カプランタービンについて知っておくべきこと

タービンの大部分がそこにあるため、カプランはその1つになります。軸流反作用の原理に基づいて動作しますが、他のいくつかのタイプはこの原理に基づいて動作します。軸流タービンでは、水はランナーの回転軸に平行な方向に沿ってランナーを通って流れます。私に固執してください、これはさらに説明されます!

今日は、カプラン タービンの定義、アプリケーション、機能、コンポーネント、図、および動作原理を知ることができます。また、このカプラン タービンの長所と短所についても知ることができます。

カプラン タービンとは

カプラン水車は、軸流反作用の原理で作動するプロペラ型の水車です。他のものとは異なり、カプラン タービンには調整可能なブレードがあります。その発明により、低落差用途での効率的な発電が可能になりました。この落差は 10 から 70 メートル (33 から 230 フィート) の範囲で、出力範囲は 5 から 200 MW です。カプラン タービンの使用は、高流量、低落差の発電に使用されます。

カプラン タービンはフランシス タービンの進化形であり、低落差用途で効率的な発電を可能にします。これはフランシス水車では不可能であり、そこから改造が始まります。

オーストリアの Viktor Kaplan 教授は、1913 年にこのタービンを開発しました。彼は、自動調整されたプロペラ ブレードと自動調整されたウィケット ゲートを組み合わせて、広範囲の流量と水位で効率を達成できるようにしました。

カプラン水車の用途

以下は、カプラン タービンのアプリケーションです:

• カプラン タービンは、電力の生産に広く使用されています。
• その小型バージョンまたはモデルは、個々の発電用に製造されています。
• カプランの大型タービンは、可能な限り最高の効率でサイトを運用できるように設計されています。
• 最近では、カプラン タービンが沖合で波力発電に使用されています。

注意 :他のタービンと同様に、カプラン タービンの主な機能は発電です。

カプラン タービンのコンポーネント

以下は、カプラン タービンのコンポーネントとその機能です。

スクロール ケーシング:

断面積が減少するスパイラルタイプのケーシングです。水圧管からの水はこのコンポーネントに入り、ガイド ベーンに移動して 90° 回転します。 また、ランナーを通って軸方向に流れます。ランナー、ランナー ブレード、ガイド ベーン、およびタービンのその他の内部部品は、外部からの損傷から保護されています。

ガイドベーン機構:

カプランタービンは、ガイドベーン機構を使用してタービン全体を制御します。必要な電力に応じて開閉します。より多くの出力が必要な場合は、より多くの水がローターのブレードに当たるように大きく開きます。より低い電力出力では、閉じて水の流れを止めます。カプラン タービンにこれらのコンポーネントがないと、効率が極端に低下します。

ドラフト チューブ:

ドラフトチューブの機能は、タービンの出口から放水路に水を排出することです。これは、反動タービンのランナ出口での圧力が一般に大気圧よりも低いためです。出口の水を放水路に直接放流することはできません。したがって、排水には、徐々に面積が大きくなる管またはパイプが使用されます。

ランナー ブレード:

カプラン タービンでは、ランナー ブレードは不可欠なコンポーネントの 1 つです。実際、発電に役立つことから、カプラン タービンの心臓部と考えられています。ブレードは、発電機のシャフトに接続されたシャフトで設計されています。ランナーに取り付けられた大きなボスがあり、ブレードをしっかりと固定できます。これらのブレードは、最大出力を得るために最適な迎角に調整できます。カプラン タービンには、長さに沿ってねじれがあります。

カプラン タービン図:

カプラン タービンの動作原理

カプラン タービンの動作はそれほど複雑ではなく、簡単に理解できます。その作業では、ペンストックからの水がスクロールケーシングに入ります。このスクロールケーシングは、流動圧力が失われない形状に設計されています。調節可能なガイド ベーンは、水をランナー ブレードに向けます。これらのベーンは、流量要件に応じて調整できます。水の方向がランナー ブレードに対して軸方向になるように、水は 90 度回転します。

ランナーブレードが回転し始めると、水の反力によって水が衝突します。タービンの効率を高めるために、ランナー ブレードには長さに沿ってねじれがあります。したがって、ブレードのすべての断面に対して最適な迎角が得られます。

水はランナー ブレードからドラフト チューブに入り、そこで圧力エネルギーと運動エネルギーが減少します。運動エネルギーが圧力エネルギーに変換されると、水の圧力が上昇します。

このタービンの回転は、発電用の発電機のシャフトを回転させるものです。

カプラン タービンの詳細については、以下のビデオをご覧ください:

カプランタービンの長所と短所

利点:

以下は、さまざまな用途におけるカプラン タービンの利点です。

• 設計が複雑でなく、簡単に構築できる
• 設置に必要なスペースが少なくて済みます。
• 他の人に比べて非常に効率的です
• 頭の下の方が効率的
• ブレードの数が少ない
• ステンレス鋼は、キャビテーションを低減できるブレード素材です。

短所:

カプラン タービンには優れた利点がありますが、それでもいくつかの制限があります。以下は、さまざまな用途におけるカプラン タービンの欠点です。

• キャビテーションは、カプラン タービンの大きな欠点です。ドラフト チューブ内の圧力低下が原因で発生します。
• シャフトは垂直方向にのみ配置できます。
• その操作には大量の流量が必要でした。

結論

カプラン水車は、軸流反作用の原理で動くプロペラ型の水車であると説明されました。その主な機能は発電です。この記事では、カプラン タービンの定義、アプリケーション、動作、コンポーネント、および図を示します。また、その長所と短所も示します。

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