水車

(Water) Turbine
Waterwheel(一般的ですが旧来の水車を指す事が多い様です)

水のエネルギーを回転力に変えます。

水のエネルギーを得る方法による分類

衝動水車(しょうどうすいしゃ)[Impulse Waterwheel][Impulse (Water) Turbine]

反動水車と異なり水流は渦巻いて[Turbinate]いませんが、旧来の水車と区別する為に[Turbine]表記もされている様です。

水をノズルにより射出し羽根に衝突させ、その速度による衝撃力(速度水頭)を回転力として得ます。
水車ランナー(羽根車)周辺は水で満たされていません。
そのため、デフレクターにより射出水流を逸らせて急制動が可能です。

ただし、クロスフロー水車は少々異なり、水流を板状に絞り込み横長のランナーに当てます。
また、デフレクターはありませんがガイドベーンがあります。

ペルトン水車
ペルトン水車について
ペルトン水車の種類
ターゴインパルス水車
ターゴインパルス水車について
クロスフロー水車

反動水車(はんどうすいしゃ)[Reaction (Water) Turbine]

水が羽根に当たって向きを変える際、水圧により押しのける力(圧力水頭)を回転力として得ます。
水車ランナー(羽根車)周辺は水で満たされています。
そのため、放水側水面よりも下に水車を設置することが可能で、
発電時と逆回転させることによりポンプとして揚水出来るのが特徴ですが、
フランシス水車をそのまま逆転するのでは効率が悪いのでフランシスポンプ水車として最適化されています。
また、放水面よりも上に設置する場合は、吸出管により残りの圧力を利用できます。

フランシス水車
フランシス水車について(フランシス以前の反動水車及びフランシス水車の進化型も併せて説明)
フランシス水車の種類
プロペラ水車
プロペラ水車について(カプラン、チューブラー、バルブ水車も併せて説明)
斜流水車

旧来の水車[Legacy Waterwheel]

水の重さや流速をそのまま利用した遥か昔から在る水車です。
流速は速度水頭、水位差は圧力水頭と見做せますので衝動水車や反動水車と全く違う原理で動いている訳ではありません。
但し、位置エネルギーを圧力では無く水の重さとしてそのまま利用する形式も在ります。
衝動水車や反動水車と比べると効率という点では大きく劣りますが、見た目に水が動力へ変換されているのが判りやすいのと、
製作コストが安いのでごく小規模な発電、直接の動力、灌漑の揚水など、又、これらの実演用として現在でも広く利用されています。

旧来の水車
旧来の水車について

水車軸の地面に対する向きによる分類

横軸[Horizontal Axis]

横軸説明図
図はかなり簡略化して描いてあります。
はずみ車は省略される場合もあります

地面(床)に対して水車と発電機を繋ぐ軸(図中赤色の棒)が平行です。
小型機を中心に用いられています。

立軸(縦軸、竪軸)[Vertical Axis]

立軸説明図
図はかなり簡略化して描いてあります。

地面(床)に対して水車と発電機を繋ぐ軸が鉛直です。
中型〜大型機を中心に用いられています。


立軸埋め込み説明図
図はかなり簡略化して描いてあります。

大型機の場合、発電機天面が床の高さになるように設置される事が多いです。
(床から天井までのスペースが広く取れるため点検時に水車、発電機を取り出したときに作業しやすい)

参考文献、資料、情報、ウェブサイト等



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