JPS6149174A - ペルトン水車の制御方法 - Google Patents
ペルトン水車の制御方法Info
- Publication number
- JPS6149174A JPS6149174A JP59170202A JP17020284A JPS6149174A JP S6149174 A JPS6149174 A JP S6149174A JP 59170202 A JP59170202 A JP 59170202A JP 17020284 A JP17020284 A JP 17020284A JP S6149174 A JPS6149174 A JP S6149174A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- jet flow
- turbine
- nozzles
- pelton
- Prior art date
- 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
-
- 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４ノズル以上の噴射孔を備えた室軸ペルトン水
車にａ５いて、非全ＣＦ１運転中に主機を緊急停止さけ
る際、デフレクタを使用することなく、運転中のノズル
からの噴流と隣りのノズルからの噴流との干渉によって
ペルトン水車の無拘束速度の上昇を低下させるようにし
たペルトン水車の制御方法に関する。
車にａ５いて、非全ＣＦ１運転中に主機を緊急停止さけ
る際、デフレクタを使用することなく、運転中のノズル
からの噴流と隣りのノズルからの噴流との干渉によって
ペルトン水車の無拘束速度の上昇を低下させるようにし
たペルトン水車の制御方法に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
最近は、電力需要の（１４造変化や発電所の立地条件の
制約に伴い、中小水力発電所の建設が促進されている。
制約に伴い、中小水力発電所の建設が促進されている。
この場合、季節的に流量変化の大きい中落差以上の水力
発電所では、軽負荷運転特性の優れたペルトン水車を採
用することが多くなってきている。
発電所では、軽負荷運転特性の優れたペルトン水車を採
用することが多くなってきている。
このような中小水力用ペルトン水車では、特に補機関連
設備をできるだけ簡略化し、光電設漏のコスト低減を計
ることが要請される。
設備をできるだけ簡略化し、光電設漏のコスト低減を計
ることが要請される。
第２図は４個の噴射孔を備えた室軸ペルトン水車の概略
構成を示ずもので、先端部に向って円弧状に湾曲するケ
ーシング１には、９０°間隔で４個の噴射管２８〜２ｄ
が取イ」けられている。
構成を示ずもので、先端部に向って円弧状に湾曲するケ
ーシング１には、９０°間隔で４個の噴射管２８〜２ｄ
が取イ」けられている。
ハウジング３の中心に植設した回転１１ｑｈに（よパケ
ットホイール５が固着されており、噴射管２８〜２ｄは
パケットホイール５のバケット群に向けて噴流を噴〔Ｉ
・１させる。６ａ〜６ｄは各噴射管に何段したサーボモ
ータを示ず。
ットホイール５が固着されており、噴射管２８〜２ｄは
パケットホイール５のバケット群に向けて噴流を噴〔Ｉ
・１させる。６ａ〜６ｄは各噴射管に何段したサーボモ
ータを示ず。
第３図は第２図の１部を拡大して示り゛もので、噴射管
２ｄ内には、す°−ボモータ６ｄによって前進後’ｒＲ
シ、ノズル７ｄから噴出する噴流の流量を制６ｎするニ
ードル８ｄが設けられており、また、ノズル７ｄの先端
には、そこから噴出する噴流がパケットホイール５に作
用しないように向きを変えるデフレクタ９ｄが回転可能
に１１１支されている。
２ｄ内には、す°−ボモータ６ｄによって前進後’ｒＲ
シ、ノズル７ｄから噴出する噴流の流量を制６ｎするニ
ードル８ｄが設けられており、また、ノズル７ｄの先端
には、そこから噴出する噴流がパケットホイール５に作
用しないように向きを変えるデフレクタ９ｄが回転可能
に１１１支されている。
このデフレクタは図示を省略したリンクＩｊＭ ４ｉ４
を介してナーボモータ制御装置により駆動される。
を介してナーボモータ制御装置により駆動される。
なお、第３図には噴射管２ｄのみにつき詳細を図示した
が、噴射管２ａ〜２Ｃも上記と同様に構成されている。
が、噴射管２ａ〜２Ｃも上記と同様に構成されている。
上述のように（ｊ４成されたペルトン水車において、ケ
ーシング１内の流水は１ｆｌ！ｉｆないし４個の噴射管
２ａ〜２ｄに分流してそれらのノズル７８〜７ｄから噴
射され、パケットホイール５を回転させた後、ハウジン
グ３の下部へ流出する。
ーシング１内の流水は１ｆｌ！ｉｆないし４個の噴射管
２ａ〜２ｄに分流してそれらのノズル７８〜７ｄから噴
射され、パケットホイール５を回転させた後、ハウジン
グ３の下部へ流出する。
流水の増減は噴射管２ａ〜２ｄ内に設けたニードル８ａ
〜８ｄをサーボモータ６ａ〜６ｄでストロークさせるこ
とにより行なうが、一般的にニードルの駆動速度は、閉
鎖時に生ずる水撃減少による水圧上昇を押えるため遅く
シであるので、流水の遮断時間は長く、回転部の速度上
昇は大きくなる。
〜８ｄをサーボモータ６ａ〜６ｄでストロークさせるこ
とにより行なうが、一般的にニードルの駆動速度は、閉
鎖時に生ずる水撃減少による水圧上昇を押えるため遅く
シであるので、流水の遮断時間は長く、回転部の速度上
昇は大きくなる。
この対策として、従来は、噴流がパケットホイール５に
作用しないようにするため、ノズル７ａ〜７Ｃの前面に
デフレクタ９ａ〜９ｄを設け、これらを制御装置により
駆動するようにしていた。
作用しないようにするため、ノズル７ａ〜７Ｃの前面に
デフレクタ９ａ〜９ｄを設け、これらを制御装置により
駆動するようにしていた。
しかしながら、デフレクタを設置することは設備費を増
大ざぜ、また保守点検作業ら複雑化するという欠点があ
る。
大ざぜ、また保守点検作業ら複雑化するという欠点があ
る。
（発明の目的）
本発明は背景技術における上述の如き欠点を除去すべく
なされたもので、運転中の噴射管からの噴流を隣接する
噴射管からの噴流と干渉させることによって、デフレク
タを使用することなく、ペルトン水車の無拘束速度の上
昇を抑制できるようにしたペルトン水車の制御方法を提
供することを目的とするものである。
なされたもので、運転中の噴射管からの噴流を隣接する
噴射管からの噴流と干渉させることによって、デフレク
タを使用することなく、ペルトン水車の無拘束速度の上
昇を抑制できるようにしたペルトン水車の制御方法を提
供することを目的とするものである。
本発明のペルトン水車の制御方法は４ノズル以上の噴射
管を備えたペルトン水車において、緊急停止指令が入力
された場合、運転ノズルを閉動作させると共に運転ノズ
ル上流側（ｌＦｉ上流側運転ノズルに対しては最下流側
）に隣接するノズルを制御ノズルとして聞ωＪ作させ、
その開度が前記運転ノズルの開度と一致した後、全ての
ノズルを閉動作させることを特徴とするものである。
管を備えたペルトン水車において、緊急停止指令が入力
された場合、運転ノズルを閉動作させると共に運転ノズ
ル上流側（ｌＦｉ上流側運転ノズルに対しては最下流側
）に隣接するノズルを制御ノズルとして聞ωＪ作させ、
その開度が前記運転ノズルの開度と一致した後、全ての
ノズルを閉動作させることを特徴とするものである。
室軸ペルトン水車においては、４個以上の噴射管を有す
る場合、第４図に示すように、任意の１本の噴流１０ａ
の延長線上にはかならず次の噴流１０ｂがある。従って
、噴流線上に妨げるものがなければ、噴流１０ａと１０
ｂとは干渉を生じ、流れの向きを変える。
る場合、第４図に示すように、任意の１本の噴流１０ａ
の延長線上にはかならず次の噴流１０ｂがある。従って
、噴流線上に妨げるものがなければ、噴流１０ａと１０
ｂとは干渉を生じ、流れの向きを変える。
第５図は４個の噴射管を倫えたペルトン水車の無拘束速
度特性を示す。同図にＪ′３いて、横ｌｌ１ｈはニード
ルストロークＳを％で示し、縦軸は無拘束速１臭Ｎ Ｒ
を最烏無拘束速度Ｎｌｌｌ０で除した値を％で示す。曲
線ａは相対する２個の噴射管による２射運転無拘束速度
特性を示し、曲線すは１射運転時無拘束速度特性を示す
。また曲線Ｃは全噴射孔運転すなわち４射運転時の無拘
束速度特性を示す。
度特性を示す。同図にＪ′３いて、横ｌｌ１ｈはニード
ルストロークＳを％で示し、縦軸は無拘束速１臭Ｎ Ｒ
を最烏無拘束速度Ｎｌｌｌ０で除した値を％で示す。曲
線ａは相対する２個の噴射管による２射運転無拘束速度
特性を示し、曲線すは１射運転時無拘束速度特性を示す
。また曲線Ｃは全噴射孔運転すなわち４射運転時の無拘
束速度特性を示す。
これらの特性曲線から明らかなように、２射運転時およ
び１射運転時の無拘束速度は４射運転時の無拘束速度よ
りもかなり高い１直を示ず。これは無拘束速度運転の場
合、発電機に負荷がないため、それに直結されたパケッ
トホイール５のトルクも小さく、噴流はパケットホイー
ルをほぼつつ抜は状態で通過し、隣りの噴流との間で干
渉し合い、無拘束速度を低下させるためである。
び１射運転時の無拘束速度は４射運転時の無拘束速度よ
りもかなり高い１直を示ず。これは無拘束速度運転の場
合、発電機に負荷がないため、それに直結されたパケッ
トホイール５のトルクも小さく、噴流はパケットホイー
ルをほぼつつ抜は状態で通過し、隣りの噴流との間で干
渉し合い、無拘束速度を低下させるためである。
本発明はかかる現象を巧みに利用し、４ノズル以上の噴
射管を備えたベル１〜ン水車において、緊急停止指令が
入力された場合、運転ノズルを閉ＩＪＪ作させると共に
運転ノズルの上流側（最上流側運転ノズルに対しては最
下流側）に隣接するノズルを制御ノズルとして閉動作さ
せ、その開度が前記運転ノズルの開度と一致した後、全
てのノズルを閉動作させることにＪ：って上記目的を達
成しにうとするものである。
射管を備えたベル１〜ン水車において、緊急停止指令が
入力された場合、運転ノズルを閉ＩＪＪ作させると共に
運転ノズルの上流側（最上流側運転ノズルに対しては最
下流側）に隣接するノズルを制御ノズルとして閉動作さ
せ、その開度が前記運転ノズルの開度と一致した後、全
てのノズルを閉動作させることにＪ：って上記目的を達
成しにうとするものである。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
同図において、１射運転時１１に、例えば送電系統の事
故により主機に緊急停止指令１２が発せられた場合、主
回路遮断リレー（図示せず）の作りＪに１二り、運転中
のノズルは閉動作１３を行なう。
故により主機に緊急停止指令１２が発せられた場合、主
回路遮断リレー（図示せず）の作りＪに１二り、運転中
のノズルは閉動作１３を行なう。
それと同時に運転中ノズルの上流側のノズル（運転中ノ
ズルが最上流ノズル７ａの場合には最下流ノズル７ｄ）
が閉動作１４を行なう。
ズルが最上流ノズル７ａの場合には最下流ノズル７ｄ）
が閉動作１４を行なう。
この場合、パケットホイールは無拘束状態にあるので、
噴流１０ａは上流側噴流１０ｄとの干渉により流路を外
向きに変更せしめられ、噴流１０ａがパケットに及ぼす
エネルギーはほぼ零となる。
噴流１０ａは上流側噴流１０ｄとの干渉により流路を外
向きに変更せしめられ、噴流１０ａがパケットに及ぼす
エネルギーはほぼ零となる。
閉動作中のノズル７ａの開度Ｓ と新たに作動ａ
を開始したノズル７ｄの開度Ｓ７ｄが等しくなったこと
が検出１５されると、ノズル７ｄは閉動作１６に移行し
、全ノズルｆｌ１７どなった後、主機は停止１８する。
が検出１５されると、ノズル７ｄは閉動作１６に移行し
、全ノズルｆｌ１７どなった後、主機は停止１８する。
なお、以上の説明では４本の噴射管を備えｌζペルトン
水車において、噴ｇＡ管２ａにょる１射運転時に緊急停
止指令が発せられた場合につぎ説明したが、これは他の
噴射管２ｂ〜２ｄの１射運転時でも同様であり、また、
２用または３射運転時に緊急停止指令が発せられた場合
にも運転中ノズルの上流側の噴射管のノズルを上記と同
十、Ｕに一旦聞動作させた後、閉動作させれば同様の効
果が１″Ｉられる。
水車において、噴ｇＡ管２ａにょる１射運転時に緊急停
止指令が発せられた場合につぎ説明したが、これは他の
噴射管２ｂ〜２ｄの１射運転時でも同様であり、また、
２用または３射運転時に緊急停止指令が発せられた場合
にも運転中ノズルの上流側の噴射管のノズルを上記と同
十、Ｕに一旦聞動作させた後、閉動作させれば同様の効
果が１″Ｉられる。
第１表は上述の運転噴射管と制御噴射管との組合せ関係
を示している。（同表のＡ〜Ｄは第６図中の噴射管を示
す）。
を示している。（同表のＡ〜Ｄは第６図中の噴射管を示
す）。
第１表
また第７図に示すように、６本の噴射管Ｅ−Ｊを茹えた
ペルトン水車に本発明を適用り゛る場合には、第２表に
示すように運転噴射管と制御噴射管を組合せればよい。
ペルトン水車に本発明を適用り゛る場合には、第２表に
示すように運転噴射管と制御噴射管を組合せればよい。
第２表
上表の組合せににリベルトン水車の緊急停止指令時に、
前記と同様に制御噴射管を閉動作させた後、運転噴射管
と共に閉動作させれば、運転噴射管の噴流は制御噴射管
からの噴流によって乱流どされるので、デフレクタを使
用せずともペルトン水車の無拘束速度の上昇を押えるこ
とができる。
前記と同様に制御噴射管を閉動作させた後、運転噴射管
と共に閉動作させれば、運転噴射管の噴流は制御噴射管
からの噴流によって乱流どされるので、デフレクタを使
用せずともペルトン水車の無拘束速度の上昇を押えるこ
とができる。
なお、上述の制御をコンピュータで行なう場合には、各
噴射管の記号をあらかじめ組合せて記憶させておくこと
により、容易に目的を達成り°ることができる。
噴射管の記号をあらかじめ組合せて記憶させておくこと
により、容易に目的を達成り°ることができる。
上述の如く、本発明のペルトン水車の制御方法によれば
、デフレクタを使用づ゛ることなく軽負荷運転時の無拘
束速度を低下させることができるので、デフレクタおよ
びその駆動用圧油装置、配管、駆動リンク機構が不要と
なり、また、従来の発電所で多発していたデフレクタ本
体のキャビテーション壊食や破損等のトラブルを回避す
ることができる。従って発電所の建設コストを引下げる
ことができ、保守点検作業も容易となる等大きな効果が
得られる。
、デフレクタを使用づ゛ることなく軽負荷運転時の無拘
束速度を低下させることができるので、デフレクタおよ
びその駆動用圧油装置、配管、駆動リンク機構が不要と
なり、また、従来の発電所で多発していたデフレクタ本
体のキャビテーション壊食や破損等のトラブルを回避す
ることができる。従って発電所の建設コストを引下げる
ことができ、保守点検作業も容易となる等大きな効果が
得られる。
なお、本発明は新設の発電所に適用すれば、デフレクタ
およびその付属設備の設置コストを節減できるが、デフ
レクタを協えた既設発電所に適用する場合でも、デフレ
クタの制御や保守に要するコストを低減することができ
る。
およびその付属設備の設置コストを節減できるが、デフ
レクタを協えた既設発電所に適用する場合でも、デフレ
クタの制御や保守に要するコストを低減することができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
室軸ペルトン水車の概略構成を示す平面図、第３図は従
来の室軸ペルトン水車の一部を拡大して示す一部切欠平
面図、第４図は本発明の作シＪ原理を説明するだめの位
置関係図、第５図は立’ｔｉｌｌ ４射ペルトン水車の
無拘束速度特性を示すグラフ、第６図と第７図はそれぞ
れ室軸４射および立￥１１１６射ペルトン水車における
噴射管の位置関係を示す説明図である。 １・・・ケーシング、２ａ〜２ｄ、Ａ−Ｊ・・・噴射管
、３・・・ハウジング、４・・・回転軸、５・・・パケ
ットホイール、６ａ〜６ｄ・・・サーボモータ、７ａ〜
７ｄ・・・ノズル、８ｄ・・・ニードル、９ｄ・・・デ
フレクタ、１０ａ、１０ｄ−・・噴流。 出願人代理人 猪 股 γ青第２図 第４図 第５図 Ｓ（％） 第６図 キ。 第７図 胤
室軸ペルトン水車の概略構成を示す平面図、第３図は従
来の室軸ペルトン水車の一部を拡大して示す一部切欠平
面図、第４図は本発明の作シＪ原理を説明するだめの位
置関係図、第５図は立’ｔｉｌｌ ４射ペルトン水車の
無拘束速度特性を示すグラフ、第６図と第７図はそれぞ
れ室軸４射および立￥１１１６射ペルトン水車における
噴射管の位置関係を示す説明図である。 １・・・ケーシング、２ａ〜２ｄ、Ａ−Ｊ・・・噴射管
、３・・・ハウジング、４・・・回転軸、５・・・パケ
ットホイール、６ａ〜６ｄ・・・サーボモータ、７ａ〜
７ｄ・・・ノズル、８ｄ・・・ニードル、９ｄ・・・デ
フレクタ、１０ａ、１０ｄ−・・噴流。 出願人代理人 猪 股 γ青第２図 第４図 第５図 Ｓ（％） 第６図 キ。 第７図 胤
Claims (1)
- １、４ノズル以上の噴射管を備えたペルトン水車におい
て、ペルトン水車に緊急停止指令が入力された場合、運
転ノズルを閉動作させると共に運転ノズル上流側（最上
流側運転ノズルに対しては最下流側）に隣接するノズル
を制御ノズルとして開動作させ、その開度が前記運転ノ
ズルの開度と一致した後、全てのノズルを閉動作させる
ことを特徴とするペルトン水車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170202A JPS6149174A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | ペルトン水車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170202A JPS6149174A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | ペルトン水車の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149174A true JPS6149174A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15900557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170202A Pending JPS6149174A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | ペルトン水車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149174A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108005833A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-08 | 重庆水轮机厂有限责任公司 | 一种判断六喷嘴冲击式水轮机射流干涉与否的方法 |
-
1984
- 1984-08-15 JP JP59170202A patent/JPS6149174A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108005833A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-08 | 重庆水轮机厂有限责任公司 | 一种判断六喷嘴冲击式水轮机射流干涉与否的方法 |
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