KR20230098868A - 미스트 유량 측정 장치 - Google Patents

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KR20230098868A
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piping
mist
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KR1020237019112A
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다카히로 히라마츠
히로유키 오리타
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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 구할 수 있는 미스트 유량 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본 개시의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해 외부 배출용 배관이 구성된다. 대경 투명 배관(31) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라의 촬상 대상 영역이 된다. 대경 투명 배관(31)의 내경(D31)은 상류 배관(7)의 내경(D7) 및 하류 배관(8)의 내경(D8)보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 대경 투명 배관(31), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 {D31>D7=D8}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다.

Description

미스트 유량 측정 장치
원료 미스트를 포함하는 미스트 함유 가스가 흐르는 상황 하에서 원료 미스트의 유량을 측정하는 미스트 유량 측정 장치에 관한 것이다.
종래, 미스트 함유 가스 중에 포함되는 미스트의 유량을 측정하는 방법은 확립되어 있지 않고, 미스트화하기 전의 액체상 원료 용액의 소비량을 측정함으로써, 간접적으로 미스트의 유량을 측정하고 있었다.
도 24는 종래의 초음파 안개화 시스템의 구성(첫째)을 도시하는 설명도이다. 도 24에 도시한 바와 같이, 종래의 초음파 안개화 시스템(2001)은 초음파 안개화 장치(201), 원료 용액 공급부(20) 및 유량 제어부(27)를 주요 구성 요소로서 갖고 있다.
초음파 안개화 장치(201)는 안개화용 용기(1), 액면 위치 검지 센서(25) 및 초음파 진동자(2)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
안개화용 용기(1) 내에는 원료 용액(15)이 수용된다. 안개화용 용기(1)의 저면에 소정수의 초음파 진동자(2)(도 24는 1개만 나타낸다)가 배치되어 있다.
이와 같은 구성의 초음파 안개화 장치(201)에 있어서, 초음파 진동자(2)가 초음파 진동을 인가하는 초음파 진동 처리를 실행하면, 초음파의 진동 에너지가 안개화용 용기(1)의 저면을 통해, 안개화용 용기(1) 내의 원료 용액(15)으로 전달된다.
그러면, 원료 용액(15)은 입경이 10㎛ 이하인 미스트로 이행함으로써, 안개화용 용기(1) 내에서 원료 미스트(3)가 얻어진다.
가스 공급 배관(4)으로부터는 캐리어 가스(G4)가 안개화용 용기(1) 내에 공급된다. 캐리어 가스(G4)는, 원료 미스트(3)를 미스트 가스용 배관(28)을 통해 초음파 안개화 장치(201)의 외부의 미스트 이용 처리부로 반송하기 위해서 소정의 유량으로 안개화용 용기(1) 내에 공급된다.
그 결과, 미스트 가스용 배관(28) 내에서 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 외부로 반송된다.
안개화용 용기(1)는 내부에 액면 위치 검지 센서(25)를 갖고 있다. 액면 위치 검지 센서(25)는 원료 용액(15)의 액면 높이 위치를 검지할 수 있는 센서이다. 액면 위치 검지 센서(25)의 일부는 원료 용액(15)에 잠겨 있다. 액면 위치 검지 센서(25)는 원료 용액(15)의 액면(15a)의 위치를 검출하고, 검출한 액면(15a)의 위치를 나타내는 센서 정보(S25)를 얻는다.
원료 용액 공급부(20)는 용기(21), 펌프(22), 유량계(23) 및 원료 용액 공급측 배관(24)을 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 용기(21)는 원료 용액(15)을 수용하고 있다. 유량계(23)는 원료 용액 공급측 배관(24)을 흐르는 유량을 측정하고, 측정한 유량을 나타내는 측정 유량 정보(S23)를 얻는다.
유량 제어부(27)는 유량계(23)로부터 측정 유량 정보(S23)를 받고, 액면 위치 검지 센서(25)로부터 센서 정보(S25)를 받는다.
유량 제어부(27)는 측정 유량 정보(S23)가 나타내는 측정 유량에 의해, 원료 용액 공급측 배관(24)을 흐르는 유량을 항상 인식하고 있다.
유량 제어부(27)는 센서 정보(S25)가 나타내는 원료 용액(15)의 액면(15a)의 위치로부터, 안개화용 용기(1) 내의 원료 용액(15)의 변화량을 항상 인식하고 있다.
유량 제어부(27)는 측정 유량 정보(S23) 및 센서 정보(S25)에 기초하여, 후술하는 유량 제어 조건을 만족하도록, 펌프(22)의 구동량을 지시하는 펌프 구동 신호(S27)를 출력하는 원료 공급 제어 처리를 실행한다.
상술한 유량 제어 조건은 「센서 정보(S25)가 나타내는 원료 용액(15)의 액면(15a)의 위치가 소정의 액면 높이로부터 허용 범위 내에 있다」는 조건이 된다.
종래의 초음파 안개화 시스템(2001)에서는, 액면 위치 검지 센서(25)로부터 얻어지는 센서 정보(S25)로부터, 안개화용 용기(1) 내의 원료 용액(15)의 소정의 액면 높이로부터의 변화량을 인식하고, 인식한 원료 용액(15)의 변화량으로부터, 미스트 함유 가스(G3)에 포함되는 원료 미스트(3)의 유량을 추측한다고 하는 제1 유량 추측법을 채용하고 있었다.
도 25는 종래의 초음파 안개화 시스템의 구성(둘째)을 도시하는 설명도이다. 도 25에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 시스템(2002)은 초음파 안개화 장치(202), 원료 용액 공급부(20), 칭량계(26) 및 유량 제어부(27B)를 주요 구성 요소로서 갖고 있다.
이하, 도 24에서 나타낸 초음파 안개화 시스템(2001)과 동일한 구성 요소는 동일 부호를 붙임으로써 설명을 적절히 생략하고, 초음파 안개화 시스템(2002)의 특징 부분을 중심으로 설명한다.
초음파 안개화 장치(202)는, 안개화용 용기(1) 및 초음파 진동자(2)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 초음파 안개화 장치(202)는 초음파 안개화 장치(201)와 비교해서 액면 위치 검지 센서(25)를 갖고 있지 않은 점이 다르다.
원료 용액 공급부(20)는 용기(21), 펌프(22), 유량계(23) 및 원료 용액 공급측 배관(24)을 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 원료 용액 공급부(20)는 초음파 안개화 장치(100)에 원료 용액(15)을 공급하고 있다.
원료 용액 공급부(20)에 있어서, 용기(21)는 원료 용액(15)을 수용하고 있다. 유량계(23)는 원료 용액 공급측 배관(24)을 흐르는 유량을 측정하고, 측정한 유량을 나타내는 측정 유량 정보(S23)를 얻는다.
칭량계(26)는 용기(21)를 중량 측정 가능하게 지지하고 있다. 칭량계(26)는 원료 용액(15)을 포함하는 용기(21)의 중량을 측정하고 중량을 나타내는 칭량 신호(S26)를 출력한다.
유량 제어부(27B)는 유량계(23)로부터 측정 유량 정보(S23)를 받고, 칭량계(26)로부터 칭량 신호(S26)를 받는다.
유량 제어부(27B)는 측정 유량 정보(S23)가 나타내는 측정 유량에 의해, 원료 용액 공급측 배관(24)을 흐르는 유량을 항상 인식하고 있다.
유량 제어부(27B)는 칭량 신호(S26)가 나타내는 용기(21)의 중량으로부터, 용기(21) 내의 원료 용액(15)의 잔존량을 항상 인식하고 있다.
유량 제어부(27B)는 측정 유량 정보(S23) 및 칭량 신호(S26)에 기초하여, 후술하는 유량 제어 조건을 만족하도록, 펌프(22)의 구동량을 지시하는 펌프 구동 신호(S27B)를 출력하는 원료 공급 제어 처리를 실행한다.
상술한 유량 제어 조건은 「칭량 신호(S26)가 나타내는 중량의 단위 시간당 변화량이 허용 범위 내에 있다」는 조건이 된다.
종래의 초음파 안개화 시스템(2002)에서는, 칭량계(26)로부터 얻어지는 칭량 신호(S26)로부터 용기(21) 내의 원료 용액(15)의 변화량을 인식하고 있다. 그리고, 초음파 안개화 시스템(2002)은 용기(21) 내의 원료 용액(15)의 변화량으로부터, 미스트 함유 가스(G3)에 포함되는 원료 미스트(3)의 유량을 추측한다고 하는 제2 유량 추측법을 채용하고 있었다.
제2 유량 추측법은 예를 들어 특허문헌 1에서 개시된 안개화 장치에서 사용되고 있다.
일본특허 제6158336호 공보
그러나, 종래의 제1 및 제2 유량 추측법은, 안개화용 용기(1) 내의 원료 용액(15)의 변화량 또는 용기(21) 내의 원료 용액(15)의 변화량에 기초하여, 간접적으로 원료 미스트(3)의 유량을 구하고 있다.
이 때문에, 종래의 원료 미스트(3)의 유량 측정 방법에서는, 이하의 추정 오차 요인 (1) 및 (2)가 발생해버린다.
(1) 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)의 흐름과 원료 용액(15)의 소비 타이밍에 시간적인 어긋남이 있다.
(2) 원료 용액(15)으로부터 원료 미스트(3)를 미스트화하는 미스트화 효율이 설정 시보다 저하되면, 그 저하분, 추정된 유량과 진짜 원료 미스트(3)의 유량의 어긋남이 커진다.
이와 같이, 제1 및 제2 유량 추측법을 포함하는, 종래의 원료 미스트(3)의 유량 측정 방법에서는 상술한 추정 오차 요인이 있기 때문에, 원료 미스트(3)의 유량을 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 개시에서는, 상기와 같은 문제점을 해결하여, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 구할 수 있는 미스트 유량 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 미스트 유량 측정 장치는, 원료 미스트를 포함하는 미스트 함유 가스가 흐르는 미스트 유통 영역의 적어도 일부를 촬상 대상 영역으로서 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보를 취득하는 미스트 촬상용 카메라와, 상기 촬상 정보에 기초하여 상기 미스트 함유 가스에 있어서의 상기 원료 미스트의 유량을 구하는 미스트 유량 연산 처리를 실행하는 미스트 유량 연산부와, 각각이 상기 미스트 유통 영역을 내부에 갖는 제1 및 제2 가스 공급용 배관과, 상기 미스트 유통 영역을 내부에 갖는 촬상용 배관을 구비하고, 상기 제1 및 제2 가스 공급용 배관 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고, 상기 촬상용 배관의 단면 형상은 원 형상이고, 상기 촬상용 배관은 적어도 일부에 내경이 일정한 내경 일정 영역을 갖고, 상기 촬상용 배관은, 상기 제1 가스 공급용 배관과 상기 제2 가스 공급용 배관 사이에 마련되고, 구성 재료는 투명성을 갖고, 상기 촬상용 배관 내의 상기 미스트 유통 영역의 일부가 상기 촬상 대상 영역이 되고, 상기 미스트 함유 가스는, 연직 방향에 대향하는 소정 방향을 따라, 상기 제1 가스 공급용 배관, 상기 촬상용 배관 및 상기 제2 가스 공급용 배관의 순으로 흐르고, 상기 촬상용 배관에 있어서의 상기 내경 일정 영역의 내경은, 상기 제1 및 제2 가스 공급용 배관 각각의 내경보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 개시의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내경은, 제1 및 제2 가스 공급용 배관 각각의 내경보다 크기 때문에, 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내면과 제1 가스 공급용 배관의 내면의 사이에 제1 내면 차분 거리가 발생하고, 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내면과 제2 가스 공급용 배관의 내면의 사이에 제2 내면 차분 거리가 발생한다.
미스트 함유 가스가 제1 가스 공급용 배관으로부터 촬상용 배관에 전반될 때, 상기 제1 내면 차분 거리가 발생하는 만큼, 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내면에 미스트 함유 가스가 도달할 가능성을 저감화할 수 있다.
한편, 미스트 함유 가스가 촬상용 배관으로부터 제2 가스 공급용 배관에 전반될 때, 제2 가스 공급용 배관으로부터 미스트 함유 가스의 일부가 튀어 오를 가능성이 있다. 그러나, 상기 제2 내면 차분 거리가 발생하는 만큼, 튀어 오른 미스트 함유 가스의 일부가 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내면에 도달할 가능성을 낮출 수 있다.
그 결과, 본 개시의 미스트 유량 측정 장치는, 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내면에서의 결로의 발생을 억제해서 미스트 촬상용 카메라에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행함으로써, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 측정할 수 있다.
본 개시의 목적, 특징, 국면 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 보다 명백해진다.
도 1은 본 개시의 실시 형태 1인 초음파 안개화 시스템의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 도 1에서 나타낸 카메라에 의한 촬상 결과의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 3은 도 1에서 나타낸 카메라의 촬상 정보의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 4는 도 1에서 나타낸 상류 배관, 투명 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 5는 상관 파라미터의 산출 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템에 있어서의 원료 용액의 제어 방법 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 의한 미스트 유량의 측정 결과의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시 형태 1의 변형예에 의한 촬상 처리 및 미스트 유량 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 실시 형태 2인 초음파 안개화 시스템의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 10은 본 개시의 실시 형태 3인 초음파 안개화 시스템의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 11은 본 개시의 실시 형태 4인 초음파 안개화 시스템의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 12는 본 개시의 실시 형태 5인 초음파 안개화 시스템의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 13은 도 12에서 나타낸 상류 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 14는 실시 형태 6인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관, 대경 투명 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 15는 도 14에서 나타낸 대경 투명 배관 및 그 주변 전체 구조를 도시하는 사시도이다.
도 16은 실시 형태 7인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관, 대경 투명 배관, 중간 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 17은 도 16에서 나타낸 대경 투명 배관(3) 및 중간 배관 그리고 그 주변의 전체 구조를 도시하는 사시도이다.
도 18은 실시 형태 8인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관, 대경 투명 배관, 중간 배관, 테이퍼 형상 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 19는 도 18에서 나타낸 대경 투명 배관, 중간 배관 및 테이퍼 형상 배관 그리고 그 주변의 전체 구조를 도시하는 사시도이다.
도 20은 실시 형태 9인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관, 대경 투명 배관, 중간 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 21은 도 20에서 나타낸 대경 투명 배관 및 중간 배관 그리고 그 주변의 전체 구조를 도시하는 사시도이다.
도 22는 실시 형태 10인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관, 대경 투명 배관, 중간 배관 및 하류 배관의 단면 구조를 도시하는 설명도이다.
도 23은 도 22에서 나타낸 대경 투명 배관 및 중간 배관(45) 그리고 그 주변의 전체 구조를 도시하는 사시도이다.
도 24는 종래의 초음파 안개화 시스템의 구성(첫째)을 도시하는 설명도이다.
도 25는 종래의 초음파 안개화 시스템의 구성(둘째)을 도시하는 설명도이다.
<실시 형태 1>
도 1은 본 개시의 실시 형태 1인 초음파 안개화 시스템(1001)의 구성을 도시하는 설명도이다. 초음파 안개화 시스템(1001)은 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치를 포함하고 있다. 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치는, 카메라(5), 광원(6), 투명 배관(10) 및 미스트 유량 연산부(16)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 시스템(1001)은, 상술한 미스트 유량 측정 장치에 더하여, 초음파 안개화 장치(100), 원료 용액 공급부(20), 유량 제어부(17), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)을 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 또한, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 투명 배관(10)을 마련하기 위한 미스트 유량 측정 장치의 보조 부재로서의 역할을 포함하고 있다.
상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8)은 서로 연결되어 있고, 배관(7, 10 및 9)의 조합에 의해, 미스트 함유 가스(G3)의 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 투명 배관(10)은 촬상용 배관이 된다.
초음파 안개화 장치(100)는 안개화용 용기(1) 및 초음파 진동자(2)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
안개화용 용기(1) 내에는 원료 용액(15)이 수용된다. 안개화용 용기(1)의 저면에 소정수의 초음파 진동자(2)(도 1은 1개만 나타낸다)가 배치되어 있다. 또한, 원료 용액(15)으로서, 예를 들어 알루미늄(Al)이나 아연(Zn) 등의 금속 원소가 포함되어 있는 재료 용액을 생각할 수 있다.
이와 같은 구성의 초음파 안개화 장치(100)에 있어서, 초음파 진동자(2)가 초음파 진동을 인가하는 초음파 진동 처리를 실행하면, 초음파의 진동 에너지가 안개화용 용기(1)의 저면을 통해, 안개화용 용기(1) 내의 원료 용액(15)으로 전달된다.
그러면, 원료 용액(15)은 입경이 10㎛ 이하인 미스트로 이행함으로써, 안개화용 용기(1) 내에서 원료 미스트(3)가 얻어진다.
한편, 가스 공급 배관(4)으로부터는 캐리어 가스(G4)가 안개화용 용기(1) 내에 공급된다. 안개화용 용기(1) 내의 원료 미스트(3)를 상류 배관(7) 등의 외부 배출용 배관을 통해 초음파 안개화 장치(100)의 외부의 미스트 이용 처리부로 반송하기 위해서, 캐리어 가스(G4)는 소정의 유량으로 안개화용 용기(1) 내에 공급된다. 캐리어 가스(G4)로서, 예를 들어 고농도의 불활성 가스를 채용할 수 있다.
그 결과, 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8)의 조합으로 이루어지는 외부 배출용 배관 내를 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 전반하고, 최종적으로 외부로 공급된다. 미스트 함유 가스(G3)는 원료 미스트(3)가 캐리어 가스(G4)에 의해 반송된 상태의 가스를 의미한다.
원료 용액 공급부(20)는 용기(21), 펌프(22), 유량계(23) 및 원료 용액 공급측 배관(24)을 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 용기(21)는 원료 용액(15)을 수용하고 있다. 유량계(23)는 원료 용액 공급측 배관(24)을 흐르는 유량을 측정하고, 측정한 유량을 나타내는 측정 유량 정보(S23)를 얻는다.
전술한 바와 같이, 안개화용 용기(1)로부터 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8)을 통해 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 외부로 공급되고 있다. 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8) 각각의 내부가, 미스트 함유 가스(G3)의 유로가 된다. 즉, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 각각 내부에 미스트 유통 영역을 갖고 있다.
이와 같이, 초음파 안개화 장치(100)는 원료 용액(15)에 대하여 초음파 진동자(2)에 의한 초음파 진동 처리를 행하여 원료 미스트(3) 생성하고, 캐리어 가스(G4)에 의해 미스트 함유 가스(G3)를 미스트 유통 영역에 흘리고 있다.
실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 투명 배관(10) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
광원(6)은 투명 배관(10) 내의 촬상 대상 영역에 입사광(L1)을 조사한다. 그러면, 미스트 함유 가스(G3)의 촬상 대상 영역에서 입사광(L1)이 반사해서 반사광(L2)이 얻어진다.
그리고, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)는 반사광(L2)을 촬상하는 촬상 처리를 실행한다. 즉, 카메라(5)에 의한 촬상 처리는 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 흐르는 미스트 유통 영역의 적어도 일부를 촬상 대상 영역으로 한 반사광(L2)의 촬상 처리가 된다.
카메라(5)는 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보(S5)를 취득한다. 촬상 정보(S5)는 촬상 대상 영역에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 나타내고 있다.
도 2는 카메라(5)에 의한 촬상 결과의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 3은 촬상 정보(S5)의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
카메라(5)가 반사광(L2)을 촬상하는 촬상 처리를 실행하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 촬상 대상 영역(R5)에 있어서의 촬상 결과가 얻어진다. 촬상 대상 영역(R5) 내에 있어서, 흑색의 농도가 진한 영역은 흑색의 농도가 엷은 영역과 비교해서 휘도가 높은 상태를 나타내고 있다.
카메라(5)는, 도 2에서 나타내는 바와 같은 촬상 결과로부터, 내부 연산 처리를 실행하고, 도 3에서 나타내는 바와 같은 촬상 정보(S5)를 얻는다.
촬상 정보(S5)에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이, N(≥2)×M(≥2)로 매트릭스 배치된 복수의 화소가 촬상 대상 영역(R5)에 대응하고, 복수의 화소 각각이 휘도값을 갖고 있다. 도 3에서는 화소가 나타내는 휘도값이 클수록, 더 높은 휘도인 것을 나타내고 있다.
이와 같이, 촬상 정보(S5)는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 나타내는 정보가 된다. 또한, 도 2에서 나타내는 촬상 결과 및 도 3에서 나타내는 촬상 정보(S5)는 각각 일례로서 나타낸 것에 지나지 않으며, 양자에 상관성은 없다.
미스트 유량 연산부(16)는 카메라(5)로부터 얻어진 촬상 정보(S5)에 기초하여, 미스트 함유 가스(G3)에 있어서의 원료 미스트(3)의 유량을 구하는 미스트 유량 연산 처리를 실행하여, 원료 미스트(3)의 유량을 나타내는 미스트 유량 정보(S16)를 얻는다. 미스트 유량 정보(S16)는 유량 제어부(17)에 부여된다.
미스트 유량 연산부(16)에 의한 미스트 유량 연산 처리는, 이하의 총합값 연산 처리와 유량 도출 처리를 포함하고 있다.
총합값 연산 처리 … 촬상 정보(S5)가 나타내는 복수의 휘도값의 총합인 휘도 총합값을 구하는 처리
유량 도출 처리 … 총합값 연산 처리로 얻은 휘도 총합값으로부터 원료 미스트(3)의 유량을 유도하는 처리
이와 같이, 미스트 유량 연산부(16)는 촬상 정보(S5)가 나타내는 복수의 휘도값에 기초하여, 총합값 연산 처리 및 유량 도출 처리를 포함하는 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
도 4는 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 또한, 도 4에는 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
동일 도면에 나타내는 바와 같이, 외부 배출용 배관을 구성하는 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8)은 각각 연직 방향과 평행한 Z 방향을 따라 배치되고, 상류 배관(7)과 투명 배관(10) 사이 및 투명 배관(10)과 하류 배관(8) 사이가 각각 연결된다.
따라서, 초음파 안개화 장치(100)로부터 공급되는 미스트 함유 가스(G3)는 +Z 방향을 따라, 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8) 각각의 내부를 흐른다. 즉, 미스트 함유 가스(G3)의 유로는 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8) 각각의 내부에 마련된다. 또한, 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8) 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고, 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8) 각각의 내경은 동일하게 설정된다.
촬상용 배관인 투명 배관(10)의 구성 재료는 투명성을 갖고 있다. 또한, 투명 배관(10)의 배관 내면(S10)의 구성 재료는 친수성을 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7), 투명 배관(10) 및 하류 배관(8) 각각의 두께는 임의로 설정된다.
도 5는 원료 미스트(3)의 유량을 구하기 위한 상관 파라미터의 산출 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 상관 파라미터의 산출 처리는, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치의 실제 동작에 앞서서 행해진다.
동 도면을 참조하면, 스텝 ST11에 있어서, 원료 미스트(3)의 유량이 기지의 소정의 초음파 안개화 장치를 준비한다. 여기서, 원료 미스트(3)의 유량값을 미스트 유량 MT라 하자.
그리고, 스텝 ST12에 있어서, 카메라(5)에 의한 촬상 조건을 설정한다. 이 촬상 조건은, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치의 실제 동작 시에 있어서의 카메라(5)의 촬상 조건과 동일 내용이다. 또한, 카메라(5)는 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치용 카메라이다.
촬상 조건으로서, 예를 들어 광원(6)의 광량, 파장, 투명 배관(10)에의 입사광(L1)의 조사 각도, 카메라(5)의 촬상 위치, 촬상 대상 영역, 촬상광 종별(반사광, 투과광) 등을 생각할 수 있다. 또한, 소정의 초음파 안개화 장치에 있어서의 캐리어 가스(G4)의 유량은, 초음파 안개화 장치(100)에 있어서의 캐리어 가스(G4)의 유량을 동일하게 설정해 두는 것이 바람직하다.
그 후, 스텝 ST13에 있어서, 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 개시하고, 스텝 ST14에 있어서, 카메라(5)는 반사광(L2)에 대한 촬상 처리를 실행함으로써, 촬상 정보(S5)를 취득한다.
그리고, 스텝 ST15에 있어서, 촬상 정보(S5)가 나타내는 복수의 휘도값의 총합인 휘도 총합값을 산출한다. 여기서, 휘도 총합값 LS가 산출된 것으로 한다.
그 후, 스텝 ST16에서, 상관 파라미터 K1을 산출한다. 미스트 유량 MT와 휘도 총합값 LS는 일정한 상관 관계가 있다. 예를 들어, 미스트 유량 MT는, 식 (1)에 나타내는 바와 같은 휘도 총합값 LS의 1차 함수로서 표현되는 관계가 있다고 한다.
MT=K1·LS+c1 … (1)
c1은 상수이다.
이 경우, 식 (1)에 기초하는 이하의 식 (2)로부터 상관 파라미터 K1을 산출 할 수 있다.
K1=(MT-c1)/LS … (2)
이와 같이, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치용으로, 도 5에서 나타내는 흐름으로 산출할 수 있는 상관 파라미터 K1을 미리 준비할 수 있다.
도 6은 도 1에서 나타낸 초음파 안개화 시스템(1001)에 있어서의 원료 용액(15)의 제어 방법 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 이 흐름에는, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 의한 미스트 유량 측정 방법이 포함되어 있다. 이하, 동일 도면을 참조하여, 초음파 안개화 시스템(1001)의 제어 내용을 설명한다.
먼저, 스텝 ST1에 있어서, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 촬상 조건을 설정한다. 여기서, 촬상 조건은 도 5에서 나타낸 상관 파라미터 K1의 산출 시와 동일 내용이다.
이어서, 스텝 ST2에 있어서, 미스트 유량 연산부(16)는 상관 파라미터 K1을 취득한다. 상관 파라미터 K1의 취득 방법으로서, 예를 들어, 도시하지 않은 외부 기억 장치에 상관 파라미터 K1을 저장해 두고, 필요에 따라 미스트 유량 연산부(16)가 취득하는 등의 방법을 생각할 수 있다.
이와 같이, 스텝 ST2는, 복수의 휘도값의 휘도 총합값으로부터 미스트 유량 MF를 유도하기 위한 상관 파라미터 K1을 취득하는 스텝이 된다.
그 후, 스텝 ST3에 있어서, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치는 카메라(5)에 의한 반사광(L2)에 대한 촬상 처리를 개시하고, 스텝 ST4에 있어서, 카메라(5)는 촬상 처리를 실행함으로써, 촬상 정보(S5)를 취득한다.
상술한 스텝 ST4는, 카메라(5)를 사용하여, 미스트 함유 가스(G3)가 흐르는 미스트 유통 영역의 적어도 일부를 촬상 대상 영역으로서 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보(S5)를 취득하는 스텝이 된다.
또한, 전술한 스텝 ST2의 상관 파라미터 K1의 취득 처리는, 스텝 ST4의 실행후, 스텝 ST5의 실행 전에 실행하도록 해도 된다.
그리고, 스텝 ST5에 있어서, 미스트 유량 연산부(16)는 미스트 유량 연산 처리를 실행해서 미스트 유량 MF를 산출한다. 이하, 미스트 유량 연산 처리의 상세를 설명한다.
미스트 유량 연산부(16)는, 먼저 촬상 정보(S5)가 나타내는 복수의 휘도값의 총합인 휘도 총합값을 구하는 총합값 연산 처리를 실행한다. 그 후, 미스트 유량 연산부(16)는, 총합값 연산 처리로 얻은 휘도 총합값으로부터 미스트 유량 MF를 유도하는 유량 도출 처리를 실행한다.
예를 들어, 총합값 연산 처리로 얻은 휘도 총합값을 LS라 하면, 상술한 식 (1)을 적용한 이하의 식 (1A)에 의해 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
MF=K1·LS+c1 … (1A)
상술한 바와 같이, 스텝 ST5의 처리는, 촬상 정보(S5)에 기초하여, 상관 파라미터 K1을 사용하여, 복수의 휘도값의 휘도 총합값 LS로부터 미스트 함유 가스(G3)에 있어서의 미스트 유량 MF를 구하는 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
따라서, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치는 스텝 ST1 내지 ST5를 포함하는 미스트 유량 측정 방법을 실행함으로써, 촬상 정보(S5)에 기초하여 미스트 유량 MF를 측정할 수 있다. 또한, 미스트 유량 MF의 단위로서 예를 들어 (L(리터)/min)을 생각할 수 있다.
미스트 유량 연산부(16)가 산출한 미스트 유량 MF를 나타내는 미스트 유량 정보(S16)는 다음 단의 유량 제어부(17)에 출력된다.
스텝 ST6에 있어서, 초음파 안개화 시스템(1001)의 유량 제어부(17)는 원료 용액 공급부(20)의 용기(21)로부터 안개화용 용기(1)에 공급하는 원료 용액(15)의 공급 상태를 제어하는 원료 공급 제어 처리를 실행한다. 이하, 유량 제어부(17)에 의한 스텝 ST6의 처리 내용의 상세를 설명한다.
원료 공급 제어부인 유량 제어부(17)는 유량계(23)로부터 측정 유량 정보(S23)를 받고, 미스트 유량 연산부(16)로부터 미스트 유량 정보(S16)를 받는다.
유량 제어부(17)는 측정 유량 정보(S23)가 나타내는 측정 유량에 의해, 원료 용액 공급측 배관(24)을 흐르는 유량을 항상 인식하고 있다.
유량 제어부(17)는 미스트 유량 정보(S16)가 나타내는 미스트 유량 MF에 의해, 원료 미스트(3)의 유량을 항상 인식하고 있다.
유량 제어부(17)는 측정 유량 정보(S23) 및 미스트 유량 정보(S16)에 기초하여, 후술하는 유량 제어 조건을 만족하도록, 펌프(22)의 구동량을 지시하는 펌프 구동 신호(S17)를 출력하는 원료 공급 제어 처리를 실행한다. 유량 제어 조건은, 예를 들어 「미스트 유량 정보(S16)가 나타내는 미스트 유량 MF가 기준 미스트 유량으로부터 허용 범위 내에 있다」는 조건이 된다.
이와 같이, 유량 제어부(17)는 미스트 유량 연산부(16)로부터 얻어지는 미스트 유량 정보(S16)에 기초하여, 초음파 안개화 장치(100)가 생성하는 원료 미스트(3)의 유량을 인식하고, 인식한 원료 미스트(3)의 유량이 기준 미스트 유량으로부터 허용 범위 내의 소정의 유량이 되도록, 원료 공급 제어 처리를 실행하고 있다.
도 7은 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 의한 미스트 유량 MF의 측정 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 동일 도면에 있어서, 횡축은 경과 시간(sec)을 나타내고, 종축은 미스트 유량 MF에 기초하는 환산 유량(값)(임의 단위)을 나타내고 있다.
동일 도면에 있어서, 환산 유량 F1은 1개의 초음파 진동자(2)에 초음파 진동 처리를 실행시킨 경우를 나타내고, 환산 유량 F4는 4개의 초음파 진동자(2)에 초음파 진동 처리를 실행시킨 경우를 나타내고 있다. 동일 도면에 나타내는 바와 같이, 환산 유량 F4는 환산 유량 F1보다 크고, 환산 유량 F1 및 환산 유량 F4는 각각 일치의 범위 내에 들어 있어, 유량 제어부(17)에 의한 원료 공급 제어 처리가 적절히 실행되고 있는 것을 알 수 있다.
실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 미스트 유량 연산부(16)는, 촬상 대상 영역(R5)에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 나타내는 촬상 정보(S5)에 기초하여, 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
미스트 유량 MF(원료 미스트(3)의 유량)와 복수의 휘도값은 일정한 상관 관계가 있기 때문에, 촬상 정보(S5)가 나타내는 복수의 휘도값으로부터 미스트 유량 MF를 유도하기 위한 상관 파라미터 K1을 사전에 취득할 수 있다(도 5 참조).
그 결과, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치는, 촬상 정보(S5)에 기초하여, 상관 파라미터 K1을 사용한 미스트 유량 연산 처리를 실행함으로써, 고정밀도로 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)는 반사광(L2)을 촬상하는 촬상 처리를 실행함으로써, 비교적 용이하게 촬상 정보(S5)를 얻을 수 있다.
미스트 유량 연산부(16)는, 휘도 총합값으로부터 미스트 유량 MF를 유도함으로써, 간단하고 또한 정밀도가 높은 미스트 유량 연산 처리를 실행할 수 있다.
실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치는, 미스트 함유 가스(G3)의 유로를 내부에 갖는 촬상용 배관이 되는 투명 배관(10)을 마련함으로써, 미스트 함유 가스(G3)에 포함되는 원료 미스트(3)의 확산을 억제한 공간에서, 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 실행할 수 있다.
이에 더하여, 투명 배관(10)의 구성 재료는 투명성을 갖기 때문에, 투명 배관(10)의 존재가 카메라(5)에 의한 촬상 처리에 영향을 주는 일은 없다.
촬상용 배관이 되는 투명 배관(10)은 연직 방향(Z 방향)을 따라 배치되기 때문에, 투명 배관(10) 내에 결로한 액을 투명 배관(10) 내에 저류하는 일 없이, 투명 배관(10)에 대해 연직 방향의 하방(-Z 방향)으로 배출할 수 있다.
이 때문에, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치는, 투명 배관(10) 내의 결로 영향을 최소한으로 억제하고, 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 실행할 수 있다.
한편, 투명 배관(10)을 수평 방향으로 배치한 경우, 원료 미스트(3)가 투명 배관(10) 내에서 결로한 액이, 투명 배관(10)의 하방에 고여버린다. 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에서는, 투명 배관(10)을 연직 방향을 따라 배치하기 때문에, 상술한 현상은 발생하지 않는다.
투명 배관(10)의 배관 내면(S10)의 구성 재료는 친수성을 갖기 때문에, 투명 배관(10) 내에 결로가 발생해도, 결로한 액이 투명 배관(10)의 배관 내면(S10)에 물방울로서 부착되는 현상을 억제할 수 있다.
실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)에 있어서의 유량 제어부(17)(원료 공급 제어부)는, 미스트 유량 연산부(16)로부터 얻어지는 미스트 유량 정보(S16)에 기초하여, 미스트 유량 MF가 소정의 유량이 되도록, 원료 공급 제어 처리를 실행하고 있다.
이 때문에, 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)은, 장기간에 걸쳐서, 초음파 안개화 장치(100)로부터 생성되는 미스트 유량 MF를 소정의 유량으로 안정 시킬 수 있다.
실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에 의해 실행되는 미스트 유량 측정 방법에 있어서의 스텝 ST5(도 6 참조)는, 촬상 대상 영역(R5)에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값에 기초하여, 상관 파라미터 K1을 사용해서 미스트 유량 MF를 구하고 있다.
미스트 유량 MF와 복수의 휘도값은 일정한 상관 관계가 있기 때문에, 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 방법은, 상관 파라미터 K1을 사용함으로써, 고정밀도로 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
(변형예)
도 1 내지 도 7에서 나타내는 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치에서는, 카메라(5)에 의한 촬상 처리는 1회의 촬상 처리를 실행하는 경우를 나타냈지만, 연속해서 복수회의 촬상 처리를 실행하는 변형예를 생각할 수 있다.
예를 들어, 카메라(5)가 1초마다 1회의 비율로 촬상 처리를 행하는 성능을 갖는 경우, 카메라(5)를 20초간 연속해서 동작시킴으로써, 20회의 촬상 처리를 행할 수 있다.
도 8은 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치의 변형예에 의한 촬상 처리 및 미스트 유량 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
동일 도면에 있어서, 스텝 ST41 내지 ST44의 처리가 도 6의 스텝 ST4의 처리에 대응하고, 스텝 ST50의 처리가 도 6의 스텝 ST5의 처리에 대응하고 있다. 또한, 도 8의 스텝 ST41 내지 ST44에서 나타내는 제어는, 예를 들어 미스트 유량 연산부(16)의 제어 하에서 행하거나, 카메라(5)에 내장되는 CPU 등의 제어 기구에서 행하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 도 8에서 나타내는 예에서는, K(≥2)의 촬상 처리를 행하는 경우를 나타내고 있다.
도 8을 참조하면, 스텝 ST41에 있어서, 제어 파라미터값 i를 {i=1}로 초기 설정한다.
그리고, 스텝 ST42에 있어서, 카메라(5)에 의한 1회째의 촬상 처리를 행하여, 얻어진 촬상 정보(S5)를 제1 촬상 정보로서 취득한다.
그 후, 스텝 ST43에 있어서, 제어 파라미터값 i에 관한 것으로, {i=K}인지의 여부가 검증된다. 여기에서 {i=K}인 경우(예), 스텝 ST50으로 이행하고, {i=K}가 아닌 경우(아니오), 스텝 ST44로 이행한다.
스텝 ST44에서, 제어 파라미터값 i는 "1" 증가되고{i=i+1}, 스텝 ST42로 되돌아간다. 이후, 스텝 ST43에서 「예」라고 판정될 때까지, 스텝 ST42 내지 ST44의 처리가 반복된다.
스텝 ST43이 「예」가 되면, K회(복수회)의 촬상 처리의 실행에 의해 제1 내지 제K 촬상 정보(복수의 촬상 정보)가 얻어지게 된다. 또한, 제1 내지 제K 촬상 정보의 일시적 기억 기능은 카메라(5) 자신이 갖고 있거나, 미스트 유량 연산부(16)에 마련하는 양태를 생각할 수 있다.
스텝 ST43이 "예"인 경우에 실행되는 스텝 ST50에 있어서, 미스트 유량 연산부(16)는, 먼저 제1 내지 제K 촬상 정보에 기초한 미스트 유량 연산 처리를 실행한다. 제1 내지 제K 촬상 정보가 복수회의 촬상 처리의 실행에 의해 얻어진 복수의 촬상 정보가 된다. 이하, 스텝 ST50의 상세를 설명한다.
먼저, 미스트 유량 연산부(16)는 제1 내지 제K 촬상 정보 각각에 대하여 총합값 연산 처리를 행하여 제1 내지 제K 휘도 총합값 LS(1) 내지 LS(K)(복수의 휘도 총합값)을 구한다.
계속해서, 미스트 유량 연산부(16)는 휘도 총합값 LS(1) 내지 LS(K)의 평균값을 총합 평균값으로서 구하고, 총합 평균값으로부터 상관 파라미터 K1을 사용해서 미스트 유량 MF를 구한다.
예를 들어, 총합 평균값을 MS라 하면, 상술한 식 (1)을 적용한 이하의 식 (1B)에 의해 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
MF=K1·MS+c1 … (1B)
이와 같이, 미스트 유량 연산부(16)의 유량 도출 처리는, 제1 내지 제K 휘도 총합값 LS(1) 내지 LS(K)로부터 미스트 유량 MF를 유도하고 있다. 또한, 변형예에 있어서의 상관 파라미터 K1을 산출하는 경우, 변형예의 미스트 유량 측정 장치의 실제 동작 시와 마찬가지로, 제1 내지 제K 휘도 총합값 LS(1) 내지 LS(K)의 평균값으로부터, 도 5에서 나타낸 흐름을 따라 산출하는 것이 바람직하다.
실시 형태 1의 변형예는, 복수의 휘도 총합값이 되는 제1 내지 제K 휘도 총합값 LS(1) 내지 LS(K)의 총합 평균값 MS로부터 미스트 유량 MF를 유도함으로써, 더 정밀도가 높은 미스트 유량 MF를 얻을 수 있다.
<실시 형태 2>
도 9는 본 개시의 실시 형태 2인 초음파 안개화 시스템(1002)의 구성을 도시하는 설명도이다. 초음파 안개화 시스템(1002)은 실시 형태 2의 미스트 유량 측정 장치를 포함하고 있다. 실시 형태 2의 미스트 유량 측정 장치는 카메라(5), 광원(6), 투명 배관(10) 및 미스트 유량 연산부(16)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
이하, 실시 형태 1과 동일한 구성 요소는 동일 부호를 붙임으로써 설명을 적절히 생략하여, 실시 형태 2의 특징 부분을 중심으로 설명한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 시스템(1002)은, 상술한 미스트 유량 측정 장치에 더하여, 초음파 안개화 장치(100), 원료 용액 공급부(20), 유량 제어부(17), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)을 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 또한, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 투명 배관(10)을 마련하기 위한 미스트 유량 측정 장치의 보조 부재로서의 역할을 포함하고 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 실시 형태 2의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 투명 배관(10) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
광원(6)은 투명 배관(10) 내의 촬상 대상 영역에 입사광(L1)을 조사한다. 그러면, 입사광(L1)은 미스트 함유 가스(G3)의 촬상 대상 영역을 통과해서 투과광(L3)이 얻어진다.
미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)는, 투명 배관(10)을 사이에 두고 광원(6)과 대향하는 위치에 배치되어 있고, 투과광(L3)을 촬상하는 촬상 처리를 실행한다. 즉, 카메라(5)에 의한 촬상 처리는, 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 흐르는 미스트 유통 영역의 적어도 일부를 촬상 대상 영역으로 한 투과광(L3)의 촬상 처리가 된다.
카메라(5)는 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보(S5)를 취득한다. 촬상 정보(S5)는 촬상 대상 영역에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 포함하고 있다.
실시 형태 2의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 미스트 유량 연산부(16)는, 투과광(L3)에 대한 카메라(5)의 촬상 처리에 의해 얻어진, 복수의 휘도값을 나타내는 촬상 정보(S5)에 기초하여, 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
따라서, 실시 형태 2의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 촬상 정보(S5)에 기초하여 상관 파라미터 K1을 사용해서 미스트 유량 연산 처리를 실행함으로써, 고정밀도로 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
또한, 실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치의 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)는, 투과광(L3)을 촬상하는 촬상 처리를 실행함으로써, 비교적 용이하게 촬상 정보(S5)를 얻을 수 있다.
<실시 형태 3>
도 10은 본 개시의 실시 형태 3인 초음파 안개화 시스템(1003)의 구성을 도시하는 설명도이다. 초음파 안개화 시스템(1003)은 실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치를 포함하고 있다. 실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치는 카메라(5), 광원(6), 투명 배관(10), 히터(12) 및 미스트 유량 연산부(16)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
이하, 실시 형태 1과 동일한 구성 요소는 동일 부호를 붙임으로써 설명을 적절히 생략하고, 실시 형태 3의 특징 부분을 중심으로 설명한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 시스템(1003)은, 상술한 미스트 유량 측정 장치에 더하여, 초음파 안개화 장치(100), 원료 용액 공급부(20), 유량 제어부(17), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)을 주요 구성 요소로서 포함하고 있다. 또한, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 투명 배관(10)을 마련하기 위한 미스트 유량 측정 장치의 보조 부재로서의 역할을 포함하고 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 투명 배관(10)에 근접하여, 투명 배관(10)의 연장 방향(Z 방향)을 따라 히터(12)가 마련된다. 이 히터(12)에 의해 투명 배관(10) 및 그 내부를 가열하고 있다.
실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 미스트 유량 연산부(16)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 복수의 휘도값을 나타내는 촬상 정보(S5)에 기초하여, 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
따라서, 실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 촬상 정보(S5)에 기초하여 상관 파라미터 K1을 사용해서 미스트 유량 연산 처리를 실행함으로써, 고정밀도로 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
또한, 실시 형태 3의 미스트 유량 측정 장치는 히터(12)를 더 구비하여, 히터(12)에 의해 촬상용 배관인 투명 배관(10) 및 내부를 가열할 수 있기 때문에, 투명 배관(10) 내에 있어서의 결로의 발생을 억제할 수 있다.
<실시 형태 4>
도 11은 본 개시의 실시 형태 4인 초음파 안개화 시스템(1004)의 구성을 도시하는 설명도이다. 초음파 안개화 시스템(1004)은 실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치를 포함하고 있다. 실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치는 광원(6), 투명 배관(10), 미스트 유량 연산부(16), 카메라(51 및 52)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
이하, 실시 형태 1과 동일한 구성 요소는 동일 부호를 붙임으로써 설명을 적절히 생략하고, 실시 형태 4의 특징 부분을 중심으로 설명한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 시스템(1004)은 상술한 미스트 유량 측정 장치에 더하여, 초음파 안개화 장치(100), 원료 용액 공급부(20), 유량 제어부(17), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)을 주요 구성 요소로서 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은, 투명 배관(10)을 마련하기 위한 미스트 유량 측정 장치의 보조 부재로서의 역할을 포함하고 있다.
실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 투명 배관(10) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
광원(6)은 투명 배관(10) 내의 촬상 대상 영역에 입사광(L1)을 조사한다. 그러면, 미스트 함유 가스(G3)의 촬상 대상 영역에서 입사광(L1)이 반사해서 2개의 반사광(L21 및 L22)(복수의 반사광)이 얻어진다. 반사광(L21 및 L22)은 서로 다른 방향으로 반사하고 있어, 서로 간섭하지 않는 관계에 있다.
그리고, 복수의 반사광인 반사광(L21 및 L22)에 대하여, 복수의 미스트 촬상용 카메라인 카메라(51 및 52)가 배치된다. 카메라(51)는 반사광(L21)을 촬상하는 촬상 처리를 실행하고, 카메라(52)는 반사광(L22)을 촬상하는 촬상 처리를 실행한다.
이와 같이, 카메라(51 및 52)에 의한 촬상 처리는 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 흐르는 미스트 유통 영역의 적어도 일부를 촬상 대상 영역으로 한 반사광(L21 및 L22)의 촬상 처리가 된다.
카메라(51)는 반사광(L21)에 대한 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보(S51)를 취득한다. 촬상 정보(S51)는 촬상 대상 영역으로부터의 반사광(L21)에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 나타내고 있다. 카메라(52)는 반사광(L22)에 대한 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보(S52)를 취득한다. 촬상 정보(S52)는 촬상 대상 영역으로부터의 반사광(L22)에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 포함하고 있다.
반사광(L21 및 L22)은 서로 간섭하지 않는 관계에 있고, 복수종의 촬상 정보가 되는 촬상 정보(S51 및 S52)는 상이한 내용의 복수의 휘도값을 나타내고 있다.
미스트 유량 연산부(16)는 복수종의 촬상 정보인 촬상 정보(S51 및 S52)에 기초하여 미스트 함유 가스(G3)에 있어서의 원료 미스트(3)의 유량을 구하는 미스트 유량 연산 처리를 실행하여, 원료 미스트(3)의 유량을 나타내는 미스트 유량 정보(S16)를 얻는다.
미스트 유량 연산 처리는 이하의 총합값 연산 처리와 유량 도출 처리를 포함하고 있다.
총합값 연산 처리 … 촬상 정보(S51)가 나타내는 복수의 휘도값의 총합인 제1 휘도 총합값과, 촬상 정보(S52)가 나타내는 복수의 휘도값의 총합인 제2 휘도 총합값을 구하고, 제1 및 제2 휘도 총합값의 평균값을 휘도 총합 평균값으로서 얻는 처리
유량 도출 처리 … 총합값 연산 처리로 얻은 휘도 총합 평균값으로부터 원료 미스트(3)의 유량을 유도하는 처리
예를 들어, 상술한 총합값 연산 처리로 얻은 휘도 총합 평균값을 LM이라 하면, 상술한 식 (1)을 적용한 이하의 식 (1C)에 의해 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
MF=K1·LM+c1 … (1C)
이와 같이, 미스트 유량 연산부(16)는, 촬상 정보(S51 및 S52) 각각이 나타내는 복수의 휘도값에 기초하여, 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다. 또한, 실시 형태 4에 있어서의 상관 파라미터 K1을 산출하는 경우, 실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치의 실제 동작 시와 마찬가지로, 제1 및 제2 휘도 총합값의 평균값으로부터, 도 5에서 나타낸 흐름을 따라 산출하는 것이 바람직하다.
실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 미스트 유량 연산부(16)는, 각각이 복수의 휘도값을 나타내는 촬상 정보(S51 및 S52)에 기초하여, 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
따라서, 실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 촬상 정보(S51 및 S52)에 기초하여 상관 파라미터 K1을 사용해서 미스트 유량 연산 처리를 실행함으로써, 고정밀도로 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
미스트 유량 연산부(16)는, 복수의 미스트 촬상용 카메라인 카메라(51 및 52)로부터 얻어지는, 다각적인 촬상 정보(S51 및 S52)(복수종의 촬상 정보)에 기초하여 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
이 때문에, 실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치는, 원료 미스트(3)의 유량을 보다 고정밀도로 구할 수 있다.
또한, 실시 형태 4의 미스트 유량 연산부(16)는, 총합값 연산 처리를 실행할 때, 제1 및 제2 휘도 총합값의 평균값을 구했지만, 제1 및 제2 휘도 총합값 사이에서 가중을 행하여, 한쪽 비율을 다른 쪽 비율보다 높게 해도 된다. 예를 들어, 제1 휘도 총합값과 제2 휘도 총합값의 비율을 {2:1}이 되도록 해도 된다.
도 11에서 나타내는 실시 형태 4에서는, 1개의 광원(6)을 마련한 구성을 나타냈지만, 광원(6)의 수도 카메라(51 및 52)에 맞춰서 2개로 하도록 해도 된다.
또한, 실시 형태 4에서는 복수의 미스트 촬상용 카메라로서 2개의 카메라(51 및 52)를 나타냈지만, 3개 이상의 미스트 촬상용 카메라를 사용해서 3종류 이상의 촬상 정보를 얻게 해도 된다.
<실시 형태 5>
도 12는 본 개시의 실시 형태 5인 초음파 안개화 시스템(1005)의 구성을 도시하는 설명도이다. 초음파 안개화 시스템(1005)은 실시 형태 5의 미스트 유량 측정 장치를 포함하고 있다. 실시 형태 5의 미스트 유량 측정 장치는 카메라(5), 광원(6), 상류 배관(7), 하류 배관(8), 배관 부재 공간(9) 및 미스트 유량 연산부(16)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
이하, 실시 형태 1과 동일한 구성 요소는 동일 부호를 붙임으로써 설명을 적절히 생략하고, 실시 형태 5의 특징 부분을 중심으로 설명한다.
도 12에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 시스템(1005)은, 상술한 미스트 유량 측정 장치에 더하여, 초음파 안개화 장치(100), 원료 용액 공급부(20), 유량 제어부(17), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)을 주요 구성 요소로서 갖고 있다.
상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 배관 부재 공간(9)을 사이에 두고 서로 이산해서 배치되어 있고, 서로 이산한 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해, 미스트 함유 가스(G3)의 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 배관 부재 공간(9)은 간극 공간이 된다.
실시 형태 5에서는, 상류 배관(7)(제1 가스 공급용 배관) 및 하류 배관(8)(제2 가스 공급용 배관)은, 배관 부재 공간(9)을 마련하기 위해서 불가결한 미스트 유량 측정 장치의 주요 구성 요소로서도 기능하고 있다.
그리고, 안개화용 용기(1)로부터 상류 배관(7), 배관 부재 공간(9) 및 하류 배관(8)을 통해 원료 미스트(3)를 포함하는 미스트 함유 가스(G3)가 외부로 공급된다.
도 13은 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 또한, 도 13에는 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8) 각각의 내부가, 미스트 함유 가스(G3)의 유로가 된다. 즉, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 각각 내부에 미스트 유통 영역을 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7), 하류 배관(8) 사이에 배관 부재 공간(9)이 간극 공간으로서 존재하고 있다. 이 배관 부재 공간(9) 내도 미스트 함유 가스(G3)의 유로가 된다. 즉, 배관 부재 공간(9)은 내부에 미스트 유통 영역을 갖고 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 연장 방향(+Z 방향)을 따라 배치된다.
미스트 함유 가스(G3)는 캐리어 가스(G4)에 의해 일정한 유속으로 반송되고 있기 때문에, 상류 배관(7)으로부터 배관 부재 공간(9)으로 흐른 미스트 함유 가스(G3)는, 배관 부재 공간(9)으로부터 외부로 누설되는 일 없이 +Z 방향을 따라 하류 배관(8) 내를 흘러든다.
실시 형태 5의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 간극 공간인 배관 부재 공간(9) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
광원(6)은 배관 부재 공간(9) 내의 촬상 대상 영역에 입사광(L1)을 조사한다. 그러면, 미스트 함유 가스(G3)의 촬상 대상 영역에서 입사광(L1)이 반사해서 반사광(L2)이 얻어진다.
그리고, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)는 반사광(L2)을 촬상하는 촬상 처리를 실행한다.
카메라(5)는 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보(S5)를 취득한다. 촬상 정보(S5)는, 배관 부재 공간(9) 내의 촬상 대상 영역에 대응하는 복수의 화소에 있어서의 복수의 휘도값을 포함하고 있다.
실시 형태 5의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 미스트 유량 연산부(16)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 복수의 휘도값을 나타내는 촬상 정보(S5)에 기초하여, 미스트 유량 연산 처리를 실행하고 있다.
따라서, 실시 형태 5의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 촬상 정보(S5)에 기초하여 상관 파라미터 K1을 사용해서 미스트 유량 연산 처리를 실행함으로써, 고정밀도로 미스트 유량 MF를 구할 수 있다.
미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역은, 간극 공간이 되는 배관 부재 공간(9) 내에 존재하기 때문에, 실시 형태 5의 미스트 유량 측정 장치에 있어서의 카메라(5)는 결로의 영향을 전혀 받지 않고 반사광(L2)에 대하여 고정밀도로 촬상 처리를 실행할 수 있다.
<실시 형태 1 내지 실시 형태 4의 투명 배관(10)의 과제>
도 4에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1 내지 실시 형태 4의 미스트 유량 측정 장치에서 사용한 촬상용 배관인 투명 배관(10)의 내경은, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8) 각각의 내경과 동일 길이로 설정되어 있었다. 이 때문에, 투명 배관(10) 내로 미스트 함유 가스(G3)의 결로가 발생하면, 결로한 액체(물방울)가 배관 내면(S10)에 부착될 가능성이 있었다.
투명 배관(10)의 배관 내면(S10)에 액체가 부착되는 현상은, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리에 영향을 주기 때문에, 고정밀도로 촬상 정보(S5(S51, S52))를 얻을 수 없다고 하는 촬상 처리 저해 요인이 된다.
상술한 촬상 처리 저해 요인의 개선을 도모한 것이 이하에서 설명하는 실시 형태 6 내지 실시 형태 10에서 나타내는 촬상용 배관 및 그 주변 구조이다.
<실시 형태 6>
도 14는 본 개시의 실시 형태 6인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 도 15는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)의 전체 구조를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 14 및 도 15 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)을 포함하는 외부 배출용 배관 이외의 구성은, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치와 마찬가지 구성이다. 단, 실시 형태 6에 있어서, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은, 대경 투명 배관(31)과 함께 미스트 유량 측정 장치의 주요 구성 요소에 포함된다.
실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치는, 도 1에서 나타내는 촬상용 배관이 되는 투명 배관(10)이 대경 투명 배관(31)으로 치환된 점에서 실시 형태 1과 다르다.
실시 형태 6에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 대경 투명 배관(31)은 촬상용 배관이 된다.
또한, 초음파 안개화 시스템에 있어서의 미스트 유량 측정 장치를 제외한 구성은, 도 1에서 나타낸 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)과 마찬가지 구성이 된다.
도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 외부 배출용 배관을 구성하는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)은 각각 연직 방향과 평행한 Z 방향을 따라 배치되고, 상류 배관(7)과 대경 투명 배관(31) 사이 및 대경 투명 배관(31)과 하류 배관(8) 사이가 각각 직접 연결된다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)을 일체적으로 구성해도 된다.
따라서, 초음파 안개화 장치(100)(도 1 참조)로부터 공급되는 미스트 함유 가스(G3)는 소정 방향, 즉 반연직 방향(+Z 방향)을 따라, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)의 순으로 흐른다. 여기서, 반연직 방향은 연직 방향과 정반대가 되는 방향이다.
이와 같이, 미스트 함유 가스(G3)의 유로는, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8) 각각의 내부에 마련된다. 즉, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)은 각각 미스트 유통 영역을 내부에 갖고 있다.
또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8) 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이다. 상류 배관(7)은 내경(D7)을 갖고, 대경 투명 배관(31)은 내경(D31)을 갖고, 하류 배관(8)은 내경(D8)을 갖고 있다. 실시 형태 6에 있어서, 대경 투명 배관(31)의 전체가 내경(D31)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되어 있다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)은 각각 Z 방향을 따라 소정의 길이를 갖고 있다.
촬상용 배관인 대경 투명 배관(31)의 구성 재료는 투명성을 갖고 있다. 또한, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)의 구성 재료는 친수성을 갖고 있다. 실시 형태 6에서는, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)이 내경 일정 영역의 내면이 된다.
상류 배관(7)의 배관 내면(S7) 및 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 각각의 구성 재료도 친수성을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 촬상용 배관은 아니기 때문에, 투명성을 가질 필요는 없다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8) 각각의 두께는 임의로 설정된다.
실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(31) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
도 15에 있어서, 백지 부분은 투명 부분인 것을 나타내고, 사선 해칭 부분은 피투명 부분을 나타내고 있다. 도 15에 도시한 바와 같이, 실시 형태 6의 외부 배출용 배관은 투명성을 갖는 대경 투명 배관(31)과, 투명성을 갖지 않는 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)으로 구성된다.
실시 형태 6의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 제1 가스 공급용 배관인 상류 배관(7)의 내경(D7)과 제2 가스 공급용 배관인 하류 배관(8)의 내경(D8)은 동일 값으로 설정된다. 한편, 전체가 내경 일정 영역이 되는 대경 투명 배관(31)의 내경(D31)은, 내경(D7 및 D8)보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 대경 투명 배관(31), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 {D31>D7=D8}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)은 각각 평면으로 보아 중심 위치가 일치하고 있다.
실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(31)(내경 일정 영역)의 내경(D31)은, 제1 및 제2 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 내경(D7 및 D8)보다 크다.
따라서, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)과 상류 배관(7)의 배관 내면(S7) 사이에 내면 차분 거리 Δ11(=(D31-D7)/2)이 발생한다. 마찬가지로, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)과 하류 배관(8)의 배관 내면(S8)의 배관 내면(S31) 사이에 내면 차분 거리 Δ12(=(D31-D8)/2)가 발생한다. 내면 차분 거리 Δ11이 제1 내면 차분 거리가 되고, 내면 차분 거리 Δ12가 제2 내면 차분 거리가 된다.
미스트 함유 가스(G3)가 상류 배관(7)으로부터 대경 투명 배관(31)에 전반될 때, 제1 내면 차분 거리가 되는 내면 차분 거리 Δ11이 발생하는 만큼, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)에 미스트 함유 가스(G3)가 도달할 가능성을 저감화할 수 있다.
한편, 미스트 함유 가스(G3)가 대경 투명 배관(31)으로부터 하류 배관(8)에 전반될 때, 도 14에 도시한 바와 같이, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 오르는, 가스 튀어 오름 현상(P30)이 발생할 가능성이 있다.
그러나, 대경 투명 배관(31)과 하류 배관(8) 사이에는 제2 내면 차분 거리인 내면 차분 거리 Δ12가 발생하는 만큼, 하류 배관(8)으로부터 튀어 오른 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)에 도달할 가능성을 낮게 억제할 수 있다.
따라서, 대경 투명 배관(31)을 갖는 실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치는, 대경 투명 배관(31)(내경 일정 영역)의 배관 내면(S31)에서의 결로의 발생을 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치는, 상술한 촬상 처리 저해 요인을 개선함으로써, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 측정할 수 있는 효과를 발휘한다.
대경 투명 배관(31)은 연직 방향(Z 방향)을 따라 배치되기 때문에, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)의 내면에 결로가 발생해도, 결로한 액체를 대경 투명 배관(31) 내에 머무르게 하지 않고, 대경 투명 배관(31)에 대하여 연직 방향의 하방으로 배출할 수 있다.
이 때문에, 실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치는, 대경 투명 배관(31) 내의 결로 영향을 최소한으로 억제하여, 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 실행할 수 있다.
이에 더하여, 실시 형태 6의 미스트 유량 측정 장치는, 필요 최소한의 상류 배관(7), 대경 투명 배관(31) 및 하류 배관(8)의 조합으로 미스트 함유 가스(G3)용의 외부 배출용 배관을 구성할 수 있다.
또한, 실시 형태 6에 있어서, 대경 투명 배관(31)의 전체가 내경(D7)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되기 때문에, 촬상용 배관이 되는 대경 투명 배관(31)을 비교적 간단한 구조로 실현할 수 있다.
또한, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)의 구성 재료는 친수성을 갖기 때문에, 대경 투명 배관(31) 내에 결로가 발생해도, 결로한 액이 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)에 물방울로서 부착되는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 내면 차분 거리 Δ11은 미스트 함유 가스(G3)가 상류 배관(7)으로부터 대경 투명 배관(31)에 전반될 때, 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)에 미스트 함유 가스(G3)가 도달할 가능성을 실질적으로 "0"으로 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 내면 차분 거리 Δ12는, 상술한 가스 튀어 오름 현상(P30)이 발생해도, 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 성분이 대경 투명 배관(31)의 배관 내면(S31)에 도달할 가능성을 실질적으로 "0"으로 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
실시 형태 6에서는, 외부 배출용 배관을 제외한 미스트 유량 측정 장치 및 초음파 안개화 시스템의 구성으로서, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 구성을 채용했지만, 실시 형태 1 대신에, 도 9 내지 도 11에서 나타낸 실시 형태 2 내지 실시 형태 4의 구성을 채용하도록 해도 된다.
<실시 형태 7>
도 16은 본 개시의 실시 형태 7인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 도 17은 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)의 전체 구조를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 16 및 도 17 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)을 포함하는 외부 배출용 배관 이외의 구성은, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치와 마찬가지 구성이다. 단, 상류 배관(7), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)은, 대경 투명 배관(32)과 함께 미스트 유량 측정 장치의 주요 구성 요소에 포함된다.
실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치는, 도 1에서 나타내는 투명 배관(10)이 대경 투명 배관(32) 및 중간 배관(42)으로 치환된 점에서 실시 형태 1과 다르다.
실시 형태 7에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 대경 투명 배관(32)는 촬상용 배관이 되고, 중간 배관(42)이 제1 촬상 보조 배관이 된다.
또한, 초음파 안개화 시스템에 있어서의 미스트 유량 측정 장치를 제외한 구성은, 도 1에서 나타낸 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)과 마찬가지 구성이 된다.
도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 외부 배출용 배관을 구성하는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)은 각각 연직 방향과 평행한 Z 방향을 따라 배치되고, 상류 배관(7)과 대경 투명 배관(32) 사이, 대경 투명 배관(32)과 중간 배관(42) 사이 및 중간 배관(42)과 하류 배관(8) 사이가 각각 직접 연결된다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)을 일체적으로 구성해도 된다.
따라서, 초음파 안개화 장치(100)(도 1 참조)로부터 공급되는 미스트 함유 가스(G3)는 소정 방향, 즉 반연직 방향(+Z 방향)을 따라, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)의 순으로 흐른다.
이와 같이, 미스트 함유 가스(G3)의 유로는, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8) 각각의 내부에 마련된다. 즉, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)은 각각 미스트 유통 영역을 내부에 갖고 있다.
또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8) 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이다. 상류 배관(7)은 내경(D7)을 갖고, 대경 투명 배관(32)는 내경(D32)을 갖고, 중간 배관(42)은 내경(D42)을 갖고, 하류 배관(8)은 내경(D8)을 갖고 있다.
실시 형태 7에 있어서, 대경 투명 배관(32)의 전체가 내경(D32)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되어 있다. 또한, 대경 투명 배관(32) 및 중간 배관(42)은 각각 Z 방향을 따라 소정의 길이를 갖고 있다.
촬상용 배관인 대경 투명 배관(32)의 구성 재료는 투명성을 갖고 있다. 또한, 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)의 구성 재료는 친수성을 갖고 있다. 실시 형태 7에서는, 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)이 내경 일정 영역의 내면이 된다.
상류 배관(7)의 배관 내면(S7), 중간 배관(42)의 배관 내면(S42) 및 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 각각의 구성 재료도 친수성을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상류 배관(7), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)은 촬상용 배관은 아니기 때문에, 투명성을 가질 필요는 없다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8) 각각의 두께는 임의로 설정된다.
실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(32) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
도 17에 있어서, 백지 부분은 투명 부분인 것을 나타내고, 사선 해칭 부분은 피투명 부분을 나타내고 있다. 도 17에 도시한 바와 같이, 실시 형태 7의 외부 배출용 배관은, 투명성을 갖는 대경 투명 배관(32)과, 투명성을 갖지 않는 상류 배관(7), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)으로 구성된다.
실시 형태 7의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 상류 배관(7)의 내경(D7)과 하류 배관(8)의 내경(D8)은 동일 값으로 설정된다. 또한, 중간 배관(42)의 내경(D42)은 내경(D7 및 D8) 각각보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 중간 배관(42), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 {D42>D8=D7}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다.
한편, 전체가 내경 일정 영역이 되는 대경 투명 배관(32)의 내경(D32)은 내경(D42)보다, 보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 대경 투명 배관(32) 및 중간 배관(42)은 {D32>D42(>D7=D8)}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다.
또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(32), 중간 배관(42) 및 하류 배관(8)은 각각 평면으로 보아 중심 위치가 일치하고 있다.
실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(32)(내경 일정 영역)의 내경(D32)은, 제1 및 제2 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 내경(D7 및 D8)보다 크다.
따라서, 실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6과 마찬가지로, 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)에서의 결로의 발생을 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6과 마찬가지로, 상술한 촬상 처리 저해 요인을 개선함으로써, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 측정할 수 있는 효과를 발휘한다.
실시 형태 7에 있어서, 제1 촬상 보조 배관인 중간 배관(42)의 내경(D42)은 대경 투명 배관(32)(내경 일정 영역)의 내경(D32)보다 작기 때문에, 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)과 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32) 사이에 내면 차분 거리 Δ13(=(D32-D42)/2)이 발생한다. 중간 배관(42)의 내경(D42)은 하류 배관(8)의 내경(D8)보다 크기 때문에, 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)과 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 사이에 내면 차분 거리 Δ14(=(D42-D8)/2)가 발생한다. 내면 차분 거리 Δ13이 제3 내면 차분 거리가 되고, 내면 차분 거리 Δ14가 제4 내면 차분 거리가 된다.
실시 형태 7에 있어서, 미스트 함유 가스(G3)가 중간 배관(42)으로부터 하류 배관(8)에 전반될 때, 도 16에 도시한 바와 같이, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 오르는, 가스 튀어 오름 현상(P40)이 발생한다. 가스 튀어 오름 현상(P40)에 의해, 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)에 결로한 액체로서 부착될 가능성이 있다.
그러나, 중간 배관(42)과 하류 배관(8) 사이에는, 제4 내면 차분 거리인 내면 차분 거리 Δ14가 발생하고 있는 만큼, 가스 튀어 오름 현상(P40)에 의해, 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)에 결로한 액체로서 부착될 가능성을 낮게 억제할 수 있다.
가령 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)에 액체(물방울)가 부착되고, 도 16에 나타낸 바와 같이, 배관 내면(S42)을 따라 결로한 액체(K3)가 자중 낙하해도, 중간 배관(42)과 대경 투명 배관(32) 사이에 제3 내면 차분 거리인 내면 차분 거리 Δ13이 발생하고 있는 만큼, 자중 낙하한 액체의 일부가 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)에 도달할 가능성을 낮게 억제할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 7의 미스트 유량 측정 장치는, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
실시 형태 7에 있어서, 대경 투명 배관(32)의 전체가 내경(D32)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되기 때문에, 촬상용 배관이 되는 대경 투명 배관(32)을 비교적 간단한 구조로 실현할 수 있다.
또한, 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)의 구성 재료는 친수성을 갖기 때문에, 대경 투명 배관(32) 내에 결로가 발생해도, 결로한 액이 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)에 물방울로서 부착되는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 내면 차분 거리 Δ14는 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 현상(P40)이 발생해도, 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 성분이 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)에 도달할 가능성을 충분히 낮게 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 내면 차분 거리 Δ13은, 중간 배관(42)의 배관 내면(S42)을 따라 액체가 자중 낙하한 경우에도, 자중 낙하한 액체 성분이 대경 투명 배관(32)의 배관 내면(S32)에 도달할 가능성을 실질적으로 "0"으로 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
실시 형태 7에서는, 외부 배출용 배관을 제외한 미스트 유량 측정 장치 및 초음파 안개화 시스템의 구성으로서, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 구성을 채용했지만, 실시 형태 1 대신에, 도 9 내지 도 11에서 나타낸 실시 형태 2 내지 실시 형태 4의 구성을 채용하도록 해도 된다.
<실시 형태 8>
도 18은 본 개시의 실시 형태 8인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 도 19는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)의 전체 구조를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 18 및 도 19 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)을 포함하는 외부 배출용 배관 이외의 구성은, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치와 마찬가지 구성이다. 단, 상류 배관(7), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)은, 대경 투명 배관(33)과 함께 미스트 유량 측정 장치의 주요 구성 요소에 포함된다.
실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치는, 도 1에서 나타내는 투명 배관(10)이 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43) 및 테이퍼 형상 배관(53)으로 치환된 점에서 실시 형태 1과 다르다.
실시 형태 8에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 대경 투명 배관(33)은 촬상용 배관이 되고, 중간 배관(43)이 제1 촬상 보조 배관이 되고, 테이퍼 형상 배관(53)이 제2 촬상 보조 배관이 된다.
또한, 초음파 안개화 시스템에 있어서의 미스트 유량 측정 장치를 제외한 구성은, 도 1에서 나타낸 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)과 마찬가지 구성이 된다.
도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 외부 배출용 배관을 구성하는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)은 각각 연직 방향과 평행한 Z 방향을 따라 배치된다. 그리고, 상류 배관(7)과 대경 투명 배관(33) 사이, 대경 투명 배관(33)과 중간 배관(43) 사이 및 중간 배관(43)과 테이퍼 형상 배관(53) 사이, 테이퍼 형상 배관(53)과 하류 배관(8) 사이가 각각 직접 연결된다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)을 일체적으로 구성해도 된다.
따라서, 초음파 안개화 장치(100)(도 1 참조)로부터 공급되는 미스트 함유 가스(G3)는 소정 방향, 즉 반연직 방향(+Z 방향)을 따라, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)의 순으로 흐른다.
이와 같이, 미스트 함유 가스(G3)의 유로는, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8) 각각의 내부에 마련된다. 즉, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)은 각각 미스트 유통 영역을 내부에 갖고 있다.
또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43) 및 하류 배관(8) 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이다. 테이퍼 형상 배관(53)의 단면 형상은 원 형상이다. 상류 배관(7)은 내경(D7)을 갖고, 대경 투명 배관(33)은 내경(D33)을 갖고, 중간 배관(43)은 내경(D43)을 갖고, 하류 배관(8)은 내경(D8)을 갖고 있다.
실시 형태 8에 있어서, 대경 투명 배관(33)의 전체가 내경(D33)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되어 있다. 또한, 대경 투명 배관(33) 및 중간 배관(43)은 각각 Z 방향을 따라 소정의 길이를 갖고 있다.
촬상용 배관인 대경 투명 배관(33)의 구성 재료는 투명성을 갖고 있다. 또한, 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)의 구성 재료는 친수성을 갖고 있다. 실시 형태 8에서는, 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)이 내경 일정 영역의 내면이 된다.
상류 배관(7)의 배관 내면(S7), 중간 배관(43)의 배관 내면(S43), 테이퍼 형상 배관(53)의 배관 내면(S53) 및 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 각각의 구성 재료도 친수성을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상류 배관(7), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)은 촬상용 배관은 아니기 때문에, 투명성을 가질 필요는 없다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8) 각각의 두께는 임의로 설정된다.
실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(33) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다.
도 19에 있어서, 백지 부분은 투명 부분인 것을 나타내고, 사선 해칭 부분은 피투명 부분을 나타내고 있다. 도 19에 도시한 바와 같이, 실시 형태 8의 외부 배출용 배관은, 투명성을 갖는 대경 투명 배관(33)과, 투명성을 갖지 않는 상류 배관(7), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)으로 구성된다.
실시 형태 8의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 상류 배관(7)의 내경(D7)과 하류 배관(8)의 내경(D8)은 동일 값으로 설정된다. 또한, 중간 배관(43)의 내경(D43)은 내경(D7 및 D8) 각각보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 중간 배관(43), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 {D43>D8=D7}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다.
한편, 전체가 내경 일정 영역이 되는 대경 투명 배관(33)의 내경(D33)은, 내경(D43)보다, 보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 대경 투명 배관(33) 및 중간 배관(43)은 {D33>D43(>D7=D8)}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(33), 중간 배관(43), 테이퍼 형상 배관(53) 및 하류 배관(8)은 각각 평면으로 보아 중심 위치가 일치하고 있다.
제2 촬상 보조 배관인 테이퍼 형상 배관(53)에 있어서, 제1 촬상 보조 배관인 중간 배관(43)과의 하방 접속부가 되는 최하단은, 중간 배관(43)의 내경(D43)과 동일한 내경을 갖고, 제2 가스 공급용 배관인 하류 배관(8)과의 상방 접속부가 되는 최상단은, 하류 배관(8)의 내경(D8)과 동일한 내경을 갖고 있다.
테이퍼 형상 배관(53)은 연직 방향(-Z 방향)과 정반대 방향이 되는 반연직 방향(+Z 방향)에 따라 내경(D43)으로부터 내경(D8)에 걸쳐서 내경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖고 있다.
실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(33)(내경 일정 영역)의 내경(D33)은, 제1 및 제2 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 내경(D7 및 D8)보다 크다.
따라서, 실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6과 마찬가지로, 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)에서의 결로의 발생을 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6 및 실시 형태 7과 마찬가지로, 상술한 촬상 처리 저해 요인을 개선함으로써, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 측정할 수 있는 효과를 발휘한다.
실시 형태 8에 있어서, 제1 촬상 보조 배관인 중간 배관(43)의 내경(D43)은 대경 투명 배관(33)(내경 일정 영역)의 내경(D33)보다 작기 때문에, 중간 배관(43)의 배관 내면(S43)과 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S32) 사이에 내면 차분 거리 Δ23(=(D33-D43)/2)이 발생한다. 중간 배관(43)의 내경(D43)은 하류 배관(8)의 내경(D8)보다 크기 때문에, 중간 배관(43)의 배관 내면(S43)과 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 사이에 내면 차분 거리 Δ24(=(D43-D8)/2)가 발생한다. 내면 차분 거리 Δ23이 제3 내면 차분 거리가 되고, 내면 차분 거리 Δ24가 제4 내면 차분 거리가 된다.
실시 형태 8의 외부 배출용 배관은, 실시 형태 7의 내면 차분 거리 Δ13 및 Δ14와 마찬가지로, 내면 차분 거리 Δ23 및 Δ24를 갖기 때문에, 실시 형태 7과 마찬가지로, 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S32)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
미스트 함유 가스(G3)가 중간 배관(43)으로부터 제2 촬상 보조 배관인 테이퍼 형상 배관(53)을 통해 하류 배관(8)에 전반될 때, 제4 내면 차분 거리인 내면 차분 거리 Δ24가 발생하는 만큼, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스의 일부가 튀어 오른다.
그러나, 중간 배관(43)과 하류 배관(8) 사이에 존재하는 테이퍼 형상 배관(53)은 반연직 방향(+Z 방향)에 따라 내경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖고 있기 때문에, 하류 배관(8)으로부터의 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름양을 효과적으로 억제할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치는, 중간 배관(43)과 하류 배관(8) 사이에 테이퍼 형상 배관(53)이 존재하는 만큼, 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제하고, 실시 형태 7 이상으로, 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 실시 형태 8에 있어서, 대경 투명 배관(33)의 전체가 내경(D33)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되기 때문에, 촬상용 배관이 되는 대경 투명 배관(33)을 비교적 간단한 구조로 실현할 수 있다.
또한, 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)의 구성 재료는 친수성을 갖기 때문에, 대경 투명 배관(33) 내에 결로가 발생해도, 결로한 액이 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)에 물방울로서 부착되는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 내면 차분 거리 Δ24는, 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 현상이 발생해도, 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 성분이 중간 배관(43)의 배관 내면(S43)에 도달할 가능성을 충분히 낮게 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 내면 차분 거리 Δ23은 중간 배관(43)의 배관 내면(S43)을 따라 액체가 자중 낙하한 경우에도, 자중 낙하한 액체 성분이 대경 투명 배관(33)의 배관 내면(S33)에 도달할 가능성을 실질적으로 "0"으로 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
실시 형태 8에서는, 외부 배출용 배관을 제외한 미스트 유량 측정 장치 및 초음파 안개화 시스템의 구성으로서, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 구성을 채용했지만, 실시 형태 1 대신에, 도 9 내지 도 11에서 나타낸 실시 형태 2 내지 실시 형태 4의 구성을 채용하도록 해도 된다.
<실시 형태 9>
도 20은 본 개시의 실시 형태 9인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 도 21은 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)의 전체 구조를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 20 및 도 21 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
실시 형태 9의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)을 포함하는 외부 배출용 배관 이외의 구성은, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치와 마찬가지 구성이다. 단, 상류 배관(7), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)은, 대경 투명 배관(34)과 함께 미스트 유량 측정 장치의 주요 구성 요소에 포함된다.
실시 형태 8의 미스트 유량 측정 장치는, 도 1에서 나타내는 투명 배관(10)이 대경 투명 배관(34) 및 중간 배관(44)으로 치환된 점에서 실시 형태 1과 다르다.
실시 형태 9에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 대경 투명 배관(34)은 촬상용 배관이 되고, 중간 배관(44)이 제1 촬상 보조 배관이 된다.
또한, 초음파 안개화 시스템에 있어서의 미스트 유량 측정 장치를 제외한 구성은, 도 1에서 나타낸 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)과 마찬가지 구성이 된다.
도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 외부 배출용 배관을 구성하는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)은 각각 연직 방향과 평행한 Z 방향을 따라 배치된다. 그리고, 상류 배관(7)과 대경 투명 배관(34) 사이, 대경 투명 배관(34)과 중간 배관(44) 사이 및 중간 배관(44)와 하류 배관(8) 사이가 각각 직접 연결된다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)을 일체적으로 구성해도 된다.
대경 투명 배관(34)은, 촬상용 주요부가 되는 배관 주요부(341)와 촬상용 하방 보조부가 되는 배관 테이퍼부(342)를 포함하고 있다. 배관 주요부(341)의 하방 단부가 배관 테이퍼부(342)의 상방 단부에 직접 연결되고, 배관 테이퍼부(342)의 하방 단부가 상류 배관(7)의 상방 단부에 직접 연결된다.
초음파 안개화 장치(100)(도 1 참조)로부터 공급되는 미스트 함유 가스(G3)는 소정 방향, 즉 반연직 방향(+Z 방향)을 따라, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)의 순으로 흐른다.
이와 같이, 미스트 함유 가스(G3)의 유로는, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8) 각각의 내부에 마련된다. 즉, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)은 각각 미스트 유통 영역을 내부에 갖고 있다.
또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34)의 배관 주요부(341), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8) 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이다. 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 테이퍼부(342)의 단면 형상은 원 형상이 된다. 상류 배관(7)은 내경(D7)을 갖고, 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)는 내경(D34)을 갖고, 중간 배관(44)은 내경(D44)을 갖고, 하류 배관(8)은 내경(D8)을 갖고 있다.
따라서, 실시 형태 9에 있어서, 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)가 내경(D34)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되어 있다. 또한, 대경 투명 배관(34) 및 중간 배관(44)은 각각 Z 방향을 따라 소정의 길이를 갖고 있다.
촬상용 배관인 대경 투명 배관(34)의 구성 재료는 투명성을 갖고 있다. 또한, 대경 투명 배관(34)의 배관 주요부(341)의 주요부 내면(S341) 및 배관 테이퍼부(342)의 테이퍼부 내면(S342)의 구성 재료는 친수성을 갖고 있다. 실시 형태 9에서는, 배관 주요부(341)의 주요부 내면(S341)이 내경 일정 영역의 내면으로 되어 있다.
상류 배관(7)의 배관 내면(S7), 중간 배관(44)의 배관 내면(S44) 및 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 각각의 구성 재료도 친수성을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상류 배관(7), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)은 촬상용 배관은 아니기 때문에, 투명성을 가질 필요는 없다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8) 각각의 두께는 임의로 설정된다.
실시 형태 9의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(34) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다. 또한, 촬상 주요부가 되는 배관 주요부(341) 내의 미스트 유통 영역의 일부가 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 되는 것이 바람직하다.
도 21에 있어서, 백지 부분은 투명 부분인 것을 나타내고, 사선 해칭 부분은 피투명 부분을 나타내고 있다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 9의 외부 배출용 배관은, 투명성을 갖는 대경 투명 배관(34)(배관 주요부(341)+배관 테이퍼부(342))과, 투명성을 갖지 않는 상류 배관(7), 중간 배관(44) 및 하류 배관(8)으로 구성된다.
실시 형태 9의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 상류 배관(7)의 내경(D7)과 하류 배관(8)의 내경(D8)은 동일 값으로 설정된다. 또한, 중간 배관(44)의 내경(D44)은 내경(D7 및 D8) 각각보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 중간 배관(44), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 {D44>D8=D7}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다.
한편, 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)(내경 일정 영역)의 내경(D34)은 내경(D44)보다, 보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 촬상용 주요부가 되는 배관 주요부(341)와 중간 배관(44)은 {D34>D44(>D7=D8)}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341) 및 배관 테이퍼부(342), 중간 배관(44) 그리고 하류 배관(8)은 각각 평면으로 보아 중심 위치가 일치하고 있다.
대경 투명 배관(34)의 배관 테이퍼부(342)에 있어서, 배관 주요부(341)와의 상방 접속부가 되는 최상단은, 배관 주요부(341)의 내경(D34)와 동일한 내경을 갖고, 제1 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7)과의 하방 접속부가 되는 최하단은, 상류 배관(7)의 내경(D7)과 동일한 내경을 갖고 있다.
촬상용 하방 보조부가 되는 배관 테이퍼부(342)는, 연직 방향(-Z 방향)에 따라 내경(D34)으로부터 내경(D7)에 걸쳐서 내경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖고 있다. 즉, 배관 테이퍼부(342)는, 내측을 향함에 따라 연직 방향(-Z 방향)측으로 기우는 연직 방향 볼록 구조를 갖고 있다.
실시 형태 9의 미스트 유량 측정 장치의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)(내경 일정 영역)의 내경(D34)은, 제1 및 제2 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 내경(D7 및 D8)보다 크다.
따라서, 실시 형태 9의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6 내지 실시 형태 8과 마찬가지로, 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)의 주요부 내면(S341)에서의 결로의 발생을 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 9의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6 내지 실시 형태 8과 마찬가지로, 상술한 촬상 처리 저해 요인을 개선함으로써, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 측정할 수 있다.
실시 형태 9에 있어서, 제1 촬상 보조 배관인 중간 배관(44)의 내경(D44)은 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)(내경 일정 영역)의 내경(D34)보다 작기 때문에, 중간 배관(44)의 배관 내면(S44)과 배관 주요부(341)의 주요부 내면(S341) 사이에 내면 차분 거리 Δ33(=(D34-D44)/2)이 발생한다. 중간 배관(44)의 내경(D44)은 하류 배관(8)의 내경(D8)보다 크기 때문에, 중간 배관(44)의 배관 내면(S44)과 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 사이에 내면 차분 거리 Δ34(=(D44-D8)/2)가 발생한다. 내면 차분 거리 Δ33이 제3 내면 차분 거리가 되고, 내면 차분 거리 Δ34가 제4 내면 차분 거리가 된다.
실시 형태 9의 외부 배출용 배관은, 실시 형태 7의 내면 차분 거리 Δ13 및 Δ14와 마찬가지로, 내면 차분 거리 Δ33 및 Δ34를 갖기 때문에, 실시 형태 7과 마찬가지로, 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)의 주요부 내면(S341)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 미스트 함유 가스(G3)가 중간 배관(44)로부터 하류 배관(8)에 전반될 때, 제4 내면 차분 거리가 되는 내면 차분 거리 Δ34가 발생하는 만큼, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 오른다.
그러나, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 올라서 낙하하여, 대경 투명 배관(34)의 테이퍼부 내면(S342)에 결로한 액체로서 일시적으로 부착되어도, 배관 테이퍼부(342)는 연직 방향 볼록 구조를 갖기 때문에, 시간 경과와 함께 테이퍼부 내면(S342)으로부터 상류 배관(7)측으로 액체가 흘러든다. 따라서, 테이퍼부 내면(S342) 상으로 결로한 액체가 잔존하거나, 테이퍼부 내면(S342)으로부터 주요부 내면(S341)에 결로한 액체가 흐르는 일은 없다.
그 결과, 실시 형태 9의 미스트 유량 측정 장치는, 대경 투명 배관(34)의 주요부 내면(S341) 및 테이퍼부 내면(S342)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 대경 투명 배관(34)의 주요부 내면(S341) 및 테이퍼부 내면(S342)의 구성 재료는 친수성을 갖기 때문에, 대경 투명 배관(34) 내에 결로가 발생해도, 결로한 액이 대경 투명 배관(34)의 주요부 내면(S341) 및 테이퍼부 내면(S342)에 물방울로서 부착되는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 내면 차분 거리 Δ34는 미스트 함유 가스(G3)의 하류 배관(8)으로부터의 튀어 오름 현상이 발생해도, 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 성분이 중간 배관(44)의 배관 내면(S44)에 도달할 가능성을 충분히 낮게 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 내면 차분 거리 Δ33은 중간 배관(44)의 배관 내면(S44)을 따라 액체가 자중 낙하한 경우에도, 자중 낙하한 액체 성분이 대경 투명 배관(34)에 있어서의 배관 주요부(341)의 주요부 내면(S341)에 직접 도달할 가능성을 실질적으로 "0"으로 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
실시 형태 9에서는, 외부 배출용 배관을 제외한 미스트 유량 측정 장치 및 초음파 안개화 시스템의 구성으로서, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 구성을 채용했지만, 실시 형태 1 대신에, 도 9 내지 도 11에서 나타낸 실시 형태 2 내지 실시 형태 4의 구성을 채용하도록 해도 된다.
<실시 형태 10>
도 22는, 본 개시의 실시 형태 10인 미스트 유량 측정 장치에 있어서의, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)의 단면 구조를 도시하는 설명도이다. 도 23은 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)의 전체 구조를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 22 및 도 23 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)을 포함하는 외부 배출용 배관 이외의 구성은, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 미스트 유량 측정 장치와 마찬가지 구성이다. 단, 상류 배관(7), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)은, 대경 투명 배관(35)과 함께 미스트 유량 측정 장치의 주요 구성 요소에 포함된다.
실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치는, 도 1에서 나타내는 투명 배관(10)이 대경 투명 배관(35) 및 중간 배관(45)으로 치환된 점에서 실시 형태 1과 다르다.
실시 형태 10에 있어서, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)의 조합에 의해 외부 배출용 배관이 구성된다. 상류 배관(7)은 제1 가스 공급용 배관이 되고, 하류 배관(8)은 제2 가스 공급 배관이 되고, 대경 투명 배관(35)는 촬상용 배관이 되고, 중간 배관(45)가 제1 촬상 보조 배관이 된다.
또한, 초음파 안개화 시스템에 있어서의 미스트 유량 측정 장치를 제외한 구성은, 도 1에서 나타낸 실시 형태 1의 초음파 안개화 시스템(1001)과 마찬가지 구성이 된다.
도 22 및 도 23에 나타내는 바와 같이, 외부 배출용 배관을 구성하는 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)은 각각 연직 방향과 평행한 Z 방향을 따라 배치된다. 그리고, 상류 배관(7)과 대경 투명 배관(35) 사이, 대경 투명 배관(35)과 중간 배관(45) 사이 및 중간 배관(45)과 하류 배관(8) 사이가 각각 직접 연결된다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)을 일체적으로 구성해도 된다.
대경 투명 배관(35)은 촬상용 주요부가 되는 배관 주요부(351)와 촬상용 하방 보조부가 되는 배관 테이퍼부(352)와 촬상용 상방 보조부가 되는 배관 테이퍼부(353)를 포함하고 있다.
배관 주요부(351)의 상방 단부가 배관 테이퍼부(353)의 상방 단부에 연결되고, 배관 테이퍼부(353)의 하방 단부가 중간 배관(45)의 하방 단부에 연결된다. 배관 주요부(351)의 하방 단부가 배관 테이퍼부(352)의 상방 단부에 연결되고, 배관 테이퍼부(352)의 하방 단부가 상류 배관(7)의 상방 단부에 연결된다.
초음파 안개화 장치(100)(도 1 참조)로부터 공급되는 미스트 함유 가스(G3)는 소정 방향, 즉 반연직 방향(+Z 방향)을 따라, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)의 순으로 흐른다.
이와 같이, 미스트 함유 가스(G3)의 유로는, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8) 각각의 내부에 마련된다. 즉, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)은 각각 미스트 유통 영역을 내부에 갖고 있다.
또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35)의 배관 주요부(351), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8) 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이다. 한편, 대경 투명 배관(35)의 배관 테이퍼부(352 및 353) 각각의 단면 형상은 원 형상이다. 상류 배관(7)은 내경(D7)을 갖고, 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)는 내경(D35)을 갖고, 중간 배관(45)은 내경(D45)을 갖고, 하류 배관(8)은 내경(D8)을 갖고 있다.
실시 형태 10에 있어서, 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)가 내경(D35)에서 일정한 내경 일정 영역으로 되어 있다. 또한, 대경 투명 배관(35) 및 중간 배관(45)은 각각 Z 방향을 따라 소정의 길이를 갖고 있다.
촬상용 배관인 대경 투명 배관(35)의 구성 재료는 투명성을 갖고 있다. 또한, 대경 투명 배관(35)의 배관 주요부(351)의 주요부 내면(S351), 배관 테이퍼부(352)의 테이퍼부 내면(S352) 및 배관 테이퍼부(353)의 테이퍼부 내면(S353) 각각의 구성 재료는 친수성을 갖고 있다. 실시 형태 10에서는, 배관 주요부(351)의 주요부 내면(S351)이 내경 일정 영역의 내면이 된다.
상류 배관(7)의 배관 내면(S7), 중간 배관(45)의 배관 내면(S45) 및 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 각각의 구성 재료도 친수성을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상류 배관(7), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)은 촬상용 배관은 아니기 때문에, 투명성을 가질 필요는 없다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8) 각각의 두께는 임의로 설정된다.
실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치에 있어서, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(35) 내의 미스트 유통 영역의 일부가, 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 된다. 또한, 촬상용 주요부인 배관 주요부(351) 내의 미스트 유통 영역의 일부가 카메라(5)의 촬상 대상 영역이 되는 것이 바람직하다.
도 23에 있어서, 백지 부분은 투명 부분인 것을 나타내고, 사선 해칭 부분은 피투명 부분을 나타내고 있다. 도 23에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 10의 외부 배출용 배관은, 투명성을 갖는 대경 투명 배관(35)과, 투명성을 갖지 않는 상류 배관(7), 중간 배관(45) 및 하류 배관(8)으로 구성된다.
실시 형태 10의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 상류 배관(7)의 내경(D7)과 하류 배관(8)의 내경(D8)은 동일 값으로 설정된다. 또한, 중간 배관(45)의 내경(D45)은 내경(D7 및 D8) 각각보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 중간 배관(45), 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)은 {D45>D8=D7}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다.
한편, 대경 투명 배관(35)의 배관 주요부(351)(내경 일정 영역)에 있어서의 내경(D35)은, 내경(D45)보다 큰 값으로 설정된다. 즉, 촬상용 주요부가 되는 배관 주요부(351)와 중간 배관(45)은 {D35>D45(>D7=D8)}의 내경에 관한 대소 관계를 갖고 있다. 또한, 상류 배관(7), 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351), 배관 테이퍼부(352 및 353), 중간 배관(45) 그리고 하류 배관(8)은 각각 평면으로 보아 중심 위치가 일치하고 있다.
대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 테이퍼부(352)에 있어서, 배관 주요부(351)와의 상방 접속부가 되는 최상단은, 배관 주요부(351)의 내경(D35)과 동일한 내경을 갖고, 제1 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7)과의 하방 접속부가 되는 최하단은, 상류 배관(7)의 내경(D7)과 동일한 내경을 갖고 있다.
촬상용 하방 보조부가 되는 배관 테이퍼부(352)는, 연직 방향(-Z 방향)에 따라 내경(D35)으로부터 내경(D7)에 걸쳐서 내경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖고 있다. 즉, 배관 테이퍼부(352)는, 내측을 향함에 따라 연직 방향(-Z 방향)측으로 기우는 연직 방향 볼록 구조를 갖고 있다.
실시 형태 5에 있어서, 배관 주요부(351)와 중간 배관(45)은, 배관 주요부(351)의 최상단이 중간 배관(45)의 최하단보다 높아지는 위치 관계를 갖고 있다.
대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 테이퍼부(353)에 있어서, 배관 주요부(351)와의 상방 접속부가 되는 최상단은, 배관 주요부(351)의 내경(D35)과 동일한 내경을 갖고, 중간 배관(45)과의 하방 접속부가 되는 최하단은, 중간 배관(45)의 내경(D45)와 동일한 내경을 갖고 있다.
촬상용 상방 보조부가 되는 배관 테이퍼부(353)는 연직 방향(-Z 방향)에 따라 내경(D35)으로부터 내경(D45)에 걸쳐서 내경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖고 있다. 즉, 배관 테이퍼부(353)는, 내측을 향함에 따라 연직 방향(-Z 방향)측으로 기우는 연직 방향 볼록 구조를 갖고 있다.
실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치의 외부 배출용 배관에 관한 것으로, 촬상용 배관인 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)(내경 일정 영역)의 내경(D35)은, 제1 및 제2 가스 공급용 배관이 되는 상류 배관(7) 및 하류 배관(8)의 내경(D7 및 D8)보다 크다.
따라서, 실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6 내지 실시 형태 9와 마찬가지로, 대경 투명 배관(35)의 배관 주요부(351)에 있어서의 주요부 내면(S351)에서의 결로의 발생을 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 6 내지 실시 형태 9와 마찬가지로, 상술한 촬상 처리 저해 요인을 개선함으로써, 고정밀도로 원료 미스트의 유량을 측정할 수 있다.
실시 형태 10에 있어서, 제1 촬상 보조 배관인 중간 배관(45)의 내경(D45)은 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)(내경 일정 영역)의 내경(D35)보다 작기 때문에, 중간 배관(45)의 배관 내면(S45)과 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)의 주요부 내면(S351) 사이에 내면 차분 거리 Δ43(=(D35-D45)/2)이 발생한다. 중간 배관(45)의 내경(D45)은 하류 배관(8)의 내경(D8)보다 크기 때문에, 중간 배관(45)의 배관 내면(S45)과 하류 배관(8)의 배관 내면(S8) 사이에 내면 차분 거리 Δ44(=(D45-D8)/2)가 발생한다. 내면 차분 거리 Δ43이 제3 내면 차분 거리가 되고, 내면 차분 거리 Δ44가 제4 내면 차분 거리가 된다.
실시 형태 10의 외부 배출용 배관은, 실시 형태 7의 내면 차분 거리 Δ13 및 Δ14와 마찬가지로, 내면 차분 거리 Δ43 및 Δ44를 갖기 때문에, 실시 형태 7과 마찬가지로, 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)의 주요부 내면(S351)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 미스트 촬상용 카메라인 카메라(5)에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 미스트 함유 가스(G3)가 중간 배관(45)로부터 하류 배관(8)에 전반될 때, 제4 내면 차분 거리가 되는 내면 차분 거리 Δ44가 발생하는 만큼, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 오른다.
하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 올라서 낙하하는 가스 튀어 오름 현상(P40)이 발생하여, 대경 투명 배관(35)의 테이퍼부 내면(S352)에 결로한 액체로서 일시적으로 부착될 가능성이 있다. 그러나, 테이퍼부 내면(S352)의 액체가 부착되어도, 배관 테이퍼부(352)는 연직 방향 볼록 구조를 갖기 때문에, 시간 경과와 함께 테이퍼부 내면(S352)으로부터 제1 가스 공급용 배관인 상류 배관(7) 측으로 액체가 흘러든다. 따라서, 테이퍼부 내면(S352) 상으로 결로한 액체가 잔존하거나, 테이퍼부 내면(S352)으로부터 주요부 내면(S351)에 결로한 액체가 흐르는 일은 없다.
그 결과, 실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치는, 실시 형태 9와 마찬가지로, 대경 투명 배관(35)의 주요부 내면(S351) 및 테이퍼부 내면(S352)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 미스트 촬상용 카메라에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 미스트 함유 가스(G3)가 중간 배관(45)로부터 하류 배관(8)에 전반될 때, 제4 내면 차분 거리가 되는 내면 차분 거리 Δ44가 발생하는 만큼, 하류 배관(8)으로부터 미스트 함유 가스(G3)의 일부가 튀어 오른다. 이때, 중간 배관(45)의 배관 내면(S45)으로부터, 촬상용 상방 보조부인 배관 테이퍼부(353)의 테이퍼부 내면(S353)을 경유해서 촬상용 주요부인 배관 주요부(351)의 주요부 내면(S351)에 이르는 내면 전달 경로가 존재한다.
한편, 배관 테이퍼부(353)는 연직 방향 볼록 구조를 갖기 때문에, 상기 내면 전달 경로의 일부가 되는 테이퍼부 내면(S353)이 반연직 방향 성분(+Z 방향 성분)이 된다. 이 때문에, 상기 내면 전달 경로를 결로한 액체가 흐를 가능성을 효과적으로 저하시킬 수 있다.
왜냐하면, 테이퍼부 내면(S353)으로부터 주요부 내면(S351)에 액체가 흐를 때, 상기 내면 전달 경로에 테이퍼부 내면(S353)에 의한 반연직 방향 성분이 포함되기 때문에, 테이퍼부 내면(S353)에 일시적으로 부착된 액체가 자중 낙하할 가능성이 높아지기 때문이다. 따라서, 테이퍼부 내면(S353)으로부터 주요부 내면(S351)에 결로한 액체가 흐르는 현상을 실질적으로 "0"으로 할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 10의 미스트 유량 측정 장치는, 대경 투명 배관(35)의 주요부 내면(S351), 테이퍼부 내면(S352 및 S353)에서의 결로의 발생을 효과적으로 억제해서 미스트 촬상용 카메라에 의한 촬상 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 대경 투명 배관(35)의 주요부 내면(S351), 테이퍼부 내면(S352 및 S353)의 구성 재료는 친수성을 갖기 때문에, 대경 투명 배관(35) 내에 결로가 발생해도, 결로한 액이 대경 투명 배관(35)의 주요부 내면(S351), 테이퍼부 내면(S352 및 S353)에 물방울로서 부착되는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 내면 차분 거리 Δ44는 미스트 함유 가스(G3)의 하류 배관(8)으로부터의 튀어 오름 현상이 발생해도, 미스트 함유 가스(G3)의 튀어 오름 성분이 중간 배관(45)의 배관 내면(S45)에 도달할 가능성을 충분히 낮게 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 내면 차분 거리 Δ43은, 중간 배관(45)의 배관 내면(S45)에 따라 액체가 자중 낙하한 경우에도, 자중 낙하한 액체 성분이 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 주요부(351)의 주요부 내면(S351)에 직접 도달할 가능성을 실질적으로 "0"으로 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
실시 형태 10에서는, 외부 배출용 배관을 제외한 미스트 유량 측정 장치 및 초음파 안개화 시스템의 구성으로서, 도 1 내지 도 8에서 나타낸 실시 형태 1의 구성을 채용했지만, 실시 형태 1 대신에, 도 9 내지 도 11에서 나타낸 실시 형태 2 내지 실시 형태 4의 구성을 채용하도록 해도 된다.
<기타>
본 개시는 상세하게 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시이며, 본 개시가 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 해석된다.
또한, 본 개시는 그 개시의 범위 내에 있어서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시 형태를 적절히, 변형, 생략하는 것이 가능하다.
예를 들어, 실시 형태 3에서 사용한 히터(12)를 실시 형태 2, 실시 형태 4 및 실시 형태 5에서도 사용하거나, 실시 형태 2 내지 실시 형태 4에 있어서의 투명 배관(10)을 갖는 구조를 실시 형태 5에서 나타낸 배관 부재 공간(9)을 마련하는 구조로 변경할 수 있다.
또한, 실시 형태 10의 대경 투명 배관(35)에 있어서의 배관 테이퍼부(352 및 353)에 상당하는 구성부를, 실시 형태 8의 대경 투명 배관(33)의 하방 및 상방에 마련하도록 해도 된다.
1: 안개화용 용기
2: 초음파 진동자
3: 원료 미스트
4: 가스 공급 배관
5, 51, 52: 카메라
6: 광원
7: 상류 배관
8: 하류 배관
9: 배관 부재 공간
10: 투명 배관
12: 히터
16: 미스트 유량 연산부
17: 유량 제어부
20: 원료 용액 공급부
31 내지 35: 대경 투명 배관
42 내지 45: 중간 배관
53: 테이퍼 형상 배관
341, 351: 배관 주요부
342, 352, 353: 배관 테이퍼부
1001 내지 1005: 초음파 안개화 시스템
D7, D8, D31 내지 D35, D42 내지 D45: 내경
L1: 입사광
L2, L21, L22: 반사광
L3: 투과광

Claims (9)

  1. 원료 미스트를 포함하는 미스트 함유 가스가 흐르는 미스트 유통 영역의 적어도 일부를 촬상 대상 영역으로서 촬상 처리를 실행해서 촬상 정보를 취득하는 미스트 촬상용 카메라와,
    상기 촬상 정보에 기초하여 상기 미스트 함유 가스에 있어서의 상기 원료 미스트의 유량을 구하는 미스트 유량 연산 처리를 실행하는 미스트 유량 연산부와,
    각각이 상기 미스트 유통 영역을 내부에 갖는 제1 및 제2 가스 공급용 배관과,
    상기 미스트 유통 영역을 내부에 갖는 촬상용 배관을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 가스 공급용 배관 각각의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고,
    상기 촬상용 배관의 단면 형상은 원 형상이고, 상기 촬상용 배관은 적어도 일부에 내경이 일정한 내경 일정 영역을 갖고,
    상기 촬상용 배관은, 상기 제1 가스 공급용 배관과 상기 제2 가스 공급용 배관 사이에 마련되고, 구성 재료는 투명성을 갖고,
    상기 촬상용 배관 내의 상기 미스트 유통 영역의 일부가 상기 촬상 대상 영역이 되고,
    상기 미스트 함유 가스는, 연직 방향에 대향하는 소정 방향을 따라, 상기 제1 가스 공급용 배관, 상기 촬상용 배관 및 상기 제2 가스 공급용 배관의 순으로 흐르고,
    상기 촬상용 배관에 있어서의 상기 내경 일정 영역의 내경은, 상기 제1 및 제2 가스 공급용 배관 각각의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는,
    미스트 유량 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상용 배관은 연직 방향을 따라 배치되고,
    상기 소정 방향은 연직 방향과 정반대가 되는 반연직 방향인,
    미스트 유량 측정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촬상용 배관의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고, 상기 촬상용 배관의 전체가 상기 내경 일정 영역이 되고,
    상기 촬상용 배관은 상기 제1 및 제2 가스 공급용 배관 각각과 직접 연결되는,
    미스트 유량 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미스트 유통 영역을 내부에 갖는 제1 촬상 보조 배관을 더 구비하고,
    상기 제1 촬상 보조 배관은, 상기 촬상용 배관과 상기 제2 가스 공급용 배관 사이에 마련되고,
    상기 제1 촬상 보조 배관의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고,
    상기 제1 촬상 보조 배관은 연직 방향을 따라 배치되고,
    상기 미스트 함유 가스는, 상기 반연직 방향을 따라, 상기 제1 가스 공급용 배관, 상기 촬상용 배관, 상기 제1 촬상 보조 배관 및 상기 제2 가스 공급용 배관의 순으로 흐르고,
    상기 제1 촬상 보조 배관의 내경은, 상기 촬상용 배관에 있어서의 내경 일정 영역의 내경보다 작고, 상기 제2 가스 공급용 배관의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는,
    미스트 유량 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미스트 유통 영역을 내부에 갖는 제2 촬상 보조 배관을 더 구비하고,
    상기 제2 촬상 보조 배관은, 상기 제1 촬상 보조 배관과 상기 제2 가스 공급용 배관 사이에 마련되고,
    상기 제2 촬상 보조 배관의 단면 형상은 원 형상이고,
    상기 미스트 함유 가스는, 상기 반연직 방향을 따라, 상기 제1 가스 공급용 배관, 상기 촬상용 배관, 상기 제1 촬상 보조 배관, 상기 제2 촬상 보조 배관 및 상기 제2 가스 공급용 배관의 순으로 흐르고,
    상기 제2 촬상 보조 배관에 있어서, 상기 제1 촬상 보조 배관과의 하방 접속부는 상기 제1 촬상 보조 배관과 동일한 내경을 갖고, 상기 제2 가스 공급용 배관과의 상방 접속부는 상기 제2 가스 공급용 배관과 동일한 내경을 갖고,
    상기 제2 촬상 보조 배관은, 상기 반연직 방향을 따라 내경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    미스트 유량 측정 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 촬상용 배관의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고,
    상기 촬상용 배관의 전체가 상기 내경 일정 영역이 되는,
    미스트 유량 측정 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 촬상용 배관은,
    촬상용 주요부와,
    촬상용 하방 보조부를 포함하고,
    상기 촬상용 주요부는 상기 촬상용 하방 보조부를 통해 상기 제1 가스 공급용 배관과 연결되고,
    상기 촬상용 주요부의 단면 형상은 내경이 일정한 원 형상이고, 상기 촬상용 주요부가 상기 내경 일정 영역이 되고,
    상기 촬상용 하방 보조부는, 내측을 향함에 따라 연직 방향측으로 기우는 연직 방향 볼록 구조를 갖는 것을 특징으로 하는,
    미스트 유량 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 촬상용 배관은,
    촬상용 상방 보조부를 더 포함하고,
    상기 촬상용 주요부는 상기 촬상용 상방 보조부를 통해 상기 제1 촬상 보조 배관과 연결되고,
    상기 촬상용 상방 보조부는, 내측을 향함에 따라 연직 방향측으로 기우는 연직 방향 볼록 구조를 갖는 것을 특징으로 하는,
    미스트 유량 측정 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상용 배관의 내면의 구성 재료는 친수성을 갖는,
    미스트 유량 측정 장치.
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