JPS60219468A - ゲ−ト装荷水車発電装置 - Google Patents

ゲ−ト装荷水車発電装置

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Publication number
JPS60219468A
JPS60219468A JP59076171A JP7617184A JPS60219468A JP S60219468 A JPS60219468 A JP S60219468A JP 59076171 A JP59076171 A JP 59076171A JP 7617184 A JP7617184 A JP 7617184A JP S60219468 A JPS60219468 A JP S60219468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casing
water
gate
water turbine
waterway
Prior art date
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Pending
Application number
JP59076171A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuaki Kitazawa
北沢 克明
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP59076171A priority Critical patent/JPS60219468A/ja
Publication of JPS60219468A publication Critical patent/JPS60219468A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/24Rotors for turbines
    • F05B2240/244Rotors for turbines of the cross-flow, e.g. Banki, Ossberger type
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、溝状に開さくされた用水路を仕切るゲートに
それと一体的に昇降可能に装荷された水車発電装置に関
する。
〔従来技術とその問題点〕
エネルギー資源の節約化が要望されている現在、未開発
の水力エネルギー開発が課題となっている。
このような要請に対するエネルギー開発地点としては、
既設ダムや潅慨用水路等の超低落差の地点が対象となっ
ている。また、河川の中、下流部に位置し、中規模以下
のダムを持った発電所では、年間流入量の加〜δ%をダ
ムから放流し、その期間も年間ω〜(資)日に達するも
のもまれではなく、そのエネルギーの有効利用が要望さ
れる。
第4図および第5図にゲート装荷発電装置の従来例(特
開昭58−195075 )を示し、その構造と動作を
説明すると、12は用水路11を仕切り、ワイヤドラム
12Cとガイドローラ12dを介して13矢視方向に昇
降可能に設置されたゲート、10が水車発電装置で、水
路外管14がゲート12に固定されている。
この水路外管14は、入口管61.上部胴管62 、下
部胴管63およびランナ外管64とからなっている。入
口管61#こけ屈曲部61aが形成されており、屈曲部
の内側には水路の整流体61bが設けられ、取水側の開
口部61cがゲートの仕切壁12bを貫通し、用水路1
1の上流側に向けてゲートの仕切壁12bに水封的に取
り付けらねている。取水側と反対■すのゲート面には水
路外管14が仕切壁12bに沿って鉛直に延びて胴部が
支持部材15を介して仕切壁12bO)補強フレーム1
2aに固定支持されている。上部胴管62はゲートの仕
切壁12bに沿って鉛直に配され、その一端のフランジ
16aが入口管61の下端フランジ]、6bを介して入
口管61と水封的に結合され、他端のフランジ17aが
下部胴管63の一方の端部フランジ17bを介して下部
胴管63と水封的に結合されている。下部胴管63はス
テーベン;31を内股し、下部フランジ18aが鼓状の
ランナ外管64とその上部フランジ18bを介して水封
的に結合されている。
ランチ外管64は下部フランジ加を備え、胴部が仕切壁
の補強フレーム128に固定支持されている。
以上により水路外管14が形成され、その下部は先水路
内管Iは入口管61の上方から水路外管14の鉛直部の
内側に挿設され、下部がステーベン31を介して下部胴
管63に支持され、中間部がステー32を介して上部胴
管62に支持されている。この水路内管間のステーベン
31下方の端部とランナ外管64との間に跨って放射状
にガイドベーン33が軸支配列されている。
水路内管間の内側は駆動軸35が挿入され、水路内管間
の下端部に装荷された主軸受36と、中間軸受37とに
より回転自在に支承されている。駆動軸35の下端部は
水路内管間の下端部から下方に突出し、この突出部に水
車ランナあか取り付けられている。
発電機40は、入口管61上の円筒状の台座39の上に
配設され、その頭部は支持部材41を介して仕切壁の補
助フレーム12aによって固定され、発電機の回転軸4
0aが駆動軸35と結合されている。
吸出し水路間は、開水路の床コンクリート内に埋設され
た吸出し管であって、吸出し管間の上流側の始端開口部
51Cはフランジ51aを備え、そのフランジ面には図
示しないがパツキンが介装されている。なお、lla、
llbは開水路の上位ないし下位の水位を示す。
このような構造において、ケート12により開水路11
を閉鎖した際は、ランチ外管の下端開口部のフランジ2
0す、吸出し管の始端開口部のフランジ51aとが接し
、水路外管14と吸出し管50とが連通して開水路11
の水を下流側に面砥用水として放流することができるよ
うになっている。
ところが、開水路11からの年間の放光量力3比較的少
なく、かつ開水路が満水となり史に流入量が使用量を超
過するときや、洪水時には水車発電装置10をゲートと
ともに巻き上げ放流量を増大させることが必要となり、
水車発m44−にとしては当然小形軽量で、建設費の廉
価なことが既設設備の機能を活用する上で効果的であり
、上記のような構造の水車発電装置10においては、鉛
直方向が長くゲート12の上部と下部とにわたって配さ
れるために、既設のゲートに取り付ける際には駆動軸3
5が曲げ応力を受けることもあって、ゲート12の補強
改造が必要となるなどの欠点があっ1こ。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、上記欠点に鑑み、小形軽量かつ廉価
で、発電所建屋および水路などの土木設備を省略し、運
転中でも水車に近づいて発電機やガイドベーンなどの操
作機構の保守9点検ができ、常時下流側へ混概用水とし
て責任放流を果しゲートを損うことなく既存のゲートに
も利用できるゲート装荷水車発′it装置を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の要点〕
この目的を達成するためにこの発明は、滴状に開さくさ
れた開水路を仕切るゲートにぞイ1と一体的に昇降可能
に装荷される水車発電装置であって、上側部分がほぼ水
平方向に延びてゲートの比較的下側の仕切壁を貫通して
開水路の上流側に開口し、残余の部分がほぼ鉛直方向に
延びてそのF;I#nが下側に向けて開口するように形
成された水路ケーシングと、該水路の屈曲部の位置に前
記水路ケーシングを水平方向に貫通して挿入され回転自
在に支承さ才また水車軸と、前記水路領域内の水車軸に
挿設さ11.7N数個のランナ羽根が片状に配される水
車ランチと、前記水路ケーシングの外側に配設され前記
水車軸に結合された発電機と、前記水車ランナの上流側
位置に配設され揺動可能に支承されたガイドベーンとを
備えて形成されている。
〔発明の実施例〕
以下この発明の実施例を示す第1図ないし第3図により
この発明を説明する。第1図はこの発明によるゲート装
荷水車発電装置要部の平面図を、第2図はその要部[σ
1面図を、第3図は水車発電装置の要部拡大図を示すも
のである。図において、100が水車発電装置で、水路
ケーシング70はゲート80に固定されている。この水
路ケーシング70は、入口管71と、上1)’、i1ケ
ーシング72.T側ケーシング73、コーナーケーシン
グ′74および図示しないがその[1111壁と、吸出
し管75とからなっCいる。入口管71は取水側の開口
部71aかケート80の比較的下側。
すなわち上下の接合部80Cの下側の仕切壁80dを貫
通し、開水路81の上流側に向けてゲートの仕切壁80
dに水封的に摩り付けられている。上側ケーシング72
は入口管71の下流側にあって、3つのケーシング72
a、72b、72cとからなり、上流側に配される上側
ケーシング72aは下流側に向って下方に傾斜し、下流
側に配される上側ケーシング72Cの下流端は水車ラン
ナ90の外周に近接する位置まで突出している。そして
、上側ケーシング72aQ)一方の端部フランジ82a
が入口管の端部フランジ71bと水封的に結合し、他方
の端部フランジ82bが中間に配される上側ケーシング
72bO)一方の端部フランジ83aと水封的に結合さ
れている。下流側に配される上側ケーシング72cは、
一方の端部フランジ84aが中間に配される上側ケーシ
ング72bの端部フランジ83bと水封的に結合し、他
方の端部フランジ84bがコーナーケーシング74の一
方の端部フランジ85aと水封的に結合されている。コ
ーナーケーシング74は、他方の端部フランジ85bが
吸出し管75の端部フランジ86aと結合し、コーナケ
ーシング74と吸出し管75とはフランジを介して水封
的に結合されている。
下側ケーシング73は上側ケーシング72と対向して配
され、2つのケーシング73a 、 73bとからなり
、上流側に配さ11る下側ケーシング73aは下流側に
向って上方に傾射し、下流側に配され下側ケーシング7
3bは下方に向って鉛直方向に伸びている。そして、下
側ケーシング73aの一方の端部フランジ87aが入口
管の端部フランジ711)と水封的に結合し、他方の端
部フランジ87bが下流側に配される下側ケーシング7
3bの一方の端部フランジ88aに水封的に結合されて
いる。下側ケーシング73bの他方の端部フランジ88
bは吸出し管75の端部フランジ86aと結合し、下側
ケーシング73bと吸出し菅75とはフランジを介して
水封的に結合さイするとともに、上1則ケーシング72
.コーナケーシング74および下側ケーシング73との
間の両側面には図示しない側壁が水封的に結合されてい
る。また、吸出し管75は、下端開口部75aがゲート
の補強フレーム80eを貫通して放水路76の下流側に
向って開口し、その端部フランジ86aがケートの補強
フレーム80eに配設されたベース77に固定されてい
る。なお、89 a + 89 b+ 89 cは水路
ノr−シングのリブを、80aはゲートの上側の仕切壁
80bに設けられた補強フレームを示す。
この水路ケーシング70に区画される水路の屈曲部の位
置に水路ケーシング70を水平方向に貫通して水車軸9
1が挿入され、水車軸91の両端部が水路ケーシング7
0の外側位置のゲートの補強フレーム80eに配設され
た台座92上の軸受93によって支承されている。発電
機94は水路ケーシング70の外側位置のケートの補強
フレーム80e上に配設され、軸受93から突出すると
水車軸91の一方の軸部に結合されている。また、水車
ランナ90は、図示しなt、1対の円板状の側板と、こ
の両側板の周縁部分に分散配置され両端が側板にそれぞ
れ固定された被数1固のランナ羽根90aとからなり、
両側板の中心部を水車軸91が貫通し、水車ランナ90
はこの両側板を介して水車軸91に固定されている。9
5は固定整流板で、この固定整流板95は水車ランナ9
0への入口側の水路領域内に配設され、水車ランナ90
への流水の漸縮流を形成するために下流側に向って上方
に傾論し、その下端部は下側ケーシング73に、両側部
は図示しない側壁によって支持されている。
ガイドベーン97は水車ランナ90の上’IN、 ■0
に配さ11、水路ケーシング70の図示しない側壁によ
って軸支され、一方の軸部97aが水路ケーシング7o
の外側に突出し、該突出部が図示しないリンク機構を介
してゲートの補強フレームsoe上に配設された図示し
ないサーボモータと連結し、このサーボモータの動作で
回動が制御される構造となっている。
次に上述のケート装荷水車発醒装置の運転系統について
その概略を説明する。水車発電装置100はケート8(
lとともに下降し、ゲートの仕切壁80b、80dによ
って開水路81の水は堰止められる。この開水路の水は
水謔を瑣し水車発lJ!、装置100に所定員の水が常
時増水されるようになる。そして開水路の水位は81a
と81bとの間で変位している。
一方、水車発′由、装置100には水路ケーシング′7
0の入口管開口部71aから取水され、開口部71aか
ら流入した水は、ガイドベーン97の上[1+11およ
び下側とに2分割されて矢印Aのように流れ、固定整流
板95によって漸縮流が形成される。この漸縮流はラン
ナ羽根90aを矢印Bのように通過して水車ランナ90
を矢印Cのように回転させ、水平出力が発電機94に伝
達される。一方、水車ランナ90を通過した水は吸出し
管75内を通って放水路76へ落下し、開水路81の下
流側の潅砥用水となる。また、ガイドベーン97は水車
ランナ90への流水量を制御し、第3図に示すカイトベ
ーン97の開度は全開状態を示し、この状態では水車ラ
ンナ90を通過する流量は最大で、また水車出力も最大
となる。これに対して、図示しないサーボモータの制御
によりガイドベーン97を反時計方向に回動させると部
分開状態となり、ガイドベーン97の全開時に比べて水
車ランナ90を通過する流量も少なくなり、またこの時
の水車出力は第3図の状態に比べて小さくなる。
そして、更にカイトベーン97を反時計方向に回動させ
るとガイドベーン97の下流端は上側ケーシング72の
内壁に、ガイドベーン97の上流端は固定整流板95の
F端部に接触し、水車ランナ90への流水を遮断するこ
とができる。
上記のような構造により、水車運転中でも発電機94や
カイトベーン97などの操・作機拾に容易に近づいて保
守1点検ができる上に、常時開水路81の下流側に対し
てK 龜用水を流し、発′欧機94の事故。
修理時にもゲート80とともに吊り上げることで下流側
への責任放流が確保できる。また、洪水時にはゲート8
0とともに水車発電装置100を吊り上げることで放流
量を増大さ一+OLにとができる。
〔発明の効呆〕
上記の説明から明らかなように本発明によれば、小形軽
量かつコンパクトで、発電所θ′)1)Fμ屋および水
路などの土木設備を省略し、廉価で運転中でも保守9点
検が容易にてき、既存のゲートにも利用できるゲート装
イbj水車発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の芙施例を示し、第1図は
ゲート装荷水車発電装置要部の平面図、第2図はその要
部断面図、第3図は水車発電装置の要部拡大図、第4図
およびg> 5図はケート装荷水車発電装置の従来例を
示し、第4図はその平面図、第5図は第1図のA −A
 1IfI面図である。 70・・・水路ケーシング、76・・放水路、8o・・
・ゲート、80d・・・仕切壁、81・・・開水路、9
o・水車ランナ、91・・水車軸、94・・発電機、9
7 ガイドベーン、100・・・水車発電装置、Hl・
・水位。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)溝状に開さくされた開水路を仕切るゲートにそれと
    一体的に昇降可能に装荷される水車発電装置であって、
    上側部分がほぼ水平方向に延びてゲートの比較的下側の
    仕切壁を貫通して開水路の上流側に開口し、残余の部分
    がほぼ鉛直方向に延びてその下端が下側に向けて開口す
    るように形成された水路ケーシングと、該水路の屈曲部
    の位置に前記水路ケーシングを水平方向に貫通して挿入
    され回転自在に支承された水車軸と、前記水路領域内の
    水車軸に挿設され複数個のランナ羽根が環状に配される
    水車ランナと、前記水路ケーシングの外側に配設され前
    記水車軸に結合された発電機と、前記水車ランナの上流
    側位置に配設され揺動可能に支承されたガイドベンとを
    備えてなることを特徴とするゲート装荷水車発電装置。
JP59076171A 1984-04-16 1984-04-16 ゲ−ト装荷水車発電装置 Pending JPS60219468A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748605B1 (ko) 2007-04-13 2007-08-16 김현준 공기주입 터빈펌프

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100748605B1 (ko) 2007-04-13 2007-08-16 김현준 공기주입 터빈펌프

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