JP3268016B2 - 水力機械 - Google Patents
水力機械Info
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- JP3268016B2 JP3268016B2 JP20812192A JP20812192A JP3268016B2 JP 3268016 B2 JP3268016 B2 JP 3268016B2 JP 20812192 A JP20812192 A JP 20812192A JP 20812192 A JP20812192 A JP 20812192A JP 3268016 B2 JP3268016 B2 JP 3268016B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は水力機械、特に、多段
ポンプ水車の運転中、生起する加振力等を好ましく吸収
する水力機械の改良に関する。
ポンプ水車の運転中、生起する加振力等を好ましく吸収
する水力機械の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時の水力機械は、段落当りの出力向
上、効率向上を目指しており、このため従来の単段落タ
イプではもはや限界に至り、多段落タイプで、しかも発
電運転、揚水運動が自在にできる、いわゆる多段ポンプ
水車の提案を見ている。
上、効率向上を目指しており、このため従来の単段落タ
イプではもはや限界に至り、多段落タイプで、しかも発
電運転、揚水運動が自在にできる、いわゆる多段ポンプ
水車の提案を見ている。
【０００３】図４は、この代表例の１つである多段ポン
プ水車の従来例を示している。
プ水車の従来例を示している。
【０００４】符号１は、単一の水車主軸を示し、この水
車主軸１の軸上には、高圧段ランナ２と、低圧段ランナ
４とが軸方向に沿って距離を離れて設けられている。高
圧段ランナ２は、上カバー２ａ、下カバー２ｂによって
包囲形成された高圧段ランナ室２ｃ内に収められる一
方、低圧段ランナ４は、上カバー４ａ、下カバー４ｂに
よって包囲形成された、低圧段ランナ室４ｃ内に収めら
れている。
車主軸１の軸上には、高圧段ランナ２と、低圧段ランナ
４とが軸方向に沿って距離を離れて設けられている。高
圧段ランナ２は、上カバー２ａ、下カバー２ｂによって
包囲形成された高圧段ランナ室２ｃ内に収められる一
方、低圧段ランナ４は、上カバー４ａ、下カバー４ｂに
よって包囲形成された、低圧段ランナ室４ｃ内に収めら
れている。
【０００５】上記高圧段ランナ室２ｃと低圧段ランナ室
４ｃとは、返り流路３によって連結され、この流路内に
静止羽根４ｄが複数枚配置されている。
４ｃとは、返り流路３によって連結され、この流路内に
静止羽根４ｄが複数枚配置されている。
【０００６】一方、高圧段ランナ室２ｃの外側には、渦
巻状のケーシング６が設けられ、そのケーシング６と高
圧段ランナ室２ｃとは連通し、ケーシング６の入口は入
口弁、水圧鉄管等を経て上池に結ばれている。また、高
圧段ランナ室２ｃの外側には水口開度を自在に調整する
高圧段ガイドベーン２ｄが設けられる一方、低圧段ラン
ナ室４ｃの外側にも同様に機能する低圧段ガイドベーン
４ｅが設けられており、これらガイドベーン２ｄ，４ｅ
は同時開閉または別個独立に開閉制御できるように操作
機構（図示せず）が設けられている。
巻状のケーシング６が設けられ、そのケーシング６と高
圧段ランナ室２ｃとは連通し、ケーシング６の入口は入
口弁、水圧鉄管等を経て上池に結ばれている。また、高
圧段ランナ室２ｃの外側には水口開度を自在に調整する
高圧段ガイドベーン２ｄが設けられる一方、低圧段ラン
ナ室４ｃの外側にも同様に機能する低圧段ガイドベーン
４ｅが設けられており、これらガイドベーン２ｄ，４ｅ
は同時開閉または別個独立に開閉制御できるように操作
機構（図示せず）が設けられている。
【０００７】他方、低圧段ランナ室４ｃには、末広がり
のドラフトチューブ５がエルボ、ベント管等の曲管を介
装して下池に結ばれている。
のドラフトチューブ５がエルボ、ベント管等の曲管を介
装して下池に結ばれている。
【０００８】このような構成を有する水力機械が発電運
転する場合、上池からの作動水が水圧鉄管、入口弁など
を経てケーシング６に入り、この作動水はガイドベーン
２ｄ、高圧段ランナ室２ｃを通過する間に高圧段ランナ
２を廻して仕事し、仕事をした作動水は返り流路３、静
止羽根４ｄ、ガイドベーン４ｅを経て低圧段ランナ室４
ｃに流れ、ここでも低圧段ランナ４を廻して仕事をし、
ここからドラフトチューブ５を通過して下池に流れる。
一方、発電運転のときと同じ回転数で反対の方向に低圧
段ランナ４、高圧段ランナ２を回転させるポンプ運転の
場合には、低圧段ランナ４によって揚水された流水は上
述発電運転の場合と逆の順路を経て下池から上池に向っ
て流れるようになっており、こうして発電運転、ポンプ
運転を１つの流体機械で自在に運転できるようになって
いる。
転する場合、上池からの作動水が水圧鉄管、入口弁など
を経てケーシング６に入り、この作動水はガイドベーン
２ｄ、高圧段ランナ室２ｃを通過する間に高圧段ランナ
２を廻して仕事し、仕事をした作動水は返り流路３、静
止羽根４ｄ、ガイドベーン４ｅを経て低圧段ランナ室４
ｃに流れ、ここでも低圧段ランナ４を廻して仕事をし、
ここからドラフトチューブ５を通過して下池に流れる。
一方、発電運転のときと同じ回転数で反対の方向に低圧
段ランナ４、高圧段ランナ２を回転させるポンプ運転の
場合には、低圧段ランナ４によって揚水された流水は上
述発電運転の場合と逆の順路を経て下池から上池に向っ
て流れるようになっており、こうして発電運転、ポンプ
運転を１つの流体機械で自在に運転できるようになって
いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の水
力機械は据付場所の広狭、地盤の強弱などにもよるが、
一般的にはその機械全域に亘ってコンクリート７で打設
されており、地震などの外力や流路内の水圧脈動などに
よって生起する加振力にも充分対処している。
力機械は据付場所の広狭、地盤の強弱などにもよるが、
一般的にはその機械全域に亘ってコンクリート７で打設
されており、地震などの外力や流路内の水圧脈動などに
よって生起する加振力にも充分対処している。
【００１０】ところが、作動水がケーシング６、高圧段
ランナ室２ｃ、返り流路３、低圧段ランナ室４ｃを次順
に通動する場合、あるいはその逆の場合、作動水に偏流
があったときなどは、その内圧によってケーシング６や
返り流路３がその外側に向って膨出しようとしてもコン
クリート７によって拘束されるものの、このコンクリー
ト７のうち、ケーシング６と返り流路３とで挟まれた部
位には両方からの膨出力を受けて拘束力が倍加する。こ
の拘束力の倍加は、偏流に限らず、作動水の通動中に生
起する水圧脈動による加振力によっても表われる。通
常、これらの現象は、単独に発生するものではなく、複
層して起こる。このため、水力機械の起動運転が頻繁に
行なわれると、上述拘束力は益々倍加し、遂にはケーシ
ング６と返り流路３とで挟まれた部位のコンクリート７
は疲労または脆性等の破壊を招来し、ひび割れの発生原
因になる心配があった。
ランナ室２ｃ、返り流路３、低圧段ランナ室４ｃを次順
に通動する場合、あるいはその逆の場合、作動水に偏流
があったときなどは、その内圧によってケーシング６や
返り流路３がその外側に向って膨出しようとしてもコン
クリート７によって拘束されるものの、このコンクリー
ト７のうち、ケーシング６と返り流路３とで挟まれた部
位には両方からの膨出力を受けて拘束力が倍加する。こ
の拘束力の倍加は、偏流に限らず、作動水の通動中に生
起する水圧脈動による加振力によっても表われる。通
常、これらの現象は、単独に発生するものではなく、複
層して起こる。このため、水力機械の起動運転が頻繁に
行なわれると、上述拘束力は益々倍加し、遂にはケーシ
ング６と返り流路３とで挟まれた部位のコンクリート７
は疲労または脆性等の破壊を招来し、ひび割れの発生原
因になる心配があった。
【００１１】この発明は、上記の点に鑑み、作動水の通
動中、不測の加振力が加わってケーシング、返り流路な
どが膨出しようとも、その膨張力によってはコンクリー
トに何ら支障を与えないようにすることを目的とする。
動中、不測の加振力が加わってケーシング、返り流路な
どが膨出しようとも、その膨張力によってはコンクリー
トに何ら支障を与えないようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、最高圧段の
ランナの外側にケーシングを備える一方、最高圧段のラ
ンナから最低圧段のランナに至るまでを一連の返り流路
で連結された水力機械において、コンクリートで打設さ
れた上記ケーシングから最低圧段のランナに至るまでの
連続外周のうち、少なくとも湾曲部に緩衝体を介装せし
めたものである。
ランナの外側にケーシングを備える一方、最高圧段のラ
ンナから最低圧段のランナに至るまでを一連の返り流路
で連結された水力機械において、コンクリートで打設さ
れた上記ケーシングから最低圧段のランナに至るまでの
連続外周のうち、少なくとも湾曲部に緩衝体を介装せし
めたものである。
【００１３】
【作用】作動水がケーシングから最高圧段のランナ、返
り流路を経て最低圧段のランナに通動中、あるいはその
順路の逆向きに通動中、その流れに偏流などがあって水
流の内圧が高まる場合、ケーシングから最低圧段のラン
ナに至るまでの連続外周のうち、いずれかの湾曲部がそ
の外側に向って膨出しようとするが、その膨出力はコン
クリートによって拘束される。この拘束力は、反射的に
反力の束となって上記連続外周のうち、いずれかの湾入
部に集まる。このため、湾入部に打設するコンクリート
に損耗を与える。
り流路を経て最低圧段のランナに通動中、あるいはその
順路の逆向きに通動中、その流れに偏流などがあって水
流の内圧が高まる場合、ケーシングから最低圧段のラン
ナに至るまでの連続外周のうち、いずれかの湾曲部がそ
の外側に向って膨出しようとするが、その膨出力はコン
クリートによって拘束される。この拘束力は、反射的に
反力の束となって上記連続外周のうち、いずれかの湾入
部に集まる。このため、湾入部に打設するコンクリート
に損耗を与える。
【００１４】そこで、湾入部に上記反力の束が集まらな
いように、事前に湾曲部の膨出を吸収しておく必要があ
る。
いように、事前に湾曲部の膨出を吸収しておく必要があ
る。
【００１５】この発明は、ケーシングから最低圧段のラ
ンナに至るまでの連続外周のうち、湾曲部とコンクリー
トとの間に緩衝体を介装してあるので、上記膨出力はこ
こで吸収することができる。
ンナに至るまでの連続外周のうち、湾曲部とコンクリー
トとの間に緩衝体を介装してあるので、上記膨出力はこ
こで吸収することができる。
【００１６】したがって、湾入部に打設するコンクリー
トに損耗を与えることはない。
トに損耗を与えることはない。
【００１７】
【実施例】この発明に係る水力機械の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１８】図１は、この発明に係る水力機械を二段ポ
ンプ水車に適用した例を、また図２は三段ポンプ水車に
適用した例を示す。なお、図４と同一構成部品には同一
符号を付してある。
ンプ水車に適用した例を、また図２は三段ポンプ水車に
適用した例を示す。なお、図４と同一構成部品には同一
符号を付してある。
【００１９】図１は、この発明に係る水力機械の第１実
施例を示し、水車種軸１の軸上に高圧段ランナ２と、低
圧段ランナ４とを距離を置いて設けられており、高圧段
ランナ２と低圧段ランナ４とは返り流路３によって連結
されている。この返り流路３は、蛇行形状のものであ
り、したがって、高圧段ランナ２と低圧段ランナ４とを
結ぶ連続外周は、湾曲部９と湾入部１０とが形成され
る。また、高圧段ランナ２の上流側には渦巻状のケーシ
ング６が配置され、他方、低圧段ランナ４の下流側には
ドラフトチューブ５が配置されている。
施例を示し、水車種軸１の軸上に高圧段ランナ２と、低
圧段ランナ４とを距離を置いて設けられており、高圧段
ランナ２と低圧段ランナ４とは返り流路３によって連結
されている。この返り流路３は、蛇行形状のものであ
り、したがって、高圧段ランナ２と低圧段ランナ４とを
結ぶ連続外周は、湾曲部９と湾入部１０とが形成され
る。また、高圧段ランナ２の上流側には渦巻状のケーシ
ング６が配置され、他方、低圧段ランナ４の下流側には
ドラフトチューブ５が配置されている。
【００２０】上記ケーシング６からドラフトチューブ５
に至る連続外周には、コンクリート７が打設され、水力
機械自身を固定している。なお、他の構成部品は図４と
同一なので説明を省略する。
に至る連続外周には、コンクリート７が打設され、水力
機械自身を固定している。なお、他の構成部品は図４と
同一なので説明を省略する。
【００２１】しかして、この発明では、返り流路３のう
ち湾曲部９とコンクリート７との間に緩衝体８を介装し
たものである。この緩衝体８は、外力に対して吸収性が
良く、しかも耐蝕性に富む、例えば樹脂、アスベストな
どの可撓性部材である。
ち湾曲部９とコンクリート７との間に緩衝体８を介装し
たものである。この緩衝体８は、外力に対して吸収性が
良く、しかも耐蝕性に富む、例えば樹脂、アスベストな
どの可撓性部材である。
【００２２】このように、湾曲部９とコンクリート７と
の間に緩衝体８を介装しておけば、作動水の偏流、水圧
脈動などによってその内圧が高まり、返り流路３などが
その外側に膨出しようしても、その膨出力は緩衝体８に
よって吸収されるから、その膨出力による反力の束は湾
入部１０には影響を与えない。したがって、湾入部１０
に打設するコンクリート７には損耗を与えることがな
い。
の間に緩衝体８を介装しておけば、作動水の偏流、水圧
脈動などによってその内圧が高まり、返り流路３などが
その外側に膨出しようしても、その膨出力は緩衝体８に
よって吸収されるから、その膨出力による反力の束は湾
入部１０には影響を与えない。したがって、湾入部１０
に打設するコンクリート７には損耗を与えることがな
い。
【００２３】図２は、三段ポンプ水車に適用したこの発
明に係る第２の実施例であり、図面上の頂部から高圧段
ランナ２、中圧段ランナ１１、低圧段ランナ４が水車主
軸１上に沿って距離を置いて配置されており、これら各
段落のランナは返し流路３ａ，３ｂによって互いに連結
されている。この実施例の場合も、各段落は返し流路３
ａ，３ｂによって連結されているので、湾曲部９ａ，９
ｂ、湾入部１０ａ，１０ｂが形成される。このため、湾
曲部９ａ，９ｂの膨出に対し、湾入部１０ａ，１０ｂに
その反力の束が集まらないように、湾曲部９ａ，９ｂと
コンクリート７との間に緩衝体８を介装したものであ
る。
明に係る第２の実施例であり、図面上の頂部から高圧段
ランナ２、中圧段ランナ１１、低圧段ランナ４が水車主
軸１上に沿って距離を置いて配置されており、これら各
段落のランナは返し流路３ａ，３ｂによって互いに連結
されている。この実施例の場合も、各段落は返し流路３
ａ，３ｂによって連結されているので、湾曲部９ａ，９
ｂ、湾入部１０ａ，１０ｂが形成される。このため、湾
曲部９ａ，９ｂの膨出に対し、湾入部１０ａ，１０ｂに
その反力の束が集まらないように、湾曲部９ａ，９ｂと
コンクリート７との間に緩衝体８を介装したものであ
る。
【００２４】したがって、この実施例も第１実施例と同
様な効果を有する。
様な効果を有する。
【００２５】図３は、この発明の第３の実施例を示し、
第２実施例と異なる点は、ケーシング６の外周にもコン
クリート７との間に緩衝体８を介装した点である。この
第３実施例であると、作動水を保有する容積が他の構成
物よりも大きいだけに、起動運転が頻繁に繰り返される
場合、その衝撃力は極めて高いから、ケーシング６の外
周とコンクリート７との間の緩衝体８によってその衝撃
力を吸収しておけば、湾入部１０ａ，１０ｂに与える影
響は極めて少なくなるので好ましい効果を奏する。
第２実施例と異なる点は、ケーシング６の外周にもコン
クリート７との間に緩衝体８を介装した点である。この
第３実施例であると、作動水を保有する容積が他の構成
物よりも大きいだけに、起動運転が頻繁に繰り返される
場合、その衝撃力は極めて高いから、ケーシング６の外
周とコンクリート７との間の緩衝体８によってその衝撃
力を吸収しておけば、湾入部１０ａ，１０ｂに与える影
響は極めて少なくなるので好ましい効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明の通り、この発明に係る水力
機械では、ケーシングから最低圧段のランナに至るまで
の連続外周のうち、少なくとも湾曲部に緩衝体を介装し
たので、作動水の変動に伴って湾曲部が膨出しようと
も、この膨出力は緩衝体によって吸収されるから、湾入
部の膨出反力の影響はなくなる。したがって、湾入部に
打設されたコンクリートの疲労、脆性に伴う亀裂事故、
破壊事故などを防止できるという効果が奏される。
機械では、ケーシングから最低圧段のランナに至るまで
の連続外周のうち、少なくとも湾曲部に緩衝体を介装し
たので、作動水の変動に伴って湾曲部が膨出しようと
も、この膨出力は緩衝体によって吸収されるから、湾入
部の膨出反力の影響はなくなる。したがって、湾入部に
打設されたコンクリートの疲労、脆性に伴う亀裂事故、
破壊事故などを防止できるという効果が奏される。
【図１】この発明に係る水力機械の第１実施例を示す概
略図。
略図。
【図２】この発明に係る水力機械の第２実施例を示す概
略図。
略図。
【図３】この発明に係る水力機械の第３実施例を示す概
略図。
略図。
【図４】従来の水力機械の例を示す概略図。
１ 水車主軸 ２ 高圧段ランナ ３ 返り流路 ４ 低圧段ランナ ５ ドラフトチューブ ６ ケーシング ７ コンクリート ８ 緩衝体 ９ 湾曲部 １０ 湾入部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 貞一 岐阜県本巣郡梶尾村上大須字越田上1824 番地７号 中部電力株式会社 奥美濃水 力建設所内 (72)発明者 黒川 敏史 神奈川県横浜市鶴見区末広町２の４ 株 式会社東芝 京浜事業所内 (56)参考文献 特開 平４−318285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F03B 3/10 F03B 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 最高圧段のランナの外側にケーシングを
備える一方、最高圧段のランナから最低圧段のランナに
至るまでを一連の返り流路で連結された水力機械におい
て、コンクリートで打設された上記ケーシングから最低
圧段のランナに至るまでの連続外周のうち、少なくとも
湾曲部に緩衝体を介装せしめたことを特徴とする水力機
械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20812192A JP3268016B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 水力機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20812192A JP3268016B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 水力機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658240A JPH0658240A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3268016B2 true JP3268016B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=16550986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20812192A Expired - Fee Related JP3268016B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 水力機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268016B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0659412B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1994-08-10 | 株式会社荏原製作所 | イオン交換樹脂の分離移送方法 |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP20812192A patent/JP3268016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658240A (ja) | 1994-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |