ウズベキスタンの代替エネルギー水力発電機 500KW フランシス水力タービン発電機

フランシス水車とは、衝動水車と反動水車の両方を組み合わせた水車です。水車ブレードは、水流の反動力と衝動力の両方を利用して回転し、より効率的に発電します。フランシス水車は、中規模または大規模水力発電所で最も頻繁に発電に使用されます。
これらのタービンは、2メートルから300メートルまでの落差に対応しています。さらに、これらのタービンは、水平に設置しても垂直に設置しても同様に機能するという利点があります。フランシス水車を通過する水は圧力を失いますが、速度はほぼ同じであるため、反動水車とみなされます。

各フランシス水車の主要構成図の説明は次のとおりです。

スパイラルケーシング
スパイラルケーシングは、水車への水の入口です。貯水池やダムから流入する水は、高圧でこの管を通過させられます。水車の羽根は円形に配置されているため、効率よく羽根に当たるためには、羽根に当たる水は円周方向に流れる必要があります。そのため、スパイラルケーシングが使用されますが、水が円運動することで圧力が低下します。
同じ圧力を維持するために、ケーシングの直径は徐々に縮小され、その結果、均一な運動量または速度がランナーブレードに衝突します。

ステイベーンズ
ステーベーンとガイドベーンは、水をランナーブレードへと導きます。ステーベーンは所定の位置に固定され、ランナーブレードに流入する水の半径方向の流れによる旋回を低減することで、水車効率を高めます。

ガイドベーン
ガイドベーンは固定されておらず、必要に応じて角度を変化させることで、水車ブレードへの水の衝突角度を制御し、効率を高めます。また、ランナーブレードへの水の流量を調整することで、水車への負荷に応じて水車出力を制御します。

ランナーブレード
ランナーブレードはフランシス水車の心臓部です。流体が衝突する中心点であり、衝突時の接線方向の力によって水車軸が回転し、トルクが発生します。入口と出口のブレード角度は発電量に大きく影響するため、設計には細心の注意が必要です。
ランナーブレードは2つの部分から構成されています。下半分は小さなバケツのような形状で、水の衝撃力を利用してタービンを回転させます。一方、ブレードの上半分は、その中を流れる水の反作用を利用します。ランナーは、この2つの力によって回転します。

ドラフトチューブ
反動水車ランナ出口の圧力は、通常、大気圧より低くなります。ランナ出口の水を放水路に直接排出することはできません。ランナ出口から放水路へ水を排出するために、徐々に面積が広がる管またはパイプが使用されます。
この面積が増加する管はドラフトチューブと呼ばれます。この管の一端はランナの出口に接続されていますが、他端は放水路の水面より下に沈んでいます。