JPS60138277A - クロスフロ−水車 - Google Patents
クロスフロ−水車Info
- Publication number
- JPS60138277A JPS60138277A JP58249729A JP24972983A JPS60138277A JP S60138277 A JPS60138277 A JP S60138277A JP 58249729 A JP58249729 A JP 58249729A JP 24972983 A JP24972983 A JP 24972983A JP S60138277 A JPS60138277 A JP S60138277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- runner
- valve body
- flow
- cross
- casing
- 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
-
- 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
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/24—Rotors for turbines
- F05B2240/244—Rotors for turbines of the cross-flow, e.g. Banki, Ossberger type
-
- 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)
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】
この発明は小水力発電に用いて好適なり［１スフロー水
車の改良に関する。
車の改良に関する。
クロスフロー水車は変流耐性ｔ＜＋に優れ、また安価で
あることから、小水力発電に適しでいる。第１図は従来
のクロスフロー水車の構成を示づ−Ｈであり、この図に
おいて１はケーシングであり、このケーシング１には回
転軸（、ランナ軸）２ａに固定された円筒状のランｔ
２が回転自在に支持されている。このランナ２は第２図
に示す様にぞの外周部に多数のブレード２ｂ、２ｂ、・
・・を右し、これらのブレード２ｂ、２ｂ、・・・が端
板２０，２０および補強板２ｄに溶接された構造となっ
ている。
あることから、小水力発電に適しでいる。第１図は従来
のクロスフロー水車の構成を示づ−Ｈであり、この図に
おいて１はケーシングであり、このケーシング１には回
転軸（、ランナ軸）２ａに固定された円筒状のランｔ
２が回転自在に支持されている。このランナ２は第２図
に示す様にぞの外周部に多数のブレード２ｂ、２ｂ、・
・・を右し、これらのブレード２ｂ、２ｂ、・・・が端
板２０，２０および補強板２ｄに溶接された構造となっ
ている。
また、ランーノ２と流入口１ａどの間には断面流線形状
のカイトベーン３が設置−Ｊ Ｉらね、流入路１１）の
断面積を増減してランナ２に供給される流量を調節りる
様になっている。づ＜？わち、ガイドベーン３がその回
動軸３ａを軸に時ｄ１ブ）向に回動し、その上端部がラ
ンナ２の外周部に接近するにつれ【、流入路１ｂの断面
積が増加してランナ２に供給される流量が増加づ゛る一
方、ガイドバー〕／３が反１＋）ｎ１方向に回動するど
、前記断面積が減少１ノで行き、第１図に１点鎖線で示
り一位ｄに達り−るど流人路１ｂが全開となる様になっ
ている。こうして、ガイドベーン３によって調節された
水流は、ランーノ′２のブレード２ｂ、２ｂ、・・・に
衝突し−にれを１！１１転駆動した後、流出口１Ｇから
夕１１部へ７１ＬｉＨされる。
のカイトベーン３が設置−Ｊ Ｉらね、流入路１１）の
断面積を増減してランナ２に供給される流量を調節りる
様になっている。づ＜？わち、ガイドベーン３がその回
動軸３ａを軸に時ｄ１ブ）向に回動し、その上端部がラ
ンナ２の外周部に接近するにつれ【、流入路１ｂの断面
積が増加してランナ２に供給される流量が増加づ゛る一
方、ガイドバー〕／３が反１＋）ｎ１方向に回動するど
、前記断面積が減少１ノで行き、第１図に１点鎖線で示
り一位ｄに達り−るど流人路１ｂが全開となる様になっ
ている。こうして、ガイドベーン３によって調節された
水流は、ランーノ′２のブレード２ｂ、２ｂ、・・・に
衝突し−にれを１！１１転駆動した後、流出口１Ｇから
夕１１部へ７１ＬｉＨされる。
この様な構成において、ガイドベーン３の開度が流量に
応じて増減され、広範囲の流量変化に対して効率の良い
運転が可能となっている。
応じて増減され、広範囲の流量変化に対して効率の良い
運転が可能となっている。
ところで、上述した従来のり［１ス−）［１−水車にお
いては、低流量時にガイドベーン３の開度が狭められた
ときに運転効率が急激にイ１（下７Ｊるという欠点があ
った。これは、 （１）水流がカイトベーンＪ３の所で゛急ｊ！！２ ｋ
、狭められ、これを通過した１１）点でＰｉび急’＋Ｗ
Ｉに広がるため、この箇所にに １ノるｊ−ネル１゛損
失が人さい、（２）前＾」１水流はガイ１〜ベーン３通
過峙に乱れ、各ブレード２ｂ、２ｂ、・・・に対する最
適流入角から大幅にずれてしＪ、う、 （３）ランナ２に流入ザる水損が減少？Ｉるにもがかわ
らずランナ２が流水を受１ノるｗｔｍ＜第１図に示ずラ
ンナ２の中心角αに対応）が一定イまため、各ブレード
２１１，２１１．・・・に衝突づ−る水流速ＩＩ＞が小
どなり、］−ネルギ効率が低下する、（４）ガイドベー
ン３に流水が衝突し、コーネルギ損失をイ１−しる、 などの理由による。
いては、低流量時にガイドベーン３の開度が狭められた
ときに運転効率が急激にイ１（下７Ｊるという欠点があ
った。これは、 （１）水流がカイトベーンＪ３の所で゛急ｊ！！２ ｋ
、狭められ、これを通過した１１）点でＰｉび急’＋Ｗ
Ｉに広がるため、この箇所にに １ノるｊ−ネル１゛損
失が人さい、（２）前＾」１水流はガイ１〜ベーン３通
過峙に乱れ、各ブレード２ｂ、２ｂ、・・・に対する最
適流入角から大幅にずれてしＪ、う、 （３）ランナ２に流入ザる水損が減少？Ｉるにもがかわ
らずランナ２が流水を受１ノるｗｔｍ＜第１図に示ずラ
ンナ２の中心角αに対応）が一定イまため、各ブレード
２１１，２１１．・・・に衝突づ−る水流速ＩＩ＞が小
どなり、］−ネルギ効率が低下する、（４）ガイドベー
ン３に流水が衝突し、コーネルギ損失をイ１−しる、 などの理由による。
この発明は上述した事情に鑑み、イ１（出力Ｉ′ｌにお
（Ｊる運転効率の白土を図るとＪ（に、？ｈ３人路入路
ＩＪるエネルギ損失の低減を図っ／ｊり［１λ−月１−
水中を提供するもので、ランナの軸心を回転中心どじ、
前記ラン−ノーの外周に治って移動りる弁体を設（ｊ、
Ｃの弁体によっτ水の流入路の断面積を増減１’ること
を特徴としている。
（Ｊる運転効率の白土を図るとＪ（に、？ｈ３人路入路
ＩＪるエネルギ損失の低減を図っ／ｊり［１λ−月１−
水中を提供するもので、ランナの軸心を回転中心どじ、
前記ラン−ノーの外周に治って移動りる弁体を設（ｊ、
Ｃの弁体によっτ水の流入路の断面積を増減１’ること
を特徴としている。
以下、図面を参照し、この発明の実施例に゛）いて説明
する。第３図はこの発明の一実施例によるクロスフロー
水車の構成を示す横断面図であり、第１図と対応する部
分には同一の符号がｆ＝Ｊされている。この図に（１３
いて、１ｏは側Ｉ）に流入口１゜ａを有し、下方に流出
口１０ｃを有するケージジグて゛あり、このゲージング
１ｏの内部にはランプ２がランナ軸２ａによって回転白
石に取りｆ’−１−１プられている。この場合、ランナ
２は流入口１０ａの側方であってかつ流出口１０ｃの−
Ｌ１ｊに配置され、その軸心が水平となる様に取りイ・
ＨＪられている。
する。第３図はこの発明の一実施例によるクロスフロー
水車の構成を示す横断面図であり、第１図と対応する部
分には同一の符号がｆ＝Ｊされている。この図に（１３
いて、１ｏは側Ｉ）に流入口１゜ａを有し、下方に流出
口１０ｃを有するケージジグて゛あり、このゲージング
１ｏの内部にはランプ２がランナ軸２ａによって回転白
石に取りｆ’−１−１プられている。この場合、ランナ
２は流入口１０ａの側方であってかつ流出口１０ｃの−
Ｌ１ｊに配置され、その軸心が水平となる様に取りイ・
ＨＪられている。
またケーシング１０の」壁１０ｄはランナ２の外周から
所定距顛隔てて、このランナ２の外周？−ＩＦｉｌ心の
円弧状に形成されている。この十Ｗ１０ｄとランナ２ど
の間にはランナ２と１％ １ｉｊｌじ幅を右１する弁体
１１が配置されている。この弁体１１１ＪＩケーシング
１０ （７） 上壁１ｏ（ｌの内周面に沿う円弧状の外
周部１１ａと、この外周部１１ａの前端部に設５− けられた流線形状の先端部１１Ｃと、前記外周部１１ａ
の後端（図面右十端）からランプ２の外周近傍に延びる
平面状の後端部１１１）と、このｉｆｓ端面１１１〕の
下端から前６１！先端部１１０の下端に滑らかに延びる
湾曲部１１〔１とを有し、弁体１１の厚さは後端部から
先端部１１Ｃに向うに従って徐々に薄くなる様に形成さ
れている。」、Ｉ、：、弁体１１はケーシング１０の外
部に設（プられた図承１！ぬ駆動装置によってランナ軸
２ａの軸心を回転中心どし−Ｃ回転移動される様になっ
ている。−Ｙｌ、て、弁１１は図に示す位置で流入路１
０１）を全開どし、一点鎖線Ａの位置で半開とし、さら
に、一点鎖線Ｂの位置で全開とする。この場合、流入路
１０ ｔ＋の開閉に応じて、ランナ２の流水を受（Ｊる
範囲が増減する。づなわち、流入路１０ｂが全くの場合
、図に示ずランｊ−２の中心角α１に対応Ｊ−る一ノン
ナ２の外周部が流水を受け、また、流入路１０１＋が半
間の場合、図に示り一中心角ｏ′）にり・１応する外周
面が流水を受ける。また、弁体１１の外周部１１ａの後
端には凸部１１ｅが形成さねでおり、弁体６一 １１が移動りるのにＩｌｆい、この凸部１１ｏの先端面
がケーシング１０の上壁１０ｄの内周面に当接しつつ移
Φ１１シ、これにより、流入路１ｏ１）内の流水が弁体
１１の後方へ流れ込むことを防＋Ｉ： ｌノでいる。ま
た、ケーシング１０のＩ−Ｗｌｏｒｌの前７ｊ下端部に
は突起部１０ｅが形成されており、（二の突起部１０ｅ
に弁体１１の凸部１Ｍが当接りろことによって、弁体１
１の移動を図に示ず一点鎖線Ｂの位置で規制御）でいる
。なお、図中１（’）ｆは流入路１０１）の流水をラン
ナ２の外周１一部へ導くための案内様である。
所定距顛隔てて、このランナ２の外周？−ＩＦｉｌ心の
円弧状に形成されている。この十Ｗ１０ｄとランナ２ど
の間にはランナ２と１％ １ｉｊｌじ幅を右１する弁体
１１が配置されている。この弁体１１１ＪＩケーシング
１０ （７） 上壁１ｏ（ｌの内周面に沿う円弧状の外
周部１１ａと、この外周部１１ａの前端部に設５− けられた流線形状の先端部１１Ｃと、前記外周部１１ａ
の後端（図面右十端）からランプ２の外周近傍に延びる
平面状の後端部１１１）と、このｉｆｓ端面１１１〕の
下端から前６１！先端部１１０の下端に滑らかに延びる
湾曲部１１〔１とを有し、弁体１１の厚さは後端部から
先端部１１Ｃに向うに従って徐々に薄くなる様に形成さ
れている。」、Ｉ、：、弁体１１はケーシング１０の外
部に設（プられた図承１！ぬ駆動装置によってランナ軸
２ａの軸心を回転中心どし−Ｃ回転移動される様になっ
ている。−Ｙｌ、て、弁１１は図に示す位置で流入路１
０１）を全開どし、一点鎖線Ａの位置で半開とし、さら
に、一点鎖線Ｂの位置で全開とする。この場合、流入路
１０ ｔ＋の開閉に応じて、ランナ２の流水を受（Ｊる
範囲が増減する。づなわち、流入路１０ｂが全くの場合
、図に示ずランｊ−２の中心角α１に対応Ｊ−る一ノン
ナ２の外周部が流水を受け、また、流入路１０１＋が半
間の場合、図に示り一中心角ｏ′）にり・１応する外周
面が流水を受ける。また、弁体１１の外周部１１ａの後
端には凸部１１ｅが形成さねでおり、弁体６一 １１が移動りるのにＩｌｆい、この凸部１１ｏの先端面
がケーシング１０の上壁１０ｄの内周面に当接しつつ移
Φ１１シ、これにより、流入路１ｏ１）内の流水が弁体
１１の後方へ流れ込むことを防＋Ｉ： ｌノでいる。ま
た、ケーシング１０のＩ−Ｗｌｏｒｌの前７ｊ下端部に
は突起部１０ｅが形成されており、（二の突起部１０ｅ
に弁体１１の凸部１Ｍが当接りろことによって、弁体１
１の移動を図に示ず一点鎖線Ｂの位置で規制御）でいる
。なお、図中１（’）ｆは流入路１０１）の流水をラン
ナ２の外周１一部へ導くための案内様である。
この様な構成によれば低流量時に弁体１１が反時計方向
に回動され、流入路１０１１の断面（１“Ｊが挾められ
た場合、この箇所で狭められた水流は、その後広がるこ
とがなく、ランナ２の各ブレード２ｂ、２１１．・・・
に衝突する。従って、水流が一度狭められた後再び広が
ってエネルギを失うという様な従来の欠点は解消するこ
とができる。また、水流は弁体１１によって滑らかにラ
ンチ２へ導かね、各プレート２＋）、２＋１．・・・へ
の流入角も良好な値に保たれる。ざらに、弁体１１が閉
じるに従っでランｆ２が水を受（）る範囲（第３図に示
すランＵ２の中心角α１．α２に対応）が狭まるため、
各ブレート２１１，２１１．・・・に衝突Ｍ−る水流速
度が低下Ｕず、そのエネルギ効率を高く保つことができ
る。また、弁体１１に流水が画突覆−るこにとににつて
生じるエネルギ損失は従来のがイドベーン３によって生
じる−［ネル−１ご損失」；り少イしくイＴる。ここで
、第４図を参照し、上述しＩζ実施例によるクロスフロ
ー水車と従来のりｌ］スフ［１−水中の出力−効率特性
を比較するど、本実施例に、Ｊ、るり日スフロー水車の
出力−効率曲線１！′５は、従来のり１−１スフロー水
車の出カー効率曲＄１ｉ！ １６に比較１）で低出力領
域における運転効率の向１−が顕著であることがわかる
。
に回動され、流入路１０１１の断面（１“Ｊが挾められ
た場合、この箇所で狭められた水流は、その後広がるこ
とがなく、ランナ２の各ブレード２ｂ、２１１．・・・
に衝突する。従って、水流が一度狭められた後再び広が
ってエネルギを失うという様な従来の欠点は解消するこ
とができる。また、水流は弁体１１によって滑らかにラ
ンチ２へ導かね、各プレート２＋）、２＋１．・・・へ
の流入角も良好な値に保たれる。ざらに、弁体１１が閉
じるに従っでランｆ２が水を受（）る範囲（第３図に示
すランＵ２の中心角α１．α２に対応）が狭まるため、
各ブレート２１１，２１１．・・・に衝突Ｍ−る水流速
度が低下Ｕず、そのエネルギ効率を高く保つことができ
る。また、弁体１１に流水が画突覆−るこにとににつて
生じるエネルギ損失は従来のがイドベーン３によって生
じる−［ネル−１ご損失」；り少イしくイＴる。ここで
、第４図を参照し、上述しＩζ実施例によるクロスフロ
ー水車と従来のりｌ］スフ［１−水中の出力−効率特性
を比較するど、本実施例に、Ｊ、るり日スフロー水車の
出力−効率曲線１！′５は、従来のり１−１スフロー水
車の出カー効率曲＄１ｉ！ １６に比較１）で低出力領
域における運転効率の向１−が顕著であることがわかる
。
以上説明（）た様に、この発明によればランチの軸心を
回転中心どじ、前記ラン−Ｌの外周（・〜冶−）Ｃ移動
する弁体を設（Ｊ、この弁体を前記ランｊの回転方向と
逆の方向へ移φＩＪすることによって流入路の断面積を
減少させる様にしｌ、−ので、低出力時にお番−１る運
転効率を向上すると共にゲージングの流入路におけるエ
ネルギ損失を低減することができる利点が得！うれる。
回転中心どじ、前記ラン−Ｌの外周（・〜冶−）Ｃ移動
する弁体を設（Ｊ、この弁体を前記ランｊの回転方向と
逆の方向へ移φＩＪすることによって流入路の断面積を
減少させる様にしｌ、−ので、低出力時にお番−１る運
転効率を向上すると共にゲージングの流入路におけるエ
ネルギ損失を低減することができる利点が得！うれる。
第１図は従来のクロス７０−水中の構成を示１−横断百
図、第２図は第１図に示すランチ２の構成を示Ｊ斜視図
、第３図はこの弁明の一実施例にＪ：るクロスフロー水
車の構成を示ず横断面図、第４図は同実施例によるクロ
スフロー水車ど従来のクロスフロー水車の出力−効率特
性を示すグラフである。 ２・・・・・・ランナ、１０・・・・・・ケーシング、
１０１）・・・・・・流入路、１０ｄ・・・・・・上壁
、１０ｅ・・・・・・突起部、１１・・・・・・弁体、
１１ｅ・・・・・・凸部。 ９− 第１図 第２図 ／
図、第２図は第１図に示すランチ２の構成を示Ｊ斜視図
、第３図はこの弁明の一実施例にＪ：るクロスフロー水
車の構成を示ず横断面図、第４図は同実施例によるクロ
スフロー水車ど従来のクロスフロー水車の出力−効率特
性を示すグラフである。 ２・・・・・・ランナ、１０・・・・・・ケーシング、
１０１）・・・・・・流入路、１０ｄ・・・・・・上壁
、１０ｅ・・・・・・突起部、１１・・・・・・弁体、
１１ｅ・・・・・・凸部。 ９− 第１図 第２図 ／
Claims (4)
- （１）流入路を通ってケーシング内に流れ込む水流の流
量を前記流入路の断面積を調整することによって増減し
、この水流によって前記ケーシング内のランナを回転駆
動するクロスフロー水車において、前記ランナの軸心を
回転中心とし、前記ランナの外周に沿って移動する弁体
を設（ブ、この弁体を前記ランナの回転方向と逆の方向
へ移動することによって前記流入路の断面積を減少させ
ることを特徴とするクロスフロー水車。 - （２）前記弁体が前記流入路の断面積を減少させるのに
対応して、前記ランチの流水を受（）る範囲が減少する
ことを特徴とする特８１請求の範囲第１項記載のクロス
フロー水車、。 - （３）前記弁体はその上面後喘部に凸部を有し、この凸
部が前記ケーシングの内周面に当接しつつ移動づろこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のク
ロスフロー水車。 - （４）前記ケーシングはその−に壁内周面の所定個所に
突起部をイｊし、前記弁体の凸部がこの突起部に当接づ
ることにより前記弁体の移動を所定の位置で規制するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のクロス７０
−水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249729A JPS60138277A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | クロスフロ−水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249729A JPS60138277A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | クロスフロ−水車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60138277A true JPS60138277A (ja) | 1985-07-22 |
Family
ID=17197330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58249729A Pending JPS60138277A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | クロスフロ−水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60138277A (ja) |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP58249729A patent/JPS60138277A/ja active Pending
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