JP7477799B2 - 水車、水力発電装置および水力発電システム - Google Patents
水車、水力発電装置および水力発電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7477799B2 JP7477799B2 JP2023050373A JP2023050373A JP7477799B2 JP 7477799 B2 JP7477799 B2 JP 7477799B2 JP 2023050373 A JP2023050373 A JP 2023050373A JP 2023050373 A JP2023050373 A JP 2023050373A JP 7477799 B2 JP7477799 B2 JP 7477799B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- runner
- casing
- rotor unit
- water turbine
- runner cover
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 182
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 66
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 44
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 36
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 27
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/02—Casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
この実施形態では、本開示の技術をインライン水車およびそれを備える縦置き型の水力発電装置ならびに水力発電システムに適用した場合を例に挙げる。
図1に示すように、水力発電システム(1)は、流路(4)と、水力発電装置(8)と、発電機コントローラ(16)と、系統連系インバータ(18)とを備える。流路(4)は、例えば上水道(2)を構成する管路である。流路(4)には、流体として水(FL)が流れる。
図2および図3に示すように、水力発電装置(8)は、水車(20)と発電機(100)とが鉛直方向に配置された縦置き型に構成される。発電機(100)は、水車(20)の上方に配置される。発電機(100)は、回転軸(102)を鉛直方向に向けて設けられる。
水車(20)は、フランシス水車である。水車(20)は、ケーシング(22)と、流入管(30)と、流出管(32)と、回転体ユニット(36)とを備える。
この実施形態の水車(20)では、回転体ユニット(36)がケーシング(22)の外部から着脱可能である。回転体ユニット(36)の構成部品(37)を交換するときには、回転体ユニット(36)をケーシング(22)の外部から取り外すことができる。そして、ケーシング(22)から取り外した回転体ユニット(36)に対して、構成部品(37)の交換作業を行える。さらに、この水車(20)は、支持部材(90)を備える。支持部材(90)は、回転体ユニット(36)がケーシング(22)に取り付けられたときに、回転体ユニット(36)を流出管(32)に対して所定の位置に支持する。そのことで、流出管(32)に対して回転体ユニット(36)を位置合わせできる。これにより、回転体ユニット(36)と流出管(32)とを締結具を用いてケーシング(22)の内部で締結せずに済む。したがって、回転体ユニット(36)の構成部品(37)を容易に交換できる。
図8に示すように、この第1変形例の水車(20)において、流出管(32)の嵌合凸部(95)に装着されるシール部材(98)は、2つである。具体的には、嵌合凸部(95)には、2つのシール溝(96)が設けられる。2つのシール溝(96)は、流出管(32)の長さ方向において互いに間隔をあけて形成される。シール部材(98)は、2つのシール溝(96)にそれぞれ嵌め込まれる。各シール部材(98)は、ランナカバー(84)の延出片(92)と流出管(32)の嵌合凸部(95)との間に介在し、両者(32,84)の間を密閉する。
図9に示すように、この第2変形例の水車(20)において、流出管(32)の嵌合凸部(95)には、シール部材(98)が装着されない。この場合、嵌合凸部(95)には、シール溝(96)も形成されない。ランナカバー(84)の延出片(92)と流出管(32)の嵌合凸部(95)との間には、両者(92,95)を着脱可能な程度の僅かな隙間のみの区画が存在する。また、ランナカバー(84)の延出片(92)の内周面と、流出管(32)の嵌合凸部(95)の外周面とは、ラビリンスシールを構成してもよい。ラビリンスシールは、例えば、凹凸形状が僅かな隙間を開けて噛み合う構造からなる。
図10に示すように、この第3変形例の水車(20)において、流出管(32)の嵌合凸部(95)と、ランナカバー(84)の延出片(92)とは、回転体ユニット(36)の回転軸(38)の軸心(CA)に対して傾斜する互いの傾斜面(92s,95s)同士を突き合わせて接続される。
図11に示すように、この第4変形例の水車(20)において、流出管(32)とランナカバー(84)との位置合わせに用いられるインロー構造は、嵌合凹部(94)と嵌合凸部(95)とが逆に設けられる。本例の水車(20)においては、流出管(32)が支持部材(90)として機能する。
図12に示すように、この第5変形例の水車(20)において、ガイドベーン(56)とランナカバー(84)とを位置合わせする構造は、ガイドベーン(56)の一部がランナカバー(84)の内部に嵌め入れられる嵌合構造である。ガイドベーン(56)の環状板(66)の内周部分は、ランナ(72)の外周側に向けて突出した環状の突出部(110)を構成する。この突出部(110)の外周面は、ランナカバー(84)の対応する内面部分に倣う形状に形成される。
図13に示すように、この第6変形例の水車(20)において、ガイドベーン(56)とランナカバー(84)とは、インロー構造により互いに位置合わせされる。ガイドベーン(56)の環状板(66)の内周部分は、上記第5変形例と同様に突出部(110)を構成する。突出部(110)の先端部分には、嵌合凸部(112)が設けられる。嵌合凸部(112)は、突出部(110)の外周側に張り出す部分である。ランナカバー(84)の上端には、延出片(114)が設けられる。本例の延出片(114)は、円筒状に形成される。延出片(114)の内径および外径はそれぞれ、ランナカバー(84)の本体部の内径および外径よりも一回り大きい。
図14に示すように、この第7変形例の水車(20)においては、ガイドベーン(56)が流出管(32)の流入端(34)に突き合わせて嵌合される。ガイドベーン(56)の環状板(66)の内周部分は、上記第6変形例と同様に、嵌合凸部(112)が設けられた突出部(110)を構成する。流出管(32)の流入端(34)には、延出片(118)が設けられる。本例の延出片(118)は、円筒状に形成される。延出片(118)の内径および外径はそれぞれ、流出管(32)の本体部の内径および外径よりも一回り大きい。
図15に示すように、この第8変形例の水車(20)において、支持部材(90)は、流出管(32)の流入端(34)に設けられた2つの位置決めピン(120)である。本例の位置決めピン(120)は、ウェルドボルト(122)によって構成される。流出管(32)の流入端(34)には、接続フランジ(124)が設けられる。接続フランジ(124)は、流出管(32)の外周側に延びる部分である。接続フランジ(124)には、2つの挿通孔(126)が形成される。2つの挿通孔(126)は、流入端(34)において互いに反対側の部分に位置する。
図16に示すように、この第9変形例の水車(20)において、回転体ユニット(36)は、ランナカバー(84)を備えない。本例の水車(20)では、上記第8変形例と同様に、支持部材(90)が、流出管(32)の流入端(34)に設けられた2つの位置決めピン(120)である。本例の位置決めピン(120)は、ウェルドボルト(122)によって構成される。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
1 水力発電システム
4 流路
8 水力発電装置
20 水車
22 ケーシング
32 流出管(配管)
36 回転体ユニット
37 構成部品
38 回転軸
56 ガイドベーン
72 ランナ
84 ランナカバー
90 支持部材
98 シール部材
100 発電機
Claims (11)
- 流体(FL)が内部を流れるケーシング(22)と、
前記ケーシング(22)の内部に延びる配管(32)と、
前記ケーシング(22)の内部に挿入される回転軸(38)を有し、該回転軸(38)が前記配管(32)に向けられる回転体ユニット(36)と、を備える水車であって、
前記回転体ユニット(36)は、前記ケーシング(22)に対して外部から着脱可能に取り付けられ、
前記回転体ユニット(36)が前記ケーシング(22)に取り付けられたときに、前記回転体ユニット(36)を前記配管(32)または該配管(32)の端部に設けられた部材に接触させることで所定の位置に支持する支持部材(90)を備え、
前記回転体ユニット(36)は、前記ケーシング(22)の内部で前記配管(32)を含む他の部品に締結具を用いて締結されない、水車。 - 請求項1に記載の水車において、
前記回転体ユニット(36)は、前記回転軸(38)における前記ケーシング(22)の内部に位置する部分に固定されたランナ(72)を有する、水車。 - 請求項2に記載の水車において、
前記回転体ユニット(36)は、前記ランナ(72)の外周に位置するランナカバー(84)をさらに有する、水車。 - 請求項3に記載の水車において、
前記回転体ユニット(36)は、前記ランナカバー(84)の前記配管(32)とは反対側に位置して前記ケーシング(22)内の流体(FL)を前記ランナ(72)に導くガイドベーン(56)をさらに有する、水車。 - 流体(FL)が内部を流れるケーシング(22)と、
前記ケーシング(22)の内部に延びる配管(32)と、
前記ケーシング(22)の内部に挿入される回転軸(38)を有し、該回転軸(38)が前記配管(32)に向けられる回転体ユニット(36)と、を備える水車であって、
前記回転体ユニット(36)は、前記ケーシング(22)に対して外部から着脱可能に取り付けられ、
前記回転体ユニット(36)が前記ケーシング(22)に取り付けられたときに、前記回転体ユニット(36)を前記配管(32)に対して所定の位置に支持する支持部材(90)を備え、
前記回転体ユニット(36)は、前記回転軸(38)における前記ケーシング(22)の内部に位置する部分に固定されたランナ(72)と、該ランナ(72)の外周に位置するランナカバー(84)をさらに有し、
前記ランナカバー(84)は、前記支持部材(90)として機能する、水車。 - 請求項5に記載の水車において、
前記回転体ユニット(36)は、前記ランナカバー(84)の前記配管(32)とは反対側に位置して前記ケーシング(22)内の流体(FL)を前記ランナ(72)に導くガイドベーン(56)をさらに有する、水車。 - 請求項5または6に記載の水車において、
前記ランナカバー(84)と前記配管(32)とは、互いに突き合わせて嵌合され、
前記ランナカバー(84)と前記配管(32)との嵌合部分には、当該ランナカバー(84)と当該配管(32)との間に介在するシール部材(98)が設けられる、水車。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の水車において、
前記回転体ユニット(36)は、前記回転軸(38)を含めた複数の構成部品(37)の組合せにより構成され、
前記回転体ユニット(36)は、一部の前記構成部品(37)を、他の前記構成部品(37)を取り外すことなく、着脱可能に構成される、水車。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の水車において、
前記回転体ユニット(36)は、前記回転軸(38)が鉛直方向に延びる姿勢で前記ケーシング(22)の上部に取り付けられる、水車。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の水車(20)と、
前記水車(20)によって駆動される発電機(100)と、を備える水力発電装置。 - 流体(FL)が流れる流路(4)と、
前記流路(4)に適用される、請求項10に記載の水力発電装置(8)と、を備える水力発電システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022056555 | 2022-03-30 | ||
JP2022056555 | 2022-03-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023152894A JP2023152894A (ja) | 2023-10-17 |
JP7477799B2 true JP7477799B2 (ja) | 2024-05-02 |
Family
ID=88202372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023050373A Active JP7477799B2 (ja) | 2022-03-30 | 2023-03-27 | 水車、水力発電装置および水力発電システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7477799B2 (ja) |
WO (1) | WO2023190404A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013051113A1 (ja) | 2011-10-05 | 2013-04-11 | 田中水力株式会社 | 水力発電用フランシス水車 |
JP2013096245A (ja) | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Toshiba Corp | 水力機械およびその分解方法 |
KR101757121B1 (ko) | 2016-07-15 | 2017-07-12 | 주식회사 신한정공 | 수평형 프란시스 수차의 런너 분해 및 조립용 치공구 |
-
2023
- 2023-03-27 WO PCT/JP2023/012323 patent/WO2023190404A1/ja unknown
- 2023-03-27 JP JP2023050373A patent/JP7477799B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013051113A1 (ja) | 2011-10-05 | 2013-04-11 | 田中水力株式会社 | 水力発電用フランシス水車 |
JP2013096245A (ja) | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Toshiba Corp | 水力機械およびその分解方法 |
KR101757121B1 (ko) | 2016-07-15 | 2017-07-12 | 주식회사 신한정공 | 수평형 프란시스 수차의 런너 분해 및 조립용 치공구 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023152894A (ja) | 2023-10-17 |
WO2023190404A1 (ja) | 2023-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3066335B1 (en) | In-pipe turbine and hydro-electric power generation system | |
US8770915B2 (en) | Hydraulic power generation motor | |
KR102080666B1 (ko) | 수력발전장치용 임펠라 어셈블리 | |
US11542909B1 (en) | Automatic control valve with micro-hydro generator | |
JP4795144B2 (ja) | 水力発電装置 | |
KR101765188B1 (ko) | 수력발전일체형수문 | |
KR20050074360A (ko) | 배관에 흐르는 물의 유량과 유속을 보존하는 수력발전장치 | |
JP7477799B2 (ja) | 水車、水力発電装置および水力発電システム | |
JP7129916B2 (ja) | 電気エネルギーを生成するためのターボ発電装置、関連する運転方法および設置方法 | |
CA2820836A1 (en) | Pump-turbine system | |
CN105888914A (zh) | 小型家用立式管道轴流式水轮机 | |
CN209892374U (zh) | 一种低压差管道发电机 | |
KR20220139395A (ko) | 수력 터빈 및 수력 발전기 | |
CN213981206U (zh) | 核电厂用泵 | |
KR200400556Y1 (ko) | 배관에 흐르는 물의 유량과 유속을 보존하는 수력발전장치 | |
JP4120578B2 (ja) | ランナベーンの水圧駆動装置。 | |
CN212974407U (zh) | 一种技术供水滤水器转轴转动装置 | |
CN113339274B (zh) | 低振动屏蔽式循环泵 | |
WO2015087174A1 (en) | Hydraulic motor arrangement | |
JP2000170637A (ja) | 水力機械 | |
CN112302947A (zh) | 核电厂用泵 | |
JP2015010556A (ja) | 水車羽根と揚水羽根を一体化した同軸揚水羽根及びこれを用いた揚水装置 | |
EP4367383A1 (en) | System for generating energy from water flowing through a pipe | |
CN116771574A (zh) | 一种水轮机用带有空间导叶的引水装置 | |
KR20200104835A (ko) | 수력 발전장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230327 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231024 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240319 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240401 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7477799 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |