ペルトン水車

説明

ペルトンタービンは、100M〜1000Mの水頭を持つ場合に広く使用され、高水頭だが小流量の発電所に適しています。ランナーは、高圧パイプを通じて噴射ノズルから放出されるジェットフローによって強く推進されます。ペルトンタービンはコンパクトな構造で、安定した動作と簡単な操作が特徴です。

適用可能な水頭：H=100-1000 m。小流量の高水頭に使用され、ランナーは高圧パイプからの噴射ノズルを通じて切り替えられたジェットフローによって強く推進されます。垂直型と水平型に分かれます。水平型は各ランナーに1〜2個のノズルがあり、垂直型は各ランナーに2〜4個のノズルがあります。

応用

ペルトンホイールは、比較的高い水力ヘッドと低流量を有する水源がある場合に、水力発電に最も適したタービンです。ペルトンホイールは、高圧低流量の水源から低圧高流量の水源よりも多くの電力を抽出することができます。また、それぞれの水源に対して同等量の配管材料が必要であり、一方は長い細い配管を必要とし、もう一方は短くて太い配管を必要とします。ペルトンホイールはあらゆるサイズで製造されています。数トンのペルトンホイールが垂直油枕軸受に取り付けられている水力発電所もあります。最大のユニットは200メガワットまであります。最小のペルトンホイールは数インチの大きさで、毎分数ガロンの流れを持つ山岳地帯の川から電力を採取するために使用できます。これらのシステムのいくつかは家庭用給水器具を使用して水を供給します。これらの小型ユニットは、30メートル以上の水頭で使用することをお勧めします。ペルトンホイールは、理論的には制限はありませんが、通常は15メートルから1800メートルの水頭で最適に動作します。

特徴

• 高水頭専用設計：高水頭（通常100メートル以上、一部モデルでは数千メートルも可能）と低流量の水源に特に適しています。水の潜在エネルギーを動力エネルギーに効率的に変換し、高落差状況での他のタービンタイプよりも大幅に高い効率を実現します。
• 衝撃型エネルギー変換：高圧の水流をノズルを通じて高速ジェットに変換し、直接ランナー上のバケット形状の羽根に衝突させます。水流は流路内を満たすことなく羽根表面に接触するため、「衝突瞬間」でのエネルギー変換過程が明確になり、構造的なストレスがクリアになります。
• 低い水質要件：水流が複雑な流路（例えば渦巻きやガイドバン）を通らないため、水中の堆積物や不純物による内部の詰まりや摩耗が少なくなります。メンテナンス周期が長く、山岳地帯などの比較的複雑な水質の水源に適しています。
• 柔軟な出力制御：作動中のノズルの数（例えば2ノズル、4ノズルモデル）を増減したり、個々のノズルのジェット径を調整することで、ステップまたは連続的な単位出力の制御を達成できます。これにより、電力網の負荷変動に対応することが可能です。
• シンプルな構造と容易なメンテナンス：主要な部品はノズル、ランナー、カバーのみで、複雑な導水機構（反応タービンのガイドバンなど）がありません。設置が容易で、日常的なメンテナンスは主にノズルの摩耗とランナーの清掃に焦点を当てており、コストが管理可能です。