JPH0713511B2 - 水車等の超低周波音防止装置 - Google Patents
水車等の超低周波音防止装置Info
- Publication number
- JPH0713511B2 JPH0713511B2 JP63074748A JP7474888A JPH0713511B2 JP H0713511 B2 JPH0713511 B2 JP H0713511B2 JP 63074748 A JP63074748 A JP 63074748A JP 7474888 A JP7474888 A JP 7474888A JP H0713511 B2 JPH0713511 B2 JP H0713511B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air supply
- turbine
- suction pipe
- infrasound
- low frequency
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水車の放水口開口部から発生する超低周波音
（通常20Hz以下）を低滅させるようにした超低周波音防
止装置に関する。
（通常20Hz以下）を低滅させるようにした超低周波音防
止装置に関する。
一般に、水車の型式には、フランシス水車等のように、
位置エネルギを回転のエネルギに変換するものと、ペル
トン水車のように、運動エネルギを回転のエネルギに変
換するものとがある。
位置エネルギを回転のエネルギに変換するものと、ペル
トン水車のように、運動エネルギを回転のエネルギに変
換するものとがある。
特に、位置エネルギを回転のエネルギ変換する型式の水
車においては、ランナのボス部分近傍にホワール（whir
l,旋回）やキャビテーション等による真空部分が発生
し、ランナ下流側に流出することがよくみられる。特に
部分負荷時においては、ランナ内の流れの乱れにより、
この現象は著しくなる。
車においては、ランナのボス部分近傍にホワール（whir
l,旋回）やキャビテーション等による真空部分が発生
し、ランナ下流側に流出することがよくみられる。特に
部分負荷時においては、ランナ内の流れの乱れにより、
この現象は著しくなる。
水車の吸出し管内の流れにおいては、上記のようにキャ
ビテーションの外、フランシス水車のランナー下部に発
生する渦心、つまり水車運転時、吸出し管内の外側の自
由渦領域と内側の強制渦領域との間に形成される円錐状
の境界面の内部領域が、吸出し管中心の回りを龍巻のよ
うに揺れ動き激しく振動することがある。この場合の振
動数（上記ホワールの周波数と対応する。）ｆは、実側
調査の結果、 （但し、ｎは水車の回転速度rps）。これによれば、Ｎ
＝100〜1000rpmに対してはｆ＝0.46〜4.6cpsとなり、超
低周波振動である。
ビテーションの外、フランシス水車のランナー下部に発
生する渦心、つまり水車運転時、吸出し管内の外側の自
由渦領域と内側の強制渦領域との間に形成される円錐状
の境界面の内部領域が、吸出し管中心の回りを龍巻のよ
うに揺れ動き激しく振動することがある。この場合の振
動数（上記ホワールの周波数と対応する。）ｆは、実側
調査の結果、 （但し、ｎは水車の回転速度rps）。これによれば、Ｎ
＝100〜1000rpmに対してはｆ＝0.46〜4.6cpsとなり、超
低周波振動である。
上記した水車の運転中に生ずる振動の原因のうち、吸出
し管内のキャビテーションによる騒音、振動や、部分負
荷や過負荷時に、フランシス水車、プロペラ水車のラン
ナ下部に発生する渦心の不安定に基づくものに対して
は、吸出し管内に空気を送入することにより軽減できる
ことが知られている。（石井安男著「水車とポンプ水
車」P.265（株）電気書院昭37.1.25発行） 〔発明が解決しようとする課題〕 上記した水車の振動軽減手段として行なわれて来た吸出
し管内へ空気を送入する場合、キャビテーションやラン
ナ下部に発生する渦心の不安定に基づく振動を軽減する
ことできた。
し管内のキャビテーションによる騒音、振動や、部分負
荷や過負荷時に、フランシス水車、プロペラ水車のラン
ナ下部に発生する渦心の不安定に基づくものに対して
は、吸出し管内に空気を送入することにより軽減できる
ことが知られている。（石井安男著「水車とポンプ水
車」P.265（株）電気書院昭37.1.25発行） 〔発明が解決しようとする課題〕 上記した水車の振動軽減手段として行なわれて来た吸出
し管内へ空気を送入する場合、キャビテーションやラン
ナ下部に発生する渦心の不安定に基づく振動を軽減する
ことできた。
しかしながら、上記のように吸出し管内に発生したホワ
ールやキャビテーション等による真空部分が、或る超低
周波数の周期（20Hz程度以下）で、放水口開口部より放
出され、空気の振動に変換され、空気中に放射される超
低周波音は、上記従来の手段では低減しなかった。
ールやキャビテーション等による真空部分が、或る超低
周波数の周期（20Hz程度以下）で、放水口開口部より放
出され、空気の振動に変換され、空気中に放射される超
低周波音は、上記従来の手段では低減しなかった。
上記のように、水力発電所などの放水口から発生する周
波数が低い耳に感じない、いわゆる超低周波音は、大気
中を伝搬し、周辺の民家に影響を及ぼし、生活環境に悪
影響を及ぼすことがある。この超低周波音の発生も、従
来のように水力発電所が山奥に建設され、民家等が離れ
ていた場合には、殆んど問題にならなかったが、最近で
は、発電所が民家に隣接して建設されるようになり、或
いは民家が発電所に接近してくるケースが多くなり、そ
れにつれて、前記の超低周波音の発生が問題となる場合
が出て来ている。
波数が低い耳に感じない、いわゆる超低周波音は、大気
中を伝搬し、周辺の民家に影響を及ぼし、生活環境に悪
影響を及ぼすことがある。この超低周波音の発生も、従
来のように水力発電所が山奥に建設され、民家等が離れ
ていた場合には、殆んど問題にならなかったが、最近で
は、発電所が民家に隣接して建設されるようになり、或
いは民家が発電所に接近してくるケースが多くなり、そ
れにつれて、前記の超低周波音の発生が問題となる場合
が出て来ている。
本発明は、水車の放水口開口部より発生する超低周波音
を防止する装置を提供することを目的としている。
を防止する装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明は、水車吸出し管
内に、0.5〜1.0v/v％（但し、v/vは水車流量に対する標
準状態に換算した強制給気の空気量の割合）の給気量の
空気を、圧縮機等により強制的に給入させる給気供給手
段を設け、水車放水口開口部より発生する超低周波音を
防止するようにしたことを特徴としている。
内に、0.5〜1.0v/v％（但し、v/vは水車流量に対する標
準状態に換算した強制給気の空気量の割合）の給気量の
空気を、圧縮機等により強制的に給入させる給気供給手
段を設け、水車放水口開口部より発生する超低周波音を
防止するようにしたことを特徴としている。
本発明は、上記のように、運転中の水車の吸出し管内
に、水車放水口開口部より発生する超低周波音を防止す
るに必要な、0.5〜1.0v/v％の給気量の空気を圧縮機等
の圧縮空気源により強制的に給入すると、該空気が吸出
し管内のホワール中に混入され、吸出し管内８の真空が
破壊され、水車放水口開口部より発生する6.5〜6.75Hz
の卓越音及び11Hzの卓越音の音圧レベル（デシベル）
が、何れも８〜10dB程度、低減することが実験的にも確
認されている。
に、水車放水口開口部より発生する超低周波音を防止す
るに必要な、0.5〜1.0v/v％の給気量の空気を圧縮機等
の圧縮空気源により強制的に給入すると、該空気が吸出
し管内のホワール中に混入され、吸出し管内８の真空が
破壊され、水車放水口開口部より発生する6.5〜6.75Hz
の卓越音及び11Hzの卓越音の音圧レベル（デシベル）
が、何れも８〜10dB程度、低減することが実験的にも確
認されている。
次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第１図（Ａ）は、本発明装置の一実施例を示す縦断面
図、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ−Ｂ線による横断面
図である。
図、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ−Ｂ線による横断面
図である。
図において、水車１の吸出し管２の内部2aに、圧縮機３
等を用いて、給気口４より導管５を経て、強制的に給気
し、吸出し管２内の真空を破壊し、放水口６の開口部７
から放射する超低周波音を低減するようになっている。
なお、図中、5aは、吸出し管内部2aに配設され空気噴出
孔を具えた空気供給導管、８は放水路である。
等を用いて、給気口４より導管５を経て、強制的に給気
し、吸出し管２内の真空を破壊し、放水口６の開口部７
から放射する超低周波音を低減するようになっている。
なお、図中、5aは、吸出し管内部2aに配設され空気噴出
孔を具えた空気供給導管、８は放水路である。
上記吸出し管２の内部2aに発生する水圧脈動の周波数
は、回転の周波数fr＝N/60Hz（N:回転数min-1）、ブレ
ード（羽根）周波数fZN＝Ｎ・Z/60Hz（Z:羽根枚数）、
ホワールの周波数 がよく知られている。
は、回転の周波数fr＝N/60Hz（N:回転数min-1）、ブレ
ード（羽根）周波数fZN＝Ｎ・Z/60Hz（Z:羽根枚数）、
ホワールの周波数 がよく知られている。
しかし、ここで問題となっている超低周波音の周波数
は、ホワールの周波数ｆより高く、ブレード周波数fZN
よりも低く、また回転の周波数frとも異なる周波数であ
る。
は、ホワールの周波数ｆより高く、ブレード周波数fZN
よりも低く、また回転の周波数frとも異なる周波数であ
る。
第２図は、自然給気時の吸出し管２の開口部における超
低周波卓越音（6.5〜6.75Hz、11Hz）の音圧レベル（d
B）を縦軸とし、また水車出力（Mw）を横軸として両者
の関係を示した線図である。この線図にも示されている
ように、部分負荷時に、吸出し管開口部より6.5〜6.75H
z及び11Hzの超低周波音が放射していることは明らかで
ある。なお、この時の全負荷は63Mwである。
低周波卓越音（6.5〜6.75Hz、11Hz）の音圧レベル（d
B）を縦軸とし、また水車出力（Mw）を横軸として両者
の関係を示した線図である。この線図にも示されている
ように、部分負荷時に、吸出し管開口部より6.5〜6.75H
z及び11Hzの超低周波音が放射していることは明らかで
ある。なお、この時の全負荷は63Mwである。
第３図は、吸出し管開口部の超低周波音の周波数分析結
果を、縦軸に音圧レベル（dB）をとり、横軸に周波数
（Hz）をとって示した線図で、同図（Ａ）は自然給気時
を、また同図（Ｂ）は、圧縮機等による強制給気時（給
気量0.5v/v％）をそれぞれ示している。なお、v/v％と
は、水車流量（m3/s）に対する標準状態（1atm,0℃）に
換算した強制給気の空気量（Nm3/s）の百分率を示す。
以下、この百分率をv/v％で表わし、説明は省略する。
果を、縦軸に音圧レベル（dB）をとり、横軸に周波数
（Hz）をとって示した線図で、同図（Ａ）は自然給気時
を、また同図（Ｂ）は、圧縮機等による強制給気時（給
気量0.5v/v％）をそれぞれ示している。なお、v/v％と
は、水車流量（m3/s）に対する標準状態（1atm,0℃）に
換算した強制給気の空気量（Nm3/s）の百分率を示す。
以下、この百分率をv/v％で表わし、説明は省略する。
上記の結果、0.5v/v％を強制給気することにより、6.5
〜6.75Hz卓越音が9dB、11Hzの卓越音が10dB低下した。
〜6.75Hz卓越音が9dB、11Hzの卓越音が10dB低下した。
第４図は、水車出力一定時に、強制給気量を0.5〜1.0％
v/v％まで変化させたときの卓越音（6.5〜6.75Hz及び11
Hz）の音圧レベル（dB）を縦軸にとり、強制給気量
（％）を横軸にとって両者の関係を示した線図である。
v/v％まで変化させたときの卓越音（6.5〜6.75Hz及び11
Hz）の音圧レベル（dB）を縦軸にとり、強制給気量
（％）を横軸にとって両者の関係を示した線図である。
上記第４図でも明らかなように、自然給気時に比べて0.
5v/v％強制給気時の方が音圧レベルが低下しており、0.
5v/v％からさらに給気量を増加すると、6.5〜6.75Hzの
卓越音の低減効果は、８〜9dBと殆んど一定であるが、1
1Hzの卓越音の低減効果は、強制給気量を1.0v/v％にす
ると、さらに増加し、14dBとなった。
5v/v％強制給気時の方が音圧レベルが低下しており、0.
5v/v％からさらに給気量を増加すると、6.5〜6.75Hzの
卓越音の低減効果は、８〜9dBと殆んど一定であるが、1
1Hzの卓越音の低減効果は、強制給気量を1.0v/v％にす
ると、さらに増加し、14dBとなった。
本実施例によれば、上記第４図に示すように、6.5〜6.7
5Hzの卓越音は、強制給気量が、0.5〜1.0v/v％で低減効
果を示し、1.0v/v％を越えると徐々に超低周波音が増加
する傾向にある。一方、11Hzの卓越音は、強制給気量
が、0.5〜1.0v/v％では低減効果を示し、1.0v/v％を越
えてもまた低減効果があるようである。
5Hzの卓越音は、強制給気量が、0.5〜1.0v/v％で低減効
果を示し、1.0v/v％を越えると徐々に超低周波音が増加
する傾向にある。一方、11Hzの卓越音は、強制給気量
が、0.5〜1.0v/v％では低減効果を示し、1.0v/v％を越
えてもまた低減効果があるようである。
しかしながら、窓揺れ等が問題となる５〜20Hzのすべて
の超低周波音で低減効果を期待するためには、強制給気
量を0.5〜1.0v/v％にする必要がある。
の超低周波音で低減効果を期待するためには、強制給気
量を0.5〜1.0v/v％にする必要がある。
一方、上記現象に付随して、強制給気量が1.0v/v％より
増大すると、吸い出し管放水開口部でない部分、例えば
吸い出し管マンホール回りでの超低周波騒音が増大し、
発電所内の環境を悪化させる現象を生じるため、1.0v/v
％以上に給気量を増すことはこの点からも好ましくな
く、他方、1.0v/v％以上に給気量を増すと、強制給気の
ために使用するコンプレッサ等の給気装置の容量が大き
くなり、そのために強制給気量の上限を1.0v/v％に設定
することはコスト的にも有効である。以上の理由によ
り、強制給気量を0.5〜1.0v/v％に設定することは超低
周波音の低減に極めて効果的である。
増大すると、吸い出し管放水開口部でない部分、例えば
吸い出し管マンホール回りでの超低周波騒音が増大し、
発電所内の環境を悪化させる現象を生じるため、1.0v/v
％以上に給気量を増すことはこの点からも好ましくな
く、他方、1.0v/v％以上に給気量を増すと、強制給気の
ために使用するコンプレッサ等の給気装置の容量が大き
くなり、そのために強制給気量の上限を1.0v/v％に設定
することはコスト的にも有効である。以上の理由によ
り、強制給気量を0.5〜1.0v/v％に設定することは超低
周波音の低減に極めて効果的である。
上記した実施例において、強制給気を圧縮機によって行
わせるようにした装置について説明したが、圧縮機以外
の圧縮空気源を用いて行わせるようにするも勿論可能で
ある。また、水車以外の水力機械の同様装置に本発明を
適用することも可能である。
わせるようにした装置について説明したが、圧縮機以外
の圧縮空気源を用いて行わせるようにするも勿論可能で
ある。また、水車以外の水力機械の同様装置に本発明を
適用することも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、水車吸出し管内
に、0.5〜1.0v/v％（但し、v/vは水車流量に対する標準
状態に換算した強制給気の空気量の割合）の給気量の空
気を、圧縮機等により強制的に給入させる給気供給手段
を設けたことにより、水車の放水開口部より発生し、窓
ゆれの原因となる５〜20Hzの超低周波音を著しく低減さ
せることができる。
に、0.5〜1.0v/v％（但し、v/vは水車流量に対する標準
状態に換算した強制給気の空気量の割合）の給気量の空
気を、圧縮機等により強制的に給入させる給気供給手段
を設けたことにより、水車の放水開口部より発生し、窓
ゆれの原因となる５〜20Hzの超低周波音を著しく低減さ
せることができる。
第１図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明装置の一実施例を示す
縦断面図及び横断面図、第２図は自然給気時の吸出し管
開口部における超低周波音の音圧レベルと水車出力との
関係を示す線図、第３図は自然給気時（Ａ）及び強制給
気時（Ｂ）における吸出し管開口部の超低周波音の音圧
レベルと周波数との関係を示す線図、第４図は水車出力
一定時における音圧レベルと強制給気量との関係を示す
線図である。 １……水車、２……吸出し管、2a……吸出し管内部、３
……圧縮機、４……給気口、５……導管、６……放水
口、７……放水口開口部、８……放水路。
縦断面図及び横断面図、第２図は自然給気時の吸出し管
開口部における超低周波音の音圧レベルと水車出力との
関係を示す線図、第３図は自然給気時（Ａ）及び強制給
気時（Ｂ）における吸出し管開口部の超低周波音の音圧
レベルと周波数との関係を示す線図、第４図は水車出力
一定時における音圧レベルと強制給気量との関係を示す
線図である。 １……水車、２……吸出し管、2a……吸出し管内部、３
……圧縮機、４……給気口、５……導管、６……放水
口、７……放水口開口部、８……放水路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 健太郎 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 池上 英男 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−25088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−63536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−8234（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−195980（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】水車吸出し管内に、0.5〜1.0v/v％（但
し、v/vは水車流量に対する標準状態に換算した強制給
気の空気量の割合）の給気量の空気を、圧縮機等により
強制的に給入させる給気供給手段を設け、水車放水口開
口部より発生する超低周波音を防止するようにしたこと
を特徴とする水車等の超低周波音防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074748A JPH0713511B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 水車等の超低周波音防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074748A JPH0713511B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 水車等の超低周波音防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249964A JPH01249964A (ja) | 1989-10-05 |
| JPH0713511B2 true JPH0713511B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=13556187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63074748A Expired - Lifetime JPH0713511B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 水車等の超低周波音防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713511B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101406180B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | 목포대학교산학협력단 | 개선된 흡출관을 구비한 수력기계 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19906123B4 (de) * | 1999-02-13 | 2004-06-24 | Voith Siemens Hydro Power Generation Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches von geführten Strömungen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263536A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-26 | Fuji Electric Co Ltd | Supply-air control system at draft tube of water wheel |
| JPS5925088A (ja) * | 1982-08-04 | 1984-02-08 | Toshiba Corp | 軽負荷給気制御装置 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63074748A patent/JPH0713511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101406180B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | 목포대학교산학협력단 | 개선된 흡출관을 구비한 수력기계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01249964A (ja) | 1989-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4050324B2 (ja) | 養魚場用の低ヘッドポンプ装置 | |
| WO2006025048A2 (en) | Water turbine motor with outlet buffer reservoir | |
| CN111828340A (zh) | 一种高效节能自吸离心水力系统 | |
| JP2007517156A (ja) | 水平ロータ構造とされた風力タービンエンジン | |
| CN108131327B (zh) | 一种基于固液两相流的离心泵的设计方法 | |
| JP3898311B2 (ja) | 水車またはポンプ水車 | |
| CN205243867U (zh) | 一种旋流泵 | |
| JPH0713511B2 (ja) | 水車等の超低周波音防止装置 | |
| WO2006079274A1 (fr) | Pompe à pression constante centrifuge avec vortex | |
| JP3576068B2 (ja) | 高速ゲートポンプ | |
| JP3899829B2 (ja) | ポンプ | |
| CN106351877A (zh) | 离心风叶、风机系统和空调装置 | |
| JPS6329063A (ja) | 吸出し管付フロ−タ−ビン | |
| CN211039145U (zh) | 一种高效低噪音无蜗壳风机叶轮 | |
| CN111894858A (zh) | 一种新型多级增压泵 | |
| JP2972298B2 (ja) | 立軸ポンプ | |
| JP3194077B2 (ja) | 立軸ポンプ | |
| JP3070878B2 (ja) | 立軸ポンプ | |
| JP3524948B2 (ja) | 可変速水力機械の水車運転方法 | |
| CN109611376A (zh) | 一种磁悬浮鼓风机的叶轮与主轴的连接形式 | |
| CN218971459U (zh) | 一种低噪音离心式风机 | |
| CN1403704A (zh) | 一种叶轮装置 | |
| CN218407903U (zh) | 离心风机以及换气系统 | |
| CN211039056U (zh) | 一种输送纤维物料的纤维泵 | |
| CN215595999U (zh) | 一种高效节能泵 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 14 |