JPH03222869A - 円筒形プロペラ水車の異常水圧上昇防止装置 - Google Patents
円筒形プロペラ水車の異常水圧上昇防止装置Info
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- JPH03222869A JPH03222869A JP2042013A JP4201390A JPH03222869A JP H03222869 A JPH03222869 A JP H03222869A JP 2042013 A JP2042013 A JP 2042013A JP 4201390 A JP4201390 A JP 4201390A JP H03222869 A JPH03222869 A JP H03222869A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
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- 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
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、ガイドベーンを有する円筒形プロペラ水車
において、負荷遮断時に発生する水圧低下に起因する水
柱分離現象などの異常水圧上昇を防止する装置に関する
。
において、負荷遮断時に発生する水圧低下に起因する水
柱分離現象などの異常水圧上昇を防止する装置に関する
。
水車発電機は何らかの障害により、運転中に負荷が遮断
されると回転数が上昇し、過速度に達すると遠心カムこ
より機器の破壊につながる恐れがある。このような場合
、直ちに流量調節用のガイドベーンを２、閉して流水を
遮断し、機器に与える損傷を最小限に食い止めるような
対応がとられる。 第８図はガイドベーン下流側水圧変化と時間との関係を
示す図である。水車の負荷遮断時にはガイドベーンを急
閉するため、水車を通過する水量が急減し、同時にガイ
ドベーン下流の流速は速くなり旋回して流出するのでそ
の動圧分及び旋回による内径側の圧力低下分だけ圧力が
低下し、第８図に示すようにガイドベーン下流側では水
圧降下が発生する。流路内の圧力が水の飽和蒸気圧以下
に低下すると、流路内に水蒸気の気泡が発生して空洞部
が形成されて流路が気泡層で分断され、いわゆる水柱分
離現象が発生する。その後、流路内の圧力が回復すると
、形成された空洞がつぶされ気泡層が消滅し、水と水と
が再結合する際に異常な水圧上昇が発生する。 従来の円筒形プロペラ水車では、ガイドベーン急閉時の
水圧降下量が太き（なり過ぎないように、ガイドベーン
の閉鎖速度を遅く選定するという方法が採られていた。
されると回転数が上昇し、過速度に達すると遠心カムこ
より機器の破壊につながる恐れがある。このような場合
、直ちに流量調節用のガイドベーンを２、閉して流水を
遮断し、機器に与える損傷を最小限に食い止めるような
対応がとられる。 第８図はガイドベーン下流側水圧変化と時間との関係を
示す図である。水車の負荷遮断時にはガイドベーンを急
閉するため、水車を通過する水量が急減し、同時にガイ
ドベーン下流の流速は速くなり旋回して流出するのでそ
の動圧分及び旋回による内径側の圧力低下分だけ圧力が
低下し、第８図に示すようにガイドベーン下流側では水
圧降下が発生する。流路内の圧力が水の飽和蒸気圧以下
に低下すると、流路内に水蒸気の気泡が発生して空洞部
が形成されて流路が気泡層で分断され、いわゆる水柱分
離現象が発生する。その後、流路内の圧力が回復すると
、形成された空洞がつぶされ気泡層が消滅し、水と水と
が再結合する際に異常な水圧上昇が発生する。 従来の円筒形プロペラ水車では、ガイドベーン急閉時の
水圧降下量が太き（なり過ぎないように、ガイドベーン
の閉鎖速度を遅く選定するという方法が採られていた。
【発明が解決しようとする課題］
従来のようにガイドベーンの閉鎖速度を遅くするような
方法では、流水が完全に遮断されるまでの時間が長くな
るので、水車の水圧変動が小さく抑えられる一方、水車
の回転数上昇が大きくなるという問題があった。 この発明は、円筒形プロペラ水車の負荷遮断時に、水車
の回転数上昇を低く抑えられるように、ガイドベーンを
速（閉めても、流路内の圧力低下に起因する異常水圧上
昇を防止できる異常水圧上昇防止装置を提供することを
目的とする。 さらにこの発明は、円筒形プロペラ水車の負荷遮断時に
、水車の回転数上昇を低く抑えられるように、ガイドベ
ーンを速く閉めても、流路内の圧力低下に起因する異常
水圧上昇を防止できて、水車本体内に装置から水漏れの
恐れがない異常水圧上昇防止装置を提供することを目的
とする。 【課題を解決するための手段］ 上記目的は、請求項１の装置により、ガイドベーンを有
する円筒形プロペラ水車において、空気バルブと、複数
の開口部と、配管とからなり、前記空気バルブは、水車
のガイドベーン付近または水車本体の外部に配置され、
ガイドベーンとランナベーンとの間の流路の水圧と大気
との差圧があらかじめ定められた値に達したとき動作す
るものであり、前記開口部は、前記ガイドベーン下流側
の前記ガイドベーンとランナベーンとの間の流路に面す
る水車のケーシング表面に開口し、前記配管は、前記空
気バルブと前記開口部とを連結することによって達成さ
れる。 上記目的は、請求項２の装置により、ガイドベーンを有
する円筒形プロペラ水車において、空気バルブと、開口
部と、配管とからなり、前記空気バルブば、水車本体の
外部に配置され、前記ガイドベーンとランナベーンとの
間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定められた
値に達したとき動作するものであり、前記開口部は、前
記ガイドベーン下流側の前記ガイドベーントランナヘー
ンとの間の流路に面する少なくとも１枚のガイドベーン
の表面の、このガイドベーンを支持する内側ガイドベー
ンリングの近くに開口し、前記配管は、前記空気バルブ
と前記開口部とを連結することによって達成される。 上記目的は、請求項３の装置により、前記ガイドベーン
の翼面にほぼ直角方向に前記ガイドベーンを貫通する貫
通孔を、前記ガイドベーンを支持する内側ガイドベーン
リングの表面に近い前記ガイドベーンのほぼ中央に備え
たことによって達成される。 【作 用１ この発明の請求項１によれば、水車のガイドベーン付近
または水車本体の外部に配置され、ガイドベーンとラン
ナベーンとの間の流路の水圧と大気との差圧があらかじ
め定められた値に達したとき動作する空気バルブと、前
記ガイドベーンとランナベーンとの間の流路に面し、水
車のケーシング表面に開口する開口部と、前記空気バル
ブと前記開口部とを連結する配管とから構成したので、
負荷遮断時にガイドベーン下流側水圧が降下すると、前
記空気バルブが開動作し、流路の負圧部に空気が導入さ
れ、水圧がこの空気バルブの動作圧力よりも低下するの
を防止できる。空気バルブの動作圧力は、水圧低下があ
まり大きくない値に設定されているので、流路内の圧力
低下に起因する異常水圧上昇を抑えることができる。 この発明の請求項２によれば、水車本体の外部に配置さ
れ、ガイドベーン２とランナベーンとの間の流路の水圧
と大気との差圧があらかじめ定められた値に達したとき
動作する空気バルブと、ガイドベーン下流側のガイドベ
ーンとランナベーンとの間の流路に面する少なくとも１
枚のガイドベーンの表面の、このガイドベーンを支持す
る内側ガイドベーンリングに近い表面に開口する開口部
と、前記空気バルブと前記開口部とを連結する配管とか
ら構成したので、負荷遮断時にガイドベーン下流側水圧
が降下すると、前記空気バルブが開動作し、流路の負圧
部に空気が導入され、水圧がこの空気バルブの動作圧力
よりも低下するのを防止できる。空気バルブの動作圧力
は、水圧低下があまり大きくない値に設定されているの
で、流路内の圧力低下に起因する異常水圧上昇を抑える
ことができる。 この発明の請求項３によれば、前記ガイドベーンの翼面
にほぼ直角方向に前記ガイドベーンを貫通する貫通孔を
、前記ガイドベーンを支持する内側ガイドベーンリング
の表面に近い前記ガイドベーンのほぼ中央に備えたので
、負荷遮断時にガイドベーンを閉じると貫通孔は流路の
方向と同じになり、貫通孔から水がガイドベーン下流側
の流路の負圧部に導入され、流路内の圧力低下に起因す
る異常水圧上昇を抑えることができる。 【実施例】 以下図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。第１図
はこの発明の請求項１の実施例によるバルブ水車の異常
水圧上昇防止装置の縦断面図、第２図は第１図のＰ部拡
大図である。第１図、第２図において、バルブ水車はバ
ルブ９内に発電機が収納され、バルブ９の周りを流水が
通り、ガイドベーン２を経てランナベーン１を駆動する
。ガイドベーン２は外側ガイドベーンリング１０及び内
側ガイドベーンリング５に支持され、開閉して出力を調
整する。 この発明による異常水圧上昇防止装置は、空気バルブ３
と、複数の開口部７と、配管４とからなり、空気バルブ
３は、水車のガイドベーン２付近に配置され、ガイドベ
ーン２下流側のガイドベーン２とランナベーン１との間
の水圧と大気との差圧があらかじめ定められた値に達し
たとき動作するものであり、開口部７は、ガイドベーン
２とランナベーン１との間の流路に面し、内側ガイドベ
ーンリング５またはこの内側ガイドベーンリング５に結
合された水車ケーシングの表面に開口し、配管４は、空
気バルブ３と開口部７とを連結する。 空気バルブ３は他の配管により水車の外部へ接続されて
いる。６は空気バルブ３の開口範囲である。 負荷遮断時にガイドベーン２が急閉されると、その下流
側の水圧が降下する。この水圧と大気との差圧があらか
じめ定められた値に達したとき、空気バルブ３が動作し
、大気が配管４を経て内側ガイドベーンリング５の表面
の開口部７に導入され、ここから流路８に空気を噴出さ
せる。このためガイドベーン２の下流側の水圧降下を防
止し、過度の水圧低下に起因する異常水圧上昇を抑える
。 第３図はこの発明の請求項１による異常水圧上昇防止装
置を取り付けたＳ形チューブラ水車の縦断面図、第４図
は第３図のＱ部拡大図である。第３図、第４図において
、Ｓ形チューブラ水車は低落差の比較的小容量の場合に
用いられ、チューブラ水車の流路がＳ字状に湾曲してい
て、流路にはチューブラ水車が水中にあり、流路を貫通
する軸を介して外部の発電機と結合されている。チュー
ブラ水車の周りを流れが通り、ガイドベーン２を経てラ
ンナベーン１を駆動する。ガイドベーン２は外側ガイド
ベーンリング１０及び内側ガイドベーンリング５に支持
され開閉して出力を調整する。 小容量機でばケーシング内のスペースが小さいので空気
バルブ３は、ケーシングの外側に設置され、ガイドベー
ン２とランナベーン１との間の流路の水圧と大気との差
圧があらかしめ定められた値に達したとき動作する。開
口部７は、ガイドベーン２とランナベーン１との間の流
路に面し、内側ガイドベーンリング５またはこの内側ガ
イドベーンリング５に結合された水車ケーシングの表面
に開口し、配管４は、空気バルブ３と開口部７とを連結
する。 負荷遮断時における異常水圧上昇防止装置の動作は、第
１図の例と同しなので説明を省略する。 第５図はこの発明の請求項２の発明によるバルブ水車の
異常水圧上昇防止装置の縦断面図である。 第５図の装置は、空気バルブ３と、開口部７と、配管４
からなり、空気バルブ３は水車本体の外部に配置されガ
イドベーン２下流側のガイドベーンとランナベーンとの
間の流路８の水圧と大気との差圧があらかじめ定められ
た値に達したとき動作するものであり、開口部７は、ガ
イドベーン２下流側のガイドベーンとランナベーンとの
間の流路８に面する、少なくとも１枚のガイドベーン２
の表面の、このガイドベーン２を支持する内側ガイドベ
ーンリング５の近くに開口し、ガイドベーン軸１１を経
て開口部７と連結している。開口部７は１枚のガイドベ
ーンに１個開けられ、水車本体に対し対称の位置に２枚
ないし４枚のガイドベーン２に開口部７を設ける。ガイ
ドベーン軸ｌｌ内に孔ＩＬａを穿ち、この孔１１ａと配
管とを連結している。外側ガイドベーンリング１０の近
くは、流れの偏りのため内側ガイドベーンリング５の近
くのように圧力が低下することがない。従って外側ガイ
ドベーンリング１０の近くに開口部７を設ける必要はな
い。 負荷遮断時にガイドベーン２が急閉されると、その下流
側の水圧が降下する。この水圧と大気との差圧があらか
じめ定められた値に達したとき、空気バルブ３が動作し
、大気が配管４を経て内側ガイドベーンリング５の表面
の開口部７に導入され、ここから流路８に空気を噴出さ
せる。このためガイドベーン２の下流側の水圧降下を防
止し、過度の水圧低下に起因する異常水圧上昇を抑える
。 第１図ないし第４図の異常水圧上昇防止装置の場合には
、開口部７に連結する配管４を一旦バルブ９内に配置す
るため、バルブ９内のスペースが狭い場合には配管が難
しいことがあり、また配管４から水車本体内で水漏れを
生ずる恐れがあったが、第５図の装置では配管４を水車
本体内に通さないので、水車本体内で配管４からの水漏
れはない。 第６図はこの発明の請求項３による異常水圧上昇防止装
置を備えたバルブ水車の縦断面図、第７図は第６図の■
−■断面図である。第６図及び第７図において、バルブ
水車はバルブ９内に発電機が収納され、バルブ９の周り
を流水が通り、ガイドベーン２を経てランナベーン１を
駆動する。ガイドベーン２は外側ガイドベーンリング１
０及び内側ガイドベーンリング５に支持され、開閉して
出力を調整する。 ガイドベーン１の翼面にほぼ直角方向に、ガイドベーン
１を貫通する貫通孔１２を、ガイドベーン１を支持する
内側ガイドベーンリング５の表面に近いガイドベーン１
のほぼ中央に備えた。この貫通孔２はそれぞれのガイド
ベーン２に穿たれ、流速が低くてかつ負荷遮断時にガイ
ドベーン１が閉じるとき最も圧力が低下する流路の内径
側、即ち内側ガイドベーンリング５の表面近くでかつガ
イドベーンｌにおいて圧力レベルの低い中央部（ガイド
ベーン軸線上を含む近傍）とする。 バルブ水車の定常運転中は、ガイドベーン１は２点鎖線
の位置にあり、ガイドベーン１の両面の圧力差が最小と
なる圧力分布が検討されてガイドベーンｌが設計されて
いるため、貫通孔１２の影響は殆ど無いが、負荷が遮断
されガイドベーン１が閉鎖されると、ガイドベーンｌは
実線の位置となってガイドベーン１より上流の圧力水が
ガイドベーンとランナベーンとの間の流路８の水中分離
域８ａに供給される。このためガイドベーン２の下流側
の水圧低下に起因する異常水圧降下を抑える。
方法では、流水が完全に遮断されるまでの時間が長くな
るので、水車の水圧変動が小さく抑えられる一方、水車
の回転数上昇が大きくなるという問題があった。 この発明は、円筒形プロペラ水車の負荷遮断時に、水車
の回転数上昇を低く抑えられるように、ガイドベーンを
速（閉めても、流路内の圧力低下に起因する異常水圧上
昇を防止できる異常水圧上昇防止装置を提供することを
目的とする。 さらにこの発明は、円筒形プロペラ水車の負荷遮断時に
、水車の回転数上昇を低く抑えられるように、ガイドベ
ーンを速く閉めても、流路内の圧力低下に起因する異常
水圧上昇を防止できて、水車本体内に装置から水漏れの
恐れがない異常水圧上昇防止装置を提供することを目的
とする。 【課題を解決するための手段］ 上記目的は、請求項１の装置により、ガイドベーンを有
する円筒形プロペラ水車において、空気バルブと、複数
の開口部と、配管とからなり、前記空気バルブは、水車
のガイドベーン付近または水車本体の外部に配置され、
ガイドベーンとランナベーンとの間の流路の水圧と大気
との差圧があらかじめ定められた値に達したとき動作す
るものであり、前記開口部は、前記ガイドベーン下流側
の前記ガイドベーンとランナベーンとの間の流路に面す
る水車のケーシング表面に開口し、前記配管は、前記空
気バルブと前記開口部とを連結することによって達成さ
れる。 上記目的は、請求項２の装置により、ガイドベーンを有
する円筒形プロペラ水車において、空気バルブと、開口
部と、配管とからなり、前記空気バルブば、水車本体の
外部に配置され、前記ガイドベーンとランナベーンとの
間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定められた
値に達したとき動作するものであり、前記開口部は、前
記ガイドベーン下流側の前記ガイドベーントランナヘー
ンとの間の流路に面する少なくとも１枚のガイドベーン
の表面の、このガイドベーンを支持する内側ガイドベー
ンリングの近くに開口し、前記配管は、前記空気バルブ
と前記開口部とを連結することによって達成される。 上記目的は、請求項３の装置により、前記ガイドベーン
の翼面にほぼ直角方向に前記ガイドベーンを貫通する貫
通孔を、前記ガイドベーンを支持する内側ガイドベーン
リングの表面に近い前記ガイドベーンのほぼ中央に備え
たことによって達成される。 【作 用１ この発明の請求項１によれば、水車のガイドベーン付近
または水車本体の外部に配置され、ガイドベーンとラン
ナベーンとの間の流路の水圧と大気との差圧があらかじ
め定められた値に達したとき動作する空気バルブと、前
記ガイドベーンとランナベーンとの間の流路に面し、水
車のケーシング表面に開口する開口部と、前記空気バル
ブと前記開口部とを連結する配管とから構成したので、
負荷遮断時にガイドベーン下流側水圧が降下すると、前
記空気バルブが開動作し、流路の負圧部に空気が導入さ
れ、水圧がこの空気バルブの動作圧力よりも低下するの
を防止できる。空気バルブの動作圧力は、水圧低下があ
まり大きくない値に設定されているので、流路内の圧力
低下に起因する異常水圧上昇を抑えることができる。 この発明の請求項２によれば、水車本体の外部に配置さ
れ、ガイドベーン２とランナベーンとの間の流路の水圧
と大気との差圧があらかじめ定められた値に達したとき
動作する空気バルブと、ガイドベーン下流側のガイドベ
ーンとランナベーンとの間の流路に面する少なくとも１
枚のガイドベーンの表面の、このガイドベーンを支持す
る内側ガイドベーンリングに近い表面に開口する開口部
と、前記空気バルブと前記開口部とを連結する配管とか
ら構成したので、負荷遮断時にガイドベーン下流側水圧
が降下すると、前記空気バルブが開動作し、流路の負圧
部に空気が導入され、水圧がこの空気バルブの動作圧力
よりも低下するのを防止できる。空気バルブの動作圧力
は、水圧低下があまり大きくない値に設定されているの
で、流路内の圧力低下に起因する異常水圧上昇を抑える
ことができる。 この発明の請求項３によれば、前記ガイドベーンの翼面
にほぼ直角方向に前記ガイドベーンを貫通する貫通孔を
、前記ガイドベーンを支持する内側ガイドベーンリング
の表面に近い前記ガイドベーンのほぼ中央に備えたので
、負荷遮断時にガイドベーンを閉じると貫通孔は流路の
方向と同じになり、貫通孔から水がガイドベーン下流側
の流路の負圧部に導入され、流路内の圧力低下に起因す
る異常水圧上昇を抑えることができる。 【実施例】 以下図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。第１図
はこの発明の請求項１の実施例によるバルブ水車の異常
水圧上昇防止装置の縦断面図、第２図は第１図のＰ部拡
大図である。第１図、第２図において、バルブ水車はバ
ルブ９内に発電機が収納され、バルブ９の周りを流水が
通り、ガイドベーン２を経てランナベーン１を駆動する
。ガイドベーン２は外側ガイドベーンリング１０及び内
側ガイドベーンリング５に支持され、開閉して出力を調
整する。 この発明による異常水圧上昇防止装置は、空気バルブ３
と、複数の開口部７と、配管４とからなり、空気バルブ
３は、水車のガイドベーン２付近に配置され、ガイドベ
ーン２下流側のガイドベーン２とランナベーン１との間
の水圧と大気との差圧があらかじめ定められた値に達し
たとき動作するものであり、開口部７は、ガイドベーン
２とランナベーン１との間の流路に面し、内側ガイドベ
ーンリング５またはこの内側ガイドベーンリング５に結
合された水車ケーシングの表面に開口し、配管４は、空
気バルブ３と開口部７とを連結する。 空気バルブ３は他の配管により水車の外部へ接続されて
いる。６は空気バルブ３の開口範囲である。 負荷遮断時にガイドベーン２が急閉されると、その下流
側の水圧が降下する。この水圧と大気との差圧があらか
じめ定められた値に達したとき、空気バルブ３が動作し
、大気が配管４を経て内側ガイドベーンリング５の表面
の開口部７に導入され、ここから流路８に空気を噴出さ
せる。このためガイドベーン２の下流側の水圧降下を防
止し、過度の水圧低下に起因する異常水圧上昇を抑える
。 第３図はこの発明の請求項１による異常水圧上昇防止装
置を取り付けたＳ形チューブラ水車の縦断面図、第４図
は第３図のＱ部拡大図である。第３図、第４図において
、Ｓ形チューブラ水車は低落差の比較的小容量の場合に
用いられ、チューブラ水車の流路がＳ字状に湾曲してい
て、流路にはチューブラ水車が水中にあり、流路を貫通
する軸を介して外部の発電機と結合されている。チュー
ブラ水車の周りを流れが通り、ガイドベーン２を経てラ
ンナベーン１を駆動する。ガイドベーン２は外側ガイド
ベーンリング１０及び内側ガイドベーンリング５に支持
され開閉して出力を調整する。 小容量機でばケーシング内のスペースが小さいので空気
バルブ３は、ケーシングの外側に設置され、ガイドベー
ン２とランナベーン１との間の流路の水圧と大気との差
圧があらかしめ定められた値に達したとき動作する。開
口部７は、ガイドベーン２とランナベーン１との間の流
路に面し、内側ガイドベーンリング５またはこの内側ガ
イドベーンリング５に結合された水車ケーシングの表面
に開口し、配管４は、空気バルブ３と開口部７とを連結
する。 負荷遮断時における異常水圧上昇防止装置の動作は、第
１図の例と同しなので説明を省略する。 第５図はこの発明の請求項２の発明によるバルブ水車の
異常水圧上昇防止装置の縦断面図である。 第５図の装置は、空気バルブ３と、開口部７と、配管４
からなり、空気バルブ３は水車本体の外部に配置されガ
イドベーン２下流側のガイドベーンとランナベーンとの
間の流路８の水圧と大気との差圧があらかじめ定められ
た値に達したとき動作するものであり、開口部７は、ガ
イドベーン２下流側のガイドベーンとランナベーンとの
間の流路８に面する、少なくとも１枚のガイドベーン２
の表面の、このガイドベーン２を支持する内側ガイドベ
ーンリング５の近くに開口し、ガイドベーン軸１１を経
て開口部７と連結している。開口部７は１枚のガイドベ
ーンに１個開けられ、水車本体に対し対称の位置に２枚
ないし４枚のガイドベーン２に開口部７を設ける。ガイ
ドベーン軸ｌｌ内に孔ＩＬａを穿ち、この孔１１ａと配
管とを連結している。外側ガイドベーンリング１０の近
くは、流れの偏りのため内側ガイドベーンリング５の近
くのように圧力が低下することがない。従って外側ガイ
ドベーンリング１０の近くに開口部７を設ける必要はな
い。 負荷遮断時にガイドベーン２が急閉されると、その下流
側の水圧が降下する。この水圧と大気との差圧があらか
じめ定められた値に達したとき、空気バルブ３が動作し
、大気が配管４を経て内側ガイドベーンリング５の表面
の開口部７に導入され、ここから流路８に空気を噴出さ
せる。このためガイドベーン２の下流側の水圧降下を防
止し、過度の水圧低下に起因する異常水圧上昇を抑える
。 第１図ないし第４図の異常水圧上昇防止装置の場合には
、開口部７に連結する配管４を一旦バルブ９内に配置す
るため、バルブ９内のスペースが狭い場合には配管が難
しいことがあり、また配管４から水車本体内で水漏れを
生ずる恐れがあったが、第５図の装置では配管４を水車
本体内に通さないので、水車本体内で配管４からの水漏
れはない。 第６図はこの発明の請求項３による異常水圧上昇防止装
置を備えたバルブ水車の縦断面図、第７図は第６図の■
−■断面図である。第６図及び第７図において、バルブ
水車はバルブ９内に発電機が収納され、バルブ９の周り
を流水が通り、ガイドベーン２を経てランナベーン１を
駆動する。ガイドベーン２は外側ガイドベーンリング１
０及び内側ガイドベーンリング５に支持され、開閉して
出力を調整する。 ガイドベーン１の翼面にほぼ直角方向に、ガイドベーン
１を貫通する貫通孔１２を、ガイドベーン１を支持する
内側ガイドベーンリング５の表面に近いガイドベーン１
のほぼ中央に備えた。この貫通孔２はそれぞれのガイド
ベーン２に穿たれ、流速が低くてかつ負荷遮断時にガイ
ドベーン１が閉じるとき最も圧力が低下する流路の内径
側、即ち内側ガイドベーンリング５の表面近くでかつガ
イドベーンｌにおいて圧力レベルの低い中央部（ガイド
ベーン軸線上を含む近傍）とする。 バルブ水車の定常運転中は、ガイドベーン１は２点鎖線
の位置にあり、ガイドベーン１の両面の圧力差が最小と
なる圧力分布が検討されてガイドベーンｌが設計されて
いるため、貫通孔１２の影響は殆ど無いが、負荷が遮断
されガイドベーン１が閉鎖されると、ガイドベーンｌは
実線の位置となってガイドベーン１より上流の圧力水が
ガイドベーンとランナベーンとの間の流路８の水中分離
域８ａに供給される。このためガイドベーン２の下流側
の水圧低下に起因する異常水圧降下を抑える。
請求項１の発明によれば、ガイドベーンとランナベーン
との間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定めら
れた値に達したとき空気バルブが開いて空気を導入する
ので、ガイドベーン下流側の流路の水圧は、異常低下す
ることがなくなり、水圧の異常低下に起因する異常水圧
上昇を防止できるので、負荷遮断時にガイドベーンを速
く閉鎖でき、負荷遮断時の回転数上昇を低く抑えること
ができる。したがって円筒形プロペラ水車の回転部の強
度を経済設計することができる。 また、発電所内の補機の電動機などの電気品で回転数上
昇に伴う周波数変動にさらされる機器についても経済設
計とすることができる。 請求項２の発明によれば、ガイドベーンとランナベーン
との間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定めら
れた値に達したとき、空気バルブが開いて少なくとも１
枚のガイドベーンの表面がら空気を導入するので、ガイ
ドベーン下流側のａ路の水圧は異常低下することがなく
なり、水圧の異常低下に起因する異常水圧上昇を防止で
きるので、負荷遮断時の回転数上昇を低く抑えることが
できる。従って円筒形プロペラ水車の回転部の強度を経
済設計することができる。 また、請求項２の発明は、空気を導入する配管は水車本
体を通らずガイドベーンの軸を通っているので、配管か
ら水車本体内に水漏れを生ずることはない。 請求項３の発明によれば、負荷遮断時にガイドベーンを
閉じてガイドベーン下流側水圧が降下すると、ガイドベ
ーンの貫通孔から水が流路の負圧部に導入され、水圧が
低下するのを防止できるので、負荷遮断時の回転数上昇
を低く抑えることができる。従って円筒形プロペラ水車
の回転部の強度を経済設計することができる。
との間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定めら
れた値に達したとき空気バルブが開いて空気を導入する
ので、ガイドベーン下流側の流路の水圧は、異常低下す
ることがなくなり、水圧の異常低下に起因する異常水圧
上昇を防止できるので、負荷遮断時にガイドベーンを速
く閉鎖でき、負荷遮断時の回転数上昇を低く抑えること
ができる。したがって円筒形プロペラ水車の回転部の強
度を経済設計することができる。 また、発電所内の補機の電動機などの電気品で回転数上
昇に伴う周波数変動にさらされる機器についても経済設
計とすることができる。 請求項２の発明によれば、ガイドベーンとランナベーン
との間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定めら
れた値に達したとき、空気バルブが開いて少なくとも１
枚のガイドベーンの表面がら空気を導入するので、ガイ
ドベーン下流側のａ路の水圧は異常低下することがなく
なり、水圧の異常低下に起因する異常水圧上昇を防止で
きるので、負荷遮断時の回転数上昇を低く抑えることが
できる。従って円筒形プロペラ水車の回転部の強度を経
済設計することができる。 また、請求項２の発明は、空気を導入する配管は水車本
体を通らずガイドベーンの軸を通っているので、配管か
ら水車本体内に水漏れを生ずることはない。 請求項３の発明によれば、負荷遮断時にガイドベーンを
閉じてガイドベーン下流側水圧が降下すると、ガイドベ
ーンの貫通孔から水が流路の負圧部に導入され、水圧が
低下するのを防止できるので、負荷遮断時の回転数上昇
を低く抑えることができる。従って円筒形プロペラ水車
の回転部の強度を経済設計することができる。
第１図はこの発明の実施例によるバルブ水車の異常水圧
上昇防止装置の縦断面図、第２図は第１図のＰ部拡大図
、第３図はこの発明の実施例によるＳ形チューブラ水車
の異常水圧上昇防止装置の縦断面図、第４図は第３図の
Ｑ部拡大図、第５図はこの発明の他の実施例によるバル
ブ水車の異常水圧上昇防止装置の縦断面図、第６図はこ
の発明の他の実施例による異常水圧上昇防止装置を備え
たバルブ水車の縦断面図、第７図は第６図の■−■断面
図、第８図はガイドベーン下流側水圧と時間との関係を
示す図である。 にランナベーン、２ニガイドベーン、３：空気バルブ、
４：配管、５：内側ガイドベーンリング、７：開口部、
８ニガイドベーンとランナベーンとの間の流路、９：バ
ルブ、１０：外側ガイドベーンリング、１１ニガイドベ
ーン軸、１２：貫通孔。
上昇防止装置の縦断面図、第２図は第１図のＰ部拡大図
、第３図はこの発明の実施例によるＳ形チューブラ水車
の異常水圧上昇防止装置の縦断面図、第４図は第３図の
Ｑ部拡大図、第５図はこの発明の他の実施例によるバル
ブ水車の異常水圧上昇防止装置の縦断面図、第６図はこ
の発明の他の実施例による異常水圧上昇防止装置を備え
たバルブ水車の縦断面図、第７図は第６図の■−■断面
図、第８図はガイドベーン下流側水圧と時間との関係を
示す図である。 にランナベーン、２ニガイドベーン、３：空気バルブ、
４：配管、５：内側ガイドベーンリング、７：開口部、
８ニガイドベーンとランナベーンとの間の流路、９：バ
ルブ、１０：外側ガイドベーンリング、１１ニガイドベ
ーン軸、１２：貫通孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ガイドベーンを有する円筒形プロペラ水車において
、空気バルブと、複数の開口部と、配管とからなり、前
記空気バルブは、水車のガイドベーン付近または水車本
体の外部に配置され、前記ガイドベーンとランナベーン
との間の流路の水圧と大気との差圧があらかじめ定めら
れた値に達したとき動作するものであり、前記開口部は
、前記ガイドベーン下流側の前記ガイドベーンとランナ
ベーンとの間の流路に面する水車のケーシング表面に開
口し、前記配管は、前記空気バルブと前記開口部とを連
結することを特徴とする円筒形プロペラ水車の異常水圧
上昇防止装置。 ２）ガイドベーンを有する円筒形プロペラ水車において
、空気バルブと、開口部と、配管とからなり、前記空気
バルブは、水車本体の外部に配置され、前記ガイドベー
ンとランナベーンとの間の流路の水圧と大気との差圧が
あらかじめ定められた値に達したとき動作するものであ
り、前記開口部は、前記ガイドベーン下流側の前記ガイ
ドベーンとランナベーンとの間の流路に面する少なくと
も１枚のガイドベーンの表面の、このガイドベーンを支
持する内側ガイドベーンリングの近くに開口し、前記配
管は、前記空気バルブと前記開口部とを連結することを
特徴とする円筒形プロペラ水車の異常水圧上昇防止装置
。 ３）ガイドベーンを有する円筒形プロペラ水車において
、前記ガイドベーンの翼面にほぼ直角方向に前記ガイド
ベーンを貫通する貫通孔を、前記ガンドベーンを支持す
る内側ガイドベーンリングの表面に近い前記ガイドベー
ンのほぼ中央に備えたことを特徴とする円筒形プロペラ
水車の異常水圧上昇防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2042013A JPH03222869A (ja) | 1989-09-28 | 1990-02-22 | 円筒形プロペラ水車の異常水圧上昇防止装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25277589 | 1989-09-28 | ||
| JP1-252775 | 1989-09-28 | ||
| JP1-311864 | 1989-11-30 | ||
| JP2042013A JPH03222869A (ja) | 1989-09-28 | 1990-02-22 | 円筒形プロペラ水車の異常水圧上昇防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222869A true JPH03222869A (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=26381661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2042013A Pending JPH03222869A (ja) | 1989-09-28 | 1990-02-22 | 円筒形プロペラ水車の異常水圧上昇防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03222869A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7471009B2 (en) | 2001-09-17 | 2008-12-30 | Clean Current Power Systems Inc. | Underwater ducted turbine |
| US7874788B2 (en) | 2004-09-17 | 2011-01-25 | Clean Current Limited Partnership | Flow enhancement for underwater turbine |
| US9000604B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-04-07 | Clean Current Limited Partnership | Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator |
| CN111946543A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-11-17 | 国家电投集团广西长洲水电开发有限公司 | 一种基于物联网的灯泡式贯流机组安全预警方法及系统 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2042013A patent/JPH03222869A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7471009B2 (en) | 2001-09-17 | 2008-12-30 | Clean Current Power Systems Inc. | Underwater ducted turbine |
| US8022567B2 (en) | 2001-09-17 | 2011-09-20 | Clean Current Limited Partnership | Underwater ducted turbine |
| US7874788B2 (en) | 2004-09-17 | 2011-01-25 | Clean Current Limited Partnership | Flow enhancement for underwater turbine |
| US9000604B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-04-07 | Clean Current Limited Partnership | Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator |
| CN111946543A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-11-17 | 国家电投集团广西长洲水电开发有限公司 | 一种基于物联网的灯泡式贯流机组安全预警方法及系统 |
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