JPH03225080A - ペルトン水車 - Google Patents
ペルトン水車Info
- Publication number
- JPH03225080A JPH03225080A JP2017841A JP1784190A JPH03225080A JP H03225080 A JPH03225080 A JP H03225080A JP 2017841 A JP2017841 A JP 2017841A JP 1784190 A JP1784190 A JP 1784190A JP H03225080 A JPH03225080 A JP H03225080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bucket
- divided
- flaw detection
- bucket wheel
- disc part
- 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.)
- Granted
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はペルトン水車に係り、
特にランチと
してのバケットホイール構造を改良したペルトン水車に
関する。
関する。
（従来の技術）
水力発電所で使用される水力機械としてペルトン水車、
フランシス水車、斜流水車、カブラン水車など種々の機
種が知られている。これらは、設置される水力発電所の
地形的条件や流量的な条件により選定される。なかでも
ペルトン水車は、高落差用で、主として水量の比較的少
ない場合に適する。したがって、峻険な山岳地の水力発
電所には、ペルトン水車が設置されることが多い。
フランシス水車、斜流水車、カブラン水車など種々の機
種が知られている。これらは、設置される水力発電所の
地形的条件や流量的な条件により選定される。なかでも
ペルトン水車は、高落差用で、主として水量の比較的少
ない場合に適する。したがって、峻険な山岳地の水力発
電所には、ペルトン水車が設置されることが多い。
第４図は一般的なペルトン水車の概略構成を示している
。発電機を駆動する主軸１に、バケットホイール２が取
り付けられ、これによりランチが構成されている。バケ
ットホイール２は、噴射水を受けるバケット部３と、主
軸１に接続されるディスク部４とにより構成されている
。バケット部３の接線方向にはノズル５が配置され、こ
のノズル５にケーシング６側から圧力水７内が導かれる
ようになっている。
。発電機を駆動する主軸１に、バケットホイール２が取
り付けられ、これによりランチが構成されている。バケ
ットホイール２は、噴射水を受けるバケット部３と、主
軸１に接続されるディスク部４とにより構成されている
。バケット部３の接線方向にはノズル５が配置され、こ
のノズル５にケーシング６側から圧力水７内が導かれる
ようになっている。
そして、ケーシング６の鉄管路から導かれた圧力水７が
、第５図に示すように、ノズル５により噴射水８に変換
され、この噴射水８が、バケットホイール２のバケット
部３に衝突して仕事をした後、図示しない放水路へ流出
される。バケットホイール２は、バケット部３にノズル
５からの高圧噴射水８の衝突により回転駆動される。こ
のバケットホイール２の回転駆動により、主軸１を介し
て図示しない発電機が駆動され、発電を行う。
、第５図に示すように、ノズル５により噴射水８に変換
され、この噴射水８が、バケットホイール２のバケット
部３に衝突して仕事をした後、図示しない放水路へ流出
される。バケットホイール２は、バケット部３にノズル
５からの高圧噴射水８の衝突により回転駆動される。こ
のバケットホイール２の回転駆動により、主軸１を介し
て図示しない発電機が駆動され、発電を行う。
以上のように、ペルトン水車はいわゆる衝動水車である
から、バケットホイール２のバケット部３の付根箇所は
、応力的に極めて厳しい条件に晒される。
から、バケットホイール２のバケット部３の付根箇所は
、応力的に極めて厳しい条件に晒される。
また、水力機械のランチは、高所から低所へ流れる水の
落差のエネルギを回転エネルギに変換する部分である。
落差のエネルギを回転エネルギに変換する部分である。
このことから、圧力水を受ける部分は効率の良いエネル
ギ変換をするべく、複雑な形状とされる。この複雑な形
状を具現するために、ランチは鋳鋼で製作されることが
多い。しかし、素材としての鋳鋼はその製造の段階で、
はとんど不可避的に、引は巣、砂カミ、スラグ巻込み、
ブローホール等の欠陥を生じる。このため、非破壊検査
による表層および材料内部の欠陥検出を実施し、溶接な
どによる補修を行うのが一般的である。
ギ変換をするべく、複雑な形状とされる。この複雑な形
状を具現するために、ランチは鋳鋼で製作されることが
多い。しかし、素材としての鋳鋼はその製造の段階で、
はとんど不可避的に、引は巣、砂カミ、スラグ巻込み、
ブローホール等の欠陥を生じる。このため、非破壊検査
による表層および材料内部の欠陥検出を実施し、溶接な
どによる補修を行うのが一般的である。
鋳鋼材料の非破壊検査方法には、表層および表層近傍（
表面から２〜３１ＩＩ１１深さの材料内部）の欠陥検出
用として次の二つの方法が挙げられる。第一の方法は、
液体浸透探傷法（以下ＰＴと呼ぶ）であり、第一の方法
は、磁粉探傷法（以下ＭＴと呼ぶ）である。また、材料
内深部の欠陥検出用として、超音波探傷法（以下ＵＴと
呼ぶ）が採用される。
表面から２〜３１ＩＩ１１深さの材料内部）の欠陥検出
用として次の二つの方法が挙げられる。第一の方法は、
液体浸透探傷法（以下ＰＴと呼ぶ）であり、第一の方法
は、磁粉探傷法（以下ＭＴと呼ぶ）である。また、材料
内深部の欠陥検出用として、超音波探傷法（以下ＵＴと
呼ぶ）が採用される。
バケットホイール２の欠陥検出においては、素材に対す
る全面的なＰＴＳＭＴが実施される。そして、特に応力
的に厳しい条件に晒されるバケット部３の付根個所には
、さらに内深部に対するＵＴが併用される。
る全面的なＰＴＳＭＴが実施される。そして、特に応力
的に厳しい条件に晒されるバケット部３の付根個所には
、さらに内深部に対するＵＴが併用される。
このように、材料に対して非破壊検査を実施し、検出し
た欠陥部に対して適切な補修を施すことにより、運転中
に欠陥が進展してランチを破壊に至らしめるような事故
の原因を未然に除去している。
た欠陥部に対して適切な補修を施すことにより、運転中
に欠陥が進展してランチを破壊に至らしめるような事故
の原因を未然に除去している。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、バケットホイール２は、バケット部３とディ
スク部４とを一体に鋳造した構成とすることで、コスト
的に安価となる。したがって、素材製造時の鋳造能力や
輸送時の寸法制限、重量制限がない場合は、第６図およ
び第７図に示すように、バケット部３とディスク部４と
を一体鋳造することが多い。しかし、一体鋳造型バケッ
トホイール２については、非破壊検査を実施する場合、
ＰＴやＭＴでは特に量刑は生じないが、ＵＴを実施する
際には以下の問題を生じる。
スク部４とを一体に鋳造した構成とすることで、コスト
的に安価となる。したがって、素材製造時の鋳造能力や
輸送時の寸法制限、重量制限がない場合は、第６図およ
び第７図に示すように、バケット部３とディスク部４と
を一体鋳造することが多い。しかし、一体鋳造型バケッ
トホイール２については、非破壊検査を実施する場合、
ＰＴやＭＴでは特に量刑は生じないが、ＵＴを実施する
際には以下の問題を生じる。
すなわち、ＵＴの探触子ビームは欠陥の方向に対し、直
角に当てるのが、検出能力的にも検出制度的にも最も適
している。しかし、鋳鋼材料に存在する欠陥には方向の
一様性がなく、一方向からだけの探傷では欠陥の発見率
が悪い。また、材料の表層から１０ｍ程度の深さの範囲
は不感帯と呼ばれる探傷不能域であり、検査が困難であ
る。
角に当てるのが、検出能力的にも検出制度的にも最も適
している。しかし、鋳鋼材料に存在する欠陥には方向の
一様性がなく、一方向からだけの探傷では欠陥の発見率
が悪い。また、材料の表層から１０ｍ程度の深さの範囲
は不感帯と呼ばれる探傷不能域であり、検査が困難であ
る。
そこで、このような探傷帯の検査不能域をなくする手段
として、接触面に対してビームを直角に発射する垂直探
触子を探傷帯と適当な距離を置いて使用する垂直探傷と
、ビームを斜めに発射できる斜角探触子を使用する射角
探傷とを併用することが行われている。
として、接触面に対してビームを直角に発射する垂直探
触子を探傷帯と適当な距離を置いて使用する垂直探傷と
、ビームを斜めに発射できる斜角探触子を使用する射角
探傷とを併用することが行われている。
第８図は、一体鋳造されたバケットホイール２のバケ・
ソト部３の付根個所に対し、ＵＴを施す場合を例示した
ものである。斜線格子部で表わした探傷帯Ａに対し、垂
直探触子９と斜角探触子１０とを配置する。
ソト部３の付根個所に対し、ＵＴを施す場合を例示した
ものである。斜線格子部で表わした探傷帯Ａに対し、垂
直探触子９と斜角探触子１０とを配置する。
ところが、構造的な制約から垂直探触子９は椀形の内径
側底面に配置せざるを得ず、探傷帯Ａに対し適当な距離
を確保できない。つまり、表層から１０ｗ程度の深さの
範囲にある探傷帯Ａは、垂直探触子９にとって不感帯と
なるため探傷不能となる。したがって、探傷帯Ａに対し
て垂直探傷が行えず、斜角探触子１０による斜角探傷だ
けに頼ることになり、ＵＴによる探傷検査が必ずしも十
分に行えない。
側底面に配置せざるを得ず、探傷帯Ａに対し適当な距離
を確保できない。つまり、表層から１０ｗ程度の深さの
範囲にある探傷帯Ａは、垂直探触子９にとって不感帯と
なるため探傷不能となる。したがって、探傷帯Ａに対し
て垂直探傷が行えず、斜角探触子１０による斜角探傷だ
けに頼ることになり、ＵＴによる探傷検査が必ずしも十
分に行えない。
なお、ランナが大形の場合等には、バケットホイールを
分割構成とすることが多い。例えば第９図および第１０
図に示すように、バケットホイール２１を、多数の単一
翼状のバケットエレメントからなる単一型分割バケット
部２２と、この各単一型分割バケット部２２を取付ける
ディスク部２３とに分割している。そして、各単一型分
割バケット部２２とディスク部２３とは、リーマボルト
２４およびナツト２５、ならびに角度固定用の楔２６等
により、固定および位置決めがなされるものである。
分割構成とすることが多い。例えば第９図および第１０
図に示すように、バケットホイール２１を、多数の単一
翼状のバケットエレメントからなる単一型分割バケット
部２２と、この各単一型分割バケット部２２を取付ける
ディスク部２３とに分割している。そして、各単一型分
割バケット部２２とディスク部２３とは、リーマボルト
２４およびナツト２５、ならびに角度固定用の楔２６等
により、固定および位置決めがなされるものである。
また、第１１図および第１２図に示すように、バケット
ホイール３１が、双翼状のバケットエレメントからなる
双子型分割バケット部３２と、ディスク部３３とに分割
された構成のものもある。
ホイール３１が、双翼状のバケットエレメントからなる
双子型分割バケット部３２と、ディスク部３３とに分割
された構成のものもある。
このものでは、リーマボルト３４、ナツト３５および角
度固定用楔３６等により、固定および位置決めがなされ
る。
度固定用楔３６等により、固定および位置決めがなされ
る。
以上のような構成においては、単一型分割バケット部２
２および双子型分割バケット部３２のいずれの場合でも
、垂直探触子９および斜角探触子１０を配置できる面が
十分にある。したがって、前記探傷帯Ａに対するＵＴに
よる探傷検査は問題な〈実施できる。
２および双子型分割バケット部３２のいずれの場合でも
、垂直探触子９および斜角探触子１０を配置できる面が
十分にある。したがって、前記探傷帯Ａに対するＵＴに
よる探傷検査は問題な〈実施できる。
しかし、バケット部を単一型あるいは双子型で構成する
ため、機械加工個所が増加し、回転部の取付は部品およ
び締結組み立て箇所が増加する。
ため、機械加工個所が増加し、回転部の取付は部品およ
び締結組み立て箇所が増加する。
このため、メンテナンス上に問題が生じる。また、一体
鋳造のバケットホイールを有するものに比べて、かなり
コスト高となる。
鋳造のバケットホイールを有するものに比べて、かなり
コスト高となる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、バケ
ットホイールの主要応力部であるバケット部の付根個所
に対し、ＵＴによる探傷検査の十分な実施およびメンテ
ナンス性の向上が可能で、しかも高品質化および低コス
ト化も有効的に図れるペルトン水車を提供することを目
的とする。
ットホイールの主要応力部であるバケット部の付根個所
に対し、ＵＴによる探傷検査の十分な実施およびメンテ
ナンス性の向上が可能で、しかも高品質化および低コス
ト化も有効的に図れるペルトン水車を提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、噴射水により回転駆動されるランチとしての
バケットホイールが、主軸に設けられるディスク部と、
このディスク部と別体に設けられ、かつディスク部の外
周縁部に接合されるバケット部とにより構成されるペル
トン水車において、前記バケット部は、リング状の基体
に全てのバケットエレメントが一体形成されたものとし
、このバケット部の基体を前記ディスク部に結合固定し
てなることを特徴とする。
バケットホイールが、主軸に設けられるディスク部と、
このディスク部と別体に設けられ、かつディスク部の外
周縁部に接合されるバケット部とにより構成されるペル
トン水車において、前記バケット部は、リング状の基体
に全てのバケットエレメントが一体形成されたものとし
、このバケット部の基体を前記ディスク部に結合固定し
てなることを特徴とする。
（作用）
本発明によれば、バケットホイールを分割型としたので
、ＵＴによる探傷検査の十分な実施およびメンテナンス
性の向上が可能となる。しかも、そのバケットホイール
は、リング状に一体鋳造されたバケット部と、主軸に接
続されるディスク部とに分割したので、バケット部とデ
ィスク部とが少数の結合部材によって締結できる。よっ
て構成部品も少数となり、高品質化および低コスト化も
有効的に図れるようになる。
、ＵＴによる探傷検査の十分な実施およびメンテナンス
性の向上が可能となる。しかも、そのバケットホイール
は、リング状に一体鋳造されたバケット部と、主軸に接
続されるディスク部とに分割したので、バケット部とデ
ィスク部とが少数の結合部材によって締結できる。よっ
て構成部品も少数となり、高品質化および低コスト化も
有効的に図れるようになる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。
明する。
第１図は本実施例によるペルトン水車のバケットホイー
ル部を示す軸方向断面図、第２図は分解斜視図、第３図
はＵＴ探触子による探傷作用を示す図である。
ル部を示す軸方向断面図、第２図は分解斜視図、第３図
はＵＴ探触子による探傷作用を示す図である。
第１図および第２図に示すように、バケットホイール４
１は、リング状に一体鋳造されたバケット部としての分
割バケット４２と、ディスク部４３とにより構成される
。すなわち、分割バケット４２は、リング状の基体４２
ａに全てのバケットエレメント４２ｂが一体形成されて
いる。そして、分割バケット４２とディスク部４３とは
、結合部材としての数本程度、例えば６本のリーマボル
ト４４とナツト４５とによって締結されている。ディス
ク部４３は主軸４６に接続されており、さらにこの主軸
４６は図示しない発電機に接続されている。
１は、リング状に一体鋳造されたバケット部としての分
割バケット４２と、ディスク部４３とにより構成される
。すなわち、分割バケット４２は、リング状の基体４２
ａに全てのバケットエレメント４２ｂが一体形成されて
いる。そして、分割バケット４２とディスク部４３とは
、結合部材としての数本程度、例えば６本のリーマボル
ト４４とナツト４５とによって締結されている。ディス
ク部４３は主軸４６に接続されており、さらにこの主軸
４６は図示しない発電機に接続されている。
このような構成によると、第３図に示すように、バケッ
トホイール４１を、リング形分割バケット４２とディス
ク部４３との分割構成したため、垂直探触子４７および
斜角探触子４８を配置可能な面が十分に確保可能となる
。つまり分割バケット４２の内径側で、しかもＵＴによ
る探傷検査に適当な距離が保て、かつ、探傷帯Ｂの長平
方向に平行な面が十分に確保可能となる。したがって、
非常に好条件で、十分な垂直探傷が可能となることから
、材料に対して非破壊検査を実施し、検出した欠陥部に
対し適切な補修を施すことができ、運転中に欠陥が進展
してランチを破壊に至らしめるような事故の原因を未然
に確実に除去できる。
トホイール４１を、リング形分割バケット４２とディス
ク部４３との分割構成したため、垂直探触子４７および
斜角探触子４８を配置可能な面が十分に確保可能となる
。つまり分割バケット４２の内径側で、しかもＵＴによ
る探傷検査に適当な距離が保て、かつ、探傷帯Ｂの長平
方向に平行な面が十分に確保可能となる。したがって、
非常に好条件で、十分な垂直探傷が可能となることから
、材料に対して非破壊検査を実施し、検出した欠陥部に
対し適切な補修を施すことができ、運転中に欠陥が進展
してランチを破壊に至らしめるような事故の原因を未然
に確実に除去できる。
また、上述のように、数本程度のリーマボルト４４とナ
ツト４５とによって、単純に組み立ておよび固定が行わ
れるので、低コスト化も有効的に図れるようになる。
ツト４５とによって、単純に組み立ておよび固定が行わ
れるので、低コスト化も有効的に図れるようになる。
以上の実施例によれば、バケットホイール４１を、リン
グ形分割バケット４２とディスク部４３との分割構成と
し、バケット部４２とディスク部４３とを少数の結合部
材によって締結したため、ＵＴによる探傷検査の十分な
実施およびメンテナンス性が向上できるとともに、高品
質化および低コスト化も有効的に図れるようになる。
グ形分割バケット４２とディスク部４３との分割構成と
し、バケット部４２とディスク部４３とを少数の結合部
材によって締結したため、ＵＴによる探傷検査の十分な
実施およびメンテナンス性が向上できるとともに、高品
質化および低コスト化も有効的に図れるようになる。
以上のように、本発明に係るペルトン水車によれば、バ
ケットホイールの主要応力部であるバケット部の付根個
所に対し、ＵＴによる探傷検査の十分な実施が可能とな
り、メンテナンス性が向上できるとともに、高品質化お
よび低コスト化も有効的に図れるという効果が奏される
。
ケットホイールの主要応力部であるバケット部の付根個
所に対し、ＵＴによる探傷検査の十分な実施が可能とな
り、メンテナンス性が向上できるとともに、高品質化お
よび低コスト化も有効的に図れるという効果が奏される
。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は分解
斜視図、第３図はＵＴ探触状態を示す図、第４図は一般
的なペルトン水車の概略断面図、第５図は噴射水のバケ
ット部に対する衝突状態を示す図、第６図は従来例とし
て一体鋳造型バケットホイールを示す部分断面図、第７
図は第６図の平面図、第８図はＵＴ探触状態を示す図、
第９図は他の従来例として単一型分割バケット構造を示
す断面図、第１０図は第９図の平面図、第１１図はさら
に他の従来例として双子型バケット構造を示す図、第１
２図は第１１図の平面図である。 ４１・・・バケットホイール、４２・・・リング形分割
バケット（バケット部）、４２ａ・・・基体、４２ｂ・
・・バケットエレメント、４３・・・ディスク部、４４
・・・リーマポルト（結合部材）、４５・・・ナツト（
結合部材）、４６・・・主軸。
斜視図、第３図はＵＴ探触状態を示す図、第４図は一般
的なペルトン水車の概略断面図、第５図は噴射水のバケ
ット部に対する衝突状態を示す図、第６図は従来例とし
て一体鋳造型バケットホイールを示す部分断面図、第７
図は第６図の平面図、第８図はＵＴ探触状態を示す図、
第９図は他の従来例として単一型分割バケット構造を示
す断面図、第１０図は第９図の平面図、第１１図はさら
に他の従来例として双子型バケット構造を示す図、第１
２図は第１１図の平面図である。 ４１・・・バケットホイール、４２・・・リング形分割
バケット（バケット部）、４２ａ・・・基体、４２ｂ・
・・バケットエレメント、４３・・・ディスク部、４４
・・・リーマポルト（結合部材）、４５・・・ナツト（
結合部材）、４６・・・主軸。
Claims (1)
- 噴射水により回転駆動されるランナとしてのバケットホ
イールが、主軸に設けられるディスク部と、このディス
ク部と別体に設けられ、かつディスク部の外周縁部に接
合されるバケット部とにより構成されるペルトン水車に
おいて、前記バケット部は、リング状の基体に全てのバ
ケットエレメントが一体形成されたものとし、このバケ
ット部の基体を前記ディスク部に結合固定したことを特
徴とするペルトン水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017841A JP2902702B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | ペルトン水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017841A JP2902702B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | ペルトン水車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225080A true JPH03225080A (ja) | 1991-10-04 |
| JP2902702B2 JP2902702B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=11954899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017841A Expired - Fee Related JP2902702B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | ペルトン水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2902702B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501047A (ja) * | 2007-10-30 | 2011-01-06 | アルストム イドロ フランス | ペルトンタービンホイール、該ホイールの製造方法、及び該ホイールを含むペルトンタービン |
| WO2023087683A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 一种组合式冲击式水轮机转轮 |
| CN117514561A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-02-06 | 西藏大唐扎拉水电开发有限公司 | 一种轮毂分环连接的大型冲击式水轮机转轮 |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2017841A patent/JP2902702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501047A (ja) * | 2007-10-30 | 2011-01-06 | アルストム イドロ フランス | ペルトンタービンホイール、該ホイールの製造方法、及び該ホイールを含むペルトンタービン |
| WO2023087683A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 一种组合式冲击式水轮机转轮 |
| CN117514561A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-02-06 | 西藏大唐扎拉水电开发有限公司 | 一种轮毂分环连接的大型冲击式水轮机转轮 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2902702B2 (ja) | 1999-06-07 |
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