JPH086678B2 - 水車の起動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水圧鉄管を流れて供給される圧力水を入口
弁を経て水車に導いて水車を起動する水車の起動方法に
関する。

〔従来の技術〕

水車にはバケットを備えたランナと、この周りに配さ
れるニードルが挿入されたノズルを備えた分岐管を有す
るペルトン水車あるいはランナベーンを備えたランナ
と、この周りに配されるガイドベーンを備えたケーシン
グを有するフランシス水車等がある。これらの水車を起
動する際には水供給源から圧力水を水圧鉄管を経て前記
分岐管内にニードル開度を全閉、またはケーシング内に
ガイドベーンを全閉にして充満し、この充水完了後ニー
ドル開度またはガイドベーンを徐開してランナに圧力水
を供給してランナを回転し、水車を起動している。とこ
ろで、分岐管やケーシング内に圧力水を充満するときに
は、一般的に分岐管やケーシングの入口に設けられる入
口弁を通して分岐管またはケーシングに流入する場合、
水の流速が分岐管またはケーシング充水完了と同時に０
となり、その時に分岐管またはケーシング内で水圧上昇
が発生し、その水圧上昇が水圧鉄管に伝播する現象は原
理的に避けられない。この現象は充水完了時の流量が多
いほど、また全閉のニードルやガイドベーンを通して分
岐管やケーシングからの漏水が少ないほど顕著である。
このため従来入口弁をバイパスする側路弁を備えた側路
管により圧力水を分岐管やケーシングに徐々に充満して
いる。なお、側路弁を備えた側路管は水圧上昇が許容さ
れる条件をみたす発電所でしか省略できない。

第４図はこの種の側路管を備えた水車、例えばペルト
ン水車の構成図であり、図に基づいて従来技術について
説明する。図において１はバケット２を外周に備えたラ
ンナ、３はランナ１の周りに対向して配されるニードル
４が導入されるノズルを有するノズル管５を備える分岐
管である。７は水圧鉄管であり、分岐管３と水圧鉄管７
との間に入口弁８が取付けられている。入口弁８にはそ
の弁体９をバイパスして側路弁10を備えた側路管11が設
けられている。

このような構成においてケーシング３に水を充満する
時には入口弁８の弁体９を閉状態にし、側路弁10を開に
して水圧鉄管７を経る水を側路管11により徐々に、すな
わち小流量で分岐管３に充水する。なお充水完了後入口
弁８を全開にし、ニードル開度を徐開してノズルから圧
力水をランナ１のバケット２に噴射してランナ１を回転
させ、水車の起動を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

分岐管またはケーシングへの充水時に生じる水圧上昇
を低減するために側路弁を備えた側路管により充水する
のは、側路管，側路弁を設ける必要があるので、設備費
が高くなるという欠点がある。

本発明の目的は、分岐管またはケーシングに入口弁に
より充水しても大きな水圧上昇を発生させずに水車を起
動することのできる水車の起動方法を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明によればバケット
またはランナベーンを備えるランナと、このランナの周
りに対向して配され、ニードルが挿入されるノズルを備
える分岐管またはガイドベーンを備えるケーシングと、
この分岐管またはケーシングの水圧鉄管を経る圧力水の
入口部に設けられる入口弁とを備える水車において、前
記ニードルの開度またはガイドベーンの開度を全閉に
し、入口弁を小開度に開にして圧力水を前記分岐管また
はケーシングに充満した後、入口弁を全開にし、ニード
ルまたはガイドベーンを徐開して圧力水をランナに供給
してランナを回転させるものとする。

〔作用〕

ニードル開度またはガイドベーン開度を全閉にして入
口弁を小開度に開にすることにより水圧鉄管を経る水は
小流量で分岐管またはケーシング内に流れて充満される
ので分岐管またはケーシングや水圧鉄管に大きな水圧上
昇が生じない。このようにして充水後入口弁を全開にし
てニードルまたはガイドベーンを徐開することにより水
車を起動することができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明す
る。第１図は本発明の実施例による水車の起動方法を適
用する際のペルトン水車の構成図である。第１図におい
て第４図の従来例と同一部品には同じ符号を付し、その
説明を省略する。図において第４図の従来例と異なるの
は入口弁８に側路弁10,側路管11を設けていないことで
ある。

このような構成において圧力水を分岐管３に充満する
ときにはニードル４を全閉にした後、入口弁８を小開度
に開にして水供給源から水圧鉄管７を経た水を分岐管３
に小流量で流入させて充満させる。そして水が充満した
後、例えばあらかじめ入口弁８の開度に応じて求められ
た充水時間を経過した後入口弁８を全開にする。このよ
うな入口弁８の開動作により、水圧鉄管7,分岐管３に大
きな水圧上昇が生じない。つぎに入口弁８の全開状態で
ニードル４を作動させてニードル開度を徐開し、ノズル
から圧力水をランナ１のバケット２に噴出してランナ１
を回転させ、水車を起動する。

つぎに上記の入口弁の開動作の手順についてさらに第
２図の入口弁開度および分岐管に流入する水の流量と時
間との関係を示すグラフにより説明する。図において入
口弁８の開動作を行ないt₀秒後に入口弁８の開度をA₀％
（例えば５％開度）の小開度に保持する。このA₀％開度
に相当する流量Q₀（例えば５％流量）の水はt₁秒まで分
岐管内に流入されて分岐管内に水が充満される。水が充
満されたt₁sec時点で水の流量は０になる。この時点か
ら入口弁８を開にしt₂secで全開（100％開度）にする。
なおt₁からt₂secまでの間は水の流入流量は０である。
この状態においてt₃sec後にニードル４を開にしてノズ
ルからランナ１に水が噴出されると、ニードル開度に応
じて水の流量も増加し、ランナ１は回転し、回転速度は
上昇する。

第３図は上記の入口弁の開度の操作を行なうためのシ
ーケンスの一例であり、前記t₀,t₁の設定をすべてタイ
マで行なっている。図においてＭは入口弁８の開閉用の
駆動モータ、４は準備条件完了指令をうけるリレー、21
RXは入口弁開指令のリレー、21T₁は入口弁開動作時一旦
停止用タイマ、21T₂は入口弁開動作時一旦停止後再開動
作開始用タイマ、88Fは入口弁開動作用の駆動モータ用
のコンタクタである。

このような構成により準備完了して準備条件４がonに
なれば21RXが作動し、88Fがonになって駆動モータＭが
作動し、入口弁が開になる。そしてタイマ21T₁で設定さ
れた時間t₀後21RXは無励磁になり、88Fはoffになって駆
動モータＭは停止される。したがって入口弁は時間t₀の
開動作に対応する小開度が保持される。この状態で水圧
鉄管を経て圧力水が分岐管に流入し、あらかじめ定めら
れた時間t₁の間充水し、分岐管は水で充満される。そし
て21T₂であらかじめ設定された時間t₁になったら再び21
RXは励磁され、88Fはonになって駆動モータＭは駆動さ
れ、入口弁は全開まで開き、時間t₂後に全開になる。

本実施例ではペルトン水車の入口弁８の開動作に伴う
水車の起動について説明したが、フランシス水車のよう
な他の水車についても前述と同じ入口弁の開動作により
水車の起動を大きな水圧上昇を生ぜずに行なうことがで
きる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば入口
弁を小開度にして水圧鉄管を経る圧力水を小流量で水車
の分岐管またはケーシングに流入して充満した後、入口
弁を全開にすることにより、分岐管またはケーシングへ
の水充満時に水圧鉄管，分岐管，ケーシングに大きな水
圧上昇が生ぜずに水車を起動できるので、従来のように
側路弁や側路管を必要とせず、したがって機器の経済性
がよくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による水車の起動方法を適用す
る入口弁を備えたペルトン水車の構成図、第２図は本発
明による水車の起動方法における入口弁開度と分岐管に
流入する水流量との関係を示す図、第３図は第２図の入
口弁開度と水流量との関係をうるため入口弁開度を制御
するシーケンスを示す図、第４図は従来の水車の起動方
法を適用する側路管を有する入口弁を備えたペルトン水
車の構成図である。 1:ランナ、2:バケット、3:分岐管、4:ニードル、5:ノズ
ル管、7:水圧鉄管、8:入口弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バケットまたはランナベーンを備えるラン
   ナと、このランナの周りに対向して配され、ニードルが
   挿入されるノズルを備える分岐管またはガイドベーンを
   備えるケーシングと、この分岐管またはケーシングの水
   圧鉄管を経る圧力水の入口部に設けられる入口弁とを備
   える水車において、前記ニードルの開度またはガイドベ
   ーンの開度を全閉にし、入口弁を小開度に開にして圧力
   水を前記分岐管またはケーシングに充満した後、入口弁
   を全開にし、ニードルまたはガイドベーンを徐開して圧
   力水をランナに供給してランナを回転させることを特徴
   とする水車の起動方法。