JPH04347376A - クロスフロー水車 - Google Patents
クロスフロー水車Info
- Publication number
- JPH04347376A JPH04347376A JP3118371A JP11837191A JPH04347376A JP H04347376 A JPH04347376 A JP H04347376A JP 3118371 A JP3118371 A JP 3118371A JP 11837191 A JP11837191 A JP 11837191A JP H04347376 A JPH04347376 A JP H04347376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- runner
- flow
- flow rate
- water
- casing
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- Withdrawn
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
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- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロスフロー水車に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】水力エネルギー回収の一環としてクロス
フロー水車を利用した発電システムが知られている。図
４に基づいて従来のクロスフロー水車を説明する。図４
には従来のクロスフロー水車の断面側面を示してある。
フロー水車を利用した発電システムが知られている。図
４に基づいて従来のクロスフロー水車を説明する。図４
には従来のクロスフロー水車の断面側面を示してある。
【０００３】水の位置エネルギーにより回転されるラン
ナ１は回転軸３を介してケーシング２内に支持されてい
る。ケーシング２とランナ１の上部外周面の間には、水
漏れや水流の飛散を防止するために上部ノズル２ａがケ
ーシング２から延設されている。ランナ１の上流側にお
いて、ケーシング２には入口管４が接続され、この入口
管４の出口側に対応するケーシング２の入口側には、ラ
ンナ１に入る水量を調整するガイドベーン５が開閉可能
に設けられている。ランナ１の下流側において、ケーシ
ング２には別のケーシング６が接続され、これらのケー
シング２，６に垂下する放水管７が接続されている。 尚、この放水管７は水中に導かれる。
ナ１は回転軸３を介してケーシング２内に支持されてい
る。ケーシング２とランナ１の上部外周面の間には、水
漏れや水流の飛散を防止するために上部ノズル２ａがケ
ーシング２から延設されている。ランナ１の上流側にお
いて、ケーシング２には入口管４が接続され、この入口
管４の出口側に対応するケーシング２の入口側には、ラ
ンナ１に入る水量を調整するガイドベーン５が開閉可能
に設けられている。ランナ１の下流側において、ケーシ
ング２には別のケーシング６が接続され、これらのケー
シング２，６に垂下する放水管７が接続されている。 尚、この放水管７は水中に導かれる。
【０００４】入口管４より流入した水はガイドベーン５
で調整されてランナ１に入り、ランナ１を回転させた後
その外周から放出され、放水管７を通して水中に排出さ
れる。
で調整されてランナ１に入り、ランナ１を回転させた後
その外周から放出され、放水管７を通して水中に排出さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のクロスフロー水
車では、ガイドベーン５による流量調整を行なうため、
ガイドベーン軸を中心に旋回動作をさせ、ガイドベーン
５の上下流路の面積を変化させることでその機能を達成
しているが、ガイドベーン５の動作により以下に示す問
題が生じていた。
車では、ガイドベーン５による流量調整を行なうため、
ガイドベーン軸を中心に旋回動作をさせ、ガイドベーン
５の上下流路の面積を変化させることでその機能を達成
しているが、ガイドベーン５の動作により以下に示す問
題が生じていた。
【０００６】（１） 部分負荷（流量を小）とした時
、ガイドベーン５の上下の流れに乱れが生じ、ランナ１
の外周における流れに不均一が生じ、水車特性を著しく
低下させていた。
、ガイドベーン５の上下の流れに乱れが生じ、ランナ１
の外周における流れに不均一が生じ、水車特性を著しく
低下させていた。
【０００７】（２） 同じく部分負荷時、ガイドベー
ン５の下側の流れは急縮小、急拡大流れとなるため、こ
こにキャビテーションの発生があり、ガイドベーン５の
漬食、水車特性の低下が生じていた。
ン５の下側の流れは急縮小、急拡大流れとなるため、こ
こにキャビテーションの発生があり、ガイドベーン５の
漬食、水車特性の低下が生じていた。
【０００８】（３） ガイドベーン５を操作するため
のガイドベーン軸は、通水部と外部を貫通しているため
、水漏れが生じやすく、この防止のためシール構造が複
雑になっていた。また、部分負荷での水車効率の改善、
小流量での運転を可能とするためには、ガイドベーン５
を二枚配置する必要があり、それぞれのガイドベーン５
の駆動機構、装置が必要となり、大幅なコスト増大にな
っていた。
のガイドベーン軸は、通水部と外部を貫通しているため
、水漏れが生じやすく、この防止のためシール構造が複
雑になっていた。また、部分負荷での水車効率の改善、
小流量での運転を可能とするためには、ガイドベーン５
を二枚配置する必要があり、それぞれのガイドベーン５
の駆動機構、装置が必要となり、大幅なコスト増大にな
っていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、ランナの上流側に、該ランナの軸方
向に位置決め移動する流量調整弁を設けたことを特徴と
する。
の本発明の構成は、ランナの上流側に、該ランナの軸方
向に位置決め移動する流量調整弁を設けたことを特徴と
する。
【００１０】
【作用】流量調整弁はランナの軸方向に移動して流路面
積を変化させ、水がランナに流入する際の流れの変化を
なくす。
積を変化させ、水がランナに流入する際の流れの変化を
なくす。
【００１１】
【実施例】図１には本発明の第一実施例に係るクロスフ
ロー水車の断面平面を示してある。
ロー水車の断面平面を示してある。
【００１２】ランナ１１は回転軸１１ａを介してケーシ
ング１２内に支持されている。ランナ１１の上流側のケ
ーシング１２の側部には弁シリンダ１３が設けられ、弁
シリンダ１３には回転軸１１ａの軸方向に移動する流量
調整弁１４が備えられている。流量調整弁１４はランナ
１１の軸方向に移動してランナ１１に流れ込む水量を規
制するようになっている。ケーシング１２にはランナ１
１に沿って平行に延びる支持アーム１５が設けられ、ケ
ーシング１２内での流量調整弁１４の移動が支持アーム
１５によって支持される。
ング１２内に支持されている。ランナ１１の上流側のケ
ーシング１２の側部には弁シリンダ１３が設けられ、弁
シリンダ１３には回転軸１１ａの軸方向に移動する流量
調整弁１４が備えられている。流量調整弁１４はランナ
１１の軸方向に移動してランナ１１に流れ込む水量を規
制するようになっている。ケーシング１２にはランナ１
１に沿って平行に延びる支持アーム１５が設けられ、ケ
ーシング１２内での流量調整弁１４の移動が支持アーム
１５によって支持される。
【００１３】弁シリンダ１３のシリンダ室１３ａには水
圧切替ソレノイド（ソレノイド）１６及び配管１７を介
して水圧ポンプ１８が連結され、水圧ポンプ１８を駆動
してソレノイド１６により配管１７側に通路を切替える
ことで流量調整弁１４がケーシング１２側（図中実線矢
印方向）に移動し（図中破線で示す）、ランナ１１への
流路面積を狭くする（閉じる）。ケーシング１２の内部
とシリンダ室１３ａはソレノイド１６及びバランス配管
１９を介して連結され、駆動停止時におけるケーシング
１２内の圧力とシリンダ室１３ａ内の圧力を同一に保持
するようになっている。ソレノイド１６には排水パイプ
２０が連結され、ソレノイド１６により排水パイプ２０
側に通路を切替えることでシリンダ室１３ａ内が加圧さ
れず、ケーシング１２内の圧力とのバランスによって流
量調整弁１４が弁シリンダ１３側（図中破線矢印方向）
に移動し（図中実線で示す）、ランナ１１への流路面積
を広くする（開く）。尚、図中の符号で２１はパッキン
である。
圧切替ソレノイド（ソレノイド）１６及び配管１７を介
して水圧ポンプ１８が連結され、水圧ポンプ１８を駆動
してソレノイド１６により配管１７側に通路を切替える
ことで流量調整弁１４がケーシング１２側（図中実線矢
印方向）に移動し（図中破線で示す）、ランナ１１への
流路面積を狭くする（閉じる）。ケーシング１２の内部
とシリンダ室１３ａはソレノイド１６及びバランス配管
１９を介して連結され、駆動停止時におけるケーシング
１２内の圧力とシリンダ室１３ａ内の圧力を同一に保持
するようになっている。ソレノイド１６には排水パイプ
２０が連結され、ソレノイド１６により排水パイプ２０
側に通路を切替えることでシリンダ室１３ａ内が加圧さ
れず、ケーシング１２内の圧力とのバランスによって流
量調整弁１４が弁シリンダ１３側（図中破線矢印方向）
に移動し（図中実線で示す）、ランナ１１への流路面積
を広くする（開く）。尚、図中の符号で２１はパッキン
である。
【００１４】上述したクロスフロー水車の作用を説明す
る。ソレノイド１６を切替えて水圧ポンプ１８から配管
１７に水圧をかけることで、シリンダ室１３ａに圧力が
加わり、流量調整弁１４がケーシング１２側に移動する
。これにより、ランナ１１への流路面積が狭くなり、最
終的に流路が全閉になる。ソレノイド１６を切替えて配
管１７への水圧を断つことで、排水パイプ２０からシリ
ンダ室１３ａの水が抜かれて圧力が低下する。パランス
配管１９によりケーシング１２内の水圧とシリンダ室１
３ａの水圧とがバランスされ、流量調整弁１４は弁シリ
ンダ１３側に移動する。これにより、ランナ１１への流
路面積が広くなり、最終的に流路が全開になる。流量調
整弁１４の停止時にシリンダ室１３ａの内圧とケーシン
グ１２内の圧力を同一に保持するバランス配管１９によ
ってシリンダ室１３ａとケーシング１２内を連通したこ
とにより、ソレノイド１６による制御と組合わせて中間
の任意の位置に流量調整弁１４を停止させることができ
る。
る。ソレノイド１６を切替えて水圧ポンプ１８から配管
１７に水圧をかけることで、シリンダ室１３ａに圧力が
加わり、流量調整弁１４がケーシング１２側に移動する
。これにより、ランナ１１への流路面積が狭くなり、最
終的に流路が全閉になる。ソレノイド１６を切替えて配
管１７への水圧を断つことで、排水パイプ２０からシリ
ンダ室１３ａの水が抜かれて圧力が低下する。パランス
配管１９によりケーシング１２内の水圧とシリンダ室１
３ａの水圧とがバランスされ、流量調整弁１４は弁シリ
ンダ１３側に移動する。これにより、ランナ１１への流
路面積が広くなり、最終的に流路が全開になる。流量調
整弁１４の停止時にシリンダ室１３ａの内圧とケーシン
グ１２内の圧力を同一に保持するバランス配管１９によ
ってシリンダ室１３ａとケーシング１２内を連通したこ
とにより、ソレノイド１６による制御と組合わせて中間
の任意の位置に流量調整弁１４を停止させることができ
る。
【００１５】図２には水車効率比と流量の関係を表わす
グラフを示してある。図中実線は図１で示したクロスフ
ロー水車の効率、破線は図４で示した従来のクロスフロ
ー水車の効率をそれぞれ示してある。
グラフを示してある。図中実線は図１で示したクロスフ
ロー水車の効率、破線は図４で示した従来のクロスフロ
ー水車の効率をそれぞれ示してある。
【００１６】上述したクロスフロー水車では、流量調整
弁１４がランナ１１の軸方向に移動して流路面積を変化
させるので、ランナ１１への流入に関して流れの変化が
なくなり、図２に示すように、部分負荷時（流量を減と
した時）の水車効率が改善でき、部分負荷対応のための
分割ガイドベーン等の機器が不要となりコスト低減が図
れる。また、急拡大部分が無いのでキャビテーションが
発生せず、ガイドベーン操作のための軸貫通部が無いの
でシール構造が不要となり水漏れが無くなる。また、シ
リンダ室１３ａ内とケーシング１２内の圧力とをバラン
ス配管１９によってバランスさせるようにしたので、最
少の動力で流量調整弁１４の駆動が行なえランニングコ
スト低減が図れる。
弁１４がランナ１１の軸方向に移動して流路面積を変化
させるので、ランナ１１への流入に関して流れの変化が
なくなり、図２に示すように、部分負荷時（流量を減と
した時）の水車効率が改善でき、部分負荷対応のための
分割ガイドベーン等の機器が不要となりコスト低減が図
れる。また、急拡大部分が無いのでキャビテーションが
発生せず、ガイドベーン操作のための軸貫通部が無いの
でシール構造が不要となり水漏れが無くなる。また、シ
リンダ室１３ａ内とケーシング１２内の圧力とをバラン
ス配管１９によってバランスさせるようにしたので、最
少の動力で流量調整弁１４の駆動が行なえランニングコ
スト低減が図れる。
【００１７】次に本発明の第二実施例を図３に基づき説
明する。図３には本発明の第二実施例に係るクロスフロ
ー水車の断面平面を示してある。尚、図１に示した部材
と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。
明する。図３には本発明の第二実施例に係るクロスフロ
ー水車の断面平面を示してある。尚、図１に示した部材
と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。
【００１８】ランナ１１の上流側のケーシング１２の側
部には弁シリンダ３３が設けられ、弁シリンダ３３には
回転軸１１ａの軸方向に移動する流量調整弁３４が備え
られ、流量調整弁３４は水中無給油軸受３３ａを介して
弁シリンダ３３に支持されている。流量調整弁３４はラ
ンナ１１の軸方向に移動してランナ１１に流れ込む水量
を規制するようになっている。
部には弁シリンダ３３が設けられ、弁シリンダ３３には
回転軸１１ａの軸方向に移動する流量調整弁３４が備え
られ、流量調整弁３４は水中無給油軸受３３ａを介して
弁シリンダ３３に支持されている。流量調整弁３４はラ
ンナ１１の軸方向に移動してランナ１１に流れ込む水量
を規制するようになっている。
【００１９】弁シリンダ３３には電動アクチュエータ３
５が設けられ、電動アクチュエータ３５はランナ１１の
軸方向に沿って往復駆動される可動軸３６を備えている
。可動軸３６はモータ３５ａによって駆動され、可動軸
３６の先端は連続ピン３７を介して流量調整弁３４に連
結されている。流量調整弁３４のケーシング１２側の端
部には水圧バランス孔３８が設けられ、可動軸３６の先
端部と弁シリンダ３３はベローズ３９で結合されて外部
への水漏れが防止されている。尚、図中の符号で４０は
電動アクチュエータ３５のギヤボックスである。
５が設けられ、電動アクチュエータ３５はランナ１１の
軸方向に沿って往復駆動される可動軸３６を備えている
。可動軸３６はモータ３５ａによって駆動され、可動軸
３６の先端は連続ピン３７を介して流量調整弁３４に連
結されている。流量調整弁３４のケーシング１２側の端
部には水圧バランス孔３８が設けられ、可動軸３６の先
端部と弁シリンダ３３はベローズ３９で結合されて外部
への水漏れが防止されている。尚、図中の符号で４０は
電動アクチュエータ３５のギヤボックスである。
【００２０】上述したクロスフロー水車の作用を説明す
る。モータ３５ａの駆動による電動アクチュエータ３５
の可動軸３６の出入りにより、流量調整弁３４がランナ
１１の軸方向に移動し、流量面積の変更を行なう。これ
により、流路が開閉してランナ１１への水の流入量が規
制される。
る。モータ３５ａの駆動による電動アクチュエータ３５
の可動軸３６の出入りにより、流量調整弁３４がランナ
１１の軸方向に移動し、流量面積の変更を行なう。これ
により、流路が開閉してランナ１１への水の流入量が規
制される。
【００２１】上述したクロスフロー水車では、電動アク
チュエータ３５によって流量調整弁３４を直接動作させ
、流路の開閉を行なうようにしているので、機器が単純
化できると共に細かい制御が可能になり、更に耐久性の
向上と信頼性向上が図れる。
チュエータ３５によって流量調整弁３４を直接動作させ
、流路の開閉を行なうようにしているので、機器が単純
化できると共に細かい制御が可能になり、更に耐久性の
向上と信頼性向上が図れる。
【００２２】
【発明の効果】本発明のクロスフロー水車は、ランナの
軸方向に位置決め移動する流量調整弁をランナの上流側
に設け、ランナの軸方向に流量調整弁を移動させること
によって流路を開閉するようにしたので、ランナへの流
入に関して流れの変化がなくなると共に急拡大部分がな
くなる。この結果、部分負荷時の水車効率が向上して使
用流量に対する規制がなくなり０〜１００％の運転が可
能となり、信頼性が向上する。
軸方向に位置決め移動する流量調整弁をランナの上流側
に設け、ランナの軸方向に流量調整弁を移動させること
によって流路を開閉するようにしたので、ランナへの流
入に関して流れの変化がなくなると共に急拡大部分がな
くなる。この結果、部分負荷時の水車効率が向上して使
用流量に対する規制がなくなり０〜１００％の運転が可
能となり、信頼性が向上する。
【図１】本発明の第一実施例に係るクロスフロー水車の
断面平面図。
断面平面図。
【図２】水車効率比と流量の関係を表わすグラフ。
【図３】本発明の第二実施例に係るクロスフロー水車の
断面平面図。
断面平面図。
【図４】従来のクロスフロー水車の断面側面図。
１１ ランナ
１１ａ 回転軸
１２ ケーシング
１３ 弁シリンダ
１３ａ シリンダ室
１４ 流量調整弁
１８ 水圧ポンプ
３３ 弁シリンダ
３４ 流量調整弁
３５ 電動アクチュエータ
Claims (1)
- 【請求項１】 ランナの上流側に、該ランナの軸方向
に位置決め移動する流量調整弁を設けたことを特徴とす
るクロスフロー水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118371A JPH04347376A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | クロスフロー水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118371A JPH04347376A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | クロスフロー水車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04347376A true JPH04347376A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=14735050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3118371A Withdrawn JPH04347376A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | クロスフロー水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04347376A (ja) |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3118371A patent/JPH04347376A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |