JP4758797B2 - Francis turbine for hydropower - Google Patents
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Description
本発明は、水力発電用のフランシス水車に関し、より詳細には、省スペース化を図るとともに、過度時の挙動を外部に波及させないように改良し、中高落差の水力発電に適用できるようにしたフランシス水車に関する。 The present invention relates to a Francis turbine for hydroelectric power generation, and more specifically, to save space and improve the behavior so that it does not propagate to the outside when it is excessive, so that it can be applied to medium-to-high drop hydropower generation. Concerning water wheel.
従来より、水力発電装置では、低落差の場合にはプロペラ水車が用いられ、一方、中高落差の場合にはフランシス水車が用いられている。 Conventionally, in a hydroelectric generator, a propeller turbine is used for a low head, while a Francis turbine is used for a medium to high head.
以下に、プロペラ水車が中高落差の水力発電装置に適用できない理由を説明する。水力発電用として適用される水車の形式は、水車の回転速度N,水車出力P,および適用落差Hのパラメータに基づいて求められる比速度Nsによって決定される(数1参照)。 Hereinafter, the reason why the propeller turbine cannot be applied to the medium to high drop hydroelectric generator will be described. The type of the turbine used for hydropower generation is determined by the specific speed Ns determined based on the rotation speed N of the turbine, the turbine output P, and the applied head H parameter (see Equation 1).
したがって、中高落差の水力発電にプロペラ水車を適用する場合には、適用落差Hを分割するために、複数の水車を導水管上に併設する必要があるとともに、各水車に発電機を設ける必要があるため、設置スペースが大きくなり、かつ、製造コストが嵩んでしまうという問題があった。このような理由から、中高落差の水力発電には、プロペラ水車よりも高効率で発電可能なフランシス水車が適している。 Therefore, when a propeller turbine is applied to medium-high head hydropower generation, in order to divide the applicable head H, it is necessary to install a plurality of turbines on the water conduit and to provide a generator for each turbine. Therefore, there are problems that the installation space becomes large and the manufacturing cost increases. For this reason, Francis turbines that can generate power more efficiently than propeller turbines are suitable for medium- and high-head hydropower generation.
また、一般に、プロペラ水車のランナベーンおよびガイドベーンが共に可動である場合には、そのランナベーン駆動機構は、プロペラ水車の内部に設置される。したがって、プロペラ水車が小流量地点に配される場合には、水車寸法が小さくなるため、ランナベーン駆動機構の収納が困難であった。 In general, when both the runner vane and the guide vane of the propeller turbine are movable, the runner vane drive mechanism is installed inside the propeller turbine. Therefore, when the propeller water turbine is arranged at a small flow rate point, the size of the water turbine is small, so that it is difficult to store the runner vane drive mechanism.
さらに、ブロペラ水車の効率特性は、ランナベーンおよびガイドベーンが可動な場合には、全流領域においてフラットな効率特性を有するが、ランナベーンが固定の場合には、尖った特性となり、変流量に追随しにくいという欠点を有する。一方、フランシス水車の変流量(特に低流量)特性は、ランナベーンおよびガイドベーンが可動のプロペラ水車に比べると劣るが、ランナベーンが固定のプロペラ水車より優れている。このような点から、フランシス水車は、中高落差の水力発電における変流量地点に設置する水車として適している。 In addition, the efficiency characteristics of the propeller turbine have a flat efficiency characteristic in the entire flow region when the runner vane and the guide vane are movable, but when the runner vane is fixed, it becomes a sharp characteristic and follows the variable flow rate. It has the disadvantage of being difficult. On the other hand, the variable flow rate (particularly low flow rate) characteristics of Francis turbines are inferior to those of propeller turbines in which runner vanes and guide vanes are movable, but are superior to propeller turbines in which runner vanes are fixed. From this point of view, the Francis turbine is suitable as a turbine installed at a variable flow point in a medium to high drop hydroelectric power generation.
以下、従来のフランシス水車について、図9ないし図11を参照にしながら説明する。 Hereinafter, a conventional Francis turbine will be described with reference to FIGS.
図9は、従来のフランシス水車の概略図であり、図10および図11は、その上面図および要部断面図である。図9において、フランシス水車101は、水車主軸102の一端(図9右側)に固着されたランナ103と、該ランナ103の外周に配されたガイドベーン104と、該ガイドベーン104の外周を取り囲むように配された渦巻状のケーシング105と、水車主軸102の他端(図9左側)に連結された発電機106とを備えている。
FIG. 9 is a schematic view of a conventional Francis turbine, and FIGS. 10 and 11 are a top view and a cross-sectional view of a main part thereof. In FIG. 9, a Francis
導水管105a(図10参照)により水車入口まで導かれた流水は、渦巻状のケーシング105を通ってガイドベーン104で加速され、水車主軸102に対して垂直な方向でランナ103に流入する。この流入した水は、ランナ103の羽根の間を充満して流れながらランナ103に水動力を伝達する。ランナ103を通過して水車主軸102の軸方向に流出された水は、ドラフト管107で流速を減速し、吸出し管108を経由して放水口から排出される。
Flowing water guided to the turbine inlet by the
しかしながら、このような構成からなる従来のフランシス水車101では、渦巻状のケーシング105の直径D1が導水管105aの直径やドラフト管107の直径D2より顕著に大きくなり、かつ、図10に示すように、導水管105aとドラフト管107とが直角に開く配置であることにより、スペース上の制約が生じ、その設置スペースの確保が困難になる場合があった。
However, in the conventional Francis
また、従来のフランシス水車101では、発電機106および水車主軸102が導水管105aやドラフト管107の外側に配されるため、この発電機106および水車主軸102を設置するためのスペースを確保するために、径方向だけではなく軸方向に対してもスペースを確保する必要があった。
Further, in the conventional Francis
以上のような点から、従来の水力発電装置101は、設置スペースに制限がある場合や、導水管とドラフト管107の配置に制限がある場合には、適用することができないという問題があった。
From the above points, the conventional
また、従来のフランシス水車101では、ガイドベーン104を開閉する装置が、複数のアームやピンを連結した複雑なリンク機構であった。そのため、組立調整が困難であり、製造コストが嵩んでしまい、かつ、ピンの経年摩耗に伴う部品交換を要し、保守管理が容易でないという問題があった。
In the conventional Francis
また、従来のフランシス水車101では、発電機106の負荷が解列した際、すなわち過度時に、ランナ103の回転が上昇し、ランナ103に流れる水が減少する現象が生じ、これにより、ランナ103より上流側の水圧が上昇するとともに、断水が生じる虞があった。
Further, in the conventional Francis
さらに、従来のフランシス水車101では、ランナ103と水車主軸102との取付部に配される水切部材109が、同じくこの取付部に配されるラビリンスシール110のギャップ調整後に取り付ける構造になっていたため、取り付けに手間がかかり、製造コストの低減化を図ることができないという問題があった。
Furthermore, in the conventional Francis
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的は、中高落差の水力発電に適用できるように、装置の省スペース化を図るとともに、過度時の挙動を外部に波及させないように改良し、かつ、ガイドベーン開閉手段を簡素化することにより製造コストの低コスト化を図ったフランシス水車を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object thereof is to reduce the space of the apparatus and prevent the excessive behavior from spreading to the outside so that it can be applied to medium- and high-head hydropower generation. An object of the present invention is to provide a Francis turbine that is improved as described above and that simplifies the guide vane opening and closing means to reduce the manufacturing cost.
本発明の上記目的は、一端側が開口になっているとともに他端側が閉口になっている内周壁、および該内周壁の外側に配された外周壁からなる環状の導水管と、前記環状の導水管の内周壁によって形成された内部空間に、軸受を介して回転自在に支持された水車主軸と、前記水車主軸の一端に、該水車主軸と一体に回転するように取り付けられたランナと、前記水車主軸に連結された発電機と、前記環状の導水管の一端側に接続され、前記環状の導水管からの流水を前記ランナに流入するために該ランナの外周に配されたケーシングと、前記ケーシングより取り入れた流水を加速して前記ランナに導入する複数のガイドベーンとを備え、前記複数のガイドベーンに取り付けられた外歯車と、前記複数のガイドベーンを囲周するように配されたガイドリングと、該ガイドリングの内周に取り付けられた前記外歯車と噛合する内歯車とからなるガイドベーン開閉手段を備え、前記ガイドリングを回動変位することにより、前記複数のガイドベーンの水口開度を可変するフランシス水車によって、達成される。 The above object of the present invention is to provide an annular water conduit comprising an inner peripheral wall having an open end on one end and a closed end on the other end, and an outer peripheral wall disposed outside the inner peripheral wall, and the annular guide pipe. A turbine main shaft rotatably supported via a bearing in an internal space formed by an inner peripheral wall of the water pipe, a runner attached to one end of the turbine main shaft so as to rotate integrally with the turbine main shaft, A generator connected to the water wheel main shaft, a casing connected to one end of the annular conduit, and a casing disposed on an outer periphery of the runner to allow the flowing water from the annular conduit to flow into the runner; to accelerate the flowing water incorporating from casing and a plurality of guide vanes to be introduced into the runner, and an outer gear attached to said plurality of guide vanes, arranged a plurality of guide vanes such that encircled A guide vane opening / closing means comprising an idling and an internal gear meshing with the external gear attached to the inner periphery of the guide ring, and opening the water ports of the plurality of guide vanes by rotationally displacing the guide ring. Accomplished by Francis turbine, which varies degrees .
また、上記目的は、前記発電機の負荷が解列した際に、前記流水を前記環状の導水管から前記ランナを経由せずに排出するためのバイパス機構を備えていることにより、効果的に達成される。 Further, the object is effectively provided with a bypass mechanism for discharging the flowing water from the annular conduit without going through the runner when the load of the generator is disconnected. Achieved.
また、上記目的は、前記発電機を、前記水車主軸の他端側に設けられた動力伝達機構を介して、前記水車軸に連結したことにより、効果的に達成される。 Moreover, the said objective is effectively achieved by connecting the said generator to the said turbine shaft via the power transmission mechanism provided in the other end side of the said turbine main shaft.
さらに、上記目的は、前記ランナと前記水車主軸との取付部は、水密を維持するためのラビリンスシールまたはメカニカルシールと、前記水車主軸と前記ラビリンスシールまたはメカニカルシールとの間に配された水切部材とを備え、かつ前記ラビリンスシールまたはメカニカルシールは、前記水切部材が前記水車主軸に取り付けられた後に、前記水車主軸に装着されることにより、効果的に達成される。 Further, the object is that the mounting portion between the runner and the water turbine main shaft is a labyrinth seal or mechanical seal for maintaining water tightness, and a draining member disposed between the water wheel main shaft and the labyrinth seal or mechanical seal. The labyrinth seal or the mechanical seal is effectively achieved by attaching the water draining member to the turbine main shaft after the water draining member is attached to the turbine main shaft.
以上のように構成された本発明に係る水力発電用フランシス水車によると、ランナに流入される流水の経路を、環状の導水管と、該環状の導水管の一端側に接続されたケーシングとから構成し、水車主軸を環状の導水管の内周壁により形成された内部空間内に配した。これにより、フランシス水車の径方向および軸方向の省スペース化を図ることができる。その結果、従来は設置スペースの面で水力発電に適用するのが困難であったフランシス水車を、水力発電用として用いることができる。 According to the Francis turbine for hydroelectric power generation according to the present invention configured as described above, the path of flowing water flowing into the runner includes an annular water conduit and a casing connected to one end of the annular water conduit. The turbine main shaft is arranged in the internal space formed by the inner peripheral wall of the annular water conduit. Thereby, the space saving of the radial direction and axial direction of a Francis turbine can be achieved. As a result, the Francis turbine, which has conventionally been difficult to apply to hydropower generation in terms of installation space, can be used for hydropower generation.
また、複数のガイドベーンを囲周するように配されたガイドリングを円周方向に回動変位し、その回動変位が内歯車および外歯車を介して各ガイドベーンに伝達されることにより、各ガイドベーンの開閉操作が一斉に行われるようにした。これにより、ガイドベーンの開閉手段の構成を簡素化することができ、フランシス水車の製造コストの低減を図ることができる。 Further, the guide ring arranged so as to surround the plurality of guide vanes is rotationally displaced in the circumferential direction, and the rotational displacement is transmitted to each guide vane via the internal gear and the external gear, The guide vanes are opened and closed at the same time. Thereby, the structure of the opening / closing means of the guide vane can be simplified, and the manufacturing cost of the Francis turbine can be reduced.
また、系統事故等により、発電機の負荷が解列した際に、流水を導水管からランナを経由せずに排出するためのバイパス機構を備え、過度時の挙動を外部に波及させないようにした。これにより、水車ランナの回転が上昇した場合に水車ランナの上流側で水圧上昇が生じるのを防止することができ、安全性の向上を図ることができる。 In addition, when the load on the generator is disconnected due to a system fault, etc., a bypass mechanism is provided to discharge the running water from the water conduit without going through the runner, so that the behavior during excessive times is not propagated to the outside. . Thereby, when rotation of a water turbine runner goes up, it can prevent that a water pressure rise arises in the upper stream side of a water turbine runner, and can aim at improvement in safety.
さらに、水車主軸とランナとの取付部に備えられたラビリンスシールまたはメカニカルシールが、水切部材が水車主軸に取り付けられた後に、水車主軸に装着される構造にした。これにより、構造が簡素化され、水切部材とラビリンスシールまたはメカニカルシールとのギャップ調整を容易に行うことができる。 Further, the labyrinth seal or the mechanical seal provided in the attachment portion between the water turbine main shaft and the runner is configured to be attached to the water turbine main shaft after the draining member is attached to the water turbine main shaft. Thereby, a structure is simplified and the gap adjustment of a draining member and a labyrinth seal or a mechanical seal can be performed easily.
以下、本発明の実施形態について、図1ないし図8を参照にしながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施形態に係る水力発電用フランシス水車を示す要部断面図であり、図2および図3は、その側面図および上面図である。図1において、フランシス水車1は、内周壁2Aと該内周壁2Aの外側に配された外周壁2Bとからなる環状の導水管2を備え、該導水管2の内周壁2Aの一端側2Aa(図1左側)は開口になっており、一方、その他端側2Ab(図1右側)は閉口になっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a Francis turbine for hydroelectric power generation according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a side view and a top view, respectively. In FIG. 1, a Francis
この導水管2の内周壁2Aによって形成された内部空間3には、水車主軸4が、軸受5,6を介して回転自在に支持されている。この水車主軸4の一端には、該水車主軸4と一体に回転するように取り付けられたランナ7が備えられ、該ランナ7は、流水wのエネルギを回転エネルギに変換して水車主軸4に伝達するようになっている。一方、水車主軸4の他端には、水車主軸4の回転を導水管2の上方に配された発電機8に伝達するための動力伝達機構9が備えられている。
A turbine main shaft 4 is rotatably supported via bearings 5 and 6 in the
この動力伝達機構9は、水車主軸と同軸に取り付けられた水車主軸プーリ10と、発電機8の軸8Aと同軸に取り付けられた発電機軸プーリ11と、環状の導水管2の上部に形成された連通孔12(図3参照)を通って水車主軸プーリ10と発電機主軸プーリ11との間に巻回された伝達ベルト13とから構成され、ランナ7から水車主軸4に伝達された流水wによる回転エネルギを、発電機8に伝達するようになっている。なお、本実施形態に係る水力発電用フランシス水車1では、発電機8が導水管2の上方に配されているが、これに限定されず、設置条件などに応じて適宜変更可能である。
The
また、環状の導水管2の一端側(図1左側)には、導水管2からの流水wをランナ7に流入するために該ランナ7の外周に配されたケーシング14が接続されている。このケーシング14の内周壁14Aと導水管2の内周壁2Aとの接合部(図1中のX領域)には、図4に示すように、Oリング15が介装され、互いの接合面の間には間隙S(約0.5mm)が設けられている。一方、ケーシング14の外周壁14Bと導水管2の外周壁2Bとの接合部(図1中のY領域)は、図5に示すようにインロー接合になっている。すなわち、本実施形態に係るフランシス水車1では、導水管2の内周壁2Aとケーシング14の内周壁14AとをOリング15を介して接合するにより、互いの内周壁2A,14Aの接合面の間に間隙Sを設け、この間隙Sにより、導水管2の外周壁2Bとケーシング14の外周壁14Bとのインロー接合を可能にしている。
Further, a
また、ランナ7の上流側には、ケーシング14からランナ7に流入される流水wをランナ7の径方向へ導くスピードリング16と、該スピードリング16を通過した流水wを効率よく加速してランナ7に供給する複数のガイドベーン17とが備えられている。一方、ランナ7の下流側には、ランナ7を通過して軸方向に放出された流水wを減速するためのドラフト管18が備えられている。
Further, on the upstream side of the runner 7, a
また、ランナ7と水車主軸4との取付部には、水密を維持するためのラビリンスシール19と、該ラビリンスシール19と水車主軸4との間に配された水切部材20とが備えられている。このラビリンスシール19は、水切部材20が水車主軸4に取り付けられた後に、水車主軸4に装着されるようになっている。ここで、水切部材20とラビリンスシール19とのギャップ調整が行われ、その後、ランナ7が水車主軸4の一端に固着される。なお、本実施形態では、水密を維持するためにラビリンスシール19を用いたが、これに限定されず、例えばラビリンスシール19の代わりにメカニカルシールを用いてもよい。
A mounting portion between the runner 7 and the water turbine main shaft 4 is provided with a
図6は、複数のガイドベーン17の水口開度を調整するためのガイドベーン開閉手段21を示す正面図である。図1および図6において、各ガイドベーン17の軸端(図1左側)には、外周に外歯を有する外歯車22が取り付けられている。また、各ガイドベーン17の外歯車22を囲周するように配されたガイドリング23の内周には、各外歯車22と噛合する内歯車24が一体に取り付けられている。ガイドリング23は、図1などに示すように、サーボ機構(図示せず)からの動きを伝達するためのコネクティングロッド25に連結されている。このような構成からなるガイドベーン開閉手段21は、コネクティングロッド25の動きに応じてガイドリング23が円周方向に回動変位し、その回動変位が内歯車24および外歯車22を介して各ガイドベーン17に伝達され、これにより、各ガイドベーン17の開閉操作を一斉に行えるようになっている。
FIG. 6 is a front view showing guide vane opening / closing means 21 for adjusting the water opening of the plurality of
また、本実施形態に係るフランシス水車1は、図2および図3に示すように、系統事故等により発電機8の負荷が解列した際、すなわち過度時に、流水w´を環状の導水管2からランナ7を経由せずにドラフト管18に排出するためのバイパス機構26を備えている。このバイパス機構26は、一端が環状の導水管2の外周壁2Bの一部に連結された第1バイパス管27と、該第1バイパス管の他端に導入口28Aが連結されたバイパス弁部28と、一端がバイパス弁部28の排出口28Bに連結されるとともに、他端がドラフト管18の一部に連結された第2バイパス管29とから構成されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
図7は、バイパス機構26のバイパス弁部28を示す要部断面図であり、図8は、その上面図である。なお、図7のバイパス弁部28では、説明しやすいように、導水口28Aを仮想的に90度回転して2点鎖線で示している(符号28A´)。図7において、バイパス弁部28は、ハンドル軸30の一端に取り付けられた手動ハンドル31と、ハンドル軸30の他端に取り付けられた吸着板32と、該吸着板32に磁力で吸着する電磁マグネット33と、該電磁マグネット33が一端に取り付けられたバルブ軸34と、該バルブ軸34の他端に取り付けられ、バイパス弁35を封鎖するためのバルブ36とを備えている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part showing the
このような構成からなるバイパス弁部28では、系統事故等により発電機8の負荷が解列した際には、電磁マグネット33に供給されている電源が喪失される。この電磁マグネット33の解磁により、吸着板32から電磁マグネット33が切り離され、電磁マグネット33,バルブ軸34,およびバルブ36は、各部材の自重およびバルブ36にかかる水圧荷重によって図7下方に移動する。これにより、バルブ36によって封鎖されていたバイパス弁35が開口され、導水管2から第1バイパス管27を介して導入口28A(28A´)に導入された流水w´は、バイパス弁35を通過し、排出口28Bおよび第2バイパス管29を経由してドラフト管18に排出される。
In the
一方、開口されたバイパス弁35を再度閉口する場合には、電磁マグネット33が励磁された後に、手動ハンドル31の回動により、吸着板32が電磁マグネット33の上面まで下げられる。そして、吸着板32と電磁マグネット33とが吸着したら、手動ハンドル31の回動により、吸着板32,電磁マグネット33,バルブ軸34,およびバルブ36が上方に引き上げられ、バイパス弁35は、バルブ36によって閉口される。
On the other hand, when the opened bypass valve 35 is closed again, the attracting plate 32 is lowered to the upper surface of the electromagnetic magnet 33 by the rotation of the
以上のように、本実施形態に係る水力発電用フランシス水車1によると、ランナ7に流入される流水wの経路を、環状の導水管2と、該環状の導水管2の一端側に接続されたケーシング14とから構成した。これにより、従来の渦巻型ケーシングを備えたフランシス水車1よりも、径方向の省スペース化を図ることができる。
As described above, according to the
また、本実施形態に係るフランシス水車1によると、環状の導水管2の内部空間3に水車主軸4を備え、該水車主軸4の回転エネルギを、動力伝達機構9を介して導水管2の外側に配された発電機8に伝達する構成にした。この構成により、フランシス水車1の軸方向における省スペース化を図ることができ、かつ、発電機8のサイズ変更や故障などが生じた場合に、簡単に発電機8を交換することができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係るフランシス水車1によると、導水管2の内周壁2Aとケーシング14の内周壁14Aとの間にOリング15を介装し、この間に間隙Sを設けた。これにより、導水管2の外周壁2Bとケーシング14の外周壁14Bとのインロー接合が可能となり、容易に組み立てることができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係るフランシス水車1によると、水車主軸4とランナ7との取付部の構造を、水切部材20が水車主軸23に取り付けられた後に、ラビリンスシール19が水車主軸4に装着されるようにした。これにより、構造が簡素化され、ラビリンスシール19および水切部材20の取付工程が容易化され、製造コストを低減することができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係るフランシス水車1によると、複数のガイドベーン17の水口開度を調整するためのガイドベーン開閉手段21が、コネクティングロッド25の動きに応じてガイドリング23を円周方向に回動変位し、その回動変位を内歯車24および外歯車22を介して各ガイドベーン17に伝達する構造になっている。これにより、各ガイドベーン17の開閉操作を一斉に行う開閉手段の構成を簡素化することができ、フランシス水車1の製造コストの低減を図ることができる。また、ガイドリング23とガイドベーン17とを連結する部材を省いたことにより、組み立て工数を削減することができるとともに、磨耗部品が削減され、装置寿命の延長化を図ることができる。
Further, according to the
さらに、本実施形態に係るフランシス水車1は、系統事故等により発電機8の負荷が解列した際に、流水w´を環状の導水管2からランナ7を経由せずにドラフト管18に排出するためのバイパス機構26を備えている。これにより、ランナ7の回転上昇に伴ってランナ7に流れ込む流水wが減少する現象が生じても、導水管2の流水w´をバイパス機構26を介してドラフト管18に逃がすことができるので、ランナ7の上流側の水圧上昇および断水の発生を防止することができる。
Further, the
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
本発明に係るフランシス水車は、水力発電に適用することができ、特に中高落差の水力発電の場合に有用である。 The Francis turbine according to the present invention can be applied to hydroelectric power generation, and is particularly useful in the case of medium to high-head hydroelectric power generation.
1 フランシス水車
2 導水管
2A 内周壁
2B 外周壁
3 内部空間
4 水車主軸
5 軸受
6 軸受
7 ランナ
8 発電機
9 動力伝達機構
14 ケーシング
17 ガイドベーン
19 ラビリンスシール
20 水切部材
21 ガイドベーン開閉手段
22 外歯車
23 ガイドリング
24 内歯車
26 バイパス機構
27 第1バイパス管
28 バイパス弁部
29 第2バイパス管
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記環状の導水管の内周壁によって形成された内部空間に、軸受を介して回転自在に支持された水車主軸と、
前記水車主軸の一端に、該水車主軸と一体に回転するように取り付けられたランナと、
前記水車主軸に連結された発電機と、
前記環状の導水管の一端側に接続され、前記環状の導水管からの流水を前記ランナに流入するために該ランナの外周に配されたケーシングと、
前記ケーシングより取り入れた流水を加速して前記ランナに導入する複数のガイドベーンとを備え、
前記複数のガイドベーンに取り付けられた外歯車と、前記複数のガイドベーンを囲周するように配されたガイドリングと、該ガイドリングの内周に取り付けられた前記外歯車と噛合する内歯車とからなるガイドベーン開閉手段を備え、前記ガイドリングを回動変位することにより、前記複数のガイドベーンの水口開度を可変することを特徴とする水力発電用フランシス水車。 An annular water conduit comprising an inner peripheral wall having an opening on one end side and a closed end on the other end side, and an outer peripheral wall disposed outside the inner peripheral wall;
A turbine main shaft rotatably supported via a bearing in an internal space formed by an inner peripheral wall of the annular water conduit;
A runner attached to one end of the turbine spindle so as to rotate integrally with the turbine spindle;
A generator coupled to the turbine spindle;
A casing that is connected to one end side of the annular conduit, and that is disposed on the outer periphery of the runner in order to allow running water from the annular conduit to flow into the runner;
A plurality of guide vanes for accelerating flowing water taken from the casing and introducing it into the runner ;
An external gear attached to the plurality of guide vanes, a guide ring arranged to surround the plurality of guide vanes, and an internal gear meshing with the external gear attached to the inner periphery of the guide ring; A hydroelectric power generation Francis turbine , comprising: a guide vane opening / closing means comprising: a plurality of guide vanes, wherein the opening of the plurality of guide vanes is varied by rotating the guide ring .
前記ラビリンスシールまたはメカニカルシールは、前記水切部材が前記水車主軸に取り付けられた後に、前記水車主軸に装着される請求項1乃至3のいずれかに記載の水力発電用フランシス水車。 The mounting portion between the runner and the water turbine main shaft includes a labyrinth seal or mechanical seal for maintaining water tightness, and a draining member disposed between the water wheel main shaft and the labyrinth seal or mechanical seal. The hydrostatic power generation Francis turbine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the labyrinth seal or the mechanical seal is attached to the turbine spindle after the draining member is attached to the turbine spindle.
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