JP2001241373A - 立軸型水車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装置全体の設置高さを低くした立軸型水車を提
供する。また、潤滑油を別途に冷却装置を必要とせずに
冷却し得る立軸型水車を提供する。 【解決手段】流入エルボ１２の外壁を主軸２２が貫通突
出する立軸型水車において、流入エルボ１２の外壁に増
速装置５０を付設し、流入エルボ１２から突出した主軸
２２と増速装置５０を連結する。増速装置５０の出力軸
５２を水平方向に突出させてこれに発電機３２を連結
し、発電機３２と流入エルボ１２を同じ床１０に配設す
る。流入エルボ１２の外壁を含んで増速装置５０のケー
シング５４を形成し、潤滑油がケーシング５４内で流入
エルボ１２の外壁に接して流下しまたは溜まるように
し、流入エルボ１２内の流体により外壁を介して冷却さ
せる。また、増速装置５０に駆動連結した注油ポンプ７
２で、冷却された潤滑油を増速装置５０の歯車列に注油
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設置高さを低くし
得る立軸型水車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の立軸型水車の一例を図４を参照し
て説明する。図４は、従来の立軸型水車を設置した発電
所の構造図である。図４において、床１０に流入エルボ
１２が配設され、この流入エルボ１２に導水管１４が連
結される。また、流入エルボ１２には、水車ケーシング
１６および流出管１８が一体的に懸垂配設され、床１０
の下に設けられる放水路２０に開口される。そして、流
入エルボ１２の外壁を垂直方向に貫通して主軸２２が軸
回り自在に配設され、主軸２２の水車ケーシング１６内
にある端部にランナ２４が配設される。さらに、流入エ
ルボ１２の上方に適宜な架台により増速装置２６が配設
され、流入エルボ１２の外壁から突出された主軸２２が
軸継手２８を介して増速装置２６の入力軸３０に駆動連
結される。さらに、増速装置２６の上方に適宜な架台に
より発電機３２が配設され、増速装置２６の出力軸３４
が軸継手３６を介して発電機３２の入力軸３８に駆動連
結される。なお、図４において４０は、増速装置２６お
よび発電機３２などを容易に点検保守するためのプラッ
トホームである。

【０００３】かかる構成において、導水管１４から流入
する流体は、流入エルボ１２と水車ケーシング１６およ
び流出管１８を経て放水路２０に放流されるが、この流
体の流れでランナ２４が回転されて、立軸型水車の主軸
２２が回転される。そして、この主軸２２の回転が増速
装置２６で１０００〜１２００ｒｐｍまで増速され、こ
の増速された回転で発電機３２が駆動回転されて、回転
エネルギーが電気エネルギーに変換されて発電がなされ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の立軸型水
車にあっては、流入エルボ１２の上に増速装置２６と発
電機３２を２段に配置するために、発電機３２を含めた
床１０からの装置全体の嵩が高いものとなる。そこで、
この立軸型水車のための建屋を高く建設しなければなら
ず、それだけ設備費が高いものとなるという問題があっ
た。また、増速装置２６および発電機３２の点検保守
は、床１０から適宜な高さに設けたプラットホーム４０
に乗って行わなければならず、必ずしも作業が容易では
ない。さらに、増速装置２６の歯車列に注油される潤滑
油を冷却するための冷却装置（図示せず）が別に必要で
ある。そして、この冷却装置は運転用の補助電源を必要
とするという問題がある。

【０００５】本発明は、上述のごとき従来技術の不具合
を改善すべくなされたもので、装置全体の設置高さが低
い立軸型水車を提供することを目的とする。また、潤滑
油を別途の冷却装置を必要とせずに冷却し得るようにし
た立軸型水車を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の立軸型水車は、流入エルボの外壁を主軸
が貫通突出する立軸型水車において、前記流入エルボの
外壁に増速装置を付設し、前記流入エルボから突出した
前記主軸と前記増速装置を連結して構成されている。

【０００７】また、流入エルボの外壁を主軸が貫通突出
する立軸型水車において、前記流入エルボの外壁に付設
してまたはその上方に増速装置を配設し、前記流入エル
ボから突出した前記主軸と前記増速装置を連結し、前記
増速装置の出力軸を水平方向に突出させてこれに発電機
を連結し、この発電機と前記流入エルボを同じ床に配設
して構成しても良い。

【０００８】そして、前記流入エルボの外壁を含んで前
記増速装置のケーシングを形成し、前記増速装置の潤滑
油がこのケーシング内で前記流入エルボの外壁に接して
流下しまたは溜まるように構成することもできる。

【０００９】さらに、前記増速装置に注油ポンプを駆動
連結し、この注油ポンプの吸込管が前記ケーシングの潤
滑油溜まりに開口し、排出管より前記増速装置の歯車列
に注油するように構成することも可能である。

【００１０】そしてまた、前記主軸を前記流入エルボの
外壁の上方に設けた隔壁を貫通させ、前記流入エルボの
外壁と前記隔壁との間に空間部を形成し、前記隔壁を含
んで前記増速装置のケーシングを形成し、前記空間部を
その側方で外部と連通して構成しても良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例を図１
および図２を参照して説明する。図１は、本発明の立軸
型水車の第１実施例を配置した発電所の構造図である。
図２は、本発明の立軸型水車の第１実施例の要部である
流入エルボおよび増速装置の構造を示す図である。図１
および図２において、図４と同じまたは均等な部材には
同じ符号を付けて重複する説明を省略する。

【００１２】図１および図２において流入エルボ１２の
外壁に増速装置５０が付設され、流入エルボ１２の外壁
から貫通突出する主軸２２が増速装置５０に連結され
る。また、増速装置５０の出力軸５２が水平方向に突出
され、この出力軸５２が発電機３２から水平方向に突出
された入力軸３８に軸継手３６で駆動連結される。な
お、発電機３２は、床１０に設けた架台などにより適宜
の高さに設定される。

【００１３】さらに、増速装置５０は、そのケーシング
５４が流入エルボ１２の外壁を含むとともに、外壁の上
方に設けた隔壁５６を含んで、流入エルボ１２の外壁と
一体的に水密構造で形成される。この隔壁５６を、主軸
２２が貫通している。そして、隔壁５６と流入エルボ１
２の外壁の間には空間部５８が形成され、この空間部５
８はその側方で外部と連通されている。このケーシング
５４に収納される増速装置５０の歯車列は、主軸２２に
大平歯車６０が直接固定され、この大平歯車６０が中間
軸６２に固定された小平歯車６４に噛合され、中間軸６
２に固定されたベベルギア６６が水平方向に突出される
出力軸５２の一端に固定されたベベルギア６８に噛合さ
れる。

【００１４】また、水密構造のケーシング５４には、歯
車列に注油されて落下する潤滑油が流入エルボ１２の外
壁に沿って流下する潤滑油溜まり７０が設けられてい
る。なお、この潤滑油溜まり７０の壁の一部は流入エル
ボの１２の外壁である。そして、中間軸６２の回転が適
宜に減速されて駆動連結されるように注油ポンプ７２が
設けられ、その吸込管７４が潤滑油溜まり７０に開口さ
れ、また排出管７６が歯車列の大平歯車６０と小平歯車
６４の噛合箇所などの適宜な箇所に潤滑油を注油するよ
うに構成される。

【００１５】かかる構成からなる本発明の立軸型水車に
あっては、流入エルボ１２の外壁に増速装置５０が直接
に付設されるので、増速装置５０の配設高さを低くする
ことができる。そして、増速装置５０から水平方向に出
力軸５２を突出させてこれに発電機３２が連結されるの
で、発電機３２の配設高さを増速装置と同様に低くする
ことができる。この結果、本発明の立軸型水車が配設さ
れる建屋の高さが低くて足り、それだけ設備費が安価と
なる。また、発電機３２は、流入エルボ１２が配設され
る床１０に直接に適宜な架台を設けて所定の高さに配設
することができ、その設置のための構造が従来の構造よ
りも簡単に堅牢なものとすることができる。さらに、増
速装置５０および発電機３２が低い高さに配設されるの
で、その点検保持の作業がより容易なものである。

【００１６】さらに、潤滑油溜まり７０に流れ落ちる潤
滑油は、流入エルボ１２の外壁に沿って流れる際に、流
入エルボ１２内を流れる流体により外壁を介して冷却さ
れ、また潤滑油溜まり７０に溜まっている潤滑油も外壁
を介して冷却される。そこで、従来のこの種の装置のご
とく冷却装置を必要としない。しかも、主軸２２の回転
に連動して注油ポンプ７２が機械的に回転駆動される。
もって、潤滑油を冷却する装置を駆動するための補助電
源を必要としない。また、流入エルボ１２の外壁を貫通
する主軸２２のパッキングなどを介して流入エルボ１２
内の流体が外方に漏れ出しても、空間部５８から外方に
排出されるので、増速装置５０のケーシング５４内に侵
入することがなく、歯車列に錆などを生じさせることが
なくて機械的信頼性が高いものとなる。さらにまた、主
軸２２に歯車列の大平歯車６０を直接に組み付け固定し
ているので、その構造が簡単であるとともに、組み付け
部品が少ない分だけ組み立てが容易である。

【００１７】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
て説明する。図３は本発明の立軸型水車の第２実施例を
設置した発電所の構造図である。図３において、図１と
図２および図４と同じまたは均等な部材には同じ符号を
付けて重複する説明を省略する。

【００１８】図３に示す第２実施例で、図１および図２
に示す第１実施例と相違するところは、増速装置８０が
流入エルボ１２の上方に、図４に示す従来例と同様にし
て、適宜な架台により配設されることにある。そこで、
主軸２２が軸継手２８を介して増速装置８０の入力軸８
２に連結される。そして、増幅装置８０から、第１実施
例と同様に、水平方向に出力軸８４が突出され、この出
力軸８４が軸継手３６を介して発電機３２の水平方向の
入力軸３８に連結される。発電機３２は第１実施例と同
様にして、床１０に適宜な架台により配設されることは
勿論である。

【００１９】かかる構成からなる第２実施例にあって
は、増速装置８０を流入エルボ１２の外壁に直接でなく
その上方に配設することで、第１実施例よりも装置の高
さがいくらか高くなるものの、従来のごとき増速装置２
６の上方にさらに発電機３２を配設するのに比較して、
装置全体の高さを低くすることができる。

【００２０】なお、上記第１および第２実施例で、増速
装置５０、８０の出力軸５２、８４が導水管１４と反対
側に突出されているが、これに限られず、略水平方向に
突出されていれば良い。また、第１実施例の増速装置５
０の歯車列は、出力軸５２の回転が１０００〜１２００
０ｒ．ｐ．ｍまで増速できればいかなる構造であっても
良い。さらに、第１実施例のケーシング５４は、その一
部が流入エルボ１２と一体的に鋳造されて形成されても
良いが、鋼板などで形成して適宜な手段で流入エルボ１
２の外壁に固定されても良い。この固定では、潤滑油溜
まり７０を形成する箇所が水密構造とされることは勿論
である。そしてまた、ケーシング５４は、歯車列の組み
立てが容易なように適宜に分割可能に形成されている。
そしてさらに、発電機３２を電動機としても駆動できる
ようにするとともに、増速装置５０，８０を可逆的に減
速装置として回転駆動できるようにするならば、立軸ポ
ンプとして駆動することも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の立軸型水
車は構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏
する。

【００２２】請求項１記載の立軸型水車にあっては、増
速装置を流入エルボの外壁に付設するので、立軸型水車
の設置高さが低いものとなる。そこで、組み立てが容易
であるとともに建屋が低くて足りる。

【００２３】請求項２記載の立軸型水車にあっては、増
速装置から出力軸を水平方向に突出させて、これに発電
機を連結し、発電機を流入エルボと同じ床に配設するの
で、装置全体の高さが低いものとなる。

【００２４】請求項３記載の立軸型水車にあっては、潤
滑油が流入エルボ内を流れる流体によって冷却されるの
で、別途に冷却装置を必要としない。

【００２５】請求項４記載の立軸型水車にあっては、主
軸の回転に連動して注油ポンプが機械的に回転駆動さ
れ、しかも潤滑油は流入エルボ内を流れる流体で冷却さ
れるので、潤滑油を冷却するための装置を駆動するため
の電源を必要としない。

【００２６】請求項５記載の立軸型水車にあっては、主
軸が貫通突出する流入エルボの外壁からパッキングなど
を介して流体が漏れ出しても、空間部から外方に排出さ
れるので、流体が増速装置のケーシング内に侵入するこ
とがない。もって、増速装置の歯車列の機械的な信頼性
を高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立軸型水車の第１実施例を配置した発
電所の構造図である。

【図２】本発明の立軸型水車の第１実施例の要部である
流入エルボおよび増速装置の構造を示す図である。

【図３】本発明の立軸型水車の第２実施例を設置した発
電所の構造図である。

【図４】従来の立て軸水車を設置した発電所の構造図で
ある。

【符号の説明】

１０ 床 １２ 流入エルボ １４ 導水管 １６ 水車ケーシング １８ 流出管 ２０ 放水路 ２２ 主軸 ２４ ランナ ２６、５０、８０ 増速装置 ２８、３６ 軸継手 ３０ 入力軸 ３２ 発電機 ３４、５２、８４ 出力軸 ３８、８２ 入力軸 ４０ プラットホーム ５４ ケーシング ５６ 隔壁 ５８ 空間部 ６０ 大平歯車 ６２ 中間部 ６４ 小平歯車 ６６、６８ ベベルギア ７０ 潤滑油溜まり ７２ 注油ポンプ ７４ 吸込管 ７６ 排出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四宮 伸浩 東京都大田区大森北１丁目５番１号 株式 会社電業社機械製作所内 Ｆターム(参考） 3H072 AA09 AA17 AA27 BB01 BB05 BB06 BB07 BB11 BB21 CC01 CC10 CC42 CC71 CC74

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入エルボの外壁を主軸が貫通突出する
   立軸型水車において、前記流入エルボの外壁に増速装置
   を付設し、前記流入エルボから突出した前記主軸と前記
   増速装置を連結して構成したことを特徴とする立軸型水
   車。
2. 【請求項２】 流入エルボの外壁を主軸が貫通突出する
   立軸型水車において、前記流入エルボの外壁に付設して
   またはその上方に増速装置を配設し、前記流入エルボか
   ら突出した前記主軸と前記増速装置を連結し、前記増速
   装置の出力軸を水平方向に突出させてこれに発電機を連
   結し、この発電機と前記流入エルボを同じ床に配設して
   構成したことを特徴とする立軸型水車。
3. 【請求項３】 請求項１記載の立軸型水車において、前
   記流入エルボの外壁を含んで前記増速装置のケーシング
   を形成し、前記増速装置の潤滑油がこのケーシング内で
   前記流入エルボの外壁に接して流下しまたは溜まるよう
   に構成したことを特徴とする立軸型水車。
4. 【請求項４】 請求項３記載の立軸型水車において、前
   記増速装置に注油ポンプを駆動連結し、この注油ポンプ
   の吸込管が前記ケーシングの潤滑油溜まりに開口し、排
   出管より前記増速装置の歯車列に注油するように構成し
   たことを特徴とする立軸型水車。
5. 【請求項５】 請求項１記載の立軸型水車において、前
   記主軸を前記流入エルボの外壁の上方に設けた隔壁を貫
   通させ、前記流入エルボの外壁と前記隔壁との間に空間
   部を形成し、前記隔壁を含んで前記増速装置のケーシン
   グを形成し、前記空間部をその側方で外部と連通して構
   成したことを特徴とする立軸型水車。