ブルドン管圧力計
圧力計は、プラントで使用される数ある計器の中で、最も目に付く身近な計器です。
私が初めて発電所の配属になり、先輩について歩き現場をパトロールしたとき、何かよくわからない円形の指示計があちこちに配置されているなあ、という印象でした。
そんなプラント設備の象徴ともいえる圧力計についてまとめてみました。
圧力計とは
広義では圧力を測定する計器全般を表しますが、単に“圧力計”という場合には、現場で使用され計器で測定値が表示される圧力指示計のことを指すことが一般的で、測定信号の発信機能を持つ圧力伝送器とは区別して使用される呼称となります。
ブルドン管式圧力計は、数ある圧力計種類の中で、唯一JIS規格が定められています。
構成
ブルドン管式圧力計は、次の部品により構成されます。
ブルドン管
断面が扁平な曲がり管です。一端を閉じ、もう一端は口が開いていて、測定圧力の導入口となります。
測定レンジの範囲内において、フックの法則に従い、導入口に加わる測定圧力に正比例して先端が弾性変形するよう製作されます。
内部拡大機構
バネや歯車で構成されます。一般的に語句を省略して“内機”と呼ばれます。
株
下部には導圧管と接続するためのネジが切られ、中心に測定圧力をブルドン管へ導くための導通孔が設けられた金属体です。
ブルドン管を含む主要な構成品が装着される、地味ですがとても重要な構成品の一つです。
そのほか外装品
指針、目盛板、株、ケースなど
原理
導入口を通して内部に圧力が加わると、ブルドン管は円形になろうとして膨らみ、真っすぐ伸びる方向に変形しようとします。
「吹き戻し」というおもちゃと同じ原理です。
この変形によりブルドン管の先端は、圧力に比例して移動します。この移動量を内部拡大機構によって拡大して指針を動かします。
精度等級
JISではブルドン管式圧力計について、５等級の精度等級が示されています。
１.６級が最も一般的で選択肢が広いので、性能管理上の要求がなければこの等級が選択されるのではないでしょうか。
精度の高い等級は、値段が張る上、耐久性に劣りるデメリットがあります。
想定外の圧力や温度が加わるとブルドン管に塑性変形を引き起こし、設計精度を逸脱することになるわけですが、高精度の場合、精密に作られている分構造的にどうしてもデリケートとなってしまうのです。
ポンプやファンの出口など、振動や熱などが加わるような場所に設置される場合には特に注意が必要です。
用途
火力プラントにおいては、ボイラー周りの水・油・空気ラインや、発電機やタービンの軸受や制御用油の油圧、そのほかポンプやファンの出入口など、多くの場所で使用されます。
配管があるところに圧力計ありと言っても過言ではないと思います。
あらゆるプロセス変量の中でも、圧力は、プラント機器が性能を発揮できているかを判断できる重要な指標になります。
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