JP5208098B2 - 主軸封水装置 - Google Patents
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Description
なお、前述のように、ランナ1回転中のランナ背圧室5内の圧力は、ランナ径方向外側に向かう程上昇する傾向がある。そのため、ランナ背圧室5内において水車運転中の圧力が「Hth・ρg」に達する位置が特定できれば、当該位置よりもランナ径方向外側に取水口19を設置すれば式(1)の条件が満たされることになる。
また、給水タンク9の上部は、大気開放されている。これにより、ランナ背圧室5内で水圧脈動が発生した場合にも、射出口18における水圧を保持することができるので、自励振動の発生を抑制できる。
シール部(パッキン部)4は、作動流体である水が外部に漏洩することを防止する部分であり、主軸2が上カバー3を貫通する部分において、主軸2を外周から取り囲むように上カバー3内に収納されている。シール部4は、主軸2の軸方向に間隔を介して複数設置されている。複数のシール部4の間には、主軸2に射出される水が通過する射出口18が、主軸2と対向して設置されている。本実施の形態では、図1に示すように2つのシール部4が設置されており、その2つのシール部4の間に射出口18が設置されている。
Claims (8)
- ランナに連結された主軸が上カバーを貫通する部分において、前記主軸の軸方向に間隔を介して設置された複数のシール部と、
前記複数のシール部の間に前記主軸と対向して設けられ、前記主軸に射出される水が通過する射出口と、
水車の運転に伴って水圧が上昇するランナ背圧室又はランナ側圧室に開口された取水口と、
この取水口と前記射出口を接続する給水管と、
この給水管の中途において、前記取水口及び前記射出口よりも高い位置に設置された給水タンクとを備え、
前記取水口は、前記ランナ背圧室又はランナ側圧室において、水車運転中に前記ランナ背圧室又はランナ側圧室内の水を前記給水タンクに汲み上げることが可能な圧力が発生する位置に設置されており、
前記給水タンクは、水車運転中の前記シール部のシールに最低限必要な圧力の水を重力によって前記射出口から射出するために必要な高さ以上の位置に設置されていることを特徴とする主軸封水装置。 - ランナに連結された主軸が上カバーを貫通する部分において、前記主軸の軸方向に間隔を介して設置された複数のシール部と、
前記複数のシール部の間に前記主軸と対向して設けられ、前記主軸に射出される水が通過する射出口と、
前記ランナに隣接する空間であって、前記ランナの回転に伴って水圧が上昇する圧力室に開口された取水口と、
この取水口と前記射出口を接続する給水管と、
この給水管の中途において、前記取水口及び前記射出口よりも高い位置に設置された給水タンクとを備え、
前記取水口の高さと前記給水タンクの底面の高さとの差をHth[m]とし、
水の密度をρ[kg/m3]とし、
重力加速度をg[m/s2]とし、
前記射出口の高さと前記給水タンクの底面の高さとの差をHtf[m]とし、
前記取水口における水車運転中の水の圧力をPh[Pa]とし、
前記射出口から射出される水の圧力であって、水車運転中の前記シール部のシールに最低限必要な圧力をPf[Pa]とすると、
前記取水口は、前記ランナ背圧室又はランナ側圧室において、「Ph>Hth・ρg」が満たされる位置に設置されており、
前記給水タンクの底面は、「Htf>Pf/ρg」が満たされる高さに設置されていることを特徴とする主軸封水装置。 - 請求項1又は2に記載の主軸封水装置において、
前記給水タンクと前記取水口の間に位置するように前記給水管に設置され、前記取水口から前記給水管を介して前記給水タンクに水を汲み上げるために必要な圧力が確保できないときに閉められる弁をさらに備えることを特徴とする主軸封水装置。 - 請求項1又は2に記載の主軸封水装置において、
前記給水タンクと前記取水口の間に位置するように前記給水管に設置された第1弁と、
前記給水タンクと前記射出口の間に位置するように前記給水管に設置された第2弁と、
前記ランナの回転数を調整する調速機と、
この調速機からの信号に基づいて前記第1弁及び前記第2弁の開閉を制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
水車の起動時及び試運転時においては、前記調速機から水車の始動信号を受け取ると前記第2弁を開き、前記調速機から水車の始動完了信号を受け取ると前記第1弁を開き、
水車の停止時においては、前記調速機からの水車の停止信号を受け取ると前記第1弁を閉じ、前記調速機から水車の完全停止信号を受け取ると前記第2弁を閉じることを特徴とする主軸封水装置。 - 請求項4に記載の主軸封水装置において、
前記給水タンクの水位を検出する水位センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記水位センサからの信号に基づいて、前記給水タンクの水位が設定値以下に保持されるように前記第1弁の開閉を制御することを特徴とする主軸封水装置。 - 請求項1又は2に記載の主軸封水装置において、
前記給水タンクと前記取水口の間に位置するように前記給水管に設置された逆止弁をさらに備えることを特徴とする主軸封水装置。 - 請求項1又は2に記載の主軸封水装置において、
前記取水口からの水に含まれる異物を除去する異物除去装置をさらに備えることを特徴とする主軸封水装置。 - 請求項2に記載の主軸封水装置において、
前記取水口の設置位置における最大圧力をPhmax[Pa]とすると、
前記給水タンクの深さhtは、「Phmax/pg<ht+Hth」が満たされるように設定されていることを特徴とする主軸封水装置。
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