JP4658382B2 - Pump water wheel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水力発電などに使用されるポンプ水車の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6に示したものは、従来のポンプ水車である。図において、符号1はランナ、3はガイドベーン、4はガイドベーンアーム、5はリンク、6はガイドリング、7はステーベーン、8はステーベーン7を水圧から支持するスピードリング、9はケーシング、10はランナ1の主軸、11は主軸受、12は上カバー、13は下カバー、14は吸出し管である。
ランナ1は、クラウン板1a、シュラウド板1b、ランナベーン1c、およびランナコーン1dにより構成されており、クラウン板1aの上面中央部に主軸10が固定されている。クラウン板1aとシュラウド板1bとの間には水路が形成され、この水路中に複数のランナベーン1cが配置されている。
クラウン板1aの上方には上カバー12が配置されてクラウン板1aを覆っている。シュラウド板1bの下方には下カバー13が配置されており、ケーシング9とともにコンクリート15に固定されている。
下カバー13は、排水ボックス20と一体となった構造である。排水ボックス20は、ポンプ水車のポンプ運転起動時にガイドベーン3を閉じて水面をランナより十分下方に押し下げて運転する際に、ガイドベーン3から漏れる水をためて排出するための装置である。
具体的には、上板21が中心軸周りに環状に設けられ、その直下に排水ボックス20が中心軸周りに上板21と一体に設けられている。排水ボックス20は、その幅が上板21の幅と略同一であり、その底面20aがコンクリート15に支持されている。すなわち、上板21は排水ボックス20を介して間接的にコンクリート15に支持されている。上板21には、不図示の排水孔が設けられており、ポンプ運転起動時にガイドベーン3を漏れた水が孔を通って排水ボックス20内に流入するようになっている。また排水ボックス20には不図示の排水配管が開口しており、排水ボックス20内に流入した水が排出されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成されたポンプ水車では、ランナ1と下カバー13との間の水圧によって、図の矢印F方向の外圧を受ける。このため、排水ボックス20の高さを高くして十分な剛性を確保する必要があり、下カバーが大型化してしまうという問題があった。
【0004】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、下カバーを小型化することができるポンプ水車を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ランナと、該ランナの下方に位置し、該ランナの回転軸周りに環状に設けられた下カバーとを備えたポンプ水車において、前記下カバーは、上板と、該上板の内径側下方に設けられコンクリートが充填される空隙部と、該上板の外周側下方に設けられ前記ランナ側から水が流入する排水ボックスとを備え、前記排水ボックスの内周側の壁部は、上方の径が下方の径より小さい断面視傾斜面をなしていることを特徴とする。
【0006】
この発明においては、下カバーの上板が直接コンクリートによって支持されるため、剛性が高い。そして、排水ボックスの内周側の壁部を、ランナ回転軸を含む平面による断面において、上方がランナ回転軸側に傾く傾斜面とする。このように内周側壁部を傾けて外圧F(図6参照)と略平行にすることによって剛性がさらに増し、また、内径側の配管の施工性を維持しながら排水ボックスの容量を確保することが可能となる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のポンプ水車において、前記排水ボックスの外径側の壁部は、前記ランナの外周側に位置するスピードリングの一部であることを特徴とする。
【0008】
この発明においては、排水ボックスの外周壁をスピードリングの一部が兼ねることにより、排水ボックスの容積が増加するとともにボックス内にリブを設けることが可能となり剛性を向上させることができ、また排水ボックス内の塗装作業が容易になる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示したものは、本発明の一実施形態として示したフランシス型ポンプ水車である。図において、符号1はランナ、3はガイドベーン、4はガイドベーンアーム、5はリンク、6はガイドリング、7はステーベーン、8はステーベーン7を水圧から支持するスピードリング、9はケーシング、10はランナ1の主軸、11は主軸受、12は上カバー、30は下カバー、14は吸出し管である。
ランナ1は、クラウン板1a、シュラウド板1b、ランナベーン1c、およびランナコーン1dにより構成されており、クラウン板1aの上面中央部に主軸10が固定されている。クラウン板1aとシュラウド板1bとの間には水路が形成され、この水路中に複数のランナベーン1cが配置されている。
クラウン板1aの上方には上カバー12が配置されてクラウン板1aを覆っている。シュラウド板1bの下方には下カバー30が配置されており、ケーシング9とともにコンクリート15に固定されている。
【0012】
さて、下カバー30の構成について具体的に説明する。図2は下カバー30の一部を破断した上面図であり、図3は同側断面図、図4は部分拡大図である。
図において、符号31はバッフル板であり、符号32はバッフル板の直下に設けられた排水ボックスである。排水ボックス32は、具体的には内周壁33、外周壁34、および底壁35により構成されている。また、その幅はバッフル板31と比較して略半分程度とされており、バッフル板31の径方向外側に位置して設けられている。
排水ボックス32の内周壁33は、上方の径(曲率半径)が下方の径より小さい断面視傾斜面をなしている。すなわち、ランナ1の回転軸を含む平面による断面において、排水ボックス32の内周壁33は、上方がランナ1の回転軸側に傾く傾斜面となっている。
バッフル板31の径方向内側には、下カバー30の空隙部38が設けられ、ここにコンクリート15が充填されることによって、バッフル板31の内径側が直接コンクリート15に支持されている。
図2に示すように、下カバー30は半円状の二つの分割部材30a、30bが当接面30c、30dで合わせられた状態で互いに固定されて構成されており、各々、周方向の長さが半周弱である排水ボックス32が独立して二つ設けられている。なお、空隙部38はリブ40に仕切られつつ全周に渡って設けられている。排水ボックス32は大きな容積であることが望ましいため、このように略全周に渡って設けられている構成となっている。
【0013】
また、バッフル板31の一部には排水孔41が設けられており、ガイドベーン3を漏れ出た水が排水ボックス32に流入されるようになっている。また、排水ボックス32の底部には排水配管42が開口しており、排水ボックス32に流入した水が排出されるようになっている。
また、図4に示すように、ランナ1と下カバー30との間に設けられたランナシール43を冷却するランナシール冷却水管45が下カバー30の空隙部38を通って下カバー30の径方向内側に開口し、また、ランナ1の側圧を検出するランナ側圧管46が下カバー30の空隙部38を通り、先端がバッフル板31の上方に露出した状態で設けられている。
また、図2,図3の符号48は、ガイドベーン3を漏れた水を補助的に排水するプライミング排水管であり、排水ボックス32を貫通している。
【0014】
このように構成された下カバー30では、バッフル板31が直接コンクリート15によって支持されるので、十分な剛性を確保することができ、下カバー30を小型化することができる。
また、従来においてはランナシール冷却水管45およびランナ側圧力管46を排水ボックス20内部を通して取り付ける必要があったため、排水ボックス20内に人が入って作業しなければならず、作業労力が大きかった。本例においては、排水ボックス32を通さずに下カバー30の空隙部38を通して取り付けることができるから、容易に作業することができる。
さらに、排水ボックス32の内周壁33が傾斜しているため、外圧F(図6参照)と略平行となることによって剛性をさらに増すことができる。また、内径側の配管45,46の施工性を維持しながら排水ボックス32の容量を確保することが可能となる。
【0015】
なお、バッフル板31は従来と比較して厚板構造とすることで、さらに剛性を高めることができ、排水ボックス32内の塗装作業が容易になると共に、排水ボックス32内にもリブを設けることが可能となるため剛性を向上させることができる。
また、図5に示すように、排水ボックス34の外周壁(図4の符号34参照)を取り除いてスピードリング8の一部を外周壁の代用とすることで、排水ボックス32の容積を増加させることができる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のポンプ水車においては、下カバーの上板が直接コンクリートによって支持されるため、剛性を高めることができ、下カバーの小型化を実現することができる。しかも、排水ボックスの内周側の壁部は、上方の径が下方の径より小さい断面視傾斜面をなしているため、外圧と略平行となることによって剛性がさらに増し、また、内径側の配管の施工性を維持しながら排水ボックスの容量を確保することが可能となる(請求項1)。
また、排水ボックスの外周壁をスピードリングの一部が兼ねることにより、排水ボックスの容積を増加させることができる(請求項2)。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態として示したポンプ水車の部分断面図である。
【図2】 同ポンプ水車に用いられる下カバーの一部を破断した上面図である。
【図3】 同下カバーの側断面図である。
【図4】 同下カバーの一部を拡大した側断面図である。
【図5】 本発明の変形例として示したポンプ水車の下カバーの一部を拡大した側断面図である。
【図6】 従来のポンプ水車の部分断面図である。
【符号の説明】
1 ランナ
8 スピードリング
30 下カバー
31 バッフル板(上板)
32 排水ボックス
38 空隙部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a pump turbine used for hydroelectric power generation.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a conventional pump turbine. In the figure, reference numeral 1 is a runner, 3 is a guide vane, 4 is a guide vane arm, 5 is a link, 6 is a guide ring, 7 is a stay vane, 8 is a speed ring for supporting the
The runner 1 includes a
An
The
Specifically, the upper plate 21 is provided in an annular shape around the central axis, and the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the pump turbine configured as described above, the external pressure in the direction of arrow F in the figure is received by the water pressure between the runner 1 and the
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a pump turbine that can reduce the size of the lower cover.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a pump turbine including a runner and a lower cover that is positioned below the runner and is provided around the rotation axis of the runner. The lower cover includes an upper plate, A gap portion that is provided below the inner diameter side of the upper plate and is filled with concrete, and a drainage box that is provided below the outer periphery side of the upper plate and into which water flows from the runner side , and has an inner circumference of the drainage box The side wall portion is characterized in that the upper diameter forms an inclined surface in sectional view smaller than the lower diameter .
[0006]
In the present invention, since the upper plate of the lower cover is directly supported by the concrete, the rigidity is high. And the wall part of the inner peripheral side of a drainage box is made into the inclined surface which upper direction inclines to a runner rotating shaft side in the cross section by the plane containing a runner rotating shaft. By tilting the inner peripheral side wall so as to be substantially parallel to the external pressure F (see FIG. 6), the rigidity is further increased, and the capacity of the drainage box is secured while maintaining the workability of the piping on the inner diameter side. Is possible.
[0007]
The invention according to
[0008]
In this invention, a part of the speed ring serves as the outer peripheral wall of the drainage box, so that the volume of the drainage box can be increased and ribs can be provided in the box, so that the rigidity can be improved. The painting work inside becomes easy.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
What is shown in FIG. 1 is the Francis type pump-turbine shown as one Embodiment of this invention. In the figure, reference numeral 1 is a runner, 3 is a guide vane, 4 is a guide vane arm, 5 is a link, 6 is a guide ring, 7 is a stay vane, 8 is a speed ring for supporting the
The runner 1 includes a
An
[0012]
Now, the configuration of the
In the figure,
The inner
A
As shown in FIG. 2, the
[0013]
Further, a
Further, as shown in FIG. 4, a runner seal
The
[0014]
In the
Further, conventionally, the runner seal cooling
Furthermore, since the inner
[0015]
The
Further, as shown in FIG. 5, the volume of the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, in the pump turbine according to the present invention, since the upper plate of the lower cover is directly supported by concrete, the rigidity can be increased and the size of the lower cover can be reduced. Moreover, since the wall portion on the inner peripheral side of the drainage box has an inclined surface in section when the upper diameter is smaller than the lower diameter, the rigidity is further increased by being substantially parallel to the external pressure. It is possible to secure the capacity of the drainage box while maintaining the workability of the piping (claim 1).
Moreover, the volume of the drainage box can be increased by part of the speed ring serving as the outer peripheral wall of the drainage box (claim 2).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a pump turbine shown as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view in which a part of a lower cover used in the pump turbine is broken.
FIG. 3 is a side sectional view of the lower cover.
FIG. 4 is an enlarged side cross-sectional view of a part of the lower cover.
FIG. 5 is an enlarged side sectional view of a part of a lower cover of a pump turbine shown as a modification of the present invention.
FIG. 6 is a partial sectional view of a conventional pump turbine.
[Explanation of symbols]
1 Runner 8
32
Claims (2)
前記下カバーは、上板と、該上板の内径側下方に設けられコンクリートが充填される空隙部と、該上板の外径側下方に設けられ前記ランナ側から水が流入する排水ボックスとを備え、前記排水ボックスの内周側の壁部は、上方の径が下方の径より小さい断面視傾斜面をなしていることを特徴とするポンプ水車。In a pump turbine provided with a runner and a lower cover that is positioned below the runner and is annularly provided around the rotation axis of the runner,
The lower cover includes an upper plate, a gap provided below the upper plate on the inner diameter side and filled with concrete, and a drainage box provided below the outer plate on the outer diameter side and into which water flows from the runner side. And the wall portion on the inner peripheral side of the drainage box has an inclined surface in sectional view that has an upper diameter smaller than the lower diameter .
前記排水ボックスの外周側の壁部は、前記ランナの外周側に位置するスピードリングの一部であることを特徴とするポンプ水車。The pump turbine according to claim 1,
The pump turbine according to claim 1, wherein the outer peripheral wall of the drainage box is a part of a speed ring located on the outer peripheral side of the runner.
Priority Applications (1)
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JP2001165572A JP4658382B2 (en) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Pump water wheel |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP2002364511A JP2002364511A (en) | 2002-12-18 |
JP4658382B2 true JP4658382B2 (en) | 2011-03-23 |
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ID=19008222
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JP2001165572A Expired - Lifetime JP4658382B2 (en) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Pump water wheel |
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Country | Link |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5043339A (en) * | 1973-08-22 | 1975-04-19 | ||
JPS5148543U (en) * | 1974-10-09 | 1976-04-12 |
-
2001
- 2001-05-31 JP JP2001165572A patent/JP4658382B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5043339A (en) * | 1973-08-22 | 1975-04-19 | ||
JPS5148543U (en) * | 1974-10-09 | 1976-04-12 |
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