JPH0972271A - 水車またはポンプ水車 - Google Patents

水車またはポンプ水車

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JPH0972271A
JPH0972271A JP7228896A JP22889695A JPH0972271A JP H0972271 A JPH0972271 A JP H0972271A JP 7228896 A JP7228896 A JP 7228896A JP 22889695 A JP22889695 A JP 22889695A JP H0972271 A JPH0972271 A JP H0972271A
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JP
Japan
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runner
air
water surface
gate
pod
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7228896A
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English (en)
Inventor
Hiroki Nakamura
裕樹 中村
Yoshihiro Iwasaki
純弘 岩崎
Toshiyuki Osada
俊幸 長田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0972271A publication Critical patent/JPH0972271A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の水車またはポンプ水車においては、調
相運転時に水面を押し下げた状態でランナを空転させて
も、ランナの空転により吸出し管内の空気が旋回して押
し下げられた水面に波長の大きい波が励起され、押し下
げられた水面が低過ぎると吸出し管内の圧縮空気が吸出
し管の下流に漏気して水面を押し下げている圧縮空気の
一部が吸出し管の下流へ持ち去られて水面が上がる。こ
の漏気の量が多いとコンプレッサーにより給気の追加が
必要になるためにコンプレッサーのタンク容量が大きく
なる。また、押し下げられた水面が充分に低くないと揺
動する水面と回転しているランナとが接触して大きなト
ルク変動により急激に発電機の入力が増加したり主軸の
振動が発生したりするなどの不具合がある。 【解決手段】 吸出し管の横方向部分にゲートが設けら
れ調相運転時に閉じられてランナ周囲の水面を押し下げ
る圧縮空気の漏気の流れを阻止するとともにゲートの上
流側にポッドが設けられゲートにより阻止された漏気を
集めてランナ周囲の気相部へ戻すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水力発電などに適
用される水車またはポンプ水車に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は水力発電などに使用されている従
来のポンプ水車の説明図である。図において、符合6は
ランナ、18はランナコーン、13は上カバー、14は
下カバー、5は吸出し管、15はガイドベーン、17は
給排気管、12は主軸である。一般に、水車またはポン
プ水車においてはランナ6に発生するキャビテーション
を防止するためにランナ6の位置を下ダムの水位よりも
下方に設置しており、水車またはポンプ水車において調
相運転やポンプ起動などを行う場合はガイドベーン15
を全閉したまま給排気管17から圧縮空気を送入し、ラ
ンナ6周囲の水面を押し下げてランナ6が水面と接触し
ない位置Aに保持し、ランナ6を空転させることにより
ランナ6の回転に要するトルクを減少させて行ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の水
車またはポンプ水車においては、調相運転時に水面を押
し下げた状態でランナ6を空転させても、ランナ6の空
転により吸出し管5内の空気が旋回して押し下げられた
水面に波長の大きい波が励起され、押し下げられた水面
が低過ぎると吸出し管5内の圧縮空気が吸出し管5の下
流に漏気して水面を押し下げている圧縮空気の一部が吸
出し管5の下流へ持ち去られて水面が上がる。この漏気
の量が多いとコンプレッサーにより給気の追加が必要に
なるためにコンプレッサーのタンク容量が大きくなる。
また、押し下げられた水面が充分に低くないと揺動する
水面7と回転しているランナ6とが接触して大きなトル
ク変動により急激に発電機の入力が増加したり主軸12
の振動が発生したりするなどの不具合がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水車または
ポンプ水車は上記課題の解決を目的にしており、吸出し
管の横方向部分に設けられ調相運転時に閉じられてラン
ナ周囲の水面を押し下げる圧縮空気の漏気の流れを阻止
するゲートと、該ゲートの上流側に設けられ上記ゲート
により阻止された漏気を集めてランナ周囲の気相部へ戻
すポッドとを備えた構成を特徴とする。即ち、本発明に
係る水車またはポンプ水車においては、吸出し管の横方
向部分にゲートが設けられ調相運転時に閉じられてラン
ナ周囲の水面を押し下げる圧縮空気の漏気の流れを阻止
するとともにゲートの上流側にポッドが設けられゲート
により阻止された漏気を集めてランナ周囲の気相部へ戻
すようになっており、吸出し管に設けられたゲートが水
面の揺動により誘起される圧縮空気の漏気が下流に流れ
るのを阻止しポッドがその漏気を集めてランナ周囲の気
相部へ戻すことにより水面を押しさげている圧縮空気の
容積が変らず維持される。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態に係
るポンプ水車の説明図である。図において、本実施の形
態に係るポンプ水車は水力発電などに使用されるもの
で、符合1はコンプレッサー、2は空気タンクでランナ
6周囲とバルブ3を介して連結されており、調相運転時
にバルブ3を開いて水面を水位Aまで押し下げるために
使用される。5は吸出し管、6はランナ、13は上カバ
ー、14は下カバー、15はガイドベーン、12は主軸
である。一般に、水車またはポンプ水車においてはラン
ナ6に発生するキャビテーションを防止するためにラン
ナ6の位置を下ダムの水位よりも下方に設置しており、
水車またはポンプ水車において調相運転やポンプ起動な
どを行う場合はガイドベーン15を全閉したまま給排気
管から圧縮空気を送入し、ランナ6周囲の水面を押し下
げてランナ6が水面と接触しない水位Aに保持し、ラン
ナ6を空転させることによりランナ6の回転に要するト
ルクを減少させて行っている。
【0006】また、本ポンプ水車においては図に示すよ
うに調相運転時に押下げた水面の揺動により誘起される
吸出し管5内の圧縮空気が下流へ漏気するのを吸出し管
5下流の横方向部分にゲート4を設置して遮断するとと
もに、このゲート4直前にポッド9を設置してこのポッ
ド9とランナ6出口近傍の気相部11とを配管で継ぎ、
この配管の途中にバルブ10を設置して通常の運転時に
は閉、調相運転時には開とすることによりポッド9に溜
まる漏気8を再びランナ6側へ返すことにより水面の高
さが変化しないようにして安定した調相運転が行われる
ようにしている。即ち、図における符合4は吸出し管5
横方向部分の途中に設置されているゲートで、水面が押
し下げられて規定の水位Aに達すると図示しない水位計
が検知して信号をゲート開閉機構のモータ16に送るこ
とにより水面と連動するようになっており、水面を水位
Aまで押し下げた段階でゲート4は全閉で保持される。
【0007】調相運転時には回転するランナ6の影響で
水面7が揺動し、その揺動に誘発されて水面7を押し下
げている圧縮空気の一部が水中に取り込まれて吸出し管
5の下流へ持ち去られる漏気8が発生するが、この漏気
8は吸出し管5の途中に設置されたゲート4により阻止
され、その直前に設置されたポッド9内に溜まる。ポッ
ド9はバルブ10を介してランナ6出口近傍の水面を押
し下げている気相部11と配管で連結されており、水面
の押し下げ時にはバルブ10を開いておくことによりポ
ッド9内に溜まる漏気8と水とが入れ替わって水面を押
し下げている圧縮空気の容積を変化させない。このよう
に、吸出し管5の途中に設けられているゲート4が水面
の揺動により誘起される漏気8が下流に持ち去られるの
を阻止し、ポッド9が発生する漏気8を溜める。ポッド
9はランナ6出口近傍の気相部11とバルブ10を介し
て連結されており、バルブ10を開くことによりポッド
9に留まる漏気8と水とが入れ替わって全体として水面
を押し下げている圧縮空気のボリュームは変化しない。
【0008】従来の水車またはポンプ水車においては、
調相運転時に水面を押し下げた状態でランナを空転させ
ても、ランナの空転により吸出し管内の空気が旋回して
押し下げられた水面に波長の大きい波が励起され、押し
下げられた水面が低過ぎると吸出し管内の圧縮空気が吸
出し管の下流に漏気して水面を押し下げている圧縮空気
の一部が吸出し管の下流へ持ち去られて水面が上がる。
この漏気の量が多いとコンプレッサーにより給気の追加
が必要になるためにコンプレッサーのタンク容量が大き
くなる。また、押し下げられた水面が充分に低くないと
揺動する水面と回転しているランナとが接触して大きな
トルク変動により急激に発電機の入力が増加したり主軸
の振動が発生したりするなどの不具合があるが、本ポン
プ水車においては圧縮空気の漏気8により水面の高さが
変化することを極力少なくして安定した調相運転を可能
にするためにシーケンス的に水面の押し下げと連動する
ゲート4を吸出し管5横方向部分の途中に設置して水面
の押し下げ完了後に全閉することにより水面の揺動によ
り誘起される漏気8が完全に吸出し管5の下流まで持ち
去られないように防止するとともに、ゲート4直前に設
けたポット9とランナ6出口近傍の気相部11とを連結
する配管途中のバルブ10を開けてポッド9に溜まる漏
気8を再びランナ6側へ返すことにより水面を押し下げ
ている圧縮空気の容積を変化させないようにして水面の
高さが変化しないようになっており、実際には主軸12
のシール部からの漏気が零ではないために給気の多少の
追加は必要であるが、給気の追加量が激減する。また、
揺動する水面7と回転しているランナ6との接触による
発電機の入力の急激な増加が避けられるなど、安定した
調相運転が確保される。
【0009】
【発明の効果】本発明に係る水車またはポンプ水車は前
記のように構成されており、水面を押し下げている圧縮
空気の容積が変らず維持されるので、押し下げられてい
る水面の高さも殆ど変らず給気の追加量が激減する。ま
た、揺動する水面と回転するランナとの接触による発電
機の入力の急激な増加が避けられるなど安定した調相運
転が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の一形態に係るポンプ水車
の縦断面図である。
【図2】図2は従来のポンプ水車の縦断面図である。
【符号の説明】
1 コンプレッサー 2 空気タンク 3 バルブ 4 ゲート 5 吸出し管 6 ランナ 7 水面 8 漏気 9 ポッド 10 バルブ 11 ランナ出口近傍の気相部 12 主軸 13 上カバー 14 下カバー 15 ガイドベーン 16 モータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸出し管の横方向部分に設けられ調相運
    転時に閉じられてランナ周囲の水面を押し下げる圧縮空
    気の漏気の流れを阻止するゲートと、該ゲートの上流側
    に設けられ上記ゲートにより阻止された漏気を集めてラ
    ンナ周囲の気相部へ戻すポッドとを備えたことを特徴と
    する水車またはポンプ水車。
JP7228896A 1995-09-06 1995-09-06 水車またはポンプ水車 Withdrawn JPH0972271A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109208692A (zh) * 2018-11-02 2019-01-15 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种水库取水兼泄水装置
CN110080926A (zh) * 2019-05-05 2019-08-02 黄河勘测规划设计研究院有限公司 增加发电水头的冲击式水轮机组结构

Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109208692A (zh) * 2018-11-02 2019-01-15 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种水库取水兼泄水装置
CN109208692B (zh) * 2018-11-02 2024-01-23 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种水库取水兼泄水装置
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Effective date: 20021203