水力発電機事例

フランシス水車3次元設計図


フランシス水車3次元設計図です。

渦巻きケーシングを持つ、高比速度タイプのフランシス水車であり、出力は200KWクラスです。

高落差、小水量クロスフロー水車の計画設計途中


高落差、小水量の地点に適応するクロスフロー水車の計画設計の途中です。

高落差、小水量のため水車本体はかなり小さく、コンパクトで出力も十分なタービンとなります。
よって小型のため、出力に対する製作費は抑えられます。

水力現場調査写真


17KWぐらいの発電を計画している水力現場の調査時の写真です。

この古い水路下流端部を放水位置として発電所を計画しますが、水量は少ないけれど落差は20mぐらい
取れるので17KW発電出力になります。

クロスフロー水車計画設計の進展


クロスフロー水車の計画設計が進展しています。

今回の計画設計は、構造の全ての部分をAutodesk Inventorのスケッチ機能で作成するようにしているため、
スケッチ図がかなり複雑になっています。

計画設計は計画設計者が全ての寸法と構造を決めることと考えているので、ひとつのスケッチに大量に計画図を 寸法拘束などをしながら描きこんでいると、常に拘束の再計算を新しい要素を付け加えた時にしていると
推定しますが、拘束再計算が出来なくなる限界要素数がどうもあるようです。

よって、正面図、側面図などでスケッチを分けて描きこめば、限界要素数問題も防げると考えやっています。
ただ、あんまり細かいところやリンクモーション部は3次元で計画していく方がやりやすくなります。

鋳造の渦巻ケーシングです


ターボ機械用の鋳造製渦巻ケーシングの3次元設計例です。

水力タービンでは最近渦巻ケーシングは製缶溶接構造(いわゆるエビ継)が多いのですが、口径が小さくなると
製缶の曲げ半径が小さくなり綺麗に曲げることが難しくなるため、ケーシング入口口径300mm以下では
鋳造製で造る必要があったりします。

このケーシングは入口口径が250mmとなり、全体的にスッキリした印象の渦巻ケーシングとなりました。