JPH07892Y2 - 水車の流量計測装置 - Google Patents
水車の流量計測装置Info
- Publication number
- JPH07892Y2 JPH07892Y2 JP9099888U JP9099888U JPH07892Y2 JP H07892 Y2 JPH07892 Y2 JP H07892Y2 JP 9099888 U JP9099888 U JP 9099888U JP 9099888 U JP9099888 U JP 9099888U JP H07892 Y2 JPH07892 Y2 JP H07892Y2
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- flow rate
- flow
- pressure
- water turbine
- turbine
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- Expired - Lifetime
Links
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- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、主にチユーブラ水車、プロペラ水車、カプラ
ン水車などの流量を計測する流量計測装置に関する。
ン水車などの流量を計測する流量計測装置に関する。
従来、水車の流量計測には各種の流量計が使用されてい
るが、代表的なものとして羽根車式、超音波式、ピトー
管式などの流量計がある。
るが、代表的なものとして羽根車式、超音波式、ピトー
管式などの流量計がある。
羽根車式流量計は流路に羽根車を入れ、流体の動圧を利
用してこれを回転させ、その回転速度から瞬時の流量
を、またその回転数から積算流量を計測するものであ
る。
用してこれを回転させ、その回転速度から瞬時の流量
を、またその回転数から積算流量を計測するものであ
る。
また、超音波式流量計には超音波が流体中を伝播する
際、流体が静止している場合と運動している場合とでは
見かけ上の伝播速度が異なることを利用した標準方式の
ものや、これとは別に超音波ビームの進行方向が流れに
より曲げられる現象を利用したものなどがある。
際、流体が静止している場合と運動している場合とでは
見かけ上の伝播速度が異なることを利用した標準方式の
ものや、これとは別に超音波ビームの進行方向が流れに
より曲げられる現象を利用したものなどがある。
また、ピトー管式流量計は管路の一断面にピトー管を配
置して流速分布を測定し、流量を求めるものである。こ
の方式にはピトー管により断面各点の全圧を測定すると
ともに管壁に於ける数点で静圧を求める方法が広く行わ
れているが、両圧力を同一点で測定できる流線形ピトー
管を使用する方法も行われている。これらの方法はベル
ヌーイの定理により全圧と静圧との差から速度の関数で
ある動圧を求め、この動圧から得られた速度に計測個所
の断面積を剰じて流量を求めるものである。
置して流速分布を測定し、流量を求めるものである。こ
の方式にはピトー管により断面各点の全圧を測定すると
ともに管壁に於ける数点で静圧を求める方法が広く行わ
れているが、両圧力を同一点で測定できる流線形ピトー
管を使用する方法も行われている。これらの方法はベル
ヌーイの定理により全圧と静圧との差から速度の関数で
ある動圧を求め、この動圧から得られた速度に計測個所
の断面積を剰じて流量を求めるものである。
上記のように、従来の水車の流量計測には各種の流量計
が使用されているが、羽根車式流量計は流速が適当な範
囲では羽根車の回転数と流量とがほぼ比例するが、流速
が遅くなると動圧が小さくなるので、羽根車の軸受や流
水と羽根との摩擦の割合が大きくきいてきて計測値が不
安定になる。また、流量が急激に変化したときは羽根車
の慣性のために計測誤差のでる場合がある。従つて、流
速の遅い水車すなわち低落差のチユーブラ水車、プロペ
ラ水車、カプラン水車などには精度の面で使用すること
ができない。
が使用されているが、羽根車式流量計は流速が適当な範
囲では羽根車の回転数と流量とがほぼ比例するが、流速
が遅くなると動圧が小さくなるので、羽根車の軸受や流
水と羽根との摩擦の割合が大きくきいてきて計測値が不
安定になる。また、流量が急激に変化したときは羽根車
の慣性のために計測誤差のでる場合がある。従つて、流
速の遅い水車すなわち低落差のチユーブラ水車、プロペ
ラ水車、カプラン水車などには精度の面で使用すること
ができない。
また、超音波式流量計は流れに乱れがあるときや管壁の
境界層の影響が大きいときには、測定精度が著しく低下
する。このために、測定の際には測定部の内径を1m以
上、等断面直管部の長さは測定部の上流側に15倍以上、
下流側に５倍以上、平均流速は0.5m/sec以上とする精度
保持のための厳しい適用条件が要求される。
境界層の影響が大きいときには、測定精度が著しく低下
する。このために、測定の際には測定部の内径を1m以
上、等断面直管部の長さは測定部の上流側に15倍以上、
下流側に５倍以上、平均流速は0.5m/sec以上とする精度
保持のための厳しい適用条件が要求される。
ピトー管式流量計の正面図と側面図を第３図に示す。図
に於いて、管路01の一断面に前面に多数の全圧孔を有す
るピトー管04の一対の支持管03が直交する２直径状に配
置されており、多数のピトー管04によつて全圧を測定す
る。従つて、極めて大形で複雑な構造になり、かつ支持
管03は流水によつてその背後にできるカルマン渦と共振
することがあるので、十分に強度を大きくする必要があ
る。このために、水車の流量計測に使用されている従来
のピトー管式流量計はコストが極めて高く、また測定部
の上流側には管路01内径の20倍以上、下流側には５倍以
上の等断面直管部を設けなければならず、大きなスペー
スを要するなどの不具合を抱えている。
に於いて、管路01の一断面に前面に多数の全圧孔を有す
るピトー管04の一対の支持管03が直交する２直径状に配
置されており、多数のピトー管04によつて全圧を測定す
る。従つて、極めて大形で複雑な構造になり、かつ支持
管03は流水によつてその背後にできるカルマン渦と共振
することがあるので、十分に強度を大きくする必要があ
る。このために、水車の流量計測に使用されている従来
のピトー管式流量計はコストが極めて高く、また測定部
の上流側には管路01内径の20倍以上、下流側には５倍以
上の等断面直管部を設けなければならず、大きなスペー
スを要するなどの不具合を抱えている。
本考案に係る水車の流量計測装置は上記の課題を解決す
ることを目的にしており、水車のトツプカバーに流れに
対面して設けられた全圧検出孔と、水車の水圧鉄管の内
壁に流れに直交して設けらえた静圧検出孔と、上記両検
出孔により得られる差圧から流れの流量を演算して表示
する流量表示計とを備えてなる構成を特徴としている。
ることを目的にしており、水車のトツプカバーに流れに
対面して設けられた全圧検出孔と、水車の水圧鉄管の内
壁に流れに直交して設けらえた静圧検出孔と、上記両検
出孔により得られる差圧から流れの流量を演算して表示
する流量表示計とを備えてなる構成を特徴としている。
即ち、本考案に係る水車の流量計測装置に於いては水車
のトツプカバーおよび水圧鉄管に水車内の流れの全圧、
静圧をそれぞれ測定する検出孔が設けられており、これ
らの圧力検出孔で得られる圧力差に基づいて水車の流量
が流量表示計により演算されて表示される。
のトツプカバーおよび水圧鉄管に水車内の流れの全圧、
静圧をそれぞれ測定する検出孔が設けられており、これ
らの圧力検出孔で得られる圧力差に基づいて水車の流量
が流量表示計により演算されて表示される。
本考案の実施例を第１図および第２図に基づいて説明す
る。なお、第１図および第２図に於ける同一の部品には
同一の符号を付する。第１図は本考案の一実施例に係る
水車の流量計測装置の断面図、第２図は第１図に於ける
II-II矢視図である。
る。なお、第１図および第２図に於ける同一の部品には
同一の符号を付する。第１図は本考案の一実施例に係る
水車の流量計測装置の断面図、第２図は第１図に於ける
II-II矢視図である。
第１図に於いて、チユーブラ水車に水圧鉄管１から矢印
の方向に流入した圧力水はステーリング５、可動ガイド
ベーン６および可動ランナベーン７を経て図示しない放
水路へ排出される。本実施例に係る水車の流量計測装置
はトツプカバー８の頭部に第２図に示すように全圧測定
用ピトー管４の５個の全圧孔が軸方向の流れに対面して
設けられており、ピトー管４によつて検出された全圧P0
は管９を経て差圧計10に伝達される。また、水圧鉄管１
には内壁に検出孔を持つ単数または複数の静圧測定用ピ
トー管11が設けられており、ピトー管11によつて検出さ
れた静圧Ｐは管12を経て差圧計10に伝達される。
の方向に流入した圧力水はステーリング５、可動ガイド
ベーン６および可動ランナベーン７を経て図示しない放
水路へ排出される。本実施例に係る水車の流量計測装置
はトツプカバー８の頭部に第２図に示すように全圧測定
用ピトー管４の５個の全圧孔が軸方向の流れに対面して
設けられており、ピトー管４によつて検出された全圧P0
は管９を経て差圧計10に伝達される。また、水圧鉄管１
には内壁に検出孔を持つ単数または複数の静圧測定用ピ
トー管11が設けられており、ピトー管11によつて検出さ
れた静圧Ｐは管12を経て差圧計10に伝達される。
流量Ｑは m3/secにより求められる。但し、 C: 補正係数 D: 水圧鉄管の内径（ｍ） g: 重力の加速度（9.8m/sec2） γ：水の比重量（1,000kg/m3） P0：全圧（Kg/m3） P: 静圧（Kg/m2） また、実験結果によりL/Db≧１のときＣ＝１、L/Db＜１
のときＣ≠１であり、その値は過去の実績または模型試
験によつて求められる。但し、Ｌはボス部13の始端から
静圧測定位置迄の距離（ｍ）、Dbはボス部の直径（ｍ）
である。また、全圧孔の位置はd/Dbが大きいと境界層の
影響を受けるのでd/Db≦0.25とする必要がある。但し、
ｄは全圧孔の最大ピツチ円直径（ｍ）である。差圧計10
からの差圧を表わす信号は演算回路を備えた流量表示計
14によつて流量に換算され、アナログまたはデジタル表
示される。
のときＣ≠１であり、その値は過去の実績または模型試
験によつて求められる。但し、Ｌはボス部13の始端から
静圧測定位置迄の距離（ｍ）、Dbはボス部の直径（ｍ）
である。また、全圧孔の位置はd/Dbが大きいと境界層の
影響を受けるのでd/Db≦0.25とする必要がある。但し、
ｄは全圧孔の最大ピツチ円直径（ｍ）である。差圧計10
からの差圧を表わす信号は演算回路を備えた流量表示計
14によつて流量に換算され、アナログまたはデジタル表
示される。
チユーブラ水車は渦巻ケーシングを持たず、ケーシング
が円筒形であるので、発電機も通常ケーシング内に設け
られている。同様に、プロペラ水車、カプラン水車にも
渦巻ケーシングがない。このような構造の水車の場合、
水車の出入口の流れは通常整流された状態の軸方向の流
れである。本実施例に係る水車の流量計測装置はこのよ
うな構造上の特徴を利用して、トツプカバー８の頭部に
単数または複数個の全圧測定用のピトー管４の検出孔を
配設するとともに、水圧鉄管１の管壁に検出孔を有する
単数または複数個の静圧測定用のピトー管11を設けてピ
トー管式流量計を形成させ、これにより得られる圧力差
に基づいて水車の流量が流量表示計14により演算されて
表示される。このように、全圧および静圧の取り出しを
それぞれトツプカバー８の頭部と水圧鉄管８の管壁に設
けたことにより従来のピトー管式流量計が簡略化されて
大きなスペースを要さない。また、ピトー管４、11によ
る圧力損失や流れの乱れがなく、水車の運転中も流量の
安定した計測値が得られるとともに計測精度が高く、ピ
トー管４、11が障害にならず、またピトー管４、11が損
傷を受けない。
が円筒形であるので、発電機も通常ケーシング内に設け
られている。同様に、プロペラ水車、カプラン水車にも
渦巻ケーシングがない。このような構造の水車の場合、
水車の出入口の流れは通常整流された状態の軸方向の流
れである。本実施例に係る水車の流量計測装置はこのよ
うな構造上の特徴を利用して、トツプカバー８の頭部に
単数または複数個の全圧測定用のピトー管４の検出孔を
配設するとともに、水圧鉄管１の管壁に検出孔を有する
単数または複数個の静圧測定用のピトー管11を設けてピ
トー管式流量計を形成させ、これにより得られる圧力差
に基づいて水車の流量が流量表示計14により演算されて
表示される。このように、全圧および静圧の取り出しを
それぞれトツプカバー８の頭部と水圧鉄管８の管壁に設
けたことにより従来のピトー管式流量計が簡略化されて
大きなスペースを要さない。また、ピトー管４、11によ
る圧力損失や流れの乱れがなく、水車の運転中も流量の
安定した計測値が得られるとともに計測精度が高く、ピ
トー管４、11が障害にならず、またピトー管４、11が損
傷を受けない。
なお、本流量計測装置で最初は流量の絶対値は得られな
いが、一度他の流量計により補正を行えば以後は正確な
流量計測ができ、また圧力計、電力計と組み合わせてシ
ステム化すれば水車効率が判るので、経年変化による水
車効率の低下の判断が可能になる。
いが、一度他の流量計により補正を行えば以後は正確な
流量計測ができ、また圧力計、電力計と組み合わせてシ
ステム化すれば水車効率が判るので、経年変化による水
車効率の低下の判断が可能になる。
本考案に係る水車の流量計測装置は前記の通り構成され
ており、このように設けられた圧力の検出孔で得られる
圧力差に基づいて水車の流量が流量表示計により演算さ
れて表示されるので、安定した計測値が得られるととも
に計測精度が高く、構造が極めて簡単でコストが低いう
えに大きなスペースを要さないなどの効果が奏せられ
る。
ており、このように設けられた圧力の検出孔で得られる
圧力差に基づいて水車の流量が流量表示計により演算さ
れて表示されるので、安定した計測値が得られるととも
に計測精度が高く、構造が極めて簡単でコストが低いう
えに大きなスペースを要さないなどの効果が奏せられ
る。
第１図は本考案の一実施例に係る水車の流量計測装置の
断面図、第２図は第１図に於けるII-II矢視図、第３図
（ａ）は従来のピトー管式流量計の正面図、第３図
（ｂ）はその側面図である。 １……水圧鉄管、４……全圧測定用のピトー管、８……
トツプカバー、10……差圧計、12……静圧測定用のピト
ー管、14……流量表示計。
断面図、第２図は第１図に於けるII-II矢視図、第３図
（ａ）は従来のピトー管式流量計の正面図、第３図
（ｂ）はその側面図である。 １……水圧鉄管、４……全圧測定用のピトー管、８……
トツプカバー、10……差圧計、12……静圧測定用のピト
ー管、14……流量表示計。
Claims (1)
- 【請求項１】水車のトツプカバーに流れに対面して設け
られた全圧検出孔と、水車の水圧鉄管の内壁に流れに直
交して設けられた静圧検出孔と、上記両検出孔により得
られる差圧から流れの流量を演算して表示する流量表示
計とを備えてなることを特徴とする水車の流量計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9099888U JPH07892Y2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 水車の流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9099888U JPH07892Y2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 水車の流量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212624U JPH0212624U (ja) | 1990-01-26 |
| JPH07892Y2 true JPH07892Y2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=31315499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9099888U Expired - Lifetime JPH07892Y2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 水車の流量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07892Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP9099888U patent/JPH07892Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0212624U (ja) | 1990-01-26 |
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