JPS60216069A - ペルトン水車 - Google Patents
ペルトン水車Info
- Publication number
- JPS60216069A JPS60216069A JP59071765A JP7176584A JPS60216069A JP S60216069 A JPS60216069 A JP S60216069A JP 59071765 A JP59071765 A JP 59071765A JP 7176584 A JP7176584 A JP 7176584A JP S60216069 A JPS60216069 A JP S60216069A
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- JP
- Japan
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- water
- water level
- runner
- pelton
- room
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/20—Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はペルトン水車に係り、特に落差の有効利用を図
ったベルトン水車Ｃ二関する。
ったベルトン水車Ｃ二関する。
一般にペルトン水車は第１図に示すように、ランチ室ｌ
に配置されたランナパケット２の外周に対向して水噴出
装置３が設けられている。上池４よりの高圧水は導水管
５を介し水噴出装置３に導かれ高速噴流６となってラン
チ室１に噴出する。
に配置されたランナパケット２の外周に対向して水噴出
装置３が設けられている。上池４よりの高圧水は導水管
５を介し水噴出装置３に導かれ高速噴流６となってラン
チ室１に噴出する。
そしてこの高速噴流６をランチパケット２に衝突させる
ことにより水のエネルギーを回転エネルギーとして回収
している。
ことにより水のエネルギーを回転エネルギーとして回収
している。
このようにペルトン水車のランナ室１は高速噴流６を効
率よくランナパケット２に導くため空中に露出させる必
要があり、その据付位置は放水底７の最高水位８によっ
て決めるのが一般的である。
率よくランナパケット２に導くため空中に露出させる必
要があり、その据付位置は放水底７の最高水位８によっ
て決めるのが一般的である。
一方、水のエネルギーは上池４と放水底７の水位の標高
差すなわち静落差（Ｈ＠ｔ）に比例する。従って据付位
置は放水底７の最高氷位８とランナパケット２とが干渉
しないための必要最小高さＨｌで決めて落差の有効利用
をはかつていた。たとえば放水底７の年間における平均
水位９で運転する場合、この平均水位９と最高氷位８と
の標高差をＨｅとすると水車に作用する有効落差はＨｅ
であり、Ｈ，十Ｈ。
差すなわち静落差（Ｈ＠ｔ）に比例する。従って据付位
置は放水底７の最高氷位８とランナパケット２とが干渉
しないための必要最小高さＨｌで決めて落差の有効利用
をはかつていた。たとえば放水底７の年間における平均
水位９で運転する場合、この平均水位９と最高氷位８と
の標高差をＨｅとすると水車に作用する有効落差はＨｅ
であり、Ｈ，十Ｈ。
に相当する落差が無効になる。従ってこの無効落差の中
でＨ３に相当する落差を回収するため水車を放水底７の
最高水位８より下方に据付ける例もある。第２図にこの
例を示すが放水底７の平均水位９をランナ室運転水位１
０と等しくし、このランナ室運転水位１０の上方Ｈ１の
位置にランナパケット２を据付けている。ここで放水底
７の水位が平均水位９以下の場合は通常の運転となり、
水車に作用する有効落差はＨｅ＋Ｈ，になる。一方水位
が上昇して平均水位９を超えた場合には水面押し下げ装
置１１よりランナ室１内に圧縮空気を供給し、ランナ室
水位なランナ室運転水位１０まで押し下げることにより
運転を可能としたものである。その結果水車に作用する
有効落差は水位上昇分だけ前記落差Ｈｅ＋Ｈ，より減少
することになる。しかしながらこの水面押し下げ装置１
１を使用した運転には次のような問題点があった。
でＨ３に相当する落差を回収するため水車を放水底７の
最高水位８より下方に据付ける例もある。第２図にこの
例を示すが放水底７の平均水位９をランナ室運転水位１
０と等しくし、このランナ室運転水位１０の上方Ｈ１の
位置にランナパケット２を据付けている。ここで放水底
７の水位が平均水位９以下の場合は通常の運転となり、
水車に作用する有効落差はＨｅ＋Ｈ，になる。一方水位
が上昇して平均水位９を超えた場合には水面押し下げ装
置１１よりランナ室１内に圧縮空気を供給し、ランナ室
水位なランナ室運転水位１０まで押し下げることにより
運転を可能としたものである。その結果水車に作用する
有効落差は水位上昇分だけ前記落差Ｈｅ＋Ｈ，より減少
することになる。しかしながらこの水面押し下げ装置１
１を使用した運転には次のような問題点があった。
（１）水面押し下げ装置１１および気密性の高い軸封装
置１２が必要になることと、これらの装置の異状時には
ランナ室運転水位−１Ｏが上昇するため水車の運転がで
きない。
置１２が必要になることと、これらの装置の異状時には
ランナ室運転水位−１Ｏが上昇するため水車の運転がで
きない。
（２）水車停止時に軸封装置１２より漏水する水を確実
に排出する装置が必要となる。
に排出する装置が必要となる。
（３）立軸機の場合、軸封装置１２の漏水排出装置が機
能を果さない時は軸受油１１３内に水が混入する。
能を果さない時は軸受油１１３内に水が混入する。
（４） （３１の対策として軸受油槽１３の位置を高く
するケースもあるが、主軸の支持点が長くなり軸振動が
増加する。
するケースもあるが、主軸の支持点が長くなり軸振動が
増加する。
（５） ランナ室１内を加圧して水面を押し下げるため
空気の比重量が増加し風損が増加する。
空気の比重量が増加し風損が増加する。
本発明は水車に作用する落差を有効に利用し、信頼性を
図ったペルトン水車の提供を目的とすることにある。
図ったペルトン水車の提供を目的とすることにある。
上記目的を達成するため本発明は、ランナ室内にランナ
パケットを配置し、ランチ室内の下方に流下した水を隔
壁の下方を介して放水底へ流出させるペルトン水車にお
いて、放水底の規定水位より下方に隔壁を突出して形成
するとともにランチ室に開口部を設け、この開口部にラ
ンナ室の空気を排出させる排気装置及びランチ室に大気
を吸入させる吸入弁を接続しこの排気装置および吸入弁
にこれらを動作させる運転制御装置とを設けたものであ
り、これによりランナ室内な負圧にできるので負圧相当
分の落差を有効に利用できる。
パケットを配置し、ランチ室内の下方に流下した水を隔
壁の下方を介して放水底へ流出させるペルトン水車にお
いて、放水底の規定水位より下方に隔壁を突出して形成
するとともにランチ室に開口部を設け、この開口部にラ
ンナ室の空気を排出させる排気装置及びランチ室に大気
を吸入させる吸入弁を接続しこの排気装置および吸入弁
にこれらを動作させる運転制御装置とを設けたものであ
り、これによりランナ室内な負圧にできるので負圧相当
分の落差を有効に利用できる。
以下本発明の一実施例について第３図〜第５図を参照し
て説明する。なお第１図および第２図に示す従来技術と
同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。第
３図において１はランナ室であり、このランナ室１内に
はランチパケット２が配置され、さらにこのランチパケ
ットなの外周部には水噴出装置３が配置されており、ま
たランナパケット２は放水底７の最高水位キの上方Ｈ１
の位置に据付けられている。またランナ室１内の気密を
高めるためランナパケット２の主軸部には軸封装置１２
を、またランチ室１の放水底７側はその下端部を規定水
位である平均水位９より下方に突出した隔壁１４が夫々
設けられている。そして１５はランナ室１に開口した開
口部であり、この開口部１５には、排気弁１６を介し真
空ポンプ１７が、また大気と連通する吸入弁１８が夫々
設けられている。さらに放水庭７には水位検出装置１９
が配置されている。また排気弁１６、真空ポンプ１７、
吸入弁１８及び水位検出装置１９には、ランナ室１の水
位を制御する運転制御装置２０が接続して設けられてい
る。
て説明する。なお第１図および第２図に示す従来技術と
同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。第
３図において１はランナ室であり、このランナ室１内に
はランチパケット２が配置され、さらにこのランチパケ
ットなの外周部には水噴出装置３が配置されており、ま
たランナパケット２は放水底７の最高水位キの上方Ｈ１
の位置に据付けられている。またランナ室１内の気密を
高めるためランナパケット２の主軸部には軸封装置１２
を、またランチ室１の放水底７側はその下端部を規定水
位である平均水位９より下方に突出した隔壁１４が夫々
設けられている。そして１５はランナ室１に開口した開
口部であり、この開口部１５には、排気弁１６を介し真
空ポンプ１７が、また大気と連通する吸入弁１８が夫々
設けられている。さらに放水庭７には水位検出装置１９
が配置されている。また排気弁１６、真空ポンプ１７、
吸入弁１８及び水位検出装置１９には、ランナ室１の水
位を制御する運転制御装置２０が接続して設けられてい
る。
次に作用を説明する。放水庭７の水位が平均水位９以下
の場合上池４よりの高圧水は導水管５を介し水噴出装置
３に導かれ、高速噴流６となってランナパケット２に衝
突して通常の発電運転を行う。従ってこの場合水車には
Ｈｅの有効落差が作用することになる。一方水位が上昇
して平均水位９を超えた場合にはランナ室１内の空気を
隔壁１４により密封できるので放水庭７に設けた水位検
出装置１９の信号が運転制御波ｗ２０へ伝達され、排気
弁１６が開動作するとともに真空ポンプ１７が運転され
る。この真空ポンプ１７はランナ室１に開口した開口部
１５より排気弁１６を介して空気の排出を行い、ランナ
室１内をＨ１相当分負圧にする。従ってランナ室１内の
水位はランナパケット２と干渉しない運転水位１０まで
上昇する。そしてランチ室１の水位変化はランナ室水位
検出装置（図示せず。）で規定水位を検出して運転制御
装置２０により真空ポンプ１７の運転を制御し、運転水
位１０を一定に保っている。また真菟ポンプ１７により
ランナ室１が過負圧となり水位が運転水位ｌＯを超えた
場合には運転制御波ｅ２０により吸入弁１８を開動作さ
せて大気をランチ室１に吸入させる。その結果水位が下
降し規定水位（二速すると吸入弁１８を閉動作させて運
転水位１０をほぼ一定に保つように制御している。
の場合上池４よりの高圧水は導水管５を介し水噴出装置
３に導かれ、高速噴流６となってランナパケット２に衝
突して通常の発電運転を行う。従ってこの場合水車には
Ｈｅの有効落差が作用することになる。一方水位が上昇
して平均水位９を超えた場合にはランナ室１内の空気を
隔壁１４により密封できるので放水庭７に設けた水位検
出装置１９の信号が運転制御波ｗ２０へ伝達され、排気
弁１６が開動作するとともに真空ポンプ１７が運転され
る。この真空ポンプ１７はランナ室１に開口した開口部
１５より排気弁１６を介して空気の排出を行い、ランナ
室１内をＨ１相当分負圧にする。従ってランナ室１内の
水位はランナパケット２と干渉しない運転水位１０まで
上昇する。そしてランチ室１の水位変化はランナ室水位
検出装置（図示せず。）で規定水位を検出して運転制御
装置２０により真空ポンプ１７の運転を制御し、運転水
位１０を一定に保っている。また真菟ポンプ１７により
ランナ室１が過負圧となり水位が運転水位ｌＯを超えた
場合には運転制御波ｅ２０により吸入弁１８を開動作さ
せて大気をランチ室１に吸入させる。その結果水位が下
降し規定水位（二速すると吸入弁１８を閉動作させて運
転水位１０をほぼ一定に保つように制御している。
従って水車ζ二作用する有効落差はＨｅにランナ室１内
の負圧相当分Ｈ２を加えたＨｅ ＋ Ｈｌになる。一方
放水庭７の水位が下降して平均水位９に達すると排気弁
１６は閉動作し、真空ポンプ１７の運転が停止するとと
もに吸入弁１８が開動作する。この吸入弁１８の開動作
により大気がランナ室１に吸入されて圧力が回復される
ので運転水位１０は下降し、放水庭７の水位と平衡状態
を保ち前記の通常発電運転を行う。
の負圧相当分Ｈ２を加えたＨｅ ＋ Ｈｌになる。一方
放水庭７の水位が下降して平均水位９に達すると排気弁
１６は閉動作し、真空ポンプ１７の運転が停止するとと
もに吸入弁１８が開動作する。この吸入弁１８の開動作
により大気がランナ室１に吸入されて圧力が回復される
ので運転水位１０は下降し、放水庭７の水位と平衡状態
を保ち前記の通常発電運転を行う。
従ってこの実施例によれば次のような効果な得ることが
できる。
できる。
（１） ランナ室１内を放水庭１の規定水位以上で負圧
（Ｈ７）にさせて発電運転を行うのでＨ２相当分の落差
を有効に利用することができる。
（Ｈ７）にさせて発電運転を行うのでＨ２相当分の落差
を有効に利用することができる。
（２） ランナパケット２の据付位置は放水庭７の最高
氷位８より上方（Ｈ３）としたので、真空装置１７の異
常時においても発電運転が可能になるとともに軸受油槽
１３および発電所内への侵水を防止できる。
氷位８より上方（Ｈ３）としたので、真空装置１７の異
常時においても発電運転が可能になるとともに軸受油槽
１３および発電所内への侵水を防止できる。
（３） 軸封装置１２への冷却水は負圧となるランナ室
１側へ流出するので漏水の排出方法が簡単になる。
１側へ流出するので漏水の排出方法が簡単になる。
（４） ランナ室１内の空気比重量が低下するので、風
損を減少させることができる。
損を減少させることができる。
（５） ランナパケット２に衝突して飛散した水はラン
ナ室１内の空気をまきこんで放水庭７へ流出するので、
空気の流出量に相当する真空ポンプ１７の運転が有利と
なる。
ナ室１内の空気をまきこんで放水庭７へ流出するので、
空気の流出量に相当する真空ポンプ１７の運転が有利と
なる。
またこの実施例においては、ランナ室１内に開口した開
口部１５をランナ室１の運転水位１０と同一位置に設け
てもよい。このようにすれば運転水位１０の制御が不能
になり水位が上昇したとしても。
口部１５をランナ室１の運転水位１０と同一位置に設け
てもよい。このようにすれば運転水位１０の制御が不能
になり水位が上昇したとしても。
空気とともに水を排出させるので運転水位１ｏを常に一
定に保つことができる。
定に保つことができる。
次に本発明の他の実施例について第４図を参照して説明
する。この実施例は前記実施例の真空ポンプ１７をエゼ
クタ−２１としたものである。このエゼクタ−２１の駆
動側は給水弁２２を介し導水管５へ、また被駆動側は配
管ｎを介しランナ室１に連通するように設けたものであ
り、このエゼクタ−２１により駆動水とともに空気を放
水庭７（＝排出することができる。他の構成は前記実施
例と同じである。
する。この実施例は前記実施例の真空ポンプ１７をエゼ
クタ−２１としたものである。このエゼクタ−２１の駆
動側は給水弁２２を介し導水管５へ、また被駆動側は配
管ｎを介しランナ室１に連通するように設けたものであ
り、このエゼクタ−２１により駆動水とともに空気を放
水庭７（＝排出することができる。他の構成は前記実施
例と同じである。
このようにすれば構造が単純となり、しかも信頼性の高
い運転が可能となる。
い運転が可能となる。
更に本発明の他の実施例について第５図を参照して説明
する。この実施例はランチ室１の放水庭７側隔壁１４に
上下動自在のゲー）２４及びこのゲートｕを操作する制
御装置２５を設けたものである。
する。この実施例はランチ室１の放水庭７側隔壁１４に
上下動自在のゲー）２４及びこのゲートｕを操作する制
御装置２５を設けたものである。
このようにすれば放水庭７の水位変化を水位検出装置１
９が検出し、その信号をゲート制御装置２５に伝達して
水位変化に応じたゲート２４の高さを調整する。その結
果ランチパケット２より飛散した水によりまきこまれた
空気を効率よく放水底７に流出させることができるので
、ランナ室ｌ内の負圧を高める効果がある。
９が検出し、その信号をゲート制御装置２５に伝達して
水位変化に応じたゲート２４の高さを調整する。その結
果ランチパケット２より飛散した水によりまきこまれた
空気を効率よく放水底７に流出させることができるので
、ランナ室ｌ内の負圧を高める効果がある。
尚この実施例においては放水底７の規定水位を平均水位
９として説明したが、落差を有効に利用する発電所の運
用条件で任意に選定してよい。
９として説明したが、落差を有効に利用する発電所の運
用条件で任意に選定してよい。
以上説明したように本発明によれば、信頼性の高い排気
装置によりランナ室内な負圧にして高速噴流のエネルギ
ーを増加させるようにしたので、落差の有効利用を図る
ことができる。
装置によりランナ室内な負圧にして高速噴流のエネルギ
ーを増加させるようにしたので、落差の有効利用を図る
ことができる。
第１図は従来のペルトン水車を示す水位関係図、第２図
は水面押し下げ装置を備えた従来のペルトン水車を示す
断面図、第３図は本発明の一実施例を示す断面図、第４
図および第５図は本発明による他の実施例を示す断面図
である。 １・・・ランナ室、２・・・ランナパケット７・・・放
水底、９・・・平均水位、１０・・・ランナ室運転水位
。 １４・・・隔壁、１５・・・開口部、１７・・・真空ポ
ンプ１８・・・吸入弁、加・・・運転制御装置２１・・
・エゼクタ−１冴・・・ゲート。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図
は水面押し下げ装置を備えた従来のペルトン水車を示す
断面図、第３図は本発明の一実施例を示す断面図、第４
図および第５図は本発明による他の実施例を示す断面図
である。 １・・・ランナ室、２・・・ランナパケット７・・・放
水底、９・・・平均水位、１０・・・ランナ室運転水位
。 １４・・・隔壁、１５・・・開口部、１７・・・真空ポ
ンプ１８・・・吸入弁、加・・・運転制御装置２１・・
・エゼクタ−１冴・・・ゲート。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (6)
- （１） ランチ室内にランチパケットを配置し、ランチ
室内の下方に流下した水を隔壁の下方を介して放水底へ
流出させるペルトン水車において、放水底の規定水位よ
り下方に隔壁を突出して形成するとともにランナ室に開
口部を設け、この開口部にランチ室の空気を排出させる
排気装置及びランチ室に大気を吸入させる吸入弁を接続
し、この排気装置および吸入弁にこれらを動作させる運
転制御装置を接続したことを特徴とするペルトン水車。 - （２）運転制御装置は、放水底の水位が規定水位以上に
なった場合排気装置を動作させ、ランナ室水位を所定の
値に制御するようζ二したものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のペルトン水車。 - （３） 運転制御装置はランナ室の水位が規定水位にな
った際吸入弁を開動させランナ室水位を所定の値に制御
するとともに、放水底の水位が規定水位以下になった場
合吸入弁を開動作させるようにしたものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のペルトン水車、 - （４）排気装置は真空ポンプまたはエゼクタ−であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のペルトン水
車。 - （５） 隔壁は放水底の水位変化により上下動自在に制
御できるゲートを有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のペルトン水車。 - （６）開口部をランナ室運転水位に一致させたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のペルトン水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59071765A JPS60216069A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | ペルトン水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59071765A JPS60216069A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | ペルトン水車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216069A true JPS60216069A (ja) | 1985-10-29 |
Family
ID=13469963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59071765A Pending JPS60216069A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | ペルトン水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216069A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063003A (ja) * | 2002-10-03 | 2009-03-26 | Asahi Techno:Kk | 水力発電装置 |
| US8210805B1 (en) | 2009-04-24 | 2012-07-03 | Osborne Lyle E | Efficient turbine |
| JP2013528748A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-07-11 | リバイアサン エナジー ハイドロエレクトリック エルティーディー． | 気泡を伴う管内ハイドロタービン |
-
1984
- 1984-04-12 JP JP59071765A patent/JPS60216069A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063003A (ja) * | 2002-10-03 | 2009-03-26 | Asahi Techno:Kk | 水力発電装置 |
| US8210805B1 (en) | 2009-04-24 | 2012-07-03 | Osborne Lyle E | Efficient turbine |
| JP2013528748A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-07-11 | リバイアサン エナジー ハイドロエレクトリック エルティーディー． | 気泡を伴う管内ハイドロタービン |
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