JPH044472B2 - - Google Patents
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- JPH044472B2 JPH044472B2 JP59204520A JP20452084A JPH044472B2 JP H044472 B2 JPH044472 B2 JP H044472B2 JP 59204520 A JP59204520 A JP 59204520A JP 20452084 A JP20452084 A JP 20452084A JP H044472 B2 JPH044472 B2 JP H044472B2
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 23
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
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
- F03B15/22—Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors for safety purposes
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は余水路が設置されていない中小水力発
電設備において、余水をペルトン水車の噴射管を
利用して放水するようにしたペルトン水車の制御
方法に関する。
電設備において、余水をペルトン水車の噴射管を
利用して放水するようにしたペルトン水車の制御
方法に関する。
旧来、水力発電設備は運転コスト低減の見地か
ら大型化が指向されてきたが、近年では立地上の
制約および電力供給体系の変化に伴い、中小水源
の見直しが行なわれ、中小水力発電設備の開発が
促進されている。
ら大型化が指向されてきたが、近年では立地上の
制約および電力供給体系の変化に伴い、中小水源
の見直しが行なわれ、中小水力発電設備の開発が
促進されている。
この中小水力発電開発で、時に問題となるのは
発電量当りの建設コストが他の発電システムに比
較してかなり高くなることがあり、そのため、こ
れらの開発に携わる企業体の発電担当部門では、
発電設備の簡素化によるコスト低減に注力してい
る。
発電量当りの建設コストが他の発電システムに比
較してかなり高くなることがあり、そのため、こ
れらの開発に携わる企業体の発電担当部門では、
発電設備の簡素化によるコスト低減に注力してい
る。
一般に、水力発電設備の建設コストのうち、土
木工作物が占める割合はかなり大きいので、この
部分の簡素化を実現できれば、コスト引下げ効果
が大きく、今まで開発ベースに乗らなかつた計画
も採算ベースに乗せることができる。
木工作物が占める割合はかなり大きいので、この
部分の簡素化を実現できれば、コスト引下げ効果
が大きく、今まで開発ベースに乗らなかつた計画
も採算ベースに乗せることができる。
第２図と第３図は従来の一般的な中小水力発電
所の水路系統を示すもので、河川１の途中に構築
された取水堰堤２の上流側と上水槽３の間は導水
トンネル４よつて連結されており、、上水槽３か
ら水圧鉄管５内を落下する水は水車６とこれに直
結した発電機７を回転させた後、放水路８を通し
て河川下流側1′へ放水される。
所の水路系統を示すもので、河川１の途中に構築
された取水堰堤２の上流側と上水槽３の間は導水
トンネル４よつて連結されており、、上水槽３か
ら水圧鉄管５内を落下する水は水車６とこれに直
結した発電機７を回転させた後、放水路８を通し
て河川下流側1′へ放水される。
上水槽３には、そこをオーバーフローした水を
水車６を通さずに直接河川下流側１′へ放水する
ための余水路９の一端が開口している。この余水
路９は、水車の停止時や負荷の急変等により上水
槽３内の水位が急上昇した際、上水槽３内の水が
溢水することを防止することを目的として設置さ
れているが、通常時には使用されない設備である
ため利用頻度が小さくコストパフオーマンスが低
い。
水車６を通さずに直接河川下流側１′へ放水する
ための余水路９の一端が開口している。この余水
路９は、水車の停止時や負荷の急変等により上水
槽３内の水位が急上昇した際、上水槽３内の水が
溢水することを防止することを目的として設置さ
れているが、通常時には使用されない設備である
ため利用頻度が小さくコストパフオーマンスが低
い。
上述のように中小水力発電設備において、余水
路９を省略することができれば、水力発電所の建
設に要する土木工作費を大幅に低減させることが
できるが、従来は、これに着目した設計はなされ
ていなかつた。
路９を省略することができれば、水力発電所の建
設に要する土木工作費を大幅に低減させることが
できるが、従来は、これに着目した設計はなされ
ていなかつた。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもの
で、ペルトン水車においては、ニードルおよびデ
フレクタを制御することにより、上水槽内の余水
をバケツトホイールに作用させることなく、水車
内を通して放水できることに着目し、これを実現
するためのペルトン水車の制御方法を提供するこ
とを目的とする。
で、ペルトン水車においては、ニードルおよびデ
フレクタを制御することにより、上水槽内の余水
をバケツトホイールに作用させることなく、水車
内を通して放水できることに着目し、これを実現
するためのペルトン水車の制御方法を提供するこ
とを目的とする。
本発明のペルトン水車の制御方法は複数個の噴
射管を有するペルトン水車を備え、余水路を備え
ない水力発電所において、前記ペルトン水車の運
転中または停止中に発生する余水を発電運転に使
用していない噴射管を通して噴水させ、この噴水
をデフレクタによりそらせてバケツトホイールに
作用させることなく放水路に導くことを特徴とす
るものである。
射管を有するペルトン水車を備え、余水路を備え
ない水力発電所において、前記ペルトン水車の運
転中または停止中に発生する余水を発電運転に使
用していない噴射管を通して噴水させ、この噴水
をデフレクタによりそらせてバケツトホイールに
作用させることなく放水路に導くことを特徴とす
るものである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第４図および第５図は、本発明が適用されるペ
ルトン水車の一例として４個の噴射管を備えた立
軸ペルトン水車の概略構成を示すもので、水圧鉄
管５（第２図参照）の下端に連結されたケーシン
グ１０には４個の噴射管１１が90゜間隔で、内方
に向けて突設されており、これらの噴射管１１か
ら噴出する水はバケツトホイール１２のバケツト
群１２ａに次々と衝突し、バケツトホイール１２
を回転させ、これに直結した発電機を駆動させた
後、ハウジング１３内から放水管を通り、河川下
流側１′に放水される。
ルトン水車の一例として４個の噴射管を備えた立
軸ペルトン水車の概略構成を示すもので、水圧鉄
管５（第２図参照）の下端に連結されたケーシン
グ１０には４個の噴射管１１が90゜間隔で、内方
に向けて突設されており、これらの噴射管１１か
ら噴出する水はバケツトホイール１２のバケツト
群１２ａに次々と衝突し、バケツトホイール１２
を回転させ、これに直結した発電機を駆動させた
後、ハウジング１３内から放水管を通り、河川下
流側１′に放水される。
各噴射管１１内にはニードル１４が設置されて
おり、それらの開度はサーボモータ１５により、
負荷に応じて調節される。
おり、それらの開度はサーボモータ１５により、
負荷に応じて調節される。
また、噴射管１１の先端には噴水をバケツトホ
イール１２からそらすためのデフレクタ１６が可
動的に取付けられており、これらのデフレクタは
図示を省略した駆動装置によつて開閉される。
イール１２からそらすためのデフレクタ１６が可
動的に取付けられており、これらのデフレクタは
図示を省略した駆動装置によつて開閉される。
上述の如き水力発電設備において、発電運転中
に急激な負荷の減少が生じた場合、サーボモータ
によつてニードル１４を閉動作させることにより
バケツトホイール１２の回転を制御することがで
きるが、取水堰堤２から導水トンネル４内に導入
された水を停止させることはできないため、上水
槽３内の水位が上昇する。
に急激な負荷の減少が生じた場合、サーボモータ
によつてニードル１４を閉動作させることにより
バケツトホイール１２の回転を制御することがで
きるが、取水堰堤２から導水トンネル４内に導入
された水を停止させることはできないため、上水
槽３内の水位が上昇する。
この場合、余水路９が設置された水力発電所に
おいては上水槽３内の水位がオーバーフロー堰よ
り上昇すれば、溢水は余水路９を通して放水路内
に流れ込むが、余水路９が設置されていない水力
発電所においては水車を通して流れる水の流量を
制御することにより上水槽３内の水位を一定範囲
内に調節する必要がある。
おいては上水槽３内の水位がオーバーフロー堰よ
り上昇すれば、溢水は余水路９を通して放水路内
に流れ込むが、余水路９が設置されていない水力
発電所においては水車を通して流れる水の流量を
制御することにより上水槽３内の水位を一定範囲
内に調節する必要がある。
このため、本発明においては、水車運転時に使
用されないニードル１４を開動作させると共に、
デフレクタ１６を閉鎖することにより、噴射管１
１からの噴水がバスケツトホイール１２に作用し
ないようにし、かつ上水槽内の水を所定量ずつ放
水することにより上水槽の水位を所定範囲内に保
てるように制御する。
用されないニードル１４を開動作させると共に、
デフレクタ１６を閉鎖することにより、噴射管１
１からの噴水がバスケツトホイール１２に作用し
ないようにし、かつ上水槽内の水を所定量ずつ放
水することにより上水槽の水位を所定範囲内に保
てるように制御する。
以下、この制御方法の詳細を説明する。
第６図の特性曲線Ａはペルトン水車におけるニ
ードル１４の開度Siと噴射管１１からの噴水量
Qiの関係を示している。各噴射管１１は同一形
状、同一寸法で製作されているのでニードル開度
Siを検出すれば各ニードル１４からの噴水量Qi
を容易に求めることができる。
ードル１４の開度Siと噴射管１１からの噴水量
Qiの関係を示している。各噴射管１１は同一形
状、同一寸法で製作されているのでニードル開度
Siを検出すれば各ニードル１４からの噴水量Qi
を容易に求めることができる。
第１図は本発明の実施例のブロツクシーケンス
を示すもので、第６図に示した特性曲線Ａを制御
装置内の記憶装置に記憶させておき、また、上水
槽３を溢水させることな水圧鉄管内を流下させる
に必要な最低限の水量Ｑを別の記憶装置に記憶さ
せておく。
を示すもので、第６図に示した特性曲線Ａを制御
装置内の記憶装置に記憶させておき、また、上水
槽３を溢水させることな水圧鉄管内を流下させる
に必要な最低限の水量Ｑを別の記憶装置に記憶さ
せておく。
制御開始に際しては、先ず、水圧鉄管５を流下
させる必要水量Ｑを記憶装置から読み込む。
させる必要水量Ｑを記憶装置から読み込む。
一方、発電運転に使用している噴射管１１のニ
ードル１４の開度Siを検出器（図示せず）によつ
て検出し、これに基ずいて発電に使用している水
量Q1を算出する。
ードル１４の開度Siを検出器（図示せず）によつ
て検出し、これに基ずいて発電に使用している水
量Q1を算出する。
次に、前述の水量ＱとQ1から、余水量Ｑを
次式 Ｑ＝Ｑ−Q1 によつて算出し、第６図に示す特性曲線Ａに基ず
いて余水放水用ニードル１４の開度Ｓを算出す
る。
次式 Ｑ＝Ｑ−Q1 によつて算出し、第６図に示す特性曲線Ａに基ず
いて余水放水用ニードル１４の開度Ｓを算出す
る。
続いて、発電運転に使用していない噴射管１１
の内から、予め定めた優先順位により余水放水用
噴射管を選択し、配圧弁を制御し、選択された噴
射管のニードル１４を開き、余水を放流させる。
この場合、余水放水用のデフレクタ１６は全閉状
態とし、バケツトホイール１２に噴水が作用しな
いようにする。
の内から、予め定めた優先順位により余水放水用
噴射管を選択し、配圧弁を制御し、選択された噴
射管のニードル１４を開き、余水を放流させる。
この場合、余水放水用のデフレクタ１６は全閉状
態とし、バケツトホイール１２に噴水が作用しな
いようにする。
上述のように、本発明においては、発電に必要
な流量が減少した場合、上水槽３の溢水を防止す
るために必要な水量Ｑと、発電用水量Q1に基ず
いて余水量Ｑを算出し、これらに基ずいて余水
放水用噴射管を選択し、そのニードルを開くと共
に、デフレクタを全閉させるようにしたので、ペ
ルトン水車の発電運転に悪影響を及ぼすことなく
ペルトン水車内を通して余水を放水でき、余水路
を設けることなく、上水槽の水位を所定範囲内に
調節できる。従つて、中小水力発電設備の建設費
のうち、大半を占める土木工作物建設費を大幅に
低減させることができる。
な流量が減少した場合、上水槽３の溢水を防止す
るために必要な水量Ｑと、発電用水量Q1に基ず
いて余水量Ｑを算出し、これらに基ずいて余水
放水用噴射管を選択し、そのニードルを開くと共
に、デフレクタを全閉させるようにしたので、ペ
ルトン水車の発電運転に悪影響を及ぼすことなく
ペルトン水車内を通して余水を放水でき、余水路
を設けることなく、上水槽の水位を所定範囲内に
調節できる。従つて、中小水力発電設備の建設費
のうち、大半を占める土木工作物建設費を大幅に
低減させることができる。
なお、上述の実施例では、水圧鉄管に流下させ
る必要水量Ｑとして設計値を使用しているが、本
発明は、これに限定されるものではなく、第７図
に示すように、導水トンネル４の途中に水量検出
装置１７を設置し、導水トンネルを流れる水量を
常時検出して水圧鉄管を流下させる流量Ｑとする
ようにしてもよい。
る必要水量Ｑとして設計値を使用しているが、本
発明は、これに限定されるものではなく、第７図
に示すように、導水トンネル４の途中に水量検出
装置１７を設置し、導水トンネルを流れる水量を
常時検出して水圧鉄管を流下させる流量Ｑとする
ようにしてもよい。
上述の如く、本発明のペルトン水車の制御方法
によれば、余水をペルトン水車の発電運転に影響
を及ぼすことなく、ペルトン水車内を通して放水
できるので、余水路を設ける必要がなく、従つ
て、その建設に要する多額の土木工作物建設費を
低減させることができる。
によれば、余水をペルトン水車の発電運転に影響
を及ぼすことなく、ペルトン水車内を通して放水
できるので、余水路を設ける必要がなく、従つ
て、その建設に要する多額の土木工作物建設費を
低減させることができる。
従つて、従来の計画では採算ベースに乗らない
と考えられていた開発地点も、本発明の適用によ
り、採算ベースへの復活が期待できるなどその効
果は絶大である。
と考えられていた開発地点も、本発明の適用によ
り、採算ベースへの復活が期待できるなどその効
果は絶大である。
第１図は本発明の実施例を示すブロツクシーケ
ンス、第２図は従来の中小水力発電所の水路系統
を示す立面図、第３図はその平面図、第４図は本
発明が適用されるペルトン水車の要部の横断面
図、第５図はその一部を拡大して示す平面図、第
６図はニードル開度と噴水量の関係を示す特性曲
線図、第７図は本発明の変形例を説明するための
立面図である。 １，１′……河川、２……取水堰堤、３……上
水槽、４……導水トンネル、５……水圧鉄管、６
……水車、７……発電機、８……放水路、９……
余水路、１０……ケーシング、１１……噴射管、
１２……バケツトホイール、１３……ハウジン
グ、１４……ニードル、１５……サーボモータ、
１６……デフレクタ、１７……水量検出装置。
ンス、第２図は従来の中小水力発電所の水路系統
を示す立面図、第３図はその平面図、第４図は本
発明が適用されるペルトン水車の要部の横断面
図、第５図はその一部を拡大して示す平面図、第
６図はニードル開度と噴水量の関係を示す特性曲
線図、第７図は本発明の変形例を説明するための
立面図である。 １，１′……河川、２……取水堰堤、３……上
水槽、４……導水トンネル、５……水圧鉄管、６
……水車、７……発電機、８……放水路、９……
余水路、１０……ケーシング、１１……噴射管、
１２……バケツトホイール、１３……ハウジン
グ、１４……ニードル、１５……サーボモータ、
１６……デフレクタ、１７……水量検出装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の噴射管を有するペルトン水車を備
え、余水路を備えない水力発電所において、前記
ペルトン水車の運転中または停止中に発生する余
水を発電運転に使用していない噴射管を通して噴
水させ、この噴水をデフレクタによりそらせてバ
ケツトホイールに作用させることなく放水路に導
くことを特徴とするペルトン水車の制御方法。 ２ ニードル開度と噴水量との関係、および上水
槽を溢水させないために水圧鉄管に流し込む必要
最低限の流量Ｑを予め制御装置に記憶させてお
き、発電運転中のニードル開度に基ずいて発電流
量Q1を算出し、前記流量Ｑ，Q1から余水量Ｑ
を算出し、この余水量Ｑを発電運転に使用して
いない噴射管から噴水させることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のペルトン水車の制御方
法。 ３ 導水トンネルを流れる水量Ｑを水量検出装置
によつて検出し、発電運転中のニードル開度に基
ずいて発電流量Q1を算出し、前記流量Ｑ，Q1か
ら余水量Ｑを算出し、この余水量Ｑを発電運
転に使用していない噴射管から噴水させることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のペルトン
水車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204520A JPS6183487A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | ペルトン水車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204520A JPS6183487A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | ペルトン水車の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183487A JPS6183487A (ja) | 1986-04-28 |
| JPH044472B2 true JPH044472B2 (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=16491889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204520A Granted JPS6183487A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | ペルトン水車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200476706Y1 (ko) * | 2014-10-13 | 2015-03-25 | 최혜선 | 다리부종을 완화해주는 기구 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2559965Y2 (ja) * | 1988-10-11 | 1998-01-19 | 株式会社明電舎 | ペルトン水車の運転装置 |
| JP5370842B2 (ja) * | 2009-09-02 | 2013-12-18 | 中国電力株式会社 | 貯水施設運用支援システム、貯水施設運用支援方法およびプログラム |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204520A patent/JPS6183487A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200476706Y1 (ko) * | 2014-10-13 | 2015-03-25 | 최혜선 | 다리부종을 완화해주는 기구 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6183487A (ja) | 1986-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |