JP2012107873A - 水中の温度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出部を水面から一定の深さに維持可能な水中の温度測定装置を提供する。
【解決手段】測定装置１０は、温度センサ１ａを保護する保護管１１と長尺のガイド鋼管２を備える。保護管１１は、温度検出部１０ａが先端部に位置するように、温度センサ１ａを収容し、ガイド鋼管２は、保護管１１を内部に収容する。ガイド鋼管２は、基端部側から先端部側に向かって下方に傾斜して、この先端部側を水没させている。又、ガイド鋼管２は、その先端部側を揺動できるように基端部側が岸壁Ｑに支持されている。浮力体４は、ガイド鋼管２の先端部側に連結して、ガイド鋼管２に所定の浮力を付与している。測定装置１０は、水面Ｓｗに対するガイド鋼管２の傾動角度に係らず、温度検出部１０ａを水面Ｓｗから一定の深さＬに維持できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中の温度測定装置に関する。特に、発電所に設置された復水器に用いられる海水の温度を水面から一定の深さで測定可能な水中の温度測定装置の構造に関する。

一般に、国内の火力発電所及び原子力発電所は、その多くが臨海に立地している。これは、化石燃料などを船舶で輸送するために便利であるという理由の他に、タービンを回転する水蒸気を冷却する復水器に海水を利用しているからである。

図３は、上述したような、臨海に立地した火力発電所の海水系統図である。図３を参照すると、火力発電所では、発電機Ｇｅに連結したタービンＴｕを回転させた過熱蒸気を復水器Ｓｃで冷却して再利用している。そして、過熱蒸気を冷却するために、取水口９１から循環ポンプ９１ｐを通じて海水を取水し、復水器Ｓｃで熱交換した後に、海水を他の冷却水と共に放水口９２から海に戻している。

図３を参照すると、海水を冷却水として使用するためは、水温が低いことが望ましく、水温の低い深層から取水するために、取水口９１の前方にカーテンウォール９１ｗを設置している。又、取水される海水温度は、復水器Ｓｃの冷却能力に影響を及ぼすため、水中の温度を測定するための第１の温度測定装置９３を取水口９１の入口側に設置している。

又、図３を参照すると、環境への水温変化の影響を調査するために、復水器Ｓｃから海に放水される水中の温度を測定するための第２の温度測定装置９４を放水口９２の出口側に設置している。

上述した水中の温度測定装置としては、構成が簡単であり、温度センサを備えた浮力体の水平方向の移動を制限し、かつ、潮位又は水位の変化にも対応して、水中の温度を測定可能な温度測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１による水中の温度測定装置は、水中の温度を測定する温度センサ、温度センサを支持し、温度センサの検出部を水面から所定の深さに位置するように温度センサを固着する浮力体、及び、一端を浮力体に繋留し、他端を岸壁又は海上浮遊物に繋留した少なくとも２本のロープを含んで構成している。そして、浮力体は、これらのロープの間に位配置され、かつ、これらのロープは、平面視において略直線となるように取り付けられている。又、これらのロープは、潮位又は水位が変化しても、温度センサが水面に対し所定の位置となり、温度センサの水平方向の移動を一定の範囲に制限する長さを有している。

特開２００７−１０８０３３号公報

特許文献１による水中の温度測定装置は、浮力体の下部中央から海水中に向けて突出するバランスウェイト付きのパイプに温度センサを挿入しているので、浮力体に波がかかっても又、風が吹いても、温度センサの温度検出部を海面から一定の深さに維持できる、としている。

しかしながら、特許文献１による水中の温度測定装置は、カーテンウォールに遮られて、水流が比較的緩やかな取水路に設置されているので、温度センサの温度検出部を海面から一定の深さに維持することは容易であるが、水流が激しい（単位時間当たりの放水量が多い）、放水路に設置した場合は、浮力体に設けたバランスウェイト付きのパイプが激しく多方向に揺動して、温度センサの温度検出部を海面から一定の深さに維持することは困難であるという問題がある。

水流が激しい放水路に設置した場合であっても、温度センサの温度検出部を水面から一定の深さに安定して維持することができ、かつ、潮位又は水位の変化に対応して、温度センサの温度検出部を水面から一定の深さに維持可能な水中の温度測定装置が求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、流動する放水中に水没される温度センサの温度検出部を水面から一定の深さに安定して維持でき、かつ、潮位又は水位の変化に対応して、温度センサの温度検出部を水面から一定の深さに維持可能な水中の温度測定装置を提供することを目的とする。

本発明者は、温度センサを長尺のガイド鋼管の内部に収容し、このガイド鋼管の基端部側を岸壁に固定された支持アームと回動可能に連結し、かつ、このガイド鋼管の先端部側を水没させると共に、潮位又は水位の変化に対応して、ガイド鋼管の先端部側が揺動するように、ガイド鋼管の先端部側に浮力体を連結することにより、温度センサの温度検出部を水面から一定の深さに安定して維持することが可能なことを見出し、これに基づいて、以下のような新たな水中の温度測定装置を発明するに至った。

（１）本発明による水中の温度測定装置は、流動する放水の温度を水面から一定の深さで測定する水中の温度測定装置であって、温度検出部を先端部に有する温度センサと、前記温度検出部が先端部に位置するように収容すると共に、前記温度センサを保護する保護管と、前記保護管を内部に収容し、基端部側から先端部側に向かって下方に傾斜してこの先端部側を水没させると共に、この先端部側が開口されて前記温度検出部が水中に浸漬される長尺のガイド鋼管と、その先端部側が揺動するように基端部側を回動可能に連結し、岸壁に固定された支持アームと、前記温度検出部が水面から一定の深さを維持できるように、当該ガイド鋼管の先端部側に連結して、当該ガイド鋼管に所定の浮力を付与する浮力体と、を備える。

（２）前記ガイド鋼管は、浸水可能な複数の穴を先端部側の外周に開口していることが好ましい。

（３）前記温度センサは、前記ガイド鋼管の基端部側に延出し、温度検出信号を伝える信号線を有し、この信号線は、岸壁に設置された接続箱に予長をもって接続していることが好ましい。

（４）前記温度センサは、第１フランジ部を基端部に有し、前記ガイド鋼管は、前記第１フランジ部に着脱自在に取り付け可能な第２フランジ部を基端部に有することが好ましい。

本発明による水中の温度測定装置は、温度センサを長尺のガイド鋼管の内部に収容し、このガイド鋼管の基端部側を岸壁に固定された支持アームと回動可能に連結し、かつ、このガイド鋼管の先端部側を水没させると共に、潮位又は水位の変化に対応して、ガイド鋼管の先端部側が揺動するように、ガイド鋼管の先端部側に浮力体を連結しているので、流動する放水中に水没される温度センサの温度検出部を水面から一定の深さに安定して維持できる。

本発明の一実施形態による水中の温度測定装置の構成を示す側面図である。 前記実施形態による水中の温度測定装置の構成を示す斜視図である。 臨海に立地した火力発電所の海水系統図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［水中の温度測定装置の構成］
最初に、本発明の一実施形態による水中の温度測定装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による水中の温度測定装置の構成を示す側面図である。又、図２は、前記実施形態による水中の温度測定装置の構成を示す斜視図である。

図１又は図２を参照すると、本発明の一実施形態による水中の温度測定装置（以下、測定装置と略称する）１０は、放水口９２から放水される流動する放水Ｗの温度を水面Ｓｗから一定の深さで測定する。

図１から図３を参照すると、測定装置１０は、温度センサ１ａを保護する比較的細径の保護管１１と長尺のガイド鋼管２を備えている。温度センサ１ａは、温度検出部１０ａを先端部に有している。保護管１１は、温度検出部１０ａが先端部に位置するように、温度センサ１ａを収容している。又、ガイド鋼管２は、保護管１１を内部に収容している。ガイド鋼管２は、ステンレス管などを用いると腐食を防止できて好適である。

図１又は図２を参照すると、ガイド鋼管２は、基端部側から先端部側に向かって下方に傾斜して、この先端部側を水没させている。そして、ガイド鋼管２の先端部側は、開口されており、温度検出部１０ａが水中に浸漬されている。ガイド鋼管２は、浸水可能な複数の穴１１ｈを先端部側の外周に開口している。

又、図１又は図２を参照すると、測定装置１０は、一対の支持アーム３１・３１と浮力体４を有している。一対の支持アーム３１・３１は、それらの基端部が岸壁Ｑに埋設された複数のアンカーボルト３１ｂに固定されている。又、一対の支持アーム３１・３１は、それらの先端部がガイド鋼管２の基端部側の外周から突出した一対の連結ピン２１ｐ・２１ｐに回動可能に連結している。つまり、ガイド鋼管２は、その先端部側を揺動できるように基端部側が岸壁Ｑに支持されている。

図１又は図２を参照すると、浮力体４は、内部が空の円筒状の密閉容器からなり、ガイド鋼管２の先端部側に連結して、ガイド鋼管２に所定の浮力を付与している。ガイド鋼管２と浮力体４とは、一対の帯状の連結板４１・４１で連結されている。一対の連結板４１・４１は、それらの一端部がガイド鋼管２の先端部側の外周から突出した一対の連結ピン２２ｐ・２２ｐに回動可能に連結している。又、一対の連結板４１・４１は、それらの他端部が浮力体４の外周から突出した一対の連結ピン４１ｐ・４１ｐに回動可能に連結している。

図１を参照すると、温度検出部１０ａは、一対の連結ピン２２ｐ・２２ｐの仮想の中心に位置するように配置されている。したがって、潮位又は水位の変化に起因する、水面Ｓｗに対するガイド鋼管２の傾動角度に係らず、温度検出部１０ａを水面Ｓｗから一定の深さＬに維持できる。

図１又は図２を参照すると、温度センサ１ａは、実施形態では熱電対を用いている。熱電対は、異種金属の端部同士を接合し、この接合点で温度を測定できる。実施形態では、異種金属線を保護するシース熱電対１を用いているが、このシース熱電対１は、温度検出部１０ａである温接点がむき出し型であってもよく、露出型であってもよく、熱コンパンドに埋め込まれた埋め込み型であってもよく、適宜なタイプが選択可能である。

図１又は図２を参照すると、シース熱電対１は、市販品を使用している。そして、シース熱電対１は、密閉防滴端子箱（以下、端子箱と略称する）１２と第１フランジ部１３を有している。なお、実施形態によるシース熱電対１は、温度センサ１ａ及び保護管１１を構成に含んでいる。

図１又は図２を参照すると、端子箱１２は、ガイド鋼管２の基端部側に配置されている。又、端子箱１２は、温度センサ１ａとなる異種金属線と補償導線１２ｗとを内部で接続している。そして、端子箱１２は、温度検出部１０ａでの温度検出信号を伝える信号線となる補償導線１２ｗを延出している。

一方、図１又は図２を参照すると、岸壁Ｑには、接続箱５を設置している。そして、補償導線１２ｗは、接続箱５に予長をもって接続している。なお、補償導線１２ｗは、接続箱５を介して、図示しない記録計に接続されている。

又、図１又は図２を参照すると、ガイド鋼管２は、第１フランジ部１３に着脱自在に取り付け可能な第２フランジ部２３を基端部に有している。例えば、第１フランジ部１３及び第２フランジ部２３は、複数のボルト取り付け穴を有し、これらのボルト取り付け穴にボルトを通し、ナットを締結することにより、第１フランジ部１３を第２フランジ部２３に固定できる。

［水中の温度測定装置の作用］
次に、実施形態による測定装置１０の作用及び効果を説明する。図１又は図２を参照すると、測定装置１０は、温度センサ１ａを長尺のガイド鋼管２の内部に収容している。ガイド鋼管２の基端部側は、岸壁Ｑに固定された一対の支持アーム３１・３１と回動可能に連結し、かつ、ガイド鋼管２の先端部側を水没させている。

図１又は図２を参照すると、ガイド鋼管２は、その先端部側を揺動できるように基端部側が岸壁Ｑに支持されているので、ガイド鋼管２を水流が激しい放水路に設置した場合であっても、ガイド鋼管２の動き（運動）が限定される。つまり、実施形態による測定装置１０は、従来の水中の温度測定装置のように、温度センサが激しく多方向に揺動することが防止される。

図１又は図２を参照すると、実施形態による測定装置１０は、ガイド鋼管２の先端部側が揺動するように、ガイド鋼管２の先端部側に浮力体４を連結している。この場合、温度検出部１０ａは、一対の連結ピン２２ｐ・２２ｐの仮想の中心に位置するように配置されているので、潮位又は水位の変化に起因する、水面Ｓｗに対するガイド鋼管２の傾動角度に係らず、温度検出部１０ａを水面Ｓｗから一定の深さＬに安定して維持できる。

又、図１又は図２を参照すると、実施形態による測定装置１０は、浸水可能な複数の穴１１ｈをガイド鋼管２の先端部側の外周に開口しているので、ガイド鋼管２の内外の温度差を緩和できる。そして、水面Ｓｗから一定の深さＬの水中の温度をより正確に測定できる。

更に、図１又は図２を参照すると、実施形態による測定装置１０は、ガイド鋼管２の基端部側に延出した信号線となる補償導線１２ｗが接続箱５に予長をもって接続している。この場合、ガイド鋼管２の基端部側の揺動量（変位量）は、ガイド鋼管２の先端部側の揺動量（変位量）と比べて、十分に小さく、補償導線１２ｗへの繰り返し荷重が低減されて、補償導線１２ｗの寿命を延ばすことも可能である。

又、実施形態による測定装置１０は、ガイド鋼管２は、温度センサ１ａに設けた第１フランジ部１３に着脱自在に取り付け可能な第２フランジ部２３を基端部に有するので、例えば、温度センサ１ａの点検又は交換が容易であるというメリットがある。

本発明による水中の温度測定装置は、放水路の温度を測定するために好適な実施形態を開示したが、本発明による水中の温度測定装置は、取水路に設置してもよく、海水に限定されず、湖沼に設けた放水路又は取水路に設置してもよく、水中の温度を測定するのであれば、用途は限定されない。

１ａ 温度センサ
２ ガイド鋼管
４ 浮力体
１０ 測定装置（水中の温度測定装置）
１０ａ 温度検出部
１１ 保護管
３１・３１ 一対の支持アーム（支持アーム）
Ｌ 深さ（一定の深さ）
Ｑ 岸壁
Ｓｗ 水面

Claims (4)

1. 流動する放水の温度を水面から一定の深さで測定する水中の温度測定装置であって、
   温度検出部を先端部に有する温度センサと、
   前記温度検出部が先端部に位置するように収容すると共に、前記温度センサを保護する保護管と、
   前記保護管を内部に収容し、基端部側から先端部側に向かって下方に傾斜してこの先端部側を水没させると共に、この先端部側が開口されて前記温度検出部が水中に浸漬される長尺のガイド鋼管と、
   その先端部側が揺動するように基端部側を回動可能に連結し、岸壁に固定された支持アームと、
   前記温度検出部が水面から一定の深さを維持できるように、当該ガイド鋼管の先端部側に連結して、当該ガイド鋼管に所定の浮力を付与する浮力体と、を備える水中の温度測定装置。
2. 前記ガイド鋼管は、浸水可能な複数の穴を先端部側の外周に開口している請求項１記載の水中の温度測定装置。
3. 前記温度センサは、前記ガイド鋼管の基端部側に延出し、温度検出信号を伝える信号線を有し、
   この信号線は、岸壁に設置された接続箱に予長をもって接続している請求項１又は２記載の水中の温度測定装置。
4. 前記温度センサは、第１フランジ部を基端部に有し、
   前記ガイド鋼管は、前記第１フランジ部に着脱自在に取り付け可能な第２フランジ部を基端部に有する請求項１から３のいずれかに記載の水中の温度測定装置。

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