水力発電機事例

クロスフロー水車発電機全体3次元設計図


最終的なクロスフロー水車発電機全体3次元設計図です。

クロスフロー水車

クロスフロー水車

ベベルギアボックスで増速されたクロスフローランナ回転動力は、永久磁石式同期発電機に入力され発電電力を系統に送り出します。

オープンクロスフロー水車発電機の最終製作検査


オープンクロスフロー水車発電機の最終製作検査がありました。 次写真は、寸法検査で全体を仮組した状態です。

クロスフロー水車

全体構造は大きくてガッチリした重量も4トン程度あるものとなりました。 次写真は、クロスフロー水車のランナを写したものですが、これまでになく大きな羽根となっています。

オープンクロスフロー水車

大流量を羽根に作用させるためには、これくらいの幅が2.5mに及ぶような羽根が必要なのです。

フランシス水車ランナ設計


フランシス水車ランナ設計例です。

フランシス水車

ランナ

高性能フランシス水車ランナです。見た目の形状からも高性能は分かって頂けると思います。高性能な羽根は見た目も美しいからですが、美しい見た目になる理由は無理のないバランスのとれた形状だからと考えています。

フランシス水車の渦巻ケーシング3次元設計


フランシス水車の渦巻ケーシング3次元設計例です。

フランシス水車

渦巻ケーシング

この渦巻形状設計もバランスのとれた良い外観の渦巻ケーシングとなりました。 無理ない形状の渦巻ケーシングは、流れをスピードリングに滑らかに導き、ガイドベーンに入る流れをロス少なく誘導して適切な角度でランナに水を流れ入れます。

S型チューブラー水車効率90%以上を達成


次図のように設計したS型チューブラー水車の効率が実運転で90%以上を達成致しました。

S型チューブラ水車

プロペラ水車

カプラン水車

可変ガイドベーン+可変ランナベーンのプロペラ水車なので実際はカプラン水車になりますが、ベーン可変運転でも広い流量範囲にわたって高効率を維持しています。 高性能を確保出来る設計が可能な理由は、膨大な性能解析結果から指針を得た水車効率改善設計作業を納得いくまで徹底的に繰り返しているためと推測出来ます。 性能シミュレーションにより設計変更してからすぐに実験結果を得るようなものなので、短時間に大変多くの改良設計が試せて更に設計スキルが上がるという好循環が構築されています。