水力発電機事例

最近はフランシス水車の設計が多いのです


最近の国内水力発電の拡大と共に、水力発電では最も広く使われるフランシス水車の設計が増えています。
フランシス水車の見た目で特徴的なのは、次の3次元設計図にあるように、カタツムリのような渦巻型ケーシングを持っていることです。

プロペラ水車組み立て途中1

この渦巻ケーシングを見れば、すぐフランシス水車と分かるわけです。

図の渦巻は鋼板溶接エビ継構造の渦巻ケーシングとなり現在はこれが主流です。

プロペラ水車組み立て途中2

しかし、渦巻が大変小さいと次図のような鋳造渦巻ケーシングも用いられます。
鋳造渦巻ケーシングは曲面が滑らかで、かわいらしい感じです。

100KWフランシス水車設計例 比速度200程度


100KW出力フランシス水車の設計例であり 比速度は200程度になります。

小型ターボファンエンジン設計図1

次は別の角度から

小型ターボファンエンジン設計図2

製缶溶接構造渦巻ケーシングフランシス水車の設計例となります。

フランシス水車内部構造


フランシス水車の内部構造をお見せします。

小型ターボファンエンジン設計図1

次図は軸受部とガイドベーンリンク機構を中心に透明化して見ています

小型ターボファンエンジン設計図2

流量調整機構部が複雑です。

機械系3次元CADであるSolidWorksで水力発電所全体計画を作成


機械系3次元CADであるSolidWorksを使って、水力発電所の地形を含めた全体計画を作成した事例です。

この3次元計画図から2次元計画図を造ると次のようになります。

地形や水路から3次元で造っていけば、水力発電所の落差や水路からの構造物も正確になり、発電所が完成してからの不具合は少なくなります。
特に有効落差を正確に算出することが水路、管路にたいしての流体解析を行えば可能であり、土木水理計算の不備を補完することも可能です。

増速機の考察と選定をしていました


今日は、タービンに使う増速機の考察と選定をしていました。
最初は、自分で増速機の全てをいちから設計しようとしていましたが、汎用増減速機が多種類選定出来ることをWEBから学び、詳細な選定をしました。

よほど特殊な部品でない限り、市場にある既製品を使うことに気を使っていたことを思い出しました。
次が選定した増速機のダウンロードした3次元モデルです。

このような3次元モデルがメーカーサイトからすぐにダウンロードできるので、とっても便利で設計が速くなります。