JPH0381570A - プロペラ形水車の運転方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、運転出力の増減に応じて吸出し管の通水断
面積を可変にするプロペラ形水車の運・１− 転方法に関する。

（従来の技術） 一般に、プロペラ形水車、例えばカブラン、チューブラ
等のタイプは、そのプロペラが可変にできることもあっ
て、部分負荷運転時、フランシスタイプと違って部分負
荷効率が高く、このため比較的低揚程の地理的条件の場
合に好まれた多く採用されている。

しかしながら部分負荷効率が高いといえども、この種タ
イプは揚程が比較的低いこともあって、プロペラから吸
出し管を通過する作動水の廃棄損失がフランシスタイプ
に比して極めて高く、また全体損失の中でも廃棄損失が
大部分を占めている。

かような不具合を有するこの種タイプにおいては、例え
ば特開昭５５−１４８９７２号公報にも見られるように
その解決策が講じられている。

しかじから、上記公報でもある限られた運転領域では、
好ましい効率特性が得られるものの、部分負荷領域から
全負荷領域までの幅広い運転の中でも好ましい効率特性
が常に得られるようにする２ ことは難しい。

（発明が解決しようとする課題） 部分負荷領域から全負荷領域までの幅広い運転において
好ましい効率特性が得られないのは、プロペラの外径寸
法、吸出し管の横断面が不変であって、このために吸出
し管を通過する作動水を意のままに調整できないことに
原因があると考えられ、かかる点に着目して吸出し管の
横断面を可変調整できれば従来に倍加して高い効率特性
が得られると考えられる。

この発明は、かような点に着目したもので１作動水が吸
出し管を通過するとき、その通水量を運転中の負荷度合
に応じてコントロールできるよう吸出し管の横断面を可
変にするプロペラ形水車の運転方法を公表することを目
的とする。

〔発明の＃ｌ威〕

（課題を解決するための手段） この発明は、作動流水路の上流にガイドベンを、その下
流に吸出し管を備え、作動流水路中に、回転軸に固設す
るプロペラを配するものにお３ いて、プロペラの外径ＤＯ１吸出し管の内径をＤｅとす
ると、あらかじめ定められた運転出力よりも大きい出力
が要求されている場合、ＤｅとＤＯとの比がＤｅ／Ｄｏ
　＝　９０％になるよう吸出し管を抑圧移動させてなり
、またあらかじめ定められた運転出力よりも小さい出力
が要求されている場合、ＤｅとＤｏとの比がＤｅ／Ｄｏ
＝９８％になるよう吸出管を抑圧移動させるステップ構
成にしたものである。

（作　用） この種タイプの効率特性は、従来、第３１Ｐ目こも見ら
れるように、Ｄｅ　／　Ｄｏ　＝　９０％とき破線のよ
うに軌跡し、またＤｅ／Ｄｏ＝９８％のとき実線のよう
に軌跡することが知られていたものの、何分にもプロペ
ラの外径ならびに吸出し管の横断面が一定不変なため、
運転出力が変ってもどちらかの軌跡を採るか選択の自由
は残されていなかった。

この発明は、運転出力の変化とＤｅ／Ｄｏとの関係で、
効率特性が変っていることに着目して、Ｄｅ／Ｄｏ変更
点を境に、それよりも運転出力要求が小さい場合、実線
で示す軌跡を採るようにし、またそれよりも運転出力要
求が高い場合、破線で示す軌跡を採るよう、吸出し管の
横断面積を可変にしたものである。

したがって、この発明では運転出力の変化に応じて吸出
し管の横断面が変るから、部分負荷運転から全負荷運転
領域にわたって好ましい効率特性が得られる。

（実施例） 以下、この発明にかがるプロペラ形水車の運転方法につ
いて説明するが、その説明に先立ち、この種タイプの概
略構造を説明する。

第１図において、作動流水路Ｆは、−側にうず巻状のケ
ーシング１を備え、他側に作動水を放水路に導く吸出し
管５，６を備えるもので、この作動流水路Ｆにはケーシ
ングｌがらの作動水を流量コントロールするガイドベー
ン２を配する一方で、回転軸４のボス部Ｂに可変自在に
組み込まれたプロペラ３が配されている。ここで、プロ
ペラ３の外径ＤＯと吸出し管５の内径Ｄｅとは、従来、
一定不変である。

５ かような構成を有するプロペラ形水車を運転し、その際
運転出力の調整を行う場合、第２図に示す制御ブロック
にもとすいて運転１１１１整がなされる。

すなわち、発電出口の増減要求要負荷指令として与えら
れると、その負荷指令はガイドベーン駆動制御装置Ｘに
与えられ、ここで演算増幅して弁開閉信号を作り出し、
作り出された弁開閉信号をガイドベーン２に与えて弁開
度の調整がなされる。

また、負荷指令は、プロペラ駆動制御装置Ｙにも与えら
れ、ここでもプロペラ３を作動水に対して揺動させ、こ
うしてプロペラ３の作動水流入角度が要求出力にマツチ
するよう調整が行なわれる。

ところで、」二記構成のものは、従来技術であって、こ
の発明では吸出し管５の横断面積を運転出力の変化に徴
して可変にするため、第２図には吸出し管移動制御装Ｗ
Ｚが追設されている。この吸出し管移動制御装置２は、
負荷指令を受けたときに電気的信号を機械的信号に変換
する機能を備えたので、ここで変換された機械的信号に
よって吸出し管５は第１図に示す破線の位置まで抑圧移
動する・。すなわち、運転出力が第３図に示すＤｅ／Ｄ
。

の変更点を境に、それよりも小さい場合、実線の軌跡、
Ｄｅ　／　Ｄｏ　＝　９０％曲線に沿うよう吸出し管５
が抑圧移動し、また、運転出力がＤｅ／Ｄｏの変更点よ
りも大きい場合、破断の軌跡、Ｄｅ　／　Ｄｏ　＝　９
８％曲線に沿うよう吸出し管５の位置が引き戻される。

こうして運転出力がある定められた定点、Ｄｅ／Ｄｏ変
更点を境に廃棄損失が常に最低になるよう吸出し管５を
抑圧移動させれば、常に好ましい効率特性が得られる。

なお、ある定められた定点　Ｄｅ／Ｄ。

変更点はこの種タイプの最大出力によって変るが、Ｄｅ
／Ｄｏ変更点の決定は相似模型テスト時に得られたデー
タから最も好ましい値が選び出される。

〔発明の効果〕

以上の説明の通り、この発明にかかるプロペラ形水車の
運転方法では廃棄損失が常に最低になるよう吸出し管の
横断面を可変にするので、部分負荷運転でも、また全負
荷運転でも常に好ましく高い効率特性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

− 第１図はこの発明にかかるプロペラ形水車の一例を示す
概略構成を示す図、第２図は第１図のプロペラ形水車の
出力調整をする場合の概略制御ブロック図、第３図は出
力に対する効率の関係を示す従来の特性線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作動流水路の上流にガイドベーンを、その下流に吸出し
   管を備え、作動流水路中に、回転軸に設けるプロペラを
   配するものにおいて、プロペラの外径をＤ＿ｏ、吸出し
   管の内径をＤ＿ｅとすると、あらかじめ定められた運転
   出力よりも大きい出力が要求されている場合、Ｄ＿ｅと
   Ｄ＿ｏとの比がＤ＿ｅ／Ｄ＿ｏ＝９０％になるよう吸出
   し管を押圧移動させてなり、またあらかじめ定められた
   運転出力よりも小さい出力が要求されている場合、Ｄ＿
   ｅとＤ＿ｏとの比がＤ＿ｅ／Ｄ＿ｏ＝９８％になるよう
   吸出管を押圧移動させることを特徴とするプロペラ形水
   車の運転方法。