JP2517878Y2 - ポンプ逆転水車装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、マイクロ水力発電装置などに適用される
もので、低落差ポンプ逆転水車を使用してなるポンプ逆
転水車装置に関するものである。

（従来の技術） 第２図は、マイクロ水力発電装置に適用した従来のポ
ンプ逆転水車装置を示す構成図である。同図において、
１は上水槽、２は放水路であり、上記上水槽１内の水面
から放水路２の放水面までの総落差H1は10m程度であ
る。３は上記上水槽１と放水ろ２との間に配置された低
落差ポンプ逆転水車（以下、水車と称す）、４は上記上
水槽１から水車３に向けて傾斜状に配設された水圧管、
５は上記水車３と放水路２との間に配置された吸出管で
ある。６は上記水車３により駆動される発電機である。

上記構成のマイクロ水力発電装置において、上水槽１
内の水Ｗは水圧管４を流下し、水車３を回転させて吸出
管５から放水路２へ放出される。すなわち、上記総落差
H1に対応する位置エネルギーが水圧管４で圧力および速
度エネルギーとなり、水車３で回転エネルギーに変換さ
れ、発電機６が回転駆動される。

（考案が解決しようとする課題） 上記のように構成された従来のポンプ逆転水車装置に
おいては、例えば送電線が断線するなどのトラブルの発
生により水車発電機が無負荷となった時でも総落差H1は
一定であるため、水車３の回転速度が定格回転速度のお
おむね２〜３倍にも上昇する。このような無負荷運転時
の回転速度の上昇にともない、水車に与える衝撃エネル
ギーが著しく大きくなり、翼や軸受部などを破損し易
く、また摩耗度合も大きくなる。

そこで、一般には、水車の軸受部等を上記のような無
負荷運転時の衝撃にも耐え得るように設計しており、従
って、水車を含む設備費が嵩む欠点があった。

この考案は上記実情に鑑みてなされたもので、簡単な
構成を付加するのみで送電線の断線などのトラブルの発
生にともない無負荷状態となった時の水車の回転速度の
上昇を極力抑えて、軸受部等の設計強度を低くし全体の
設備費の低減を図ることができるポンプ逆転水車装置を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この考案に係るポンプ逆
転水車装置は、上水槽と、この上水槽よりも低位に配置
された低落差ポンプ逆転水車との間に水圧管が配設され
ているとともに、上記水車と放水路との間に吸出管が配
設されたポンプ逆転水車装置において、上記吸出管の水
車に近い部分に、通常は閉弁状態にあり、上記水車が無
負荷状態になったとき開弁して上記吸出管内を真空破壊
する真空破壊用弁装置を接続したものである。

（作用） この考案によれば、例えば送電線が断線するなどのト
ラブルの発生にともない無負荷状態となったとき、吸出
管に接続された真空破壊用弁装置が開弁して吸出管内に
大気が流入し該吸出管内が真空破壊により正圧となり、
有効落差が通常運転時の落差に対して小さくなる。その
結果、上記のような無負荷状態となったときの水車の回
転速度の上昇が抑制され、水車自体に与える衝撃エネル
ギーも小さくて翼や軸受部などの設計強度も低いもので
すみ、それだけ水車を含めた設備費の低減が可能とな
る。

（実施例） 以下、この考案の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの考案に係るポンプ逆転水車装置を適用し
たマイクロ水力発電装置の一例を示す構成図であり、第
２図で示す従来のものと同一個所には、同一の符号を付
して、それらの説明を省略する。

第１図において、７は真空破壊用の弁装置で、上記吸
出管５の水車３に近い部分に接続されており、通常は閉
弁状態にあり、水車３が無負荷状態となったとき開弁し
て上記吸出管５内を真空破壊するように構成されてい
る。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

通常運転時には、上記弁装置７が閉弁状態にあって、
上水槽１内の水Ｗを水圧管４を経て流下させることによ
り、水車３が回転され、発電機６が回転駆動されて発電
動作が行われるが、この点については従来のものと同様
である。

また、上記の運転時において、例えば発電機６が故障
するなどして水車３が無負荷状態になったとき、上記弁
装置７が開弁され上記吸出管５内に大気が流入して該吸
出管５内が真空破壊されることにより、その吸出管５内
が正圧となり、その結果、有効落差H2が通常運転時の落
差H1に対して小さくなる。そのため、上記水車３の回転
速度の上昇が抑えられる。

従って、上記水車３の翼や軸受部等の構成要素とし
て、高速回転に耐える特殊なものを選定する必要がなく
なり、設備費を安価にすることができる。

（考案の効果） 以上のように、この考案によれば、例えば送電線が断
線するなどのトラブルの発生にともない無負荷状態とな
ったとき、吸出管に接続された真空破壊用弁装置の真空
破壊作用により吸出管内を正圧として、有効落差を通常
運転時の落差に対して小さくし、無負荷状態となった場
合の水車の回転速度の上昇を抑制して遠心力などによる
水車自体に与える衝撃エネルギーを小さくでき、これに
よって、翼や軸受部など装置全体の耐用設計強度を低く
することができる。したがって、翼や軸受部などの構成
要素として、高速回転に耐えうる特殊な材質を用いた高
強度設計とする必要がなく、真空破壊用弁装置を接続す
るといった簡単な構成を付加するだけでよく、設備費の
大幅な低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るポンプ逆転水車装置の一例とな
るマイクロ水力発電装置を示す構成図、第２図は従来の
マイクロ水力発電装置を示す構成図である。 １……上水槽、２……放水路、３……水車、４……水圧
管、５……吸出管、７……真空破壊用の弁装置。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上水槽と、この上水槽よりも低位に配置さ
   れた低落差ポンプ逆転水車との間に水圧管が配設されて
   いるとともに、上記水車と放水路との間に吸出管が配設
   されたポンプ逆転水車装置において、上記吸出管の水車
   に近い部分に、通常は閉弁状態にあり、上記水車が無負
   荷状態になったとき開弁して上記吸出管内を真空破壊す
   る真空破壊用弁装置を接続したことを特徴とするポンプ
   逆転水車装置。