JPS5888470A - Water level adjusting device for through-flow water wheel - Google Patents

Water level adjusting device for through-flow water wheel

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JPS5888470A
JPS5888470A JP56185284A JP18528481A JPS5888470A JP S5888470 A JPS5888470 A JP S5888470A JP 56185284 A JP56185284 A JP 56185284A JP 18528481 A JP18528481 A JP 18528481A JP S5888470 A JPS5888470 A JP S5888470A
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JP
Japan
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water
runner
water level
casing
float
Prior art date
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Pending
Application number
JP56185284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Yamabe
山部 正博
Shoji Ito
昌治 伊藤
Tsutomu Okuzawa
奥沢 務
Yusuke Takagi
勇輔 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56185284A priority Critical patent/JPS5888470A/en
Publication of JPS5888470A publication Critical patent/JPS5888470A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/14Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
    • 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

Abstract

PURPOSE:To maintain efficiency of a water wheel at high level by providing a mechanism which carries out intake and exhaust motion to a space above water surface below a runner in a casing to adjust water level for placing automatically water surface position below the runner within a proper height range. CONSTITUTION:In a through-flow water wheel which receives water 3 having positional energy at a runner 1 to give work to the runner 1 and then flows out the water 3, a water surface cylinder 14 communicating to water surface is provided at a portion of the outside of a casing 6 downstream of the runner 1. The water surface cylinder 14 is opened to the atmospheric side at the upper portion and floats a float 15 in the interior. A valve body 17 connected to the float 15 through a connecting shaft 16 is normally sealed on a vlave seat 18 and moved upward to open the valve seat 18 as the float floats up when the water surface below the runner 1 rises from the optimum water level so that the atmosphere is absorbed into the casing 6 to lower the water level.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は貫流水車の水位調整装置に係り,特に放水面の
水位がランチの設置位置の高さに対して変化し得る場合
に対処してケーシング内部のランナ下方の水面を適正な
高゛さの範囲に制御するようになされた貫流水車の水位
調整装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a water level adjustment device for a once-through water turbine, and in particular, the present invention relates to a water level adjustment device for a once-through water turbine. This invention relates to a water level adjustment device for a once-through water turbine, which controls the water level within an appropriate height range.

貫流水車においては、ケーシング内部の空気がランナか
らの噴流によって水中に巻込まれることによυラ/す下
方の水面に変動が生じる。たとえば第1図に示すように
ランナ1の高さ}{sが放水面2の水位よυも高く設置
されている場合にはランナ1の上流側から流入した水3
(水位H)はランナに仕事を与えてから流出する。この
場合、第2図に示すようにランナ1から流出した高速の
噴流4はランチ下方の水面5と衝突してケーシング6内
部の空気を巻込む。しだがって、乞−タング6内の空気
7はランナ1の下方の水中に多数の気泡として混入する
が、その気泡の一部は浮力で浮上し、他は吸出し管内の
下向流とともに放水路に流出される。ケーシング6内部
の空気量、したがって空気圧が次第に低くなるためにラ
ンナ下方の水面は次第に上昇し、遂にはこの水面にラン
ナ1の一部が没してランナの回転エネルギが水中に吸収
され、水車の効率を低下させまた水面を擾乱することに
力る。従来の貫流水車ではこのためケーシング6の上部
にバネ式の吸気弁8を設け、ケーシング6内部の空気圧
がある一定値以下に低下したら吸気するようにバネの力
を調整し、ランチ下方の水面を所定の範囲の高さに調整
するようにしている。しかし、ある放水位2Mにおいて
ランチ下方の水面の高さが最適水位5Mとなるようにバ
ネを調整したとしても、放水位が2Hに変化した場合に
はケーシング6内一の水位は上昇して5Hとなり、ラン
ナ1の一部が水没してしまうことになる。また、一放水
位が2Lに低下した場合にはランナ下方の水面は5Lに
低下してしまい,水面5Mと5Lとの差分だけの落差が
無駄となる。したがつて、ランナ下方の水面を最適高さ
5Mに保持するには、放水位の変化につれて吸気弁8の
バネ力を調整しなくてはならないことになるが,吸気弁
8は手動調整方式であって一般的には実用−上の調整が
極めて困難である。
In a once-through turbine, the air inside the casing is drawn into the water by jets from the runner, causing fluctuations in the water surface below the runner. For example, as shown in Fig. 1, if the height of runner 1}{s is set higher than the water level of water discharge surface 2 by υ, water 3 flowing in from the upstream side of runner 1
(Water level H) gives work to the runner and then flows out. In this case, as shown in FIG. 2, the high-speed jet 4 flowing out from the runner 1 collides with the water surface 5 below the launch and entrains the air inside the casing 6. Therefore, the air 7 in the tongue 6 mixes into the water below the runner 1 as many bubbles, but some of the bubbles float to the surface due to buoyancy, while others are released with the downward flow in the suction pipe. Ejected into waterways. As the amount of air inside the casing 6, and hence the air pressure, gradually decreases, the water level below the runner gradually rises, and eventually a portion of the runner 1 is submerged in this water surface, and the rotational energy of the runner is absorbed into the water, causing the water wheel to rotate. It reduces efficiency and tends to disturb the water surface. For this reason, in conventional once-through water turbines, a spring-type intake valve 8 is installed at the top of the casing 6, and the force of the spring is adjusted so that air is taken in when the air pressure inside the casing 6 drops below a certain value, thereby reducing the water surface below the launch. The height is adjusted within a predetermined range. However, even if the spring is adjusted so that the height of the water surface below the launch becomes the optimum water level of 5M at a certain tailwater level of 2M, when the water level changes to 2H, the water level in the casing 6 will rise to 5H. As a result, a part of the runner 1 will be submerged in water. In addition, when the water discharge level drops to 2L, the water level below the runner drops to 5L, and the head difference between the water levels 5M and 5L is wasted. Therefore, in order to maintain the water surface below the runner at the optimal height of 5M, the spring force of the intake valve 8 must be adjusted as the water level changes, but the intake valve 8 cannot be adjusted manually. Therefore, it is generally extremely difficult to make adjustments in practice.

また第3図のように、ランナlの高さが放水位2により
低い位置に設置される場合にもケーシング6内の空気7
の一部が吸出し管を流下する水に気泡として含まれて消
失するために、ランナ下方の水位が次第に上昇し、遂に
はランナ1に接触することになる。このような場合、ケ
ーシング6内部の空気7の圧力は大気圧よシも高いので
、ランナ下方の水面の高さを適正に制御するためには、
たとえばランチ下方の水面位置を水位検出器9で検出し
て、別設した動力によって圧縮機1oを駆動させ、ケー
シング6内に空気を圧送する手段等を構じる必要がある
Furthermore, as shown in FIG.
Since some of the water is contained in the water flowing down the suction pipe as air bubbles and disappears, the water level below the runner gradually rises and finally comes into contact with the runner 1. In such a case, the pressure of the air 7 inside the casing 6 is higher than the atmospheric pressure, so in order to properly control the height of the water surface below the runner,
For example, it is necessary to provide means for detecting the water surface position below the lunch with the water level detector 9, driving the compressor 1o with separately provided power, and forcefully feeding air into the casing 6.

さらに、ラ/すの設置位置について前記放水位よりも高
い位置および低い位置の双方の場合を考慮せねばならな
いときには、たとえば吸気弁、圧縮機および水位検出器
等の調整装置を設け、放水位がランナよりも低い場合に
は検出信号に基づいて吸気弁を作動させることにより、
また放水位がランナよりも高い場合には検出信号に基づ
いて圧縮機を作動させることによってランナ下方の水面
の水位を最適な高さに制御することが考えられる。
Furthermore, when it is necessary to consider the installation position of the water tank both above and below the discharge water level, adjusting devices such as an intake valve, a compressor, and a water level detector may be installed to ensure that the discharge water level is By operating the intake valve based on the detection signal when the temperature is lower than the runner,
Furthermore, when the discharge water level is higher than the runner, it is conceivable to control the water level below the runner to an optimal height by operating a compressor based on the detection signal.

しかし、この場合には前記吸気弁等の調節の困難さおよ
び別設動力によって作動する圧縮機の設置等の問題があ
り,ランナ水位の制御が容易ではなくかつ水車の設備コ
ストが増大し,ケーシングまわシの構造が複雑化する欠
点がある。
However, in this case, there are problems such as difficulty in adjusting the intake valve, etc., and installation of a compressor operated by separate power, making it difficult to control the runner water level, increasing the equipment cost of the water turbine, and reducing the casing. The disadvantage is that the structure of the mawashi becomes complicated.

本発明の目的はこのような従来技術の欠点を解消し簡単
な構造によってランチ下方の水面位置と常に自動的に適
−正な範囲の高さに制御することのできる貫流水車の水
位調整装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art and to provide a water level adjustment device for a once-through water turbine that can automatically control the water surface position below the launch and the height within an appropriate range with a simple structure. It is about providing.

すなわち、本発明はケーシング内部のランナ下端部の高
さに対する放水面の高さが変化し得る貫流水車のランチ
下方の水面の水位を適正な範囲の高さに制御するように
なされた貫流水車の水位調整装置において、前記ケーシ
ング内部のランナ下方の水面上の空間に対して吸排気動
作を行って水位を調整するだめの機構を設け、この機構
を前記ランナ下方の水面の水位の変化によって直接応動
させるようになしたことを特徴とする。
That is, the present invention provides a once-through water turbine which is designed to control the water level below the launch of a once-through water turbine in which the height of the water discharge surface relative to the height of the lower end of the runner inside the casing changes within an appropriate range of heights. The water level adjustment device is provided with a mechanism that adjusts the water level by performing suction and exhaust operations on the space above the water surface below the runner inside the casing, and this mechanism is directly responsive to changes in the water level below the runner. It is characterized by being made to cause

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.

第4図ないし第6図は放水位がランナ設置位置よりも低
い場合にランナ下方の水面を制御仕るのに適した本発明
の一実施例を示す。
Figures 4 through 6 show an embodiment of the invention suitable for controlling the water level below the runner when the water level is lower than the runner installation position.

ケーシング6のランナ下流側の一部に水面が連通する水
面筒14がケーシングの外部に設けられている(第5図
)。前記水面筒14は第6図に示すようにその下部でラ
ンナ下方の水面と連通しかつ上部が大気側に開口してい
る。ランナ下方の水面の高さく5L、5M、5FK)を
示すフロート15が水面筒14に浮設されており、フロ
ート15はその上方に連結軸16を介して弁体17を支
持している。弁体17は水面筒14の上方に設けられた
弁座18に接しており、ランナ下方の水面が最適水位(
5M)から、たとえばその上方の水位(5H)まで上昇
すると、フロート15の浮上にともなって上方に移動し
て弁座18を解放し大気19をケーシング6内に吸気さ
せて水位を下向きの方向に制御する。また水面がその最
適水位(5M)からその下方の水位(5L)に低下する
と、フロート15が水面をはなれて浮力を失うことによ
り弁体17(およびフロート15)が自重で降下して弁
座18を閉じ、大気のケーシング6内への吸引を遮断す
る。したがって、ランナ1からの噴流でケーシング6内
の空気が水中に攪拌混合され放水路に排出されるにつれ
て水面は最適水位(5M)に向う方向に制御される。
A water surface cylinder 14 communicating with the water surface is provided outside the casing at a portion of the casing 6 on the downstream side of the runner (FIG. 5). As shown in FIG. 6, the water surface cylinder 14 communicates with the water surface below the runner at its lower part and opens to the atmosphere at its upper part. A float 15 having a height of the water surface below the runner (5L, 5M, 5FK) is floated on the water surface cylinder 14, and the float 15 supports a valve body 17 above it via a connecting shaft 16. The valve body 17 is in contact with a valve seat 18 provided above the water surface cylinder 14, and the water surface below the runner is at the optimum water level (
5M) to the water level above it (5H), the float 15 rises and moves upward, releasing the valve seat 18 and sucking the atmosphere 19 into the casing 6 to lower the water level. Control. Furthermore, when the water level drops from its optimum water level (5M) to a lower water level (5L), the float 15 separates from the water surface and loses its buoyancy, causing the valve body 17 (and float 15) to descend under its own weight, causing the valve seat 18 to fall. is closed to block atmospheric air from being drawn into the casing 6. Therefore, as the air in the casing 6 is stirred and mixed into the water by the jet from the runner 1 and discharged into the waterway, the water surface is controlled in a direction toward the optimum water level (5M).

第7図ないし第9図は前記弁体17の一つの具体例の詳
細な形状を示す。第7図は弁全閉状態、第9図は弁全開
状態、第8図は中間の状態を示す。
7 to 9 show the detailed shape of one specific example of the valve body 17. FIG. 7 shows the valve in a fully closed state, FIG. 9 shows the valve in a fully open state, and FIG. 8 shows an intermediate state.

弁各部の寸法は次のように設定されている:π(D I
+ΔR+)・ΔR1<π(D2+ΔR2)・ΔR2<1
(D、+2ΔR,)空気19の吸気量は第7図ないし第
8図に示す間の状態では弁体17と弁座18との間の径
方向隙間ΔR1と両者の重なり合う長さによって決まり
、第8図ないし第9図に示す間の状態では同様に径方向
隙間ΔR2と両者の重なり合う長さとによって決まる。
The dimensions of each part of the valve are set as follows: π(DI
+ΔR+)・ΔR1<π(D2+ΔR2)・ΔR2<1
(D, +2ΔR,) In the state shown in FIGS. 7 and 8, the intake amount of the air 19 is determined by the radial clearance ΔR1 between the valve body 17 and the valve seat 18 and the overlapping length of the two. The states shown in FIGS. 8 to 9 are similarly determined by the radial clearance ΔR2 and the overlapping length of the two.

第9図の状態を越えると吸気量は急激に増加し弁座18
の孔断面積に対応する量に一定する。
When the state shown in Fig. 9 is exceeded, the intake air amount increases rapidly and the valve seat 18
is constant at an amount corresponding to the pore cross-sectional area.

第10図および11図は前記弁体17の他の具体的の詳
細な形状を示す。この場合の各主要部のDF 第12図は前記第7図ないし第11図に示した二種の形
状の弁体の動作特性を縦軸に給気量Q、横軸に弁体リフ
ト量Lvを夫々とって示すグラフであり、曲線Ai第7
〜9図の弁体のまた曲線Bは第10〜11図の弁体の特
性を夫々表わしている。図から明らかなように各弁体に
おいては、フロートの上昇ストロークにともなって吸気
量が直線状もしくは折線状に漸増し、ある所定のストロ
ークを越えると急激に増大して一定値に落ちつき、これ
によってランナ下方の水面をある高さ以上には上昇させ
なWように制御する。
10 and 11 show other specific detailed shapes of the valve body 17. DF of each main part in this case Fig. 12 shows the operating characteristics of the two types of valve bodies shown in Figs. This is a graph showing the curve Ai No. 7.
The curve B of the valve body shown in FIGS. 10-11 represents the characteristics of the valve body shown in FIGS. 10-11, respectively. As is clear from the figure, in each valve body, the intake air amount gradually increases linearly or in a broken line with the upward stroke of the float, and after a certain predetermined stroke, it rapidly increases and settles at a constant value. The water level below the runner is controlled so as not to rise above a certain height.

このように本実施例においては、貫流水車のケーシング
6に対して下部でランナ1の下方の水面と連通しかつ上
部に大気側と連通ずる弁座18を備えた水面筒14を設
け、この水面筒14中に浮設したフロート15と共に上
下する弁体17によって前記弁座18を開閉してケーシ
ング6内への大気の吸入を制御するようになされている
ので、ランナ下方の水面が最適水位よりも上昇した際に
はフロート15の上昇にともなって弁体17が弁  ・
座18を開口して大気を一ケーシング6中に導入して水
面を再び最適水位に降下させ、まだ水面が最適水位よシ
も低下した際には弁座18を閉じて水面を漸次最適水位
に上昇させることができる。そしてこの水面制御はラン
ナ下方の水面の水位の変化に直接応動して上下するフロ
ート15および弁体17からなるフロート弁機構による
ものであるから、水面は何等の操作を要することなく常
に自動的に最適水位に維持される。
In this embodiment, the water surface pipe 14 is provided in the casing 6 of the once-through turbine, and the water surface pipe 14 is provided with a valve seat 18 that communicates with the water surface below the runner 1 at the lower part and communicates with the atmosphere side at the upper part. The valve seat 18 is opened and closed by the valve body 17 that moves up and down together with the float 15 floating in the cylinder 14 to control the intake of air into the casing 6, so that the water level below the runner is lower than the optimum water level. When the float 15 rises, the valve body 17 becomes a valve.
Seat 18 is opened to introduce atmospheric air into one casing 6 to lower the water level to the optimum water level again, and when the water level still falls below the optimum water level, valve seat 18 is closed to gradually bring the water level to the optimum water level. can be raised. Since this water level control is based on a float valve mechanism consisting of a float 15 and a valve body 17 that move up and down in direct response to changes in the water level below the runner, the water level is always adjusted automatically without requiring any operations. Maintained at optimum water level.

同、前記例においては水面筒がケーシングの外部に設け
られているが、これをケーシング内部に取付けることも
可能であり、第13図および14図はこのような別の実
施例を示す。ここで断面はぼ円形状のカバー20はラン
ナ1からの噴流が直接フロートにあたるのを防止して流
体抵抗を減少させるためのものである。また図示のよう
に、ランナ1が広い流路21と狭い流路22とに分けら
れている場合には、狭い流路22側に通水される時間の
方が一般によシ短いために水面筒はとの流路側に設けか
つケーシング6の隅部に位置させてその支持を容易なも
のとしである。その他フロート15および弁体17等は
前記実施例で対応する符号によって示した各部と同様に
構成され同様な機能を有する。一般に、ケーシングの据
付面は経済的な理由から極力制限されるが、本実施例に
よればこのような要請を充分に満足させることができる
Similarly, in the above example, the water surface tube is provided outside the casing, but it is also possible to install it inside the casing, and FIGS. 13 and 14 show such another embodiment. The cover 20, which has a substantially circular cross section, is intended to prevent the jet flow from the runner 1 from directly hitting the float, thereby reducing fluid resistance. Furthermore, as shown in the figure, when the runner 1 is divided into a wide channel 21 and a narrow channel 22, the time for water to flow through the narrow channel 22 is generally shorter, so the water level can be reduced. It is provided on the side of the dovetail flow path and positioned at a corner of the casing 6 to facilitate its support. The other components, such as the float 15 and the valve body 17, are constructed in the same manner as the respective parts indicated by the corresponding symbols in the embodiment described above, and have the same functions. Generally, the installation surface of the casing is limited as much as possible for economic reasons, but this embodiment can fully satisfy such requirements.

第15図は放水位がう/す設置位置よシも高い場合にラ
ンナ下方の水面を制御するのに適した本発明の別の実施
例を示す。このような場合、ケーシング内の空気は通常
大気圧よりも高いのでかかるケーシング内にランナ下方
の水面の制御のために外気を導入するためには前記のよ
うに何等かのエネルギが必要となる。
FIG. 15 shows another embodiment of the invention suitable for controlling the water level below the runner when the water level is higher than the water level. In such a case, since the air inside the casing is normally higher than atmospheric pressure, some energy is required as described above to introduce outside air into the casing to control the water level below the runner.

ここで本実施例においては、第15図に示すように、ケ
ーシング6の内部のランナ下方の水面上の空間と外気側
と連通させる吸気外管23を設け。
In this embodiment, as shown in FIG. 15, an outer intake pipe 23 is provided which communicates the space above the water surface below the runner inside the casing 6 with the outside air side.

この吸気外管23の水面側にランナ1の上部水路下流壁
25の部分の高速の噴流のジェット24を案内するジェ
ット管26を開口させである。
A jet pipe 26 is opened on the water surface side of the outer intake pipe 23 to guide a jet 24 of a high-speed jet flow from the downstream wall 25 of the upper waterway of the runner 1.

第16図ないし第17図に示すように、ジェット管26
中にはランナ1からの高速の噴流の一部のジェット24
が大きな高速エネルギで流れ吸気外管23の下端部から
ランチ下方の水面に噴出する。ここで第16図に示すよ
う吟、前記水面が適正水位より低い高さLに低下して吸
気外管23からはなれているときは、ジェット管26か
らのジェット24と吸気外管23との間にはジェット2
4のまわりに完全なリング状の気相が存在しジェットポ
ンプ作用はほとんど発生しない。しだがつて、ケーシン
グ内部の空気は逆流空気27として吸気外管23を上昇
してケーシング6の外方に流出し、この結果ランナ下方
の水面は最適水位に向う方向に上昇する。また第17図
に示すように、ランナ下方の水面が上昇して吸気外管2
3の下端部よりも上方に位置すると、噴流のジェット2
4がジェットポンプ作用を生じてケーシング−6の外部
の大気を引き込む。この空気の一部は気泡となって上昇
し、ケーシング6内の空気量、したがって空気圧を増大
させて水面の高さを最適水位に向う方向に低下させる。
As shown in FIGS. 16 and 17, the jet pipe 26
Inside is a jet 24 that is part of the high-speed jet from runner 1.
flows with great high-speed energy and is ejected from the lower end of the outer intake pipe 23 onto the water surface below the launch. Here, as shown in FIG. 16, when the water surface has fallen to a height L lower than the appropriate water level and is separated from the intake outer pipe 23, there is a gap between the jet 24 from the jet pipe 26 and the intake outer pipe 23. jet 2
A complete ring-shaped gas phase exists around 4, and almost no jet pump action occurs. However, the air inside the casing rises through the outer intake pipe 23 as backflow air 27 and flows out of the casing 6, and as a result, the water level below the runner rises in a direction toward the optimum water level. Additionally, as shown in Fig. 17, the water level below the runner rises and the outer intake pipe 2
If the jet is located above the lower end of the jet 2,
4 produces a jet pump action to draw in the atmosphere outside the casing-6. A portion of this air rises in the form of bubbles, increases the amount of air in the casing 6, and therefore the air pressure, and lowers the height of the water surface toward the optimum water level.

ここで第18図に示すように、ランナ下方の水面が何等
かの原因で過度に上昇すると吸気外管23を通してケー
シング外に溢流を生じるおそれがあるが、本実施例にお
いては吸気外管23の上方にフロート方式の弁28を設
けてかかる溢流を防止するようになされている。
As shown in FIG. 18, if the water level below the runner rises excessively for some reason, there is a risk of overflowing to the outside of the casing through the outer intake pipe 23. A float type valve 28 is provided above to prevent such overflow.

このように本実施例においては、貫流水車のケーシング
6のランナ下方の水面上の空間を内部の外気値]と連通
させる吸気外管23を設けると共に、ランナ1の下流側
の高速の噴流のジェット24をこの吸気外管23のラン
ナ下方の水面側に案内するジェット管26を設けである
ので、ランナ下方の水面め水位に応じて前記ジェット2
4によるジェットポンプ作用を発生させて外気を吸気外
管23を通してケーシング6中に吸気することによって
水面を低下方向に制御し、まだこのジェットポンプ作用
を停止させてケーシング6中の空気を排出することによ
って水面を上昇制御することができる。これによってラ
ンナ下方の水面の最適位置への制御を水面の高さの変化
に応じて自動的に行うことができ、しかもこのために必
要な吸気エネルギ等は何等特別な動力源によらずランナ
から高速で噴出するジェット24の速度エネルギを利用
するジェットポンプによって与えることができ−る。し
たがって本発明によれば、ランナが放水位よりも低く設
置される場合にランナ下方の水面を適確に自動的に制御
することができ、かつこの制−御のだめの特別な動力源
を省略することができる。
As described above, in this embodiment, the intake outer pipe 23 is provided to connect the space above the water surface below the runner of the once-through turbine casing 6 with the outside air inside the casing 6, and the high-speed jet on the downstream side of the runner 1 is provided. Since a jet pipe 26 is provided to guide the jet 24 to the water surface side below the runner of the outer intake pipe 23, the jet 2
Control the water level in a downward direction by generating a jet pump action by 4 and sucking outside air into the casing 6 through the intake outer pipe 23, and then discharging the air in the casing 6 by stopping this jet pump action. The rise of the water surface can be controlled by As a result, the water surface below the runner can be automatically controlled to the optimal position according to changes in the water surface height, and the intake energy required for this can be obtained from the runner without any special power source. This can be provided by a jet pump that utilizes the velocity energy of the jet 24 ejected at high speed. Therefore, according to the present invention, when the runner is installed below the tailwater level, the water level below the runner can be controlled automatically and precisely, and a special power source for this control is omitted. be able to.

第19図は放水位がランナ設置位置よりも高い位置から
低い位置にわたって変る場合に対応してランナ下方の水
面を適正に制御するのに適した本発明のさらに別の実施
例を示す。
FIG. 19 shows yet another embodiment of the present invention suitable for appropriately controlling the water level below the runner when the water level varies from a higher position to a lower position than the runner installation position.

図中、貫流水車のケーシング6には前記各実施例におけ
るものと同様なフロート15および弁体17等からなる
フロート弁機構ならびに吸気外管23およびジェット管
26等からなるジェットポンプが設けられている。フロ
ート弁機構は、たとえば第4図な−いし第6図の実施例
について説、明したように放水位がランナ設置位置より
も低くケーシング6内の空気圧が大気圧よシも低い場合
の水面制御に用いられ、またジェットポンプは第15図
ないし18図について説明したように放水位がランナ設
定位置よシも高く、ケーシング6内の空気圧が大気圧よ
シも高い場合の水面制御に用いられる。ランナ設置位置
を基準として放水位の高低を検知する水位検知器29が
設けられ、この検知信号によって前記フロート弁機構お
よびジェットポンプに夫々付設した弁30.31を選択
的に作動させるようになされている。
In the figure, the casing 6 of the once-through water turbine is provided with a float valve mechanism consisting of a float 15, a valve body 17, etc., and a jet pump consisting of an outer intake pipe 23, a jet pipe 26, etc., similar to those in the previous embodiments. . The float valve mechanism is used, for example, to control the water level when the water discharge level is lower than the runner installation position and the air pressure inside the casing 6 is lower than the atmospheric pressure, as explained and explained in the embodiments shown in FIGS. 4 to 6. The jet pump is also used to control the water level when the water discharge level is higher than the runner setting position and the air pressure inside the casing 6 is higher than atmospheric pressure, as explained with reference to FIGS. 15 to 18. A water level detector 29 is provided to detect the height of the discharge water level with reference to the runner installation position, and this detection signal selectively operates the float valve mechanism and valves 30 and 31 respectively attached to the jet pump. There is.

放水位が低い場合には、水位検知器29からの検知信号
で弁30のみが開き弁体17の開閉によるランナ下方の
水面の水位調整が行われる。放水位が高い場合には、検
知信号によって弁31のみが開き、ジェット管26のジ
ェット噴流によるジェットポンプ作用でランナ下方の水
面の水位調整が行われる。
When the discharge water level is low, only the valve 30 is opened in response to a detection signal from the water level detector 29, and the water level below the runner is adjusted by opening and closing the valve body 17. When the discharge water level is high, only the valve 31 opens in response to the detection signal, and the water level below the runner is adjusted by the jet pump action of the jet stream from the jet pipe 26.

本実施例によれば、ランナ下方の水面の水位を放水位が
ランチ設置よシも高い場合と低い場合のいずれについて
も適正な値に制御することができ、かつこの二つの態様
の制御を自動的に選択して行うことができる。
According to this embodiment, the water level below the runner can be controlled to an appropriate value regardless of whether the water level is higher or lower than the launch installation, and these two aspects of control can be automatically controlled. This can be done selectively.

斜上のように本発明装置によれば、ランナ設置位置に対
する放水位が変化し得る場合の貫流水車のランナ下方の
水面を同等特別な制御動力を付加することなく自動的に
適確な水位に制御することができる。
According to the device of the present invention, the water surface below the runner of a once-through turbine can be automatically adjusted to an appropriate water level without adding special control power when the discharge water level relative to the runner installation position can change. can be controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は貫流水車の動作態様を示す説明図
、第3図は貫流水車のランナ水位調節装置の一例を示す
説明図、第4図は本発明の一実施例の説明図、第5図は
前記実施例の横断面図、第6図は前記実施例の要部の縦
断面図、第7図ないし第9図は前記実施例に用いる弁体
の一具体例の詳細図、第10図および第11図は前記実
施例に用いる弁体の別の具体例の詳細図、第12図は前
記各弁体の動作特性を示す説明図、第13図は本発明の
別の実施例の説明図、第14図は前記第13図示の実施
例の横断面図、噴15図は本発明のさらに別の実施例の
mA図、第16図ないし第18図は前記第15図示の実
施例の要部の作動態様を示す説明図、第19図は本発明
のさらに異なった実施例の説明図である。 1・・・ランナs 5Ll 5Ml 5H・・・ランチ
下方の水面水位、6・・・ケーシング、14・・・水面
筒、15・・・フロート、17・・・弁体、23・・・
吸気外管、24・・・ジェット、26・・・ジェット管
、29・・・水位検知管。 早10目  第 ll  口 LV    − 第  /?  1
FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory diagrams showing the operation mode of a once-through water turbine, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a runner water level adjustment device for a once-through water turbine, and FIG. 4 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view of the embodiment, FIG. 6 is a vertical sectional view of the main part of the embodiment, and FIGS. 7 to 9 are detailed views of a specific example of the valve body used in the embodiment, 10 and 11 are detailed views of another specific example of the valve body used in the embodiment, FIG. 12 is an explanatory diagram showing the operating characteristics of each valve body, and FIG. 13 is another embodiment of the present invention. FIG. 14 is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 13, FIG. 15 is an mA diagram of still another embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 19 is an explanatory diagram showing the operating mode of the main parts of the embodiment, and FIG. 19 is an explanatory diagram of a further different embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Runner s 5Ll 5Ml 5H...Water surface water level below the lunch, 6...Casing, 14...Water level pipe, 15...Float, 17...Valve body, 23...
Intake outer pipe, 24...Jet, 26...Jet pipe, 29...Water level detection tube. Early 10th ll Mouth LV - th/? 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ケーシング内部のランナ下端部の高さに対する放水
面の高さが変化し得る貫流水車のランナ下方の水面の水
位を適正な範囲の高さに制御するようになされた貫流水
車の水位調整装置において、前記ケーシング内部のラン
ナ下方の水面上の空間に対して吸排気動作を行って水位
を調整するための機構を設け、この機構を前記ランナ下
方の水面の水位の変化によって直接応動させるようにな
したことを特徴とする前記貫流水車の水位調整装置。 28前記水位を調整するための機構が前記ランナからの
噴流の一部を前記ケーシング内部と外気側とを連通ずる
部分に案内するジェット管とこの連通部分を開閉制御す
る開閉機構とを備え前記ランナ下端部の高さよシも放水
位が高い場合に調整動作を行うようになされたジェット
ポンプからなることを特徴とする特許 の貫流水車の水位調整装置。 3、前記水位を調整するだめの機構が前記ランナ下方の
水面と連通しかつ前記ケーシングの内部と外気側とを連
通させる部分に設けられたフロートとこの連通部分を前
記フロートの移動に応じて開閉制御する開閉弁とを備え
、前記ランナ下端部の高さよりも一放水位が低い場合に
調整動作を行うようになされたフロー士弁機構からなる
ことを特徴とする前駅特許請求の範囲第1項記載の貫流
水車の水位調整装置。 4、前記水位を調整するための機構が前記ランナからの
噴流の一部を前記ケーシング内部と外気側とを連通ずる
部分に案内するジェット管とこの連通部分を開閉制御す
る開閉機構とを備えたジェットポンプならびに前記ラン
ナ下方の水面と連通しかつ前記ケーシングの内部と外気
側とを連通させる部分に設けられたフロートとこの連通
部分を前記フロートの移動に応じて開閉制御する開閉弁
とを備えたフロート弁機構を有し,前記ジェットポンプ
および前記フロート弁機構が前記ランナ下端部の高さよ
りも放水位が高い部分および低い場合に夫々選択的に調
整動作を行うようになされていることを特徴とする特許 載の貫流水車の水位調整装置。
[Claims] 1. The water level below the runner of a once-through turbine is controlled to an appropriate range of height, in which the height of the water discharge surface relative to the height of the lower end of the runner inside the casing can vary. In a water level adjustment device for a once-through water turbine, a mechanism is provided for adjusting the water level by performing suction and exhaust operations on the space above the water surface below the runner inside the casing, and this mechanism is used to adjust the water level below the runner. 1. A water level adjustment device for a once-through water turbine as described above, characterized in that the water level adjustment device is adapted to respond directly to the flow. 28 The mechanism for adjusting the water level includes a jet pipe that guides a part of the jet flow from the runner to a part that communicates between the inside of the casing and the outside air side, and an opening/closing mechanism that controls opening and closing of this communication part. A patented water level adjustment device for a once-through water turbine, characterized in that it consists of a jet pump that adjusts the height of the lower end and adjusts when the discharge water level is high. 3. The mechanism for adjusting the water level communicates with the water surface below the runner and connects the inside of the casing with the outside air side, and opens and closes this communicating part in accordance with the movement of the float. Claim 1: The front station comprises a flow valve mechanism which is equipped with a control opening/closing valve and which performs an adjustment operation when the discharge water level is lower than the height of the lower end of the runner. Water level adjustment device for once-through water turbines as described in Section 1. 4. The mechanism for adjusting the water level includes a jet pipe that guides a part of the jet flow from the runner to a part that communicates between the inside of the casing and the outside air side, and an opening/closing mechanism that controls opening and closing of this communication part. A jet pump, a float provided in a portion that communicates with the water surface below the runner and communicates the inside of the casing with the outside air side, and an on-off valve that controls opening and closing of this communication portion according to movement of the float. It has a float valve mechanism, and the jet pump and the float valve mechanism are configured to selectively perform adjustment operations when the water discharge level is higher and lower than the height of the lower end of the runner, respectively. A patented water level adjustment device for once-through water turbines.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126290A (en) * 1989-10-12 1991-05-29 Nippondenso Co Ltd Printed wiring board
EP1548276A1 (en) * 2003-12-24 2005-06-29 Wolfgang Zenker Water turbine assembly comprising a turbine and sluices for the production of electrical energy from flowing waters or tides.
CN101929413A (en) * 2010-09-03 2010-12-29 许士泉 Water turbine automatically regulated along with water level and application thereof
CN102094403A (en) * 2010-12-21 2011-06-15 大连理工大学 Wave energy-tidal energy conversion and comprehensive utilization device

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