JPS60138278A - クロスフロ−水車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、小水力発電に用いて好適イＺり【］スフロ
ー水車の改良に関する。

クロスフロー水車は、変流量特性に優れ、Ｊ、た安価で
あることから、小水力発電に適しでいる。

第１図、第２図は、従来のクロスフロー水中の構成を示
す！＝）のである。これらの図において、１（１ケーシ
ング（・゛あり、このケーシング１には、回申λ軸（ラ
ンナ軸）２ａに肖かれ１００円筒状のランナ２が回転自
在に支持され（いる。このランプ２は、第２図に示すよ
うに、外周部に多数のブレード２Ｉ）・・・を右し、こ
れらのブレード２１］・・・が端板２０。

２Ｇおよび補強板２ｄに溶接された構）４どなつＣいる
。また、ランナ２と流入口１ａどの間には、断面流線形
のガイドベーン３が設けられ、流入路１１）の断面積を
加減して、ランナ２に供給ざれる流量を調節するように
なっている。すなわ１う、力゛イドベーン３が、その回
動軸３ａを軸に時へ１方向に回動し、その上端部がラン
ナ２の外周部に接近り゛るにつれて、流入路１１｝の断
面積が増ＩＪＩ　（、てラン″ｊ２に供給される流量が
増加」る一方、ガイドベーン３が反時計方向に回動する
と、前記断面積が減少して行き、第１図に一点鎖線で示
１位閘（、〕くると、流入路１１）が全開ざれるように
４１つている。こうして、ガイドベーン３によって調節
ざれた水流は、ランノー２のブレード２１１に衝突して
これを回転駆動しｌ、−１ネ、流出１．−１１　Ｇ　７
＋１ら外部ｌ＼ｉｌ＋　＋（ｔされる。なお、第１図、
符号１　＋ｉ　１１察内扱で゛あり、流入路１１；の一
部を形成１−）、水流をう゛ノリ２の９１周（Ｊ導くも
ので゛ある。

このような構成において、ガイドベーン３の開度が流部
（、二応じＣ増減ざｔし広範囲の流量変化に対しτ効率
の高い運転が可能となっ−Ｃいる。

ところで、上述した従来のり１１スフロー水車において
は、低流早峙に万イドベーン３の開度が）すζめられた
とさに、運転効宰が８激に低下するという欠点があった
。これは、 （１）水流がガイドベーン３の所で′急激に狭められ、
これを通過した時点で再び急激に広がるため、この箇所
て゛のエネルギ損グが大きい、（２）前記水流は、ガイ
ドベーン３通過口、１に乱れ、ランノーブレード２１）
に対４る１適流入角から大幅にずれてしまう、 （３）ラン−Ｊ−２に流入する水都が減少する（５−わ
がかわらず、ランナ２が水を受（ｊる範囲（第１図に示
ツランプ２の中心角αに対ｌｉｔ；　＞　ｈＫ一定のた
め、ランーｊル−Ｉこ２１）に衝突Ｊる流入透電が１１
（１・１）、ぞのＴネルギ効率が下がる。

（４）カイトベーン３に流水が衝突【ノ、丁ネル１′損
失を生じる。

などの理由に１」、る。

この発明は、」−記の事情に鑑み、（ｌ出）Ｊ時にお１
１６運転効率の向トを図ったり［」スフ［］−水中を１
１？供するもので、ラン−ノーの軸心を回Φ１１中心と
してこのランナの外周に治って移動し、前記ランナの回
転方向へ移動したときに流入路の断面積を減少させる弁
を口面１−ることを特徴どづる。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明りる。

第３図は、この発明の一実施例の構成を示７ｊ　１ｔｌ
ｊ断面図であり、第１図の各部に矧応する部分には同一
の符号を付し、その説明を省略り−る。

図において、１０はケーシングであり、この１１−シン
ク１０の内部には、ランナ２が、−ノンン軸２ａによ−
）で回転自在に収り倒（Ｊられている。この場合、ラン
ナ２は流入［１１ａの側方で、流出１−１１Ｇの上方の
位防に配置され、ぞの軸２ａが水平になるように取りイ
」【Ｊられている。また、ランナ２の耐力（図の左１５
　）下部には、ケーシング１０の側ｖ１０ａが、ランナ
２の外周ど同心の円弧状に形成されている。そして、ラ
ンノー２の外周と側壁１０ａどの２．−ず間隙には、ラ
ンＪ　２の軸心を回動軸として、ランナ２の外周にほぼ
接しイ「がら移動する弁１１が設（Ｊられている。この
弁１１は、ランナ２の外周にほぼ接しイ「がら移動づ−
る内周面１１ａと、前記側壁１０ａに接しながら移動す
る外周面１１１）ど、これらの下端部に形成された平面
状の下面１１Ｃと、上端部を結ぶ湾曲面１１Ｃ１とを有
し、湾曲面１１ｄが流入路１１）の…ｉ面（巾を規定す
る。すなわち、弁１１がランナ２の回転方向（第３図の
時ｔ１方向）に回動さ１すると弁１１が次第に閉じ（同
図一点鎖線）、前記断面積が減少し、逆に弁１１がラン
ナ２の反回転ｌノ向（、″回φ１１されるど弁１１が聞
いて前記断面積が増加Ｍ−る。この場合、弁１１の開閉
に応じＣ、ランナ２の流水を費ける範囲が増減する。す
イｒわＩ３、弁１１が全５− 開の場合、第３図に示すランナ２の中心角α＋　Ｇ（二
対窓（る′ノンノブレード２１１が流、水を受（ノ、弁
１１が半開の場合（同図一点鎖線）、中心角α２に対応
りるランｌブレード２１）が流水を受（−１、弁１１が
全開の場合、流入路１１）が完全に閉じぼられｒ、ラン
ナ２への流水の供給は１による。こうしく、弁１１が閉
じるに従ってランナ２の流水を受４．＋る範囲が狭めら
れるＪ：うにな−〉でいる。なお、子連した弁１１の回
動動作は、ケーシング１０の外部に設けられｌこ駆動装
置（図示略）にＪ、・）で？ｊわれる。

このような構成において、流部が減ったときには、弁１
１をランナ２の回転方向に回動して流入路１ｂの断面積
を狭め、水流を絞ってランナブレード２１）に導く一方
、流出が増加Ｉノだどきには、その逆の動作をなし、効
率の高い運転を行″）Ｊ−うになっている。

そして、１］記の流聞制陣動作におい（、流入路１１〕
の断面積が狭められｌζ場合、流入口１　ａ　ｌ）＋　
ＩＲ流れ込んだ水流は滑らかにランノー２へ尋かれブレ
ード２ｂ・・・に衝突する。従−）で、水流が−たん狭
−〇− められたＩＧ内び広がって］ネル１−４失うどいろ。Ｉ
うな従来の欠点は解消りることが（さる１、：、１．Ａ
：、湾曲面］］（（が水流を規ｎ１１し１イ）ので、各
°ノ；−１−７１ノード２１）への流入角がｐ々イ／ｊ
舶に１シ（／、二Ｆしる３１．＼らに、弁１１が閉じる
Ｍ　ｒＭ−＞でラン１−２が水を受１−Ｊる範囲（第１
３図に示７１ランノ２の中心ｆ（Ｈ（Ｖｌ。

α２に対応）かＹ・１、るため、各ブレード２）］）に
％ｉ突する水流の流入速用が低下せ寸゛、ぞのＴネル１
゛効率を高り１１１つことがてき／）。また、水流がイ
↑１１に衝突ＪることにＪン）で１−じる１ンルｌ”　
ｌｊｉり冒１、従来のカイトベーン３によって牛しるｆ
ネＩＩ／　ｔ−ＩＦｊ失より少イＴくなる。

ここで、第４図を参照して１述Ｉノだ実施例にトるクロ
メノ［］−水車と、従来のり［コス７０−水中の出カー
効率特Ｍを比較りると、本実随例によるクロスフロー水
車の出力　効率曲線１５）Ｔｌ、　（＋Ｙ来の出カー効
ＳＦ曲線１６に比較し了、１１（出〕）領１＋Ｊにおけ
る水車効率の向トが顕著ｒある（二どが分イ、１゜Ｊた
、上２実施例どは逆ｉ：、弁１１がランナ２と同方向に
回動され１．＝どきに、流入路Ｉｌｌ／ｊｉ聞くような
（笥）告をどることｔ〕でパ−＼″ろハく１．二）１ろ
ｌ二めには、弁１１が流入路１１）のＩ：　’）’Ｊか
ら下方に向って閉じる構造と（！ざるを帽ｌ〒い／−Ｕ
）、　’ｙ　−シン７ノ゛１０の土壁が高（／’ｉ　＋
）、ケーシング１０全体の椙ｊｉ５を人さくシ／ｌ′（
、）？ｔ　（、Ｌ’　／（ｉ’ｉ　ｌ−、イ。ｑ：ｌ　
−ｙ　’？Ｔ、１記実施例の方か゛に置ｅ　（４，をＪ
、リー１ンパノ７１・かつ軽率（−で゛きるという刊Ｊ
１“、（がある、。

以ト説明１．を二よ）（１，こ０）発明１４、ラン−）
の軸心を回動中心どじてこのラン−１の外周（、−治っ
て移動し、前Ｍａ　ｍンナの回転方向へ移動したとぎに
流入路の断面積を減少さ封る弁を説（ｌだの７・、低出
力口ｌお（−ｊる運転効宇を向上さゼるξとが−Ｃぎる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクロスフロー水中の構成を示り一横断面
図、第２図は第１図に示１ラン−１？の構成を示す斜視
図、第３図はこの発明の一実施例の構成を示す横断面図
、第１１図は同実峰例によるクロスフロー水車と従来の
クロスフロー水車の出力−９）＋率特１′！１を示ずグ
ラフτある。 １．１０・・・・・・ノノーシンゲ、１１）・・・・・
・流入路、２・・・・・・ランプ、２ａ・・・・・・ラ
ン−ｔの１ｌｑｌ、１１・・・・づ？。 出願人　神ｍａ１″１１輝株式会社 ９− 第１図 第２図 ／′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流入路を通つ（〕７−シング内に流れ込む水流の流量を
   、前ン流入路の断面積を調整することにＪ、って増減し
   、この水流によって前記ノｌ−シング内のランナを回転
   駆動するクロスフロー水中において、前記ランナの軸心
   を回動中心どじで前記ランナの外周に沿って移動ｌノ、
   このランナの回転方向へ移動したどきに前記流入路の断
   面積を減少さ１シる弁を具備することを特徴とするクロ
   スフ１−１−水車。