JP2006070797A

JP2006070797A - 発電設備

Info

Publication number: JP2006070797A
Application number: JP2004255002A
Authority: JP
Inventors: Masato Doi; 正人土居
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】水車一体形発電機を簡単な設備で容易に水面上から継手管に着脱することができ、水車一体形発電機の点検・修理が容易且つ短時間に行える発電設備を提供する。
【解決手段】放流孔２の入口側に継手管５が設けられ、継手管５に継手管入口側フランジ１１が設けられ、上記発電機６に吐出側フランジ２７が設けられ、上記発電機６が着脱装置７によって継手管５に係合される。着脱装置７は上記発電機６に設けられて係合凹部を有し、上記発電機６が下降した際、継手管入口側フランジ１１の上部が係合凹部へ嵌り込んで、着脱装置７が継手管入口側フランジ１１に係合し、吐出側フランジ２７が継手管入口側フランジ１１に接合する。上記発電機６を上下方向に案内する案内装置６６と、放流孔２を開閉する放流弁８とが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、維持放流を利用して発電を行う発電設備に関する。

従来、水路や河川を堰堤で堰き止めた場合、堰堤よりも下流側の流水を維持して環境を保全するために、上記堰堤から下流側へ維持放流を行っている。例えば、ダムからの維持放流を利用して発電を行う発電設備として、図１２に示すものがある（下記特許文献１参照）。

上流側のダム湖１０１から堰堤１０２の頂部を経て下流側の水中１０３に至る流水路１０４が設けられ、流水路１０４の途中には、堰堤１０２の頂部において真空ポンプ１０５が設けられている。また、流水路１０４の下流部には入口弁１０６が設けられ、入口弁１０６の下流側には垂直流水路１０４ａが形成されている。この垂直流水路１０４ａ内には、水中タービン発電機１０７が水没した状態で収容されている。

これによると、入口弁１０６を閉じた状態で真空ポンプ１０５を作動し、ダム湖１０１の水を吸い上げて流水路１０４に充水する。充水完了後、入口弁１０６を開いて垂直流水路１０４ａを充水することによって、水中タービン発電機１０７が自動的に起動し、発電が行われる。また、水中タービン発電機１０７を停止させる場合は、流水路１０４中に空気を入れればよい。

しかしながら上記の従来形式では、長大な流水路１０４や真空ポンプ１０５を要するため、構造が大掛かりになるといった問題があった。
上記問題の対策として、図１３に示すように、堰堤１１０に吸出管用貫通孔１１１が形成され、吸出管用貫通孔１１１の入口側には吸出管ライナ１１２が挿設され、水車発電機ユニット１１３の吐出口１１３ａが吸出管ライナ１１２の入口１１２ａに連通している発電設備がある（下記特許文献２参照）。上記水車発電機ユニット１１３は、水路１１４の底面に設置された基台１１５上に載置され、複数のボルト１１６によって固定されている。また、水車発電機ユニット１１３の上流側と下流側とにはそれぞれ、水路１１４を仕切る開閉ゲート１１７，１１８が設置されている。

これによると、水車発電機ユニット１１３を点検又は修理する場合、両開閉ゲート１１７，１１８を閉鎖し、排水ポンプ１１９を用いて両開閉ゲート１１７，１１８間の水路１１４内の水を排出した後、ボルト１１６を取り外し、吊上装置によって水車発電機ユニット１１３を水路１１４の上方へ吊り上げる。

しかしながら上記の従来形式では、水車発電機ユニット１１３を点検又は修理する場合、水路１１４内の水を排出してボルト１１６を取り外すためには、両開閉ゲート１１７，１１８や排水ポンプ１１９が必要となり、構造が複雑になるといった問題があった。特に、水車発電機ユニット１１３が装着されている水深が深い場合、水路１１４内の水を排出するのが大変であり、水車発電機ユニット１１３の点検又は修理に多大なエネルギーを要する他、作業時間が長くなるという問題があった。

また、ゴミ等の塵埃が、水車発電機ユニット１１３内（発電機本体１１３ｄと外ケーシング１１３ｅとの間）に侵入して、水車ランナ１１３ｃを破損したり損傷させる恐れがあった。
特開２０００−２７３８５３特開昭５９−５４７７８

本発明は、水車一体形発電機を点検又は修理する場合、水車一体形発電機を簡単な設備で水面上から容易に継手管に着脱できる発電設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、水路又は河川を堰き止めた堰堤を貫通する放流孔からの維持放流を利用して発電を行う発電設備であって、
上記放流孔の入口側に継手管が設けられ、
上下移動可能な水車一体形発電機が着脱装置によって離脱自在に継手管に係合されて、水車一体形発電機の吐出口が継手管を介して放流孔に連通し、
上記着脱装置は、水車一体形発電機が下降する方向において、水車一体形発電機を継手管に係合するとともに、水車一体形発電機が上昇する方向において、水車一体形発電機を継手管から離脱し、
上記水車一体形発電機を上下方向に案内する案内装置が設けられ、
上記着脱装置の下流側に、上記放流孔を開閉する開閉装置が設けられているものである。

これによると、着脱装置によって水車一体形発電機を継手管に係合した状態で、開閉装置によって放流孔を開くと、堰堤の上流側の水は、水車一体形発電機内を流れ、水車一体形発電機の吐出口から吐出された後、継手管を経て放流孔に流れ込み、放流孔を通過して堰堤の下流側へ維持放流される。これにより、水車一体形発電機が作動して発電が行われる。

また、水車一体形発電機を点検又は修理等する場合、開閉装置によって放流孔を閉止し、その後、水車一体形発電機を水中から引き上げる。引き上げの際、着脱装置が水車一体形発電機を継手管から離脱するため、水車一体形発電機は案内装置によって案内されながら水面上へ引き上げられる。

点検又は修理の後、水車一体形発電機を装着するには、上記水車一体形発電機を下降して水中に沈める。この際、水車一体形発電機は案内装置によって案内されながら継手管との係合個所へ正確に導かれ、着脱装置が水車一体形発電機を継手管に係合する。これにより、水車一体形発電機が着脱装置を介して継手管に係合される。その後、開閉装置によって放流孔を開くことにより、上記のように水車一体形発電機に押付力が作用し、水車一体形発電機が継手管に装着され、維持放流による発電が行われる。

これにより、水車一体形発電機を点検又は修理する場合、従来のように水路内の水を排出する必要はなく、水車一体形発電機を簡単な設備で水面上から容易に継手管に着脱することができ、点検又は修理に要する作業時間を短縮することができる。

本第２発明は、水車一体形発電機の吸込口にストレーナを設けたものである。
これによると、堰堤の上流側の水は、ストレーナを通過して吸込口から水車一体形発電機内を流れ、水車一体形発電機の吐出口から吐出された後、継手管を経て放流孔に流れ込み、放流孔を通過して堰堤の下流側へ維持放流される。これにより、水車一体形発電機が作動して発電が行われる。この際、堰堤の上流側の水中のゴミ等の塵埃は吸込口に設けられたストレーナに捕捉されるため、上記塵埃が吸込口から水車一体形発電機の内部に侵入して水車一体形発電機の内部を破損させたり損傷させるのを防止することができる。さらに、水車一体形発電機を引き上げることで、ストレーナの点検や清掃も行うことができる。

本第３発明は、水車一体形発電機の発電出力を検知する出力検知手段と、検知された発電出力が所定値を下回った場合に警報を発してストレーナの目詰まりを知らせる警報手段とが備えられているものである。

これによると、発電中にストレーナが目詰まりすると、目詰まりの度合いに応じて、ストレーナを通過して吸込口から水車一体形発電機内に流れ込む水量が減少するため、水車一体形発電機の発電出力が低下する。出力検知手段によって検知された発電出力が所定値を下回った場合、警報手段が作動して警報を発する。これにより、作業者はストレーナが目詰まりしていることを迅速且つ確実に把握し、直ちに水車一体形発電機を水中から引き上げて、ストレーナの清掃又は交換を行うことができる。

以上のように本発明では、維持放流水を利用して水車一体形発電機で発電するため、維持放流水のエネルギーを有効利用できる。
また、水車一体形発電機を点検又は修理する場合、従来のように水路内の水を排出する必要はなく、水車一体形発電機を簡単な設備で水面上から容易に継手管に着脱することができ、点検又は修理に要する作業時間を短縮することができる。

さらに、水車一体形発電機は案内装置によって上下方向に案内されるため、水車一体形発電機を継手管との係合個所へ正確に導くことができる。
また、水車一体形発電機の吸込口にストレーナを設けた場合は、堰堤の上流側の水中のゴミ等の塵埃がストレーナに捕捉されるため、上記塵埃が水車一体形発電機の内部に侵入して水車一体形発電機の内部を破損させたり損傷させるのを防止することができるほか、水車一体形発電機を引き上げることでストレーナの点検や清掃も行うことができる。

さらに、出力検知手段によって検知された発電出力が所定値を下回った場合、警報手段が作動して警報を発する。これにより、作業者はストレーナが目詰まりしていることを迅速且つ確実に把握することができ、直ちに水車一体形発電機を水中から引き上げて、ストレーナの清掃又は交換を行うことができる。

以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
１は河川を堰き止めて形成されたダムの堰堤であり、堰堤１には維持放流のための放流孔２が貫通している。また、３は放流孔２からの維持放流を利用して発電を行う発電設備である。上記放流孔２の入口側には継手管５が差し込まれており、水車一体形発電機６が水中に没した状態で着脱装置７によって離脱自在に継手管５に係合されている。また、着脱装置７の下流側にある放流孔２の出口には、放流孔２を開閉する放流弁８（開閉装置の一例）が設けられている。

図２に示すように、上記継手管５の入口側端開口部１０には継手管入口側フランジ１１が設けられている。この継手管入口側フランジ１１の接合面１１ａは鉛直面に対して斜め上向きに所定角度θだけ傾斜している。また、継手管入口側フランジ１１の上部における接合面１１ａの裏側には、裏側テーパー面１１ｂが形成されている。この裏側テーパー面１１ｂは、継手管入口側フランジ１１の上部外周から下方になるほど、フランジ１１の厚さが増加する向きに傾斜している。これにより、継手管入口側フランジ１１の上部の縦断面は楔状に形成されている。

次に、上記水車一体形発電機６の構成を説明する。
図３に示すように、水車一体形発電機６の外ケーシング２０は、円筒状の外側胴ケーシング部２１と、外側胴ケーシング部２１の一端に設けられた外側流入ケーシング部２２と、外側胴ケーシング部２１の他端に設けられた外側吐出ケーシング部２３とで構成されている。上記外側流入ケーシング部２２には吸込口２４が形成され、外側吐出ケーシング部２３には吐出口２５が形成されている。上記吸込口２４には吸込側フランジ２６が設けられており、吐出口２５には吐出側フランジ２７が設けられている。図４に示すように、上記吐出側フランジ２７の接合面２７ａは鉛直面に対して斜め下向きに所定角度θだけ傾斜している。

また、上記外側胴ケーシング部２１の上部には吊上用のアイプレート２８が複数設けられ、これらアイプレート２８には、水車一体形発電機６を吊り上げるためのワイヤー２９が接続されている。

上記外ケーシング２０の内部には、吸込口２４から吐出口２５へ流れる水Ｗによって回転する羽根車３２と、ロータ３３およびステーター３４から成る発電機３５と、上記羽根車３２とロータ３３とを連動連結する回転自在な主軸３６と、上記発電機３５を収容する円筒状の内ケーシング３７とが設けられている。上記外ケーシング２０の内周と内ケーシング３７の外周との間には、吸込口２４から吐出口２５へ至る断面環状の流路３８が形成されている。

上記主軸３６は内ケーシング３７の内部に設けられた複数の軸受３９，４０によって回転自在に保持されている。主軸３６の吐出口側の先端部は、内ケーシング３７の内部から内ケーシング３７の端部隔壁３７ａを貫通し、内ケーシング３７の外部の羽根車３２に連結されている。上記貫通部分における主軸３６と端部隔壁３７ａとの間のシールを行うメカニカルシール４１が設けられている。

上記内ケーシング３７の内部には、発電機３５を収容する発電機収容室４２と、上記流路３８からメカニカルシール４１を通って内ケーシング３７の内部に漏洩した漏洩水Ｗａを溜めるドレン室４３とが形成されている。上記ドレン室４３は、メカニカルシール４１と発電機収容室４２との間に配置されている。

外ケーシング２０の外側吐出ケーシング部２３の上下２箇所にはそれぞれボス４５，４６が形成されている。また、流路３８には、外端が上部のボス４５に連設されるとともに内端が内ケーシング３７の上部に連設された上部の筒部材４７と、外端が下部のボス４６に連設されるとともに内端が内ケーシング３７の下部に連設された下部の筒部材４８とが設けられている。

尚、上部の筒部材４７は流路３８を径方向へ横断して上部のボス４５と内ケーシング３７との間に連設されている。同様に、下部の筒部材４８は流路３８を径方向へ横断して下部のボス４６と内ケーシング３７との間に連設されている。上部のボス４５の上端面から筒部材４７内を貫通してドレン室４３の上部に至る上部の連通孔４９と、下部のボス４６の下端面から筒部材４８内を貫通してドレン室４３の下部に至る下部の連通孔５０とが形成されている。

上記ドレン室４３内には、漏洩水Ｗａの量を検出する液面検出器５１が設けられている。また、外ケーシング２０には、発電機３５に接続されたケーブル５２と液面検出器５１に接続された検出用ケーブル５３とが取付けられている。

上記着脱装置７によって水車一体形発電機６の吐出側フランジ２７を継手管５の継手管入口側フランジ１１に係合することによって、水車一体形発電機６の吐出口２５が継手管５を介して放流孔２に連通する。

次に、上記着脱装置７の構成を説明する。
図４〜図７に示すように、着脱装置７は、フック状の係合板６０と、この係合板６０の両側に設けられた一対の縦板６１とで構成されている。上記係合板６０の先端部には、下方と両側方とが開放された係合凹部６２が形成されている。また、係合板６０の基端部は複数のボルト６３によって水車一体形発電機６の外側吐出ケーシング部２３の外周面上部に取付けられている。尚、水車一体形発電機６の吐出側フランジ２７の上部は下方から係合凹部６２内に入り込んでいる。

上記係合凹部６２は、流れ方向（前後方向）において対向する一対の傾斜面６２ａ，６２ｂと、両傾斜面６２ａ，６２ｂの上部間に形成された上平面６２ｃとで、側面視台形状に形成されている。このうち、一方の傾斜面６２ａが吐出側フランジ２７の上部における接合面２７ａの裏面に面接触している。また、他方の傾斜面６２ｂは、継手管入口側フランジ１１の裏側テーパー面１１ｂに面接触するように、上部ほど一方の傾斜面６２ａに近寄る方向へ傾斜している。

また、発電設備３には、水車一体形発電機６を上下方向に案内する案内装置６６が備えられている。図５〜図８に示すように、この案内装置６６は、堰堤１の上流側の壁面に沿って上下方向に設けられた左右一対のパイプ材からなる案内レール６７と、両案内レール６７に案内されて上下移動自在な一対の被案内板６８とで構成されている。上記被案内板６８はそれぞれ着脱装置７の縦板６１の外側面に取付けられている。これら両被案内板６８には半円状の被案内凹部６９が形成されており、これら被案内凹部６９に案内レール６７が嵌り込んで上下に貫通している。

また、図３に示すように、水車一体形発電機６の吸込口２４にはストレーナ７２が取付けられている。このストレーナ７２は、円環状の枠フレーム７３と、枠フレーム７３内に設けられた金網７４とで構成されている。上記枠フレーム７３が複数のボルト７５およびナット７６によって吸込側フランジ２６に着脱自在に連結されている。

図８，図９に示すように、上記堰堤１の上端部には、上記ワイヤー２９を介して水車一体形発電機６を水中から水面４上に吊り上げる吊り上げ装置７８と、ワイヤー２９の上端部が堰堤１の上端から水中に落下しないように引っ掛けておく掛止突起７９とが設けられている。上記吊り上げ装置７８は、クレーン本体８０と、クレーン本体８０の先端から垂下した昇降自在なフック８１と、フック８１を昇降させる巻上装置（図示せず）とで構成されている。

また、図１に示すように、発電設備３には、水車一体形発電機６の発電出力を検知する電力計８３（出力検知手段の一例）と、上記ストレーナ７２の目詰まりを知らせる警報ランプ８４（警報手段の一例）とが備えられている。

さらに、水車一体形発電機６の上部のボス４５には、導入管路８７の下端が接続されており、下部のボス４６には、排出管路８８の一端が接続されている。上記導入管路８７の上部は水面４の上方へ突出して大気開放されており、導入管路８７を開閉する一方の電磁弁８９が設けられている。また、上記排出管路８８の上部は水面４の上方へ突出しており、排出管路８８内の圧力を減圧する小型の真空ポンプ９０と、排出管路８８を開閉する他方の電磁弁９１とが設けられている。

尚、上記導入管路８７は、水中から水面４上に配設された分割配管８７ａと、水面４上から堰堤１上に配設された分割配管８７ｂとに分割されており、これら両分割配管８７ａ，８７ｂは管継手９２を介して分離可能に接続されている。同様に、上記排出管路８８は、水中から水面４上に配設された分割配管８８ａと、水面４上から堰堤１上に配設された分割配管８８ｂとに分割されており、これら両分割配管８８ａ，８８ｂは管継手９３を介して分離可能に接続されている。上記電磁弁８９，９１と真空ポンプ９０とは堰堤１の上端部に据付けられている。

上記電力計８３と警報ランプ８４とはダムの中央制御室（図示せず）等に設けられ、さらに、中央制御室には制御部９４が設けられている。この制御部９４は、電力計８３で検知された発電出力が所定値を下回った場合に警報ランプ８４を点灯させ、また、液面検出器５１からの検出信号に基づいて両電磁弁８９，９１と真空ポンプ９０とを制御する。

また、図８に示すように、堰堤１の上流側の壁面には、大型のゴミを排除するためのバースクリーン５６が設けられている。このバースクリーン５６は、水車一体形発電機６の上流側前方と両側方と下方とを囲むようにして設置されており、上記ストレーナ７２よりも目の粗いものである。

以下、上記構成における作用を説明する。
図８は水車一体形発電機６を着脱装置７によって継手管５に係合した状態を示す図であり、放流弁８によって放流孔２を開くことにより、堰堤１の上流側の水Ｗが、ストレーナ７２を通過し、水車一体形発電機６の吸込口２４から流路３８を流れ、吐出口２５から吐出された後、継手管５を経て放流孔２に流れ込み、放流孔２を通過して堰堤１の下流側へ維持放流される。この際、図３に示すように、上記流路３８を流れる水Ｗによって羽根車３２が回転し、主軸３６と共にロータ３３が回転して発電が行われ、発生した電力がケーブル５２から送電されると共に、発電出力が電力計８３によって検知される。

また、図８に示すように、水車一体形発電機６の上流側の水圧は下流側よりも高いため、圧力差により、上流側から下流側へ向かって水車一体形発電機６を継手管５へ押し付ける押付力Ｆが作用し、この押付力Ｆにより、図５に示すように、吐出側フランジ２７の接合面２７ａが継手管入口側フランジ１１の接合面１１ａに押し付けられて密接する。これによって、両接合面１１ａ，２７ａ間のシール性が向上し、両接合面１１ａ，２７ａ間のシールが容易且つ確実に行える。したがって、発電時、堰堤１の上流側の水Ｗが吐出側フランジ２７と継手管入口側フランジ１１との接合部分を通って継手管５内へ流入するのを防止することができ、これにより、発電に寄与する水量が減少することはなく、発電効率の低下を防止することができる。

また、水中のゴミ等の塵埃は吸込口２４の手前でストレーナ７２に捕捉されるため、上記塵埃が水車一体形発電機６内の流路３８に侵入して羽根車３２等を破損させたり損傷させるのを防止することができる。

また、水車一体形発電機６を点検又は修理等する場合、放流弁８によって放流孔２を閉止する。これにより、放流孔２からの維持放流が停止され、水車一体形発電機６の上流側の水圧と下流側の水圧とが均等になり、水車一体形発電機６に作用していた上記押付力Ｆが解消されるため、水車一体形発電機６が引き上げ可能になる。

その後、導入管路８７を管継手９２（図１参照）の個所から両分割配管８７ａ，８７ｂに二分割し、排出管路８８を管継手９３（図１参照）の個所から両分割配管８８ａ，８８ｂに二分割する。さらに、ワイヤー２９の上端部を、掛止突起７９から取り外し、吊り上げ装置７８のフック８１に引掛ける。そして、図９に示すように、巻上装置を作動してフック８１を上昇させることにより、水車一体形発電機６を水中から水面４上へ引き上げる。これにより、図２に示すように、水車一体形発電機６が継手管５に対して上昇し、継手管入口側フランジ１１の上部が着脱装置７の係合凹部６２内から下方へ離脱し、吐出側フランジ２７と継手管入口側フランジ１１との係合が解除され、水車一体形発電機６が引き上げられる。この際、水車一体形発電機６と共に両被案内板６８が両案内レール６７に案内されて上昇するため、水車一体形発電機６が前後左右に変動することなく引き上げられる。

このようにして水車一体形発電機６を水面４上へ引き上げた後、両被案内板６８を両案内レール６７の上方へ脱抜し、クレーン本体８０を回動或いは移動させて水車一体形発電機６を堰堤１の上端部或いは陸上に降ろし、点検又は修理等を行う。

点検又は修理の後、水車一体形発電機６を装着するには、吊り上げ装置７８で水車一体形発電機６を水面４上に吊り下げ、両案内レール６７の上端部を下方から両被案内板６８の被案内凹部６９に嵌め込む。そして、巻上装置を逆作動してフック８１を下降させることにより、水車一体形発電機６を水面４上から水中へ沈降させる。この際、水車一体形発電機６と共に両被案内板６８が両案内レール６７に案内されて下降するため、水車一体形発電機６が前後左右に変動することなく沈降し、水車一体形発電機６の吐出側フランジ２７が継手管５の継手管入口側フランジ１１との接合個所へ正確に導かれる。

これにより、図５に示すように、継手管入口側フランジ１１の上部が下方から着脱装置７の係合凹部６２へ嵌り込み、着脱装置７が上方から継手管入口側フランジ１１の上部に係合し、吐出側フランジ２７の接合面２７ａが継手管入口側フランジ１１の接合面１１ａに密接する。

この際、継手管入口側フランジ１１の上部の断面は楔状に形成されているため、水車一体形発電機６の自重によって、継手管入口側フランジ１１の上部が吐出側フランジ２７の上部と係合凹部６２の他方の傾斜面６２ｂ（図４参照）との間にしっかりと食い込み、他方の傾斜面６２ｂが継手管入口側フランジ１１の裏側テーパー面１１ｂに確実に面接触する。

その後、ワイヤー２９の上端部を、フック８１から取り外し、図８に示すように掛止突起７９に引っ掛けておく。また、図１に示すように、導入管路８７の両分割配管８７ａ，８７ｂを管継手９２で接続し、排出管路８８の両分割配管８８ａ，８８ｂを管継手９３で接続する。そして、放流弁８によって放流孔２を開くことにより、堰堤１の上流側の水Ｗが堰堤１の下流側へ維持放流され、維持放流による発電が行われる。この際、上流側から下流側へ向かって水車一体形発電機６を継手管５へ押し付ける押付力Ｆが作用し、押付力Ｆにより、吐出側フランジ２７の接合面２７ａが継手管入口側フランジ１１の接合面１１ａに押し付けられて密接し、水車一体形発電機６が継手管５に装着される。

以上のように、水車一体形発電機６を点検又は修理する場合、従来のように水路内の水を排出する必要はなく、水車一体形発電機６を簡単な設備で水面４上から容易に継手管５に着脱することができ、点検又は修理に要する作業時間を短縮することができる。

上記のように水車一体形発電機６を水中から引き上げて点検又は修理等を行っているが、さらに、目詰まりしたストレーナ７２を清掃又は交換することも可能である。すなわち、維持放流による発電中にストレーナ７２が目詰まりすると、目詰まりの度合いに応じて、ストレーナ７２を通過して吸込口２４から水車一体形発電機６内の流路３８に流れ込む水量が減少するため、水車一体形発電機６の発電出力が低下する。電力計８３によって検知された発電出力が所定値を下回った場合、制御部９４が警報ランプ８４を点灯させる。これにより、作業者はストレーナ７２が目詰まりしていることを迅速且つ確実に把握することができ、上記のようにして、水車一体形発電機６を直ちに水中から引き上げて、ストレーナ７２の清掃又は交換を行うことができる。尚、大型のゴミは、ストレーナ７２に到達する前に、バースクリーン５６（図８参照）で捕捉されるため、ストレーナ７２の負担が軽減される。

また、図３に示すように、維持放流による発電中に、水車一体形発電機６内の流路３８からメカニカルシール４１を通って内ケーシング３７の内部に漏洩した漏洩水Ｗａはドレン室４３内に溜められるため、上記漏洩水Ｗａが直接発電機収容室４２内へ侵入することを防止することができる。そして、ドレン室４３内に溜まった漏洩水Ｗａが所定量になると、液面検出器５１によって漏洩水Ｗａの水面が検出され、図１に示すように、制御部９４は液面検出器５１からの検出信号に基づいて両電磁弁８９，９１を開放すると共に真空ポンプ９０を作動させる。

これにより、排出管路８８内の圧力が減圧されて、排出管路８８内の圧力が導入管路８７内の圧力よりも低圧になり、ドレン室４３内に溜まった漏洩水Ｗａが排出管路８８から吸引され他方の電磁弁９１と真空ポンプ９０とを通って水力発電水車１の外部の水面４上へ強制的に排出されると共に、水面４上の大気圧の空気が導入管路８７からドレン室４３内に導入される。したがって、ドレン室４３内の漏洩水Ｗａが発電機収容室４２内へ侵入することを防止することができ、水車一体形発電機６を水没させた状態で、長期間連続して発電することができる。

尚、制御部９４は、真空ポンプ９０を一定時間作動させ、ドレン室４３内から一定量の漏洩水Ｗａを排出した後、真空ポンプ９０を停止するとともに両電磁弁８９，９１を閉止する。

また、第２の実施の形態として図１０に示すように、水車一体形発電機６の吸込口２４を斜め下向きに形成してもよい。
さらに、第３の実施の形態として図１１に示すように、水車一体形発電機６の外ケーシング２０を外側胴ケーシング部２１と外側吐出ケーシング部２３とで構成して、外側流入ケーシング部２２を無くし、外側胴ケーシング部２１の長さを短縮し、外側胴ケーシング部２１の上流側端と内ケーシング３７との間を吸込口２４としてもよい。この吸込口２４に、円環状のストレーナ７２が設けられている。

これによると、外ケーシング２０の外側流入ケーシング部２２を無くし、さらに、外側胴ケーシング部２１の長さを短縮しているため、水車一体形発電機６が軽量化される。
上記各実施の形態では、金網７４を備えたストレーナ７２を用いているが、金網７４の代わりに、複数のバー（丸棒等）を備えてもよい。

また、流入水の条件によっては、バースクリーン５６又はストレーナ７２のいずれか一方を省略してもよい。
上記各実施の形態では、河川を堰き止めて形成されたダムの堰堤１に放流孔２を設けているが、水路を堰き止めて形成された堰堤１に設けてもよい。

上記各実施の形態では、クレーン式の吊り上げ装置７８を設けたが、吊り上げ装置７８として、チェーンブロック等を用いてもよい。
上記各実施の形態では、水車一体形発電機６をワイヤー２９で吊り上げているが、ワイヤー２９の代わりにチェーン等を用いてもよい。

上記各実施の形態では、警報手段の一例として警報ランプ８４を用いたが、警報ブザーを用いたり、或いは、ストレーナ７２が目詰まりしていることを表示する表示画面を用いてもよい。

上記各実施の形態では、図１に示すように、導入管路８７の上端部を大気開放しているが、導入管路８７の上端部にコンプレッサを接続し、コンプレッサによって圧縮された高圧空気を導入管路８７からドレン室４３内へ供給し、上記高圧空気でドレン室４３内の漏洩水Ｗａを排出管路８８へ押し出して強制的に排出させてもよい。また、上記コンプレッサの代わりに、高圧の圧縮空気が充填されたボンベを導入管路８７の上端部に接続してもよい。

また、上記各実施の形態では、導入管路８７と排出管路８８とにそれぞれパイプ材を用いているが、可撓性のある耐圧ホース等を用いてもよく、このように耐圧ホース等を用いることにより、点検・修理時に管継手９２，９３を取り外すことなく、水車一体形発電機６を引き上げることも可能である。

上記各実施の形態では、図２に示すように、継手管入口側フランジ１１の接合面１１ａを斜め上向きに傾斜させ、吐出側フランジ２７の接合面２７ａを斜め下向きに傾斜させているが、これら両接合面１１ａ，２７ａを傾斜させず、鉛直に形成してもよい。

また、堰堤１に放流孔２が複数形成されている場合、各放流孔２に対して１台ずつ水車一体形発電機６を着脱自在に設置してもよい。
上記各実施の形態では、放流弁８を放流孔２の下流端に設けているが、着脱装置７と堰堤１との間の継手管５の箇所に、水面上方より開閉操作可能なゲートや弁を設けてもよい。

本発明の第１の実施の形態における発電設備の一部切欠き側面図である。同、発電設備の水車一体形発電機の吐出側フランジを継手管の継手管入口側フランジの上方に離脱した状態を示す縦断面図である。同、発電設備の水車一体形発電機の縦断面図である。同、発電設備の水車一体形発電機の吐出側フランジと着脱装置との縦断面図である。同、発電設備の水車一体形発電機の吐出側フランジを着脱装置によって継手管の継手管入口側フランジに係合した状態を示す縦断面図である。図５におけるＸ−Ｘ矢視図である。図５におけるＹ−Ｙ矢視図である。同、発電設備の側面図であり、水車一体形発電機を継手管に装着した状態を示す。同、発電設備の側面図であり、水車一体形発電機を水面上に引き上げた状態を示す。本発明の第２の実施の形態における発電設備の水車一体形発電機の縦断面図である。本発明の第３の実施の形態における発電設備の水車一体形発電機の縦断面図である。従来の維持放流を利用して発電を行う発電設備の図である。従来の水路に設置される発電設備の図である。

符号の説明

１堰堤
２放流孔
３発電設備
５継手管
６水車一体形発電機
７着脱装置
８放流弁（開閉装置）
２４吸込口
２５吐出口
６６案内装置
７２ストレーナ
８３電力計（出力検知手段）
８４警報ランプ（警報手段）

Claims

水路又は河川を堰き止めた堰堤を貫通する放流孔からの維持放流を利用して発電を行う発電設備であって、
上記放流孔の入口側に継手管が設けられ、
上下移動可能な水車一体形発電機が着脱装置によって離脱自在に継手管に係合されて、水車一体形発電機の吐出口が継手管を介して放流孔に連通し、
上記着脱装置は、水車一体形発電機が下降する方向において、水車一体形発電機を継手管に係合するとともに、水車一体形発電機が上昇する方向において、水車一体形発電機を継手管から離脱し、
上記水車一体形発電機を上下方向に案内する案内装置が設けられ、
上記着脱装置の下流側に、上記放流孔を開閉する開閉装置が設けられていることを特徴とする発電設備。
水車一体形発電機の吸込口にストレーナを設けたことを特徴とする請求項１に記載の発電設備。
水車一体形発電機の発電出力を検知する出力検知手段と、検知された発電出力が所定値を下回った場合に警報を発してストレーナの目詰まりを知らせる警報手段とが備えられていることを特徴とする請求項２に記載の発電設備。