ターゴインパルス水車

ターゴインパルス水車とは

ターゴインパルス水車は、中程度の有効落差向けに設計された衝動水車の一種で、ターゴ水車とも呼ばれます。1919年にギルクス社によって、ペルトン水車を改良する形で開発されました。設置場所の条件によっては、ペルトン水車やフランシス水車よりも有利な点があり、水力発電において重要な役割を果たしています。

特徴と利点

ターゴインパルス水車の主な特徴と利点は以下の通りです。

コスト効率: ペルトン水車よりも安価に製造できます。フランシス水車のように水車を密閉する筐体が不要なため、設備コストを削減できます。
高い比速度: ペルトン水車よりも比速度が大きく、より多くの水量を使用できます。これにより、発電量を増やすことが可能です。
適応範囲: ペルトン水車とフランシス水車の有効落差範囲が重なる部分で利用できるため、幅広い環境に対応できます。
マイクロ水力発電: 大規模な水力発電所だけでなく、マイクロ水力発電にも適しており、運用コストが低いという利点があります。

動作原理

ターゴインパルス水車は衝動水車であり、流水の運動エネルギーを利用して羽根を回転させます。具体的には、以下のプロセスで動作します。

1. 位置エネルギーの変換: 水の位置エネルギーをノズルで運動エネルギーに変換します。
2. ジェット水流: ノズルから高速で噴射されたジェット水流が、羽根（バケット）に入射します。
3. 衝撃と回転: ジェット水流は羽根によって向きを変えられ、この衝撃がランナを回転させます。ランナの回転運動からエネルギーを取り出すことができます。
4. エネルギーの放出: ランナを通過した水は、ほとんどエネルギーを持たずに排出されます。

ランナの形状と比速度

ターゴインパルス水車のランナは、ペルトン水車のランナを半分に輪切りにしたような形状をしています。比速度はペルトン水車の約2倍であるため、同じ出力を得るために必要なランナの直径は、ペルトン水車の半分で済みます。また、羽根の形状から、ペルトン水車よりも多くの水量を利用できるという利点もあります。

比速度は、水車に設けられたノズルの数によっても変化します。ノズル数を増やすことで、水車の比速度を向上させることが可能です。

効率

ターゴインパルス水車の効率は、運転条件によって変動しますが、おおむね86～88%です。研究所や製造工場での性能試験では、90%の効率が達成された事例もあります。

まとめ

ターゴインパルス水車は、ペルトン水車の改良型として開発され、その高い効率性とコストパフォーマンスから、世界中で利用されています。中程度の落差での水力発電に最適な選択肢の一つであり、マイクロ水力発電のような小規模な用途にも適しています。

関連項目

水力
水力発電
水車発電機
タービン
発電用水車
衝動水車
ペルトン水車
クロスフロー水車

外部リンク

* Gilbert Gilkes & Gordon Ltd（英語）

もう一度検索