JPH05157039A - サイホン式水車 - Google Patents
サイホン式水車Info
- Publication number
- JPH05157039A JPH05157039A JP3321754A JP32175491A JPH05157039A JP H05157039 A JPH05157039 A JP H05157039A JP 3321754 A JP3321754 A JP 3321754A JP 32175491 A JP32175491 A JP 32175491A JP H05157039 A JPH05157039 A JP H05157039A
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- JP
- Japan
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- water
- water tank
- air
- conduit
- turbine
- Prior art date
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- Withdrawn
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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
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気や渦流れによる水圧への影響をなくし、
水車トルクの脈動を防止して発電電力の動揺を防止す
る。 【構成】 導水管１１の頂部１１ａにつながる水槽２１
を頂部１１ａよりも高い位置に設け、水槽２１内の空気
を吸い出す真空ポンプ２４を水槽２１に設け、頂部１１
ａに溜った空気を水槽２１に導いて真空ポンプ２４で吸
い出し、導水管１１内の脈動を水槽２１内の水で吸収
し、空気や渦流れによる水圧への影響をなくし、水車ト
ルクの脈動を防止して発電電力の動揺を防止する。
水車トルクの脈動を防止して発電電力の動揺を防止す
る。 【構成】 導水管１１の頂部１１ａにつながる水槽２１
を頂部１１ａよりも高い位置に設け、水槽２１内の空気
を吸い出す真空ポンプ２４を水槽２１に設け、頂部１１
ａに溜った空気を水槽２１に導いて真空ポンプ２４で吸
い出し、導水管１１内の脈動を水槽２１内の水で吸収
し、空気や渦流れによる水圧への影響をなくし、水車ト
ルクの脈動を防止して発電電力の動揺を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサイホン式水車に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば貯水を目的としたダム等におい
て、後で水力発電設備を設ける場合には、ダムの堰堤に
導水孔を設けることにより取水手段を確保するのが一般
的であるが、このような導水孔を設けることを種々の理
由（例えばコスト面）で採用したくない場合に好適な水
車設備としてサイホン式水車が提案されている。
て、後で水力発電設備を設ける場合には、ダムの堰堤に
導水孔を設けることにより取水手段を確保するのが一般
的であるが、このような導水孔を設けることを種々の理
由（例えばコスト面）で採用したくない場合に好適な水
車設備としてサイホン式水車が提案されている。
【０００３】図２に基づいて従来のサイホン式水車を説
明する。図２には従来のサイホン式水車の概略構成を示
してある。
明する。図２には従来のサイホン式水車の概略構成を示
してある。
【０００４】図に示すように、導水管１は、一端がダム
の貯水池２の水中に開口すると共に、ダムの堰堤３の上
端面３ａを越えて他端が水車４に連結されている。水車
４は貯水池２の下方に位置する架台３ｂに設置されると
共に、ガイドベーン（図示省略）を調整することにより
流入する水の流量を任意に選択できるようになってお
り、出力軸には発電機（図示省略）が連結されている。
放水管５は水車４を回した水を放水庭６へ案内するもの
である。
の貯水池２の水中に開口すると共に、ダムの堰堤３の上
端面３ａを越えて他端が水車４に連結されている。水車
４は貯水池２の下方に位置する架台３ｂに設置されると
共に、ガイドベーン（図示省略）を調整することにより
流入する水の流量を任意に選択できるようになってお
り、出力軸には発電機（図示省略）が連結されている。
放水管５は水車４を回した水を放水庭６へ案内するもの
である。
【０００５】堰堤３の上端面３ａを越える部位の導水管
１の頂部１ａには真空ポンプ７が連結され、真空ポンプ
７によって導水管１内が真空引きされて水が充満され
る。
１の頂部１ａには真空ポンプ７が連結され、真空ポンプ
７によって導水管１内が真空引きされて水が充満され
る。
【０００６】上述したサイホン式水車では、始動の際、
真空ポンプ７を駆動して導水管１内を真空にし、導水管
１内に水を充満する。頂部１ａ内を負圧にして導水管１
をサイホンとすることで水車４の運転を行なう。
真空ポンプ７を駆動して導水管１内を真空にし、導水管
１内に水を充満する。頂部１ａ内を負圧にして導水管１
をサイホンとすることで水車４の運転を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のサイホン式水車
では、導水管１の水の吸込口及び途中部で生じる渦流
や、極部に生じる空洞現象等により、水車４に加わる水
圧に固有の脈動が生じる。水圧に脈動が生じると、水車
トルクが脈動して発電機で発電される電力が動揺するこ
とがある。
では、導水管１の水の吸込口及び途中部で生じる渦流
や、極部に生じる空洞現象等により、水車４に加わる水
圧に固有の脈動が生じる。水圧に脈動が生じると、水車
トルクが脈動して発電機で発電される電力が動揺するこ
とがある。
【０００８】また、水中には最大２％程度の空気が混入
しており、ダムや河川の水にも微妙に気泡が混入してい
る。水に含まれる空気は導水管１の頂部１ａの負圧部で
分離し、頂部１ａには空気溜りが生じる傾向がある。空
気溜りが生じると、実用的には導水管１の管路が狭めら
れた状態になり、管路抵抗が増加して損失が増し著しい
場合は所定の流量が得られなくなってしまう。
しており、ダムや河川の水にも微妙に気泡が混入してい
る。水に含まれる空気は導水管１の頂部１ａの負圧部で
分離し、頂部１ａには空気溜りが生じる傾向がある。空
気溜りが生じると、実用的には導水管１の管路が狭めら
れた状態になり、管路抵抗が増加して損失が増し著しい
場合は所定の流量が得られなくなってしまう。
【０００９】電力の動揺や管路抵抗増大を防止するに
は、真空ポンプ７を常時駆動しておくことになり、不経
済であるばかりでなく真空ポンプ７の消耗もはげしくな
ってしまう。
は、真空ポンプ７を常時駆動しておくことになり、不経
済であるばかりでなく真空ポンプ７の消耗もはげしくな
ってしまう。
【００１０】
【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、一端がダムの貯水池の水中に開口す
ると共に、ダムの堰堤の上端面を越えて他端が貯水池の
下方に配設された水車に連結されているサイホン管とな
り得る導水管を有するサイホン式水車において、堰堤の
上端面を越える導水管の頂部より高い位置に該頂部につ
ながる水槽を設け、水槽内の空気を吸い出して水槽の水
位を一定に保つ吸出しポンプを水槽に設けたことを特徴
とする。
の本発明の構成は、一端がダムの貯水池の水中に開口す
ると共に、ダムの堰堤の上端面を越えて他端が貯水池の
下方に配設された水車に連結されているサイホン管とな
り得る導水管を有するサイホン式水車において、堰堤の
上端面を越える導水管の頂部より高い位置に該頂部につ
ながる水槽を設け、水槽内の空気を吸い出して水槽の水
位を一定に保つ吸出しポンプを水槽に設けたことを特徴
とする。
【００１１】
【作用】導水管の内部に生じた空気は頂部から水槽に導
入される。空気量が増加して水槽内の水位が下がった場
合、吸出しポンプによって空気を吸い出して水位を維持
する。導水管の内部に圧力脈動が生じて圧力が低下した
場合、水槽内の水が導水管に補給されて圧力低下が抑制
され、圧力が上昇した場合、水槽内の水位が上昇して圧
力上昇が抑制される。
入される。空気量が増加して水槽内の水位が下がった場
合、吸出しポンプによって空気を吸い出して水位を維持
する。導水管の内部に圧力脈動が生じて圧力が低下した
場合、水槽内の水が導水管に補給されて圧力低下が抑制
され、圧力が上昇した場合、水槽内の水位が上昇して圧
力上昇が抑制される。
【００１２】
【実施例】図１には本発明の一実施例に係るサイホン式
水車の概略構成を示してある。
水車の概略構成を示してある。
【００１３】図に示すように、導水管１１は、一端がダ
ムの貯水池１２の水中に開口すると共に、ダムの堰堤１
３の上端面１３ａを越えて他端が水車１４に連結されて
いる。水車１４は貯水池１２の下方に位置する架台１３
ｂに設置されると共に水車１４内のガイドベーン（図示
省略）を調整することにより流入する水の流量を任意に
選択できるようになっており、出力軸には発電機（図示
省略）が連結されている。放水管１６は水車１４を回し
た水を放水庭１７へ案内するものである。尚、図中１５
は入口弁である。
ムの貯水池１２の水中に開口すると共に、ダムの堰堤１
３の上端面１３ａを越えて他端が水車１４に連結されて
いる。水車１４は貯水池１２の下方に位置する架台１３
ｂに設置されると共に水車１４内のガイドベーン（図示
省略）を調整することにより流入する水の流量を任意に
選択できるようになっており、出力軸には発電機（図示
省略）が連結されている。放水管１６は水車１４を回し
た水を放水庭１７へ案内するものである。尚、図中１５
は入口弁である。
【００１４】堰堤１３の上端面１３ａを越えている導水
管１１の頂部１１ａの上方には密閉容器からなる水槽２
１が設けられ、水槽２１は連結管２２によって頂部１１
ａに連結されている。頂部１１ａは連結管２２との連結
部が高くなっており、頂部１１ａで生じた空気溜りが連
結管２２に導かれるようになっている。水槽２１の上部
には空気抜管２３が設けられ、空気抜管２３は第一管２
３ａ及び第二管２３ｂの二又に分岐されている。第一管
２３ａには吸出しポンプとしての真空ポンプ２４が連結
され、真空ポンプ２４によって水槽２１内の空気を吸い
出して水槽２１内の水位を一定に保つ。第二管２３ｂに
は空気弁（真空破壊弁）２５が連結されている。また、
水槽２１には水位検出器２６が設けられ、水位検出器２
６によって水槽２１内の水位が監視される。
管１１の頂部１１ａの上方には密閉容器からなる水槽２
１が設けられ、水槽２１は連結管２２によって頂部１１
ａに連結されている。頂部１１ａは連結管２２との連結
部が高くなっており、頂部１１ａで生じた空気溜りが連
結管２２に導かれるようになっている。水槽２１の上部
には空気抜管２３が設けられ、空気抜管２３は第一管２
３ａ及び第二管２３ｂの二又に分岐されている。第一管
２３ａには吸出しポンプとしての真空ポンプ２４が連結
され、真空ポンプ２４によって水槽２１内の空気を吸い
出して水槽２１内の水位を一定に保つ。第二管２３ｂに
は空気弁（真空破壊弁）２５が連結されている。また、
水槽２１には水位検出器２６が設けられ、水位検出器２
６によって水槽２１内の水位が監視される。
【００１５】上記構成のサイホン式水車では、空気弁２
５を閉じると共に真空ポンプ２４を駆動し、導水管１１
及び水槽２１内の空気を吸い出して貯水池１２の水を導
水管１１及び水槽２１の内部に導く。水槽２１の内部に
水が充満し水位検出器２６によって所定水位が検出され
ると、真空ポンプ２４を停止し水車１４の運転を開始す
る。
５を閉じると共に真空ポンプ２４を駆動し、導水管１１
及び水槽２１内の空気を吸い出して貯水池１２の水を導
水管１１及び水槽２１の内部に導く。水槽２１の内部に
水が充満し水位検出器２６によって所定水位が検出され
ると、真空ポンプ２４を停止し水車１４の運転を開始す
る。
【００１６】水車１４の運転に伴ない貯水池１２の水が
導水管１１を経由して流れると、頂部１１ａを中心に水
に含まれた空気が頂部１１ａに溜り始める。頂部１１ａ
に溜った空気は連結管２２から水槽２１内に浮上し、水
槽２１内に浮上した空気は水槽２１内に蓄積されて、水
位が下がる。規定水位以下になったことが水位検出器２
６によって検出されると、真空ポンプ２４が駆動して水
槽２１の内部の空気を吸い出す。水槽２１内の水位が回
復して規定水位の上限に達すると真空ポンプを停止させ
る。
導水管１１を経由して流れると、頂部１１ａを中心に水
に含まれた空気が頂部１１ａに溜り始める。頂部１１ａ
に溜った空気は連結管２２から水槽２１内に浮上し、水
槽２１内に浮上した空気は水槽２１内に蓄積されて、水
位が下がる。規定水位以下になったことが水位検出器２
６によって検出されると、真空ポンプ２４が駆動して水
槽２１の内部の空気を吸い出す。水槽２１内の水位が回
復して規定水位の上限に達すると真空ポンプを停止させ
る。
【００１７】導水管１１の吸込口等で発生する渦流れや
導水管１１の極部に生じる空洞現象で、導水管１１に圧
力脈動が生じた場合、脈動による圧力低下に伴ない水槽
２１内の水が導水管１１に補給され、圧力脈動による圧
力低下が抑制される。また、脈動による圧力上昇時は水
槽２１内の水位が上昇して圧力上昇が抑制される。この
ように水槽２１は一般ポンプの空気室（アキュムレー
タ）と同じ働きをして導水管１１の内部の圧力脈動を抑
止する。
導水管１１の極部に生じる空洞現象で、導水管１１に圧
力脈動が生じた場合、脈動による圧力低下に伴ない水槽
２１内の水が導水管１１に補給され、圧力脈動による圧
力低下が抑制される。また、脈動による圧力上昇時は水
槽２１内の水位が上昇して圧力上昇が抑制される。この
ように水槽２１は一般ポンプの空気室（アキュムレー
タ）と同じ働きをして導水管１１の内部の圧力脈動を抑
止する。
【００１８】水車１４の緊急停止またはサイホンの構成
を解除する際は空気弁２５を開いて水槽２１内及び導水
管１１内に空気を供給することで、圧力衝撃を発生させ
ずに安全にサイホンの解除及び水の停止を行なうことが
できる。
を解除する際は空気弁２５を開いて水槽２１内及び導水
管１１内に空気を供給することで、圧力衝撃を発生させ
ずに安全にサイホンの解除及び水の停止を行なうことが
できる。
【００１９】上述したサイホン式水車では、導水管１１
の頂部１１ａに溜った空気を水槽２１に集め、所定量を
越えた空気は真空ポンプ２４で吸い出すので、真空ポン
プ２４の運転は必要最少限の時間でよく、経済的で真空
ポンプ２４の損耗が最少限に抑えられると共にわずかで
あるが水車１４の出力を増加できる。また、導水管１１
内に生じる圧力脈動を水槽２１で吸収することができ、
水圧の脈動を防ぐことができる。また、導水管１１の頂
部１１ａ内に空気が溜ることがないので、水路抵抗の増
加や流路損失の増加をなくすことができると共に、空気
弁２５を設けたことにより、衝撃的圧力上昇を生ずるこ
となく安全にサイホンの解除が行なえる。また、真空ポ
ンプ２４を除いて原理的に摺動や回転等を行なう部位が
なく静止機構の組み合わせであるので、長寿命で摩耗が
なく頑丈であると共に、流量の増減、取水面の上下等に
したがって運用方法を調整したり設定変更などを必要と
しない。更に、水車１４を停止させる際も、通常停止で
は入口弁１５もしくは水車１４のガイドベーンを閉じる
ことにより、サイホンのない水車と同様に運転でき、水
車１４の停止中もサイホン部を一定に保つように作動す
るので、導水管１１等にわずかの空気もれがあっても常
に始動準備が整った状態を保つことができる。
の頂部１１ａに溜った空気を水槽２１に集め、所定量を
越えた空気は真空ポンプ２４で吸い出すので、真空ポン
プ２４の運転は必要最少限の時間でよく、経済的で真空
ポンプ２４の損耗が最少限に抑えられると共にわずかで
あるが水車１４の出力を増加できる。また、導水管１１
内に生じる圧力脈動を水槽２１で吸収することができ、
水圧の脈動を防ぐことができる。また、導水管１１の頂
部１１ａ内に空気が溜ることがないので、水路抵抗の増
加や流路損失の増加をなくすことができると共に、空気
弁２５を設けたことにより、衝撃的圧力上昇を生ずるこ
となく安全にサイホンの解除が行なえる。また、真空ポ
ンプ２４を除いて原理的に摺動や回転等を行なう部位が
なく静止機構の組み合わせであるので、長寿命で摩耗が
なく頑丈であると共に、流量の増減、取水面の上下等に
したがって運用方法を調整したり設定変更などを必要と
しない。更に、水車１４を停止させる際も、通常停止で
は入口弁１５もしくは水車１４のガイドベーンを閉じる
ことにより、サイホンのない水車と同様に運転でき、水
車１４の停止中もサイホン部を一定に保つように作動す
るので、導水管１１等にわずかの空気もれがあっても常
に始動準備が整った状態を保つことができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明のサイホン式水車は、導水管の頂
部につながる水槽を頂部より高い位置に設け、水槽の水
位を一定に保つ吸出ポンプを水槽に設けたので、頂部に
溜った空気は水槽に導かれて吸出ポンプで吸い出される
と共に、導水管内の脈動は水槽内の水によって吸収され
る。この結果、導水管内の空気や渦流れが水圧に影響さ
れず、水車トルクの脈動が防止され、発電される電力の
動揺が防止される。また、空気溜りによって管路抵抗が
増加する虞もない。
部につながる水槽を頂部より高い位置に設け、水槽の水
位を一定に保つ吸出ポンプを水槽に設けたので、頂部に
溜った空気は水槽に導かれて吸出ポンプで吸い出される
と共に、導水管内の脈動は水槽内の水によって吸収され
る。この結果、導水管内の空気や渦流れが水圧に影響さ
れず、水車トルクの脈動が防止され、発電される電力の
動揺が防止される。また、空気溜りによって管路抵抗が
増加する虞もない。
【図１】本発明の一実施例に係るサイホン式水車の概略
構成図。
構成図。
【図２】従来のサイホン式水車の概略構成図。
１１ 導水管 １１ａ 頂部 １２ 貯水池 １３ 堰堤 １３ａ 上端面 １４ 水車 ２１ 水槽 ２２ 連結管 ２３ 空気抜管 ２４ 真空ポンプ ２５ 空気弁 ２６ 水位検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 一端がダムの貯水池の水中に開口すると
共に、ダムの堰堤の上端面を越えて他端が貯水池の下方
に配設された水車に連結されているサイホン管となり得
る導水管を有するサイホン式水車において、堰堤の上端
面を越える導水管の頂部より高い位置に該頂部につなが
る水槽を設け、水槽内の空気を吸い出して水槽の水位を
一定に保つ吸出しポンプを水槽に設けたことを特徴とす
るサイホン式水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321754A JPH05157039A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | サイホン式水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321754A JPH05157039A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | サイホン式水車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157039A true JPH05157039A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18136076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321754A Withdrawn JPH05157039A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | サイホン式水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157039A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103277236A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-04 | 中国水利水电科学研究院 | 一种低水头液气能转换装置和设计方法 |
| KR101683462B1 (ko) * | 2015-09-01 | 2016-12-07 | 주식회사 동원사이폰기술 | 사통 복통 대체용 다수의 취수구를 이용한 취수시스템 |
| KR101683464B1 (ko) * | 2015-09-01 | 2016-12-07 | 주식회사 동원사이폰기술 | 사통 복통 대체용 부력장치를 이용한 경동식 취수시스템 |
-
1991
- 1991-12-05 JP JP3321754A patent/JPH05157039A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103277236A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-04 | 中国水利水电科学研究院 | 一种低水头液气能转换装置和设计方法 |
| KR101683462B1 (ko) * | 2015-09-01 | 2016-12-07 | 주식회사 동원사이폰기술 | 사통 복통 대체용 다수의 취수구를 이용한 취수시스템 |
| KR101683464B1 (ko) * | 2015-09-01 | 2016-12-07 | 주식회사 동원사이폰기술 | 사통 복통 대체용 부력장치를 이용한 경동식 취수시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |