JPH01300067A - 揚水発電所の流量測定法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、揚水発電所において、ポンプ水車の性能試験
等に際して使用される流ｍ′ａＪ定法に関する。

（従来の技術） 揚水発電所におけるポンプ水車の性能を試験する場合に
は、流量測定法が用いられる。

この流量測定法としてはピトー管法、カレントメータ法
、圧力時間法、超音波法、塩水速度法、濃度法等、種々
の方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題） これらの方法にはそれぞれ一長一短があり、−概には優
劣を決めることはできないが、いずれも大損りな装置や
人件費等、多額の費用を必要とする上、費用の割には精
度よく測定できないという欠点があった。

例えば、塩水速度法は塩水を管路内を流過させ、所定距
離を隔てた２点間における塩水の通過時間差を第５図等
に基づいて測定するもので、かなりの測定精度を得るこ
とはできるが、そのためには塩水噴射装置、電極、撹拌
用じゃま板など非常に大損りな装置を管路内に設置する
必要があり、コストがかさむという欠点があった。

本発明はこの様な問題点を回避し、従来よりもっと簡便
に、しかも精度よく測定し得る揚水発電所の流１７に測
定法を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の揚水発電所の流量測定法は、揚水発電所の管路
内に水温が急激に変化する遷移層を形成し、前記管路上
の異なる２点における水温の時間変化を測定して前記遷
移層の通過時間を求め、この通過時間と前記２点間にお
ける管路内の体積に基づいて流量を演算することを特徴
とするものである。

（作　用） 上述のように構成した本発明の揚水発電所の流星測定法
においては、先ず、ポンプ水車をポンプ運転または水車
運転して管路の中を下池または上池の水で満たす。

次に、ポンプ水車の運転方向を逆にして管路内の水を元
の池に戻す方向に流す。

以上の操作によって、上池の水の温度と下池の水の温度
との差の遷移層か形成され、この遷移層が管路の中を移
動する。従って、管路上の２点で、通過する水の温度を
４１１１定することによって、遷移層の移動速度を検出
すれば、以下に述べる計算によって流量を算出すること
ができる。

即ち、−例として第１図に示すように、上池１と下池２
との間を１条の管路３で連結し、その途中にポンプ水車
４を設置した揚水発電所において、ポンプ水車４を水車
運転する時の流量の求め方を説明すると、ポンプ水車４
を発電電動機５によって駆動し、ポンプとして所定時間
運転した後では、管路３の中は全長に亙って下池２の水
で満たされる。この状態で、ポンプ水車４を水車として
運転しはじめと、管路３内の水は下池２に戻りはじめる
。

そのとき、管路３と上池１の接続点で、管路内の水の温
度（下池の水の温度ｅ２にほぼ等しい）から上池の水の
温度ｅｌへ温度が急激に変化する遷移層が形成され、こ
の遷移層も水の移動とともに下池の方向に移動しはじめ
る。この遷移層が管路の２点ｘｉ−ｘ２間を通過するに
要する時間をΔｔ（秒）とすると、流ｆｆ１Ｑ　（ｍΦ
／秒）は次式によって求められる。

Ｑ−Ｖ／Δｔ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・す→但し、Ｖ：測温される２点（ｘｉ〜ｘ
２）間の管路内の体１Ａ（ｍ＋） （実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明方法の実施例を示すもので、管路３の上
方採水点ｘｌに設けたコネクタ１０には採水元バルブ１
１と絞り弁１２を備えた採水管１３が取付けられており
、この採水管の下端は測温容器１４内で開口している。

この容器内には、採水管１３から排出される水の温度を
測定する温度センサ１５が設置されており、この温度セ
ンサからの信号は温度変換器１６に入力される。

一方、管路３の下方採水点ｘ２に設けたコネクタ２０に
は採水元バルブ２１と絞り弁２２を備えた採水管２３が
取付けられており、この採水管の下端は１ｉ−１２ａ容
器２４内で開口している。この容器内には、採水管２３
から排出される水の温度をΔＪＩＪ定する温度センサ２
５が設置されており、この温度センサからの信号は温度
変換器２６に入力される。

温度変換器１６．２６の出力は、オシログラフ３０に導
かれて記録されるとともに、演算器３１にも人力され、
必要な演算を施される。

第３図（ａ）はオシログラフ３０に記録された温度変換
器１６．２６からの波形を示すもので、曲線ｘｉ、ｘ２
はそれぞれ第２図の採水点ｘｌ。

ｘ２における水の温度変化を示すことになる。従って、
これらの波形を演算器３１に入力し、微分演算を施すと
、第３図（ｂ）の波形が得られるので、両波形のピーク
の時間差Δｔを測定する。

ここで、第２図における採水点Ｘｉ、Ｘ２間の距離をＬ
　（ｍ）　、その間の管路の直径をＤ　（ｍ）とすると
、 Ｖ−（π／４）Ｄ２Ｌ　　・・・・・・・・・・・・・
・・（２）となるから、 により、流ｍＱ（ｍ中／秒）を求めることができる。

なお、本発明の実施に際しては、管路外側の空気との熱
交換によって側温点の水温が変動するのを避けるため、
採水元バルブ１１．２１、採水管１３．２３、絞り弁１
２．２２を断熱管で熱遮蔽するようにしてもよい。

またコネクタとしては第４図に示すように、採水プロー
ブ４０ａの付いたコネクタ４０を用い、この採水プロー
ブの先端を管路３内へ５Ｏｎ＋ｍ程度突出して採水する
ようにすれば、管路３の管壁の温度の影響を少なくでき
、測定精度を向上させることができる。

なおまた、採水点ｘｌ、ｘ２における水温の検出は上述
の採水管１３．２３や温度センサ１５゜２５による代わ
りに、他の方法を用いてもよい。

即ち、たとえば点ＸＩ、Ｘ２において超音波を管路内の
水中に入射させ、これを同一横断面内の対同点に配置し
た超音波センサによって検出し、超音波の水中伝搬速度
の変化から水温の変化を検出するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明によれば、従来の流量測定法に比
べて極めて簡便に、しかも正確に管路内の流量を測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される揚水発電所の水路系を例示
する概略図、第２図は本発明方法において使用される測
定装置を例示する説明図、第３図の（ａ）は水温変化の
様子を示すグラフ、第３図の（ｂ）は同図（ａ）の波形
からＪ！！移層の通過時間Δｔを演算する過程を示すグ
ラフ、第４図は本発明において使用される採水プローブ
付きのコネクタを例示する縦断面図、第５図は従来の塩
水速度法による実Ｍ１例を示すグラフである。 １・・・上池、２・・・下池、３・・・管路、４・・・
ポンプ水車、５・・・発電電動機、１０．２０・・・コ
ネクタ、１１．２１・・・採水元バルブ、１２．２２・
・・絞り弁、１．３．２３・・・採水管、１４．２４・
・・測温容器、１５．２５・・・温度センサ、１６．２
６・・・温度変換器、３０・・・オシログラフ、３１・
・・演算器、４０・・・採水プローブ付きコネクタ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１　図 第２　図 （ａ） 漫３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　揚水発電所の管路内に水温が急激に変化する遷移層を
   形成し、前記管路上の異なる２点における水温の時間変
   化を測定して前記遷移層の通過時間を求め、この通過時
   間と前記２点間における管路内の体積に基づいて流量を
   演算することを特徴とする揚水発電所の流量測定法。