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발전공학

수차의 종류

수차의 종류

펠톤 수차 -> 충동 수차

노즐로부터 분사된 물을 러너 주변에 부착된 버킷에 작용시켜 그 충동력으로 회전력을 얻는 수차이다. 노즐내에는 니들을 설치하고 이것을 전후로 움직여서 제트의 단면적을 변화시킴으로 제트된 분사량을 조정한다. 펠톤 수차는 충동수차로 고낙차에 적합한 방식이다.

펠톤 수차

프란시스 수차 -> 반동 수차

수압관으로부터 유입된 고압의 물이 안내날개를 통해 반지름 방향으로부터 러너에 들어와서 여기서 속도를 올린다음 축방향으로 방향을 바꾸면서 유출하게 될 때 빠져나가는 반동력에 의해서 회전력을 얻는 수차로 구성는 나선형의 케이싱, 안내날개(Guide vane), 러너(Runner), 흡출관으로 되어있다. 구조상 직축(대형), 횡축 모두가 가능하다. 프란시스 수차는 펠톤수차와 달리 흡출관을 설치하여 방수면까지 낙차를 유효하게 사용하도록 되어있다.

프란시스 수차

프로펠러 수차 -> 반동 수차

유수가 러너를 축방향으로 통과시켜 회전력을 얻는 수차이다. 날개가 고정된 형식이 있으며, 가동날개형이 있는 것을 “카플란 수차”라고 부르며, 부하변동 및 낙차의 변동시에 날개의 각도를 변경하여 운전하는 방식의 수차이다.

프로펠러 수차

사류 수차 -> 반동 수차

유수가 러너를 축에 대해서 경사진 방향으로 통과시켜서 회전력을 얻는 수차이다. 카플란과 마찬가지로 가동날개를 가지고 있어 부하변동이나 낙차의 변동에 대해 각도를 변경한다.

사류 수차

1) 가장 최근의 수차형식으로 프란시스와 카플란의 중간 구조이다.
2) 프란시스 수차에 비해서 변동낙차, 변동출력 특성이 좋다.
3) 카플란 수차에 비해서 날개에 작용하는 하중이 작아서 조작기구도 작고 손실이 적다.

원통형 수차

유효낙차가 아주 작은 경우에 적용하는 수차로 수로내에 바로 수차를 넣어서 발전하는 방식으로 조력발전에서도 이 방식이 적용된다.

원통형 수차
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