JPS61283769A - 横軸単輪複流うず巻形フランシス水車 - Google Patents
横軸単輪複流うず巻形フランシス水車Info
- Publication number
- JPS61283769A JPS61283769A JP60125915A JP12591585A JPS61283769A JP S61283769 A JPS61283769 A JP S61283769A JP 60125915 A JP60125915 A JP 60125915A JP 12591585 A JP12591585 A JP 12591585A JP S61283769 A JPS61283769 A JP S61283769A
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- JP
- Japan
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- flow
- vane
- water
- runner
- flow rate
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- Hydraulic 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、うず巻室から羽根車に至る流路に羽根車の流
水分岐部の外周に位置する仕切板により分流される二つ
の流路が設けられ、この二つの流路にそれぞれ別々に開
閉自在な案内羽根を備えた横軸単輪複流うず巻形フラン
シス水車に関する０〔従来技術とその問題点〕 横軸単輪複流うず巻形フランシス水車においては水車の
低出力時に効率の向上とサージングの回避を行なうため
に羽根車の流水分岐部を境界にして両側にランチ羽根を
備えた羽根車のいづれか一方の羽根に通水して水車を駆
動している。以下図面を用いて従来技術について説明す
る。
水分岐部の外周に位置する仕切板により分流される二つ
の流路が設けられ、この二つの流路にそれぞれ別々に開
閉自在な案内羽根を備えた横軸単輪複流うず巻形フラン
シス水車に関する０〔従来技術とその問題点〕 横軸単輪複流うず巻形フランシス水車においては水車の
低出力時に効率の向上とサージングの回避を行なうため
に羽根車の流水分岐部を境界にして両側にランチ羽根を
備えた羽根車のいづれか一方の羽根に通水して水車を駆
動している。以下図面を用いて従来技術について説明す
る。
第３図は従来の横軸単輪複流うず巻形７ランシス水車の
断面図であシ、図においてうず巻室１から羽根車５まで
の流路に、羽根車５の軸１１に直角方向にのび、かつ羽
根車５の流水分岐部６の外周に位置する仕切板１６が設
けられている。この仕切板１６によって分けられた二つ
の流路４ａ、４ｂに複数のステーベーン２ａ、２ｂが設
けられ、さらにそれぞれ独立して回動できるそれぞれ複
数の案内羽根３ａ、３ｂとが設けられている。そして案
内羽根３ａ 、 ３ｂには軸１２ａ、１２ｂが一体とな
って取付けられ、これらの複数の軸１２ａ、１２ｂは流
路の円周上に配設されている◇ 複数の案内羽根３ａのそれぞれの軸１２ａにはレバー１
３ａが取付けられておシ、このレバー１３ａはリンク１
５ａを介して開閉リング１４ａとビンジヨイントで結合
されている。このような構成に、ｌ開閉リング１４ａを
回動すれば図において仕切板１６の左側のすべての案内
羽根３ａは同時に軸１２ａの周シを同一角度回動するの
ですべて案内羽根３ａを同一の□開度で開閉できる。同
様にして複数の案内羽根３ｂのそれぞれの軸１２ｂには
レバー１３ｂが設けられており、このレバー１３ｂはリ
ンク１５ｂを介して開閉リング１４ｂに結合されている
。したがって前述のように開閉リング１４ｂを回動すれ
ば図において仕切板１６の右側のすべての案内羽根３ｂ
。
断面図であシ、図においてうず巻室１から羽根車５まで
の流路に、羽根車５の軸１１に直角方向にのび、かつ羽
根車５の流水分岐部６の外周に位置する仕切板１６が設
けられている。この仕切板１６によって分けられた二つ
の流路４ａ、４ｂに複数のステーベーン２ａ、２ｂが設
けられ、さらにそれぞれ独立して回動できるそれぞれ複
数の案内羽根３ａ、３ｂとが設けられている。そして案
内羽根３ａ 、 ３ｂには軸１２ａ、１２ｂが一体とな
って取付けられ、これらの複数の軸１２ａ、１２ｂは流
路の円周上に配設されている◇ 複数の案内羽根３ａのそれぞれの軸１２ａにはレバー１
３ａが取付けられておシ、このレバー１３ａはリンク１
５ａを介して開閉リング１４ａとビンジヨイントで結合
されている。このような構成に、ｌ開閉リング１４ａを
回動すれば図において仕切板１６の左側のすべての案内
羽根３ａは同時に軸１２ａの周シを同一角度回動するの
ですべて案内羽根３ａを同一の□開度で開閉できる。同
様にして複数の案内羽根３ｂのそれぞれの軸１２ｂには
レバー１３ｂが設けられており、このレバー１３ｂはリ
ンク１５ｂを介して開閉リング１４ｂに結合されている
。したがって前述のように開閉リング１４ｂを回動すれ
ば図において仕切板１６の右側のすべての案内羽根３ｂ
。
は同時に同一の角度で回動するので案内羽根３ａと独立
して同一の開度で開閉できる。
して同一の開度で開閉できる。
上記のような横軸単輪複流うず巻形７ランシス水車は５
０チ以下の低い出力の時には一方の案内羽根を閉じ、他
方の案内羽根を開いて羽根車の片方の羽根のみで運転（
以下単流運転という）するようＫしている。この単流運
転において、例えば案内羽根３ａを開にし、案内羽根３
ｂを閉にしたときの水の流れについて説明する。うず巻
室１に通流された水はステーベーン２ａと開になった案
内羽根３ａとを通流し、羽根車５の一方のランチ羽根７
に通水され、羽根車５を回転させ軸１１に結合される水
車に動力を与えて吸出し管９に放流される。一方案内羽
根３ｂは閉になっているのでうず巻室１の水は羽根車５
の一方のランナ羽根８に通水されないため、吸出し管１
０は図示しない放水位を保って案内羽根３ｂとの間に空
間を形成し、ランチ羽根８は空転している。なお案内羽
根３ａを閉に３ｂを開にすれば前述の水の流路は入れ代
るがその作用は同じである。
０チ以下の低い出力の時には一方の案内羽根を閉じ、他
方の案内羽根を開いて羽根車の片方の羽根のみで運転（
以下単流運転という）するようＫしている。この単流運
転において、例えば案内羽根３ａを開にし、案内羽根３
ｂを閉にしたときの水の流れについて説明する。うず巻
室１に通流された水はステーベーン２ａと開になった案
内羽根３ａとを通流し、羽根車５の一方のランチ羽根７
に通水され、羽根車５を回転させ軸１１に結合される水
車に動力を与えて吸出し管９に放流される。一方案内羽
根３ｂは閉になっているのでうず巻室１の水は羽根車５
の一方のランナ羽根８に通水されないため、吸出し管１
０は図示しない放水位を保って案内羽根３ｂとの間に空
間を形成し、ランチ羽根８は空転している。なお案内羽
根３ａを閉に３ｂを開にすれば前述の水の流路は入れ代
るがその作用は同じである。
なお、出力が５０％以上になった場合には案内羽根３ａ
と３ｂとを同一開度に開閉して羽根車５の羽根７，８に
水を送流して水車の運転（以下複流運転という）を行な
うようにしている。
と３ｂとを同一開度に開閉して羽根車５の羽根７，８に
水を送流して水車の運転（以下複流運転という）を行な
うようにしている。
したがって、出力の増減に応じて単流または複流として
羽根車を駆動することによシ水車を高い効率で運転する
ことができる。
羽根車を駆動することによシ水車を高い効率で運転する
ことができる。
第４図は上記のような単輪複流のフランシス水車と、出
力の大きさに関係なく単流として羽根車に送水する単輪
単流のフランシス水車との流量と効率との関係を、横軸
に流量＠）を縦軸に効率をとって示したグラフである。
力の大きさに関係なく単流として羽根車に送水する単輪
単流のフランシス水車との流量と効率との関係を、横軸
に流量＠）を縦軸に効率をとって示したグラフである。
第４図において実線ＡＢ輪単流のものの特性を示してい
る。図から単輪複流は単輪単流に比べて低流量時の水車
の効率を向上でき、また運転可能下限流量が拡大するこ
とが理解される〇 ところで上記の羽根車５の羽根７と羽根８とは全く同一
の比速度のものが使用されているので低流量時の効率向
上にも限度があシ、また運転可能下限範囲の拡大も単輪
単流の下限範囲の１／２になる程度である。
る。図から単輪複流は単輪単流に比べて低流量時の水車
の効率を向上でき、また運転可能下限流量が拡大するこ
とが理解される〇 ところで上記の羽根車５の羽根７と羽根８とは全く同一
の比速度のものが使用されているので低流量時の効率向
上にも限度があシ、また運転可能下限範囲の拡大も単輪
単流の下限範囲の１／２になる程度である。
しかしながら最近の水力発電所ではダム式でなくいわゆ
る流れ込み式の発電所が多くなる傾向にある。このよう
な流れ込み式の発電所では季節による流量の変化が大き
いため、極小流量から過大流量まで広い流量範囲で、運
転ができ、特に低出力時において水車が効率よく、また
振動、騒音。
る流れ込み式の発電所が多くなる傾向にある。このよう
な流れ込み式の発電所では季節による流量の変化が大き
いため、極小流量から過大流量まで広い流量範囲で、運
転ができ、特に低出力時において水車が効率よく、また
振動、騒音。
キャビテーション等を起こさずに運転されることが要望
されている。
されている。
本発明は、前述のような点に鑑み運転可能下限流量を低
下させ、低流量時でも効率がよい横軸単輪複流うず巻形
７ランシス水車を提供することを目的とする。
下させ、低流量時でも効率がよい横軸単輪複流うず巻形
７ランシス水車を提供することを目的とする。
上記の目的は、本発明によればうず巻室から羽根車に向
う流水を二方向に分流し前記羽根車の流水分岐部の外周
に位置する仕切板と、この仕切板によって分けられた二
つの流路にそれぞれ別々に開閉自在の案内羽根を備えた
横軸単輪複流うず巻形水車において、前記羽根車の流水
分岐部の両側に比速度の異なるランチ羽根を備えること
によフ低流童時には低比速度のランチ羽根で、中流量時
には高比速度のランナ羽根で、大流量時には両方のラン
チ羽根で運転することにより達成される。
う流水を二方向に分流し前記羽根車の流水分岐部の外周
に位置する仕切板と、この仕切板によって分けられた二
つの流路にそれぞれ別々に開閉自在の案内羽根を備えた
横軸単輪複流うず巻形水車において、前記羽根車の流水
分岐部の両側に比速度の異なるランチ羽根を備えること
によフ低流童時には低比速度のランチ羽根で、中流量時
には高比速度のランナ羽根で、大流量時には両方のラン
チ羽根で運転することにより達成される。
以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例による横軸単輪複流うず巻形水
車の断面図である・なお第１図において第３図の従来例
と同一部品には同じ符号を付している。第１図において
うず巻室ｌ、仕切板１６によシ分けられた流路４ａと４
ｂ、案内羽根３ａと３ｂ、羽根車５等の構成は従来技術
と同じであるので説明を省略するが、第１図において異
なる点は羽根車５の流水分岐部６の両側に比速度の異な
る高比速度のランナ羽根５ａと低比速度のランチ羽根５
ｂとを設けていることである。したがってランチ羽根５
ａと５ｂとの入口部の形状は異なるため、流水分岐部６
の外周に位置する仕切板１６の位置は流路の中央よシず
れ、流路の高さの異なる流路４ａと４ｂとを形成してい
る。したがって流路４ａと４ｂとにそれぞれ配されるス
テーベーン２ａと２ｂ。
車の断面図である・なお第１図において第３図の従来例
と同一部品には同じ符号を付している。第１図において
うず巻室ｌ、仕切板１６によシ分けられた流路４ａと４
ｂ、案内羽根３ａと３ｂ、羽根車５等の構成は従来技術
と同じであるので説明を省略するが、第１図において異
なる点は羽根車５の流水分岐部６の両側に比速度の異な
る高比速度のランナ羽根５ａと低比速度のランチ羽根５
ｂとを設けていることである。したがってランチ羽根５
ａと５ｂとの入口部の形状は異なるため、流水分岐部６
の外周に位置する仕切板１６の位置は流路の中央よシず
れ、流路の高さの異なる流路４ａと４ｂとを形成してい
る。したがって流路４ａと４ｂとにそれぞれ配されるス
テーベーン２ａと２ｂ。
案内羽根３ａと３ｂとはそれぞれ高さが異なっている。
なお案内羽根３ａ、３ｂを回動させる構造２作用は従来
技術と同様であるので説明を省略する。
技術と同様であるので説明を省略する。
このような構造において水車の最大流量近傍ではランナ
羽根５ａと５ｂとに同時に水を通流し、案内羽根３ａと
３ｂとの同時回動による同開度調整にょ多出力を制御す
る。中流量では案内羽根３ｂの回動によシ流路３ｂを閉
にして高比速度のランナ羽根５ａに流路４ａを通して水
を通流し、案内羽根３ａの回動によシ開度を調節して出
力を制御する。低流量時には案内羽根３ａを回動して流
路４ａを閉鎖して、低比速度のランナ羽根５ｂに流路４
ｂを通して水を通流し、案内羽根３ｂの回動によシ開度
を調節し、て出力を制御する。
羽根５ａと５ｂとに同時に水を通流し、案内羽根３ａと
３ｂとの同時回動による同開度調整にょ多出力を制御す
る。中流量では案内羽根３ｂの回動によシ流路３ｂを閉
にして高比速度のランナ羽根５ａに流路４ａを通して水
を通流し、案内羽根３ａの回動によシ開度を調節して出
力を制御する。低流量時には案内羽根３ａを回動して流
路４ａを閉鎖して、低比速度のランナ羽根５ｂに流路４
ｂを通して水を通流し、案内羽根３ｂの回動によシ開度
を調節し、て出力を制御する。
第２図はこのような運転による流量と効率との関係を従
来のものと比較して示したグラフであり、横軸に流量（
％）を縦軸に効率をとって示している。
来のものと比較して示したグラフであり、横軸に流量（
％）を縦軸に効率をとって示している。
５ａと低比速度のランナ羽根５ｂとを備えた羽根車の流
量と効率との関係を示している。曲線Ｐにおいて曲線Ａ
Ｂはランナ羽根５ａと５ｂとに同時に通流したときの最
大流量近傍の流量時の、曲線ＢＣは高比速度のランナ羽
根５ａのみに通流した中流量時の、曲線ＣＤは低比速度
のランチ羽根５ｂのみを通流した低流量時の流量と効率
との関係を示している。また実線ＡＢと一点鎖線ＢＥと
からなる曲線Ｑは同一の比速度のランナ羽根を有する単
輪複流の７ランシス水車の流量と効率との関係を示して
いる。なお曲線ＢＥは一方のランナ羽根に通流したとき
を、実線ＡＢは両方のランナ羽根に通流したときの流量
と効率との関係を示している。なお実線ＡＢと破線ＢＦ
とからなる曲線Ｒは単輪単流の７ランシス水車の流量と
効率との関係 にを示している。したがってこのグラフ
によシ単輪単流のフランシス水車で下限運転流量が約４
０％（Ｇ点）であったものが、従来の単輪複流では約２
０％（Ｈ点→に、本発明による単輪複流ではさらに約１
３％ＣＩ点）にまで引き下げられることができるととも
に低流量時の効率も向上していることが理解される。
量と効率との関係を示している。曲線Ｐにおいて曲線Ａ
Ｂはランナ羽根５ａと５ｂとに同時に通流したときの最
大流量近傍の流量時の、曲線ＢＣは高比速度のランナ羽
根５ａのみに通流した中流量時の、曲線ＣＤは低比速度
のランチ羽根５ｂのみを通流した低流量時の流量と効率
との関係を示している。また実線ＡＢと一点鎖線ＢＥと
からなる曲線Ｑは同一の比速度のランナ羽根を有する単
輪複流の７ランシス水車の流量と効率との関係を示して
いる。なお曲線ＢＥは一方のランナ羽根に通流したとき
を、実線ＡＢは両方のランナ羽根に通流したときの流量
と効率との関係を示している。なお実線ＡＢと破線ＢＦ
とからなる曲線Ｒは単輪単流の７ランシス水車の流量と
効率との関係 にを示している。したがってこのグラフ
によシ単輪単流のフランシス水車で下限運転流量が約４
０％（Ｇ点）であったものが、従来の単輪複流では約２
０％（Ｈ点→に、本発明による単輪複流ではさらに約１
３％ＣＩ点）にまで引き下げられることができるととも
に低流量時の効率も向上していることが理解される。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば羽根車
に流水分岐部を境界にしてその両側に異なる比速度、す
なわち高比速度と低比速度とのランナ羽根を備えたこと
によシ、水車に送流される水量に応じて高比速度と低比
速度とのランチ羽根への同時送流や高比速度のランナ羽
根のみへの送流や低比速度のランナ羽根のみへの送流を
行なうことができるので従来より可成シ低い流量まで振
動、騒音、キャビテーションが生じない運転が可能にな
るとともに低流量時の効率も向上するという効果がある
。
に流水分岐部を境界にしてその両側に異なる比速度、す
なわち高比速度と低比速度とのランナ羽根を備えたこと
によシ、水車に送流される水量に応じて高比速度と低比
速度とのランチ羽根への同時送流や高比速度のランナ羽
根のみへの送流や低比速度のランナ羽根のみへの送流を
行なうことができるので従来より可成シ低い流量まで振
動、騒音、キャビテーションが生じない運転が可能にな
るとともに低流量時の効率も向上するという効果がある
。
第１図は本発明の冥施例による横軸単輪複流うず巻形フ
ランシス水車構造要部の断面図、第２図は第１図の７ラ
ンシス水車の流量と効率との関係を示すグラフ、第３図
は従来の横軸単輪横流うず巻形フランシス水車構造要部
の断面図、第４図は第３図の７ランシス水車の流量と効
率との関係を示すグラフである。 １：うず巻室、３ａ、３ｂ ：案内羽根、４ａ、４ｂ
：流路、５：羽根車、５ａ、５ｂ ：ランナ羽根、６：
流第３図 ０
１００６ん→ 流量 第４図
ランシス水車構造要部の断面図、第２図は第１図の７ラ
ンシス水車の流量と効率との関係を示すグラフ、第３図
は従来の横軸単輪横流うず巻形フランシス水車構造要部
の断面図、第４図は第３図の７ランシス水車の流量と効
率との関係を示すグラフである。 １：うず巻室、３ａ、３ｂ ：案内羽根、４ａ、４ｂ
：流路、５：羽根車、５ａ、５ｂ ：ランナ羽根、６：
流第３図 ０
１００６ん→ 流量 第４図
Claims (1)
- うず巻室から羽根車に向かう流水を二方向に分流し前記
羽根車の流水分岐部の外周に位置する仕切板と、該仕切
板によって分けられた二つの流路にそれぞれ別々に開閉
自在の案内羽根を備えた横軸単輪複流うず巻形フランシ
ス水車において、前記羽根車の流水分岐部の両側に比速
度の異なるランナ羽根を設けたことを特徴とする横軸単
輪複流うず巻形フランシス水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125915A JPS61283769A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 横軸単輪複流うず巻形フランシス水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125915A JPS61283769A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 横軸単輪複流うず巻形フランシス水車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283769A true JPS61283769A (ja) | 1986-12-13 |
Family
ID=14922073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125915A Pending JPS61283769A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 横軸単輪複流うず巻形フランシス水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283769A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015038321A (ja) * | 2011-11-09 | 2015-02-26 | 鈴木 俊樹 | 潮流発電用高トルク・スクリュー部材 |
| CN106246440A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-21 | 杭州诚德发电设备有限公司 | 双转轮水轮机 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125915A patent/JPS61283769A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015038321A (ja) * | 2011-11-09 | 2015-02-26 | 鈴木 俊樹 | 潮流発電用高トルク・スクリュー部材 |
| CN106246440A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-21 | 杭州诚德发电设备有限公司 | 双转轮水轮机 |
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