水力発電機事例

オープンクロスフロー水車の組立途中 2セット


オープンクロスフロー水車の組立途中の写真ですが、2セットが並んでいます。

全体が大きいために足場を使って組立しなければなりませんが、製缶と機械加工精度も良く、羽根は滑らかに
回るようです。
自分で言うのもなんですが、設計も良いから全体構造に不具合がないのかも・・・・・
手前の門型のオープンクロスフロー水車と奥側のものは微妙に設計が異なっている別々の地点に据え付けられる ものです。

オープンクロスフロー水車の部品が完成


クロスフロー水車の3次元設計途中の3次元CADであるAutodesk Inventor での画面ショットです。

小型のクロスフロー水車を3次元で設計している途中の図ですが、見て頂いて分かるように2次元の計画図を詳細 に描いて、それから3次元化している設計手法なので、実際の計画設計は2次元スケッチとして出来ており、3次元 化の意味は詳細部を決定していったり、3次元化した部品を2次元製作図化するために造っていたりで、3次元モデ ルがないと計画設計が完成しないわけではありません。

しかし、3次元で計画モデルを造ると、流体解析や構造解析にすぐにデータを使え、2次元の製作図作成も正確で 圧倒的に早くなり、製作時の間違いもほぼなくなるので、自分としては良いことだらけです。
現在の機械設計では、2次元設計より3次元設計を楽しさ、楽さ、早さ、正確さ、性能確認性よりお勧めします。

クロスフロー水車発電機の現地据付状況


クロスフロー水車発電機の現地据付状況をご紹介します。

上写真は、河川土手に造った放水基礎の上に据え付けられたクロスフロー水車発電機とそれの制御連系発電盤となります。 非常に狭い基礎の上に発電機器が設置出来るように水車発電機はコンパクトな全体構造としており、
発電制御盤も屋外型の小さいものとしています。
水車本体は、耐水塗装の黒に塗っているので少々姿が分かりにくく地味になっています。
水車発電機本体部を拡大して見た写真が次です。

黒いクロスフロー水車の上に背負うように発電機を乗せているので、場所をとらず全体が小型になった水車発電機セットで完成しています。 この水車に水を導く導水管は次の写真のように土手を開削して塩ビパイプを敷設後埋めています。

落差はわりと取れ、17mぐらいあります。
ただ、水量的には季節的な変動が多くあり、それに対処するため設置したクロスフロー水車はガイドベーン2分割 方式を採用して、低水量時には3分の1ガイドベーンのみで高効率運転が出来るようにしています。

オープンクロスフロー水車発電機の組立完成写真


水路幅3mで落差1mに適応したオープンクロスフロー水車発電機の組立完成写真です。
最初の写真は、全高さが5m以上ある水車発電機全体像です。

次写真は、幅2500mmの水車ランナを近くから見たものですが、正確に製作されています。

そして最後は、クロスフロー水車ランナの回転力が左右の柱内の歯車動力伝達装置を通じて最終的に
発電機を毎分1200回転で駆動する構造部となります。

非常に大きな構造のオープンクロスフロー水車発電機となりましたが、適切な構造として設計出来たように
思っています。

小水量クロスフロー水車発電機の3次元組図


小水量クロスフロー水車発電機の3次元組図です。

流量が少なく、毎秒0.1m^3ぐらいなのでクロスフロー水車全体は大変小型です。
それでも落差が30mほどとれることから、発電出力は20KW弱とわりと大きくなります。