既設バルブを利用した農業用パイプライン流量計

• 担当機関: 愛知県農業総合試験場
• 研究期間: 1997～1999
• 発行年度: 1997
• 要約: 極端に異なる夏季と冬季通水量の全域に対して精度良く計測するために、通常使用されるバルブを利用した分流式の農業用パイプライン流量計を開発した。損失水頭は小さく、大口径流量を分流管の小口径電磁流量計で計測するので安価である。
• 背景・ねらい: パイプラインの口径200mmまでは乾電池駆動電磁流量計、口径250mm以上については簡易オリフィス流量計を開発したが（平成元年度関東東海の新技術）、設計流速範囲の0.3m/s以上を対象とする簡易オリフィス流量計では冬季潅漑流量を精度良く計測することができないとの現場からの苦情があり、大流量から微小流量まで精度良く計測できる流量計を新たに開発する必要が生じた。そこで、民間と共同研究を行い、既設バルブを利用した農業用パイプライン流量計を開発し、事業で設置計画する場合の基礎資料を提示した。

成果の内容・特徴

1. 開発したバルブ流量計（図1：本管径350mm・分流管径100mmの例）は、冬季潅漑時には本管バルブを締切って電池駆動電磁流量計を設置した分流管のみの通水流量を計測し、夏季潅漑時には本管バルブを2/3開いた状態で分流管に設置した電池駆動電磁流量計の分流管流量に分流比を乗じた換算流量を表示することを特徴とするもので、両者の測定表示はスイッチで簡単に切り替えできる。なお、分流管径Dは冬季潅漑を想定する本管流速0.3m/sまでの送水を目安としており、分流管路長は流量計上流側5D、下流側3Dとし、分流管の取り付け位置は本管バルブを挟んで上下流へ等距離とした。
   
2. 本管バルブは既設バルブをそのまま利用するので、通常口径 300mmまではスルース弁、口径 350mm以上はバタフライ弁となる。夏季潅漑の大流量時の計測は、分流比精度を安定させ（図2に示されるように開度設定に対してβ≧0.7 以上は分流比の変動が大きい）、圧力損失（図3）を小さくするために、本管バルブの開度βを2/3開度で行うのが最適である。その損失水頭Hm は次式で表され、通水流量の低下は約3%である。
   Hm =FmV2/2gスルース弁：Fm =1.18、バタフライ弁：Fm =2.06
   
3. 開発したバルブ流量計の精度は計量枡によって検定したところ図2に示したとおりで、バルブの開度設定による誤差も生じるので7回の繰り返し試験を行ったところ全体の器差は±6%以内である。本流量計は、配水の目安とする農業用流量計として十分役に立つ。なお、開度は当初開度計で設定していたが、設定の再現性を良くするため回転をネジ止めすることによって全閉と2/3開との2通りのみを設定出来るような簡潔構造に改良した。
   
4. 事業費の低コスト化に対し、材料を塩ビ製にするなどコストダウン化を図っている。
   

• 成果の活用面・留意点: 既に豊川用水を始め14ヶ所の現場に設置されており、商用電源を用いずに安定して計測できるので、広く普及できる。
• カテゴリ: コスト 低コスト