水力発電機事例

横軸プロペラ水車発電機の製作完成

横軸プロペラ水車発電機が次の写真のように製作完成しました。

縦軸プロペラ水車くみ上げ完了1

次写真は、羽根部分を見ています。

ドラフトチューブ

可変ガイドベーンと手動可変ピッチランナベーンが見えています。

ガイドベーンリンクモーション部

流量は割と多く流れ、落差は低いので出力はそこそこですが本体は大流量を流すためにガッチリした大きなタービン全体となっています。

現地に据え付けられたプロペラ水車発電機

現地に据え付けられたプロペラ水車発電機です。

プロペラ水車組み立て途中1

プロペラ水車組み立て途中2

立派な水車発電機廻り土木設備が出来上がっていて、設計どおりの落差も確保され、発電出力19KWの発電を開始するのが楽しみになっています。

現地に据え付けられたクロスフロー水車発電機

現地に据え付けられたクロスフロー水車発電機です。

プロペラ水車組み立て途中1

据え付け直後であり発電所完成はこれからです。

プロペラ水車組み立て途中2

クロスフロー水車外観は直線で構成された形状として設計しており、イメージはタイガー戦車的なメカメカしい姿となっています。

水力発電所試運転

水力発電所の試運転を行いました。

大変に立派な発電所全体設備となっています。

しばらく試運転によるデータ取得を行いながら安定運転を確認します。

発電所のランナピッチ調整を行った

水力発電所の現地状況により適応するために、ランナピッチ調整(翼角度調整)作業を行いました。

吸い込み高さに最適なランナ状態とする必要があったのです。

クロスフロー水車試運転

クロスフロー水車の試運転を行いました。

排水路容積が小さすぎて、水車ランナ流出水の充分な排出が出来ず、ランナが完全に水に浸かった状態となっており、本来空気中でクロスフロー水車ランナが回転する状態を造れなかったのですが、それでも40KWほどの発電出力が出ていましたので、小型大出力な素性の良いクロスフロー水車であることは間違いありません。

排水路容積を充分に広げ、次の発電試運転に入ります。

超音波流量計による流量測定

プロペラ水車発電機に流れ込む水量を超音波流量計により詳細に測定しました。

次は、発電所全体です。

プロペラ水車組み立て途中1

次は、超音波流量計により測定している様子です。

プロペラ水車組み立て途中2

入口直管部は短かったのですが、水路で流速計で流量を測定するよりは正確に計測が可能です。

現地条件を詳細に再現した流れ状態のシミュレーション解析結果と測定結果がほぼ同じであったので、正しい測定結果であると考えています。

現地でクロスフロー水車の試運転状況を確認

隣の宮崎県に据え付けたクロスフロー水車の試運転状況の最終確認へ行って来ました。

最終の出力確認試運転発電中のクロスフロー水車発電機です。

定格出力の47KWを超す48KW発電出力を確認しました。

これにより、このような小型の割に出力の大きいクロスフロー水車発電機は完成となりました。

今後、クロスフロー水車による水力発電所計画には、全て性能面で対応可能と自信を持って言えます。

高性能フランシス水車ランナの設計

高性能の内容としては最大効率が高く、流量減少時の部分負荷効率も高い、フランシス水車の羽根(ランナ)を次のように設計しました。

プロペラ水車組み立て途中1

フランシス水車ランナとしての比速度は低比速度領域になります。

プロペラ水車組み立て途中2

高性能化設計可能となったのは、素直な形状を持つ分割翼断面形状の採用と、徹底した性能流体解析による設計改善の結果です。

プロペラ水車ランナをステンレス製に交換

砲金系ランナとしていたプロペラ水車のランナを次の写真のようにステンレス製ランナに交換しました。

砲金製ランナでも強度的には問題ないと考えていましたが、硬いものがゴミとしてランナとガイドベーンの間に挟まり、それが回転するランナを変形させることになっていたので、今回より強度の高いステンレス製ランナに交換しました。

交換するときに、ランナ流体形状もせっかくなのでより良いものとして設計したところ、以前より出力が大きくなったようです。