JPS60224977A - ペルトン水車の制御方法 - Google Patents
ペルトン水車の制御方法Info
- Publication number
- JPS60224977A JPS60224977A JP59081574A JP8157484A JPS60224977A JP S60224977 A JPS60224977 A JP S60224977A JP 59081574 A JP59081574 A JP 59081574A JP 8157484 A JP8157484 A JP 8157484A JP S60224977 A JPS60224977 A JP S60224977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deflector
- runner
- jet
- nozzle
- load
- 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
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/20—Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
-
- 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
- F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
- F03B1/04—Nozzles; Nozzle-carrying members
-
- 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)
- Control Of Water 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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、内掛は式デフレクタを用いたペルトン水車
の負荷遮断時における制御方法に関し、特に負荷遮断の
際に水車・発電機の停止時間を極力短縮する制御方法に
関する。
の負荷遮断時における制御方法に関し、特に負荷遮断の
際に水車・発電機の停止時間を極力短縮する制御方法に
関する。
一般にペルトン水車は２００〜１，８００ ｍの高落差
地点に適用される衝動水車で、小容量には横軸形。
地点に適用される衝動水車で、小容量には横軸形。
中拳大容量には立て軸形が採用されている。
第１図に示す横軸形のペルトン水車の縦断面図により、
その構造ならびに動作を説明する。入口曲管１により導
入された圧力水はケーシング１１の内側に設けられたノ
ズル２で加速され、高速のジェット３となってランナ４
の外周に取付けであるパケット５に水動力を与えて仕事
をしたのち下部放水路６に排出される。ノズル２内のニ
ードル７は通常運転時はサーボモータ８で負荷に応じて
開閉され流量を調節している。ノズル２とパケット５と
の間には揺動可能に支承されたデフレクタ９が設けられ
、負荷が急激に減少した時にサーボモータ１０によりこ
のデフレクタ９を回動させ、一時ジェット３．の方向を
パケット５の方向より反らせ、その間にニードル７を徐
々に閉じて水圧鉄管１２内の水撃作用による水圧上昇を
防止しながら水車の回転速度が増すのを制御する。また
、デフレクタ９を全閉することによりジェット３の方向
がパケット５からそれ水車を急停止することができ、し
かも水車を停止した状態でも放流は継続することができ
る。
その構造ならびに動作を説明する。入口曲管１により導
入された圧力水はケーシング１１の内側に設けられたノ
ズル２で加速され、高速のジェット３となってランナ４
の外周に取付けであるパケット５に水動力を与えて仕事
をしたのち下部放水路６に排出される。ノズル２内のニ
ードル７は通常運転時はサーボモータ８で負荷に応じて
開閉され流量を調節している。ノズル２とパケット５と
の間には揺動可能に支承されたデフレクタ９が設けられ
、負荷が急激に減少した時にサーボモータ１０によりこ
のデフレクタ９を回動させ、一時ジェット３．の方向を
パケット５の方向より反らせ、その間にニードル７を徐
々に閉じて水圧鉄管１２内の水撃作用による水圧上昇を
防止しながら水車の回転速度が増すのを制御する。また
、デフレクタ９を全閉することによりジェット３の方向
がパケット５からそれ水車を急停止することができ、し
かも水車を停止した状態でも放流は継続することができ
る。
この梳のペルトン水車のデフレクタには内掛は式のもの
と外掛は式のものとがあり、内掛は式のデフレクタは、
ジェットのランナ中心に近い側からジェットｌこ突入し
てジェットの方向をパケットの方向からそらすことによ
りランナの回転を止めるようにするもので、第２図ない
し第３図に示す構造のものが一般に知られている。第２
図は水車運転中のデフレクタ位置を、第３図はデフレク
タ全閉時を示す断面図で、第１図と同じ構成部分には同
一符号を付してその説明を省略する。なお９ａはデフレ
クタ９の軸支ピン、 ９ｂはデフレクタ９の受水面を示
す。
と外掛は式のものとがあり、内掛は式のデフレクタは、
ジェットのランナ中心に近い側からジェットｌこ突入し
てジェットの方向をパケットの方向からそらすことによ
りランナの回転を止めるようにするもので、第２図ない
し第３図に示す構造のものが一般に知られている。第２
図は水車運転中のデフレクタ位置を、第３図はデフレク
タ全閉時を示す断面図で、第１図と同じ構成部分には同
一符号を付してその説明を省略する。なお９ａはデフレ
クタ９の軸支ピン、 ９ｂはデフレクタ９の受水面を示
す。
内掛式デフレクタ全閉時におけるジェットの流れは、ラ
ンナ外径方向に流出する主流３ａの他に、デフレクタ後
縁より流出する分流３ｂが存在する。
ンナ外径方向に流出する主流３ａの他に、デフレクタ後
縁より流出する分流３ｂが存在する。
この分流３ｂがバケット５背面に衝突すると、ランナ４
に逆回転トルクが発生するため、特に水車停ｊ： 心待にデフレクタ９を全閉に保ちノズルから放水するい
わゆる放流運転時にはランナが逆転し、それがため軸受
メタル等を損傷してしまう。そのため水車運転でのいか
なるジェット径においてもデフレクタ全閉時に分流３ｂ
がパケット背面ｌこ衝突するのを防止するため、従来内
掛式のデフレクタの形状およびその全閉位置は０．６７
≦ｙ／ｄ≦０．７８ （ｙはデフレクタ受水面後縁のジ
ェット中心線からの距離で、ｄは定格運転時のジェット
径である）となるように製作されている（特願昭５８−
２２９４６０号参照）。したがってデフレクタが全閉の
時はランナ４には水力的な制動力が全く働いていないた
め従来負荷遮断時においては水車・発電機が停止するま
でに比較的長い時間を要しており、それを短縮するため
に、水車に第１図の１３に示すようなジェットブレーキ
を設置しなければならないという欠点があった。
に逆回転トルクが発生するため、特に水車停ｊ： 心待にデフレクタ９を全閉に保ちノズルから放水するい
わゆる放流運転時にはランナが逆転し、それがため軸受
メタル等を損傷してしまう。そのため水車運転でのいか
なるジェット径においてもデフレクタ全閉時に分流３ｂ
がパケット背面ｌこ衝突するのを防止するため、従来内
掛式のデフレクタの形状およびその全閉位置は０．６７
≦ｙ／ｄ≦０．７８ （ｙはデフレクタ受水面後縁のジ
ェット中心線からの距離で、ｄは定格運転時のジェット
径である）となるように製作されている（特願昭５８−
２２９４６０号参照）。したがってデフレクタが全閉の
時はランナ４には水力的な制動力が全く働いていないた
め従来負荷遮断時においては水車・発電機が停止するま
でに比較的長い時間を要しており、それを短縮するため
に、水車に第１図の１３に示すようなジェットブレーキ
を設置しなければならないという欠点があった。
この発明は上記の欠点を除去し、ジェットブレーキを設
けなくても負荷遮断時に水車が停止するに畳する時間を
短縮し得るようなペルトン水車の制御方法を提供するこ
とを目的とする。
けなくても負荷遮断時に水車が停止するに畳する時間を
短縮し得るようなペルトン水車の制御方法を提供するこ
とを目的とする。
この発明によれば上記目的達成のため制御方法を次のよ
うにした。すなわち、負荷遮断の際デフレクタを急閉鎖
させるこさにより到達するデフレクタの閉幼位置を、一
時的に放流運転時の閉鎖位置よりも更にデフレクタが回
動した位置に保持させるこさによってデフレクタ後縁よ
り流出する分流をパケット背面に衝突させてランナに制
動力を与え、負荷遮断時にランナが停止するに要する時
間を短縮させようとする制御方法である。
うにした。すなわち、負荷遮断の際デフレクタを急閉鎖
させるこさにより到達するデフレクタの閉幼位置を、一
時的に放流運転時の閉鎖位置よりも更にデフレクタが回
動した位置に保持させるこさによってデフレクタ後縁よ
り流出する分流をパケット背面に衝突させてランナに制
動力を与え、負荷遮断時にランナが停止するに要する時
間を短縮させようとする制御方法である。
以下この発明の実施例を口面に基づいて説明する。第４
図はこの発明の実施例を示すものでデフレクタ閉鎖状態
の断面図である。この場合のデフレクタの位置は従来の
全開位置（この位置を正常全閉開度と称する）よりさら
に回動した位置（この位置を過閉鎖開度と称する）にあ
る。この場合ｌこけデフレクタ受水面９ｂ後縁より流出
する分流３ｂはパケット背面に衝突し、ランナｔこ制動
力を与える。
図はこの発明の実施例を示すものでデフレクタ閉鎖状態
の断面図である。この場合のデフレクタの位置は従来の
全開位置（この位置を正常全閉開度と称する）よりさら
に回動した位置（この位置を過閉鎖開度と称する）にあ
る。この場合ｌこけデフレクタ受水面９ｂ後縁より流出
する分流３ｂはパケット背面に衝突し、ランナｔこ制動
力を与える。
次にＭ５図に基づいて従来の制御方法と本発明ｌこよる
制御方法とを比較して説明する。第５図Ｘは横軸に時間
軸をきった水車の回転速度の曲線図、第５図Ｙは横＠ｉ
こ時間軸をとったニードル開度を示す曲線図、第５図２
は横軸に時間軸をとったデフレクタ開度を示す曲線図で
あり、実線は従来方法、破線は本発明による方法を示し
たものである。
制御方法とを比較して説明する。第５図Ｘは横軸に時間
軸をきった水車の回転速度の曲線図、第５図Ｙは横＠ｉ
こ時間軸をとったニードル開度を示す曲線図、第５図２
は横軸に時間軸をとったデフレクタ開度を示す曲線図で
あり、実線は従来方法、破線は本発明による方法を示し
たものである。
従来負荷遮断時（図で示すＳの位置、以下記号のみを記
す）には第５図実線に示すようにまずデフレクタを急速
に閉釧四して正常全閉開度（ロ）に保持し、ニードルを
徐々に閉鎖（Ｃ）する。この間水車の回転速度は徐々に
低下（ト）し、定格回転速度の刀％付近（ロ）に達した
時にジェットブレーキを作動させ完全に停止させる。正
常全閉開度（ロ）においてはその水車の定格出力でのジ
ェット径までのいがなるジェット径においてもランナに
逆回転トルクが作用しないように０．６７≦ｙ／ｄ≦０
７８なる条件でデフレクタの形状・位置が決められてい
るため、回転速度は回転体の風損、軸受損による制動力
が僅かであるのでゆっくり低下ｐ）する。従って水車停
止所要時間は多く必要とした。これに対してこの発明で
は、デフレクタ急閉鎖直後の開度を一定時間、過閉鎖開
度Ｃ）に保持することにより（第５図２のＰ−２間）ラ
ンナに水力的な制動力を与え回転速度を急速に減少０さ
せる。次に水車停止中に行なわれるノズルからの放流運
転に備えるため、デフレクタを正常全閉開度まで戻し、
放流運転時にデフレクタ受水面後縁から流出されるジェ
ットの分流がパケット背面に当たることにより生ずるラ
ンナの逆回転を防止する。
す）には第５図実線に示すようにまずデフレクタを急速
に閉釧四して正常全閉開度（ロ）に保持し、ニードルを
徐々に閉鎖（Ｃ）する。この間水車の回転速度は徐々に
低下（ト）し、定格回転速度の刀％付近（ロ）に達した
時にジェットブレーキを作動させ完全に停止させる。正
常全閉開度（ロ）においてはその水車の定格出力でのジ
ェット径までのいがなるジェット径においてもランナに
逆回転トルクが作用しないように０．６７≦ｙ／ｄ≦０
７８なる条件でデフレクタの形状・位置が決められてい
るため、回転速度は回転体の風損、軸受損による制動力
が僅かであるのでゆっくり低下ｐ）する。従って水車停
止所要時間は多く必要とした。これに対してこの発明で
は、デフレクタ急閉鎖直後の開度を一定時間、過閉鎖開
度Ｃ）に保持することにより（第５図２のＰ−２間）ラ
ンナに水力的な制動力を与え回転速度を急速に減少０さ
せる。次に水車停止中に行なわれるノズルからの放流運
転に備えるため、デフレクタを正常全閉開度まで戻し、
放流運転時にデフレクタ受水面後縁から流出されるジェ
ットの分流がパケット背面に当たることにより生ずるラ
ンナの逆回転を防止する。
この発明は従来から使用されている内掛は式のデフレク
タを用いて、急閉鎖直後の閉鎖開度を、制御することに
より負荷遮断時にランナに水力的な制動力を与えること
ができるので負荷遮断時に水車が停止するに要する時間
をジェットブレーキなどの余分な部品を用いることなく
大幅に旬縮することが可能である。そのため水車や発電
所の点検・修理作業などがより迅速に行なえるようにな
った。
タを用いて、急閉鎖直後の閉鎖開度を、制御することに
より負荷遮断時にランナに水力的な制動力を与えること
ができるので負荷遮断時に水車が停止するに要する時間
をジェットブレーキなどの余分な部品を用いることなく
大幅に旬縮することが可能である。そのため水車や発電
所の点検・修理作業などがより迅速に行なえるようにな
った。
第１図は従来の横軸形ペルトン水車の縦断面図、第２図
はその水車運転中のデフレクタ位置を示す断面図、第３
図はその全閉開度位置にあるデフレクタの断面図、第４
図はこの発明による過閉鎖開度位置にあるデフレクタの
断面図、第５図は従来例と本発明によるベルトン水車負
荷辿断時のデフレクタおよびニードル制御のタイムチャ
ートとその時のランナ回転速度変化の関係を示す説明図
である。 １：ノズル、３ニジエツト、４：ランナ、５：パケット
、９：デフレクタ、９ｂ：デフレクタ受水第２図 第３図
はその水車運転中のデフレクタ位置を示す断面図、第３
図はその全閉開度位置にあるデフレクタの断面図、第４
図はこの発明による過閉鎖開度位置にあるデフレクタの
断面図、第５図は従来例と本発明によるベルトン水車負
荷辿断時のデフレクタおよびニードル制御のタイムチャ
ートとその時のランナ回転速度変化の関係を示す説明図
である。 １：ノズル、３ニジエツト、４：ランナ、５：パケット
、９：デフレクタ、９ｂ：デフレクタ受水第２図 第３図
Claims (1)
- １）ノズルの前面に揺動自在に支承され、該ノズルから
射出されるジェットのランナ中心に近い側から突入して
該ジェットの方向をパケットの方向から反らすことによ
りランナの回転を止める内掛は式のデフレクタを備えた
ペルトン水車の制御方法であって；水車・発電機の負荷
が遮断された際、デフレクタの閉鎖位置をジェットの方
向が全てパケットからそれる放流運転時の閉鎖位置より
さらに回動したデフレクタ受水面の後縁よりランナ回転
を制動するジェットの分流が発生する位置とし、ランナ
回転停止後デフレクタを前記放流運転時の閉鎖位置まで
復元させることを特徴とするペルトン水車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081574A JPS60224977A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | ペルトン水車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081574A JPS60224977A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | ペルトン水車の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224977A true JPS60224977A (ja) | 1985-11-09 |
Family
ID=13750070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59081574A Pending JPS60224977A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | ペルトン水車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224977A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104265558A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-07 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种降低冲击式水轮机外调节机构接力器操作容量的方法 |
| CN104295435A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-21 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 降低冲击式水轮机安全保护机构接力器操作容量的方法 |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP59081574A patent/JPS60224977A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104265558A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-07 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种降低冲击式水轮机外调节机构接力器操作容量的方法 |
| CN104295435A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-21 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 降低冲击式水轮机安全保护机构接力器操作容量的方法 |
| CN104295435B (zh) * | 2014-09-16 | 2016-05-25 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 降低冲击式水轮机安全保护机构接力器操作容量的方法 |
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