JPS6022158Y2 - 地熱蒸気採取井内の熱水面位置測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は地熱蒸気採取井内の熱水面位置を測定する装置
に関するもので、簡単な装置で直接熱水面位置を測定で
きる精度の高い装置を提供するにある。

地熱発電用に使用する地熱蒸気採取弁（以下地熱蒸気井
という）の採取蒸気量を予め知り得ることは、地熱発電
の発電能力決定にとって極めて重要である。

また、坑井内における地熱蒸気噴出中の熱水面は、採取
蒸気量の多少によって変化し、この熱水面の位置を測定
することが坑井の能力把握、適正な坑井管理にとって重
要である。

従来、地熱蒸気井の噴出中の熱水面位置は地の測定結果
を利用して間接的に算出しているが、直接熱水面位置を
測定することは困難である。

すなわち、熱水面は熱水が沸騰しており、そのため前記
熱水面に近いところでは蒸気と熱水とが混合した二相状
態であって地熱蒸気井内の熱水面位置を直接測定するこ
とは非常に困難である。

本考案は、実用新案登録請求の範囲に記載した構成とす
ることにより、簡単な装置で蒸気と熱水との物理的性質
の変化をとらえ直接地熱蒸気井内の熱水面位置を精確に
測定できる装置を得た。

第１図は本考案に係る装置で使用する気水分離器の一例
を示したものであって、気水分離器１は外筒２の内周面
３に、該外筒２の軸方向にラセン状に形成され、かつ外
筒２の軸近傍が欠陥し中空部とされた分離板４が取付け
られている。

該分離板４の前記外筒２の中心側の端縁は、僅かに下側
に傾斜して取付けられている。

また、前記分離板４の最上段のラセン状部分における前
記分離板４の下端縁に沿う外筒２には、複数の排水孔５
が形成されており、他方前記外筒２の下側中央部に、倒
立円錐状に形成された案内板６が取付けられている。

本考案で使用する気水分離器１は以上のごとき構造であ
って、蒸気と熱水との混合流が、第１図中矢印のように
下側より侵入すると、該混合流は案内板６によって外筒
２の内周面３に吹付けられる。

このとき、熱水は分離板４に遮断され、第１図中実線矢
印のように分離板４と内周面３とで形成する溝部７内を
該分離板４に沿ってラセン状に上昇し、最上段のラセン
状下端縁に形成されている排水孔５から外筒２の外部へ
排出される。

他方、案内板６によって内周面３に吹付けられる蒸気は
、第１図中点線矢印で示すように、外筒２の中央におい
て、ラセン状に形成されている分離板４が欠陥している
外筒２の軸近傍の中空部を直進して外筒２の上部端面よ
り排出する。

すなわち、本考案で使用する気水分離器は、蒸気と熱水
との混合流を導通した場合、蒸気と熱水とを簡単に分離
することができる。

もつとも本考案で使用する気水分離器は第１図に示す構
造のものに限られず混合流中の蒸気と熱水とを分離でき
る構造のものであればよい。

第２図は、本考案で使用する検知器の一例を示したもの
であって、検知器８は外筒９内部に金属抵抗線をコイル
状に形成さたヒーター１０が装着されており、該ヒータ
ー１０の先端部にリード線１１が取付けられている。

前記ヒーター１０およびリード線１１は、その上部に絶
縁管１２が取付けられており、さらに地表面より垂下し
ているケーブル１３内を通して地表面の電流計（図示省
略）に接続している。

上述検知器８は、蒸気と熱水との温度差を検知するもの
であって、ヒーター１０内に一定電流を流す場合、蒸気
と熱水とでは温度差があるため、ヒーター１０が蒸気中
に存在している場合の該ヒーター１０の抵抗と、熱水中
に没した場合の抵抗とが急変するため、その抵抗の変化
を電流に変換して検知するものである。

本考案に係る装置は、第３図に示すように、第１図に示
す気水分離器１上部の蒸気通路内に、第２図に示す検知
器８を接続したものであって、該装置は地表面より地熱
蒸気井１４内へケーブル１３で懸吊して降下させ使用す
るものである。

つぎに本考案に係る装置の作用効果を説明すれば、本考
案に係る装置を噴出中の地熱蒸気井１４内へ降下すると
同時に、検知器８内へのヒーター１０へ一定電流を流し
ておく。

本考案に係る装置を地熱蒸気井１４内へ降下する初期に
は、該地熱蒸気井１４内はほとんど蒸気流であるから、
ヒーター１０内を流れる電流は変化がない。

本考案の装置の降下が進行して、熱水面近傍に達すると
蒸気と熱水との混流が形成されている。

ここで、気水分離器１が働らき、混流中の熱水は外筒２
の上部に形成した排水孔５から排出され、蒸気のみが検
知器８内に導かれるため、ヒーター１０内を流れる電流
は混流の影響を受けず、従って、はとんど変化なく一定
電流が維持されている。

さらに本考案の装置が降下して熱水中に没すると、検知
器８内が熱水で充満し、ヒーター１０の外部温度が熱水
の温度になるためヒーター１０内に流れる電流に変化を
生じ、これが地表面の電流計にキャッチされる。

従って、上述地表面の電流計で電流の変化を生じた時点
のケーブルの長さを読みとれば、熱水面の位置が適確に
測定できる。

以上のごとく本考案に係る装置では、熱水面近傍におけ
る蒸気と熱水との混流に伴なう不明確な電流の変化を気
水分離器によって蒸気のみの流れとし、さらに熱水面下
に没したときに、熱水の温度に伴なう温度変化を適確に
電気信号に変換することによって正確な熱水面を直接測
定することができる。

第４図は本考案に係る装置の検知器の他の実施例を示し
たものであるが、金属線１５の先端に重錘１６が取付け
られており、該重錘１６の上部に環状電極１７が前記金
属線２５の外周に装着されたものである。

なお、第４図中第２図と同一符号は同一部材を示す。

第４図に示す検知器は、金属線１５と環状電極１７との
間の静電容量の変化を検知するものである。

すなわち、前記金属線１５と環状電極１７との静電容量
は蒸気中に存在する場合には一定の静電容量を保持して
いるが、これが熱水中に没するときは、金属線１５と環
状電極１７とが短絡されて静電容量は零となる。

したがって上述静電容量の変化を検知することによって
熱水面位置を簡単に測定することができる。

以上のごとく本考案に係る装置は、地熱蒸気井内の熱水
面近傍の蒸気と熱水との混流を気水分離器によって簡単
に蒸気と熱水とに分離し、気水分離器上部の蒸気通路に
組合されている検知器によって蒸気の物理的性質を電気
信号で検知し、他方該検知器が熱水中に没することによ
って熱水の物理的性質を電気信号で検知器この電気信号
の変化から直接熱水面位置を測定できるため、混流によ
る影響を何ら受けることなく正確な熱水面位置を直接測
定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の気水分離器の一例の断面図
、第２図は本考案に係る装置の検知器の一例の断面図、
第３図は本考案に係る装置の使用例の略示断面図、第４
図は検知器の他の実施例の断面図である。 １：気水分離器、２：外筒、３：外筒内周面、４：分離
板、５：排水孔、６：案内板、８：検知器、９：外筒、
１０：ヒーター、１ 線、１２：絶縁管、１３：ケーブル、 蒸気井、１５：金属線、１６：重錘、 電極。 １：リード １４：地熱 １７：環状

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 地熱蒸気採取井内の熱水面近傍における蒸気と熱水とを
   分離する気水分離器の上部の蒸気通路に、蒸気と熱水と
   の物理的性質の変化を電気信号に変換する検知器が組合
   されており、該検知器が熱水中に没した際、前記電気信
   号の変化から熱水面の位置を検知できることを特徴とす
   る地熱蒸気採取井内の熱水面位置測定装置。