JPS6276437A - 蒸気乾き度を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に蒸気の分析方法および装置に関し、特に
蒸気系統における蒸気の乾き度したがって蒸気の熱量ま
たはエネルギー量をモニタし決定するための方法および
装置に関する。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする問題点〕

蒸気系統は、主として工業において、熱を発生しそれを
各所に送り、そこでその熱エネルギーを有用な仕事に使
用するために利用される。もちろん伝達される熱エネル
ギーの量は、行われる仕事量に直接関連する。従って、
蒸気発生器においては、蒸気系統によって伝達される熱
エネルギー量を考慮する必要があり、また蒸気使用者は
その熱エネルギー量に対して支払を行うものであろう伝
達される熱エネルギー量を正確に計算しない限り、蒸気
系統の効率的で正確な管理はできない。

従来、かかる蒸気系統の管理には、多（の仮定が伴われ
てきたが、これらは推測の域を出ていない。また、現在
の蒸気タービンなどの装置は非常に複雑な機械であり精
妙な制御が求められる。このような装置に送り込まれる
蒸気の状態は、最適効率を実現し保守を軽減しようとす
る場合、非常に重要となる。従って、蒸気系統の各所に
おいて・流れる蒸気の熱エネルギー量を測定しモニタす
るための実用的な方法および装置が大いに求められてい
る。しかしながら、従来はかかる実用的な方法および装
置が無かった。

飽和蒸気がエネルギーを放出すると復水が発生され、そ
の蒸気の基本的な性質が変化する。過熱蒸気や飽和蒸気
は単一で均一な蒸気であるが、湿り蒸気は液相の水粒子
と水蒸気との混合である。

これら液相の水粒子と水蒸気とは、同一温度において蒸
気系統内に共存する。この状態は、二相流として知られ
るものである。熱交換器におけるように、ｌ？り蒸気か
らエネルギーが多量に抽出されると、多量の蒸気が水粒
子として凝縮し、最終的に液相の水のみが残る。この時
点で、有効エネルギーの大部分が蒸気から抽出されてい
る。

飽和蒸気または過飽和蒸気のエネルギー量または熱量は
、蒸気系統の温度測定および（または）圧力測定から容
易に決定することができる。ただし、二相流が存在する
湿り蒸気系統においては、この決定は容易でない。湿り
蒸気などの二相流の流れを支配する物理的現象は十分に
理解されていない。熱力学および流体力学の法則から得
られる単純化された数学的モデルは、重相の液体や気体
の流れを予測するには有効であるが、二相共存には応用
できない。

流れている条件下にある湿り蒸気を収容するパイプ内に
おける液相の水粒子の分布は、極めて予測が難しく、パ
イプ形状、流れの方向、温度などによって変化する。水
粒子相および水蒸気相は、それぞれ異なる流速で流れ、
−Ｃに水粒子は水蒸気よりも遅い。時には液相の水の小
さな粒がほぼ均一に分布して水蒸気中を流れるが、時に
は液相の水の粒が結合して大きな塊を形成しパイプを流
れる。液相の水のこのような塊は、かくはん流または乱
流となってパイプ中を無定形に延び広がる。

また、ある条件下では、液相の水の薄膜が前記したよう
な他の形態の流れとともに、パイプの内面に沿って流れ
る。これら変化し予測しがたい流れの現象は、困難で未
解決の測定問題を提起する。

二相流の理想的モデルを扱った論文は多数あるが、工業
的に実用化されるような結果をもたらしたものはない。

湿り蒸気に含まれる総エネルギーは、水粒子用と水蒸気
相との合計エネルギーに等しい。蒸気乾き度Ｑは、それ
ら各相の重量比を定義するものである。このため、湿り
蒸気系統のエヱルギー量または熱量は、蒸気乾き度の関
数であり、蒸気乾き度Ｑは、蒸気系統の所定容積■。に
含まれる蒸気量Ｍｖと液相の総質量Ｍｔとの比で定義さ
れる。

液相の水粒子中の熱エネルギーと水蒸気中の熱エネルギ
ーとは、ともに温度の関数として十分に確立されている
ので、蒸気乾き度Ｑを正確に測定することにより、湿り
蒸気のサンプル中に含まれるエネルギーを理論的に決定
することは可能である。

しかし、従来は、商業用または工業用の蒸気系統におい
て、蒸気乾き度を信頼性をもって持続的に測定ないし決
定するために使用できる装置や技術はなかった。蒸気乾
き度を測定できないため、多くの工業用の蒸気系統は非
効率的に運転されており、蒸気系統の多数の蒸気使用者
のエネルギー使用量を計算することは非常に難しく、ま
た蒸気系統によって使用点に送出される実際の熱エネル
ギーをモニタすることは不可能に近かった。

従って、本発明の基本的な目的は、湿り蒸気の乾き度、
すなわち蒸気中のエネルギーを決定するための方法およ
び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、流れる湿り蒸気系統において、蒸
気乾き度を決定することのできる方法および装置を提供
することである。

本発明の他の目的は、蒸気系統中の選択箇所における蒸
気乾き度を決定しモニタするために、工業用湿り蒸気送
出系統で使用可能な方法および装置を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、工業用蒸気送出系統において、蒸
気乾き度を決定しモニタするための、正確で信頼性があ
りしかも安価で使用が容易な方法および装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的および利点は、下記にその一部を説明
しており、当業者は下記説明を考察することにより、あ
るいは本発明を実施することによってそれを理解するこ
とができよう。本発明の目的および特徴は、特許請求の
範囲に記載の手段によってまたはその組み合わせによっ
て実現可能なものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕前記および
その他目的を実現するために、本発明の方法は、湿り蒸
気または湿り蒸気の代表サンプルを採集して密度計を通
過させ、該湿り蒸気のかさ密度または単位容積質量を決
定する段階と、蒸気の温度を測定し蒸気密度または蒸気
相の質量を決定する段階と、これらに基づき蒸気乾き度
を決定する段階とからなる。本方法は、連続する管また
はチャンバ内に蒸気を通過させ、該チャンバを振動させ
、振動する管またはチャンバの基本振動数を決定し、こ
の基本振動数の関数としてかさ密度を決定する段階を含
む。また本方法は、コンピュータを使用して、温度と基
本振動数とをモニタし、蒸気乾き度を計算してそれを出
力し、振動数を制御する。本方法の強化形態では、蒸気
パイプをより小径にスェージ加工しまたは減少させ、該
スェージにおいて蒸気パイプの内部表面から液相膜を剥
離し、サンプリング箇所において蒸気相と液相との均一
な混合を得る段階を含む。

さらに、前記およびその他目的を実行するために、また
前記本発明の方法を実行するために、本発明の装置は、
蒸気乾き度を決定するために必要ながさ密度と蒸気密度
とを得るための連続流れ密度計と温度検出装置とからな
る。前記密度計は、共通質量の端部ノードに取り付けら
れた２本の管と、これら管を振動させるための磁気コイ
ルと、前記振動を測定するために前記管の一方に取り付
けられた歪ゲージとからなる。

前記温度検出器と歪ゲージとには、それらの測定をモニ
タするためにコンピュータが接続される。

該コンピュータは、コイル駆動側？ゴ■にも接続され、
湿り蒸気が接続構造部を通過する際に、前記管および接
続構造部の基本振動数または共振振動数を含む振動数帯
域において振動数を変化させる。またこのコンピュータ
は、蒸気乾き度と関連データとを迅速に計算して出力す
る。

本装置は、サンプリング構造も含む。このサンプリング
構造は、主蒸気系統パイプから湿り蒸気の代表ザンブル
を分岐させ、それを密度計チャンバに通過させ、最後に
それを蒸気系統パイプに戻す。パイプリデューサまたは
スエージ力、プリングおよび膜剥離器は、サンプリング
構造に隣接してその」１流の主蒸気パイプ内に位置され
、サンプリング位置において、液相と蒸気相とが完全に
混合されることを助ける。

〔実施例〕　　　　゛ 添付図面は、本明細書の一部を構成するものであり、本
発明の好適実施例を示す。これら図面を参照して本発明
の原理を以下に説明する。

本発明に基づく蒸気乾き度肝１０は、第１図に示すよう
に、一般的な蒸気分配系統内の蒸気流路Ｓに取り付けら
れる。二相流体の流れが存在する湿り蒸気系統において
、蒸気乾き度すなわち熱量または工２、ルギー量を決定
しモニタするための本発明の方法および装置を理解する
ために、本発明の基礎となる理論を節単に説明する。

前記したように、液相の水における熱エネルギーと水蒸
気相における熱エネルギーとがこれら相の温度および質
量の関数であることは、十分に確立されている。蒸気乾
き度Ｑは、液相および蒸気相の質量に関係して表わされ
るため、湿り蒸気の聡熱エネルギーは、蒸気乾き度Ｑの
関数である。

従って、流れる湿り蒸気についての蒸気乾き度Ｑを正確
に測定できれば、その流れる湿り蒸気中の熱エネルギー
は、既知のエンタルピ関係式を利用して正確に決定する
ことができる。

容積■。の湿り蒸気についての蒸気乾き度Ｑは、容積Ｖ
。に含まれる蒸気の質量Ｍｖと、その容積中の流体の！
、８質量Ｍ　ｔとの比率で定義されるため、次のように
表わせる。

Ｑ＝Ｍｖ　／Ｍｔ−Ｍｖ（Ｍｖ＋ＭＬ　）　　　　（１
）本発明の方法および装置は、液相と蒸気相との間の密
度関係と、前記容積中の全液体のかさ密度とを利用して
、蒸気乾き度Ｑを決定する。湿り蒸気のかさ密度βは次
のように定義される。

β−Ｍ、／Ｖ。　　　　　　　　　　　　（２）総質量
ＭＬは蒸気質量Ｍｖと液体質量ＭＬとの合計に等しいの
で、次のようになる。

９　＝　（Ｍｖ　＋　ＭＬ　）　／　ＶＯ＝　（Ｍｖ　
／Ｖｏ　）＋　（ＭＬ　／ＶＯ）　　　（３）各相が占
める容積も重要であり、蒸気容積■９と聡容ｆｆｉ　Ｖ
。との間の関係は、空隙率αとして次のように表わすこ
とができる。

α−Ｖｖ／Ｖｏ　　　　　　　　　　　　　　（４）総
容積■。は、液体容積■、と蒸気容積■７との合計であ
るから次のようになる。

ｖ、＝ｖＬ＋ｖｖ　　　　　　　　　　　　（５）Ｖ、
−Ｖ。−ｖｖ　　　　　　　　　　　　（６）第（４）
式から次が得られる。

■、−αｖ、　　　　　　　　　　　　　　（７）従っ
て、第（６）式および第（７）式を結合して次が得られ
る。

Ｖ　Ｌ　　＝　Ｖ　ｏ　　−αｖｏ　　−（１−α）ｖ
ｏ　　　（８）密度は、単位容積あたりの質量であるか
ら次のようになる。

ρＬ＝ＭＬ／ＶＬおよびρＶ＝ＭＶ／ＶＶ　　　（８，
１）従って、液体質量ＭＬと蒸気質量Ｍｖとを密度で表
わせば次のようになる。

ＭＬ−ρＬ　Ｖ　ＬおよびＭ　ｖ　＝ρｖＶｖ　　　　
　（８，２）総容積■。で表わせば次の通りである。

ＭＬ−ρＬ（１−α）Ｖｏ　　　　　　　　（９）Ｍｖ
−ρ９αｖ、　　　　　　　　　　　　　（１０）第（
９）式、第（１０）式から次の関係が成り立つ。

ＭＬ／ＶＯ−ρＬ（１−α）　　　　　　　　（１１）
Ｍｖ／Ｖｏ−ρ７α　　　　　　　　　　（１２）第（
１１）式および第（１３）式を第（３）式に結合すれば
、かさ密度βは空隙率αによって次のように表わされる
。

β−ρ９α＋　（１−α）ρＬ ＝ρ９α＋ρ、−αρ、　　　　　　　　　（１３）従
って、次のようになる。

β−ρ、＝α（ρ、−ρＬ　）　　　　　　　（１４）
空隙率を密度で表わせば次の通りとなる。

α−（β−ρＬ）／（ρ９−ρＬ）（１５）第（９）式
および第（１０）弐の関係と、第（１）式の蒸気乾き度
Ｑとを結合して次が得られる。

Ｑ−ρ９αＶＯ／［ρ９αＶ、＋ρＬ（１−α）ＶＯ］
＝　ρ　９α／　［ρ９α　＋　ρＬ（１−α）コ　　
　　　　　（１６）　　　　’最後に空隙率を消去する
ために第（１５）弐を第（１６）式に代入すれば、蒸気
乾き度Ｑは密度のみによって次のように表わされる。

Ｑ＝　［ρｖ／（ρ９−ρ１）］　−［（ρＶ／β）（
ρＬ／（ρ９−ρ、ｊ）］　　　　　　　　　（１７）
ここで液相密度ρ、が蒸気密度ρＶに比較して常に非常
に大きければ、つまりρ１．〉〉ρ９であれば、第（１
７）式は極めて有効に次のようにＭ８′にすることがで
きる。

Ｑ＝　［０／（０−ρＬ）］　−［（ρＶ／β）（ρＬ
／（０−ρＬ））１ 一ρＶ／β　　　　　　　　　　　　　（１８）この結
果、蒸気乾き度Ｑは、かさ密度または平均密度βに対す
る蒸気密度ρ９の比率として有効に定義される。

本発明の目的については、蒸気密度ρ９と液相密度ρ、
とは、温度Ｔの関数として十分確立されている。精密な
関数的関係は数学的に複雑なものであるが、これらは、
蒸気密度ρ９と液相密度ρ、とのリアルタイム測定を提
供するマイクロコンピュータによって容易に扱える。

蒸気乾き度Ｑを決定するに際しての基本的な変数は、か
さ密度βである。理論的にがさ密度βを決定する最良の
方法は、既知の容積の流体の重量を計ることである。し
かし、従来の計量技術は、理想的な研究室の条件下にお
けるものを除いては、湿り蒸気などの流れる二相流体に
応用できるものはなかった。蒸気系統において、相分布
が常に変化するような流れる二相流体や各相がそれぞれ
異なる速度で移動するような流れる二相流体について、
その重量計測を行う場合、問題はさらに複雑となる。

本発明の方法および装置はこれら問題を解決するもので
あり、振動ビームの物理的原理を利用して、流れる二相
湿り蒸気のかさ密度βの効果的測定を、効率的に、正確
に、比較的容易に行うものである。従って、本発明は、
振動密度計構成を有し、温度Ｔとともに蒸気密度ρ９と
液相密度ρ。

との関係を利用してかさ密度値を求め、蒸気乾き度Ｑの
値を得るものである。

第６図に示す前車なモデルは質量Ｍｃの容器１１０を備
える。この容器は質ｆｆｉＭｔを有する液体１１２を収
容してバネ１１４で吊り下げられている。

ハネ１１４のバネ定数はＫである。容器１１０は、単振
動で振動する。このような単振動系にニュートンの法則
を直接適用すれば、振動数ｆは、容器１１０の質量ＭＣ
と液体１１２の質量Ｍ、との平方根に反比例する。

ｆ　＝　［Ｋ／　（Ｍｃ＋Ｍｆ　）　］　””　　　　
　（１９）第（２）式から、かさ密度βは次のように定
義される。

β−Ｍｔ／Ｖ。

第（３）式における流体の総質量Ｍ、は第（１９）式に
おける容器１１０中の液体１１２の質ｙｌ　Ｍ　ｔに等
価であり、代入して次が得られる。

ｆ＝［Ｋ／（Ｍｃ＋１５ＶＯ）］””　　　　（２０）
第（２０）式を拡張してかさ密度βを求めれば次のよう
になる。

ｐ＝　（Ｋ／ｆ２Ｖ、）−（Ｍｃ／Ｖｏ　）　　　（２
１）変数Ａ＝に／Ｖ、と変数Ｂ＝Ｍｃ／ｖｏとを定義し
て第（２１）式に代入すれば、かさ密度βは振動数ｆの
関数として次のようになる。

β−（Ａ／ｆ２）　＋Ｂ　　　　　　　　　　（２２）
第（２２）式は、振動型密度計を説明する基本法則であ
る。振動数ｆは極めて正確に測定することができるため
、この関係を利用し振動数を測定して密度を決定するこ
とは非常に有効である。ただし、流れる流体の密度を測
定するための実用的手段として、通過容器が必要となろ
う。

第７図に示す管１２０などの中空管は、この理論的分析
の目的のため、単純化した通過容器として利用可能であ
る。第６図に示すａ械的振動系との比較において、中空
管１２０の長さは、単純化の観点から、第８図に示すよ
うに一連の別個の容器１２０が可撓部分またはベローズ
１２４でそれぞれ結合されたものと分析することができ
る。このため、第８図の各管部分１２２は、第６図にお
ける容器１１０ｂこ相当し、第８図の各可撓部分または
へローズ１２４は第６図におけるバネ１１４に相当する
。木　１質的に、ベローズ１２４によって吊り下げられ
る第８図の管容器１２２は、第６図においてバネ１１４
によって吊り下げられている容器１１０と同様に、単振
動できる。ただし、第６図の単一容器モデルとは異なり
、第８図の全構造は、多数の離散的振動数（倍振動）と
多数のモードとにおいて振動するように作成できる。

本発明の目的には必要でないので詳細は省くが、微分積
分式に基づく数学的モデルにより、管容器１２２とへロ
ーズ１２４との寸法を減少させてそれらの数を無限に増
力口させることができ、ここにおいて、それらは数学的
に第７図に示す一体長さの管１２０と等しくなる。従っ
て、無限においては、第８１１のモデルは、第７図のモ
デルと数学的に等価である。このため、第７図の管１２
０は、第８図のベローズ１２４と第６図のハネとの両方
の機能を果す。

管１２０は、剛体のようであるが、実際には弾性体であ
り、負荷を加えると、らせんバネ１１４のように、予測
可能な仕方でたわむ。両者の基本的な相違は、管１２０
のたわみは極めて小さく、人間の目では感知できないこ
とである。しかし、このたわみの大きさにおける相違は
、管１２０の振動を説明する数学的および物理的式の有
効性に影響を与えるものではない。実際に、第６図に示
す単一容器モデルの運動を支配する基本的な物理法則は
、第７図の管モデルに対しても等しく有効である。

従って、管内の液体のかさ密度βは、負荷を受けている
管１２０が振動する振動数に直接影響を受ける。特に第
（２２）弐に示すように、かさ密度βは、振動数の２乗
つまりｆ２に反比例する。このため、振動する管１２０
の共振振動数を測定することにより、管内の液体のかさ
密度βの値を決定することができる。前記したように、
振動数ｆは極めて正確に測定できるため、振動する管１
２０の共振振動ｆ２１ｆを測定すｎ、ば、かさ密度βの
非常に正確な決定が可能である。

液相および蒸気相の密度（ρ５．ρＶ）は、前記したよ
うに蒸気の温度Ｔから決定できるため、流体のかさ密度
は管１２０の共振振動数ｆから決定できる。次に、第（
１８）式から、蒸気乾き度Ｑが決定できる。従って、湿
り蒸気の乾き度Ｑは、蒸気温度Ｔと管１２０の共振振動
数ｆとをモニタすることによって決定できる。

蒸気温度は、飽和蒸気についてはその圧力の関数である
点が重要である。従って、本発明の説明では蒸気密度ρ
９を決定するために基本的に温度測定に焦点を当ててい
るが、その決定は圧力測定からも可能である。このため
、蒸気密度ρ９を決定するために圧力を使用することも
、本発明の目的において、温度の使用と同等であるもの
と理解すべきである。

蒸気乾き度Ｑを決定するに当り、通過管１２０の振動数
ｆを使用することの重要な利点の一つは、応答の早さで
ある。例えば、約４０００１１ｚで振ｆｉｊする管１２
０において、その管１２０を流れる二相蒸気流の質量の
急速な変化は、即座に共振振動数ｆの変化として現われ
、これは数ミリ秒のうちに極めて正確に検出され測定さ
れ得る。

他の重要な考慮点は、湿り蒸気系統の二相流体の総質量
が比較的小さいため、液相密度における小さな変化を検
出するために非常な敏感さが求められることである。振
動する管１２０内に大きな加速域が存在することは、小
さな質量の変化に対して比較的大きな力の変化が発生さ
れていることを意味する。加速が大きいほど、力は大き
い。このため、二相流体の質量における小さな変化は、
振動する管１２０の振動数により大きな変化として現わ
れ、これを測定することによ°って極めて正確に二相流
体質量の小さな変化を検出することができる。

本発明が利用する原理は前記に理論的に説明した通りで
あり、これを前提として、流れる湿り蒸気系統の二相流
体の蒸気乾き度Ｑ、つまり熱量またはエネルギー量を決
定するために使用される本発明の具体的な方法および装
置を説明する。本質的に、本方法および装置は、二相流
体が通過する管の基本振動数または調和振動数を利用し
て流体の蒸気乾き度Ｑを決定するものである。

本発明に基づく蒸気乾き変針装置１０は、第１図および
第２図に示すように、従来の蒸気系統流路Ｓに取り付け
られる。装置１０は、円筒形容器１２に収容された振動
管型の密度計６０を備える。

蒸気流路Ｓからの二相流体は、直立パイプ２０によって
密度計６０に案内される。直立パイプ２゜は、蒸気流路
Ｓの内部に延び、そこにスェージロックカップリング３
０によって取り付けられる。

電気部品ケース１４は、ネック管１６によって容器１２
に取り付けられる。

第３図は断面図であり、本発明の蒸気乾き度計１０の構
成と機能的特徴をより詳細に示す。蒸気乾き度計１０は
、密度計６０を備えており、この密度計６０は、両端に
おいて堅固に固定された２本の中空管６２および７２を
有する。蒸気流路Ｓからの蒸気サンプルは、２本の管６
２　、７２を連続的に通過する。これら管は、音叉と同
様の方法において強制的に共振され、液体、気体、固体
にかかわらず、管６２　、７２内のすべての物質に加速
力を発生させる。この結果、管６２　、７２内の各質量
粒子は、質量と加速との積に比例する力、つまり、カー
質量Ｘ加速、を発生する。

管６２　、７２内の総質量またばかさ密度が増加すると
、第（２２）弐の関係から、共振振動数は減少する。

第（２２）弐の定数ＡおよびＢは、装置の較正によって
決定される。このため、管の共振振動数の測定は、すな
わち総質量またはがさ密度の測定となる。

次に、温度プローブ９４によって蒸気温度の精密測定を
行い、管が飽和蒸気で満たされている場合の蒸気密度ま
たは質量を決定する。この理論的な蒸気密度は、その温
度と圧力とにおいて系統内に存在するすべての蒸気につ
いて同一である。このため、二相流体における蒸気の蒸
気密度ρ９は、温度測定または圧力測定によっても決定
される。

湿り蒸気のかさ密度に対する蒸気密度の比率は、蒸気乾
き度Ｑである。

従って、主として第３図に示すように、蒸気乾き度計１
０は、カバープレート１８によって頂部を閉鎖されペー
スブロック５０によって底部を閉鎖された円筒形容器１
２を備える。本発明の密度計６０は、この円筒形容器１
２内に配置される。

頂部カバープレート１８を通過して延びるネック１６は
、円筒形コンテナ１４を支持する。円筒形コンテナ１４
は、主として蒸気乾き度計１０の電子部品を収容するた
めに用いられる。コンテナ１４内の出ロブラグ１５は、
必要な電気配線（図示せず）の通路を収容する。これら
電気配線は、電源や所望周辺制御機器およびモニタ機器
に蒸気乾き度計の電子部品を接続するためのものであり
、これら機器については後述する。

密度計アンセンブリ６０は、基本的に２本の垂直な平行
管６２　、７２を備える。これら管は、容器１２内に互
いに間隔を置いて配置される。管６２゜７２は、ペース
ブロック５０内の各別のコンジット５２　、５６に堅固
に取り付けられる。また、それら管の頂部は、コンジッ
ト６８を有するクロスオーバヘッド６６に堅固に取り付
けられる。コンジット６８は、管６２を管７２に接続す
る。この構成は、蒸気流路Ｓから二相蒸気流を上方に案
内し、それを管７２からクロスオーバヘッド６６に通過
させ、次に管６２を下方に通過させ、さらに蒸気流路Ｓ
に戻すように設計されており、この流れは第３図の矢印
で示す通りである。

密度計アッセンブリ６０は、管６２　、７２の間にある
受台８８に取り付けられた６ｎ気コイル８０を含む。こ
の磁気コイルは、金属コア８２と、コア８２を中心とし
てスプール８６に配置された巻線８４とを備える。一対
の歪ゲージ（コイルタイプが好ましい）　９０　、９２
が管６２の上端に取り付けられ、温度プローブ９４がク
ロスオーバヘッド６６乙こ配置される。この温度プロー
ブは、コンジット６８内を流れる二相流体の温度を測定
するためのものである。

密度計管６２　、７２は、直立パイプ２０によって蒸気
流路Ｓに接続される。直立パイプ２０は、仄気流路Ｓを
ｉＩｌ過する二相流体の平均蒸気乾き度を正確に反映す
る代表サンプルを連続的に採集するように独特の設計が
なされている。この直立パイプは、サンプル中の液相と
蒸気相とに大きな乱流を発生させ両者を混合する。前記
蒸気サンプルは、密度計管７２　、６２を連続的に通過
し、再び蒸気流路Ｓに戻る。

第３図から良く分るように、直立パイプ２０の構造は、
二重管構成の形状であり、外側管２２の内部に同心円状
に小径の内側管２６が位置する。

この内側管の直径は、外側管２２と内側管２６との間に
環帯２４が残る程度に小さいものである。

頂部プラグ４４は、環帯２４の頂部を閉鎖し、内側管２
６の内部２８の頂部に対して環帯２４をシールする。底
部プラグ４６は、内側管２６の底部を閉鎖するように配
置される。内側管２６の内部流れコンジット２８は、管
７２の底部に隣接するコンジット５６と整合して流体を
流すようになっている。環帯２４は、外側管２２の上端
に近接して適切に配置した穴４８を介してコンシソｌ□
　５２と接続され、流体を流すようになっている。

外側管２２の下端を通過する複数の入口穴３８は、小さ
な横管３９によって、内側管２６の内部２８に接続され
る。これら人口穴３８は、蒸気流路Ｓの断面を横切って
分布され、該蒸気流路Ｓ内の二相流体の代表サンプルを
内側管２６内に案内するものである。このように案内さ
れた二相流体は、次に内側管２６を通って上方に流れ、
第１の密度計管７２に入る。第１の密度計管７２がら、
前記流体はクロスオーバヘッド内のコンジット６８を通
過し、第２の密度計管６２を流下する。

この流れのすべては、第３図に矢印で示されている通り
である。二相流体は次に第２の密度計管６２の底部６４
から流れ出て、コンジット５２を通過し、環帯２４に入
る。最後に二相流体は環帯２４の底部の開口４０を通っ
て環帯２４がら出て蒸気流路Ｓの主流に戻る。

なお、密度計を通過する流れの方向を逆にすることもで
きる。この場合、蒸気は環帯２４を通って上方に流れ、
管６２を通り、さらに管７２を通過し、内側管２６を通
って流れ出る。それぞれの場合に応じての底部４０また
は４６からの蒸気の主流への流体の排出は、良く知られ
ているヘルヌーイの法則の効果によって行われる。その
効果によって密度計６０を通過する蒸気サンプルが引き
出され、密度計６０から連続的に排出される。

直立パイプ２０は、何等かの従来の方法によって蒸気流
路Ｓに取り付けることができる。第３図では、蒸気流路
パイプＳに溶接されたテーパスリーブ３２を存するスェ
ージロック型コネクタによって取り付けられている。ス
リーブ３２にネジ込まれた内部テーパ３４は、外側管２
２を所定位置にＹγ擦固定し、その接続点の周囲にシー
ル３６を締結する。

前記した連続流れのサンプリング構造は、二相流体の流
れの等温サンプルを提供するように設計されており、こ
のサンプルはパイプＳ内の主蒸気流の流体に比例した代
表サンプルであり、またその温度を現わすものである。

このサンプルの精度と均一性を増進するため、流れをあ
らかしめ調節し、蒸気サンプルを取る位置において、主
蒸気流路パイプＳを流れる液相と蒸気相とのより均一な
混合を提供することが有用である。

従って、本発明の他の重要な構成要素は、第３図の主蒸
気パイプＳ内に示すチョークと膜剥離器とである。主蒸
気流は、まず主蒸気流路Ｓの内径を減少させるパイプリ
デューサまたはスェージカップリング１３０によって絞
られる。膜剥離器１３２は、スェージ１３０の小径端部
に配置される。この膜剥離器は、環状リングの形状であ
り、蒸気パイプＳの内部表面に同定される。膜剥離器の
内面１３４は、その下流端部に向かって内側方向に収束
するように湾曲されている。この構造は、一般に蒸気パ
イプＳの内面をたどる液体膜用を、その内面から剥離さ
せ、パイプＳの中心の主蒸気流に向かわせる効果があり
、そこでこれらは残余の流れと完全に混合される。

必要不可欠ではないが、膜剥離器１３２の内部曲面１３
４は、第３図に示すように、回転放物線の一部の形状と
することが好ましい。サンプルパイプ２０の人口開口３
０は、内面１３４の放物延長１３６の頂点１３８の領域
に位置させることが好ましい。

この頂点において、混合の均一性が最良となるからであ
る。このようにして、二相流体のより均一なサンプルを
得ることができる。

円筒形容器１２と、頂部プレート１８と、ヘース５０と
は、密度計を取り囲むチャンバを形成する。このチャン
バは真空にすることができ、これによって密度計は、装
置１０の周囲温度および周囲の圧力条件から実質的に独
立して機能することができる。

本発明の蒸気乾き度計の動作を、第３図と第４図とに基
づき説明する。第４図は、蒸気乾き度計の制御回路の論
理図である。前記したように、蒸気流路Ｓ内の二相流体
の代表サンプルは、直立パイプ２０の複数の穴３８を介
して採集される。この二相流体の代表サンプルは、そこ
から第１の密度計管７２を通って上方に流れ、次に第２
の密度計管６２を通って下方に流れる。流体が密度計管
６２　、７２を通過する際、コイル駆動電子部１０６は
、振動電流によって磁気コイル８０を起動し駆動する。

この結果、（Ｂ気コイル８０は、金属密度計管６２　、
７２に振動を発生させるエネルギーを与える。

管６２の振動の振幅と振動数とは、歪ゲージ９０゜９２
によって検出される。これら歪ゲージの出力は、コンピ
ュータ１００に送られる。同時に、クロスオーバコンジ
ット６８内の温度プローブ９４は、そこを流れる流体の
温度を測定する。この温度プローブの出力は、やはりコ
ンピュータ１００に送られる。

第３図および第４図において、２本の管６２　、７２は
、それぞれの下端６４　、７４が共通ブロック質量５０
に固定されている点が重要である。同様に、これらの上
端６３　、７３は、共通りロスオーバヘッド質量６６に
固定されている。この構成の特徴は、密度計６０が両方
の管の両端において共通ノードまたは質量に対して完全
に対称であることである。

この結果、密度計装置６０の全体が完全に対称平衡とな
るので、装置の基本振動数または調和振動数に歪がなく
なる。この歪は、非対称な構成においては生ずるもので
ある。また本装置は木質的に等温で機能する。従って、
実際の結果として、２本の管６２　、７２間の振動効果
が平均され、このため、管を流れる流体のかさ密度の関
数としての基本振動数の測定が極めて正確に行われる。

非対称構成では、正確な結果が得られない。

前記した磁気コイルは金属管に振動を与えるために好ま
しい方法であるが、管にエネルギーを与えて振動を引き
起すための他の方法を使用することもできる。例えば、
衝撃装置を管に衝突させ管に振動を与えることができる
。または、広帯域ノイズを管に隣接して発生させて管に
エネルギーを与えることもできる。もちろん、これら後
者二つの方法は、非金属管を使用する場合に、より効果
的である。本発明が使用した基本的特徴は、何等かの方
法で管にエネルギーを与えて管を振動させ、装置の基本
振動数または調和振動数を測定することにある。この基
本振動数は、次に流体の温度と組み合わされ、蒸気乾き
度を決定する。

前記理論的分析において説明したように、管の基本振動
数または調和振動数ｆは、管６２　、７２を流れる流体
の質量の関数である。例えば、第３図に示す密度計のプ
ロトタイプでは、管の基本振動数または調和振動数は、
液相の水が満たされた管についての約２７００）１ｚか
ら、真空の管についての約４５００Ｈｚまで変動する。

従って、第４図に示す実施例においては、コンピュータ
１００がコイル駆動電子部１０６に接続され、このコン
ピュータが磁気コイル８０によって発生されるも〃界の
振動数を制御するようになっている。

起動時において、コンピュータは、（１蒸気コ、イル８
０が２７００１１ｚと４５００１１ｚの間にわたる振動
数帯にわたって管６２　、７２を振動させるようにプロ
グラムされている。この２７００Ｈｚから４５００Ｈｚ
までの範囲にわたって振動が行われる際に、歪ゲージ９
２は管の振動数と振動変位の大きさとを連続的にモニタ
する。

この装置を支配する物理法則に基づき、管の振動が最大
変位にある時、磁気コイル８０は、密度計管６２　、７
２と相互接続構造部との基本振動数または調和振動数に
おいて装置を駆動していることになる。歪ゲージの出力
は、選択した歪ゲージによって異なる形態を有する。た
だし、従来の歪ゲージにおいては、その出力は一般に電
圧である。従って、管６２　、７２および相互接続構造
部がそれらの７５本振動数または羽和振（す３数で振動
している時、讃’）’−ジの電圧出力は最大となる。歪
ゲージ出カニよ、一般にアナログであるため、デジタル
コンビエータ１００には、アナログ信号を受信し、それ
をデジタル形式に変換してコンピュータが使用できるよ
うにするだめの機能を有する人力モジュールを備える必
要がある。同様の機能は、一般に、温度プローブ９４か
らの人力についても必要となる。

この温度入力も、一般に、プローブが検出する温度に応
じて大きさの変化するアナログ電圧の形態である。

このため、前記したように、液相の水についての２７０
０Ｈｚと真空の管についての４５００Ｈｚの間の振動数
帯を掃引するように磁気コイルを駆動することによって
、また振動する管における変位の大きさを歪ゲージでモ
ニタすることによって、二相流体が流れる密度計管６２
　、７２と接続構造部との基本振動数または調和振動数
が迅速に検出できる。前記したように、流れる流体の密
度の変化に対する基本振動数または調和振動数の変化は
、非常に反応性が良く、測定が容易であるため、流れる
流体の密度の変化は、密度計６０の基本振動数または調
和振動数の変化を検出することにより、はとんど即座に
かつ極めて正確に検出することが可能である。

第４図に説明した実施例において、磁気コイルが振動数
帯域を極めて迅速に掃引するようにコンピュータをプロ
グラムして該磁気コイルを駆動することが望ましく、ま
た毎秒約４回、振動数帯域を掃引することが望ましい。

また、装置の基本振動数または調和振動数が決定された
場合は、磁気コイル８０が掃引する振動数帯域を狭める
ようにコンピュータをプログラムすることが好ましいこ
とも分った。

もちろん、振動数帯域を狭める範囲と、振動数帯域を狭
める割合とは、設計上の選択の問題である。しかし、装
置の基本振動数または調和振動数が決定されたら、はぼ
即座に２０Ｈｚの帯域に振動数帯域を狭め、該装置の基
本振動数の両側約１０１１２をカバーするようにするこ
とができることが発見された。この２０）ｉｚの帯域は
、基本振動数すなわち管を１ｆｆｉ遇する流体の密度の
変化に伴って、常に変化し調整されるものである。

流体密度の変化が急速で大きく、毎秒４回の掃引で検出
するよりも早く基本振動数がこの２０１１ｚ帯域の外に
移動する場合は、液相の水についての２７００Ｈｚと真
空の管についての４５００１１ｚとの間の限界まで帯域
を再び広げるようにコンピュータをプログラムする。こ
の最大帯域を再び掃引すれば、装置の基本振動数が迅速
に検出されるので、その帯域を再び新しい実際の基本振
動数の両側の各１０１１ｚ、合計２０１！ｚに狭めるこ
とができる。

振動計の基本振動数のこのデータは、前記したように、
かさ密度の関数であり、これを、＋ｉｉｒ記したように
装置の蒸気密度の関数である装置を流れる流体の温度と
ともに利用して、前記した数学的関係に基づき、蒸気乾
き度Ｑが計算できる。

実際には、より正確な結果または出力を得るために、較
正および運転において装置の変数と定数との幾つかを調
整することが必要である。例えば、前記第（２２）式中
の定数ＡおよびＢの値は、装置を較正する際に経験的に
決定することができる。これらは、使用する特定の装置
の物理的構造、寸法、および質量の関数であり、通常は
一度設定すれば変化しない。

温度プローブ９４は、プラチナ温度センサであり、蒸気
温度に対してその電気抵抗（オーム）が変化する。この
電気抵抗の変化は、オームの法本法則Ｖ＝ＩＲに基づき
、電圧変化から測定することができる。次に、実際の温
度は、その抵抗から、所望に応じて摂氏または華氏にお
いて、数学的に決定できる。例えば、華氏温度は、次の
式から決定できる。

Ｔ＝　３２　＋１．８”（−ｂ　＋５ＱＲＴ（ｂ”ｂ　
−４”ａ”ｃ））／（２“　ａ）（２３） ここで、Ｔは華氏温度、ａは−６，０１８８２２０００
０Ｅ−７ｂは３．８１０１８８２２００２−３　、ｃは
（１−抵抗）　／１０００である。

前記好適実施例においては、コイル型歪ゲージを使用し
て管の振動の振動数と振幅とを測定した。

この種の歪ゲージは、ブリッジ回路を励起して出力電圧
を変化させるキャリア技術を使用している。

この電圧出力は、増幅器回路１０３によって増幅され、
コンピュータ１００に送られ、前記計算が実行される。

蒸気温度が得られると、茶気密度ρ、と、液相密度ρ、
とか、飽和蒸気特性の基準表から得られる。

密度計６０の振動特性は、温度変化の広い範囲にわたっ
て変化することが知られている。従って、より正確な結
果を得るためには、このような温度変化について密度計
の実際の振動数を補償することが好ましい。このような
補償は、次の式に基づいて数学的に行うことができる。

ｆｃ＝　ｆ、＋ｂｚ　（”ｒｏ　−Ｔ）　　　　　　　
（２４）ここで、ｆｃは温度補償された振動数、ｆ、は
密度計の振動数の実際測定値、ｂ２は温度の関数である
定数、Ｔｏは較正用の基小温度または基本温度、および
Ｔは前記で決定された華氏’ｉＬ度である。

かさ密度りは第（２２）式から決定でき、芸気乾き度Ｑ
は第（１８）式から極めて正確に決定できる。

蒸気乾き度Ｑは、実際上、常にサンプル点におけるかさ
質量またばかさ密度に対する蒸気の質量または密度の比
率であるため、湿り蒸気の二相流体の実際エネルギーは
、所望により、京気相と液相との各エンタルピから決定
できる。当業者には明らかなように、これらエンタルピ
は、温度の関数である。

このようなエネルギー計算は基本的に数学的演算であり
、従ってそれらは本発明の一部ではない。

しかし、コンピュータをプログラムして、コンピュータ
のモニタ機能とともにそれら計算を極めて迅速に実行し
、プリンタなどの従来のデータ出力装置１０４を介して
エネルギーフローと蒸気乾き度データとを出力すること
ができる。このように、蒸気乾き度計１０と本発明の方
法とを使用して、蒸気の分配系統におけるすべての選択
された箇所において、二相湿り蒸気流の蒸気乾き度を連
続的にモニタすることができ、蒸気系統によって各使用
者点に送出され分配される熱またはエネルギーを常に知
ることができるとともに、その連続的な正確な記録が得
られる。

第５図は別の実施例の論理図を示す。この系統は、第４
図に示すものと類似しているが、発振電子回路１０８が
、歪ゲージ９０　、９２とコイル駆動電子部１０６との
間に配置されている点が異なる。この構成では、振動計
の基本振動数を自動的に求めると同時に、その基本振動
数において磁気コイルを駆動する。歪ゲージ出力は、や
はりコンピュータ１００に送られて、装置の基本振動数
がモニタされ、利用される。

前記説明は、単に本発明の原理を示すものである。また
当業者は本発明について多くの改良や変更を容易に行え
るため、本発明は前記説明した構成や動作に厳密に限定
されるものではなく、すべての適切な改良等は特許請求
の範囲に記載の本発明の範囲に帰属するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気乾き度計を示す斜視図であり、そ
の内部構成部品を示すために本体の一部を破断した図、 第２図は本発明の蒸気乾き度計を示す側面図、第３図は
本発明の蒸気乾き度計を示す第２図の３−３線に沿った
拡大断面図、 第４図は本発明の蒸気乾き度計の制御回路を示す論理図
、 第５図は本発明の蒸気乾き度計の別の制御回路を示す論
理図、 第６図は本発明の動作原理を説明するために使用される
単純機械振動系を示す図、 第７図は本発明の動作原理を説明するために使用される
伸長管状容器を示す図、および第８図は本発明の動作原
理を説明するために使用される各独立区分に分割された
伸長管状容器を示す概念図である。 Ｓ・・・蒸気流路　　　　　ｌＯ・・・蒸気乾き度計１
２・・・円筒形容器　　　　１４・・・電気部品ケース
１６・・・ネック管　　　　　２０・・・直立パイプ２
２・・・外側管　　　　　　２６・・・内側管３０・・
・スェージカップリング ６０・・・密度計 ６２　、７２・・・密度計管 ９４・・・温度プローブ １３２・・・膜剥離器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気流路内を流れる湿り蒸気のかさ密度を測定する
   ために前記蒸気流路に接続された密度計手段と、前記蒸
   気流路内を流れる湿り蒸気の温度を測定するために前記
   蒸気流路に接続された温度測定手段と、測定したかさ密
   度と温度とから湿り蒸気の蒸気乾き度を迅速に計算する
   ために前記密度計手段と前記温度測定手段とに接続され
   たコンピュータ手段とを具備する、蒸気流路内を流れる
   湿り蒸気の蒸気乾き度を決定する装置。 ２、前記密度計手段は、湿り蒸気の流れを連続的に案内
   して前記密度計手段を通過させるための通過チャンバ手
   段と、該通過チャンバ手段を振動させるための振動誘導
   手段と、振動する前記通過チャンバ手段の振動数を測定
   するための振動測定手段とを具備する、特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。 ３、前記振動する通過チャンバ手段の振動の振幅を測定
   するための振動測定手段を有する、特許請求の範囲第２
   項に記載の装置。 ４、前記振動する通過チャンバ手段の共振振動数をモニ
   タ測定し、かつ該共振振動数から湿り蒸気のかさ密度を
   決定するためのコンピュータ手段を有する、特許請求の
   範囲第３項に記載の装置。 ５、前記振動誘導手段は、変動する振動数において前記
   振動誘導手段を駆動するための駆動手段を有する、特許
   請求の範囲第４項に記載の装置。 ６、前記通過チャンバ手段の共振振動数を含む振動数帯
   域にわたって掃引が行われるように前記振動誘導手段を
   制御するためのコンピュータ手段を有する、特許請求の
   範囲第５項に記載の装置。 ７、前記振動誘導手段は、前記通過チャンバ手段を振動
   させるための磁気コイル手段を有する、特許請求の範囲
   第６項に記載の装置。 ８、前記通過チャンバ手段は、２本の円筒形管を有し、
   該円筒形管の各一端は共通の第１の質量に堅固に接続さ
   れ、該円筒形管の各他端は共通の第２の質量に堅固に接
   続される、特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ９、前記２本の円筒形管は、同一材料からなり、長さと
   直径と厚さとが互いに実質的に等しく、互いに間隔を置
   いて実質的に平行に配置される、特許請求の範囲第８項
   に記載の装置。 １０、前記第１の質量は、該第１の質量を貫通して延び
   前記２本の管の前記各一端を相互に接続して流体を流通
   せしめるコンジットを有し、前記第２の質量は、その内
   部に、前記通過チャンバ手段に蒸気流を導入し排出させ
   るためのコンジットを有する、特許請求の範囲第９項に
   記載の装置。 １１、蒸気系統パイプから蒸気のサンプル流を連続的に
   採集して前記密度計手段内に該サンプル流を向かわせる
   ためのに前記密度計手段に接続されたサンプル手段を有
   する、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 １２、前記サンプル手段は、前記蒸気系統パイプを通っ
   て横断する方向に延びて配置された第１の管を有し、該
   第１の管は、前記蒸気系統パイプ内の蒸気の流れに向き
   かつ前記蒸気系統パイプの断面を横断して均等に分布さ
   れた複数の入口開口を有する、特許請求の範囲第１１項
   に記載の装置。 １３、前記第１の管よりも直径が短くかつ前記第１の管
   の内部に配置された第２の管を有し、前記第１と第２の
   管の一方の管の内部は、前記密度計に前記サンプル流を
   案内するために前記入口開口に接続され、前記第１と第
   ２の管の他方の管の内部は、前記密度計に接続されかつ
   前記サンプル流を前記密度計から案内して前記蒸気系統
   パイプに戻すための前記蒸気系統パイプへの出口開口を
   有する、特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １４、前記蒸気系統パイプの内壁から液相を剥離し該液
   相を該蒸気系統パイプの中心の蒸気流方向に向かわせて
   湿り蒸気の液相と蒸気相とを混合させるために、前記サ
   ンプル手段に隣接してその上流側において前記蒸気系統
   パイプ内に配置された膜剥離器手段を有する、特許請求
   の範囲第１１項に記載の装置。 １５、前記膜剥離器手段は、前記蒸気系統パイプの内壁
   に沿って配置されかつ下流側に向かって内側に傾斜する
   内面を持つ環状カラーを有する、特許請求の範囲第１４
   項に記載の装置。 １６、前記内面は放物線の一部の形状である、特許請求
   の範囲第１４項に記載の装置。 １７、前記膜剥離器手段と前記サンプル手段とは、該サ
   ンプル手段が前記カラーの前記内面の放物線延長上のほ
   ぼ頂点に位置されるように互いに間隔を置いて配置され
   る、特許請求の範囲第１５項に記載の装置。 １８、前記蒸気系統パイプの直径を減少させて前記湿り
   蒸気流を前記カラーに収束させるために前記カラーに隣
   接してその上流の前記蒸気系統パイプ内に配置された減
   少手段を有する、特許請求の範囲第１７項に記載の装置
   。 １９、各々が第１端と第２端とを有し、各第１端は互い
   に隣接し、各第２端も互いに隣接する、２本の平行な管
   と；前記管の前記各第１端が堅固に固定されるための共
   通の第１ノードを提供する前記管の前記第１端に位置さ
   れた第１の共通質量手段と；前記管の前記各第２端が堅
   固に固定されるための共通の第２ノードを提供する前記
   管の前記第２端に位置された第２の共通質量手段と；流
   れる二相流体を案内して前記管を通過させるために前記
   管に接続されたコンジット手段と；前記二相流体が前記
   管を通過している間に前記管を振動させるために前記管
   に隣接配置された振動誘導手段と；前記管の振動数を測
   定するために前記管に備えられた振動測定手段とを具備
   する、流れる二相流体のかさ密度を測定する装置。 ２０、前記管の共振振動数を検出してモニタしかつ前記
   二相流体のかさ密度を迅速に計算するために、前記振動
   測定手段に接続されたコンピュータ手段を有する、特許
   請求の範囲第１９項に記載の装置。 ２１、前記コンジット手段は、前記管の一方の管の第１
   端を二相流体源に接続する第１の流路と、前記管の各第
   ２端を相互接続して相互に流体が流れるようにする第２
   の流路と、前記管の他方の官の第１端を前記流体の排出
   箇所に接続する第３の流路とを有する、特許請求の範囲
   第２０項に記載の装置。 ２２、前記第３の流路は、前記他方の管の第１端を排出
   用として二相流体源へ接続する、特許請求の範囲第２１
   項に記載の装置。 ２３、前記第２の流路は、前記第２の共通質量手段を通
   って延びる、特許請求の範囲第２１項に記載の装置。 ２４、前記２本の平行な管と前記第１および第２の質量
   手段とは、質量および寸法において、対称物を形成する
   ように作成される、特許請求の範囲第２３項に記載の装
   置。 ２５、チャンバに湿り蒸気を通過させる段階と；前記チ
   ャンバを振動させる段階と；前記湿り蒸気を有する前記
   チャンバの共振振動数を測定し、前記チャンバの前記共
   振振動数の関数として前記湿り蒸気のかさ密度を決定す
   る段階と；前記チャンバ内の湿り蒸気の温度を測定し、
   該温度の関数としての蒸気密度を決定する段階と；前記
   湿り蒸気のかさ密度に対する前記蒸気密度の比率として
   蒸気乾き度を決定する段階とからなる、流れる二相湿り
   蒸気の蒸気乾き度を決定する方法。 ２６、振動電流によって前記チャンバに隣接配置された
   電磁石を駆動することによって前記チャンバを振動させ
   る段階を含む、特許請求の範囲第２５項に記載の方法。 ２７、前記チャンバの近辺において、広帯域ノイズを発
   生させることによって前記チャンバを振動させる段階を
   含む、特許請求の範囲第２５項に記載の方法。 ２８、物体によって前記チャンバに衝撃を加えることに
   よって前記チャンバを振動させる段階を含む、特許請求
   の範囲第２５項に記載の方法。 ２９、前記チャンバの共振振動数を含む振動数の帯域範
   囲にわたって、前記チャンバを発振させ振動させるよう
   に前記電磁石を駆動する段階を含む、特許請求の範囲第
   ２６項に記載の方法。 ３０、前記チャンバが真空である場合の該チャンバの共
   振振動数によって定義される最低振動限界と、前記チャ
   ンバが水で満たされている場合の該チャンバの共振振動
   数によって定義される最高振動限界とにわたる帯域にわ
   たって、前記発振と振動との駆動が行われる段階を含む
   、特許請求の範囲第２９項に記載の方法。 ３１、湿り蒸気が流れる前記チャンバの実際の共振振動
   数をより狭く限定するために、前記振動数帯域を狭める
   段階を含む、特許請求の範囲第３０項に記載の方法。 ３２、前記共振振動数を前記帯域の中央に維持するため
   に、湿り蒸気が流れる前記チャンバの共振振動数の変化
   に応じて、前記帯域の限界を上方にまたは下方に増分さ
   せてシフトさせる段階を含む、特許請求の範囲第３０項
   に記載の方法。 ３３、前記共振振動数が前記狭めた帯域の外側に移動す
   る場合は、前記最低限界と前記最高限界とまでに前記帯
   域を広げる段階を含む、特許請求の範囲第３２項に記載
   の方法。 ３４、毎秒約４回にわたって前記帯域が掃引されるよう
   に発振振動数を変化させる段階を含む、特許請求の範囲
   第３３項に記載の方法。 ３５、湿り蒸気が流れる前記チャンバの共振振動数にお
   いて前記電磁石を発振駆動させる段階を含む、特許請求
   の範囲第２６項に記載の方法。 ３６、共通ノード質量に各端部を固定された２本の隣接
   する管を備えたチャンバに湿り蒸気を通過させる段階を
   含む、特許請求の範囲第２５項に記載の方法。 ３７、前記管の一方に歪ゲージコイルを取り付け、該歪
   ゲージコイルの出力を、前記チャンバの振動特性をモニ
   タして共振振動数を決定するためのコンピュータに送る
   ことによって、前記チャンバの共振振動数を測定する段
   階を含む、特許請求の範囲第３６項に記載の方法。 ３８、蒸気パイプ内の流れる湿り蒸気の代表サンプルを
   採集し、該サンプルを前記チャンバに通過させる段階を
   含む、特許請求の範囲第２５項に記載の方法。 ３９、前記蒸気流に向いて前記蒸気パイプの断面を横断
   して分布された複数の開口を有する入口コンジットを、
   前記蒸気パイプの断面を横断して位置させる段階を含む
   、特許請求の範囲第３８項に記載の方法。 ４０、前記蒸気パイプの中心に向かって収束する傾斜内
   面を有する環状カラーを、前記入口コンジットの上流に
   近接して前記蒸気パイプの内部に位置させる段階を含む
   、特許請求の範囲第３９項に記載の方法。 ４１、前記傾斜内面を放物線の一部の形状に作成し、前
   記傾斜内面の放物線延長の頂点が前記入口コンジットの
   位置に対応するように前記カラーを前記入口コンジット
   から間隔を置いて上流側に位置させる段階を含む、特許
   請求の範囲第４０項に記載の方法。 ４２、前記カラーに隣接した上流において前記蒸気パイ
   プをより小さな寸法に減少させる段階を含む、特許請求
   の範囲第４１項に記載の方法。