JP2014532836A - 水力発電装置用のタービン並びに水力発電装置 - Google Patents

水力発電装置用のタービン並びに水力発電装置 Download PDF

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Abstract

【課題】従来技術に関して改善された水力発電装置を提供する。【解決手段】ハブ（４３０）と、該ハブ（４３０）に設けられている複数のタービン羽根（４４０）と、該タービン羽根（４４０）と連結されており該タービン羽根（４４０）のピッチ角を調整するためのピッチ角調整ユニット（４６０）と、複動式の液圧シリンダ（４５０）と、該液圧シリンダ（４５０）と結合されたピストンロッド（４７０）とを備えた水力発電装置用のタービンが提供される。前記ピストンロッド（４７０）は、前記ピストンロッド（４７０）が縦方向において移動される場合に前記ピッチ角調整ユニット（４６０）が回転運動を実行するように、前記ピッチ角調整ユニット（４６０）と連結されている。複動式の前記液圧シリンダ（４５０）は、第１液圧路及び第２液圧路と連絡している液圧室内に設けられており、従って前記第１液圧路又は該第２液圧路を通して液圧流体を供給することにより複動式の前記液圧シリンダ（４５３）が移動可能であり、それにより前記ピストンロッド（４７０）と前記ピッチ角調整ユニット（４６０）との連結を介して前記タービン羽根（４４０）のピッチ角の調整が行われる。【選択図】図３

Description

本発明は、水力発電装置用のタービン並びに水力発電装置に関する。
下記特許文献１は、流路と該流路内のタービンとを備えた水力発電装置を示しており、該タービンは、シャフトを介して発電機と連結されている。流路は、第１先細り部を有する第１部分と、拡開部の直径よりも小さい直径を有する第２部分とを有し、この際、該第２部分にタービンが設けられている。
下記特許文献２は、水力発電装置用のタービンを示している。該タービンは、複数のタービン羽根を備えたロータと、該ロータの後方に配設されてサポート機構として機能する案内機構とを有する。該タービンは、実質的に球状のハブを有し、タービン羽根のピッチ角は、調整可能に構成されている。
WO 2010/026072 A2 US 2009/0214343 A1
本発明の課題は、従来技術に関して改善された水力発電装置を提供することである。
前記課題は、請求項１に記載のタービン、並びに請求項４に記載の水力発電装置により解決される。
以下、発明を実施するための形態について説明する。
本発明により、ハブと、該ハブに設けられている複数のタービン羽根と、該タービン羽根と連結されており該タービン羽根のピッチ角を調整するためのピッチ角調整ユニットと、複動式の液圧シリンダと、該液圧シリンダと結合されたピストンロッドとを備えた水力発電装置用のタービンが提供される。ピストンロッドは、該ピストンロッドが縦方向（軸線方向）において移動される場合にピッチ角調整ユニットが回転運動を実行するように、該ピッチ角調整ユニットと連結されている。複動式の液圧シリンダは、第１液圧路及び第２液圧路と連絡している液圧室内に設けられており、従って第１液圧路又は第２液圧路を通して液圧流体を供給することにより複動式の液圧シリンダが移動可能であり、それによりピストンロッドとピッチ角調整ユニットとの連結を介してタービン羽根のピッチ角の調整が行われる。
本発明の一視点により、タービンは、液圧流体を供給及び排出するための第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトを有する。ピストンロッド内に設けられた第１液圧路及び第２液圧路は（タービンと発電機を連結する）シャフト内に設けられた第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトと連絡されており、従って液圧流体が、複動式の液圧シリンダを移動させるために、第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトを通ってピストンロッドの第１液圧路及び第２液圧路内へ、そして液圧室内へ流入することができる。
本発明の一視点により、液圧室は、複動式の液圧シリンダにより、第１液圧室及び第２液圧室に分割されている。ピストンロッドの第１液圧路は、第１液圧室に通じ、ピストンロッドの第２液圧路は、第２液圧室に通じている。
更に本発明は、内径が流れ方向において小さくなる第１部分と、特に請求項１〜３のいずれか一項に記載のタービンを受容するために該第１部分に接続する第２部分とを備えた水力発電装置に関し、この際、第２部分の内径は、少なくとも部分的に球状輪郭を有する。タービンは、複数のタービン羽根を有し、該タービン羽根は、第２部分において、球状輪郭を有する内径の領域に設けられている。
本発明は、拡開ないし増加した直径を有する第１部分と、第２部分とを有する水力発電装置を提供するという思想に関し、この際、タービンは、流路の第２部分に設けられている。少なくとも流路の第２部分の内面部には、タービン羽根の端部の領域において、少なくとも部分的に球状ないし部分球状の凹部が設けられており、従って第２部分の内径は、流れ方向において先ず増加し、そして第２部分の終端部に向かって再び減少する。第２部分の内径は、好ましくは球状輪郭に形状適合されている。
増加した内径を有する第２部分の領域は、特に（角度に関して）調整可能なタービン羽根にも形状適合されている。
更に本発明は、液圧的に（角度に関して）調整可能な水力発電装置用のタービン羽根を有するタービンを提供するという思想に関する。
本発明の更なる展開形態は、下位請求項の対象である。
以下、本発明の利点及び実施例を、添付の図面に関連して詳細に説明する。
第１実施例による水力発電装置の概略部分断面図を示す図である。 第２実施例による水力発電装置の概略断面図を示す図である。 第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第４実施例による水力発電装置用のタービン及びシャフトの概略断面図を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、各々、第５実施例による水力発電装置の発電機用の発電機受け台の斜視図を示す図である。 第６実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第６実施例による水力発電装置用のタービンの一部分の概略図を示す図である。 第７実施例による水力発電装置用のタービンの一断面を示す図である。 第７実施例による水力発電装置用のタービンのための安全遮断スイッチの概略図を示す図である。
図１は、第１実施例による水力発電装置の概略部分断面図を示している。第１実施例による水力発電装置は、内径が流れ方向１０において減少ないし先細りする第１部分１００と、内径が実質的に球状輪郭に従う第２部分２００と、第３部分３００とを備えた水流路を有する。第２部分２００には、先端部ないしノーズ４１０とハブ４３０と複数のタービン羽根４４０とを備えたタービン４００が設けられている。第３部分３００の領域には、多数の案内機構羽根を備えた案内機構５００が設けられている。水は、流れ方向１０において水力発電装置を通って流れ、初めにタービン羽根４４０に当たり、次に案内機構５００に当たる。
更にタービン４００と発電機９００（図１では非図示）との間には、シャフト６００が設けられている。シャフト６００により、タービン４００によってタービン羽根４４０の回転に基づいて発生された回転運動が発電機へ伝えられ、該発電機は、この回転運動を電気エネルギーの発生ないし変換のために用いる。
図２は、第２実施例による水力発電装置の概略断面図を示している。第２実施例による水力発電装置は、第１実施例による水力発電装置に基づくことができる。タービン４００は、実質的に水力発電装置の第２部分２００（図１も参照）の領域に設けられている。タービン４００は、先端部４１０（第１端部）と、流れ方向１０において第１端部の後方に位置する第２端部４２０とを有する。これらの第１端部４１０と第２端部４２０との間には、ハブ４３０に回転可能に位置固定された複数のタービン羽根４４０が設けられている。タービン羽根４４０のピッチ角は、ピッチ角調整ユニット４６０により特に液圧式で調整することができる。
ピッチ角調整ユニット４６０は、複動式の液圧シリンダ４５０を有する。液圧シリンダ４５０は、容積部内にピストン４５３を有し、該ピストン４５３は、容積部を第１液圧室４５１と第２液圧室４５２に分割している。液圧シリンダ４５０は、更に（液圧路を備えた）ピストンロッド４７０と、液圧移行継手ユニット（液圧移行トランスファユニット）４８０とを有する。
タービン羽根４４０のピッチ角調整は、第２実施例によると水液圧機構（Wasserhydraulik）を介して行われる。複動式の液圧シリンダ（調整シリンダ）４５０は、タービン４００のハブ４３０内に設けられている。回転部分における液圧ダクト６１０、６２０（図３を参照）が、例えばシャフト６００内の縦方向穴により設けられる。この際、経路は、シャフト６００から、液圧移行継手ユニット４８０を介してピストンロッド４７０内の縦方向穴を通ってハブ４３０へと続いている。液圧移行継手ユニット４８０により、液圧流体が移行されるのと同時にピストンロッド４７０の軸方向摺動が行われる。
水流路の一部分２２０の領域には、緊急停止ユニット１０００を設けることができ、該緊急停止ユニット１０００は、タービン羽根４４０がアンバランス（不平衡）を有する場合にタービン羽根４４０と協働することができる。つまりそのような場合には、緊急停止ユニット１０００が作動され、タービン４００が停止される。
図３は、第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示している。タービンは、タービン先端部（第１端部）４１０と、複数のタービン羽根４４０を備えた回転可能なハブ４３０とを有する。更にタービンは、第１端部４１０の領域にある複動式の液圧シリンダ４５０と、液圧路４７１、４７２を備えたピストンロッド４７０と、液圧移行継手ユニット４８０とを有する。
タービンには、シャフト６００が連結されている。第１部分６１１と第２部分６１２と第３部分６１３とを備えた第１液圧ダクト６１０、並びに第１部分６２１と第２部分６２２と第３部分６２３とを備えた第２液圧ダクト６２０が設けられている。第１液圧ダクト６１０の第１部分６１１及び第２液圧ダクト６２０の第１部分６２１は、シャフト６００内にないしシャフト６００に沿って設けられている。第１液圧ダクト６１０の第２部分６１２及び第２液圧ダクト６２０の第２部分６２２は、ハブ４３０内に設けられている。第１液圧ダクト６１０の第３部分６１３及び第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３は、液圧移行継手ユニット４８０内にないし液圧移行継手ユニット４８０に沿って、即ち移行シリンダに設けられている。
第１液圧ダクト６１０の第３部分６１３は、液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１へ通じている。第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３は、液圧移行継手ユニット４８０の第４部分４８４へ通じている。
ピストンロッド４７０内には、第１液圧路４７１と第２液圧路４７２が設けられている。第１液圧路４７１の第１端部４７１ａは、液圧移行継手ユニット４８０の第２部分４８２の領域へ通じている。第１液圧路４７１の第２端部４７１ｂは、第１液圧室４５１へ通じている。第２液圧路４７２の第１端部４７２ａは、液圧移行継手ユニット４８０の第３部分４８３の領域において終端している。第２液圧路４７２の第２端部４７２ｂは、リング状に形成することのできる第２液圧室４５２において終端している。液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１と第３部分４８３は、リング状流路又は周回流路として構成することができる。従ってこれらの第１部分４８１と第３部分４８３との間には、液圧流体を（第１液圧ダクト６１０の）第３部分６１３から（ピストンロッド４７０内の）第２液圧路４７２へ（又はその逆で第２液圧流路４７２から第３部分６１３へ）流入させるために用いられる接続部が存在している。液圧移行継手ユニット４８０の第２部分４８２と第４部分４８４は、同様に、リング状流路又は周回流路として構成することができ、従ってこれらの第２部分４２８と第４部分４２４は、共通の部分として形成することができる。それにより液圧流体は、第１液圧路４７１から第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３へ（又はその逆で第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３から第１液圧路４７１へ）流入することができる。
タービン羽根４４０のピッチ角調整のためのピッチ角調整ユニット４６０は、ピストンロッド４７０と連結されており、従ってピストンロッド４７０が移動するとピッチ角調整ユニット４６０も移動する。
図４は、第３実施例によるタービンの概略断面図を示している。図４によるタービンの構造は、図３によるタービンの構造に対応している。図４に図示された状況においては、液圧流体（例えば水）が第１液圧ダクト６１０へ圧送される。すると液圧流体は、第１液圧ダクト６１０の第１部分６１１と第２部分６１２と第３部分６１３を通って液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１へ流入する。液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１と第３部分４８３は、リング状流路又は周回流路として構成されているので、液圧流体は、このリング状流路又は周回流路４８１、４８３を通り、第２液圧路４７２の第１端部４７２ａを介し、更に第２液圧路４７２を通って第２液圧路４７２の第２端部４７２ｂへ流れ、そこから第２液圧室４５２へ流入する。従って第２液圧室４５２内の圧力が増加され、それにより複動式の液圧シリンダが（図４において）左の方へ移動される。すると第１液圧室４５１内の液圧流体は、第１液圧路４７１の第２端部４７１ｂから第１端部４７１ａへ流れ、そして液圧移行継手ユニット４８０の第２部分４８２、即ちリング状流路又は周回流路４８２、４８４へ流入する。そして液圧流体は、第２部分４８２から第４部分４８４へ流れ、この第４部分４８４から、第３部分６２３と第２部分６２２と第１部分６２１を通って第２液圧ダクト６２０へ流入する。
従って液圧流体が第１液圧ダクト６１０へ圧送されると、ピストンロッド４７０（従ってピッチ角調整ユニット４６０も）は（図４において）左の方へ、即ち流れ方向１０とは反対の方向へ移動される。
図５は、第３実施例によるタービンの概略断面図を示している。図５によるタービンの構造は、図３又は図４によるタービンの構造に対応している。図５では、液圧流体が第２液圧ダクト６２０を通って導入される状況が示されている。従って液圧流体は、第２液圧ダクト６２０を通ってその第１部分６２１と第２部分６２２と第３部分６２３へ流入する。そこから液圧流体は、リング状流路又は周回流路を通り（液圧移行継手ユニット４８０の）第４部分４８４から第２部分４８２へ流入する。液圧流体は、この第２部分４８２から、第１液圧路４７１の第１端部４７１ａを通ってピストンロッド４７０へ流入する。すると液圧流体は、第１液圧路４７１を通ってその第２端部４７１ｂに至るまで流れ、そこから第１液圧室４５１へ流入し、それによりピストンロッド４７０は（図５において）右の方へ、即ち流れ方向１０において移動される。従って第２液圧室４５２からの液圧流体が、第２液圧路４７２の第２端部４７２ｂを通って第２液圧路４７２の第１端部４７２ａへ流れ、そこから（液圧移行継手ユニット４８０の）第３部分４８３へ流れ、更に第１部分４８１へ流入する。この第１部分４８１から液圧流体は、第３部分６１３と第２部分６１２と第１部分６１１を通って第１液圧ダクト６１０へ流入する。
第１液圧ダクト６１０は（シャフト６００内のないしシャフト６００に沿って設けられた）第１部分６１１と、ハブ４３０内の第２部分６１２と、液圧移行継手ユニット４８０内の第３部分６１３とを有する。
本発明により、ピッチ角調整のために、ピストンロッド４７０の直線的な並進運動がタービン羽根（ロータブレード羽根）４４０の回転運動へ変換される。この変換は、ピッチ角調整ユニット４６０により行われる。ピストンロッド４７０には、ピッチ角調整ユニット４６０が設けられている。ピッチ角調整ユニット４６０は、溝部４６１を有し、該溝部４６１は、タービン羽根４４０の方を向いたピッチ角調整ユニット４６０の端部に設けられている。更にピッチ角調整ユニット４６０は、各タービン羽根４４０のためにスライダ４６２を有し、該スライダ４６２は、タービン羽根４４０の付根部近傍の領域においてタービン羽根４４０と結合されている。スライダ４６２は、溝部４６１内でないし溝部４６１に沿って案内することができる。この際、スライダ４６２は、ピストン軸線に対して９０°の直線的な運動を行うようになっている。タービン羽根４４０は、ラジアル軸受を介してハブ４３０に位置固定されている。スライダ４６２は、ピッチ角調整ユニット４６０における溝部４６１により案内される。更にピッチ角調整ユニット４６０は、調整ディスク４６３を有し、該調整ディスク４６３は、回転ピン４６４を有する。回転ピン４６４は、スライダ４６２が回転運動を実行できるために、スライダ４６２のための軸受部を有する。回転ピン４６４の周りでスライダ４６２は回転可能であり、従ってピストンロッド４７０の直線的な並進運動がタービン羽根４４０の回転運動へ変換される。
つまりスライダ４６２は、回転ピン４６４を介して回転可能に支承されている。スライダ４６２は、溝部４６１において案内され、従ってピストンロッド４７０の直線的な運動が回転運動へ変換される。
図６は、第４実施例による水力発電装置用のタービンを該タービンに付設のシャフトと共に概略断面図として示している。この際、このタービンは、図３〜図５によるタービンに対応することができる。タービン４００のハブ４３０は、シャフト６００と結合されており、該シャフト６００は、発電機９００と結合することができる。
図７Ａ及び図７Ｂは、各々、水力発電装置用の電気発電機を受容するための発電機受け台（Generatorwanne）の斜視図を示している。特に（流路の）Ｓ管輪郭上の発電機受け台の位置決め状況が示されている。発電機受け台８００は、底部８１０と、２つのサイドアーム８２０とを有する。この際、サイドアーム８２０は、電気発電機９００を位置決めすることができ且つサイドアーム８２０と底部８１０により保持することができるような角度を底部８１０に対して有する。これらのサイドアーム８２０は、それらの外側部において複数の金属プレート８２１を有する。またサイドアーム８２０の内側部には、複数のウェブ８２２が設けられている。底部８１０は、同様に複数のウェブ８１１を有し、これらのウェブ８１１は、ウェブ８２２と（直線的に）並ぶように配向することができる。
本発明による発電機受け台は、薄い壁厚でコンクリート固定でき、この際、それにもかかわらず水密に密閉することができる。この発電機受け台は、発電機用の保護部として用いることができる。
図８は、第６実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示している。第６実施例によるタービンの構造は、第３実施例によるタービンの構造に対応するか或いは該構造に基づいている。タービンは、先端部ないしノーズ４１０とハブ４３０と複数のタービン羽根４４０とを有する。ピッチ角調整ユニット４６０を用いてタービン羽根（ロータブレード）４４０のピッチ角を調整することができる。ピッチ角調整ユニット４６０は、ピストンロッド４７０と結合されており、従ってピストンロッド４７０の運動がピッチ角調整ユニット４６０の運動をもたらすことにもなる。ピッチ角調整ユニット４６０は、溝部４６１を有し、該溝部４６１は、タービン羽根４４０の方を向いたピッチ角調整ユニット４６０の端部に設けられている。更にピッチ角調整ユニット４６０は、各タービン羽根４４０のためにスライダ４６２を有し、該スライダ４６２は、タービン羽根４４０の付根部近傍の領域においてタービン羽根４４０と結合されている。スライダ４６２は、溝部４６１内でないし溝部４６１に沿って案内することができる。ピストンロッド４７０の運動は、ピッチ角調整ユニット４６０の直線的な並進運動をもたらし、それによりスライダ４６２は、溝部４６１内で同様に動かされる。調整ディスク４６３がタービン羽根４４０の付根部近傍の端部に設けられている。特に調整ディスク４６３は、回転ピン４６４を介してスライダ４６２と連結されており、従って調整ディスク４６３は、スライダ４６２と共に動くことができる。
図９は、第６実施例による水力発電装置用のタービンの一部分の概略図を示している。図９では、調整ディスク４６３とスライダ４６２と溝部４６１とをより明瞭に図示するために、水力発電装置用のタービンの幾つかの要素が図示されていない。調整ディスク４６３は、タービン羽根４４０に固定されている。調整ディスク４６３には、スライダ４６２を設けることができ、該スライダ４６２は、ピッチ角調整ユニット４６０における溝部４６１へ係合可能である。ピッチ角調整ユニット４６０の運動は、溝部４６１内にあるスライダ４６２が同様に（ピッチ角調整ユニット４６０の運動方向に対して直角方向において）同時に動き、従ってタービン羽根４４０のピッチ角の調整が行われることをもたらす。
図１０は、第７実施例による水力発電装置用のタービンの一断面を示している。第２部分２００の領域には、緊急停止ユニット１０００を設けることができる。この際、緊急停止ユニット１０００の第１端部１１００は、少なくとも部分的に、水の流れる部分内へ突出している。タービン羽根４４０が（例えばアンバランスにより）もはや安定して回転しない場合には、タービン羽根４４０は、緊急停止ユニット１０００の第１端部１１００と接触する（即ち心振れないし回転振動を生ずる場合）ことになる。そのような場合、例えば水は、第１端部１１００を通って中間部分１２００の内部へ流入することになる。中間部分１２００内には、フロート１３００が設けられており、該フロート１３００は、第１端部１１００を通って水が浸入した場合には、上方へ浮かび、従って第２端部１４００により接触部（コンタクト）を作動させることができる。
図１１は、第７実施例による水力発電装置用のタービンのための安全遮断スイッチの概略図を示している。緊急停止ユニット１０００は、第１端部１１００と第２端部１４００とを有する。これらの端部の間には、中間部分１２００とフロート１３００が設けられている。タービン羽根４４０にアンバランス（不平衡）がある場合には、第１端部１１００の一部分が（タービン羽根４４０により）切断されることになり、従って水が緊急停止ユニット１０００の内部へ浸入可能となる。中間部分１２００内には、第１端部１３１０と第２端部１３３０とを有するフロート１３００が設けられている。これらの端部の間に浮きユニット１３２０を設けることができる。水が中間部分１２００の内部へ流入すると、フロート１３００は、水の表面上で浮かぶことになる。中間部分１２００が水でいっぱいになると、フロート１３００は上方へ浮かび、それにより第２端部１４００により接触部（コンタクト）を作動させることができる。
１００ 水流路の第１部分
２００ 水流路の第２部分
２２０ 水流路の一部分
３００ 水流路の第３部分
４００ タービン
４１０ 先端部ないしノーズ（第１端部）
４２０ 第２端部
４３０ ハブ
４４０ タービン羽根
４５０ 液圧シリンダ
４５１ 第１液圧室
４５２ 第２液圧室
４５３ ピストン
４６０ ピッチ角調整ユニット
４６１ 溝部
４６２ スライダ
４６３ 調整ディスク
４６４ 回転ピン
４７０ ピストンロッド
４７１ 第１液圧路
４７１ａ 第１液圧路の第１端部
４７１ｂ 第１液圧路の第２端部
４７２ 第２液圧路
４７２ａ 第２液圧路の第１端部
４７２ｂ 第２液圧路の第２端部
４８０ 液圧移行継手ユニット（液圧移行トランスファユニット）
４８１ 液圧移行継手ユニットの第１部分
４８２ 液圧移行継手ユニットの第２部分
４８３ 液圧移行継手ユニットの第３部分
４８４ 液圧移行継手ユニットの第４部分
５００ 案内機構
６００ シャフト
６１０ 第１液圧ダクト
６１１ 第１液圧ダクトの第１部分
６１２ 第１液圧ダクトの第２部分
６１３ 第１液圧ダクトの第３部分
６２０ 第２液圧ダクト
６２１ 第２液圧ダクトの第１部分
６２２ 第２液圧ダクトの第２部分
６２３ 第２液圧ダクトの第３部分
８００ 発電機受け台
８１０ 底部
８１１ ウェブ
８２０ サイドアーム
８２１ 金属プレート
８２２ ウェブ
９００ 発電機
１０００ 緊急停止ユニット
１１００ 緊急停止ユニットの第１端部
１２００ 緊急停止ユニットの中間部分
１３００ フロート
１３１０ フロートの第１端部
１３２０ 浮きユニット
１３３０ フロートの第２端部
１４００ 緊急停止ユニットの第２端部
本発明は、水力発電装置用のタービン並びに水力発電装置に関する。
下記特許文献１は、流路と該流路内のタービンとを備えた水力発電装置を示しており、該タービンは、シャフトを介して発電機と連結されている。流路は、第１先細り部を有する第１部分と、拡開部の直径よりも小さい直径を有する第２部分とを有し、この際、該第２部分にタービンが設けられている。
下記特許文献２は、水力発電装置用のタービンを示している。該タービンは、複数のタービン羽根を備えたロータと、該ロータの後方に配設されてサポート機構として機能する案内機構とを有する。該タービンは、実質的に球状のハブを有し、タービン羽根のピッチ角は、調整可能に構成されている。
WO 2010/026072 A2 US 2009/0214343 A1
本発明の課題は、従来技術に関して改善された水力発電装置を提供することである。
前記課題は、請求項１に記載のタービン、並びに請求項４に記載の水力発電装置により解決される。
即ち、本発明の第１の視点により、水力発電装置用のタービンであって、ハブと、該ハブに設けられている複数のタービン羽根と、該タービン羽根と連結されており該タービン羽根のピッチ角を調整するためのピッチ角調整ユニットと、複動式の液圧ピストンと、該液圧ピストンと結合されたピストンロッドとを備えており、前記ピストンロッドは、前記ピストンロッドが縦方向において移動される場合に前記ピッチ角調整ユニットが回転運動を実行するように、前記ピッチ角調整ユニットと連結されており、複動式の前記液圧ピストンは、第１液圧路及び第２液圧路と連絡している液圧室内に設けられており、従って前記第１液圧路又は該第２液圧路を通して液圧流体を供給することにより複動式の前記液圧ピストンが移動可能であり、それにより前記ピストンロッドと前記ピッチ角調整ユニットとの連結を介して前記タービン羽根のピッチ角の調整が行われることを特徴とするタービンが提供される。
また本発明の第２の視点により、水力発電装置であって、内径が流れ方向において小さくなる第１部分と、タービンを受容するために該第１部分に接続する第２部分とを備えており、前記第２部分の内径は、少なくとも部分的に球状輪郭を有し、前記タービンは、複数のタービン羽根を有し、該タービン羽根は、前記第２部分において、球状輪郭を有する内径の領域に設けられていることを特徴とする水力発電装置が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）水力発電装置用のタービンであって、ハブと、該ハブに設けられている複数のタービン羽根と、該タービン羽根と連結されており該タービン羽根のピッチ角を調整するためのピッチ角調整ユニットと、複動式の液圧ピストンと、該液圧ピストンと結合されたピストンロッドとを備えており、前記ピストンロッドは、前記ピストンロッドが縦方向において移動される場合に前記ピッチ角調整ユニットが回転運動を実行するように、前記ピッチ角調整ユニットと連結されており、複動式の前記液圧ピストンは、第１液圧路及び第２液圧路と連絡している液圧室内に設けられており、従って前記第１液圧路又は該第２液圧路を通して液圧流体を供給することにより複動式の前記液圧ピストンが移動可能であり、それにより前記ピストンロッドと前記ピッチ角調整ユニットとの連結を介して前記タービン羽根のピッチ角の調整が行われること。
（形態２）当該タービンは、液圧流体を供給及び排出するための第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトを備えており、前記ピストンロッドに設けられた前記第１液圧路及び前記第２液圧路は、シャフトに設けられた前記第１液圧ダクト及び前記第２液圧ダクトと連絡されており、従って液圧流体が、複動式の前記液圧ピストンを移動させるために、前記第１液圧ダクト及び前記第２液圧ダクトを通って前記ピストンロッドの前記第１液圧路及び前記第２液圧路内へ、そして前記液圧室内へ流入することができることが好ましい。
（形態３）前記液圧室は、複動式の前記液圧ピストンにより、第１液圧室及び第２液圧室に分割されており、前記ピストンロッドの前記第１液圧路は、前記第１液圧室に通じ、前記ピストンロッドの前記第２液圧路は、前記第２液圧室に通じていることが好ましい。
（形態４）水力発電装置であって、内径が流れ方向において小さくなる第１部分と、特に形態１〜３のいずれか１つに記載のタービンを受容するために該第１部分に接続する第２部分とを備えており、前記第２部分の内径は、少なくとも部分的に球状輪郭を有し、前記タービンは、複数のタービン羽根を有し、該タービン羽根は、前記第２部分において、球状輪郭を有する内径の領域に設けられていること。
（形態５）当該水力発電装置は、前記第２部分の領域に緊急停止ユニットを備えており、前記緊急停止ユニットの第１端部は、少なくとも部分的に、水の流れる前記第２部分内へ突出しており、従って前記タービン羽根がもはや安定して回転しない場合には、前記タービン羽根は、前記緊急停止ユニットの前記第１端部と接触することになり、それにより前記緊急停止ユニットを作動することが好ましい。
本発明により、ハブと、該ハブに設けられている複数のタービン羽根と、該タービン羽根と連結されており該タービン羽根のピッチ角を調整するためのピッチ角調整ユニットと、複動式の液圧ピストンと、該液圧ピストンと結合されたピストンロッドとを備えた水力発電装置用のタービンが提供される。ピストンロッドは、該ピストンロッドが縦方向（軸線方向）において移動される場合にピッチ角調整ユニットが回転運動を実行するように、該ピッチ角調整ユニットと連結されている。複動式の液圧ピストンは、第１液圧路及び第２液圧路と連絡している液圧室内に設けられており、従って第１液圧路又は第２液圧路を通して液圧流体を供給することにより複動式の液圧ピストンが移動可能であり、それによりピストンロッドとピッチ角調整ユニットとの連結を介してタービン羽根のピッチ角の調整が行われる。
本発明の一視点により、タービンは、液圧流体を供給及び排出するための第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトを有する。ピストンロッドに設けられた第１液圧路及び第２液圧路は（タービンと発電機を連結する）シャフトに設けられた第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトと連絡されており、従って液圧流体が、複動式の液圧ピストンを移動させるために、第１液圧ダクト及び第２液圧ダクトを通ってピストンロッドの第１液圧路及び第２液圧路内へ、そして液圧室内へ流入することができる。
本発明の一視点により、液圧室は、複動式の液圧ピストンにより、第１液圧室及び第２液圧室に分割されている。ピストンロッドの第１液圧路は、第１液圧室に通じ、ピストンロッドの第２液圧路は、第２液圧室に通じている。
更に本発明は、内径が流れ方向において小さくなる第１部分と、特に請求項１〜３のいずれか一項に記載のタービンを受容するために該第１部分に接続する第２部分とを備えた水力発電装置に関し、この際、第２部分の内径は、少なくとも部分的に球状輪郭を有する。タービンは、複数のタービン羽根を有し、該タービン羽根は、第２部分において、球状輪郭を有する内径の領域に設けられている。
本発明は、拡開ないし増加した直径を有する第１部分と、第２部分とを有する水力発電装置を提供するという思想に関し、この際、タービンは、流路の第２部分に設けられている。少なくとも流路の第２部分の内面部には、タービン羽根の端部の領域において、少なくとも部分的に球状ないし部分球状の凹部が設けられており、従って第２部分の内径は、流れ方向において先ず増加し、そして第２部分の終端部に向かって再び減少する。第２部分の内径は、好ましくは球状輪郭に形状適合されている。
増加した内径を有する第２部分の領域は、特に（角度に関して）調整可能なタービン羽根にも形状適合されている。
更に本発明は、液圧的に（角度に関して）調整可能な水力発電装置用のタービン羽根を有するタービンを提供するという思想に関する。
本発明の更なる展開形態は、下位請求項の対象である。
以下、本発明の利点及び実施例を、添付の図面に関連して詳細に説明する。
第１実施例による水力発電装置の概略部分断面図を示す図である。 第２実施例による水力発電装置の概略断面図を示す図である。 第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第４実施例による水力発電装置用のタービン及びシャフトの概略断面図を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、各々、第５実施例による水力発電装置の発電機用の発電機受け台の斜視図を示す図である。 第６実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示す図である。 第６実施例による水力発電装置用のタービンの一部分の概略図を示す図である。 第７実施例による水力発電装置用のタービンの一断面を示す図である。 第７実施例による水力発電装置用のタービンのための安全遮断スイッチの概略図を示す図である。
図１は、第１実施例による水力発電装置の概略部分断面図を示している。第１実施例による水力発電装置は、内径が流れ方向１０において減少ないし先細りする第１部分１００と、内径が実質的に球状輪郭に従う第２部分２００と、第３部分３００とを備えた水流路を有する。第２部分２００には、先端部ないしノーズ４１０とハブ４３０と複数のタービン羽根４４０とを備えたタービン４００が設けられている。第３部分３００の領域には、多数の案内機構羽根を備えた案内機構５００が設けられている。水は、流れ方向１０において水力発電装置を通って流れ、初めにタービン羽根４４０に当たり、次に案内機構５００に当たる。
更にタービン４００と発電機９００（図１では非図示）との間には、シャフト６００が設けられている。シャフト６００により、タービン４００によってタービン羽根４４０の回転に基づいて発生された回転運動が発電機へ伝えられ、該発電機は、この回転運動を電気エネルギーの発生ないし変換のために用いる。
図２は、第２実施例による水力発電装置の概略断面図を示している。第２実施例による水力発電装置は、第１実施例による水力発電装置に基づくことができる。タービン４００は、実質的に水力発電装置の第２部分２００（図１も参照）の領域に設けられている。タービン４００は、先端部４１０（第１端部）と、流れ方向１０において第１端部の後方に位置する第２端部４２０とを有する。これらの第１端部４１０と第２端部４２０との間には、ハブ４３０に回転可能に位置固定された複数のタービン羽根４４０が設けられている。タービン羽根４４０のピッチ角は、ピッチ角調整ユニット４６０により特に液圧式で調整することができる。
ピッチ角調整ユニット４６０は、液圧シリンダ４５０を有する。液圧シリンダ４５０は、容積部内に複動式の液圧ピストン４５３を有し、該液圧ピストン４５３は、容積部を第１液圧室４５１と第２液圧室４５２に分割している。液圧シリンダ４５０は、更に（液圧路を備えた）ピストンロッド４７０と、液圧移行継手ユニット（液圧移行トランスファユニット）４８０とを有する。
タービン羽根４４０のピッチ角調整は、第２実施例によると水液圧機構（Wasserhydraulik）を介して行われる。液圧シリンダ（調整シリンダ）４５０は、タービン４００のハブ４３０内に設けられている。回転部分における液圧ダクト６１０、６２０（図３を参照）が、例えばシャフト６００内の縦方向穴により設けられる。この際、経路は、シャフト６００から、液圧移行継手ユニット４８０を介してピストンロッド４７０内の縦方向穴を通ってハブ４３０へと続いている。液圧移行継手ユニット４８０により、液圧流体が移行されるのと同時にピストンロッド４７０の軸方向摺動が行われる。
水流路の一部分２２０の領域には、緊急停止ユニット１０００を設けることができ、該緊急停止ユニット１０００は、タービン羽根４４０がアンバランス（不平衡）を有する場合にタービン羽根４４０と協働することができる。つまりそのような場合には、緊急停止ユニット１０００が作動され、タービン４００が停止される。
図３は、第３実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示している。タービンは、タービン先端部（第１端部）４１０と、複数のタービン羽根４４０を備えた回転可能なハブ４３０とを有する。更にタービンは、第１端部４１０の領域にある液圧シリンダ４５０と、液圧路４７１、４７２を備えたピストンロッド４７０と、液圧移行継手ユニット４８０とを有する。
タービンには、シャフト６００が連結されている。第１部分６１１と第２部分６１２と第３部分６１３とを備えた第１液圧ダクト６１０、並びに第１部分６２１と第２部分６２２と第３部分６２３とを備えた第２液圧ダクト６２０が設けられている。第１液圧ダクト６１０の第１部分６１１及び第２液圧ダクト６２０の第１部分６２１は、シャフト６００内にないしシャフト６００に沿って設けられている。第１液圧ダクト６１０の第２部分６１２及び第２液圧ダクト６２０の第２部分６２２は、ハブ４３０内に設けられている。第１液圧ダクト６１０の第３部分６１３及び第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３は、液圧移行継手ユニット４８０内にないし液圧移行継手ユニット４８０に沿って、即ち移行シリンダに設けられている。
第１液圧ダクト６１０の第３部分６１３は、液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１へ通じている。第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３は、液圧移行継手ユニット４８０の第４部分４８４へ通じている。
ピストンロッド４７０内には、第１液圧路４７１と第２液圧路４７２が設けられている。第１液圧路４７１の第１端部４７１ａは、液圧移行継手ユニット４８０の第２部分４８２の領域へ通じている。第１液圧路４７１の第２端部４７１ｂは、第１液圧室４５１へ通じている。第２液圧路４７２の第１端部４７２ａは、液圧移行継手ユニット４８０の第３部分４８３の領域において終端している。第２液圧路４７２の第２端部４７２ｂは、リング状に形成することのできる第２液圧室４５２において終端している。液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１と第３部分４８３は、リング状流路又は周回流路として構成することができる。従ってこれらの第１部分４８１と第３部分４８３との間には、液圧流体を（第１液圧ダクト６１０の）第３部分６１３から（ピストンロッド４７０内の）第２液圧路４７２へ（又はその逆で第２液圧流路４７２から第３部分６１３へ）流入させるために用いられる接続部が存在している。液圧移行継手ユニット４８０の第２部分４８２と第４部分４８４は、同様に、リング状流路又は周回流路として構成することができ、従ってこれらの第２部分４２８と第４部分４２４は、共通の部分として形成することができる。それにより液圧流体は、第１液圧路４７１から第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３へ（又はその逆で第２液圧ダクト６２０の第３部分６２３から第１液圧路４７１へ）流入することができる。
タービン羽根４４０のピッチ角調整のためのピッチ角調整ユニット４６０は、ピストンロッド４７０と連結されており、従ってピストンロッド４７０が移動するとピッチ角調整ユニット４６０も移動する。
図４は、第３実施例によるタービンの概略断面図を示している。図４によるタービンの構造は、図３によるタービンの構造に対応している。図４に図示された状況においては、液圧流体（例えば水）が第１液圧ダクト６１０へ圧送される。すると液圧流体は、第１液圧ダクト６１０の第１部分６１１と第２部分６１２と第３部分６１３を通って液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１へ流入する。液圧移行継手ユニット４８０の第１部分４８１と第３部分４８３は、リング状流路又は周回流路として構成されているので、液圧流体は、このリング状流路又は周回流路４８１、４８３を通り、第２液圧路４７２の第１端部４７２ａを介し、更に第２液圧路４７２を通って第２液圧路４７２の第２端部４７２ｂへ流れ、そこから第２液圧室４５２へ流入する。従って第２液圧室４５２内の圧力が増加され、それにより複動式の液圧ピストン４５３が（図４において）左の方へ移動される。すると第１液圧室４５１内の液圧流体は、第１液圧路４７１の第２端部４７１ｂから第１端部４７１ａへ流れ、そして液圧移行継手ユニット４８０の第２部分４８２、即ちリング状流路又は周回流路４８２、４８４へ流入する。そして液圧流体は、第２部分４８２から第４部分４８４へ流れ、この第４部分４８４から、第３部分６２３と第２部分６２２と第１部分６２１を通って第２液圧ダクト６２０へ流入する。
従って液圧流体が第１液圧ダクト６１０へ圧送されると、ピストンロッド４７０（従ってピッチ角調整ユニット４６０も）は（図４において）左の方へ、即ち流れ方向１０とは反対の方向へ移動される。
図５は、第３実施例によるタービンの概略断面図を示している。図５によるタービンの構造は、図３又は図４によるタービンの構造に対応している。図５では、液圧流体が第２液圧ダクト６２０を通って導入される状況が示されている。従って液圧流体は、第２液圧ダクト６２０を通ってその第１部分６２１と第２部分６２２と第３部分６２３へ流入する。そこから液圧流体は、リング状流路又は周回流路を通り（液圧移行継手ユニット４８０の）第４部分４８４から第２部分４８２へ流入する。液圧流体は、この第２部分４８２から、第１液圧路４７１の第１端部４７１ａを通ってピストンロッド４７０へ流入する。すると液圧流体は、第１液圧路４７１を通ってその第２端部４７１ｂに至るまで流れ、そこから第１液圧室４５１へ流入し、それによりピストンロッド４７０は（図５において）右の方へ、即ち流れ方向１０において移動される。従って第２液圧室４５２からの液圧流体が、第２液圧路４７２の第２端部４７２ｂを通って第２液圧路４７２の第１端部４７２ａへ流れ、そこから（液圧移行継手ユニット４８０の）第３部分４８３へ流れ、更に第１部分４８１へ流入する。この第１部分４８１から液圧流体は、第３部分６１３と第２部分６１２と第１部分６１１を通って第１液圧ダクト６１０へ流入する。
第１液圧ダクト６１０は（シャフト６００内のないしシャフト６００に沿って設けられた）第１部分６１１と、ハブ４３０内の第２部分６１２と、液圧移行継手ユニット４８０内の第３部分６１３とを有する。
本発明により、ピッチ角調整のために、ピストンロッド４７０の直線的な並進運動がタービン羽根（ロータブレード羽根）４４０の回転運動へ変換される。この変換は、ピッチ角調整ユニット４６０により行われる。ピストンロッド４７０には、ピッチ角調整ユニット４６０が設けられている。ピッチ角調整ユニット４６０は、溝部４６１を有し、該溝部４６１は、タービン羽根４４０の方を向いたピッチ角調整ユニット４６０の端部に設けられている。更にピッチ角調整ユニット４６０は、各タービン羽根４４０のためにスライダ４６２を有し、該スライダ４６２は、タービン羽根４４０の付根部近傍の領域においてタービン羽根４４０と結合されている。スライダ４６２は、溝部４６１内でないし溝部４６１に沿って案内することができる。この際、スライダ４６２は、ピストン軸線に対して９０°の直線的な運動を行うようになっている。タービン羽根４４０は、ラジアル軸受を介してハブ４３０に位置固定されている。スライダ４６２は、ピッチ角調整ユニット４６０における溝部４６１により案内される。更にピッチ角調整ユニット４６０は、調整ディスク４６３を有し、該調整ディスク４６３は、回転ピン４６４を有する。回転ピン４６４は、スライダ４６２が回転運動を実行できるために、スライダ４６２のための軸受部を有する。回転ピン４６４の周りでスライダ４６２は回転可能であり、従ってピストンロッド４７０の直線的な並進運動がタービン羽根４４０の回転運動へ変換される。
つまりスライダ４６２は、回転ピン４６４を介して回転可能に支承されている。スライダ４６２は、溝部４６１において案内され、従ってピストンロッド４７０の直線的な運動が回転運動へ変換される。
図６は、第４実施例による水力発電装置用のタービンを該タービンに付設のシャフトと共に概略断面図として示している。この際、このタービンは、図３〜図５によるタービンに対応することができる。タービン４００のハブ４３０は、シャフト６００と結合されており、該シャフト６００は、発電機９００と結合することができる。
図７Ａ及び図７Ｂは、各々、水力発電装置用の電気発電機を受容するための発電機受け台（Generatorwanne）の斜視図を示している。特に（流路の）Ｓ管輪郭上の発電機受け台の位置決め状況が示されている。発電機受け台８００は、底部８１０と、２つのサイドアーム８２０とを有する。この際、サイドアーム８２０は、電気発電機９００を位置決めすることができ且つサイドアーム８２０と底部８１０により保持することができるような角度を底部８１０に対して有する。これらのサイドアーム８２０は、それらの外側部において複数の金属プレート８２１を有する。またサイドアーム８２０の内側部には、複数のウェブ８２２が設けられている。底部８１０は、同様に複数のウェブ８１１を有し、これらのウェブ８１１は、ウェブ８２２と（直線的に）並ぶように配向することができる。
本発明による発電機受け台は、薄い壁厚でコンクリート固定でき、この際、それにもかかわらず水密に密閉することができる。この発電機受け台は、発電機用の保護部として用いることができる。
図８は、第６実施例による水力発電装置用のタービンの概略断面図を示している。第６実施例によるタービンの構造は、第３実施例によるタービンの構造に対応するか或いは該構造に基づいている。タービンは、先端部ないしノーズ４１０とハブ４３０と複数のタービン羽根４４０とを有する。ピッチ角調整ユニット４６０を用いてタービン羽根（ロータブレード）４４０のピッチ角を調整することができる。ピッチ角調整ユニット４６０は、ピストンロッド４７０と結合されており、従ってピストンロッド４７０の運動がピッチ角調整ユニット４６０の運動をもたらすことにもなる。ピッチ角調整ユニット４６０は、溝部４６１を有し、該溝部４６１は、タービン羽根４４０の方を向いたピッチ角調整ユニット４６０の端部に設けられている。更にピッチ角調整ユニット４６０は、各タービン羽根４４０のためにスライダ４６２を有し、該スライダ４６２は、タービン羽根４４０の付根部近傍の領域においてタービン羽根４４０と結合されている。スライダ４６２は、溝部４６１内でないし溝部４６１に沿って案内することができる。ピストンロッド４７０の運動は、ピッチ角調整ユニット４６０の直線的な並進運動をもたらし、それによりスライダ４６２は、溝部４６１内で同様に動かされる。調整ディスク４６３がタービン羽根４４０の付根部近傍の端部に設けられている。特に調整ディスク４６３は、回転ピン４６４を介してスライダ４６２と連結されており、従って調整ディスク４６３は、スライダ４６２と共に動くことができる。
図９は、第６実施例による水力発電装置用のタービンの一部分の概略図を示している。図９では、調整ディスク４６３とスライダ４６２と溝部４６１とをより明瞭に図示するために、水力発電装置用のタービンの幾つかの要素が図示されていない。調整ディスク４６３は、タービン羽根４４０に固定されている。調整ディスク４６３には、スライダ４６２を設けることができ、該スライダ４６２は、ピッチ角調整ユニット４６０における溝部４６１へ係合可能である。ピッチ角調整ユニット４６０の運動は、溝部４６１内にあるスライダ４６２が同様に（ピッチ角調整ユニット４６０の運動方向に対して直角方向において）同時に動き、従ってタービン羽根４４０のピッチ角の調整が行われることをもたらす。
図１０は、第７実施例による水力発電装置用のタービンの一断面を示している。第２部分２００の領域には、緊急停止ユニット１０００を設けることができる。この際、緊急停止ユニット１０００の第１端部１１００は、少なくとも部分的に、水の流れる部分内へ突出している。タービン羽根４４０が（例えばアンバランスにより）もはや安定して回転しない場合には、タービン羽根４４０は、緊急停止ユニット１０００の第１端部１１００と接触する（即ち心振れないし回転振動を生ずる場合）ことになる。そのような場合、例えば水は、第１端部１１００を通って中間部分１２００の内部へ流入することになる。中間部分１２００内には、フロート１３００が設けられており、該フロート１３００は、第１端部１１００を通って水が浸入した場合には、上方へ浮かび、従って第２端部１４００により接触部（コンタクト）を作動させることができる。
図１１は、第７実施例による水力発電装置用のタービンのための安全遮断スイッチの概略図を示している。緊急停止ユニット１０００は、第１端部１１００と第２端部１４００とを有する。これらの端部の間には、中間部分１２００とフロート１３００が設けられている。タービン羽根４４０にアンバランス（不平衡）がある場合には、第１端部１１００の一部分が（タービン羽根４４０により）切断されることになり、従って水が緊急停止ユニット１０００の内部へ浸入可能となる。中間部分１２００内には、第１端部１３１０と第２端部１３３０とを有するフロート１３００が設けられている。これらの端部の間に浮きユニット１３２０を設けることができる。水が中間部分１２００の内部へ流入すると、フロート１３００は、水の表面上で浮かぶことになる。中間部分１２００が水でいっぱいになると、フロート１３００は上方へ浮かび、それにより第２端部１４００により接触部（コンタクト）を作動させることができる。
１００ 水流路の第１部分
２００ 水流路の第２部分
２２０ 水流路の一部分
３００ 水流路の第３部分
４００ タービン
４１０ 先端部ないしノーズ（第１端部）
４２０ 第２端部
４３０ ハブ
４４０ タービン羽根
４５０ 液圧シリンダ
４５１ 第１液圧室
４５２ 第２液圧室
４５３ 液圧ピストン
４６０ ピッチ角調整ユニット
４６１ 溝部
４６２ スライダ
４６３ 調整ディスク
４６４ 回転ピン
４７０ ピストンロッド
４７１ 第１液圧路
４７１ａ 第１液圧路の第１端部
４７１ｂ 第１液圧路の第２端部
４７２ 第２液圧路
４７２ａ 第２液圧路の第１端部
４７２ｂ 第２液圧路の第２端部
４８０ 液圧移行継手ユニット（液圧移行トランスファユニット）
４８１ 液圧移行継手ユニットの第１部分
４８２ 液圧移行継手ユニットの第２部分
４８３ 液圧移行継手ユニットの第３部分
４８４ 液圧移行継手ユニットの第４部分
５００ 案内機構
６００ シャフト
６１０ 第１液圧ダクト
６１１ 第１液圧ダクトの第１部分
６１２ 第１液圧ダクトの第２部分
６１３ 第１液圧ダクトの第３部分
６２０ 第２液圧ダクト
６２１ 第２液圧ダクトの第１部分
６２２ 第２液圧ダクトの第２部分
６２３ 第２液圧ダクトの第３部分
８００ 発電機受け台
８１０ 底部
８１１ ウェブ
８２０ サイドアーム
８２１ 金属プレート
８２２ ウェブ
９００ 発電機
１０００ 緊急停止ユニット
１１００ 緊急停止ユニットの第１端部
１２００ 緊急停止ユニットの中間部分
１３００ フロート
１３１０ フロートの第１端部
１３２０ 浮きユニット
１３３０ フロートの第２端部
１４００ 緊急停止ユニットの第２端部

Claims (5)

  1. 水力発電装置用のタービンであって、
    ハブ（４３０）と、
    該ハブ（４３０）に設けられている複数のタービン羽根（４４０）と、
    該タービン羽根（４４０）と連結されており該タービン羽根（４４０）のピッチ角を調整するためのピッチ角調整ユニット（４６０）と、
    複動式の液圧シリンダ（４５０）と、該液圧シリンダ（４５０）と結合されたピストンロッド（４７０）とを備えており、
    前記ピストンロッド（４７０）は、前記ピストンロッド（４７０）が縦方向において移動される場合に前記ピッチ角調整ユニット（４６０）が回転運動を実行するように、前記ピッチ角調整ユニット（４６０）と連結されており、
    複動式の前記液圧シリンダ（４５０）は、第１液圧路及び第２液圧路と連絡している液圧室内に設けられており、従って前記第１液圧路又は該第２液圧路を通して液圧流体を供給することにより複動式の前記液圧シリンダが移動可能であり、それにより前記ピストンロッド（４７０）と前記ピッチ角調整ユニット（４６０）との連結を介して前記タービン羽根（４４０）のピッチ角の調整が行われること
    を特徴とするタービン。
  2. 当該タービンは、液圧流体を供給及び排出するための第１液圧ダクト（６１０）及び第２液圧ダクト（６２０）を備えており、
    前記ピストンロッド（４７０）に設けられた前記第１液圧路（４７１）及び前記第２液圧路（４７２）は、シャフト（６００）に設けられた前記第１液圧ダクト（６１０）及び前記第２液圧ダクト（６２０）と連絡されており、従って液圧流体が、複動式の前記液圧シリンダを移動させるために、前記第１液圧ダクト（６１０）及び前記第２液圧ダクト（６２０）を通って前記ピストンロッド（４７０）の前記第１液圧路（４７１）及び前記第２液圧路（４７２）内へ、そして前記液圧室（４５１、４５２）内へ流入することができること
    を特徴とする、請求項１に記載のタービン。
  3. 前記液圧室は、複動式の前記液圧シリンダ（４５０）により、第１液圧室（４５１）及び第２液圧室（４５２）に分割されており、
    前記ピストンロッド（４７０）の前記第１液圧路（４７１）は、前記第１液圧室（４５１）に通じ、前記ピストンロッド（４７０）の前記第２液圧路（４７２）は、前記第２液圧室（４５２）に通じていること
    を特徴とする、請求項１又は２に記載のタービン。
  4. 水力発電装置であって、
    内径が流れ方向において小さくなる第１部分（１００）と、
    特に請求項１〜３のいずれか一項に記載のタービン（４００）を受容するために該第１部分（１００）に接続する第２部分（２００）とを備えており、
    前記第２部分（２００）の内径は、少なくとも部分的に球状輪郭を有し、
    前記タービン（４００）は、複数のタービン羽根（４４０）を有し、該タービン羽根（４４０）は、前記第２部分（２００）において、球状輪郭を有する内径の領域に設けられていること
    を特徴とする水力発電装置。
  5. 当該水力発電装置は、前記第２部分（２００）の領域に緊急停止ユニット（１０００）を備えており、
    前記緊急停止ユニット（１０００）の第１端部（１１００）は、少なくとも部分的に、水の流れる前記第２部分（２００）内へ突出しており、従って前記タービン羽根（４４０）がもはや安定して回転しない場合には、前記タービン羽根（４４０）は、前記緊急停止ユニット（１０００）の前記第１端部（１１００）と接触することになり、それにより前記緊急停止ユニット（１０００）を作動すること
    を特徴とする、請求項４に記載の水力発電装置。
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