(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電所へ極低温の液化天然ガスを供給する配管中の流体の流量を測定するタービン流量計であって、
上流に曲がり部を有する配管に接続され流路を構成するハウジング部と、
流体の流れに応じて回転する羽根車と、
前記羽根車を支持する羽根車軸と、
羽根車の回転を検出する検出部と
検出部からの信号を流量に変換する演算部と
羽根車下流の流体の流れを整えるリアサポート部を備え、
リアサポート部は羽根車軸を支持するためのスラストころ軸受けを備え、該スラストころ軸受けの回転軸方向は、前記羽根車を流れる流体の流れの主方向と平行であることを特徴とする、
タービン流量計
【請求項２】
火力発電所へ極低温の液化天然ガスを供給する配管中の流体の流量を測定するタービン流量計であって、
上流に曲がり部を有する配管に接続され流路を構成するハウジング部と、
流体の流れに応じて回転する羽根車と、
前記羽根車を支持する羽根車軸と、
羽根車の回転を検出する検出部と
検出部からの信号を流量に変換する演算部と
羽根車上流の流体の流れを整えるフロントサポート部および、
羽根車下流の流体の流れを整えるリアサポート部を備え、
フロントサポート部は羽根車軸を支持するためのラジアルころ軸受けを備え、
リアサポート部は羽根車軸を支持するためのスラストころ軸受けを備え、該スラストころ軸受けの回転軸方向は、前記羽根車を流れる流体の流れの主方向と平行であることを特徴とする、
タービン流量計
【請求項３】
火力発電所へ極低温の液化天然ガスを供給する配管中の流体の流量を測定するタービン流量計であって、
上流に曲がり部を有する配管に接続され流路を構成するハウジング部と、
流体の流れに応じて回転する羽根車と、
前記羽根車を支持する羽根車軸と、
羽根車の回転を検出する検出部と
検出部からの信号を流量に変換する演算部と
羽根車下流の流体の流れを整えるリアサポート部を備え、
リアサポート部は羽根車軸を支持するためのスラストころ軸受けとラジアルころ軸受けをそれぞれ備え、該スラストころ軸受けの回転軸方向は、前記羽根車を流れる流体の流れの主方向と平行であることを特徴とする、
タービン流量計
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所等へ燃料である極低温の液化天然ガス（ＬＮＧ）を供給する配管に使用される流量計にかかるものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備では、ＬＮＧタンクから図５のように火力発電所へＬＮＧが供給されており、各々のタンク１からの燃料、発電所への燃料の流量はタービン流量計２により測定されている。
【０００３】
タービン流量計（磁気式）は流体の流れで風車に似た羽根車を回すものであり、極低温の液化ガスの高精度流量測定に適している。
【０００４】
タービン流量計は、図６のように配管と接続されるハウジング２１、羽根車２２、羽根車２２に備え付けられた永久磁石２２１、羽根車軸２２２、羽根車２２が流されないように支持するリアサポート部２４、スラスト玉軸受け２４１、検出部２５、演算部２６からなる。
【０００５】
羽根車２２が検出部２５の前を通るたびに、磁束変化により検出部２５に内蔵されるコイルに電圧信号を生じさせ、これから羽根車２２の回転数を求める。羽根車２２の回転回数が体積流量に、回転速度が瞬時流量に比例する。タービン流量計の詳細は非特許文献１に説明がなされている。
【０００６】
タービン流量計は、図６にあるようにリアサポート部２４に備えられたスラスト玉軸受け２４１によって羽根車軸２２２を支持している。このスラスト玉軸受け２４１は、軸方向（流れ方向）の荷重を支持するのに適している。
【０００７】
また、図７のようにラジアル玉軸受２４２により羽根車軸２２２を支持する構造もある。ラジアル玉軸受け２４２は軸の径方向の荷重を支持するのに適している。
【０００８】
ここで、上流の配管に曲がり部等があり流速分布が軸対称分布からずれたり、流量が大きく変動すると、図８（ａ）のように羽根車軸２２２に不均一な荷重が生じる場合がある。現状のタービン流量計では、図８（ｂ）にあるように、不均一荷重が軸受けの玉２４１２の先端に集中し、摺動性の低下による回転数の低下や軸受けの寿命を短くする要因となっている。
【０００９】
【非特許文献１】日本機械学会  流体計測法  197頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明では、荷重の集中を抑制するとともに、軸受けにかかる不均一な荷重を軽減し、消耗を抑えるタービン流量計の構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は以下のとおりである。
（１）火力発電所へ極低温の液化天然ガスを供給する配管中の流体の流量を測定するタービン流量計であって、
上流に曲がり部を有する配管に接続され流路を構成するハウジング部と、
流体の流れに応じて回転する羽根車と、
前記羽根車を支持する羽根車軸と、
羽根車の回転を検出する検出部と
検出部からの信号を流量に変換する演算部と
羽根車下流の流体の流れを整えるリアサポート部を備え、
リアサポート部は羽根車軸を支持するためのスラストころ軸受けを備え、該スラストころ軸受けの回転軸方向は、前記羽根車を流れる流体の流れの主方向と平行であることを特徴とするタービン流量計
（２）火力発電所へ極低温の液化天然ガスを供給する配管中の流体の流量を測定するタービン流量計であって、
上流に曲がり部を有する配管に接続され流路を構成するハウジング部と、
流体の流れに応じて回転する羽根車と、
前記羽根車を支持する羽根車軸と、
羽根車の回転を検出する検出部と
検出部からの信号を流量に変換する演算部と
羽根車上流の流体の流れを整えるフロントサポート部および、
羽根車下流の流体の流れを整えるリアサポート部を備え、
フロントサポート部は羽根車軸を支持するためのラジアルころ軸受けを備え、
リアサポート部は羽根車軸を支持するためのスラストころ軸受けを備え、該スラストころ軸受けの回転軸方向は、前記羽根車を流れる流体の流れの主方向と平行であることを特徴とするタービン流量計
（３）火力発電所へ極低温の液化天然ガスを供給する配管中の流体の流量を測定するタービン流量計であって、
上流に曲がり部を有する配管に接続され流路を構成するハウジング部と、
流体の流れに応じて回転する羽根車と、
前記羽根車を支持する羽根車軸と、
羽根車の回転を検出する検出部と
検出部からの信号を流量に変換する演算部と
羽根車下流の流体の流れを整えるリアサポート部を備え、
リアサポート部は羽根車軸を支持するためのスラストころ軸受けとラジアルころ軸受けをそれぞれ備え、該スラストころ軸受けの回転軸方向は、前記羽根車を流れる流体の流れの主方向と平行であることを特徴とするタービン流量計
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軸受けを玉軸受けからころ軸受けに変更することで、不均一荷重の集中を抑制できる。また、リアサポート部に備わったスラストころ軸受けと、リアサポート部、またはフロントサポート部に備わったラジアルころ軸受けを組み合わせることで、より羽根車軸の振動を抑制することができる。これにより、タービン流量計の故障要因であった軸受けの消耗を抑えることができ、タービン流量計のメンテナンス頻度低減、長寿命化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図２（ａ）は本発明の第一の実施形態の構成を示す図である。図は配管を横から見た場合の断面図になっている。
【００１４】
図２（ａ）にあるように、本発明のタービン流量計は配管と接続されるハウジング２１、羽根車２２、永久磁石２２１、羽根車軸２２２、リアサポート部２４、検出部２５、演算部２６からなる。
【００１５】
リアサポート部２４はハウジング２１に固定され、羽根車軸２２２はスラストころ軸受け２４３により、リアサポート部２４と接している。
【００１６】
図２（ｂ）にスラストころ軸受け２４３の構造を示す。スラストころ軸受けは、内輪２４３１、外輪２４３２、保持器２４３３、ころ２４３４からなる。ころ２４３４は等しい角度間隔で、軸が保持器２４３３の径方向を向くように保持器２４３３に備わる。ころ軸受けは荷重を線でうけるため、荷重の集中を緩和できる。以上
【００１７】
羽根車２２の外周付近には永久磁石２２１が装備され、羽根車２２が流体によって回転することにより、検出部２５の内部にあるコイルに鎖交する磁束が変化する。
【００１８】
この磁束の変化により検出部２５に発生する電圧を演算部２６で処理することで、羽根車２２の回転数および流体の流量を導出する。
【００１９】
図３（ａ）は本発明の第二の実施形態の構成を示す図である。図は配管を横から見た場合の断面図になっている。
【００２０】
図３（ａ）にあるように、本発明のタービン流量計は配管と接続されるハウジング２１、羽根車２２、永久磁石２２１、羽根車軸２２２、リアサポート部２４、検出部２５、演算部２６からなる。
【００２１】
リアサポート部２４はハウジング２１に固定され、羽根車軸２２２はラジアルころ軸受け２４４により、リアサポート部２４と接している。
【００２２】
図３（ｂ）にラジアルころ軸受け２４４の構造を示す、右はＡＢ面から矢印方向へ見た断面図である。ラジアルころ軸受けは、内輪２４４１、外輪２４４２、保持器２４４３、ころ２４４４からなる。ころ２４４４は等しい角度間隔で、軸が保持器２４４３の軸方向を向くように保持器２４４３に備わる。ころ軸受けは荷重を線でうけるため、荷重の集中を緩和できる。
【００２３】
図４は本発明の第三の実施形態である、流れを整えるフロントサポート部を利用した構成を示す図である。図は配管を横から見た場合の断面図になっている。
【００２４】
本発明のタービン流量計は配管と接続されるハウジング２１、羽根車２２、永久磁石２２１、羽根車軸２２２、フロントサポート部２３、リアサポート部２４、検出部２５、演算部２６からなる。
【００２５】
フロントサポート部２３およびリアサポート部２４はハウジング２１に固定されている。
【００２６】
羽根車軸２２２は羽根車２２を貫通するように備えられ、フロントサポート部２３およびリアサポート部２４と接している。
【００２７】
羽根車軸２２２はラジアルころ軸受け２３１により、フロントサポート部２３と接している。さらに、羽根車軸２２２はスラストころ軸受け２４３により、リアサポート部２４と接している。
【００２８】
ころ軸受けは荷重を線でうけるため、荷重の集中を緩和できるとともに、羽根車軸２２２をスラストころ軸受けとラジアルころ軸受けで支えるため、不均一な荷重も生じにくい。
【００２９】
図１は本発明の第四の実施形態の構成を示す図である。図は配管を横から見た場合の断面図になっている。
【００３０】
本発明のタービン流量計は配管と接続されるハウジング２１、羽根車２２、永久磁石２２１、羽根車軸２２２、リアサポート部２４、検出部２５、演算部２６からなる。
【００３１】
リアサポート部２４はハウジング２１に固定されている。
【００３２】
羽根車軸２２２は、ラジアルころ軸受け２４４およびスラストころ軸受け２４３の２つの軸受けでリアサポート部２４と接している。これにより、羽根車２２が受ける配管径方向の荷重および軸方向の荷重を支えている。
【００３３】
上述した実施形態においては、ラジアルころ軸受けは１つであるが、複数備えてもよい。また、本発明におけるラジアルころ軸受けは、単列または複列、テーパー、非テーパーを問わず、さまざまな形態のラジアルころ軸受けを含むものである。また、第一、二及び四の実施形態においては、フロントサポート部を備えても良い。
【００３４】
本発明は、実施形態にある磁気式タービン流量計に限定されず、機械式タービン流量計等にも適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、火力発電所への燃料供給ラインの燃料流量を測定する流量計として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかるタービン流量計の第四実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】本発明にかかるタービン流量計の第一実施形態の構成を示す断面図である。
【図３】本発明にかかるタービン流量計の第二実施形態の構成を示す断面図である。
【図４】本発明にかかるタービン流量計の第三実施形態の構成を示す断面図である。
【図５】火力発電設備におけるＬＮＧの供給ラインを示す図である。
【図６】従来のタービン流量計の構成を説明する断面図である。
【図７】従来のタービン流量計の軸支持構造を説明説明する図である。
【図８】従来のタービン流量計の径方向の振動を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１        燃料タンク
２        タービン流量計
３        バルブ
４        ブロアー
５        配管
２１      ハウジング
２２      羽根車
２２１    永久磁石
２２２    羽根車軸
２３      フロントサポート部
２３１    ラジアルころ軸受け（フロント）
２４      リアサポート部
２４１    スラスト玉軸受け（リア）
２４１１  スラスト玉軸受け保持器
２４１２  スラスト玉軸受けの玉
２４２    ラジアル玉軸受け（リア）
２４３    スラストころ軸受け（リア）
２４３１  スラストころ軸受け内輪
２４３２  スラストころ軸受け外輪
２４３３  スラストころ軸受け保持器
２４３４  スラストころ軸受けのころ
２４４    ラジアルころ軸受け（リア）
２４４１  ラジアルころ軸受け内輪
２４４２  ラジアルころ軸受け外輪
２４４３  ラジアルころ軸受け保持器
２４４４  ラジアルころ軸受けのころ
２５      検出部
２６      演算部
【図１】
0005252368.tif 000002
【図２】
0005252368.tif 000003
【図３】
0005252368.tif 000004
【図４】
0005252368.tif 000005
【図５】
0005252368.tif 000006
【図６】
0005252368.tif 000007
【図７】
0005252368.tif 000008
【図８】
0005252368.tif 000009