JPH10103211A - 水力機械の給気装置 - Google Patents
水力機械の給気装置Info
- Publication number
- JPH10103211A JPH10103211A JP8259682A JP25968296A JPH10103211A JP H10103211 A JPH10103211 A JP H10103211A JP 8259682 A JP8259682 A JP 8259682A JP 25968296 A JP25968296 A JP 25968296A JP H10103211 A JPH10103211 A JP H10103211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- valve
- air supply
- hydraulic machine
- supply device
- 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
Links
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)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】構造を簡素化させて運転操作が容易で、かつ吸
い出し管内の充水の旋回流を確実に防止できる水力機械
の給気装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る水力機械の給気装置は、空気
通路１０を穿設した主軸２にコントロールバルブ１３と
貯気室１２を設け、コントロールバルブ１３の弁体に開
閉信号を与える制御部１６を備えたものである。
い出し管内の充水の旋回流を確実に防止できる水力機械
の給気装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る水力機械の給気装置は、空気
通路１０を穿設した主軸２にコントロールバルブ１３と
貯気室１２を設け、コントロールバルブ１３の弁体に開
閉信号を与える制御部１６を備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水力機械の給気装
置に係り、特に水力機械の運転状態に対応させて吸い出
し管に適正量の給気を供給する水力機械の給気装置に関
する。
置に係り、特に水力機械の運転状態に対応させて吸い出
し管に適正量の給気を供給する水力機械の給気装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水力機械では、ランナベーンの
出口側に吸い出し管を設け、この吸い出し管を大気圧に
較べ負圧にしてランナベーンから流出する動水の速度エ
ネルギを効果的に回収できるように図られている。
出口側に吸い出し管を設け、この吸い出し管を大気圧に
較べ負圧にしてランナベーンから流出する動水の速度エ
ネルギを効果的に回収できるように図られている。
【０００３】ところが、部分負荷運転のように、ランナ
ベーンから噴出する動水の流量が少なくなってくると、
動水には旋回速度成分が発生しているため、この旋回速
度成分をもった動水が負圧になっている吸い出し管に噴
出すると、吸い出し管内の充水は旋回流を発生する。吸
い出し管内の充水に発生する旋回流は、自由渦とランキ
ン渦とが組み合されており、当初、細長くなっていた渦
芯が、成長するに従い内部に死水コア（空洞）を伴った
螺旋渦に変り、この螺旋渦の揺動により充水を変動さ
せ、ついには水力機械の出力動揺（パワースイング）、
死水コアの固有振動数との共振による振動、あるいは吸
い出し管のエルボへの衝突による騒音等を発生させてい
た。
ベーンから噴出する動水の流量が少なくなってくると、
動水には旋回速度成分が発生しているため、この旋回速
度成分をもった動水が負圧になっている吸い出し管に噴
出すると、吸い出し管内の充水は旋回流を発生する。吸
い出し管内の充水に発生する旋回流は、自由渦とランキ
ン渦とが組み合されており、当初、細長くなっていた渦
芯が、成長するに従い内部に死水コア（空洞）を伴った
螺旋渦に変り、この螺旋渦の揺動により充水を変動さ
せ、ついには水力機械の出力動揺（パワースイング）、
死水コアの固有振動数との共振による振動、あるいは吸
い出し管のエルボへの衝突による騒音等を発生させてい
た。
【０００４】出力動揺、振動、騒音の発生を防止する手
段の一として、従来から吸い出し管内で変動する充水に
対し、器外から空気を供給する給気運転を行なってい
た。
段の一として、従来から吸い出し管内で変動する充水に
対し、器外から空気を供給する給気運転を行なってい
た。
【０００５】この給気運転は、吸い出し管内で変動する
充水に、外部から空気を供給すると、その空気が旋回す
る充水の遠心力により負圧になっている死水コアに集め
られ、その死水コアおよび螺旋渦を全周に亘って取り囲
み、やがて消滅させることに着目したもので、このよう
にして充水の安定流の確保を図っていた。
充水に、外部から空気を供給すると、その空気が旋回す
る充水の遠心力により負圧になっている死水コアに集め
られ、その死水コアおよび螺旋渦を全周に亘って取り囲
み、やがて消滅させることに着目したもので、このよう
にして充水の安定流の確保を図っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近の水力機械では、
環境破壊防止の観点から動水の高落差を採ることができ
ない今日、比較的低落差でも高出力が得られるようにす
るため、ランナベーンを通過する動水の高速化が図られ
るようになってきており、高速度エネルギを回収する吸
い出し管にとって充水のサージングを確実に防止するこ
とが水力機械の高出力化を維持し、安定運転確保のため
に非常に重要になっている。
環境破壊防止の観点から動水の高落差を採ることができ
ない今日、比較的低落差でも高出力が得られるようにす
るため、ランナベーンを通過する動水の高速化が図られ
るようになってきており、高速度エネルギを回収する吸
い出し管にとって充水のサージングを確実に防止するこ
とが水力機械の高出力化を維持し、安定運転確保のため
に非常に重要になっている。
【０００７】従来、水力機械の給気運転方法は、ランナ
ベーンと吸い出し管の充水との間の一側面または横断的
に配設する空気管やランナベーンに一体結合する主軸
（回転軸）に穿設した空気通路を利用して吸い込んだ空
気を吸い出し管に噴出させ、その充水の旋回流の防止を
図っていた。
ベーンと吸い出し管の充水との間の一側面または横断的
に配設する空気管やランナベーンに一体結合する主軸
（回転軸）に穿設した空気通路を利用して吸い込んだ空
気を吸い出し管に噴出させ、その充水の旋回流の防止を
図っていた。
【０００８】しかし、この従来の給気手段では、吸い込
んだ大気を吸い出し管の充水に案内する場合、何らコン
トロールしないで案内するため、部分負荷運転のように
ランナベーンから吸い出し管に噴出する動水が比較的少
ないときにはその出力をほぼ所定通りに維持しつつ、充
水の旋回流を防止できる優れた特性を備えている反面、
定格運転のように、ランナベーンから噴出する動水が多
いと、給気によりランナベーンの出口圧力が上昇し、ラ
ンナヘッド（ランナ入口、出口間の水頭差）が低下し、
そのため水力機械の出力が低下するという不具合、不都
合があった。
んだ大気を吸い出し管の充水に案内する場合、何らコン
トロールしないで案内するため、部分負荷運転のように
ランナベーンから吸い出し管に噴出する動水が比較的少
ないときにはその出力をほぼ所定通りに維持しつつ、充
水の旋回流を防止できる優れた特性を備えている反面、
定格運転のように、ランナベーンから噴出する動水が多
いと、給気によりランナベーンの出口圧力が上昇し、ラ
ンナヘッド（ランナ入口、出口間の水頭差）が低下し、
そのため水力機械の出力が低下するという不具合、不都
合があった。
【０００９】このような不具合、不都合を解決するため
他の手段としては、特開昭５５−１５１１７７号公報に
公表されているように、吸い出し管の充水に案内する空
気の駆動装置としてジェットポンプを用い、水圧鉄管か
ら案内された誘引水を、上池とランナベーンとの変動有
効落差に基づいてコントロールバルブの弁開度を調整
し、ジェット効果を利用して旋回する充水に空気を供給
していた。
他の手段としては、特開昭５５−１５１１７７号公報に
公表されているように、吸い出し管の充水に案内する空
気の駆動装置としてジェットポンプを用い、水圧鉄管か
ら案内された誘引水を、上池とランナベーンとの変動有
効落差に基づいてコントロールバルブの弁開度を調整
し、ジェット効果を利用して旋回する充水に空気を供給
していた。
【００１０】しかし、この手段では、コントロールバル
ブの開閉駆動に油圧機構が用いられているため構造的に
複雑であり、また充水の旋回流を確実に抑制するには、
吸い出し管の周囲に複数のジェットポンプおよびコント
ロールバルブの弁開閉を調整する油圧機構が必要にな
り、運転員にとって運転操作の使い勝手がしにくい不具
合があり、運転操作の容易なものが求められていた。
ブの開閉駆動に油圧機構が用いられているため構造的に
複雑であり、また充水の旋回流を確実に抑制するには、
吸い出し管の周囲に複数のジェットポンプおよびコント
ロールバルブの弁開閉を調整する油圧機構が必要にな
り、運転員にとって運転操作の使い勝手がしにくい不具
合があり、運転操作の容易なものが求められていた。
【００１１】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、構造を簡素化させて運転操作が容易でかつ
吸い出し管内の充水の旋回流を確実に防止できる水力機
械の給気装置を提供することにある。
れたもので、構造を簡素化させて運転操作が容易でかつ
吸い出し管内の充水の旋回流を確実に防止できる水力機
械の給気装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水力機械の
給気装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記
載したように、ケーシングと吸い出し管とを結ぶ中間通
路に、ケーシングから供給される動水の流れ方向に沿っ
て順次ガイドベーン、ランナベーンを備えたランナを設
置するとともに、ランナに一体結合し、空気を上記吸い
出し管の充水に案内する空気通路を穿設した主軸を備え
た水力機械の給気装置において、上記空気通路を穿設し
た主軸にコントロールバルブと貯気室を設け、コントロ
ールバルブの弁体に開閉信号を与える制御部を備えたも
のである。
給気装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記
載したように、ケーシングと吸い出し管とを結ぶ中間通
路に、ケーシングから供給される動水の流れ方向に沿っ
て順次ガイドベーン、ランナベーンを備えたランナを設
置するとともに、ランナに一体結合し、空気を上記吸い
出し管の充水に案内する空気通路を穿設した主軸を備え
た水力機械の給気装置において、上記空気通路を穿設し
た主軸にコントロールバルブと貯気室を設け、コントロ
ールバルブの弁体に開閉信号を与える制御部を備えたも
のである。
【００１３】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項２に記載したように、貯
気室は空気通路を穿設した主軸の上端部に設置したもの
である。
目的を達成するために、請求項２に記載したように、貯
気室は空気通路を穿設した主軸の上端部に設置したもの
である。
【００１４】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項３に記載したように、制
御部は、予め模型試験または据付現地試験のデータから
作成した有効落差の関数に、実運転信号に基づいて演算
した信号を突き合わせ、吸い出し管に空気を供給するコ
ントロールバルブの弁開閉信号を設定する演算部を備え
たものである。
目的を達成するために、請求項３に記載したように、制
御部は、予め模型試験または据付現地試験のデータから
作成した有効落差の関数に、実運転信号に基づいて演算
した信号を突き合わせ、吸い出し管に空気を供給するコ
ントロールバルブの弁開閉信号を設定する演算部を備え
たものである。
【００１５】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項４に記載したように、運
転信号は、実出力、実有効落差、実流量、ガイドベーン
の実開度のいずれか一つを選択したものである。
目的を達成するために、請求項４に記載したように、運
転信号は、実出力、実有効落差、実流量、ガイドベーン
の実開度のいずれか一つを選択したものである。
【００１６】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項５に記載したように、コ
ントロールバルブは、弁体を進退させるモータを備えた
ものである。
目的を達成するために、請求項５に記載したように、コ
ントロールバルブは、弁体を進退させるモータを備えた
ものである。
【００１７】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項６に記載したように、コ
ントロールバルブは弁体を収容するシリンダと、制御部
から与えられる弁開閉信号により弁体を進退させる弁体
駆動部を備えたものである。
目的を達成するために、請求項６に記載したように、コ
ントロールバルブは弁体を収容するシリンダと、制御部
から与えられる弁開閉信号により弁体を進退させる弁体
駆動部を備えたものである。
【００１８】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項７に記載したように、コ
ントロールバルブの弁体および主軸に穿設した空気通路
に設けた弁座は、ともに円錐形に形成したものである。
目的を達成するために、請求項７に記載したように、コ
ントロールバルブの弁体および主軸に穿設した空気通路
に設けた弁座は、ともに円錐形に形成したものである。
【００１９】本発明に係る水力機械の給気装置は、上記
目的を達成するために、請求項８に記載したように、シ
リンダは、弁体を回動自在に支承する軸受を備えたもの
である。
目的を達成するために、請求項８に記載したように、シ
リンダは、弁体を回動自在に支承する軸受を備えたもの
である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る水力機械の給
気装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
気装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】図１は、本発明に係る水力機械の給気装置
がフランシス水車に適用される一例を示す概略図であ
る。
がフランシス水車に適用される一例を示す概略図であ
る。
【００２２】渦巻状のケーシング１は、中央に主軸（回
転軸）２と一体結合するランナ３を備えている。このラ
ンナ３には、入口から出口に向って徐々に拡開し、出口
の翼列間が偏平状の箱形通路に形成し、動水の速度エネ
ルギを従来よりも一層高くしたランナベーン４が設けら
れている。また、渦巻状のケーシング１とランナ３との
間に形成された中間通路５には、ケーシング１の動水を
整流させるステーベーン６、上池（図示せず）とケーシ
ング１との有効落差変動に対応して可変自在に調整でき
るガイドベーン７がそれぞれ設置されている。
転軸）２と一体結合するランナ３を備えている。このラ
ンナ３には、入口から出口に向って徐々に拡開し、出口
の翼列間が偏平状の箱形通路に形成し、動水の速度エネ
ルギを従来よりも一層高くしたランナベーン４が設けら
れている。また、渦巻状のケーシング１とランナ３との
間に形成された中間通路５には、ケーシング１の動水を
整流させるステーベーン６、上池（図示せず）とケーシ
ング１との有効落差変動に対応して可変自在に調整でき
るガイドベーン７がそれぞれ設置されている。
【００２３】また、ランナベーン４の出口は、エルボ形
式の吸い出し管８を備え、この吸い出し管８によりラン
ナベーン４に回転駆動力を与えた動水の速度エネルギが
回収できるように図られている。
式の吸い出し管８を備え、この吸い出し管８によりラン
ナベーン４に回転駆動力を与えた動水の速度エネルギが
回収できるように図られている。
【００２４】一方、ランナベーン４と一体結合させた主
軸２には、空気を案内し、吸い出し管８の充水９に発生
する旋回流を抑制する空気通路１０がその軸方向に沿っ
てランナベーン４の出口まで延びるように穿設されてい
る。
軸２には、空気を案内し、吸い出し管８の充水９に発生
する旋回流を抑制する空気通路１０がその軸方向に沿っ
てランナベーン４の出口まで延びるように穿設されてい
る。
【００２５】空気通路１０は、図２に示すように、その
上端部にパッキン１１により水密的に密閉された貯気室
１２を備えるとともに、この貯気室１２にコントロール
バルブ１３と、空気を吸い込む空気導入口１４とをそれ
ぞれ備えている。
上端部にパッキン１１により水密的に密閉された貯気室
１２を備えるとともに、この貯気室１２にコントロール
バルブ１３と、空気を吸い込む空気導入口１４とをそれ
ぞれ備えている。
【００２６】また、コントロールバルブ１３は、モータ
１５を備えており、このモータ１５の駆動力によりコン
トロールバルブ１３を弁開閉制御させるようになってい
る。さらに、モータ１５は、図４に示すように、予め模
型試験または据付現地試験で求めた上池（図示せず）と
ランナベーン４との変動有効落差毎に算出された放物状
の関数またはステップ状の関数を選択的に組み込んだ制
御部１６と、実運転の際に検出した実有効落差から上記
関数に突き合わせコントロールバルブ１３の弁開度を設
定する演算部１７とをそれぞれ備え、制御部１６から設
定された弁開度信号に基づいてコントロールバルブ１３
の弁体を開閉駆動させるようになっている。
１５を備えており、このモータ１５の駆動力によりコン
トロールバルブ１３を弁開閉制御させるようになってい
る。さらに、モータ１５は、図４に示すように、予め模
型試験または据付現地試験で求めた上池（図示せず）と
ランナベーン４との変動有効落差毎に算出された放物状
の関数またはステップ状の関数を選択的に組み込んだ制
御部１６と、実運転の際に検出した実有効落差から上記
関数に突き合わせコントロールバルブ１３の弁開度を設
定する演算部１７とをそれぞれ備え、制御部１６から設
定された弁開度信号に基づいてコントロールバルブ１３
の弁体を開閉駆動させるようになっている。
【００２７】一方、制御部１６に組み込まれ、図４で示
された放物線状の関数は、実線を有効落差Ｈが小さい場
合、また破線を有効落差Ｈ大をそれぞれ示しており、有
効落差Ｈの大小間に一点鎖線で示す変動有効落差毎のデ
ータがプロットされている。
された放物線状の関数は、実線を有効落差Ｈが小さい場
合、また破線を有効落差Ｈ大をそれぞれ示しており、有
効落差Ｈの大小間に一点鎖線で示す変動有効落差毎のデ
ータがプロットされている。
【００２８】また、図４において、縦軸で示す出力信号
は、コントロールバルブ１３の弁体の弁開度を示すとと
もに、横軸で示す入力信号は、水車出力Ｐと有効落差Ｈ
との、いわゆるＰ−Ｈカーブから求めた信号、有効落差
Ｈとランナベーン４を通過する流量Ｑとの、いわゆるＰ
−Ｑカーブから求めた信号、あるいは有効落差Ｈとガイ
ドベーン開度Ａとの、いわゆるＨ−Ａカーブから求めた
信号とのいずれか一つが選択的に使用されるうになって
いる。
は、コントロールバルブ１３の弁体の弁開度を示すとと
もに、横軸で示す入力信号は、水車出力Ｐと有効落差Ｈ
との、いわゆるＰ−Ｈカーブから求めた信号、有効落差
Ｈとランナベーン４を通過する流量Ｑとの、いわゆるＰ
−Ｑカーブから求めた信号、あるいは有効落差Ｈとガイ
ドベーン開度Ａとの、いわゆるＨ−Ａカーブから求めた
信号とのいずれか一つが選択的に使用されるうになって
いる。
【００２９】また、制御部１６に選択的に組み込まれ、
図５で示されたステップ状の関数は、実線を有効落差Ｈ
小を、破線を有効落差Ｈ大をそれぞれ示しており、有効
落差Ｈの大小間に一点鎖線で示す変動落差毎のデータが
プロットされている。この場合、縦軸で示す出力信号
は、上述と同じようにコントロールバルブ１３の弁体の
弁開度を示し、横軸で示す入力信号も、上述と同じよう
にＰ−Ｈカーブ、Ｐ−Ｑカーブ、Ｈ−Ａカーブのいずれ
か一つが選択的に使用されるようになっている。
図５で示されたステップ状の関数は、実線を有効落差Ｈ
小を、破線を有効落差Ｈ大をそれぞれ示しており、有効
落差Ｈの大小間に一点鎖線で示す変動落差毎のデータが
プロットされている。この場合、縦軸で示す出力信号
は、上述と同じようにコントロールバルブ１３の弁体の
弁開度を示し、横軸で示す入力信号も、上述と同じよう
にＰ−Ｈカーブ、Ｐ−Ｑカーブ、Ｈ−Ａカーブのいずれ
か一つが選択的に使用されるようになっている。
【００３０】次に作用を説明する。
【００３１】フランシス水車が部分負荷運転に入ると、
検出された有効落差、水車出力、流量、ガイドベーン開
度のいずれか一つの信号を用いて演算部１７で演算し、
その演算信号を制御部１６に入力し、ここで、図４で示
す放物線状の関数または図５で示すステップ状の関数と
突き合わせ、コントロールバルブ１３の弁開度が自動的
に設定される。
検出された有効落差、水車出力、流量、ガイドベーン開
度のいずれか一つの信号を用いて演算部１７で演算し、
その演算信号を制御部１６に入力し、ここで、図４で示
す放物線状の関数または図５で示すステップ状の関数と
突き合わせ、コントロールバルブ１３の弁開度が自動的
に設定される。
【００３２】設定されたコントロールバルブ１３の弁開
閉信号は、制御部１６からモータ１５に駆動信号として
入力され、モータ１５の駆動力によりコントロールバル
ブ１３の弁体を進退させ、こうして空気導入口１４から
吸い込んだ大気を貯気室１２、空気通路１０を経て吸い
出し管８の充水９の全域に亘って供給するよう図られて
いる。
閉信号は、制御部１６からモータ１５に駆動信号として
入力され、モータ１５の駆動力によりコントロールバル
ブ１３の弁体を進退させ、こうして空気導入口１４から
吸い込んだ大気を貯気室１２、空気通路１０を経て吸い
出し管８の充水９の全域に亘って供給するよう図られて
いる。
【００３３】このように、本実施形態では、有効落差、
水車出力、流量、ガイドベーン開度のいずれか一つの信
号を用い、コントロールバルブ１３の弁開閉信号を自動
的に設定する制御部１６を設け、空気を過不足なく吸い
出し管の充水の全域的に亘って供給したので、フランシ
ス水車運転の実情に対応させて吸い出し管の充水に発生
する旋回流を確実に抑制することができる。
水車出力、流量、ガイドベーン開度のいずれか一つの信
号を用い、コントロールバルブ１３の弁開閉信号を自動
的に設定する制御部１６を設け、空気を過不足なく吸い
出し管の充水の全域的に亘って供給したので、フランシ
ス水車運転の実情に対応させて吸い出し管の充水に発生
する旋回流を確実に抑制することができる。
【００３４】また、本実施形態では、吸い出し管の充水
に空気を供給するとき、コントロールバルブと制御部を
備えるだけの構造簡素にして自動供給ができるようにし
たので、運転員にとって操作容易な給気装置を実現する
ことができる。
に空気を供給するとき、コントロールバルブと制御部を
備えるだけの構造簡素にして自動供給ができるようにし
たので、運転員にとって操作容易な給気装置を実現する
ことができる。
【００３５】図３は本発明に係る水力機械の給気装置の
第２実施形態を示す概略図である。なお、第１実施形態
の構成部品と同一部分には同一符号を付し、その重複説
明を省略する。
第２実施形態を示す概略図である。なお、第１実施形態
の構成部品と同一部分には同一符号を付し、その重複説
明を省略する。
【００３６】本実施形態に係るコントロールバルブ１３
は、弁体１８を収容するシリンダ２１と、制御部１６の
弁開閉信号により弁体１８を進退させる弁体駆動部２２
を備えるとともに、弁体１８を円錐状に形成し、さらに
弁体１８に対する主軸２の弁座１９を円錐状に作成する
一方、弁体１８が回動しながら進退できるようシリンダ
２１に軸受２０を備えたものである。
は、弁体１８を収容するシリンダ２１と、制御部１６の
弁開閉信号により弁体１８を進退させる弁体駆動部２２
を備えるとともに、弁体１８を円錐状に形成し、さらに
弁体１８に対する主軸２の弁座１９を円錐状に作成する
一方、弁体１８が回動しながら進退できるようシリンダ
２１に軸受２０を備えたものである。
【００３７】このように本実施形態では、弁体１８、弁
座１９をともに円錐状に形成し、さらに弁体１８の弁閉
に際し、回動自在にできる軸受２０を備えたので、吸い
出し管８に給気を必要としないときに空気を確実に断つ
ことができ、漏気によるランナベーン４のランナヘッド
を上昇させることがなく、安定した運転を行なうことが
できる。
座１９をともに円錐状に形成し、さらに弁体１８の弁閉
に際し、回動自在にできる軸受２０を備えたので、吸い
出し管８に給気を必要としないときに空気を確実に断つ
ことができ、漏気によるランナベーン４のランナヘッド
を上昇させることがなく、安定した運転を行なうことが
できる。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る水力機
械の給気装置は、吸い出し管の充水の全域に亘って大気
を供給する主軸の空気通路に貯気室とコントロール弁を
設け、このコントロール弁に与えられる弁開閉信号とし
て有効落差、水車出力、流量、ガイドベーン開度に基づ
く放物状またはステップ状の関数を組み込んだ制御部を
設けたので、運転状態に対応させて過不足なく、的確
に、自動的に、空気を吸い出し管に供給することができ
る。
械の給気装置は、吸い出し管の充水の全域に亘って大気
を供給する主軸の空気通路に貯気室とコントロール弁を
設け、このコントロール弁に与えられる弁開閉信号とし
て有効落差、水車出力、流量、ガイドベーン開度に基づ
く放物状またはステップ状の関数を組み込んだ制御部を
設けたので、運転状態に対応させて過不足なく、的確
に、自動的に、空気を吸い出し管に供給することができ
る。
【００３９】また、本発明に係る水力機械の給気装置
は、吸い出し管の充水に供給するコントロールバルブの
弁体を円錐状に形成し、この弁体を回動自在に支承する
軸受を貯気室に設けて水密的に弁閉させたので、吸い出
し管の給気を必要としないときにその漏気を確実に断つ
ことができる。
は、吸い出し管の充水に供給するコントロールバルブの
弁体を円錐状に形成し、この弁体を回動自在に支承する
軸受を貯気室に設けて水密的に弁閉させたので、吸い出
し管の給気を必要としないときにその漏気を確実に断つ
ことができる。
【図１】本発明に係る水力機械の給気装置が適用される
フランシス水車を一例にした概略図。
フランシス水車を一例にした概略図。
【図２】本発明に係る水力機械の給気装置の第１実施形
態を概略的に示す部分図。
態を概略的に示す部分図。
【図３】本発明に係る水力機械の給気装置の第２実施形
態を概略的に示す部分図。
態を概略的に示す部分図。
【図４】本発明に係る水力機械の給気装置において、制
御部に組み込んだ放物曲線状の関数を示すグラフ。
御部に組み込んだ放物曲線状の関数を示すグラフ。
【図５】本発明に係る水力機械の給気装置において、制
御部に組み込んだステップ状の関数を示すグラフ。
御部に組み込んだステップ状の関数を示すグラフ。
１ ケーシング ２ 主軸 ３ ランナ ４ ランナベーン ５ 中間通路 ６ ステーベーン ７ ガイドベーン ８ 吸い出し管 ９ 充水 １０ 空気通路 １１ パッキン １２ 貯気室 １３ コントロールバルブ １４ 空気導入口 １５ モータ １６ 制御部 １７ 演算部 １８ 弁体 １９ 弁座 ２０ 軸受 ２１ シリンダ ２２ 弁体駆動部
Claims (8)
- 【請求項１】 ケーシングと吸い出し管とを結ぶ中間通
路に、ケーシングから供給される動水の流れ方向に沿っ
て順次ガイドベーン、ランナベーンを備えたランナを設
置するとともに、ランナに一体結合し、空気を上記吸い
出し管の充水に案内する空気通路を穿設した主軸を備え
た水力機械の給気装置において、上記空気通路を穿設し
た主軸にコントロールバルブと貯気室を設け、コントロ
ールバルブの弁体に開閉信号を与える制御部を備えたこ
とを特徴とする水力機械の給気装置。 - 【請求項２】 貯気室は空気通路を穿設した主軸の上端
部に設置したことを特徴とする請求項１記載の水力機械
の給気装置。 - 【請求項３】 制御部は、予め模型試験または据付現地
試験のデータから作成した有効落差の関数に、実運転信
号に基づいて演算した信号を突き合わせ、吸い出し管に
空気を供給するコントロールバルブの弁開閉信号を設定
する演算部を備えたことを特徴とする請求項１記載の水
力機械の給気装置。 - 【請求項４】 運転信号は、実出力、実有効落差、実流
量、ガイドベーンの実開度のいずれか一つを選択したこ
とを特徴とする請求項３記載の水力機械の給気装置。 - 【請求項５】 コントロールバルブは、弁体を進退させ
るモータを備えたことを特徴とする請求項１記載の水力
機械の給気装置。 - 【請求項６】 コントロールバルブは弁体を収容するシ
リンダと、制御部から与えられる弁開閉信号により弁体
を進退させる弁体駆動部を備えたことを特徴とする請求
項１記載の水力機械の給気装置。 - 【請求項７】 コントロールバルブの弁体および主軸に
穿設した空気通路に設けた弁座は、ともに円錐形に形成
したことを特徴とする請求項６記載の水力機械の給気装
置。 - 【請求項８】 シリンダは、弁体を回動自在に支承する
軸受を備えたことを特徴とする請求項６記載の水力機械
の給気装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8259682A JPH10103211A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 水力機械の給気装置 |
| CN97120507A CN1096563C (zh) | 1996-09-30 | 1997-09-29 | 水力机械的给气装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8259682A JPH10103211A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 水力機械の給気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103211A true JPH10103211A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17337455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8259682A Pending JPH10103211A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 水力機械の給気装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10103211A (ja) |
| CN (1) | CN1096563C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019143593A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 株式会社東芝 | 水力機械の給気装置および水力機械 |
| CN113818990A (zh) * | 2020-06-19 | 2021-12-21 | 株式会社东芝 | 弗朗西斯式水轮机的起动方法以及弗朗西斯式水轮机 |
| JP2024126843A (ja) * | 2023-03-08 | 2024-09-20 | 株式会社東芝 | 水力機械およびその制御方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800259B2 (en) * | 2002-03-04 | 2004-10-05 | Cabot Corporation | Methods to control H2S and arsine emissions |
| DE102014201055B3 (de) * | 2014-01-22 | 2015-03-19 | Voith Patent Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Entwässern eines Laufrades einer hydraulischen Maschine |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5395447A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-21 | Toshiba Corp | Operation of reversible pump-turbine |
| JPS57129268A (en) * | 1981-02-03 | 1982-08-11 | Toshiba Corp | Controlling method for operation of multi-stage hydraulic machine |
| JPS5958164A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Toshiba Corp | 多段水力機械の運転制御方法 |
| FR2669968B1 (fr) * | 1990-11-30 | 1995-01-20 | Sithe | Procede de regulation de la vitesse de rotation d'une turbine hydraulique, et dispositif pour la mise-en-óoeuvre de ce procede. |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8259682A patent/JPH10103211A/ja active Pending
-
1997
- 1997-09-29 CN CN97120507A patent/CN1096563C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019143593A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 株式会社東芝 | 水力機械の給気装置および水力機械 |
| CN113818990A (zh) * | 2020-06-19 | 2021-12-21 | 株式会社东芝 | 弗朗西斯式水轮机的起动方法以及弗朗西斯式水轮机 |
| CN113818990B (zh) * | 2020-06-19 | 2024-03-01 | 株式会社东芝 | 弗朗西斯式水轮机的起动方法以及弗朗西斯式水轮机 |
| JP2024126843A (ja) * | 2023-03-08 | 2024-09-20 | 株式会社東芝 | 水力機械およびその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1096563C (zh) | 2002-12-18 |
| CN1179509A (zh) | 1998-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8067850B2 (en) | Method for creating a low fluid pressure differential electrical generating system | |
| US20110188991A1 (en) | Liquid control jet during part load operation in a hydraulic turbine | |
| JP2008180130A (ja) | 軸流水車およびその運転方法 | |
| CN107237718A (zh) | 一种吸收潮汐能的多级叶轮转动装置 | |
| KR102398164B1 (ko) | 내부 유동이 개선된 프란시스 수차 장치 및 이의 작동 방법 | |
| JPH10103211A (ja) | 水力機械の給気装置 | |
| CN111232174B (zh) | 舰艇发动机 | |
| JP2016056787A (ja) | 水力機械のランナ | |
| CN214577497U (zh) | 一种减振效果好的混流式水轮机 | |
| JPS6318028B2 (ja) | ||
| JP2022001741A (ja) | フランシス水車の起動方法およびフランシス水車 | |
| KR101871703B1 (ko) | 수력 발전시스템 | |
| JP3524948B2 (ja) | 可変速水力機械の水車運転方法 | |
| JPH1026072A (ja) | 横軸ペルトン水車 | |
| KR102919960B1 (ko) | 양수 발전소 펌프수차의 수면 압하 장치 | |
| JP2000303943A (ja) | 流水エネルギー回収方法及び装置 | |
| JP2005337124A (ja) | バルブ型水車発電設備 | |
| JPH10238448A (ja) | 自走揚水機 | |
| JPS59213951A (ja) | 水力機械の給気方法 | |
| JP2010002066A (ja) | タービン発電機及びそれを備えた冷凍装置 | |
| RO137523B1 (ro) | Dispozitiv pentru reducerea instabilităţilor curgerii cu rotaţie din difuzorul conic al turbinelor hidraulice | |
| JP2009221970A (ja) | 水力機械 | |
| JP3497574B2 (ja) | 水力機械 | |
| JP2024126843A (ja) | 水力機械およびその制御方法 | |
| JP2003262179A (ja) | ポンプ水車およびその運転方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |