초록

본 발명은 도관 내에 유체 측정 장치의 상류에 유체 유동을 안정화시키고 균질화시키고 조절하기 위한 직진화 및 변위 장치를 삽입함으로써 제공된 도관(10) 내의 유체 유동을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 유동 직진화 및 유체 변위 장치(30)는 유체 유동 방향으로 차례로 제1소용돌이 완화 및 유동 직진화 장치(36)와 보다 큰 단부가 연결되며 도관 내에 동축선 상으로 장착된 두 개의 대향 절두체(34a, 34b)를 갖는 유체 변위 부재(34)와 제2 유동 직진화 장치를 포함한다.

대표청구항 ▼

유체 유동 특성을 측정하기 위한 장치에 있어서, 소정 방향으로 유체 유동시키기 위한 도관과, 상기 도관 내에 상기 유체 유동 방향에 따라 차례로, 크고 축방향으로 집중된 평균 유동 직경을 갖는 대체로 균일한 유동 프로파일을 상기 도관 내에 제공하도록 유체 유동을 안정화시키고 조절하기 위한 수단과, 상기 유동 안정화 및 조절 수단으로부터 하류에 있는 안정화되고 조절된 유체 유동의 특성을 측정하기 위한 수단을 포함하며; 상기 유동 안정화 및 조절 수단은, 큰 단부들이 연결되며 유체 유동 방향에 대체로 수직하게 상기 도관 내에 동축선 상

유체 유동 특성을 측정하기 위한 장치에 있어서, 소정 방향으로 유체 유동시키기 위한 도관과, 상기 도관 내에 상기 유체 유동 방향에 따라 차례로, 크고 축방향으로 집중된 평균 유동 직경을 갖는 대체로 균일한 유동 프로파일을 상기 도관 내에 제공하도록 유체 유동을 안정화시키고 조절하기 위한 수단과, 상기 유동 안정화 및 조절 수단으로부터 하류에 있는 안정화되고 조절된 유체 유동의 특성을 측정하기 위한 수단을 포함하며; 상기 유동 안정화 및 조절 수단은, 큰 단부들이 연결되며 유체 유동 방향에 대체로 수직하게 상기 도관 내에 동축선 상으로 장착되며 외주가 도관으로부터 내향으로 대칭으로 이격된 두 개의 절두체로 구성된 상기 도관보다 작은 크기의 유체 유동 변위 부재를 포함하며; 상기 변위 부재는 유체를 편향시켜 상기 절두체의 외주와 상기 도관의 내벽사이를 통해 유체를 유동시키며 상기 도관을 통한 소정 범위의 유동율에 대해 유체의 속도 프로파일을 효과적으로 대체로 선형화시키는 것을 특징으로 하는 장치제1항에 있어서, 상기 유동 안정화 및 조절 수단은 도관을 통해 유동하는 유체의 소용돌이를 완화시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치제2항에 있어서, 상기 유체 유동 변위 부재의 상류 및 하류 모두에 소용돌이 완화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치제2항에 있어서, 상기 소용돌이 완화 수단은 종방향으로 연장되어 상기 도관의 내부의 부분을 다수의 종방향으로 연장된 통로로 분할하는 이격된 벽 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치제4항에 있어서, 상기 종방향으로 연장된 벽 수단은 상기 도관의 내경의 약11/2배 이하 정도인 것을 특징으로 하는 장치제3항에 있어서, 상기 소용돌이 완화 수단은 상기 도관 내에 장착되며 상기 유체 유동 변위 부재는 상기 도관 내에 대체로 동축선 상으로 상기 소용돌이 완화 수단 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 장치제1항에 있어서, 상기 안정화되고 조절된 유동의 특성을 측정하기 위한 상기 수단은 유체 샘플링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치제1항에 있어서, 상기 안정화되고 조절된 유동의 특성을 측정하기 위한 수단은 유체 유동계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치제8항에 있어서, 상기 유체 유동계는 상기 도관 내에 동축선 상으로 장착된 유동 반응 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치제1항에 있어서, 상기 안정화되고 조절된 유동의 특성을 측정하기 위한 수단은 상기 도관의 내경의 약 10배 이하의 거리로 상기 유동 안정화 및 조절 수단으로부터 하류에 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 장치제10항에 있어서, 상기 안정화되고 조절된 유동의 특성을 측정하기 위한 수단과 상기 유동 안정화 및 조절 수단 사이의 간격은 상기 도관의 내경의 약 1내지 3배의 정도인 것을 특징으로 하는 장치유체 측정이 이루어질 도관 내의 위치에서 도관 내의 유체 유동을 안정화시키고 조절하기 위한 방법에 있어서, 큰 단부들이 연결되며 유체 유동 방향에 대체로 수직하게 상기 도관 내에 동축선 상으로 장착되며 외주가 도관의 내벽으로부터 내향으로 대칭으로 이격된 두 개의 절두체로 구성된 상기 도관보다 작은 크기의 유체 유동 변위 부재를 상기 위치로부터 상류에 도관 내에 삽입하는 단계와, 상기 도관을 통한 소정 범위의 유동율에 대해 유체의 속도 프로파일을 대체로 선형화시키며 크고 축방향으로 집중된 평균 유동 직경을 갖는 대체로 일정한 유동 프로파일을 상기 위치에 제공하기 위해 상기 절두체의 외주와 상기 도관의 내벽 사이에 한정된 환형 구역을 통해 도관을 통해 유동하는 유체를 편향시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제12항에 있어서, 상기 도관 내경의 약 10 배 이하의 거리로 상기 위치로부터 상류에 상기 도관내에 유체 유동 변위 부재를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제12항에 있어서, 상기 도관 내경의 약 1 내지 3 배의 거리로 상기 위치로부터 상류에 상기 도관내에 상기 유체 유동 변위 부재를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제12항에 있어서, 상기 유동 변위 부재에 인접하여 도관 내에 소용돌이 완화 수단을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제15항에 있어서, 상기 유도 변위 부재의 상류 및 하류 모두에 도관 내에 소용돌이 완화 수단을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제12항에 있어서, 상기 위치에서 상기 도관을 통해 유체 유동을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제17항에 있어서, 도관 내의 소정 위치에서 압력 차이를 측정하는 단계와 유체 유동 및 압력 차이로부터 상기 도관을 통과한 질량 유동을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법제18항에 있어서, 상기 유체 유동 변위 부재의 상류측과 하류측 사이의 압력 차이를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법도관을 통해 유동하는 유체의 질량을 측정하기 위한 방법에 있어서, 큰 단부들이 연결되며 유체 유동 방향에 대체로 수직하게 상기 도관 내에 동축선 상으로 장착되며 외주가 도관의 내벽으로부터 내향으로 대칭으로 이격된 두 개의 절두체로 구성된 도관보다 작은 크기의 유체 유동 변위 부재를 도관 내에 삽입하는 단계와, 상기 도관을 통한 소정 범위의 유동율에 대해 유체의 속도 프로파일을 대체로 선형화 시키기 위해 상기 도관의 내벽과 상기 절두체의 외주 사이에 한정된 환형 구역을 통해 도관을 통해 유동하는 유체를 편향시키는 단계와, 상기 변위 부재의 상류측과 하류측 사이의 압력 차이를 측정하는 단계와, 상기 유체의 속도 프로파일이 선형화되고 안정화된 위치에서 변위 부재의 하류에 도관 내에 유동계를 삽입하는 단계와, 상기 도관을 통한 유체 유동 속도를 유동계로 측정하는 단계와, 상기 측정된 유동 속도 및 상기 측정된 압력 차이로부터 상기 도관을 통한 유체 유동의 질량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법도관 내의 유체 유동을 안정화시키고 조절하기 위한 방법에 있어서, 상기 도관을 통해 유동하는 유체의 소용돌이를 완화하기 위한 유동 직진화 장치를 도관 내에 삽입하는 단계와, 큰 단부들이 연결되며 유체 유동 방향에 대체로 수직하게 상기 도관 내에 동축선 상으로 장착되며 외주가 도관의 내벽으로부터 내향으로 대칭으로 이격된 두 개의 절두체로 구성된 상기 도관보다 작은 크기의 유체 유동 변위 부재를 상기 유동 직진화 장치로부터 바로 하류에 도관 내에 삽입하는 단계와, 유체 유동의 소용돌이를 완화하기 위해 상기 도관을 통해 유동하는 유체를 유동 직진화 장치를 통해 유동시키며 그 후 도관을 통한 소정 유동율의 범위에 대해 유체의 속도 프로파일을 대체로 선형화시키고 크고 축방향으로 집중된 평균 유동직경을 갖는 대체로 일정한 유동 프로파일을 변위 부재로부터 하류의 위치에 제공하기 위해 도관의 내벽과 절두체의 외주 사이에 한정된 환형 구역을 통해 유체를 편향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법소정 방향으로 유체를 유동시키기 위한 도관과, 상기 도관 내에 유체 유동 방향에 따라 차례로, 상기 도관을 통해 유동하는 유체의 소용돌이를 완화시키기 위한 제1유동 직진화 수단과, 큰 단부가 연결되며 유체 유동 방향에 대체로 수직하게 상기 도관 내에 동축선 상으로 장착되며 외주가 상기 도관으로부터 내향으로 대칭되게 이격된 두 개의 절두체로 구성된 상기 도관보다 작은 크기의 유체 유동 변위 부재와, 제2유동 직진화 수단을 포함하며; 상기 변위 부재는 유체를 편향시켜 상기 절두체의 외주와 상기 도관의 내벽 사이에 한정된 구역을 통해 유체를 유동시키며 상기 도관을 통한 소정 범위의 유동율에 대해 유체의 속도 프로파일을 효과적으로 대체로 선형화시키며, 상기 제1 및 제2 유체 직진화 수단은 상기 도관 내에 동축선 상으로 상기 변위 부재를 장착시키는 것을 특징으로 하는 유체 유동 안정화 및 조절 장치※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.