JPS627391B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS627391B2 JPS627391B2 JP55082940A JP8294080A JPS627391B2 JP S627391 B2 JPS627391 B2 JP S627391B2 JP 55082940 A JP55082940 A JP 55082940A JP 8294080 A JP8294080 A JP 8294080A JP S627391 B2 JPS627391 B2 JP S627391B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- guide vane
- turbine
- pump
- pressure
- 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.)
- Expired
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多段ポンプ水車に係り、特に高圧段と
低圧段とのランナの外周に、それぞれガイドベー
ンを設けた２段ポンプ水車に関する。
低圧段とのランナの外周に、それぞれガイドベー
ンを設けた２段ポンプ水車に関する。
一般に水車およびポンプ水車等の水力機械（本
明細書中では以下ポンプ水車として説明する）で
は、ランナの外周に設けたガイドベーンあるいは
ポンプ水車の入口に設けた入口弁によつて水流量
を調整して運転状態が制御される。多段ポンプ水
車の場合においても、各段部のランナの外周に設
けたガイドベーンによつて各段部の水流量を調整
し運転状態を制御する方法が考えられる。しかし
各段部にランナを有する複雑な構造の多段ポンプ
水車に対して各段部毎のガイドベーンにさらに開
閉操作機構を夫々設けることは構造上および設置
空間上から大きな制約を受け実用的には極めて困
難である。
明細書中では以下ポンプ水車として説明する）で
は、ランナの外周に設けたガイドベーンあるいは
ポンプ水車の入口に設けた入口弁によつて水流量
を調整して運転状態が制御される。多段ポンプ水
車の場合においても、各段部のランナの外周に設
けたガイドベーンによつて各段部の水流量を調整
し運転状態を制御する方法が考えられる。しかし
各段部にランナを有する複雑な構造の多段ポンプ
水車に対して各段部毎のガイドベーンにさらに開
閉操作機構を夫々設けることは構造上および設置
空間上から大きな制約を受け実用的には極めて困
難である。
このため、従来の多段ポンプ水車では各段部の
ランナ外周に設けるガイドベーンを通常その水口
開度が一定のまゝで変えられない固定ベーンと
し、入口弁を開閉操作することによつて水量を調
整して運転状態が制御されている。このことは２
段ポンプ水車でも同様である。しかしこのような
構造の多段ポンプ水車では入口弁のみの操作で各
段のランナ外周部の水流状態を流量に応じて適正
に調整することはできないので、設計点から離れ
た小流量域および大流量域に入ると各段とも一様
に水力性能が低下し、したがつてポンプ水車の総
合的な水力性能が低下した状態で運転されること
になる。さらにこの場合、流量調整のためにたと
えば入口弁の水口開度を部分的に減少させて流量
を調整すると、入口弁部での損失水頭が増大し、
その分の水流エネルギが損失となつて発電所の運
転効率を低下させる等の欠点があつた。
ランナ外周に設けるガイドベーンを通常その水口
開度が一定のまゝで変えられない固定ベーンと
し、入口弁を開閉操作することによつて水量を調
整して運転状態が制御されている。このことは２
段ポンプ水車でも同様である。しかしこのような
構造の多段ポンプ水車では入口弁のみの操作で各
段のランナ外周部の水流状態を流量に応じて適正
に調整することはできないので、設計点から離れ
た小流量域および大流量域に入ると各段とも一様
に水力性能が低下し、したがつてポンプ水車の総
合的な水力性能が低下した状態で運転されること
になる。さらにこの場合、流量調整のためにたと
えば入口弁の水口開度を部分的に減少させて流量
を調整すると、入口弁部での損失水頭が増大し、
その分の水流エネルギが損失となつて発電所の運
転効率を低下させる等の欠点があつた。
このように従来の２段ポンプ水車を含む多段ポ
ンプ水車では水力性能上は各段毎に水口開度を調
整できる可変ガイドベーンを設けることが最も好
ましいが、構造的にその実用化が困難であり、一
方このために各段毎のガイドベーンを水口開度が
一定で変らない固定ガイドベーンとするポンプ水
車の水力性能が低下するという問題があつた。
ンプ水車では水力性能上は各段毎に水口開度を調
整できる可変ガイドベーンを設けることが最も好
ましいが、構造的にその実用化が困難であり、一
方このために各段毎のガイドベーンを水口開度が
一定で変らない固定ガイドベーンとするポンプ水
車の水力性能が低下するという問題があつた。
本発明の目的はこのような従来技術の欠点を解
消し、水力性能に優れかつ構造が比較的簡単な多
段ポンプ水車を提供することにある。
消し、水力性能に優れかつ構造が比較的簡単な多
段ポンプ水車を提供することにある。
本発明は、高圧段部と低圧段部との２段からな
り、各段毎のランナにガイドベーンを設けてなる
多段ポンプ水車において、高圧段部のランナに開
度の可変な可動ガイドベーンを設けると共に、低
圧段部には開度の一定な固定ガイドベーンを設
け、かつ前記可動ガイドベーンの最大開度に対す
る前記固定ガイドベーンの開度の比率を約70ない
し80％の範囲に設定したことを特徴とする。
り、各段毎のランナにガイドベーンを設けてなる
多段ポンプ水車において、高圧段部のランナに開
度の可変な可動ガイドベーンを設けると共に、低
圧段部には開度の一定な固定ガイドベーンを設
け、かつ前記可動ガイドベーンの最大開度に対す
る前記固定ガイドベーンの開度の比率を約70ない
し80％の範囲に設定したことを特徴とする。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明を適用したフランシス形二段ポ
ンプ水車の概要を示す断面図であり、図中、高圧
段部ランナ１の外周には可動ガイドベーン２が、
低圧段部ランナ３の外周には水口開度一定の固定
ガイドベーン４が夫々設けられており、高圧およ
び低圧段部は返り通路５によつて互いに直列に結
合されている。
ンプ水車の概要を示す断面図であり、図中、高圧
段部ランナ１の外周には可動ガイドベーン２が、
低圧段部ランナ３の外周には水口開度一定の固定
ガイドベーン４が夫々設けられており、高圧およ
び低圧段部は返り通路５によつて互いに直列に結
合されている。
第２図は二段ポンプ水車の水車運転時における
出力ＰT／ＰTmax（横軸）と水車効率η（縦軸）
との関係を可動ガイドベーンの最大開度に対する
固定ガイドベーンの比率を種々に変えて示す図で
ある。図中、前記比率を60％，70％，80％および
90％とした場合の特性を夫々曲線Ａ，Ｂ，Ｃおよ
びＤで示してある。
出力ＰT／ＰTmax（横軸）と水車効率η（縦軸）
との関係を可動ガイドベーンの最大開度に対する
固定ガイドベーンの比率を種々に変えて示す図で
ある。図中、前記比率を60％，70％，80％および
90％とした場合の特性を夫々曲線Ａ，Ｂ，Ｃおよ
びＤで示してある。
また第３図は二段ポンプ水車のポンプ運転時に
おける揚水量ＱP／ＱPmax（横軸）と揚程ＨP／
ＨPmax（縦軸）との関係を可動ガイドベーンの
最大開度に対する固定ガイドベーンの比率を60
％，70％，80％および90％に変化させて曲線Ｅ，
Ｆ，ＧおよびＨとして夫々示す図である。
おける揚水量ＱP／ＱPmax（横軸）と揚程ＨP／
ＨPmax（縦軸）との関係を可動ガイドベーンの
最大開度に対する固定ガイドベーンの比率を60
％，70％，80％および90％に変化させて曲線Ｅ，
Ｆ，ＧおよびＨとして夫々示す図である。
これらの図から明らかなように、二段ポンプ水
車の高圧段部のランナに設けた可動ガイドベーン
の最大開度に対する低圧段部のランナの固定ガイ
ドベーンの水口開度の比率が過小であつてもある
いは過大であつてもポンプ水車としての総合的な
すぐれた水力特性が得られない。
車の高圧段部のランナに設けた可動ガイドベーン
の最大開度に対する低圧段部のランナの固定ガイ
ドベーンの水口開度の比率が過小であつてもある
いは過大であつてもポンプ水車としての総合的な
すぐれた水力特性が得られない。
すなわち、前記比率が過小であると（たとえば
60％）、水車運転時に第２図中曲線Ａで示すよう
に効率ηが特に高出力側で著しく低下し、所望の
水車出力が得られず、また振動が大きくなつて運
転が不可能になる等の不都合が生じる。またポン
プ運転時には、第３図中曲線Ｅで示すように、図
中の最高揚程ＨPmaxと最低揚程ＨPminとの間の
運転範囲において最高揚程側では所定の流量が得
られるが、最低揚程側では流量が不足しかつ振動
が大きくなる。
60％）、水車運転時に第２図中曲線Ａで示すよう
に効率ηが特に高出力側で著しく低下し、所望の
水車出力が得られず、また振動が大きくなつて運
転が不可能になる等の不都合が生じる。またポン
プ運転時には、第３図中曲線Ｅで示すように、図
中の最高揚程ＨPmaxと最低揚程ＨPminとの間の
運転範囲において最高揚程側では所定の流量が得
られるが、最低揚程側では流量が不足しかつ振動
が大きくなる。
一方可動ガイドベーンの最大開度に対する固定
ガイドベーンの水口開度の比率が大き過ぎると
（たとえば90％）、水車運転時に第２図中曲線Ｄで
示すように部分負荷の際の効率ηが大幅に低下し
さらに振動が大きくなつて運転が不可能となるお
それがある。またポンプ運転時には、第３図中の
運転範囲において曲線Ｈが示すように最高揚程側
で逆流が生じて揚水が不可能となる。
ガイドベーンの水口開度の比率が大き過ぎると
（たとえば90％）、水車運転時に第２図中曲線Ｄで
示すように部分負荷の際の効率ηが大幅に低下し
さらに振動が大きくなつて運転が不可能となるお
それがある。またポンプ運転時には、第３図中の
運転範囲において曲線Ｈが示すように最高揚程側
で逆流が生じて揚水が不可能となる。
前記の結果から明らかなように、多段ポンプ水
車の水車およびポンプの両特性を総合的に考慮す
れば、固定ガイドベーンの水口開度の可動ガイド
ベーンの最大開度に対する比率を特定の範囲に設
定することが最も合理的である。
車の水車およびポンプの両特性を総合的に考慮す
れば、固定ガイドベーンの水口開度の可動ガイド
ベーンの最大開度に対する比率を特定の範囲に設
定することが最も合理的である。
したがつて、本発明の前記実施例としての二段
ポンプ水車においては、高圧段のランナ外周に設
けるガイドベーンを可動ガイドベーンとし、低圧
段のランナ外周に設けるガイドベーンを固定ガイ
ドベーンとすると共に、可動ガイドベーンの最大
開度に対する固定ガイドベーンの水口開度を70〜
80％の範囲に設定してある。
ポンプ水車においては、高圧段のランナ外周に設
けるガイドベーンを可動ガイドベーンとし、低圧
段のランナ外周に設けるガイドベーンを固定ガイ
ドベーンとすると共に、可動ガイドベーンの最大
開度に対する固定ガイドベーンの水口開度を70〜
80％の範囲に設定してある。
このように本発明の実施例においては、二段ポ
ンプ水車の高圧段部のランナに設けるガイドベー
ンを可変ガイドベーンとし、また低圧段部のラン
ナに設けるガイドベーンを固定ガイドベーンとす
ると共に、可変ガイドベーンの最大開度に対する
固定ガイドベーンの水口開度をポンプ水車として
最良の特性の得られる前記の範囲（70〜80％）に
設定してあるので、各ランナ流量について適確な
制御が得られポンプ水車の水力特性を極めてすぐ
れたものとすることができる。しかも本実施例で
は可変ガイドベーンを高圧段部のランナのみに設
けてあるので、高圧および低圧の各段部のランナ
にいずれも可動ガイドベーンを設けた場合に比較
してその構造を著しく簡略化することができる。
ンプ水車の高圧段部のランナに設けるガイドベー
ンを可変ガイドベーンとし、また低圧段部のラン
ナに設けるガイドベーンを固定ガイドベーンとす
ると共に、可変ガイドベーンの最大開度に対する
固定ガイドベーンの水口開度をポンプ水車として
最良の特性の得られる前記の範囲（70〜80％）に
設定してあるので、各ランナ流量について適確な
制御が得られポンプ水車の水力特性を極めてすぐ
れたものとすることができる。しかも本実施例で
は可変ガイドベーンを高圧段部のランナのみに設
けてあるので、高圧および低圧の各段部のランナ
にいずれも可動ガイドベーンを設けた場合に比較
してその構造を著しく簡略化することができる。
以上に説明した如く、本発明によれば水力性能
の優れ、かつ構造の簡単な多段水力機械（２段ポ
ンプ水車）を得ることができる。
の優れ、かつ構造の簡単な多段水力機械（２段ポ
ンプ水車）を得ることができる。
第１図は本発明を適用する実施例としての二段
ポンプ水車の断面図、第２図および第３図は前記
実施例の水力特性を示す図である。 ２……高圧段部用の可動ガイドベーン、４……
低圧段部用の可動ガイドベーン、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
……水車特性曲線、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ……ポンプ特
性曲線。
ポンプ水車の断面図、第２図および第３図は前記
実施例の水力特性を示す図である。 ２……高圧段部用の可動ガイドベーン、４……
低圧段部用の可動ガイドベーン、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
……水車特性曲線、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ……ポンプ特
性曲線。
Claims (1)
- １ 高圧段部と低圧段部との２段からなり、各段
毎のランナにガイドベーンを設けてなる多段ポン
プ水車において、高圧段部のランナに開度の可変
な可動ガイドベーンを設けると共に、低圧段部に
は開度の一定な固定ガイドベーンを設け、かつ前
記可動ガイドベーンの最大開度に対する前記固定
ガイドベーンの開度の比率を約70ないし80％の範
囲に設定したことを特徴とする多段ポンプ水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8294080A JPS5710773A (en) | 1980-06-20 | 1980-06-20 | Multistage pump turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8294080A JPS5710773A (en) | 1980-06-20 | 1980-06-20 | Multistage pump turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5710773A JPS5710773A (en) | 1982-01-20 |
| JPS627391B2 true JPS627391B2 (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=13788213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8294080A Granted JPS5710773A (en) | 1980-06-20 | 1980-06-20 | Multistage pump turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5710773A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024793U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-12 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54151741A (en) * | 1978-05-22 | 1979-11-29 | Toshiba Corp | Multi-stage hydraulic machine |
-
1980
- 1980-06-20 JP JP8294080A patent/JPS5710773A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54151741A (en) * | 1978-05-22 | 1979-11-29 | Toshiba Corp | Multi-stage hydraulic machine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024793U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5710773A (en) | 1982-01-20 |
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