(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランナを収納するランナ室に接続された吸出し管内に高圧空気を注入して吸出し管内の水面を押し下げ、上記ランナを空気中において空転運転させるようにした高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管において、
上記ランナの出口径をＤ（ｍ）、ランナ出口周速をＵe （ｍ／ｓ）、空気の密度をρa （ｋｇ／ｍ3 ）、水の密度をρw （ｋｇ／ｍ3 ）、及び重力の加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）としたとき、密度比補正フルード数Ｆd を、
Ｆd ＝｛ρa ／（ρw −ρa ）｝1/2 Ｕe ／（ｇ・Ｄ）
と定義し、
１．２≦Ｆd ≦１．８の範囲で、この密度比補正フルード数Ｆd に対応して
Ｆd-c ＝Ｆd （０．２４Ｆd ＋０．８８）
なる関係式に基づいて求められた限界密度比補正フルード数Ｆd-c と、
予め実験によって求められた限界密度比補正フルード数Ｆd-c に対する吸出し管の吸出し高さＦ及び吸出し管エルボオフセット寸法Ｒの組合せ線図とから、
前記吸出し管の吸出し管高さＦと吸出し管エルボオフセット寸法Ｒの組合せが決定されていることを特徴とする高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管。
【請求項２】
特定の吸出し管エルボオフセット寸法及び吸出し管高さの組合せにおいて、数種類の密度比補正フルード数のもとで、押し下げ水位を変化させて軸入力の限界水位Ｚｔと漏気特性の限界水位Ｚ1 を求め、各密度比補正フルード数に対するＺｔ／Ｄをプロットした直線とＺ1 ／Ｄをプロットした直線との交点の密度比補正フルード数を、上記特定の吸出し管エルボオフセット寸法及び吸出し管高さの組合わせの限界密度比補正フルード数Ｆd-c としたことを特徴とする、請求項１記載の高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管。
【請求項３】
限界密度比補正フルード数Ｆd-c とＲ／Ｄ及びＦ／Ｄの組合わせの関係線図を求め、その線図から所望の限界密度比補正フルード数に対応するＲ／Ｄの値を採用し、このＲ／Ｄの値におけるそれぞれのＦ／Ｄ曲線上の限界密度比補正フルード数を読みとり、この限界密度比補正フルード数とＦ／Ｄとの関係からＦ／Ｄの値を決定したことを特徴とする、請求項２記載の高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管。
【請求項４】
ランナを収納するランナ室に接続された吸出し管内に高圧空気を注入して吸出し管内の水面を押し下げ、上記ランナを空気中において空転運転させるようにした高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管において、
上記ランナの出口径をＤ（ｍ）、ランナ出口周速をＵe （ｍ／ｓ）、空気の密度をρa （ｋｇ／ｍ3 ）、水の密度をρw （ｋｇ／ｍ3 ）、及び重力の加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）としたとき、密度比補正フルード数Ｆd を、
Ｆd ＝｛ρa ／（ρw −ρa ）｝1/2 Ｕe ／（ｇ・Ｄ）
と定義し、
１．２≦Ｆd ≦１．８の範囲で、この密度比補正フルード数Ｆd に対応して
Ｆd-c ＝Ｆd （０．２４Ｆd ＋０．８８）
なる関係式に基づいて限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求め、
この限界密度比補正フルード数Ｆd-c に対して、
Ｆ／Ｄ＝３．３４Ｆ d-c2 −９．９５Ｆd-c ＋１１．０２
及び、
Ｒ／Ｄ＝−１．１５Ｆ d-c2 ＋５．７１Ｆd-c −４．３５
なる関係を満たすように、吸出し管高さＦと吸出し管エルボオフセット寸法Ｒが決定されていることを特徴とする高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランナを収納するランナ室と吸出し管との間を接続するランナ室排水管等を備え、前記ランナ室内に高圧空気を注入してランナ室内の水をランナ室下方に連接されている吸出し管内に押下げてランナを空転運転させる高落差高押込み深さ用ポンプ水車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のポンプ水車などの水力機械は、経済性を指向して高落差化しており、このような高落差の水力機械の吸出し高さ、或いは押込み深さはキャビテーション防止のなどの観点から相対的に高くなっており、その結果吸出し管内の水圧力は高いものとなっている。
【０００３】
ところで、かかるポンプ水車において、電力系統の安定化や電力需要の変化に迅速に対応するため、ポンプ水車のランナを長時間にわたって空転させる調相運転が行なわれることが多い。
【０００４】
図１３は上記調相運転について説明するためのポンプ水車を模式的に示す縦断面図である。
【０００５】
図１３において、符号１はポンプ水車であって、駆動軸２の下端にランナ３が装着されており、そのランナ３がランナ室４内に配設されている。ランナ室４の外周にはケーシング５が設けられており、そのケーシング５とランナ室４との間にはランナ３と同心状に複数のガイドベーン６が配設されている。また、ランナ室４の下端部には吸出し管７が連設されており、ランナ室４の側圧室４ａと吸出し管７との間にはその両者間を連通する第１のランナ室排水管８が設けられ、ランナ３とガイドベーン６との間のランナ外周流路４ｂと吸出し管７との間にはそれらを連通する第２のランナ室排水管９が設けられている。
【０００６】
このようなポンプ水車１に於いては、調相運転時は電力負荷を軽減するため、ガイドベーン６を全閉した後、吸出し管７内へ高圧空気を供給してランナ室４内の水を吸出し管７内に排水して水面Ｌをランナ３の下端部３ａよりも所定距離だけ押し下げ、ランナ３を空転させて駆動トルクを軽減している。また、第１および第２のランナ室排水管８および９によりランナ室４と吸出し管７との間を連通させてランナ室４内の水の排水を促進させ、長時間にわたって安定した調相運転が実施できるようになっている。
【０００７】
ところで、調相運転はランナ３と水面Ｌとの間の空間１０内の空気は、ランナ３の回転によるランナ遠心風圧力の作用により回転方向にかき回され、図１３に示すように水面Ｌには大きな波立ちや動揺が発生し、特に吸出し管７内の圧力が高い場合に顕著になる。
【０００８】
従って、吸出し管７内の水が飛散してランナ３に付着し、ランナ３の回転にアンバランスが生じたり駆動軸２の入力が急増したり、さらには水面Ｌの動揺により高圧空気の一部が吸出し管７のエルボ部７ａを介して吸出し管７の下流側７ｂに向かって漏れだし、ランナ室４内への高圧空気の供給が追いつかなくなったりする不具合が生じる可能性があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上述した問題点を解決するために、漏気を抑制するための吸出し管形状を規定したものとして、特開平６−２６０３７５号公報、吸出し管の高さを規定したものとして特開平３−２６０３７５号公報などがあるが、密度比補正フルード数が大きい場合の取り扱いは明確になっていない。吸出し管の下流側への漏気を抑制するには吸出し管の高さをかなり大きくすればそれなりの効果が得られるが、土木工事の経済性などを考えると、吸出し管の高さを必要以上に高くすることはメリットがない。従って、密度比補正フルード数が大きい領域での適切な吸出し管の形状あるいは高さを設定する方策が必要であるが、このような方策についての提案は現在のところ見あたらない。
【００１０】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、ランナを空転運転させる際、軸入力が増加したり、高圧空気が吸出し管の下流に大量に漏気することなく、長時間にわたって安定した調相運転を行うことを第一の目的とし、また吸出し管形状及び吸出し管高さを適切に決定することにより、必要以上に吸出し管高さを大きくすることなく土木工事等の経済性を十分図ることを第二の目的とする高落差高押込み深さ用ポンプ水車を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
ランナを収納するランナ室に接続された吸出し管内に高圧空気を注入して吸出し管内の水面を押し下げ、上記ランナを空気中において空転運転させるようにした高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管において、
上記ランナの出口径をＤ（ｍ）、ランナ出口周速をＵe （ｍ／ｓ）、空気の密度をρa （ｋｇ／ｍ3 ）、水の密度をρw （ｋｇ／ｍ3 ）、及び重力の加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）としたとき、密度比補正フルード数Ｆd を、
Ｆd ＝｛ρa ／（ρw −ρa ）｝1/2 Ｕe ／（ｇ・Ｄ）
と定義し、
１．２≦Ｆd ≦１．８の範囲で、この密度比補正フルード数Ｆd に対応して
Ｆd-c ＝Ｆd （０．２４Ｆd ＋０．８８）
なる関係式に基づいて求められた限界密度比補正フルード数Ｆd-c と、
予め実験によって求められた限界密度比補正フルード数Ｆd-c に対する吸出し管の吸出し高さＦ及び吸出し管エルボオフセット寸法Ｒの組合せ線図とから、
前記吸出し管の吸出し管高さＦと吸出し管エルボオフセット寸法Ｒの組合せが決定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、
ランナを収納するランナ室に接続された吸出し管内に高圧空気を注入して吸出し管内の水面を押し下げ、上記ランナを空気中において空転運転させるようにした高落差高押込み深さ用ポンプ水車の吸出し管において、
上記ランナの出口径をＤ（ｍ）、ランナ出口周速をＵe （ｍ／ｓ）、空気の密度をρa （ｋｇ／ｍ3 ）、水の密度をρw （ｋｇ／ｍ3 ）、及び重力の加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）としたとき、密度比補正フルード数Ｆd を、
Ｆd ＝｛ρa ／（ρw −ρa ）｝1/2 Ｕe ／（ｇ・Ｄ）
と定義し、
１．２≦Ｆd ≦１．８の範囲で、この密度比補正フルード数Ｆd に対応して
Ｆd-c ＝Ｆd （０．２４Ｆd ＋０．８８）
なる関係式に基づいて限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求め、
この限界密度比補正フルード数Ｆd-c に対して、
Ｆ／Ｄ＝３．３４Ｆ d-c2 −９．９５Ｆd-c ＋１１．０２
及び、
Ｒ／Ｄ＝−１．１５Ｆ d-c2 ＋５．７１Ｆd-c −４．３５
なる関係を満たすように、吸出し管高さＦと吸出し管エルボオフセット寸法Ｒが決定されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１２を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図中図１３と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００１４】
図１において、符号１はポンプ水車であって、駆動軸２の下端にランナ３が装着されており、そのランナ３がランナ室４内に配設されている。ランナ室４の外周にはケージング５が設けられており、そのケーシング５とランナ室４との間にはランナ３と同心状に複数のガイドベーン６が配設されている。また、ランナ室４の下端部には吸出し管７が連設されており、ランナ室４の側圧室４ａと吸出し管７との間にはその両者間を連通する第１のランナ室排水管８が設けられ、ランナ３とガイドベーン６との間のランナ外周流路４ｂと吸出し管７との間にはそれらを連通する第２のランナ室排水管９が設けられている。
【００１５】
そこで、このような高落差高押込み深さ用ポンプ水車においてランナ３を気中で空転運転させるいわゆる調相運転を行なう場合には、ガイドベーン６を全閉とした後に吸出し管上部に接続された高圧空気注入管（図示せず）から高圧空気を供給し、ランナ室４内の水を空気に置換し、水面をランナ３の下端部よりも下方に下げる。この場合、通常は効率的な高圧空気の供給を行なうため、吸出し管７内で規定押し下げ水位の上限Ｌ1 を及び規定押し下げ水位の下限Ｌ2 を設定している。
【００１６】
すなわち、最初に水面押し下げを行うとき、また調相運転に入ってから漏気による補給気を行い、給気を停止する水面レベルとして規定押し下げ水面レベルの下限Ｌ2 を設定し、漏気により水面レベルが上昇し、ランナに近付き過ぎないように補給気する水面レベルとして、規定押し下げ水面レベルＬ1 を設定する。
【００１７】
また、第一のランナ室排水管８及び第二のランナ室排水管９によって、ランナ室４内の水の排水を促進させ、安定した調相運転を可能にする。
【００１８】
図２は密度比補正フルード数が１．２から１．８の発電所要項に対して、漏気を抑制するための吸出し管エルボオフセット寸法Ｒおよび吸出し管高さＦを決定する手順を示したものである。
【００１９】
まず、発電所の要項が与えられた場合、これらからランナ出口径、主機の回転数、押込み深さを決定し、密度比補正フルード数Ｆd を算出する。すなわち、ランナ出口径をＤ（ｍ）、ランナ出口周速をＵｅ（ｍ／ｓ）、空気の密度をρa （ｋｇ／ｍ3 ）、水の密度をρw （ｋｇ／ｍ3 ）および重力の加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）としたとき、密度比補正フルード数Ｆd を
Ｆd ＝｛ρa ／（ρw −ρa ）｝1/2 Ｕｅ／（ｇ・Ｄ）
として算出する。この場合、空気の密度、水の密度は押込み深さから決まる。
【００２０】
次に、従来の実績値を考慮した関係式を用いて密度比補正フルード数Ｆd から限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求める。この関係式は、本発明の方法で吸出し管を決定する際に余裕を与えるもので、吸出し管に給気する場合の給気弁の動作遅れによる過給気による押し下げ水位の低下と吸出し管下流への漏気、及びある時間経過後の漏気による押し下げ水位の上昇によるランナへの水滴の巻き込みによる軸入力の増加などを考慮し、適正な規定押し下げ水面レベルが設定可能な吸出し管が求まるような式となっている。具体的には、
図３にも示すように
Ｆd-c ＝Ｆd （０．２４Ｆd ＋０．８８）              （１）
なる関係式である。
【００２１】
限界密度比補正フルード数Ｆd-c が求まれば、実験から求めた限界密度比補正フルード数Ｆd-c と吸出し管エルボオフセット寸法および吸出し管高さの関係線図から吸出し管エルボオフセット寸法Ｒおよび吸出し管高さＦの組合わせが得られる。この組合わせから適正な吸出し管を決定する。
【００２２】
ここで、本発明による高落差高押込み深さ用ポンプ水車に於いて、吸出し管決定方策を決めるにあたり、実施した検証試験による限界密度比補正フルード数Ｆd-c と吸出し管エルボオフセット寸法および吸出し管高さの関係線図の求め方と、吸出し管エルボオフセット寸法および吸出し管高さの決め方を具体的に説明する。
【００２３】
まず、特定の吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ及び吸出し管高さＦの組合わせに於いて、数種類の密度比補正フルード数のもとで、押し下げ水位を変化させて軸入力及び漏気量の変化を検出し、軸入力の限界水位Ｚｔ（図４）、及び漏気特性の限界水位Ｚ１（図４）を求める。
【００２４】
次に図５に示すように横軸に密度比補正フルード数をとり、縦軸に軸入力の限界水位Ｚｔ、及び漏気量の限界水位Ｚ１のランナ出口径Ｄに対する比をとり、前記数種類の各密度比補正フルード数におけるＺｔ／Ｄをプロットした直線とＺ１／Ｄをプロットした直線との交点の密度比補正フルード数を、この吸出し管エルボオフセット寸法及び吸出し管高さの組合わせに於ける限界密度比補正フルード数Ｆd-c とする。
【００２５】
このような方法で別の多くの吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ及び吸出し管高さＦの組合わせについても、限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求める。
【００２６】
これらの結果から、限界密度比補正フルード数Ｆd-c とランナ出口径Ｄに対する吸出し管エルボオフセット寸法の比Ｒ／Ｄ及びランナ出口径Ｄに対する吸出し管高さの比Ｆ／Ｄの組合わせの関係として整理した線図の例が図６である。尚、図６中の曲線は説明のために３種類のみ表示してある。
【００２７】
次に、この図６の線図と前述した限界密度比補正フルード数Ｆd-c から吸出し管エルボオフセット寸法および吸出し管高さの組合わせを求める方法を図７で説明する。
【００２８】
前述した方法で求めた限界密度比補正フルード数Ｆd-c を例えば値ａとした場合、値ａに対応するＲ／Ｄのとりうる範囲は図７でｂ１以上であり、またＦ／Ｄの取りうる範囲はｃ３以下ｃ２以上である。これはＲ／Ｄを大きくするとＦ／Ｄが小さくなり、Ｒ／Ｄを小さくするとＦ／Ｄが大きくなることを示している。この場合、Ｒ／Ｄがｂ１からｂ２に近づくにつれてＦ／Ｄがｃ３からｃ２に小さくなっていくが、その減少の割合が小さくなり、そしてＲ／Ｄがｂ２以上ではＦ／Ｄがｃ２のままほとんど小さくならないことに注意する必要がある。従って、このことを考慮して妥当と考えられるＲ／Ｄを決定する。説明上、図７中に於いてＲ／Ｄ＝ｂとする。もちろん、吸出し管高さを可能な限り低くしようと意図する場合、選択肢としてＲ／Ｄにｂ２を採用することも考えられる。
【００２９】
Ｒ／Ｄが決まれば、Ｒ／Ｄ＝ｂに於けるそれぞれのＦ／Ｄ曲線上の限界密度比補正フルード数Ｆd-c を読み取る。この値を図７に示したようにａ１，ａ２およびａ３とする。これらから、図８に示すような線図を作成する。そして、この３点のデータから補間式を求め、これに値ａを代入してＦ／Ｄ＝ｃを算出する。
【００３０】
以上により、発電所の要項に応じて適正な吸出し管を決定することが可能となる。
【００３１】
このように本発明の上記実施の形態では、密度比補正フルード数Ｆd が１．２〜１．８以下という、従来にない高い領域をも含む領域に於いて、発電所の要項から算出される密度比補正フルード数Ｆd から限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求め、実験的に求めた吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ及び吸出し管高さＦと限界密度比補正フルード数Ｆd-c の関係の線図から吸出し管を決定すれば、必要以上に吸出し管高さを大きくすることもなく、即ち土木工事に於いても経済的に且つ安定した調相運転を行うことができる。
【００３２】
ところで、上記の実施の形態に於いては、限界密度比補正フルード数Ｆd-c から吸出し管エルボオフセット寸法Ｒと吸出し管高さＦの組合わせを決定する際、その選択肢にはかなりの自由度がある。しかし、吸出し管高さの種類それぞれについて、吸出し管エルボオフセット寸法がある値以上では吸出し管エルボオフセット寸法を大きくしても限界密度比補正フルード数Ｆd-c があまり大きくならない傾向がある。そして、吸出し管エルボオフセット寸法を必要以上に大きくした場合、吸出し管の非円形断面部の範囲が長くなるために強度上の対策が必要になる可能性などが考えられる。従って、吸出し管形状を決定する場合、合理的に考えるならば適正な吸出し管エルボオフセット寸法と吸出し管高さの組合わせが存在する。これを示したものが図９である。
【００３３】
図９に示した適正オフセット寸法曲線は、それぞれの吸出し管高さについての吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ／Ｄと限界密度比補正フルード数Ｆd-c との関係曲線上での、吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ／Ｄの増加に対して限界密度比補正フルード数Ｆd-c の増加傾向が弱まるポイントを滑らかに結んだものである。次に、それぞれのポイントに於ける限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求め、横軸に限界密度比補正フルード数Ｆd-c を、縦軸に吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ／Ｄと吸出し管高さＦ／Ｄを取って整理したものが図１０である。実験に基づく詳細データからこの二つの曲線、すなわち限界密度比補正フルード数Ｆd-c に対する吸出し管エルボオフセット寸法Ｒ／Ｄ曲線、および限界密度比補正フルード数Ｆd-c に対する吸出し管高さＦ／Ｄ曲線を定義した式は以下の通りである。
（Ｒ／Ｄ）＝−１．１５Ｆ d-c2 ＋５．７１Ｆd-c −４．３５    （２）
および
（Ｆ／Ｄ）＝３．３４Ｆ d-c2 −９．９５Ｆd-c ＋１１．０２    （３）
【００３４】
以上により、発電所の要項から算出される密度比補正フルード数Ｆd から限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求め、式（２）および式（３）を用いて計算することで当該の吸出し管の適正な吸出し管エルボオフセットＲと吸出し管高さＦを一義的に決定することができる。
【００３５】
このようにこの実施の形態では、密度比補正フルード数Ｆd が１．２〜１．８以下という、従来にない高い領域をも含む領域において、発電所の要項から算出される密度比補正フルード数Ｆd から限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求め、実験的に求めた適正な吸出し管エルボオフセット寸法Ｒと吸出し管高さＦとを与える計算式から吸出し管を決定すれば、必要以上に吸出し管高さを大きくすることもなく、即ち土木工事に於いても経済的に且つ安定した調相運転を行うことができる。
【００３６】
一方、図１１は、前記ランナ３とその外周に配列されたガイドベーン６との間の外周流路４ｂと前記吸出し管７とを連通する第二のランナ室排水管９を、前記吸出し管流路のエルボ部上面最下端部から上方へ垂直距離で１．３Ｄ未満の位置の前記吸出し管断面に設けた場合のポンプ漏気特性の模型試験結果を示す例である。図１１中の（ａ）〜（ｃ）は、第二のランナ室排水管９と吸出し管流路のエルボ部上面最下端部との位置は同じで、吸出し管高さのみ変えてある。また、Ｒ／Ｄは約２．８である。
【００３７】
この例のように吸出し管エルボオフセット寸法が従来用いられている吸出し管に対して大きな場合、同じ吸出し管高さでは漏気量は全体的に少なくなり、また漏気量の押し下げ水位に対する変化は、押し下げ水位のあるレベルでいったんピーク値を示した後、押し下げ水位が低くなるにしたがって減少していき吸出し管流路のエルボ部上面最下端部に達して一気に漏気するような特性を示す。ここで、（ａ）および（ｂ）に示した吸出し管高さＦ／Ｄが３．７あるいは４といった場合の漏気特性は、ピーク部の形状がふた山になっている。このふた山のピークの最初の山は、実験による詳細な観察の結果、第二のランナ室排水管の吸出し管開口部から流出する気泡が水面動揺に伴い発生する水中の渦に巻き込まれて吸出し管の下流へ直接流出することによって生じていることが判明した。この影響を除去すれば漏気特性が改善できる。
【００３８】
そこで、第二のランナ室排水管９の吸出し管開口部位置について、吸出し管流路のエルボ部上面最下端部から上方への垂直距離を数種類変化させて試験を行った。この結果、吸出し管流路のエルボ部上面最下端部から上方へ垂直距離で１．３Ｄ以上の位置の前記吸出し管断面に設けた場合、漏気量の変化が図１２の実線で示すようになり、斜線で示した部分がなくなり、第二のランナ室排水管の吸出し管開口部から流出する気泡が水面動揺に伴い発生する水中の渦に巻き込まれないことが検証できた。
【００３９】
このように、第二のランナ室排水管９の前記吸出し管流路への開口部を前記吸出し管流路のエルボ部上面最下端部から上方へ垂直距離で１．３Ｄ以上離した位置にした場合には、この第二のランナ室排水管９から流出する気泡が水面動揺に伴い発生する水中の渦に巻き込まれて吸出し管の下流へ直接流出し、これが原因による漏気量の増加が発生することはない。また、この場合同一断面の任意の方位に第二のランナ室排水管を接続できるために配管設計の自由度が向上する。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、発電所の要項から高落差高押込み深さ用ポンプ水車の適正な吸出し管を算定できるため、発電所設計における選択の自由度を大幅に増加させることになり、経済的に有利な吸出し管を備えた高落差高押込み深さ用ポンプ水車を得ることができる。また、ランナを空転運転させる場合、漏気量の少ない長時間の安定した空転運転が可能な高落差高押込み深さ用ポンプ水車を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による高落差高押込み深さ用ポンプ水車の模式的に示す縦断面図。
【図２】  発電所要項から適正な吸出し管を決定する場合の方法を説明するための図。
【図３】  発電所要項から算出した密度比補正フルード数Ｆd を用いて限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求める図。
【図４】  実験に於ける、空転運転時の押し下げ水位と軸入力および漏気量の関係を示す図。
【図５】  実験に於ける、特定の吸出し管についての、複数の密度比補正フルード数Ｆd に対する軸入力および漏気量の限界水位から限界密度比補正フルード数Ｆd-c を求める補助線図。
【図６】  実験的に求めた吸出し管エルボオフセット寸法及び吸出し管高さと限界密度比補正フルード数Ｆd-c の関係を示す線図。
【図７】  吸出し管エルボオフセット寸法を決定する方法を示す線図。
【図８】  吸出し管高さを決定する方法を示す線図。
【図９】  適正オフセット寸法曲線を示す図。
【図１０】  適正オフセット寸法曲線に基づく、展開密度比補正フルード数Ｆd-c と吸出し管エルボオフセット寸法及び吸出し管高さの関係を示す図。
【図１１】  第二のランナ室排水管を、吸出し管流路のエルボ部上面最下端部から上方へ垂直距離で１．３Ｄ未満の位置の吸出し管断面に設けた場合の模型漏気特性の結果を示す図。
【図１２】  第二のランナ室排水管を、吸出し管流路のエルボ部上面最下端部から上方へ垂直距離で１．３Ｄ以上の位置の吸出し管断面に設けた場合の模型漏気特性の結果を示す図。
【図１３】  従来の高落差高押込み深さ用ポンプ水車を模式的に示す縦断面図。
【符号の説明】
１  ポンプ水車
３  ランナ
４  ランナ室
４ａ  側圧室
４ｂ  ランナ外周流路
５  ケーシング
６  ガイドベーン
７  吸出し管
７ａ  吸出し管エルボ部
７ｂ  吸出し管下流側
８  第一のランナ室排水管
９  第二のランナ室排水管
Ｌ1   規定押し下げ水位上限
Ｌ2   規定押し下げ水位下限
【図１】
0003964535.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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