체적으로 측정할 수 있다. 이 때문에, 장치 전체가 대형화되어 버리는 일 없이, 부재 수를 최소한으로 하여 간단한 구성으로 용이하게 설치 가능할 수 있음과 함께, 양자를 대응시켜 정확하게 측정할 수 있다.
또, 상기 2 상류 여진력 평가 방법에 있어서, 상기 2 상류의 속도를 더 측정하여, 측정된 상기 2 상류의 보이드율 및 속도와 상기 관체의 변위 또는 응력에 기초하여, 보이드율마다의 한계 유속을 구하는 것이 바람직하다.
또, 상기 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 상기 2 상류의 속도를 측정하는 2 상류 속도 측정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 상기 2 상류 속도 측정 수단에 의해 측정된 상기 2 상류의 속도, 상기 보이드율 측정 수단에 의해 측정된 상기 2 상류의 보이드율, 및 상기 여진력 평가 수단에 의해 측정된 상기 진동관의 변위 또는 응력에 기초하여, 보이드율마다의 한계 유속을 구하는 한계 속도 해석부를 구비하는 것이 바람직하다.
이들 방법 및 구성에 의하면, 2 상류의 속도가 더 측정된다. 이 때문에, 측정된 2 상류의 속도 및 보이드율, 그리고, 진동관의 변위 또는 응력에 기초하여 보이드율마다의 한계 유속을 구할 수 있다.
또, 상기 2 상류 여진력 평가 방법에 있어서, 상기 2 상류의 보이드율은, 상기 관체의 표면에 있어서의 2 점간의 전위차를 측정함으로써 구해지는 것이 바람직하다.
또, 상기 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 상기 보이드율 측정 수단은, 상기 진동관의 표면에 서로 간격을 갖고 형성된 한 쌍의 제 1 전극과, 상기 한 쌍의 제 1 전극간의 전위차를 검출하는 제 1 전압 계측부와, 그 제 1 전압 계측부에서 검출된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하는 보이드율 해석부를 갖는 것이 바람직하다.
이들 방법 및 구성에 의하면, 진동관의 표면에 서로 간격을 갖는 2 점간의 전위차는, 그 근방을 흐르는 2 상류의 보이드율에 따라 변화하게 되므로, 일방을 기준으로 한 전위차를 측정함으로써 보이드율을 구할 수 있다.
또한, 상기 2 상류 여진력 평가 방법에 있어서, 상기 관체의 표면에서, 상기 2 상류의 흐름 방향과 상이한 위치의 다른 2 점간의 전위차를 더 측정하여, 양 2 점간의 각각에서 측정되는 전위차의 파형의 위상차에 의해 상기 관체 근방을 흐르는 상기 2 상류의 국소 속도를 구하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 상기 진동관의 표면에는, 상기 한 쌍의 제 1 전극과 상기 2 상류의 흐름 방향과 상이한 위치에서 서로 간격을 갖고 한 쌍의 제 2 전극이 형성되고,
상기 한 쌍의 제 1 전극, 상기 제 1 전압 계측부, 상기 한 쌍의 제 2 전극, 상기 한 쌍의 제 2 전극간의 전위차를 검출하는 제 2 전압 계측부, 및 상기 제 1 전압 계측부에서 검출된 전위차의 파형과 상기 제 2 전압 계측부에서 검출된 전위차의 파형의 위상차에 의해 상기 진동관 근방을 흐르는 상기 2 상류의 국소 속도를 구하는 국소 속도 해석부로 구성되는 국소 속도 측정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
이들 방법 및 구성에 의하면, 2 점간끼리 각각에 있어서, 전위차를 측정함으로써 보이드율의 변화를 전위차의 파형으로서 측정할 수 있다. 여기서, 각각 전위차를 측정하는 세트끼리는, 2 상류가 흐르는 방향으로 상이한 위치에서 형성되어 있기 때문에, 전위차의 파형은, 2 상류가 흐르는 방향과 위치가 어긋난 만큼 위상이 어긋나 검출되게 된다. 이 때문에, 전위차의 파형의 위상차를 측정함으로써, 진동관 근방을 흐르는 2 상류의 국소 속도를 구할 수 있다.
또, 상기 2 상류 여진력 평가 방법에 있어서, 상기 2 상류의 보이드율은, 상기 관체의 표면과 상기 유통부의 내면 사이의 전위차를 측정함으로써 구하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 상기 보이드율 측정 수단은, 상기 유통부의 내면에 상기 진동관의 표면과 대향하여 형성된 전극과, 상기 진동관과 상기 전극의 전위차를 검출하는 전압 계측부와, 그 전압 계측부에서 검출된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하는 보이드율 해석부를 갖는 것으로 해도 된다.
이들 방법 및 구성에 의하면, 진동관의 표면과 유통부의 내면 사이의 전위차는, 그 사이를 흐르는 2 상류의 보이드율에 따라 변화하게 되므로, 그 전위차를 측정함으로써 보이드율을 구할 수 있다.
본 발명의 2 상류 여진력 평가 방법에 의하면, 진동시키는 관체 중 하나를 이용하여, 2 상류의 보이드율을 측정함과 함께 관체의 변위 또는 응력을 측정함으로써, 간단한 구성으로, 용이하고 정확하게 2 상류로부터 관체에 작용하는 여진력을 평가할 수 있다.
또, 본 발명의 2 상류 여진력 평가 장치에 의하면, 진동시키는 관체 중 하나인 진동관을 이용하여, 2 상류의 보이드율을 측정함과 함께 관체의 변위 또는 응력을 측정함으로써, 간단한 구성으로, 용이하고 정확하게 2 상류로부터 관체에 작용하는 여진력을 평가할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치의 개요도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 진동관의 상세를 나타내는 개요도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 제 1 전압 계측부 및 제 2 전압 계측부에서 계측된 전위차를 나타내는 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치에 있어서, 한계 속도 해석부에서 해석된 진동관의 변위와 2 상류의 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치의 개요도이다.
(제 1 실시형태)
본 발명에 관련된 제 1 실시형태에 대하여, 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치 (1) 는, 모델이 되는 2 상류 (F) 를 유통시키는 유통부 (2) 와, 그 유통부 (2) 내에 2 상류 (F) 의 흐름 방향 (X) 과 직교하도록 배치 형성된 복수의 관체 (3) 와, 관체 (3) 를 진동시키는 기진 수단 (4) 과, 진동하는 관체 (3) 의 변위를 측정하는 여진력 평가 수단 (5) 과, 2 상류 (F) 의 보이드율을 측정하는 보이드율 측정 수단 (6) 과, 2 상류 (F) 의 속도 (V) 를 측정하는 2 상류 속도 측정 수단 (7) 을 구비한다.
2 상류 (F) 는, 예를 들어, 증발기 중의 비등된 2 차 냉각수를 모델화한 것으로, 알코올과 6불화유황 가스로 이루어진다. 또한, 도 1 및 도 2 에 있어서는 생략되어 있지만, 흐름 방향 (X) 상류측에는, 2 상류 (F) 를 구성하는 액체 및 기체가 공급되는 공급부가 형성되어 있다. 또, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 관체 (3) 내의 하나는, 기진 수단 (4) 에 의해 진동되는 진동관 (3A) 으로 구성되어 있다. 또, 관체 (3) 의 다른 것에 대해서는, 중실 (中實) 의 것으로 해도 된다. 그리고, 진동관 (3A) 은, 전기를 도통 가능하도록 금속 재료로 형성되어 있다. 기진 수단 (4) 으로서는, 예를 들어 솔레노이드 등으로 이루어지고, 진동관 (3A) 을, 내부를 유통하는 유체에 의해 받는 진동을 모의하는 원하는 진폭, 주파수로 진동시킬 수 있다. 또, 여진력 평가 수단 (5) 은, 진동관 (3A) 의 연장 형성 방향과 직교하는 방향의 변위를 측정하는 변위 센서 (5a) 로 이루어진다. 진동관 (3A) 은, 2 상류 (F) 로부터의 여진력의 크기에 따른 진폭으로 진동한다. 따라서 변위 센서 (5a) 에 의해 진동관 (3A) 의 진동 진폭을 측정함으로써 여진력을 정확하게 평가할 수 있다.
또, 보이드율 측정 수단 (6) 은, 진동관 (3A) 의 표면에 흐름 방향 (X) 을 따라 간격을 갖는 2 점에 형성된 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 과, 제 1 전극 (10, 11) 간에 일방을 기준으로 하여 전위차를 측정하는 제 1 전압 계측부 (12) 와, 제 1 전압 계측부 (12) 에서 검출된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하는 보이드율 해석부 (13) 를 갖는다. 또한, 보이드율 측정 수단 (6) 은, 진동관 (3A) 의 표면에 연장 형성 방향을 따라 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 을 사이에 끼우도록 하여 형성된 한 쌍의 단자 (13, 14) 와, 한 쌍의 단자 (13, 14) 간에 소정의 전류를 흐르게 하는 정전류부 (15) 를 갖는다. 이 때문에, 제 1 전극 (10, 11) 간에는, 한 쌍의 단자 (13, 14) 간에 흐르는 전류에 의해 전위차가 발생한다. 제 1 전압 계측부 (12) 에서 계측되는 제 1 전극 (10, 11) 간의 전위차는, 근방을 흐르는 2 상류 (F) 의 보이드율에 따라 상이하므로, 보이드율 해석부 (13) 에서는 당해 전위차에 기초하여 근방을 흐르는 2 상류 (F) 의 보이드율을 구할 수 있다.
또, 진동관 (3A) 의 표면에 있어서, 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 과 2 상류 (F) 의 흐름 방향 (X) 을 따라 하류측의 상이한 위치에는, 흐름 방향 (X) 을 따라 간격을 갖는 2 점에 한 쌍의 제 2 전극 (16, 17) 이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 전압 계측부 (18) 에 의해 제 2 전극 (16, 17) 간의 전위차를 측정할 수 있도록 되어 있다. 이 때문에, 제 2 전압 계측부 (18) 에 있어서, 근방을 흐르는 2 상류 (F) 의 보이드율에 따른 전위차가 검출되게 된다. 도 3 에는, (a) 로서 제 1 전압 계측부 (12) 에서 계측되는 전위차를, (b) 로서 제 2 전압 계측부 (18) 에서 계측되는 전위차를 나타내고 있다. 그리고, 국소 속도 해석부 (19) 에서는, 제 1 전압 계측부 (12) 에서 검출된 전위차의 파형과, 제 2 전압 계측부 (18) 에서 검출된 전위차의 파형의 위상차가 되는 시간차 (ΔT) 를 추출하고 있다.
여기서, 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 이 설치되는 위치와 한 쌍의 제 2 전극 (16, 17) 이 설치되는 위치는, 2 상류 (F) 의 흐름 방향 (X) 을 따라 위치를 상이한 것으로 하고 있다. 따라서, 상류측의 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 에서 검출된 2 상류 (F) 는, 그 속도 (V) 와 대응된 시간차 (ΔT) 를 가지고 하류측의 한 쌍의 제 2 전극 (16, 17) 에서 검출되게 된다. 이 때문에, 국소 속도 해석부 (19) 에서, 제 1 전압 계측부 (12) 에서 검출된 전위차의 파형과, 제 2 전압 계측부 (18) 에서 검출된 전위차의 파형의 위상차를 추출하여, 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 과 한 쌍의 제 2 전극 (16, 17) 의 이간 거리로부터 근방을 흐르는 2 상류 (F) 의 속도 (V) 를 구할 수 있다. 그래서, 국소 속도 해석부 (19) 와, 한 쌍의 제 1 전극 (10, 11) 과, 제 1 전압 계측부 (12) 와, 한 쌍의 제 2 전극 (16, 17) 과, 제 2 전압 계측부 (18) 와, 한 쌍의 단자 (13, 14) 와, 정전류부 (15) 에 의해, 진동관 (3A) 근방을 흐르는 2 상류 (F) 의 국소 속도 (V1) 를 구하는 국소 속도 측정 수단 (20) 이 구성되어 있다.
또, 2 상류 속도 측정 수단 (7) 은, 본 실시형태에서는 관체 (3) 군의 상류측에 형성되고 있고, 흐름 방향 (X) 으로 위치가 상이한 2 지점의 각각에 형성된 한 쌍의 제 3 전극 (21, 22), 한 쌍의 제 4 전극 (23, 24), 한 쌍의 제 3 전극 (21, 22) 간에 2 상류 (F) 내에 발생하는 전위차를 측정하는 제 3 전압 계측부 (25), 한 쌍의 제 4 전극 (23, 24) 간에 2 상류 (F) 내에 발생하는 전위차를 측정하는 제 4 전압 계측부 (26) 및, 제 3 전압 계측부 (25) 와 제 4 전압 계측부 (26) 각각의 계측 결과로부터 2 상류 (F) 의 속도 (V) 를 연산하는 속도 연산부 (27) 를 갖는다. 여기서, 한 쌍의 제 3 전극 (21, 22) 이 설치되는 위치와 한 쌍의 제 4 전극 (23, 24) 이 설치되는 위치는, 2 상류 (F) 의 흐름 방향 (X) 을 따라 위치를 상이한 것으로 하고 있다. 따라서, 상류측의 한 쌍의 제 3 전극 (21, 22) 에서 검출된 2 상류 (F) 는, 그 속도 (V) 와 대응된 시간차를 가지고 하류측의 한 쌍의 제 4 전극 (23, 24) 에서 검출되게 된다. 이 때문에, 속도 연산부 (27) 에서, 제 3 전압 계측부 (25) 에서 검출된 전위차의 파형과, 제 4 전압 계측부 (26) 에서 검출된 전위차의 파형의 위상차를 추출하여, 한 쌍의 제 3 전극 (21, 22) 과 한 쌍의 제 4 전극 (23, 24) 의 이간 거리로부터 유통부 (2) 를 흐르는 2 상류 (F) 의 평균적인 속도 (V) 를 구할 수 있다.
또, 2 상류 속도 측정 수단 (7) 에 의해 얻어진 2 상류 (F) 의 속도 (V) 와, 여진력 평가 수단 (5) 에 의해 측정된 진동관 (3A) 의 변위와, 보이드율 측정 수단 (6) 에 의해 얻어진 2 상류 (F) 의 보이드율은, 한계 속도 해석부 (28) 에 입력되어 있다. 한계 속도 해석부 (28) 는, 서로 대응하는 진동관 (3A) 의 변위와, 2 상류 (F) 의 속도 (V) 의 관계를 플롯하여, 양자의 상관 관계로부터 한계 속도 (Vc) 를 구한다. 여기서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 한계 속도 해석부 (28) 는, 입력되는 2 상류 (F) 의 보이드율의 구분마다, 진동관 (3A) 의 변위와 2 상류 (F) 의 속도 (V) 의 관계를 플롯함으로써, 보이드율의 구분마다의 한계 유속 (Vc) 을 구할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 보이드율 측정 수단 (6) 에 있어서의 보이드율 해석부 (13), 국소 속도 측정 수단 (20) 에 있어서의 국소 속도 해석부 (19), 2 상류 속도 측정 수단 (7) 에 있어서의 속도 연산부 (27), 및 한계 속도 해석부 (28) 는, 해석 장치 (30) 로 일체적으로 구성되어 있다.
다음으로, 이 실시형태에 있어서의 2 상류 여진력 평가 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유통부 (2) 에, 모델이 되는 2 상류 (F) 를 유통시킴과 함께, 2 상류 (F) 의 흐름과 교차하도록 배치 형성된 관체 (3) 중의 하나인 진동관 (3A) 을 기진 수단 (4) 에 의해 진동시킨다. 그리고, 진동관 (3A) 은, 주위를 흐르는 2 상류 (F) 로부터 작용하는 여진력에 의해 여진되게 된다. 그리고, 이 진동관 (3A) 의 진동에 따른 변위가 여진력 평가 수단 (5) 에 의해 측정됨과 함께, 그 때 근방을 흐르는 2 상류 (F) 의 보이드율이 보이드율 측정 수단 (6) 에 의해 측정된다. 또, 국소 속도 (V1) 가 국소 속도 측정 수단 (20) 에 의해 측정되고 있다. 유통부 (2) 에 공급되는 2 상류 (F) 의 속도 (V) 는, 2 상류 (F) 측정 수단에 의해 측정되고 있다. 그리고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 한계 속도 해석부 (28) 에 의해, 보이드율 구분마다의 한계 유속 (Vc) 이 구해진다.
여기서, 2 상류 (F) 의 보이드율도, 관체 (3) 에 작용하는 여진력도, 도통 가능한 금속 재료로 형성된 진동관 (3A) 을 이용하여 측정함으로써, 서로 독립된 설비로 측정되지 않고, 일체적으로 측정할 수 있다. 이 때문에, 장치 전체가 대형화되어 버리는 일 없이, 부재 수를 최소한으로 하여 간단한 구성으로 용이하게 설치할 수 있음과 함께, 양자를 대응시켜 정확하게 측정할 수 있다. 이 때문에, 간단한 구성으로 용이하고 정확하게 2 상류 (F) 로부터 관체 (3) 에 작용하는 여진력을 평가할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 국소 속도 측정 수단 (20) 에 의해 진동관 (3A) 근방에 흐르는 2 상류 (F) 의 국소 속도 (V1) 도 대응시켜 구해짐으로써, 국소 속도 (V1) 와 여진력의 관계도 평가할 수 있게 된다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 도 5 는, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타낸 것이다. 또한, 이 실시형태에 있어서, 전술한 실시형태에서 사용한 부재와 공통의 부재에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 2 상류 여진력 평가 장치 (40) 에 있어서, 보이드율 측정 수단 (41) 은, 진동관 (3A) 과 대향하는 유통부 (2) 의 내면에 형성된 제 1 전극 (42), 제 1 전극 (42) 과 진동관 (3A) 의 표면 사이의 전위차를 측정하는 제 1 전압 계측부 (43) 및, 제 1 전압 계측부 (43) 에서 검출된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하는 보이드율 해석부 (13) 를 갖는다.
이와 같은 2 상류 여진력 평가 장치 (40) 에 있어서도, 제 1 전극 (42) 과 진동관 (3A) 사이를 흐르는 2 상류 (F) 의 보이드율에 의해, 제 1 전극 (42) 과 진동관 (3A) 사이의 전위차가 변화되는 것으로부터, 보이드율 해석부 (13) 에서는, 제 1 전압 계측부 (43) 에 의해 측정된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하여 구할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서도, 도통 가능한 금속 재료로 형성된 진동관 (3A) 을 이용하여, 당해 보이드율에 기초하여 2 상류에 의해 진동관 (3A) 에 작용하는 여진력을, 간단한 구성으로 용이하고 정확하게 평가할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 서술했는데, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 여진력 평가 수단 (5) 에서는, 변위 센서 (5a) 에 의해 진동관 (3A) 의 변위를 측정하여, 그 변위에 의해 여진력을 평가하는 것으로 했는데, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 진동관 (3A) 에 응력 센서를 형성하고, 그 응력 센서에 의해 검출된 응력에 따라 여진력을 평가하는 것으로 해도 된다. 여진력에 의해 진동하여 변위되는 진동관 (3A) 은, 변위에 따라 응력도 변화되는 것으로부터, 응력 파형의 진폭을 추출하는 것에 의해서도 여진력을 평가할 수 있다. 또, 상기 각 실시형태에서는, 진동관 (3A) 은, 도통 가능한 금속 재료로 형성되어 있는 것으로 했는데, 전극으로서 기능하기 때문에, 표면의 적어도 일부가 전기적으로 도통 가능한 재료로 형성되어 있으면 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 2 상류의 여진력의 평가에는, 2 상류 여진력 평가 장치 (1, 40) 가 이용되는 것으로 설명했는데, 이것에 한정하는 것은 아니다. 2 상류의 여진력의 평가에서는, 적어도 복수의 관체 (3) 중 하나를 기진 수단 (4) 에 의해 진동시켜, 진동하는 그 관체에 작용하는 여진력에 대응하는 관체의 변위 또는 응력을 측정함과 함께, 당해 관체 (3) 의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차를 측정할 수 있는 구성을 구비하고 있으면 된다.
1, 40 : 2 상류 여진력 평가 장치
2 : 유통부
3 : 관체
3A : 진동관
4 : 기진 수단
5 : 여진력 평가 수단
6, 41 : 보이드율 측정 수단
7 : 2 상류 속도 측정 수단
10, 11, 42 : 제 1 전극
12, 43 : 제 1 전압 계측부
13 : 보이드율 해석부
16, 17 : 제 2 전극
18 : 제 2 전압 계측부
19 : 국소 속도 해석부
20 : 국소 속도 측정 수단
28 : 한계 속도 해석부

Claims (11)

  1. 유통부에 흐르는 2 상류로부터, 그 2 상류의 흐름과 교차하도록 복수 배치 형성된 관체에 작용하는 여진력을 평가하는 2 상류 여진력 평가 방법으로서,
    복수의 상기 관체 중 하나를, 적어도 표면의 일부를 도통 가능한 재질로 형성하여, 기진 수단에 의해 진동시킨 상태에서, 그 관체의 변위 또는 응력을 측정함과 함께,
    그 관체의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차에 기초하여 상기 관체 근방에 흐르는 상기 2 상류의 보이드율을 측정하는 것을 특징으로 하는 2 상류 여진력 평가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 상류의 속도를 더 측정하여,
    측정된 상기 2 상류의 보이드율 및 속도와 상기 관체의 변위 또는 응력에 기초하여, 보이드율마다의 한계 유속을 구하는, 2 상류 여진력 평가 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 2 상류의 보이드율이, 상기 관체의 표면에 있어서의 2 점간의 전위차를 측정함으로써 구해지는, 2 상류 여진력 평가 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관체의 표면에서, 상기 2 상류의 흐름 방향을 따른 상이한 위치의 다른 2 점간의 전위차를 더 측정하여,
    양 2 점간의 각각에서 측정되는 전위차의 파형의 위상차에 의해 상기 관체 근방을 흐르는 상기 2 상류의 국소 속도를 구하는, 2 상류 여진력 평가 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 상류의 보이드율이, 상기 관체의 표면과 상기 유통부의 내면 사이의 전위차를 측정함으로써 구해지는, 2 상류 여진력 평가 방법.
  6. 유통부에 흐르는 2 상류로부터, 그 2 상류의 흐름과 교차하도록 복수 배치 형성된 관체에 작용하는 여진력을 평가하는 2 상류 여진력 평가 장치로서,
    복수의 상기 관체 중 하나로 구성되고, 적어도 표면의 일부가 도통 가능한 재질로 형성된 진동관,
    그 진동관을 진동시키는 기진 수단,
    상기 진동관의 변위 또는 응력을 측정하는 여진력 평가 수단 및,
    그 진동관의 표면의 소정 위치에 있어서의 전위와 기준 전위의 전위차에 기초하여 상기 진동관 근방에 흐르는 상기 2 상류의 보이드율을 측정하는 보이드율 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 2 상류 여진력 평가 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2 상류의 속도를 측정하는 2 상류 속도 측정 수단을 구비하는, 2 상류 여진력 평가 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2 상류 속도 측정 수단에 의해 측정된 상기 2 상류의 속도, 상기 보이드율 측정 수단에 의해 측정된 상기 2 상류의 보이드율, 및 상기 여진력 평가 수단에 의해 측정된 상기 진동관의 변위 또는 응력에 기초하여, 보이드율마다의 한계 유속을 구하는 한계 속도 해석부를 구비하는, 2 상류 여진력 평가 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보이드율 측정 수단은,
    상기 진동관의 표면에 서로 간격을 갖고 형성된 한 쌍의 제 1 전극,
    상기 한 쌍의 제 1 전극간의 전위차를 검출하는 제 1 전압 계측부 및,
    그 제 1 전압 계측부에서 검출된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하는 보이드율 해석부를 갖는, 2 상류 여진력 평가 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 진동관의 표면에는, 상기 한 쌍의 제 1 전극과 상기 2 상류의 흐름 방향이 상이한 위치에서 서로 간격을 갖고 한 쌍의 제 2 전극이 형성되고,
    상기 한 쌍의 제 1 전극,
    상기 제 1 전압 계측부,
    상기 한 쌍의 제 2 전극,
    상기 한 쌍의 제 2 전극간의 전위차를 검출하는 제 2 전압 계측부 및,
    상기 제 1 전압 계측부에서 검출된 전위차의 파형과 상기 제 2 전압 계측부에서 검출된 전위차의 파형의 위상차에 의해 상기 진동관 근방을 흐르는 상기 2 상류의 국소 속도를 구하는 국소 속도 해석부로 구성되는 국소 속도 측정 수단을 구비하는, 2 상류 여진력 평가 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 보이드율 측정 수단은,
    상기 유통부의 내면에 상기 진동관의 표면과 대향하여 형성된 전극,
    상기 진동관과 상기 전극의 전위차를 검출하는 전압 계측부 및,
    그 전압 계측부에서 검출된 전위차에 기초하여 보이드율을 연산하는 보이드율 해석부를 갖는 것을 특징으로 하는 2 상류 여진력 평가 장치.
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