ペルトン水力タービン

インパルスタービンは,高圧ジェットフローの運動エネルギーを利用して作業を行う水タービンである.高頭貯水池からの水は,ペンストックを通してタービンを導かれる.高圧水は,タービンのノズルを通して高速ジェット流に変換されますタービンのバケツに衝突し タービンが回転し 作業を行うのです
衝動タービンは主に3種類あります.ペルトン水力タービン トルゴ水力タービンこのセクションでは,より一般的に使用されているペルトンタービンとターゴタービンを紹介します.

ランナー と 作業 の 原則

図1は,ペルトンタービンのランナーを左側がフロント・ビューで,右側がサイド・ビューで示しています.ランナーは車輪ディスクと複数のバケツで構成されています.だから,それはバケツタービンとも呼ばれています.

図1 ペルトンタービンランナー

図2は,バケツの横断図である.バケツの横断図から,バケツは隣接して配置された2つのスプーン状の体で構成されていることがわかる.水流は2つのスプーン型の体に噴出されますランナーを回転させる

図2 容器の横断図

図3はペルトンタービンの動作原理図である.高速な水の流れはノズルを通ってバケツに向かって噴射され,バケツによって反射され放出される.水の動力エネルギーは,バケツを押します青い線は,ノズルから噴射される水流と,ランナーから反射される水流を表します.

図3 ペルトンタービンの動作原理

図4は,水槽に流れる水の流れの方向を示した図です.ノズルから噴出される高速水流は,水槽に向かって噴出します.両側にある作業面への入口縁によって分割されます速度の高いジェットフローは,その動力エネルギーをバケツに転送し,それらを前進させます.

図4 ペルトンタービンランナーの流量ジェット

注射メカニズム

注射メカニズムは,短くノズルと呼ばれますが,主にノズル,針,針移動メカニズムで構成されています.針をノズルの内側に移動することによってノズルの出口のサイズが変更されます図5は注入メカニズムの構造の図式図です.針をパイプに引っ張って,ノズルを開いた状態に置く.

図 5 - パイプ入口と注入メカニズムの構造

針の動きは針の動くメカニズムによって達成されます.図では,針は手動制御によって移動します.ハンドホイールを回転させることで針が動きます.これによりノズルの水流量を変えること大規模な水力タービンでは,水力または電気サーボメカニズムを使用して針を移動します.上記移動メカニズムは,パイプの外部に設置され,外部制御の注射メカニズムに属します.管の外に伸縮する針棒がないし,肘を必要としない,別のタイプの注射メカニズムがノズルの内側に設置されています.パイプラインのレイアウトに大きな便宜をもたらしますしかし,ここでは紹介されません.

図6の左側では針が通常の作業位置にあり,水の流れはバケツに向かって流れます.図6の右側では針が通常の作業位置にあります.針は前方に移動してノズルの開口を遮る.閉ざされた状態です

図6 針を動かすことで水の流れを制御する

デフレクター

ペルトンタービンは 数百メートルから1000メートルまでの高距離のタービンです貯水池からタービンまでのパイプラインは"キロメートルから数キロメートルまで長くなることがあります電力網が故障して 路面が壊れた場合タービンを停止するには,水源を直ちに停止する必要があります.タービンが負荷を失い,回転速度が急激に上昇し,装置が損傷します.流れる水の量が大きいので 速やかに流れるのを止められないパイプラインが急激に切断されれば 水圧が非常に高くなって ペンストックの安全性が深刻な危険にさらされます噴出水がタービンに衝突しないように水の流れを遮る代わりに
最簡単な方法は,噴嘴の前にデフレクタを設置することです.通常の動作中に,噴嘴から噴出する水の流れに影響を及ぼさず,デフレクタを上げます.タービンが正常に動いている場合 (図7の左)デフレクタが降ろされたとき,ドズルからの水の流れはデフレクタによって遮断され,下部の出口 (図7の右) に再導され,タービンは動作を停止します.デフレクタは1〜2秒以内にブロック位置に回すことができます..

図7 デフレクタの動作原理

図8はペルトンタービンの基本アニメーションです.小さな緑色のビーズは,ランナーの前側から反射される水の流れを示しています.そして小さなオレンジ色の珠は,ランナーの後ろ側から反射される水の流れを示します噴嘴から噴出される水流の中央線は,ランナーのピッチサークルに触れている.ピッチサークルは,ランナーのジェット衝撃点を通過するサークルです."ペルトンタービン" (字面上"対称衝動タービン"という意味).