JP5144757B2 - 主流からの抽出流れを注入する手段を備えるペルトン水力機械 - Google Patents

Description

本発明は、水の主流が流入するタイプの、ペルトンタイプの水力機械に関するものであり、ペルトンタービンのマニフォールドを少なくとも１つ備え、マニフォールドの近傍には少なくとも１つの渦領域又は減圧領域が形成されている、水力機械に関するものである。

このような水力機械は、例えば、水力発電プラントで利用されている。この機械は、水流の通路中に設置されるか、又は、１つ以上の水流が流れ込む貯水池から水を供給される。

これらの水力機械には、機械の構造によって、機械に流れ込む主流が乱されて、渦を発生する領域又は減圧を示す領域が存在する。このような領域は、水力機械内の主流の運動性能を低下させるため、又は、水力機械の作動上の問題を引き起こすため、水力機械の全体性能を悪化させる。

本発明の目的の１つは、渦領域又は減圧領域をなくすことを可能にするペルトンタイプの水力機械を提案することによって、これらの欠点を軽減することである。

したがって、本発明は、前述のタイプのペルトンタイプ水力機械に関し、このペルトンタイプ水力機械は、主流から抽出した流れを主流に対して修正することなく前述の渦領域又は減圧領域に注入する手段を備え、局所的に主流を矯正し、又は、この領域の圧力を増加させる。

主流から抽出した流れの、渦領域又は減圧領域への注入は、これらの領域での主流の運動性能の欠如を補うことができ、水力機械の性能と作動とを改善する。

本水力機械の他の特徴として、
−この注入手段は、少なくとも1つのダクトを備え、このダクトは、マニフォールドの上流の主流から流れを抽出する入口と、渦領域又は減圧領域に開口する出口と、を備え、
−この注入手段は、抽出された流れの流路に配置された弁を備え、この弁は、抽出された流れを主流から通過させる開いた位置と、抽出された流れの通過を妨げる閉じた位置と、の間を動くことができ、
−弁の動きは、適切な制御手段でコントロールされ、
−渦領域又は減圧領域が、マニフォールドの分岐の近くで形成され、この注入手段が、上述の分岐の上流で主流から抽出された流れを導き、抽出された流れを、上述の分岐の近くに注入するように配置されている。

本発明の他の特徴と利点は、以下の説明の中で示され、添付図面に関連して例示され、説明される。

図１は、本発明によるペルトンタービンの断面の概略図である。

以下に記載する発明は、ペルトンタービンタイプの水力機械に適用される。この機械は公知であるので、本明細書では詳述しない。本発明はまた、渦領域又は減圧領域が形成される問題を有する他のタイプの水力機械に適用される。

本明細書において、用語「上流」と「下流」とは、水力機械に流入する主流Ｅの流れの方向に関して定義されている。

ペルトンタービン５４は、図１に示されている。

ペルトンタービン５４は、マニフォールド５６を備え、マニフォールド５６は、マニフォールド５６内を流れ、注入領域６０を介してローター５８の方へ注入される主流Ｅによって、ローター５８を回転させる。図１に示すように、また、公知の方法で、マニフォールド５６はローター５８を囲み、注入領域６０は、マニフォールド５６から、分岐６２を介してローター５８の方へ突き出している。

渦領域６４と減圧領域とは、ペルトンタービンの性能に影響を及ぼす各分岐６２の近くで形成される。

この欠点を軽減するために、マニフォールド５６は、分岐６２の上流で主流Ｅから抽出した流れＥ４を分岐６２の近くの領域６４に注入する手段を備える。この注入手段は、例えば、１つ以上のダクト６６（部分的に示す）を備え、ダクト６６は、分岐６２の上流でマニフォールド５６に通じている入口開口６８と、例えば分岐６２の上流で分岐６２の付近に通じている出口開口７０と、を備えている。主流Ｅから流れＥ４を抽出する入口開口６８とダクト６６とは、この抽出流れＥ４を出口開口７０に運び、出口開口７０で、抽出流れＥ４が、領域６４に注入される。流れＥ４は、注入領域６０で主流Ｅを均質にするために、領域６４で主流Ｅを修正することができる。

適用可能な実施形態によると、注入手段は、抽出流れの通路に配置された弁（図示せず）を備える。この弁は、抽出流れを通過させる開位置と、抽出流れの通過を妨げる閉位置との間を、動くことができる。この弁は、例えば、注入手段の各入口開口部の近くに配置され、手動又は自動で、抽出流れの注入をコントロールすることができる。

弁の動きは、機械的又は電気的な制御手段（図示せず）によって、公知の方法で、コントロールされる。従って、渦領域又は減圧領域又はキャビテーション領域の発生している水力機械の運転状態において、自動システム又は機械のオペレーターが、抽出流れを上述の領域に注入する開位置に、弁を切り替え、上述したように、これらの領域の形成を防止する。

抽出流れが主流Ｅに対して修正されるのではない点に留意する必要がある。すなわち、水は、抽出流れとして流れる間、その性質を修正するような作用を受けない。

Claims (5)

1. 水の主流（Ｅ）が流入するペルトンタイプの水力機械であって、ペルトンタービン（５４）のマニフォールド（５６）を少なくとも１つ備え、マニフォールド（５６）の近くに少なくとも１つの渦領域又は減圧領域（６４）が形成される、水力機械において、
   前記水力機械が、前記主流から抽出された抽出流れ（Ｅ４）を、主流（Ｅ）に対して修正することなく前記渦領域又は減圧領域（６４）に注入する手段を備え、
   主流（Ｅ）を局所的に修正し、又は減圧領域（６４）の圧力を増加させることを特徴とする、
   水力機械。
2. 前記注入手段が、少なくとも１つのダクト（６６）を備え、前記ダクト（６６）が、マニフォールド（５６）の上流で主流（Ｅ）から流れ（Ｅ４）を抽出する入口開口と、前記渦領域又は減圧領域（６４）に流れ（Ｅ４）を送り込む出口開口と、を備える、請求項１に記載の水力機械。
3. 前記注入手段が、抽出流れ（Ｅ４）の通路に配置された弁を備え、前記弁が、抽出流れ（Ｅ４）を主流（Ｅ）から通過させる開位置と、前記抽出流れ（Ｅ４）の通過を妨げる閉位置と、の間を動くことができる、請求項２に記載の水力機械。
4. 前記弁の動きが、適切な制御手段でコントロールされる、請求項３に記載の水力機械。
5. 前記渦領域又は減圧領域（６４）が、前記マニフォールド（５６）の分岐（６２）の近くで形成され、前記注入手段が、前記分岐（６２）の上流で主流（Ｅ）から流れ（Ｅ４）を抽出するように配置され、前記分岐（６２）の近くで、前記抽出流れ（Ｅ４）を注入する、請求項１から４のいずれか１項に記載の水力機械。

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