JPH09250442A - 水車装置 - Google Patents
水車装置Info
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- JPH09250442A JPH09250442A JP8058765A JP5876596A JPH09250442A JP H09250442 A JPH09250442 A JP H09250442A JP 8058765 A JP8058765 A JP 8058765A JP 5876596 A JP5876596 A JP 5876596A JP H09250442 A JPH09250442 A JP H09250442A
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- water
- turbine
- water turbine
- adjusting means
- flow rate
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- 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)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガイドベーンの取付角度やブレードのピッ
チ角度を固定したままで、落差変動に対し流量を一定範
囲に保ち、あるいは流量変動に対し有効落差を一定範囲
に保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作点を追随
した水車の運転を行わせることができる水車装置を提供
する。 【解決手段】 貯水部１から放水部２に延びる導水管３
に、固定型ガイドベーン５及び固定型ブレード６をもつ
水車４を設置してなる水車装置であり、導水管３を流通
する流通水の抵抗係数を増減調整する抵抗調整手段１１
と、貯水部１または放水部２の水位、総落差ＨG あるい
は有効落差Ｈを検出して流通水の流量を水位、総落差Ｈ
G あるいは有効落差Ｈと一定の関係にある所望の設定流
量に維持するように抵抗調整手段１１を制御する制御手
段１２とを備えてなること。
チ角度を固定したままで、落差変動に対し流量を一定範
囲に保ち、あるいは流量変動に対し有効落差を一定範囲
に保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作点を追随
した水車の運転を行わせることができる水車装置を提供
する。 【解決手段】 貯水部１から放水部２に延びる導水管３
に、固定型ガイドベーン５及び固定型ブレード６をもつ
水車４を設置してなる水車装置であり、導水管３を流通
する流通水の抵抗係数を増減調整する抵抗調整手段１１
と、貯水部１または放水部２の水位、総落差ＨG あるい
は有効落差Ｈを検出して流通水の流量を水位、総落差Ｈ
G あるいは有効落差Ｈと一定の関係にある所望の設定流
量に維持するように抵抗調整手段１１を制御する制御手
段１２とを備えてなること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電あるいは米搗
き（精米）などを行う水車装置に関するもので、特に小
型の水車装置に関する。
き（精米）などを行う水車装置に関するもので、特に小
型の水車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水車装置は、ダム、溜池あるいは河川上
流の貯水部から下流の放水部に亘って導水管を設け、こ
の導水管の下流部に水車を設置し、貯水部と放水部との
落差を利用して水車のランナーを回し、そのエネルギー
を発電機に伝えて発電を行い、あるいは米搗き機などを
稼動させるようにしたものである。
流の貯水部から下流の放水部に亘って導水管を設け、こ
の導水管の下流部に水車を設置し、貯水部と放水部との
落差を利用して水車のランナーを回し、そのエネルギー
を発電機に伝えて発電を行い、あるいは米搗き機などを
稼動させるようにしたものである。
【０００３】このような水車装置において、貯水部と放
水部との落差は降雨などによって時事刻々変動し、ある
いは水車に導入される導入水流量を時事刻々変化させて
運転しなければならない場合がある。従って、従来のフ
ランシス水車やカプラン水車などにあっては、水車のガ
イドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を変え
て、有効落差または水車に導入される導入水流量を加減
するようにしている。また、発電用水車装置の場合に
は、水車の回転数を一定範囲に保つことを要求される場
合もある。
水部との落差は降雨などによって時事刻々変動し、ある
いは水車に導入される導入水流量を時事刻々変化させて
運転しなければならない場合がある。従って、従来のフ
ランシス水車やカプラン水車などにあっては、水車のガ
イドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を変え
て、有効落差または水車に導入される導入水流量を加減
するようにしている。また、発電用水車装置の場合に
は、水車の回転数を一定範囲に保つことを要求される場
合もある。
【０００４】従来の水車は、ガイドベーンやブレードの
可変機構を設けて、随時ガイドベーンの取付角度やブレ
ードのピッチ角度を調整し、しかして互いに一定の関係
にある有効落差（水車に有効に働く落差）と導水管を流
通する流通水の流量とのうちの例えば流量を有効落差に
対し一定にし、あるいは有効落差を流量に対し一定にし
て、水車の回転数を一定範囲内に保つようにしている。
可変機構を設けて、随時ガイドベーンの取付角度やブレ
ードのピッチ角度を調整し、しかして互いに一定の関係
にある有効落差（水車に有効に働く落差）と導水管を流
通する流通水の流量とのうちの例えば流量を有効落差に
対し一定にし、あるいは有効落差を流量に対し一定にし
て、水車の回転数を一定範囲内に保つようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、導水管を流
通する流通水の流量と、貯水部または放水部の水位、総
落差あるいは有効落差との間には一定の関係、即ち組み
合わせがあって、この組み合わせ、例えば流量と有効落
差との組み合わせを水車動作点と呼び、また希望する有
効落差と流量との組み合わせを要求動作点と呼ぶ。しか
して、水車のガイドベーンの取付角度やブレードのピッ
チ角度を変えるようにした水車にあっては、動作流量を
決めると動作有効落差が一意に決まり、逆に動作有効落
差を決めると動作流量が一意に決まることになり、従っ
て落差変動に対し流量を一定にすることや、流量の変動
に対し有効落差を一定にすることなど、任意の要求動作
点に合わせて水車動作点を追随して水車の運転を行わせ
ることができ、それにより水車の回転数を一定範囲内に
保つことができる。
通する流通水の流量と、貯水部または放水部の水位、総
落差あるいは有効落差との間には一定の関係、即ち組み
合わせがあって、この組み合わせ、例えば流量と有効落
差との組み合わせを水車動作点と呼び、また希望する有
効落差と流量との組み合わせを要求動作点と呼ぶ。しか
して、水車のガイドベーンの取付角度やブレードのピッ
チ角度を変えるようにした水車にあっては、動作流量を
決めると動作有効落差が一意に決まり、逆に動作有効落
差を決めると動作流量が一意に決まることになり、従っ
て落差変動に対し流量を一定にすることや、流量の変動
に対し有効落差を一定にすることなど、任意の要求動作
点に合わせて水車動作点を追随して水車の運転を行わせ
ることができ、それにより水車の回転数を一定範囲内に
保つことができる。
【０００６】しかしながら、上記のように可変機構によ
ってガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を
変えるようにした従来の方式を、小型の水車装置に採用
すると、水車自体の構造が複雑となって、製作コストが
非常に高くつき、実用性の点で大きな問題がある。この
ため、小型の水車装置には、固定型ガイドベーン及び固
定型ブレードを有する水車の適用が望まれる。
ってガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を
変えるようにした従来の方式を、小型の水車装置に採用
すると、水車自体の構造が複雑となって、製作コストが
非常に高くつき、実用性の点で大きな問題がある。この
ため、小型の水車装置には、固定型ガイドベーン及び固
定型ブレードを有する水車の適用が望まれる。
【０００７】ところが、固定型ガイドベーン及び固定型
ブレードを有する水車を採用した場合には、この水車自
体では、落差変動に対し流量を一定にしたり、流量変動
に対し有効落差を一定にするなど、要求動作点が変化す
る場合に水車動作点を追随するような運転を行わせるこ
とができない。図１０は、流量と有効落差（ヘッド）と
の組み合わせ関係を示し、図中のＬは、ガイドベーンの
取付角度及びブレードのピッチ角度を固定した水車の性
能曲線を示したものであるが、この性能曲線Ｌ上の水車
動作点ａにおいて、例えば流量を一定にし有効落差を増
加または減少させて要求動作点をｂ点またはｃ点に変え
ようとしても、有効落差の増減により流量も増減するた
め、水車動作点ａを要求動作点ｂ，ｃに追随させること
ができない。因みに、ガイドベーン取付角度やブレード
ピッチ角度を調整する場合には、有効落差の増減変化に
対して流量を一定にできるため、要求動作点ｂ，ｃに水
車動作点ａを追随させることが可能となる。
ブレードを有する水車を採用した場合には、この水車自
体では、落差変動に対し流量を一定にしたり、流量変動
に対し有効落差を一定にするなど、要求動作点が変化す
る場合に水車動作点を追随するような運転を行わせるこ
とができない。図１０は、流量と有効落差（ヘッド）と
の組み合わせ関係を示し、図中のＬは、ガイドベーンの
取付角度及びブレードのピッチ角度を固定した水車の性
能曲線を示したものであるが、この性能曲線Ｌ上の水車
動作点ａにおいて、例えば流量を一定にし有効落差を増
加または減少させて要求動作点をｂ点またはｃ点に変え
ようとしても、有効落差の増減により流量も増減するた
め、水車動作点ａを要求動作点ｂ，ｃに追随させること
ができない。因みに、ガイドベーン取付角度やブレード
ピッチ角度を調整する場合には、有効落差の増減変化に
対して流量を一定にできるため、要求動作点ｂ，ｃに水
車動作点ａを追随させることが可能となる。
【０００８】そこで本発明は、上記のような課題に鑑
み、ガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を
固定したままで、水位の変動や落差の変動に対し流量を
一定範囲に保ち、あるいは水位変動や流量変動に対して
貯水部または放水部の水位、総落差あるいは有効落差を
一定範囲に保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作
点を追随した水車の運転を行わせることができる水車装
置を提供することを目的とする。
み、ガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を
固定したままで、水位の変動や落差の変動に対し流量を
一定範囲に保ち、あるいは水位変動や流量変動に対して
貯水部または放水部の水位、総落差あるいは有効落差を
一定範囲に保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作
点を追随した水車の運転を行わせることができる水車装
置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
貯水部１から放水部２に延びる導水管３に、固定型ガイ
ドベーン５及び固定型ブレード６を有する水車４を設置
してなる水車装置であって、導水管３を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段１１と、貯水部１または放水部２の水位、
総落差ＨG あるいは有効落差Ｈを適宜に検出することに
よって前記流通水の流量を前記水位、総落差ＨG あるい
は有効落差Ｈと一定の関係にある所望の設定流量に維持
するように前記抵抗調整手段１１を制御する制御手段１
２とを備えてなることを特徴とする。
貯水部１から放水部２に延びる導水管３に、固定型ガイ
ドベーン５及び固定型ブレード６を有する水車４を設置
してなる水車装置であって、導水管３を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段１１と、貯水部１または放水部２の水位、
総落差ＨG あるいは有効落差Ｈを適宜に検出することに
よって前記流通水の流量を前記水位、総落差ＨG あるい
は有効落差Ｈと一定の関係にある所望の設定流量に維持
するように前記抵抗調整手段１１を制御する制御手段１
２とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】請求項２に係る発明は、貯水部１から放水
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、前記流通水の流量を検出して貯水部１または放水部
２の水位、総落差ＨG あるいは有効落差Ｈを前記検出流
量と一定の関係に維持するように前記抵抗調整手段１１
を制御する制御手段１２とを備えてなることを特徴とす
る。
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、前記流通水の流量を検出して貯水部１または放水部
２の水位、総落差ＨG あるいは有効落差Ｈを前記検出流
量と一定の関係に維持するように前記抵抗調整手段１１
を制御する制御手段１２とを備えてなることを特徴とす
る。
【００１１】請求項３に係る発明は、貯水部１から放水
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４の回転軸８あるいは水車４により駆動される
負荷回転軸の回転数を検出して貯水部１または放水部２
の水位、総落差ＨG あるいは有効落差Ｈと前記流通水の
流量とを一定の関係に維持するように前記抵抗調整手段
１１を制御する制御手段１２とを備えてなることを特徴
とする。
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４の回転軸８あるいは水車４により駆動される
負荷回転軸の回転数を検出して貯水部１または放水部２
の水位、総落差ＨG あるいは有効落差Ｈと前記流通水の
流量とを一定の関係に維持するように前記抵抗調整手段
１１を制御する制御手段１２とを備えてなることを特徴
とする。
【００１２】請求項４に係る発明は、貯水部１から放水
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４により駆動される発電機９の周波数を検出し
て貯水部１または放水部２の水位、総落差ＨG あるいは
有効落差Ｈと前記流通水の流量とを一定の関係に維持す
るように前記抵抗調整手段１１を制御する制御手段１２
とを備えてなることを特徴とする。
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４により駆動される発電機９の周波数を検出し
て貯水部１または放水部２の水位、総落差ＨG あるいは
有効落差Ｈと前記流通水の流量とを一定の関係に維持す
るように前記抵抗調整手段１１を制御する制御手段１２
とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】請求項５に係る発明は、貯水部１から放水
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４の駆動により出力される発電機９の電力を検
出して貯水部１または放水部２の水位、総落差ＨG ある
いは有効落差Ｈと前記流通水の流量とを一定の関係に維
持するように前記抵抗調整手段１１を制御する制御手段
１２とを備えてなることを特徴とする。
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４の駆動により出力される発電機９の電力を検
出して貯水部１または放水部２の水位、総落差ＨG ある
いは有効落差Ｈと前記流通水の流量とを一定の関係に維
持するように前記抵抗調整手段１１を制御する制御手段
１２とを備えてなることを特徴とする。
【００１４】請求項６に係る発明は、貯水部１から放水
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４の回転軸８あるいは水車４により駆動される
負荷回転軸の軸出力を検出して出力を最大あるいは水力
エネルギー変換効率を最適に制御する制御手段とを備え
てなることを特徴とする。
部２に延びる導水管３に、固定型ガイドベーン５及び固
定型ブレード６を有する水車４を設置してなる水車装置
であって、導水管３を流通する流通水の抵抗係数を増減
調整するバルブ、ゲートなどからなる抵抗調整手段１１
と、水車４の回転軸８あるいは水車４により駆動される
負荷回転軸の軸出力を検出して出力を最大あるいは水力
エネルギー変換効率を最適に制御する制御手段とを備え
てなることを特徴とする。
【００１５】請求項７に係る発明は、請求項１〜６にい
ずれかに記載の水車装置において、抵抗調整手段１１を
水車４と直列に設けてなることを特徴とする。
ずれかに記載の水車装置において、抵抗調整手段１１を
水車４と直列に設けてなることを特徴とする。
【００１６】請求項８に係る発明は、請求項１〜６にい
ずれかに記載の水車装置において、抵抗調整手段２１を
前記水車４と並列に設けてなることを特徴とする。
ずれかに記載の水車装置において、抵抗調整手段２１を
前記水車４と並列に設けてなることを特徴とする。
【００１７】請求項９に係る発明は、請求項１〜６にい
ずれかに記載の水車装置において、抵抗調整手段１１，
２１を前記水車４と並列及び直列に設けてなることを特
徴とする。
ずれかに記載の水車装置において、抵抗調整手段１１，
２１を前記水車４と並列及び直列に設けてなることを特
徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、請求項１に係る発明の実
施形態である発電用水車装置を示しており、この図にお
いて、１はダムや溜池などの貯水部、２は放水部、３は
貯水部１から放水部２にわたって設けられた導水管で、
導水管３の下流部に発電用水車４が設置されている。貯
水部１の水は、その底部から導水管３を流通して水車４
に導入される。この水車４に導入される導入水は、入口
側の固定型ガイドベーン５を通り、固定型ブレード６を
介してランナー７を駆動する。このランナー７は、回転
軸８を介して発電機９のロータ軸に連結されているか
ら、そのロータ軸の回転により発電機９を起動させる。
水車４を駆動した水は、導水管３の排出管部１０から放
水部２に放出され、放水部２内の水はその排出口２ａか
ら排出される。
施形態である発電用水車装置を示しており、この図にお
いて、１はダムや溜池などの貯水部、２は放水部、３は
貯水部１から放水部２にわたって設けられた導水管で、
導水管３の下流部に発電用水車４が設置されている。貯
水部１の水は、その底部から導水管３を流通して水車４
に導入される。この水車４に導入される導入水は、入口
側の固定型ガイドベーン５を通り、固定型ブレード６を
介してランナー７を駆動する。このランナー７は、回転
軸８を介して発電機９のロータ軸に連結されているか
ら、そのロータ軸の回転により発電機９を起動させる。
水車４を駆動した水は、導水管３の排出管部１０から放
水部２に放出され、放水部２内の水はその排出口２ａか
ら排出される。
【００１９】この発電用水車装置には、導水管３を流通
する流通水の抵抗係数を増減調整するバルブあるいはゲ
ート（水門）などからなる抵抗調整手段１１と、貯水部
１と放水部２との有効落差Ｈを検出して前記流通水の流
量を前記検出有効落差Ｈと一定の関係にある所望の設定
流量に維持するように前記抵抗調整手段１１を制御する
制御手段１２とが設けられ、抵抗調整手段１１は、水車
４より上流側でこの抵抗調整手段１１と直列に配置され
ている。尚、この図１に示すように、有効落差Ｈは、貯
水部１の水面と放水部２の水面との水位差である総落差
ＨG から、貯水部１、導水管３及び放水部２等における
損失量ｈ１，ｈ２を差し引いたものとする。
する流通水の抵抗係数を増減調整するバルブあるいはゲ
ート（水門）などからなる抵抗調整手段１１と、貯水部
１と放水部２との有効落差Ｈを検出して前記流通水の流
量を前記検出有効落差Ｈと一定の関係にある所望の設定
流量に維持するように前記抵抗調整手段１１を制御する
制御手段１２とが設けられ、抵抗調整手段１１は、水車
４より上流側でこの抵抗調整手段１１と直列に配置され
ている。尚、この図１に示すように、有効落差Ｈは、貯
水部１の水面と放水部２の水面との水位差である総落差
ＨG から、貯水部１、導水管３及び放水部２等における
損失量ｈ１，ｈ２を差し引いたものとする。
【００２０】前記制御手段１２は、貯水部１及び放水部
２にそれぞれ設けられる水位計１３，１４を含むもの
で、水位計１３により貯水部１の水位信号を、また水位
計１４により放水部２の水位信号をそれぞれ送出させ
て、これら両水位信号を偏差演算器１５に入力し、両信
号の偏差（総落差ＨG に相当）から所定の損失量ｈ１，
ｈ２を減算した有効落差Ｈを算出し、この落差信号を比
較器１６に入力する。一方、設定器１７で設定された、
前記検出有効落差Ｈと一定の関係にある流通水の所望の
流量値を、前記比較器１６に入力する。しかして、この
比較器１６により前記両入力を比較して、それらの偏差
を出力し、この出力を、バルブまたはゲートなどからな
る抵抗調整手段１１の開閉駆動軸などを操作するための
操作部１８に、操作信号として入力する。この操作信号
に従って、抵抗調整手段１１は、導水管３を流通する流
通水の流量が設定器１７により設定された設定流量値と
一致するように抵抗係数が調整される。
２にそれぞれ設けられる水位計１３，１４を含むもの
で、水位計１３により貯水部１の水位信号を、また水位
計１４により放水部２の水位信号をそれぞれ送出させ
て、これら両水位信号を偏差演算器１５に入力し、両信
号の偏差（総落差ＨG に相当）から所定の損失量ｈ１，
ｈ２を減算した有効落差Ｈを算出し、この落差信号を比
較器１６に入力する。一方、設定器１７で設定された、
前記検出有効落差Ｈと一定の関係にある流通水の所望の
流量値を、前記比較器１６に入力する。しかして、この
比較器１６により前記両入力を比較して、それらの偏差
を出力し、この出力を、バルブまたはゲートなどからな
る抵抗調整手段１１の開閉駆動軸などを操作するための
操作部１８に、操作信号として入力する。この操作信号
に従って、抵抗調整手段１１は、導水管３を流通する流
通水の流量が設定器１７により設定された設定流量値と
一致するように抵抗係数が調整される。
【００２１】前記制御手段１２による制御動作を図９を
参照して説明すると、当初、水車４が性能曲線Ｌａ上の
水車動作点Ａで運転を行っているものとし（この水車動
作点Ａの有効落差をＨａ、流量をＱａとする）、ある時
点で前記有効落差をＨａより大きいＨｂが検出された場
合、希望する設定流量がＱｂであれば、前記抵抗調整手
段１１によって、抵抗係数が増加するように、即ち流量
が減少するように調整され、しかして水車４の要求動作
点は性能曲線Ｌｂ上のＢ点に変動し、この要求動作点Ｂ
に水車動作点Ａを追随させることができる。これによっ
て、水車の回転数を一定範囲内に保持することができ
る。尚、希望する設定流量と水車動作点の流量とを同じ
にする場合は、水車動作点の有効落差に一致するように
要求動作点よりも有効落差を減少させるようにする。
参照して説明すると、当初、水車４が性能曲線Ｌａ上の
水車動作点Ａで運転を行っているものとし（この水車動
作点Ａの有効落差をＨａ、流量をＱａとする）、ある時
点で前記有効落差をＨａより大きいＨｂが検出された場
合、希望する設定流量がＱｂであれば、前記抵抗調整手
段１１によって、抵抗係数が増加するように、即ち流量
が減少するように調整され、しかして水車４の要求動作
点は性能曲線Ｌｂ上のＢ点に変動し、この要求動作点Ｂ
に水車動作点Ａを追随させることができる。これによっ
て、水車の回転数を一定範囲内に保持することができ
る。尚、希望する設定流量と水車動作点の流量とを同じ
にする場合は、水車動作点の有効落差に一致するように
要求動作点よりも有効落差を減少させるようにする。
【００２２】この場合、抵抗調整手段１１が水車４と直
列に配置されているから、要求動作点Ｂが水車動作点Ａ
の上側にある。図９において、ＨMIN は水車４に加える
ことのできる最小落差（ヘッド）、ＨMAX は水車４に加
えることのできる最大落差を示し、ＱMIN は水車４に流
すことのできる最小流量、ＱMAX は水車４に流すことの
できる最大流量を示す。また、要求動作点は、図中の四
角形Ｓで囲まれた範囲７あるのことが望ましいものとす
る。
列に配置されているから、要求動作点Ｂが水車動作点Ａ
の上側にある。図９において、ＨMIN は水車４に加える
ことのできる最小落差（ヘッド）、ＨMAX は水車４に加
えることのできる最大落差を示し、ＱMIN は水車４に流
すことのできる最小流量、ＱMAX は水車４に流すことの
できる最大流量を示す。また、要求動作点は、図中の四
角形Ｓで囲まれた範囲７あるのことが望ましいものとす
る。
【００２３】以上の説明した図１の水車装置における制
御手段１２は、有効落差Ｈを検出して導水管３を流通す
る流通水の流量をその有効落差Ｈと一定の関係にある所
望の設定流量に維持するように抵抗調整手段１１を制御
するものであるが、これ以外に、貯水部１または放水部
２の水位、あるいは総落差ＨG を検出して前記流通水の
流量をその検出した水位あるいは総落差ＨG と一定の関
係にある所望の設定流量に維持するように抵抗調整手段
を制御するものでもよい。また、有効落差Ｈは、導水管
３における水車４の前後の圧力を計測することによって
も検出することができる。
御手段１２は、有効落差Ｈを検出して導水管３を流通す
る流通水の流量をその有効落差Ｈと一定の関係にある所
望の設定流量に維持するように抵抗調整手段１１を制御
するものであるが、これ以外に、貯水部１または放水部
２の水位、あるいは総落差ＨG を検出して前記流通水の
流量をその検出した水位あるいは総落差ＨG と一定の関
係にある所望の設定流量に維持するように抵抗調整手段
を制御するものでもよい。また、有効落差Ｈは、導水管
３における水車４の前後の圧力を計測することによって
も検出することができる。
【００２４】図２は、請求項２に係る発明の実施形態を
示したもので、図１に示した発電用水車装置と異なる点
は、制御手段２２が、図１の制御手段１２の有効落差Ｈ
の検出に代えて、導水管３を流通する流量を検出するよ
うにした点にあり、しかして導水管３には、例えば水車
４と抵抗調整手段１１との間に流量計１９を設けてい
る。それ以外は、図１の発電用水車装置とほとんど同様
である。
示したもので、図１に示した発電用水車装置と異なる点
は、制御手段２２が、図１の制御手段１２の有効落差Ｈ
の検出に代えて、導水管３を流通する流量を検出するよ
うにした点にあり、しかして導水管３には、例えば水車
４と抵抗調整手段１１との間に流量計１９を設けてい
る。それ以外は、図１の発電用水車装置とほとんど同様
である。
【００２５】即ち、この発電用水車装置において、制御
手段２２は、導水管３における水車４と抵抗調整手段１
１との間に設けた流量計１９を含み、この流量計１９に
より導水管３を流通する流量を検出して、その検出信号
を変換器１９ａに送り、この変換器１９ａによって信号
を制御レベルに変換し、比較器１６に入力する。一方、
設定器１７で設定された、前記検出流量と一定の関係に
ある有効落差値を、前記比較器１６に入力する。しかし
て、この比較器１６により前記両入力を比較してそれら
の偏差を出力し、この出力を、抵抗調整手段１１の操作
部１８に操作信号として入力する。この操作信号に従っ
て、抵抗調整手段１１は、導水管３を流通する流通水の
流量が設定器１７により設定された有効落差値と一致す
るように抵抗係数が調整される。
手段２２は、導水管３における水車４と抵抗調整手段１
１との間に設けた流量計１９を含み、この流量計１９に
より導水管３を流通する流量を検出して、その検出信号
を変換器１９ａに送り、この変換器１９ａによって信号
を制御レベルに変換し、比較器１６に入力する。一方、
設定器１７で設定された、前記検出流量と一定の関係に
ある有効落差値を、前記比較器１６に入力する。しかし
て、この比較器１６により前記両入力を比較してそれら
の偏差を出力し、この出力を、抵抗調整手段１１の操作
部１８に操作信号として入力する。この操作信号に従っ
て、抵抗調整手段１１は、導水管３を流通する流通水の
流量が設定器１７により設定された有効落差値と一致す
るように抵抗係数が調整される。
【００２６】この場合の制御手段２２による制御動作を
図９を参照して説明すると、水車４が性能曲線Ｌａ上の
水車動作点Ａで運転を行っているものとし、ある時点で
前記流量計１９によって導水管３内の流通水の流量Ｑｂ
が検出された場合、希望する設定有効落差が水車動作点
Ａの有効落差Ｈａよりも高いＨｂであれば、前記抵抗調
整手段１１によって抵抗係数が増加するように調整さ
れ、しかして水車４の要求動作点は性能曲線Ｌｂ上のＢ
点に変動し、この要求動作点Ｂに水車動作点Ａを追随さ
せることができる。これによって、水車の回転数を一定
範囲内に保持することができる。
図９を参照して説明すると、水車４が性能曲線Ｌａ上の
水車動作点Ａで運転を行っているものとし、ある時点で
前記流量計１９によって導水管３内の流通水の流量Ｑｂ
が検出された場合、希望する設定有効落差が水車動作点
Ａの有効落差Ｈａよりも高いＨｂであれば、前記抵抗調
整手段１１によって抵抗係数が増加するように調整さ
れ、しかして水車４の要求動作点は性能曲線Ｌｂ上のＢ
点に変動し、この要求動作点Ｂに水車動作点Ａを追随さ
せることができる。これによって、水車の回転数を一定
範囲内に保持することができる。
【００２７】図３は、請求項３〜５に係る発明の実施形
態を示したもので、図２に示した発電用水車装置と異な
る点は、制御手段３２が、図２の制御手段２２の流量計
１９による導入水流量の検出に代え、水車４により駆動
される発電機９の電力の変化を検出することにより、抵
抗調整手段１１を制御するようにした点にある。しかし
て、発電機９側にロータ軸の回転数、発電機の周波数、
あるいは発電機９の電力を検出する検出計２０を設けて
いる。それ以外は、図１、図２の発電用水車装置とほと
んど同様である。この図３では、発電機９側に検出計２
０を設けているが、水車４の回転軸、あるいは水車４に
より駆動される米搗き機等の負荷回転軸に検出計を設け
ることにより、それらの回転軸の回転数を検出すること
ができる。
態を示したもので、図２に示した発電用水車装置と異な
る点は、制御手段３２が、図２の制御手段２２の流量計
１９による導入水流量の検出に代え、水車４により駆動
される発電機９の電力の変化を検出することにより、抵
抗調整手段１１を制御するようにした点にある。しかし
て、発電機９側にロータ軸の回転数、発電機の周波数、
あるいは発電機９の電力を検出する検出計２０を設けて
いる。それ以外は、図１、図２の発電用水車装置とほと
んど同様である。この図３では、発電機９側に検出計２
０を設けているが、水車４の回転軸、あるいは水車４に
より駆動される米搗き機等の負荷回転軸に検出計を設け
ることにより、それらの回転軸の回転数を検出すること
ができる。
【００２８】この図３に示す発電用水車装置の制御手段
３２が、例えば発電機ロータ軸の回転数を検出する回転
数検出計２０を有するものにあっては、この回転数検出
計２０によりロータ軸の回転数を検出して、その検出信
号を変換器２０ａに送り、この変換器２０ａによって受
信信号を制御レベルに変換し、比較器１６に入力する一
方、設定器１７で設定された要求動作点の流量値または
有効落差値を、前記比較器１６に入力する。しかして、
この比較器１６により前記両入力を比較してそれらの偏
差を出力し、この出力を、抵抗調整手段１１の操作部１
８に操作信号として入力する。この操作信号に従って、
この操作信号に従って、抵抗調整手段１１は、導水管３
を流通する流通水の流量が設定器１７により設定された
要求動作点の流量値または有効落差値と一致するように
抵抗係数が調整される。
３２が、例えば発電機ロータ軸の回転数を検出する回転
数検出計２０を有するものにあっては、この回転数検出
計２０によりロータ軸の回転数を検出して、その検出信
号を変換器２０ａに送り、この変換器２０ａによって受
信信号を制御レベルに変換し、比較器１６に入力する一
方、設定器１７で設定された要求動作点の流量値または
有効落差値を、前記比較器１６に入力する。しかして、
この比較器１６により前記両入力を比較してそれらの偏
差を出力し、この出力を、抵抗調整手段１１の操作部１
８に操作信号として入力する。この操作信号に従って、
この操作信号に従って、抵抗調整手段１１は、導水管３
を流通する流通水の流量が設定器１７により設定された
要求動作点の流量値または有効落差値と一致するように
抵抗係数が調整される。
【００２９】この場合の制御手段３２の制御動作は、前
述した制御手段１２，２２の場合と同様であるが、特に
このような制御手段３２によれば、発電機ロータ軸の回
転数、発電機の周波数、あるいは発電機の電力の変化を
検出して、抵抗調整手段１１を制御するから、より正確
な制御を行わせることができる。
述した制御手段１２，２２の場合と同様であるが、特に
このような制御手段３２によれば、発電機ロータ軸の回
転数、発電機の周波数、あるいは発電機の電力の変化を
検出して、抵抗調整手段１１を制御するから、より正確
な制御を行わせることができる。
【００３０】上述した図１〜図３の発電用水車装置は、
導水管３に、抵抗調整手段１１を水車４と直列に設けた
場合の例を示したものであるが、図４〜図８には、抵抗
調整手段１１を水車４に並列に設けた例、あるいは直列
と並列を併用した例を種々示したものである。尚、各図
に示す発電用水車装置では、制御手段の図示を省略して
いる。
導水管３に、抵抗調整手段１１を水車４と直列に設けた
場合の例を示したものであるが、図４〜図８には、抵抗
調整手段１１を水車４に並列に設けた例、あるいは直列
と並列を併用した例を種々示したものである。尚、各図
に示す発電用水車装置では、制御手段の図示を省略して
いる。
【００３１】先ず、図４に示す発電用水車装置では、導
水管３に水車４と並列にバイパス管２３を設け、このバ
イパス管２３に抵抗調整手段２１を設置したものであ
る。このような水車装置によると、図９に示すように要
求動作点Ｃ（有効落差Ｈｃ、流量Ｑｃ）が水車動作点Ａ
（有効落差Ｈａ、流量Ｑａ）の下側にある場合に、制御
手段１２により、水車４に並列に設置した抵抗調整手段
２１の抵抗係数を減少するように（抵抗調整手段１１を
閉状態から開状態へ開放するように）制御して、不足す
る流量（Ｑｃ−Ｑａ）を補い、必要な流量に一致させる
ことにより、水車動作点Ａを要求動作点Ｃに追随させる
ことができる。
水管３に水車４と並列にバイパス管２３を設け、このバ
イパス管２３に抵抗調整手段２１を設置したものであ
る。このような水車装置によると、図９に示すように要
求動作点Ｃ（有効落差Ｈｃ、流量Ｑｃ）が水車動作点Ａ
（有効落差Ｈａ、流量Ｑａ）の下側にある場合に、制御
手段１２により、水車４に並列に設置した抵抗調整手段
２１の抵抗係数を減少するように（抵抗調整手段１１を
閉状態から開状態へ開放するように）制御して、不足す
る流量（Ｑｃ−Ｑａ）を補い、必要な流量に一致させる
ことにより、水車動作点Ａを要求動作点Ｃに追随させる
ことができる。
【００３２】図５に示す発電用水車装置は、図４に示す
発電用水車装置におけるバイパス管２３側の抵抗調整手
段２１とは別の抵抗調整手段１１を水車４に直列に配置
したもので、抵抗調整手段２１は水車４に対し並列とな
っている。図６に示す発電用水車装置は、抵抗調整手段
１１を水車４の上流側にこの水車４と直列に、しかもバ
イパス管２３側の抵抗調整手段２１と並列になるように
配置したものである。また、図７に示す発電用水車装置
は、図６に示す発電用水車装置とほとんど同様である
が、抵抗調整手段１１を水車４の下流側に直列に配置し
たものである。
発電用水車装置におけるバイパス管２３側の抵抗調整手
段２１とは別の抵抗調整手段１１を水車４に直列に配置
したもので、抵抗調整手段２１は水車４に対し並列とな
っている。図６に示す発電用水車装置は、抵抗調整手段
１１を水車４の上流側にこの水車４と直列に、しかもバ
イパス管２３側の抵抗調整手段２１と並列になるように
配置したものである。また、図７に示す発電用水車装置
は、図６に示す発電用水車装置とほとんど同様である
が、抵抗調整手段１１を水車４の下流側に直列に配置し
たものである。
【００３３】更に、図８に示す水車装置は、水車４の下
流側にこの水車４と直列に抵抗調整手段１１を配置する
と共に、抵抗調整手段２１をバイパス管２３に水車４と
並列に配置したものである。この場合、バイパス管２３
側に、抵抗調整手段２１と並列に複数の抵抗調整手段２
１′、２１″を配設することもできる。上記のように、
抵抗調整手段１１，２１を水車４に対し並列及び直列に
設けると、要求動作点が水車動作点の上側にある場合に
は、直列に設けた抵抗調整手段１１の抵抗係数を増加す
ることにより、また要求動作点が水車動作点の下側にあ
る場合には、並列に設けた抵抗調整手段２１の抵抗係数
を減少して不足する流量を補うことにより、水車動作点
を要求動作点に追随させることができる。
流側にこの水車４と直列に抵抗調整手段１１を配置する
と共に、抵抗調整手段２１をバイパス管２３に水車４と
並列に配置したものである。この場合、バイパス管２３
側に、抵抗調整手段２１と並列に複数の抵抗調整手段２
１′、２１″を配設することもできる。上記のように、
抵抗調整手段１１，２１を水車４に対し並列及び直列に
設けると、要求動作点が水車動作点の上側にある場合に
は、直列に設けた抵抗調整手段１１の抵抗係数を増加す
ることにより、また要求動作点が水車動作点の下側にあ
る場合には、並列に設けた抵抗調整手段２１の抵抗係数
を減少して不足する流量を補うことにより、水車動作点
を要求動作点に追随させることができる。
【００３４】以上のような図４〜図８に例示した種々の
発電用水車装置は、当該水車装置を設置する現場の状況
により適宜に選択することができる。また、各発電用水
車装置の制御手段については、図１〜図３に例示した制
御手段を利用することができる。
発電用水車装置は、当該水車装置を設置する現場の状況
により適宜に選択することができる。また、各発電用水
車装置の制御手段については、図１〜図３に例示した制
御手段を利用することができる。
【００３５】請求項６に係る発明の水車装置の制御手段
は、水車４の回転軸８あるいは水車４によって駆動され
る発電機や米搗き機等の負荷回転軸の軸出力を検出して
出力を最大にあるいは水力エネルギー変換効率を最適に
制御するものであって、この軸出力の検出方法として
は、水車４の回転軸８や上記負荷回転軸にトルク計及び
回転計を設けて、各々トルク及び回転数を検出すること
により、その軸出力を求め、あるいは水車４に発電機が
連結されている場合は、電力計により出力を検出するこ
とにより軸出力を求めることができる。
は、水車４の回転軸８あるいは水車４によって駆動され
る発電機や米搗き機等の負荷回転軸の軸出力を検出して
出力を最大にあるいは水力エネルギー変換効率を最適に
制御するものであって、この軸出力の検出方法として
は、水車４の回転軸８や上記負荷回転軸にトルク計及び
回転計を設けて、各々トルク及び回転数を検出すること
により、その軸出力を求め、あるいは水車４に発電機が
連結されている場合は、電力計により出力を検出するこ
とにより軸出力を求めることができる。
【００３６】実際の運転にあたって、図１１の（Ａ）に
示すように、落差（ヘッド）または流量が一定の条件で
回転数Ｎを変化させる場合のトルクＴあるいは直接出力
Ｐを検出し、出力Ｐが最大となる回転数で運転する。ま
た、図１１の（Ｂ）に示すように、回転数がほぼ一定で
落差（ヘッド）Ｈまたは流量Ｑを変化させた場合のトル
クＴあるいは直接出力Ｐを検出し、出力Ｐが最大となる
落差（ヘッド）Ｈまたは流量Ｑで運転する。また、回転
数及び落差（ヘッド）または流量を変化させた場合のト
ルクあるいは直接出力を検出し、出力が最大となる条件
で運転する。
示すように、落差（ヘッド）または流量が一定の条件で
回転数Ｎを変化させる場合のトルクＴあるいは直接出力
Ｐを検出し、出力Ｐが最大となる回転数で運転する。ま
た、図１１の（Ｂ）に示すように、回転数がほぼ一定で
落差（ヘッド）Ｈまたは流量Ｑを変化させた場合のトル
クＴあるいは直接出力Ｐを検出し、出力Ｐが最大となる
落差（ヘッド）Ｈまたは流量Ｑで運転する。また、回転
数及び落差（ヘッド）または流量を変化させた場合のト
ルクあるいは直接出力を検出し、出力が最大となる条件
で運転する。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に係る発明の水車装置は、導水
管を流通する流通水の抵抗係数を増減調整する抵抗調整
手段と、貯水部または放水部の水位、総落差あるいは有
効落差を検出して流通水の流量をその検出した水位、総
落差あるいは有効落差と一定の関係にある所望の設定流
量に維持するように前記抵抗調整手段を制御する制御手
段を有するから、水車のガイドベーンの取付角度及びブ
レードのピッチ角度を固定したままで、制御手段により
抵抗調整手段を制御することによって、水位や落差の変
動に対し流量を一定範囲に保ち、あるいは流量変動に対
し水位や落差を一定範囲に保って、任意の要求動作点に
合わせ水車動作点を追随した水車の運転を行わせること
ができる。
管を流通する流通水の抵抗係数を増減調整する抵抗調整
手段と、貯水部または放水部の水位、総落差あるいは有
効落差を検出して流通水の流量をその検出した水位、総
落差あるいは有効落差と一定の関係にある所望の設定流
量に維持するように前記抵抗調整手段を制御する制御手
段を有するから、水車のガイドベーンの取付角度及びブ
レードのピッチ角度を固定したままで、制御手段により
抵抗調整手段を制御することによって、水位や落差の変
動に対し流量を一定範囲に保ち、あるいは流量変動に対
し水位や落差を一定範囲に保って、任意の要求動作点に
合わせ水車動作点を追随した水車の運転を行わせること
ができる。
【００３８】上記のように、この発明は、ガイドベーン
取付角度が固定された固定型ガイドベーン及びピッチ角
度が固定された固定型ブレードを有する構造簡単な水車
を使用した水車装置を提供するものであるから、水車自
体の構造が簡単で、その製作コストが安くつき、従って
小型の水車装置などとしてきわめて有効且つ実用的であ
る。
取付角度が固定された固定型ガイドベーン及びピッチ角
度が固定された固定型ブレードを有する構造簡単な水車
を使用した水車装置を提供するものであるから、水車自
体の構造が簡単で、その製作コストが安くつき、従って
小型の水車装置などとしてきわめて有効且つ実用的であ
る。
【００３９】請求項２に係る発明によれば、前記抵抗調
整手段と、流通水の流量を検出して貯水部または放水部
の水位、総落差あるいは有効落差を前記検出流量と一定
の関係に維持するように前記抵抗調整手段を制御する制
御手段を有するから、請求項１に係る発明と同様に、水
車のガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を
固定したままで、制御手段により抵抗調整手段を制御す
ることによって、水位や落差の変動に対し流量を一定範
囲に保ち、あるいは流量変動に対し水位や落差を一定範
囲に保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作点を追
随した水車の運転を行わせることができる。
整手段と、流通水の流量を検出して貯水部または放水部
の水位、総落差あるいは有効落差を前記検出流量と一定
の関係に維持するように前記抵抗調整手段を制御する制
御手段を有するから、請求項１に係る発明と同様に、水
車のガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を
固定したままで、制御手段により抵抗調整手段を制御す
ることによって、水位や落差の変動に対し流量を一定範
囲に保ち、あるいは流量変動に対し水位や落差を一定範
囲に保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作点を追
随した水車の運転を行わせることができる。
【００４０】請求項３〜請求項５に係る発明によれば、
前記抵抗調整手段と、水車の回転軸や水車により駆動さ
れる負荷回転軸の回転数、発電機の周波数、あるいは発
電機の電力を検出して貯水部または放水部の水位、総落
差あるいは有効落差と前記流通水の流量とを一定の関係
に維持するように抵抗調整手段を制御する制御手段とを
備えているから、請求項１に係る発明と同様に、水車の
ガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を固定
したままで、制御手段により抵抗調整手段を制御するこ
とによって、水位や落差の変動に対し流量を一定範囲に
保ち、あるいは流量変動に対し水位や落差を一定範囲に
保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作点を追随し
た水車の運転を行わせることができる。
前記抵抗調整手段と、水車の回転軸や水車により駆動さ
れる負荷回転軸の回転数、発電機の周波数、あるいは発
電機の電力を検出して貯水部または放水部の水位、総落
差あるいは有効落差と前記流通水の流量とを一定の関係
に維持するように抵抗調整手段を制御する制御手段とを
備えているから、請求項１に係る発明と同様に、水車の
ガイドベーンの取付角度やブレードのピッチ角度を固定
したままで、制御手段により抵抗調整手段を制御するこ
とによって、水位や落差の変動に対し流量を一定範囲に
保ち、あるいは流量変動に対し水位や落差を一定範囲に
保って、任意の要求動作点に合わせ水車動作点を追随し
た水車の運転を行わせることができる。
【００４１】請求項６に係る発明によれば、導水管を流
通する流通水の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲート
などからなる抵抗調整手段と、発電機などの軸出力を検
出して出力を最大あるいは水力エネルギー変換効率を最
適に制御する制御手段を有するから、水位や落差の変動
に対し流量を一定範囲に保ち、あるいは流量変動に対し
水位や落差を一定範囲に保って、任意の要求動作点に合
わせ水車動作点を追随した水車の運転を行わせることが
できる。
通する流通水の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲート
などからなる抵抗調整手段と、発電機などの軸出力を検
出して出力を最大あるいは水力エネルギー変換効率を最
適に制御する制御手段を有するから、水位や落差の変動
に対し流量を一定範囲に保ち、あるいは流量変動に対し
水位や落差を一定範囲に保って、任意の要求動作点に合
わせ水車動作点を追随した水車の運転を行わせることが
できる。
【００４２】請求項７に係る発明のように、抵抗調整手
段を水車と直列に設けると、要求動作点が水車動作点の
上側にある場合に、抵抗調整手段の抵抗係数を増加して
流量を減少し、水車動作点の有効落差を増加することに
より、水車動作点を要求動作点に追随させることができ
る。
段を水車と直列に設けると、要求動作点が水車動作点の
上側にある場合に、抵抗調整手段の抵抗係数を増加して
流量を減少し、水車動作点の有効落差を増加することに
より、水車動作点を要求動作点に追随させることができ
る。
【００４３】請求項８に係る発明のように、抵抗調整手
段を水車と並列に設けると、要求動作点が水車動作点の
下側にある場合、制御手段により、抵抗調整手段の抵抗
係数を減少して流量を増加するように制御して、不足す
る流量を補い、必要な流量に一致させることにより、水
車動作点を要求動作点に追随させることができる。
段を水車と並列に設けると、要求動作点が水車動作点の
下側にある場合、制御手段により、抵抗調整手段の抵抗
係数を減少して流量を増加するように制御して、不足す
る流量を補い、必要な流量に一致させることにより、水
車動作点を要求動作点に追随させることができる。
【００４４】請求項９に係る発明のように、抵抗調整手
段を水車と並列及び直列に設けると、要求動作点が水車
動作点の上側にある場合には、直列に設けた抵抗調整手
段の抵抗係数を増加することにより、また要求動作点が
水車動作点の下側にある場合には、並列に設けた抵抗調
整手段の抵抗係数を減少して不足する流量を補うことに
より、水車動作点を要求動作点に追随させることができ
る。
段を水車と並列及び直列に設けると、要求動作点が水車
動作点の上側にある場合には、直列に設けた抵抗調整手
段の抵抗係数を増加することにより、また要求動作点が
水車動作点の下側にある場合には、並列に設けた抵抗調
整手段の抵抗係数を減少して不足する流量を補うことに
より、水車動作点を要求動作点に追随させることができ
る。
【図１】 本発明の一実施形態を示す発電用水車装置の
説明図である。
説明図である。
【図２】 本発明の他の実施形態を示す発電用水車装置
の説明図である。
の説明図である。
【図３】 更に他の実施形態を示す発電用水車装置の説
明図である。
明図である。
【図４】 更に他の実施形態を示す発電用水車装置の説
明図である。
明図である。
【図５】 更に他の実施形態を示す発電用水車装置の説
明図である。
明図である。
【図６】 更に他の実施形態を示す発電用水車装置の説
明図である。
明図である。
【図７】 更に他の実施形態を示す発電用水車装置の説
明図である。
明図である。
【図８】 更に他の実施形態を示す発電用水車装置の説
明図である。
明図である。
【図９】 本発明に係る水車の性能曲線を示す図面であ
る。
る。
【図１０】 従来の固定ピッチ型水車及び可変ピッチ型
水車の性能曲線を示す図面である。
水車の性能曲線を示す図面である。
【図１１】 （Ａ）は水車の回転数を変化させた場合に
出力が最大となる回転数で運転する状態を示すグラフ、
（Ｂ）は流量または落差を変化させた場合に出力が最大
となる流量または落差で運転する状態を示すグラフであ
る。
出力が最大となる回転数で運転する状態を示すグラフ、
（Ｂ）は流量または落差を変化させた場合に出力が最大
となる流量または落差で運転する状態を示すグラフであ
る。
１ 貯水部 ２ 放水部 ３ 導水管 ４ 水車 ５ 固定型ガイドベーン ６ 固定型ブレード ９ 発電機 １１ 抵抗調整手段 １２ 制御手段 １３ 水位計 １４ 水位計 １９ 流量計 ２０ 回転数等の検出計 ２１ 抵抗調整手段 ２２ 制御手段 ３２ 制御手段
Claims (9)
- 【請求項１】 貯水部から放水部に延びる導水管に、固
定型ガイドベーン及び固定型ブレードを有する水車を設
置してなる水車装置であって、導水管を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段と、貯水部または放水部の水位、総落差あ
るいは有効落差を適宜に検出して前記流通水の流量をそ
の検出した水位、総落差あるいは有効落差と一定の関係
にある所望の設定流量に維持するように前記抵抗調整手
段を制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする
水車装置。 - 【請求項２】 貯水部から放水部に延びる導水管に、固
定型ガイドベーン及び固定型ブレードを有する水車を設
置してなる水車装置であって、導水管を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段と、前記流通水の流量を検出して貯水部ま
たは放水部の水位、総落差あるいは有効落差を前記検出
流量と一定の関係に維持するように前記抵抗調整手段を
制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする水車
装置。 - 【請求項３】 貯水部から放水部に延びる導水管に、固
定型ガイドベーン及び固定型ブレードを有する水車を設
置してなる水車装置であって、導水管を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段と、水車の回転軸あるいは水車により駆動
される負荷回転軸の回転数を検出して貯水部または放水
部の水位、総落差あるいは有効落差と前記流通水の流量
とを一定の関係に維持するように前記抵抗調整手段を制
御する制御手段とを備えてなることを特徴とする水車装
置。 - 【請求項４】 貯水部から放水部に延びる導水管に、固
定型ガイドベーン及び固定型ブレードを有する水車を設
置してなる水車装置であって、導水管を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段と、水車により駆動される発電機の周波数
を検出して貯水部または放水部の水位、総落差あるいは
有効落差と前記流通水の流量とを一定の関係に維持する
ように前記抵抗調整手段を制御する制御手段とを備えて
なることを特徴とする水車装置。 - 【請求項５】 貯水部から放水部に延びる導水管に、固
定型ガイドベーン及び固定型ブレードを有する水車を設
置してなる水車装置であって、導水管を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段と、前記水車の駆動により出力される発電
機の電力を検出して貯水部または放水部の水位、総落差
あるいは有効落差と前記流通水の流量とを一定の関係に
維持するように前記抵抗調整手段を制御する制御手段と
を備えてなることを特徴とする水車装置。 - 【請求項６】 貯水部から放水部に延びる導水管に、固
定型ガイドベーン及び固定型ブレードを有する水車を設
置してなる水車装置であって、導水管を流通する流通水
の抵抗係数を増減調整するバルブ、ゲートなどからなる
抵抗調整手段と、水車の回転軸あるいは水車によって駆
動される負荷回転軸の軸出力を検出して出力を最大にあ
るいは水力エネルギー変換効率を最適に制御する制御手
段とを備えてなることを特徴とする水車装置。 - 【請求項７】 前記抵抗調整手段を前記水車と直列に設
けてなることを特徴とする請求項１〜６にいずれかに記
載の水車装置。 - 【請求項８】 前記抵抗調整手段を前記水車と並列に設
けてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
載の水車装置。 - 【請求項９】 前記抵抗調整手段を前記水車と並列及び
直列に設けてなることを特徴とする請求項１〜６のいず
れかに記載の水車装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8058765A JPH09250442A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 水車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8058765A JPH09250442A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 水車装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250442A true JPH09250442A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13093649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8058765A Withdrawn JPH09250442A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 水車装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250442A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010077971A (ja) * | 2009-11-30 | 2010-04-08 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 水車発電装置 |
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-
1996
- 1996-03-15 JP JP8058765A patent/JPH09250442A/ja not_active Withdrawn
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