JPH0781918B2 - 熱量計 - Google Patents
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- JPH0781918B2 JPH0781918B2 JP2205378A JP20537890A JPH0781918B2 JP H0781918 B2 JPH0781918 B2 JP H0781918B2 JP 2205378 A JP2205378 A JP 2205378A JP 20537890 A JP20537890 A JP 20537890A JP H0781918 B2 JPH0781918 B2 JP H0781918B2
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- G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
- G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、熱量計、より詳細には、熱式流量計と層流流
量計とを直列に接続して熱式流量計の出力を一定にする
条件で層流流量計の標準状態における圧力損失を検知す
ることにより、燃料混合ガスの熱量を前記損失圧力の関
数として計測する簡易な燃料混合ガスの熱量計に関す
る。
量計とを直列に接続して熱式流量計の出力を一定にする
条件で層流流量計の標準状態における圧力損失を検知す
ることにより、燃料混合ガスの熱量を前記損失圧力の関
数として計測する簡易な燃料混合ガスの熱量計に関す
る。
従来技術 燃料ガスおよび天然ガスは、その製造出荷時において熱
量および燃焼性を検知記録することが法的に規定されて
おり、この規定に基づいて混合ガスの熱量を計測する熱
量計が定められている。代表的な熱量計としてユンカー
ス式流水熱量計がある。この熱量計は、混合ガスの燃料
を空気と共に完全に燃焼させ、燃焼して生じた廃ガスを
最初のガス温度迄冷却して生成水蒸気を凝縮させ、発生
した熱の総量を熱量計に流れる水に吸収させることによ
り、一定の混合ガス試料に対応する流水量と、該流水の
流入口および流出口における温度の温度差とを乗算し、
この乗算結果から総熱量を求めるという原理である。こ
の熱量計は、基準熱量計として使用されているが、試験
においては、水温と室温との温度差を±0.5℃の範囲内
で一致させるとか、１回の測定時間内における水の温度
変化を0.05℃以内に保つことが条件とされる等、測定環
境においての規定が厳しく、また、測定の応答性も悪い
ので精度試験には適しているが生産ラインでの使用に適
さないため、別に速応形の熱量計を使用することも認め
られており、通常、出荷時の熱量の測定は、速応形の熱
量計により連続的に行われている。速応形の熱量計は、
燃料ガスおよび空気を各々流量計により計量して混合
し、これをバーナで燃焼させ、燃焼して生じた排ガスの
温度と、燃焼用空気のバーナ入口における温度とを熱電
対等の温度検出器により検出して各々の温度差と燃料ガ
スの空気に対する比重とを検知して、試料ガスの総発熱
量と、該試料ガスの空気に対する比重の平方根との日で
あるウォッペ指数（W.Iと呼ぶ）を求め、被検燃料ガス
の熱量をW.Iと試料ガスの空気に対する比重の平方根と
の積として算出するものである。その他の熱量検知方法
に、混合ガスの熱量が、該混合ガスの密度に比例するこ
とが実験結果に基づいて、混合ガスの密度計測結果から
熱量を算出することも試みられている。
量および燃焼性を検知記録することが法的に規定されて
おり、この規定に基づいて混合ガスの熱量を計測する熱
量計が定められている。代表的な熱量計としてユンカー
ス式流水熱量計がある。この熱量計は、混合ガスの燃料
を空気と共に完全に燃焼させ、燃焼して生じた廃ガスを
最初のガス温度迄冷却して生成水蒸気を凝縮させ、発生
した熱の総量を熱量計に流れる水に吸収させることによ
り、一定の混合ガス試料に対応する流水量と、該流水の
流入口および流出口における温度の温度差とを乗算し、
この乗算結果から総熱量を求めるという原理である。こ
の熱量計は、基準熱量計として使用されているが、試験
においては、水温と室温との温度差を±0.5℃の範囲内
で一致させるとか、１回の測定時間内における水の温度
変化を0.05℃以内に保つことが条件とされる等、測定環
境においての規定が厳しく、また、測定の応答性も悪い
ので精度試験には適しているが生産ラインでの使用に適
さないため、別に速応形の熱量計を使用することも認め
られており、通常、出荷時の熱量の測定は、速応形の熱
量計により連続的に行われている。速応形の熱量計は、
燃料ガスおよび空気を各々流量計により計量して混合
し、これをバーナで燃焼させ、燃焼して生じた排ガスの
温度と、燃焼用空気のバーナ入口における温度とを熱電
対等の温度検出器により検出して各々の温度差と燃料ガ
スの空気に対する比重とを検知して、試料ガスの総発熱
量と、該試料ガスの空気に対する比重の平方根との日で
あるウォッペ指数（W.Iと呼ぶ）を求め、被検燃料ガス
の熱量をW.Iと試料ガスの空気に対する比重の平方根と
の積として算出するものである。その他の熱量検知方法
に、混合ガスの熱量が、該混合ガスの密度に比例するこ
とが実験結果に基づいて、混合ガスの密度計測結果から
熱量を算出することも試みられている。
従来技術の問題点 上述した速応形の熱量計は、高精度な基準熱量計である
ユンカース式流水形熱量計に代わる実用形の熱量計であ
るが、長時間の使用において測定値がドリフトするため
の計測精度が低く一回の連続運転時間に２回の割合で測
定値を補正している。この補正操作は煩わしいものであ
り、また、密度を検知する方法においては、密度計が、
通常、高価であり安価、簡易に熱量を求めることはでき
ないという問題点があった。
ユンカース式流水形熱量計に代わる実用形の熱量計であ
るが、長時間の使用において測定値がドリフトするため
の計測精度が低く一回の連続運転時間に２回の割合で測
定値を補正している。この補正操作は煩わしいものであ
り、また、密度を検知する方法においては、密度計が、
通常、高価であり安価、簡易に熱量を求めることはでき
ないという問題点があった。
問題点解決のための手段 本発明は、上述した従来の熱量計測手段の問題点を解決
するためになされたもので、混合ガスの熱量は、密度に
比例し、定圧比熱、年度に逆比例する物性があり、これ
を熱式流量計と層流流量計の各々の流量測定原理に適用
することにより簡易で正確な熱量計を提供することを目
的としたもので、その要旨とするところは、燃料ガスが
層流で流れる流管を有し、該流管の流入、流出口におけ
る絶対圧力の関数で、差圧に比例した体積流量を求める
層流流量計と、該層流流量計に直列接続され、燃料ガス
が層流で流れる流管および該流管の一部を加熱する加熱
手段を有し、該加熱手段の前・後流間に生ずる温度差に
比例して質量流量を求める熱式流量計と、直列接続され
た前記層流流量計と熱式流量計とを収容し、内壁が熱良
導体で囲まれた保温槽と、前記熱式流量計を流れる燃料
ガスの質量流量を一定に設定制御する流量設定制御手段
と、前記層流流量計の流入口と流出口間の差圧を検知す
る差圧計と、該層流流量計の流入（流出）口における絶
対圧力および温度を検知する絶対圧力計および温度計
と、燃料ガスの質量流量一定の条件で、前記差圧計によ
り検知された前記層流流量計の差圧と、前記絶対圧力計
および温度計により検知された流入（流出）口の絶対圧
力値および温度値とから前記層流流量計を流れる燃料ガ
スの標準状態における容積流量を算出し、燃料ガスの熱
量を、前記層流流量計の流入・流出口における絶対圧力
の関数と差圧値の積算値に逆比例した量として演算する
演算器とにより構成したことを特徴とする熱量計を提供
するものである。
するためになされたもので、混合ガスの熱量は、密度に
比例し、定圧比熱、年度に逆比例する物性があり、これ
を熱式流量計と層流流量計の各々の流量測定原理に適用
することにより簡易で正確な熱量計を提供することを目
的としたもので、その要旨とするところは、燃料ガスが
層流で流れる流管を有し、該流管の流入、流出口におけ
る絶対圧力の関数で、差圧に比例した体積流量を求める
層流流量計と、該層流流量計に直列接続され、燃料ガス
が層流で流れる流管および該流管の一部を加熱する加熱
手段を有し、該加熱手段の前・後流間に生ずる温度差に
比例して質量流量を求める熱式流量計と、直列接続され
た前記層流流量計と熱式流量計とを収容し、内壁が熱良
導体で囲まれた保温槽と、前記熱式流量計を流れる燃料
ガスの質量流量を一定に設定制御する流量設定制御手段
と、前記層流流量計の流入口と流出口間の差圧を検知す
る差圧計と、該層流流量計の流入（流出）口における絶
対圧力および温度を検知する絶対圧力計および温度計
と、燃料ガスの質量流量一定の条件で、前記差圧計によ
り検知された前記層流流量計の差圧と、前記絶対圧力計
および温度計により検知された流入（流出）口の絶対圧
力値および温度値とから前記層流流量計を流れる燃料ガ
スの標準状態における容積流量を算出し、燃料ガスの熱
量を、前記層流流量計の流入・流出口における絶対圧力
の関数と差圧値の積算値に逆比例した量として演算する
演算器とにより構成したことを特徴とする熱量計を提供
するものである。
実 施 例 現在都市ガスとして使用されている燃料ガスは、液化天
然ガス（以下単にLNGと呼ぶ）を基ガスとして所定熱量
を得るためにプロパン、ブタン等の高熱量の炭化水素ガ
スを混合している。すなわちLNGはメタンを主成分とし
ているが、各産地によりメタンの含有量が異なり、従っ
て、熱量も異なっているので、各産地のLNGに混合され
るプロパン、ブタンガスの配分量が定められている。こ
れら混合ガスの熱量は密度ρ、定圧比熱Cp（以下単に比
熱と呼ぶ）と粘度μに関係する。
然ガス（以下単にLNGと呼ぶ）を基ガスとして所定熱量
を得るためにプロパン、ブタン等の高熱量の炭化水素ガ
スを混合している。すなわちLNGはメタンを主成分とし
ているが、各産地によりメタンの含有量が異なり、従っ
て、熱量も異なっているので、各産地のLNGに混合され
るプロパン、ブタンガスの配分量が定められている。こ
れら混合ガスの熱量は密度ρ、定圧比熱Cp（以下単に比
熱と呼ぶ）と粘度μに関係する。
第３図は、燃料ガスの熱量を横軸に、密度ρ、比熱Cp、
粘度μを縦軸に示した実測値で、図示のごとく、混合ガ
スの熱量は密度との比例係数は正で、比熱、粘度との比
例係数は負であるという関係がある。
粘度μを縦軸に示した実測値で、図示のごとく、混合ガ
スの熱量は密度との比例係数は正で、比熱、粘度との比
例係数は負であるという関係がある。
第４図は、熱式流量計８の原理構成を示す図で、図にお
いて、8aは熱伝導性の優れた流管で、該流管内には矢標
方向から密度ρ、比熱Cpの燃料ガス等の流体が流量Ｑ、
レイノズル数200以下の層流で流通している。8bは流管8
a中央部に巻回された抵抗線からなる加熱ヒータで、端
子8b1,8b2より一定電力で加熱されている。8c,8dは抵抗
線で、各々ヒータ8bの前後流の流管8aに巻回しており、
流量Ｑ＝０のとき各々等しい抵抗値をもっていて、流れ
による熱伝導により変化する抵抗値の変化を、該抵抗8
c,8dを各々ブリッジの２辺としたブリッジ回路により質
量流量に比例した電圧値を求める。端子8c1,8d1,8d2は
図示しないブリッジ回路の端子を示すものである。すな
わち、熱式流量計の流管8aの管壁から流体へ熱伝導は流
体の層流協会層を通して行われ、且つ、該層流境界層の
厚さに比例することから、ブリッジ出力Ｖは比例定数を
K1として、 Ｖ＝K1CpρＱ ……（１） の関係があることが知られ、既知の比熱Cpの流体であれ
ば、質量流量ρＱに比例した出力Ｖが得られる。
いて、8aは熱伝導性の優れた流管で、該流管内には矢標
方向から密度ρ、比熱Cpの燃料ガス等の流体が流量Ｑ、
レイノズル数200以下の層流で流通している。8bは流管8
a中央部に巻回された抵抗線からなる加熱ヒータで、端
子8b1,8b2より一定電力で加熱されている。8c,8dは抵抗
線で、各々ヒータ8bの前後流の流管8aに巻回しており、
流量Ｑ＝０のとき各々等しい抵抗値をもっていて、流れ
による熱伝導により変化する抵抗値の変化を、該抵抗8
c,8dを各々ブリッジの２辺としたブリッジ回路により質
量流量に比例した電圧値を求める。端子8c1,8d1,8d2は
図示しないブリッジ回路の端子を示すものである。すな
わち、熱式流量計の流管8aの管壁から流体へ熱伝導は流
体の層流協会層を通して行われ、且つ、該層流境界層の
厚さに比例することから、ブリッジ出力Ｖは比例定数を
K1として、 Ｖ＝K1CpρＱ ……（１） の関係があることが知られ、既知の比熱Cpの流体であれ
ば、質量流量ρＱに比例した出力Ｖが得られる。
第５図は、層流流量計５の原理を示す図で、5aは層流流
量Ｑが流通する半径γ、長さｌの流管、６は差圧計で流
入絶対圧P1、流出絶対圧P2としたときの層流流量計の圧
力差ΔＰを測定する。
量Ｑが流通する半径γ、長さｌの流管、６は差圧計で流
入絶対圧P1、流出絶対圧P2としたときの層流流量計の圧
力差ΔＰを測定する。
ハーゲンポアゼイユの式によれば、流量Ｑは であらわされる。該層流流量計５と前記熱式流量計８と
を直列に連続して燃料ガスを流通すると、（１）式に
（２）式を代入することが可能となり、下記（３）式が
得られる。
を直列に連続して燃料ガスを流通すると、（１）式に
（２）式を代入することが可能となり、下記（３）式が
得られる。
一方、第３図の燃料ガスの熱量と物性との関数から下記
（ａ），（ｂ），（ｃ）が得られる。
（ａ），（ｂ），（ｃ）が得られる。
（ａ）燃料ガス密度ρと熱量Ｈとの関係 ρ＝K3H（K3:定数） ……（４） （ｂ）燃料ガス比熱Cpと熱量Ｈとの関係 Cp＝−K4/H（K4:定数） ……（５） （ｃ）燃料ガス粘度μと熱量Ｈとの関係 μ＝−K5/H（K5:定数） ……（６） いま出力Ｖを一定に制御し、定数として扱う場合、
（４），（５），（６）式から （但し、K1,K2,K3,K4,K5は正、Ｋ＝K5V×（K1K2K3K4）
-1 が得られ、これから燃料ガスの熱量Ｈは層流流量計の流
入圧P1、流出圧P2に関連したΔＰに逆比例した関係とし
て演算可能となる。
（４），（５），（６）式から （但し、K1,K2,K3,K4,K5は正、Ｋ＝K5V×（K1K2K3K4）
-1 が得られ、これから燃料ガスの熱量Ｈは層流流量計の流
入圧P1、流出圧P2に関連したΔＰに逆比例した関係とし
て演算可能となる。
第１図は、叙上の原理を具現する本発明の熱量計の構成
を示す図で、図において、１は被測燃料ガスを流通する
流路、２は燃料ガスの圧力を一定圧力に減圧する減圧
弁、３はフイルタ、4,4aは圧力計、12は槽内の温度を均
一に保温する熱良導材の例えばアルミニウムからなる保
温槽、5,8は該保温槽内に、直列に接続され収納される
前述の各々層流流量計、熱式流量制御計で、熱式流量制
御計８は熱式流量計8Aと制御弁8Bとからなっており、層
流流量計５、熱式流量計8Aは前述の原理に基づくもので
ある。９は熱式流量制御計８の流量出力を一定に設定す
る流量設定制御装置で、最大流量を100％として百分率
で流量出力を設定し、設定された質量流量に制御され
る。図示の熱式流量制御計８は後述する流量設定制御装
置の信号に基づいて流量を制御する弁および弁駆動手段
を備えている。６は層流流量計の流入側圧力P1と流出側
P2の差圧ΔＰを測定する差圧計、７は流入側圧力P1の絶
対圧を測定する絶対圧力計である。流出側圧力P2は、前
記差圧ΔＰと、流入側圧力P1とから算出される。なお、
絶対圧力計７により流出側圧力P2を測定し、前記のごと
く、流入側圧力P1を流出側圧力P2と差圧ΔＰとから算出
してもよい。11は層流流量計５へ流入する燃料ガスの温
度を測定する温度計で白金抵抗線、熱電対等の測温体で
構成される。7a,11aは各々絶対圧力計７および温度計11
の信号に基づいて測定値を表示し、伝送する機能を有す
る絶対圧力表示器および温度表示器である。
を示す図で、図において、１は被測燃料ガスを流通する
流路、２は燃料ガスの圧力を一定圧力に減圧する減圧
弁、３はフイルタ、4,4aは圧力計、12は槽内の温度を均
一に保温する熱良導材の例えばアルミニウムからなる保
温槽、5,8は該保温槽内に、直列に接続され収納される
前述の各々層流流量計、熱式流量制御計で、熱式流量制
御計８は熱式流量計8Aと制御弁8Bとからなっており、層
流流量計５、熱式流量計8Aは前述の原理に基づくもので
ある。９は熱式流量制御計８の流量出力を一定に設定す
る流量設定制御装置で、最大流量を100％として百分率
で流量出力を設定し、設定された質量流量に制御され
る。図示の熱式流量制御計８は後述する流量設定制御装
置の信号に基づいて流量を制御する弁および弁駆動手段
を備えている。６は層流流量計の流入側圧力P1と流出側
P2の差圧ΔＰを測定する差圧計、７は流入側圧力P1の絶
対圧を測定する絶対圧力計である。流出側圧力P2は、前
記差圧ΔＰと、流入側圧力P1とから算出される。なお、
絶対圧力計７により流出側圧力P2を測定し、前記のごと
く、流入側圧力P1を流出側圧力P2と差圧ΔＰとから算出
してもよい。11は層流流量計５へ流入する燃料ガスの温
度を測定する温度計で白金抵抗線、熱電対等の測温体で
構成される。7a,11aは各々絶対圧力計７および温度計11
の信号に基づいて測定値を表示し、伝送する機能を有す
る絶対圧力表示器および温度表示器である。
10は前記（７）式に基づいて燃料ガスの熱量を演算する
演算器、10aは演算器10の演算結果による燃料ガスの熱
量を表示する発熱量表示器である。12は熱良導体、例え
ばアルミニウム等で構成される保温槽で、層流熱量計５
と熱式流量制御計８を収容し、該保温槽内の温度を速や
かに一定に保温する。1aは、前記フィルタ３を経て層流
流量計５に流入する燃料ガスの温度を、保温槽12内の温
度にするための熱交換を行なうスパイラル状に巻回され
た導管で、熱交換の他に、層流流量計５、熱式流量制御
計８とに、保温槽に収容した場合に不要な配管ひずみを
排除する効果も与える。
演算器、10aは演算器10の演算結果による燃料ガスの熱
量を表示する発熱量表示器である。12は熱良導体、例え
ばアルミニウム等で構成される保温槽で、層流熱量計５
と熱式流量制御計８を収容し、該保温槽内の温度を速や
かに一定に保温する。1aは、前記フィルタ３を経て層流
流量計５に流入する燃料ガスの温度を、保温槽12内の温
度にするための熱交換を行なうスパイラル状に巻回され
た導管で、熱交換の他に、層流流量計５、熱式流量制御
計８とに、保温槽に収容した場合に不要な配管ひずみを
排除する効果も与える。
８は、バイパス形の熱式流量計8Aと、該熱式流量計の出
力を設定された値に制御する制御弁8Bとを一体構成した
熱式流量制御計である。
力を設定された値に制御する制御弁8Bとを一体構成した
熱式流量制御計である。
第６図は、バイパス形の熱式流量計8Aの原理構成図で、
81は燃料ガスの流通する主流管で、中央に層流素子83を
嵌挿している。82は前記主流管81の層流素子83前後流部
管壁81a,81bに開口するバイパス管で、該バイパス管82
には第３図の熱式流量計におけるヒータ80b、抵抗線80
c,80dが巻回され、バイパス形熱式流量計を構成してい
る。抵抗R1,R2は抵抗線80c,80dとで構成されるブリッジ
の２辺をなす抵抗、Ｅは該ブリッジに印加される電源で
ある。ブリッジ回路出力は叙上の如くバイパス管82が質
量流量を計測するものであるが、該バイパス管82および
主流管81内の流れは共に層流であるから、主流管81を流
通する質量流量は主流量81とバイパス管82の面積比で定
められる。
81は燃料ガスの流通する主流管で、中央に層流素子83を
嵌挿している。82は前記主流管81の層流素子83前後流部
管壁81a,81bに開口するバイパス管で、該バイパス管82
には第３図の熱式流量計におけるヒータ80b、抵抗線80
c,80dが巻回され、バイパス形熱式流量計を構成してい
る。抵抗R1,R2は抵抗線80c,80dとで構成されるブリッジ
の２辺をなす抵抗、Ｅは該ブリッジに印加される電源で
ある。ブリッジ回路出力は叙上の如くバイパス管82が質
量流量を計測するものであるが、該バイパス管82および
主流管81内の流れは共に層流であるから、主流管81を流
通する質量流量は主流量81とバイパス管82の面積比で定
められる。
第７図は、制御弁8Bの原理構造を示す図で図において、
102は、前記流量設定制御装置９の比較信号に応じた電
流で駆動されるコイルで、継鉄103を有するケーシング1
01に収納され、バイパス型熱式流量計8Aに連通する主流
管81を流通する燃料ガス流量Ｑを上下流81a,81bに区分
する弁孔108を穿設する弁座107と協働する弁106を電磁
駆動する。弁106は板ばね105で弾性支持され、コイル10
2の励磁電流に応じて電磁力を受けるブランジャ104に一
体構成される。尚、プランジャ104は該プランジャ104に
作用する電磁力と板ばね105の弾性力と平衡する変位を
受ける。
102は、前記流量設定制御装置９の比較信号に応じた電
流で駆動されるコイルで、継鉄103を有するケーシング1
01に収納され、バイパス型熱式流量計8Aに連通する主流
管81を流通する燃料ガス流量Ｑを上下流81a,81bに区分
する弁孔108を穿設する弁座107と協働する弁106を電磁
駆動する。弁106は板ばね105で弾性支持され、コイル10
2の励磁電流に応じて電磁力を受けるブランジャ104に一
体構成される。尚、プランジャ104は該プランジャ104に
作用する電磁力と板ばね105の弾性力と平衡する変位を
受ける。
次に、以上の構成になる第１図に示した本発明の熱量計
の動作について述べる。まず、図示しない燃料ガス源か
ら矢印Ｆ方向に、所定圧力の燃料ガスが流管１内を流通
し、減圧弁２により略々一定の圧力に減圧された後、フ
ィルタ３により、燃料ガスに混入した微粒子を除去し、
保温槽12内に流入しスパイラル状の導管1aを経て、層流
流量計５に流入するまでに燃料ガスは保温槽12の温度Ｔ
に保たれる。層流流量計５の流入圧力P1は絶対圧力で検
知され、該流入圧力P1と差圧ΔＰとの計測値は演算器10
にインプットされ流出圧力P2が算出される。このとき前
記（２）式であらわした層流流量計５内を流通する燃料
ガスの容積流量は、流入温度Ｔ、絶対流入圧力P1、流出
絶対圧力P2および差圧ΔＰ等により標準状態における流
量をあらわすものとなる。熱式流量制御計８により測定
される燃料ガスの質量流量は、標準状態における容積流
量と正確に対応するものであるから前記（３）式が満足
され、更に（７）式の演算における既知の絶対圧力P1,P
2とから燃料ガスの熱量Ｈは、層流流量計５の差圧ΔＰ
の逆数に比例した量として発熱量表示器10aに表示する
ことができる。
の動作について述べる。まず、図示しない燃料ガス源か
ら矢印Ｆ方向に、所定圧力の燃料ガスが流管１内を流通
し、減圧弁２により略々一定の圧力に減圧された後、フ
ィルタ３により、燃料ガスに混入した微粒子を除去し、
保温槽12内に流入しスパイラル状の導管1aを経て、層流
流量計５に流入するまでに燃料ガスは保温槽12の温度Ｔ
に保たれる。層流流量計５の流入圧力P1は絶対圧力で検
知され、該流入圧力P1と差圧ΔＰとの計測値は演算器10
にインプットされ流出圧力P2が算出される。このとき前
記（２）式であらわした層流流量計５内を流通する燃料
ガスの容積流量は、流入温度Ｔ、絶対流入圧力P1、流出
絶対圧力P2および差圧ΔＰ等により標準状態における流
量をあらわすものとなる。熱式流量制御計８により測定
される燃料ガスの質量流量は、標準状態における容積流
量と正確に対応するものであるから前記（３）式が満足
され、更に（７）式の演算における既知の絶対圧力P1,P
2とから燃料ガスの熱量Ｈは、層流流量計５の差圧ΔＰ
の逆数に比例した量として発熱量表示器10aに表示する
ことができる。
第２図は、本発明の熱量計における他の実施例を示すも
ので、第１図の熱式流量制御計８を熱式流量計8Aと制御
弁8Bとを分離し、制御弁8Bを保温槽12の外部に配設し、
弁制御用コイル102の駆動により発熱し、保温槽12内の
温度が変動するのを防ぐことを目的とするもので、図示
のものは、層流流量計５と、熱式流量計8Aは燃料ガスの
流れに対して第１図とは配置は異なっているが、第１図
と同様に熱式流量計8Aの下流側の保温槽に外部に配置し
てもよい。
ので、第１図の熱式流量制御計８を熱式流量計8Aと制御
弁8Bとを分離し、制御弁8Bを保温槽12の外部に配設し、
弁制御用コイル102の駆動により発熱し、保温槽12内の
温度が変動するのを防ぐことを目的とするもので、図示
のものは、層流流量計５と、熱式流量計8Aは燃料ガスの
流れに対して第１図とは配置は異なっているが、第１図
と同様に熱式流量計8Aの下流側の保温槽に外部に配置し
てもよい。
効果 叙上のごとく本発明の熱量計によれば、層流流量計によ
る燃料ガスの容積流量を標準状態の流量に換算できるの
で、流れ状態の変動に影響されず簡単な手段により高精
度に混合燃料ガスの熱量を計測できる。また、保温槽を
熱良導体としたので、保温槽内の温度変化も小さくな
り、安定した熱量を計測でき、簡易熱量計として基準熱
量計の補助手段を安価に提供することができる。
る燃料ガスの容積流量を標準状態の流量に換算できるの
で、流れ状態の変動に影響されず簡単な手段により高精
度に混合燃料ガスの熱量を計測できる。また、保温槽を
熱良導体としたので、保温槽内の温度変化も小さくな
り、安定した熱量を計測でき、簡易熱量計として基準熱
量計の補助手段を安価に提供することができる。
第１図は、本発明による熱量計の一実施例を示す構成
例、第２図は、他の実施例を示す構成例、 第３図は、燃料ガスの物性と熱量との関係を示す図、第
４図は、熱式流量計の原理図、第５図は、層流流量計の
原理図、第６図は、バイパス形熱式流量計の原理図、第
７図は、制御弁の原理図である。 １……流路、５……層流流量計、６……差圧計、７……
絶対圧力計、7a……絶対圧力表示器、8,8A,……熱式流
量計、９……流量設定制御装置、10……演算器、11……
測温体、10a……発熱量表示器、12……保温槽。
例、第２図は、他の実施例を示す構成例、 第３図は、燃料ガスの物性と熱量との関係を示す図、第
４図は、熱式流量計の原理図、第５図は、層流流量計の
原理図、第６図は、バイパス形熱式流量計の原理図、第
７図は、制御弁の原理図である。 １……流路、５……層流流量計、６……差圧計、７……
絶対圧力計、7a……絶対圧力表示器、8,8A,……熱式流
量計、９……流量設定制御装置、10……演算器、11……
測温体、10a……発熱量表示器、12……保温槽。
Claims (4)
- 【請求項１】燃料ガスが層流で流れる流管を有し、該流
管の流入、流出口における絶対圧力の関数で、差圧に比
例した体積流量を求める層流流量計と、該層流流量計に
直列接続され、燃料ガスが層流で流れる流管および該流
管の一部を加熱する加熱手段を有し、該加熱手段の前・
後流間に生ずる温度差に比例して質量流量を求める熱式
流量計と、直列接続された前記層流流量計と熱式流量計
とを収容し、内壁が熱良導体で囲まれた保温槽と、前記
熱式流量計を流れる燃料ガスの質量流量を一定に設定制
御する流量設定制御手段と、前記層流流量計の流入口と
流出口間の差圧を検知する差圧計と、該層流流量計の流
入（流出）口における絶対圧力および温度を検知する絶
対圧力計および温度計と、燃料ガスの質量流量一定の条
件で、前記差圧計により検知された前記層流流量計の差
圧と、前記絶対圧力計および温度計により検知された流
入（流出）口の絶対圧力値および温度値とから前記層流
流量計を流れる燃料ガスの標準状態における容積流量を
算出し、燃料ガスの熱量を、前記層流流量計の流入・流
出口における絶対圧力の関数と差圧値の積算値に逆比例
した量として演算する演算器とにより構成したことを特
徴とする熱量計。 - 【請求項２】前記熱式流量計を、層流素子を有する主流
管と、該主流管のバイパス流路をなす細管と、該加熱手
段の前、後流部間の温度差を検知する温度差検知手段と
から構成したことを特徴とする請求項第１項記載の熱量
計。 - 【請求項３】前記保温槽の熱良導体をアルミニウム又
は、銅としたことを特徴とする請求項第１項または第２
項記載の熱量計。 - 【請求項４】熱式流量計と直列接続し、該熱式流量計の
出力一定とする制御弁を有する質量流量制御手段を保温
槽外部に配設した請求項１乃至３項記載の熱量計。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205378A JPH0781918B2 (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 熱量計 |
| CA002044197A CA2044197C (en) | 1990-08-02 | 1991-06-10 | Calorimeter |
| US07/713,233 US5167450A (en) | 1990-08-02 | 1991-06-10 | Calorimeter |
| DE69121815T DE69121815T2 (de) | 1990-08-02 | 1991-06-11 | Kalorimeter |
| EP91201450A EP0469649B1 (en) | 1990-08-02 | 1991-06-11 | Calorimeter |
| KR1019910011638A KR970007816B1 (ko) | 1990-08-02 | 1991-07-09 | 열량계 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205378A JPH0781918B2 (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 熱量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0489538A JPH0489538A (ja) | 1992-03-23 |
| JPH0781918B2 true JPH0781918B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16505838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2205378A Expired - Lifetime JPH0781918B2 (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 熱量計 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5167450A (ja) |
| EP (1) | EP0469649B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0781918B2 (ja) |
| KR (1) | KR970007816B1 (ja) |
| CA (1) | CA2044197C (ja) |
| DE (1) | DE69121815T2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5807749A (en) * | 1992-10-23 | 1998-09-15 | Gastec N.V. | Method for determining the calorific value of a gas and/or the Wobbe index of a natural gas |
| EP0616210A1 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-21 | Ciba-Geigy Ag | Flow cell for calorimetric measurements |
| DE19846970C1 (de) * | 1998-10-12 | 2000-08-31 | Trilog Thermotechnik Gmbh | Vorrichtung zur Messung von gefühlter Temperatur |
| DE19918901C1 (de) * | 1999-04-26 | 2001-05-03 | Franz Durst | Vorrichtung zur Einstellung des Oxydationsmittel/Brennstoffgemisches in der Zuleitung eines Brenners |
| EP1164361A1 (de) | 2000-06-14 | 2001-12-19 | Abb Research Ltd. | Gaszähler |
| FR2818746B1 (fr) * | 2000-12-26 | 2003-03-28 | Gaz De France | Procede et dispositif d'evaluation de l'indice de wobbe d'un gaz combustible |
| DE10114901A1 (de) * | 2001-03-26 | 2002-10-10 | Invent Gmbh Entwicklung Neuer Technologien | Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Luftzahl |
| DE10122039B4 (de) * | 2001-05-07 | 2010-10-07 | E.On Ruhrgas Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Brennwertes eines Gases |
| EP1265068A1 (de) * | 2001-06-05 | 2002-12-11 | Abb Research Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Änderung des Heizwertes eines Gasgemisches |
| EP1411355A1 (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-21 | Emerson Electric Co. | Method and device for determining a characteristic value that is representative of the condition of a gas |
| US7651263B2 (en) * | 2007-03-01 | 2010-01-26 | Advanced Energy Industries, Inc. | Method and apparatus for measuring the temperature of a gas in a mass flow controller |
| JP2009162128A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Yamatake Corp | 燃料供給装置 |
| JP2016122346A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | 株式会社東芝 | 空気供給システム |
| KR101656336B1 (ko) * | 2015-07-15 | 2016-09-09 | 한국표준과학연구원 | 천연가스 열량계 및 이를 이용한 열량 측정 방법 |
| US11300535B2 (en) * | 2019-04-05 | 2022-04-12 | Honeywell International Inc. | Integrated sensor apparatus with pressure sensing element and flow sensing element |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2928739C2 (de) * | 1979-07-17 | 1981-03-19 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen | Verfahren und Vorrichtung zur verbrennungslosen Messung und/oder Regelung der Wärmemengenzufuhr zu Gasverbrauchseinrichtungen |
| US4386858A (en) * | 1979-12-20 | 1983-06-07 | Honeywell Inc. | Method and apparatus for determining the heat content of gaseous fuels |
| FR2640754B2 (fr) * | 1985-06-18 | 1991-02-22 | Elf Aquitaine | Perfectionnement a un procede et a une installation pour la mesure du pouvoir calorifique de gaz combustible |
| US4809190A (en) * | 1987-04-08 | 1989-02-28 | General Signal Corporation | Calorimetry system |
| JPH06100510B2 (ja) * | 1989-07-05 | 1994-12-12 | 東京瓦斯株式会社 | 熱量計 |
-
1990
- 1990-08-02 JP JP2205378A patent/JPH0781918B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-06-10 CA CA002044197A patent/CA2044197C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-10 US US07/713,233 patent/US5167450A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-11 DE DE69121815T patent/DE69121815T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-11 EP EP91201450A patent/EP0469649B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-09 KR KR1019910011638A patent/KR970007816B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0469649A2 (en) | 1992-02-05 |
| KR970007816B1 (ko) | 1997-05-17 |
| DE69121815D1 (de) | 1996-10-10 |
| US5167450A (en) | 1992-12-01 |
| DE69121815T2 (de) | 1997-03-27 |
| CA2044197C (en) | 1997-03-04 |
| JPH0489538A (ja) | 1992-03-23 |
| KR920004821A (ko) | 1992-03-28 |
| EP0469649B1 (en) | 1996-09-04 |
| EP0469649A3 (en) | 1993-10-27 |
| CA2044197A1 (en) | 1992-02-03 |
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