JPH07103125A - Reaction water turbine - Google Patents
Reaction water turbineInfo
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- JPH07103125A JPH07103125A JP5245066A JP24506693A JPH07103125A JP H07103125 A JPH07103125 A JP H07103125A JP 5245066 A JP5245066 A JP 5245066A JP 24506693 A JP24506693 A JP 24506693A JP H07103125 A JPH07103125 A JP H07103125A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Landscapes
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- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、反動型のフランシス水
車に関する。フランシス水車，プロペラ水車及び斜流水
車等の反動水車に係り、特に流量の大小に関係なく最適
な効率を維持した運転を可能とした流量調整構造に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reaction type Francis turbine. The present invention relates to reaction turbines such as Francis turbines, propeller turbines, and mixed-flow turbines, and more particularly to a flow control structure that enables operation with optimum efficiency regardless of the flow rate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】水力発電所で使用されている反動型フラ
ンシス水車は一つのケーシングに一つのランナを備えた
ものが主流である。また、複数のランナと複数のケーシ
ングの組合せや複流ランナと単ケーシングの組合せのも
のも採用されている。2. Description of the Related Art The reaction type Francis turbine used in a hydroelectric power plant is mainly provided with one runner in one casing. Further, a combination of a plurality of runners and a plurality of casings and a combination of a double-flow runner and a single casing are also used.
【０００３】このような反動型の水車では、水の取入れ
口からランナとの間に流量調整用の複数のガイドベーン
を設ける。これらのガイドベーンはそれぞれが連動して
姿勢を変え、隣接し合うガイドベーンの間の流路を広げ
たり絞ったりすることでランナへの供給水量が調整され
る。そして、ガイドベーンによる流量調整では、設計流
量に対して決まる流入角にガイドベーンが設定されてい
るときでは、高い効率が得られる。In such a reaction type water turbine, a plurality of guide vanes for adjusting the flow rate are provided between the water intake port and the runner. These guide vanes change their postures in conjunction with each other, and the amount of water supplied to the runner is adjusted by widening or narrowing the flow path between adjacent guide vanes. Further, in the flow rate adjustment by the guide vane, high efficiency can be obtained when the guide vane is set at the inflow angle determined with respect to the design flow rate.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】反動型の水車では、流
量が設計水量の５０％程度まで減少していくと、これに
伴って効率も低下していくことは避けられない。これ
は、ガイドベーンによる流入角度の設定によってのみラ
ンナの回転効率を維持しようとする構造に起因するもの
である。In the reaction type water turbine, when the flow rate decreases to about 50% of the designed water quantity, it is inevitable that the efficiency will decrease accordingly. This is due to the structure that tries to maintain the rotational efficiency of the runner only by setting the inflow angle by the guide vanes.
【０００５】これに対し、本出願人は、基準設計流量に
対して最適な流入角度となるようにガイドベーンの姿勢
を固定し、ガイドベーンの軸線方向に流路を開閉する機
構によって、流量の変動に関係なく高い効率を維持でき
る水車の流量調整構造を特願平４−２８８８０７号によ
って提案した。On the other hand, the applicant of the present invention fixed the posture of the guide vane so that the inflow angle becomes optimum with respect to the reference design flow rate, and opened and closed the flow passage by a mechanism for opening and closing the flow passage in the axial direction of the guide vane. Japanese Patent Application No. 4-288807 proposed a flow rate adjusting structure for a water turbine that can maintain high efficiency regardless of fluctuations.
【０００６】ところが、流量の変動に関係なく高い効率
を維持できる流量調整構造を採用した水車でも、通常の
ガイドベーン装着水車に較べれば、流量が設計値の５０
％程度まで減少してしまうと、効率が僅かではあるが次
第に下がっていき、更に流量が減少するに連れて効率は
低下する。[0006] However, even in a water turbine that adopts a flow rate adjusting structure capable of maintaining high efficiency regardless of fluctuations in the flow rate, the flow rate is 50% of the design value as compared with a normal water turbine with guide vanes.
If it decreases to about%, the efficiency gradually decreases, but the efficiency decreases as the flow rate further decreases.
【０００７】本発明において解決すべき課題は、反動型
の水車において流量が設計流量値の５０％程度となって
も効率を復元して高く維持できるようにすることにあ
る。The problem to be solved in the present invention is to restore the efficiency and keep it high in the reaction type water turbine even when the flow rate becomes about 50% of the designed flow rate value.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシングか
らランナを収納した内部までの流路にガイドベーンを備
える反動型の水車において、前記ケーシングの内部であ
って送水源側及び放出側流路にそれぞれ連通する二つの
チャンバと、前記二つのチャンバに亘って架設した出力
軸と、前記二つのチャンバの内部において前記出力軸に
それぞれ取り付けたランナと、前記チャンバ内において
前記それぞれのランナに対して最適な流入角を持つもの
として固定したガイドベーンと、前記ガイドベーンとラ
ンナのペアの間の流路を横切って同軸上でそれぞれ移動
可能な流量調整環とを備え、前記流量調整環の軸線方向
の移動によって前記ガイドベーンからランナに向かう流
路の流路面積を可変としてなることを特徴とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a reaction-type water turbine having a guide vane in a flow path from a casing to an interior where a runner is housed. Two chambers that respectively communicate with each other, an output shaft installed over the two chambers, a runner attached to the output shaft inside the two chambers, and a runner attached to each of the runners in the chamber. A guide vane fixed as having an optimum inflow angle, and a flow rate adjusting ring movable coaxially across a flow path between the pair of the guide vane and the runner, respectively, the axial direction of the flow rate adjusting ring. The flow passage area of the flow passage from the guide vane to the runner can be changed by moving the guide vane.
【０００９】[0009]
【作用】ランナに対して最適流入角を与えるガイドベー
ンは固定され、流路面積は流量調整環の移動によって変
更されるので、流路が任意に変わってもガイドベーンに
よる流入角は変わらない。このため、流量値に関係なく
流入角は最適に保たれ、ガイドベーンの姿勢を変更して
流量調整する従来構造に比べて、高効率の出力が得られ
る。Since the guide vanes that give the optimum inflow angle to the runner are fixed and the flow passage area is changed by the movement of the flow rate adjusting ring, the inflow angle by the guide vanes does not change even if the flow passage is arbitrarily changed. Therefore, the inflow angle is maintained at an optimum value regardless of the flow rate value, and a highly efficient output can be obtained as compared with the conventional structure in which the attitude of the guide vanes is changed to adjust the flow rate.
【００１０】また、ケーシングを二つのチャンバに分割
してそれぞれへの送水によってランナから出力軸を回転
させるとき、一方のチャンバでは流量調整環によって下
流側への流路を閉じるように操作し、他方のチャンバで
は流路を全開に設定するような操作が可能である。この
ため、２個のランナを回転させる最大流量から減少して
いってその５０％以下になったときには、一つのランナ
による運転が可能となり、流量の減少に見合った高効率
の運転が維持される。When the casing is divided into two chambers and the output shaft is rotated from the runner by feeding water to each of the chambers, one chamber is operated to close the flow passage to the downstream side by the flow rate adjusting ring, and the other is operated. The chamber can be operated such that the flow path is fully opened. Therefore, when the flow rate decreases from the maximum flow rate for rotating two runners to 50% or less, operation with one runner becomes possible, and high-efficiency operation corresponding to the decrease in flow rate is maintained. .
【００１１】[0011]
【実施例】図１は本発明の反動型フランシス水車の要部
を示す縦断面図、図２は各部材を分解して示す斜視図で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a reaction type Francis turbine of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing respective members.
【００１２】図において、送水管（図示せず）との接続
のためのフランジ１ａを備えたケーシング１の内部は、
仕切り壁１ｂによって第１チャンバ１ｃ及び第２チャン
バ１ｄに区画されている。これらの第１，第２チャンバ
１ｃ，１ｄにはそれぞれドラフトチューブ２，３側へ流
路を接続し、送水管からの給水の排水路を形成する。こ
れらのドラフトチューブ２，３のそれぞれには、プラグ
２ａ，３ａを着脱自在に取り付け、これらを取り外した
ときにそれぞれの内部流路を大気に開放可能とする。ま
た、仕切り壁１ｂを貫通する軸受ユニット４を設け、こ
れによって支持された出力軸５をドラフトチューブ２か
ら外に突き出して配置する。In the figure, the inside of the casing 1 having a flange 1a for connection with a water pipe (not shown) is
The partition wall 1b divides the chamber into a first chamber 1c and a second chamber 1d. The first and second chambers 1c and 1d are respectively connected to the draft tubes 2 and 3 with flow passages to form drainage passages for water supply from the water supply pipes. Plugs 2a and 3a are detachably attached to each of these draft tubes 2 and 3, and when these plugs are detached, their internal flow paths can be opened to the atmosphere. Further, a bearing unit 4 penetrating the partition wall 1b is provided, and an output shaft 5 supported by the bearing unit 4 is arranged so as to project from the draft tube 2 to the outside.
【００１３】なお、軸受ユニット４や出力軸５が貫通す
るドラフトチューブ２の部分にはメカニカル式等のシー
ル機構を組み込むことは無論である。It is needless to say that a mechanical type sealing mechanism is incorporated in the draft tube 2 through which the bearing unit 4 and the output shaft 5 penetrate.
【００１４】出力軸５には第１，第２チャンバ１ｃ，１
ｄの中にそれぞれ位置するランナ６，７を設ける。これ
らのランナ６，７はその翼の傾き方向を出力軸５に対し
て同じ向きとしたものである。The output shaft 5 has first and second chambers 1c and 1c.
The runners 6 and 7 respectively located in d are provided. These runners 6 and 7 have the blades tilted in the same direction with respect to the output shaft 5.
【００１５】図３は第１チャンバ１ｃとドラフトチュー
ブ２の部分を拡大して示す縦断面図、図４及び図５はそ
れぞれ図３のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線矢視による縦断面図
である。FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a portion of the first chamber 1c and the draft tube 2, and FIGS. 4 and 5 are vertical sectional views taken along the lines AA and BB of FIG. 3, respectively. Is.
【００１６】第１チャンバ１ｃには仕切り壁１ｂに固定
して軸受ユニット４の端面を利用して環状のベース８ａ
を連結し、このベース８ａがドラフトチューブ２側を向
く面にランナ６の周りを包囲する位置に複数のガイドベ
ーン８を設ける。これらのガイドベーン８は図４に示す
姿勢として固定され、この姿勢によって決まる水の流入
角αは、ランナ６に対して最適入射角となる値とする。The first chamber 1c is fixed to the partition wall 1b and the end face of the bearing unit 4 is utilized to form an annular base 8a.
A plurality of guide vanes 8 are provided at a position surrounding the runner 6 on the surface of the base 8a facing the draft tube 2 side. These guide vanes 8 are fixed in the posture shown in FIG. 4, and the water inflow angle α determined by this posture is set to a value that provides the optimum incident angle with respect to the runner 6.
【００１７】ケーシング１とドラフトチューブ２との間
にはシールジョイント９を組み込み、これらのケーシン
グ１及びドラフトチューブ２とを連結する。このシール
ジョイント９は、ケーシング１及びドラフトチューブ２
にそれぞれ連結する２枚のフランジ９ａ，９ｂを合計４
本のロッド９ｃによって一体化したもので、ドラフトチ
ューブ２側のフランジ９ｂの内周にはパッキン９ｄを設
けている。A seal joint 9 is incorporated between the casing 1 and the draft tube 2 to connect the casing 1 and the draft tube 2. The seal joint 9 includes a casing 1 and a draft tube 2.
2 flanges 9a and 9b which are respectively connected to
It is integrated by a book rod 9c, and packing 9d is provided on the inner circumference of the flange 9b on the draft tube 2 side.
【００１８】シールジョイント９のフランジ９ａには、
第１チャンバ１ｃの中に入り込むシール環１０を連結す
る。このシール環１０は二重管状としてフランジ９ａに
同軸配置され軸線方向の端面をガイドベーン８の先端に
突き当てたもので、その内周及び外周にはパッキン１０
ａ，１０ｂを備えている。On the flange 9a of the seal joint 9,
The seal ring 10 that enters into the first chamber 1c is connected. The seal ring 10 has a double tubular shape and is coaxially arranged on the flange 9a and has an axial end face abutting against the tip of the guide vane 8.
a and 10b.
【００１９】シールジョイント９及びシール環１０の間
には、これらと同軸上で移動可能な流量調整環１１を組
み込む。この流量調整環１１は、図２に示すように、中
空円筒状のスリーブ１１ａとその一端側に二重管状に設
けたフランジ１１ｂとを備えたものである。スリーブ１
１ａの外周面はシールジョイント９のパッキン９ｃ及び
シール環１０のパッキン１０ａによってシールされ、軸
線方向に摺動可能である。また、二重管状のフランジ１
１ｂはシール環１０と嵌め合いの関係を持ち、パッキン
１０ｂによってもシールされる。Between the seal joint 9 and the seal ring 10, a flow rate adjusting ring 11 which is movable coaxially therewith is incorporated. As shown in FIG. 2, the flow rate adjusting ring 11 is provided with a hollow cylindrical sleeve 11a and a flange 11b provided on one end side thereof in a double tubular shape. Sleeve 1
The outer peripheral surface of 1a is sealed by the packing 9c of the seal joint 9 and the packing 10a of the seal ring 10 and is slidable in the axial direction. Also, double tubular flange 1
1b has a fitting relationship with the seal ring 10 and is also sealed by the packing 10b.
【００２０】また、フランジ１１ｂの端面には、ガイド
ベーン８が挿入されるスリット１１ｃを設ける。これら
のスリット１１ｃは、図４に示すように、ガイドベーン
８の横断面形状にほぼ等しくしてクリアランスを出来る
だけ小さくした形状とする。このようなスリット１１ｃ
とガイドベーン８との関係によって、流量調整環１１は
固定されたガイドベーン８に対して軸線方向に移動して
その位置を任意に変更することができる。A slit 11c into which the guide vane 8 is inserted is provided on the end surface of the flange 11b. As shown in FIG. 4, these slits 11c have substantially the same cross-sectional shape as the guide vanes 8 and have a shape with a clearance as small as possible. Such a slit 11c
According to the relationship between the guide vane 8 and the guide vane 8, the flow rate adjusting ring 11 can be moved in the axial direction with respect to the fixed guide vane 8 and its position can be arbitrarily changed.
【００２１】なお、流量調整環１１を移動させるときの
水の抵抗を小さくするため、フランジ１１ｂには適切な
数の孔１１ｄを開ける。これらの孔１１ｄによって、流
量調整環１１が移動するときに水が出入りするようにな
り、抵抗を小さくすることができる。In order to reduce the resistance of water when moving the flow rate adjusting ring 11, an appropriate number of holes 11d are formed in the flange 11b. These holes 11d allow water to flow in and out when the flow rate adjusting ring 11 moves, thereby reducing the resistance.
【００２２】流量調整環１１をその軸線方向に移動させ
るため、ケーシング１の端面にシフタ１２を設ける。こ
のシフタ１２は回転式のハンドル１２ａの回転をネジ歯
車機構によって二股状のレバー１２ｂの揺動運動に変換
可能としたものである。レバー１２ｂの上端はハンドル
１２ａと一体となって回転するネジ１２ａ−１にブロッ
ク１２ｃを介して連接され、このブロック１２ｃはハウ
ジング１２ｄ内で回転を拘束して摺動可能とすることに
よって図３において左右に移動する。そして、レバー１
２ｂは図５に示すようにその中途をピン１２ｅによって
上端側のロッド９ｃに連接され、下端をスリーブ１１ａ
に枢着したものである。A shifter 12 is provided on the end surface of the casing 1 in order to move the flow rate adjusting ring 11 in the axial direction thereof. The shifter 12 can convert the rotation of the rotary handle 12a into the swinging motion of the bifurcated lever 12b by a screw gear mechanism. The upper end of the lever 12b is connected to a screw 12a-1 that rotates integrally with the handle 12a via a block 12c, and this block 12c restrains the rotation in the housing 12d to make it slidable. Move left and right. And lever 1
As shown in FIG. 5, 2b is connected to the rod 9c on the upper end side by a pin 12e in the middle thereof and the sleeve 11a at the lower end.
It is the one that was pivotally attached to.
【００２３】このようなシフタ１２を備えることによっ
て、そのハンドル１２ａを回すと、図３の実線及び一点
鎖線で示す姿勢にレバー１２ｂを設定することができ、
これにより流量調整環１１をその軸線方向にシフトする
ことができる。By providing the shifter 12 as described above, when the handle 12a is rotated, the lever 12b can be set to the posture shown by the solid line and the alternate long and short dash line in FIG.
Thereby, the flow rate adjusting ring 11 can be shifted in the axial direction.
【００２４】一方、第２チャンバ１ｄ側においても、ラ
ンナ７の周りに軸受ユニット４の端面を利用してベース
１３ａを固定しこれにガイドベーン１３を配置する。こ
れらのガイドベーン１３のが持つ水の流入角度は第１チ
ャンバ１ｃのガイドベーン８のそれと同じであり、配列
の向きは出力軸５の軸線方向に見たとき一致するように
したものである。On the other hand, also on the side of the second chamber 1d, the base 13a is fixed around the runner 7 by utilizing the end face of the bearing unit 4, and the guide vanes 13 are arranged on this. The water inflow angle of these guide vanes 13 is the same as that of the guide vanes 8 of the first chamber 1c, and the orientations of the arrangements are the same when viewed in the axial direction of the output shaft 5.
【００２５】そして、このガイドベーン１３からの流量
を調整するための機構は、第１チャンバ１ｃ側のものと
全く同様であり、図１及び図２において同じ部材を共通
の符号で指示する。The mechanism for adjusting the flow rate from the guide vanes 13 is exactly the same as that on the side of the first chamber 1c, and the same members in FIGS. 1 and 2 are designated by common reference numerals.
【００２６】図１では、第１チャンバ１ｃ側の流量調整
環１１は最も左側に位置し、ガイドベーン８周りの流路
をフランジ１１ｂによって閉じ、流路が完全に遮断され
ている。また、第２チャンバ１ｄ側では流量調整環１１
はベーン１３ａから最大量離れててガイドベーン１３周
りの流路を全開としている。In FIG. 1, the flow rate adjusting ring 11 on the side of the first chamber 1c is located on the leftmost side, and the flow passage around the guide vane 8 is closed by the flange 11b so that the flow passage is completely blocked. Further, on the side of the second chamber 1d, the flow rate adjusting ring 11
Has a maximum distance from the vane 13a, and the flow path around the guide vane 13 is fully opened.
【００２７】ここで、第１チャンバ１ｃ側の流量調整環
１１をシフタ１２によって右側に最大量移動させると、
第２チャンバ１ｄ側と同様にガイドベーン８周りの流路
が全開に設定される。Here, when the flow rate adjusting ring 11 on the side of the first chamber 1c is moved to the right by the shifter 12 by the maximum amount,
Similar to the second chamber 1d side, the flow path around the guide vane 8 is set to be fully open.
【００２８】このように、２個のランナ６，７に対し
て、それぞれのガイドベーン８，１３周りの流路の開度
を自由に調整することができる。そして、ガイドベーン
８，１３は固定されていて常に同じ姿勢を維持し、流量
調整環１１の動きによる流路面積の変更によって全体流
量を変える。このため、流量が最大値でもこれを絞って
いって減らしたときでも、流量値に関係なくガイドベー
ン８，１３は予め設計した最適姿勢であるため、ランナ
６，７側への流入角を設計値通りの最適値とした流線が
得られる。したがって、ガイドベーンの姿勢変更によっ
て流量調整する場合では、流入角の変化によって効率が
下がるのが避けられないのに比べ、常に高い効率での運
転が可能となる。In this way, the opening degree of the flow path around the guide vanes 8 and 13 can be freely adjusted for the two runners 6 and 7. The guide vanes 8 and 13 are fixed and always maintain the same posture, and the total flow rate is changed by changing the flow passage area by the movement of the flow rate adjusting ring 11. Therefore, the guide vanes 8 and 13 have the optimum pre-designed posture regardless of the flow rate value even when the flow rate is the maximum value and the flow rate value is reduced. Therefore, the inflow angle to the runners 6 and 7 is designed. A streamline with an optimal value as expected can be obtained. Therefore, in the case of adjusting the flow rate by changing the attitude of the guide vane, it is inevitable that the efficiency decreases due to the change of the inflow angle, but the operation can be always performed with high efficiency.
【００２９】ここで、送水管からの供給水量が設計値に
対して１００％であるときは、図１の状態から流量調整
環１１を右側へ移動させてガイドベーン８周りの流路を
全開に設定する。これにより、２個のランナ６，７が同
時に給水による回転力を受けて出力軸５の出力に変換す
る。Here, when the amount of water supplied from the water supply pipe is 100% of the design value, the flow rate adjusting ring 11 is moved to the right from the state of FIG. 1 to fully open the flow path around the guide vane 8. Set. As a result, the two runners 6 and 7 simultaneously receive the rotational force due to the water supply and convert it into the output of the output shaft 5.
【００３０】供給水量が減少し始めたときは、この減少
した流量に見合うようにシフタ１２によって第１，第２
チャンバ１ｃ，１ｄの流量調整環１１をそれぞれ右及び
左に移動させ、ガイドベーン８，１３周りの流路面積を
絞っていく。この操作により、流量に対応して効率の低
下のない運転が行われる。When the amount of supplied water starts to decrease, the shifter 12 adjusts the first and second flow rates so as to correspond to the decreased flow rate.
The flow rate adjusting rings 11 of the chambers 1c and 1d are moved to the right and left, respectively, and the flow passage areas around the guide vanes 8 and 13 are narrowed. By this operation, the operation is performed according to the flow rate without any decrease in efficiency.
【００３１】また、供給水量が５０％以下になったとき
には、図１に示すように、第１チャンバ１ｃ側のガイド
ベーン８周りの流路を流量調整環１１によって遮断する
と共に、第２チャンバ１ｄ側のガイドベーン１３周りの
流路を全開にする。これにより、送水管からの水は第２
チャンバ１ｄのランナ７のみに回転を伝達して出力軸５
の出力に変換する。When the amount of supplied water becomes 50% or less, as shown in FIG. 1, the flow path around the guide vane 8 on the first chamber 1c side is blocked by the flow rate adjusting ring 11, and the second chamber 1d is also cut off. The flow path around the side guide vane 13 is fully opened. As a result, the water from the water pipe is
The rotation of the output shaft 5 is transmitted only to the runner 7 of the chamber 1d.
To the output of.
【００３２】なお、このときドラフトチューブ２のプラ
グ２ａを抜き取ってその内部流路を大気開放とすること
で、ランナ６は空気中で回転する。したがって、ランナ
６が受ける抵抗は僅かであり、出力の低下等の影響は無
視できる。At this time, by pulling out the plug 2a of the draft tube 2 and opening the internal flow path to the atmosphere, the runner 6 rotates in the air. Therefore, the resistance that the runner 6 receives is small, and the influence such as the decrease in output can be ignored.
【００３３】このように、給水量が設計値の５０％以下
になると、片側の第２チャンバ１ｄのみを使って単一の
ランナ７によって出力軸５の回転を得る。一方、流量が
減少していって５０％以下になっても２台のランナ６，
７を使って出力軸５に回転を伝達する場合では、従来技
術の項でも述べたように効率が大幅に低下してしまう
が、このような１台のランナ７による運転に切り換える
ことで、効率の低下を抑えることができる。As described above, when the amount of supplied water becomes 50% or less of the designed value, the output shaft 5 is rotated by the single runner 7 using only the second chamber 1d on one side. On the other hand, even if the flow rate is reduced to 50% or less, the two runners 6,
In the case of transmitting the rotation to the output shaft 5 using 7, the efficiency is significantly reduced as described in the section of the prior art, but the efficiency can be improved by switching to the operation by one runner 7 as described above. Can be suppressed.
【００３４】図６は２個のランナ６，７による運転時の
流量と効率の関係及びいずれか一方のランナ（ここでは
ランナ７とする）による運転による効率を示す線図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the flow rate and the efficiency during operation by the two runners 6 and 7, and the efficiency by operation by either one of the runners (here, runner 7).
【００３５】２個のランナ６，７を用いて出力軸５を回
転させるときの設計最大流量値に対し、１個のランナ７
による運転ではその値の半分が設計最大流量値となる。
したがって、当初ランナ６，７で運転していたときに流
量が減少してその５０％になったときには、１個のラン
ナ７についてはその設計最大流量値の流量となる。この
ため、全体の効率としては、２個のランナ６，７による
運転時では５０％に近づいていくに連れて次第に効率が
低下していき、５０％になった時点でランナ７のみによ
る運転に切り換えると、効率は運転当初の状態に近い程
度に上昇する。そして、流量が更に減少していっても、
その減衰量は２個のランナ６，７による運転時のそれと
同じ程度であり、流量の減少による急速な効率の低下は
生じない。One runner 7 is used for the designed maximum flow rate value when the output shaft 5 is rotated using the two runners 6 and 7.
In the operation by, half of the value becomes the design maximum flow rate value.
Therefore, when the flow rate is reduced to 50% when the runners 6 and 7 are initially operated, the flow rate becomes the designed maximum flow rate value for one runner 7. For this reason, the overall efficiency gradually decreases as it approaches 50% when operating with two runners 6 and 7, and at the time when it reaches 50%, operation with only the runner 7 begins. When switched, the efficiency rises to a level close to the initial state of operation. And even if the flow rate decreases further,
The amount of attenuation is about the same as that during operation by the two runners 6 and 7, and rapid reduction in efficiency due to the decrease in flow rate does not occur.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明では、流量の大小に関係なく、予
めランナとの間に最適流入角を持つ関係としたガイドベ
ーンによって水をランナ側へ供給できる。このため、従
来の反動水車のようにガイドベーンの姿勢を変更して流
量を変える構成では流量が変わることで効率が下がって
いたのに対し、流量値が変化しても高い効率の出力が得
られる。According to the present invention, water can be supplied to the runner side by the guide vanes that have a relationship with the runner having an optimum inflow angle regardless of the flow rate. For this reason, in a configuration in which the attitude of the guide vane is changed and the flow rate is changed like in the conventional reaction turbine, the efficiency is lowered due to the change in the flow rate, whereas the output with high efficiency is obtained even if the flow rate value is changed. To be
【００３７】また、流量が設計最大流量の５０％以下に
なると、１個のランナによる運転に切り換えるので、２
個のランナによる運転の継続に比べると、流量が減少し
ていっても効率の低下が少ない。したがって、従来では
運転が不可能であった低流量値での運転も可能となり、
無駄のない出力の回収が可能となる。When the flow rate becomes 50% or less of the designed maximum flow rate, the operation is switched to one runner.
Compared to continuous operation by individual runners, there is less efficiency reduction even if the flow rate decreases. Therefore, it is possible to operate at a low flow rate value, which was impossible in the past.
It is possible to collect output without waste.
【図１】本発明の反動型水車の要部を示す縦断面図であ
る。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a main part of a reaction type water turbine of the present invention.
【図２】要部部材を分解して示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an exploded main part member.
【図３】第１チャンバとドラフトチューブ部分の要部を
示す拡大縦断面図である。FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a main part of a first chamber and a draft tube portion.
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視位置であってガイドベーン
と流量調整環の位置関係を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the positional relationship between the guide vane and the flow rate adjusting ring, which is taken along the line AA in FIG.
【図５】図３のＢ−Ｂ線矢視位置であってシフタと流量
調整環のスリーブとの間の連接構造を示す概略図であ
る。5 is a schematic view showing a connecting structure between the shifter and the sleeve of the flow rate adjusting ring, which is taken along the line BB in FIG.
【図６】２個のランナによる運転時と流量半減時からの
１個のランナによる運転時の場合の流量と効率との関係
を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the flow rate and the efficiency in the operation with two runners and the operation with one runner from the time when the flow rate is halved.
１ ケーシング １ｃ 第１チャンバ １ｄ 第２チャンバ ２ ドラフトチューブ ３ ドラフトチューブ ４ 軸受ユニット ５ 出力軸 ６ ランナ ７ ランナ ８ ガイドベーン ９ シールジョイント １０ シール環 １１ 流量調整環 １２ シフタ １３ ガイドベーン 1 Casing 1c 1st chamber 1d 2nd chamber 2 Draft tube 3 Draft tube 4 Bearing unit 5 Output shaft 6 Runner 7 Runner 8 Guide vane 9 Seal joint 10 Seal ring 11 Flow rate adjusting ring 12 Shifter 13 Guide vane
Claims (1)
での流路にガイドベーンを備える反動型の水車におい
て、前記ケーシングの内部であって送水源側及び放出側
流路にそれぞれ連通する二つのチャンバと、前記二つの
チャンバに亘って架設した出力軸と、前記二つのチャン
バの内部において前記出力軸にそれぞれ取り付けたラン
ナと、前記チャンバ内において前記それぞれのランナに
対して最適な流入角を持つものとして固定したガイドベ
ーンと、前記ガイドベーンとランナのペアの間の流路を
横切って同軸上でそれぞれ移動可能な流量調整環とを備
え、前記流量調整環の軸線方向の移動によって前記ガイ
ドベーンからランナに向かう流路の流路面積を可変とし
てなる反動型水車。1. A reaction type water turbine having a guide vane in a flow path from a casing to an inside where a runner is housed, wherein two chambers inside the casing are respectively connected to a water source side and a discharge side flow path. Assuming that the output shaft is installed over the two chambers, the runners are respectively attached to the output shafts inside the two chambers, and the optimum inflow angle is given to the respective runners in the chamber. A fixed guide vane and a flow rate adjusting ring movable coaxially across a flow path between the pair of guide vane and the runner are provided, and the flow rate adjusting ring moves in the axial direction from the guide vane to the runner. A reaction-type water turbine in which the flow path area of the flow path toward the side is variable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5245066A JPH07103125A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Reaction water turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5245066A JPH07103125A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Reaction water turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103125A true JPH07103125A (en) | 1995-04-18 |
Family
ID=17128088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5245066A Pending JPH07103125A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Reaction water turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103125A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6267551B1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-07-31 | Nrjo Inc. | Modular hydraulic turbine |
| JP2008202649A (en) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Hitachi Engineering & Services Co Ltd | Pad type bearing device and horizontal shaft water turbine |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5245066A patent/JPH07103125A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6267551B1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-07-31 | Nrjo Inc. | Modular hydraulic turbine |
| JP2008202649A (en) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Hitachi Engineering & Services Co Ltd | Pad type bearing device and horizontal shaft water turbine |
| JP4597152B2 (en) * | 2007-02-19 | 2010-12-15 | 株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス | Pad type bearing device and horizontal axis turbine |
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