JPH034787Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案はペルトン水車に係り、特に水面押し下
げ運転を可能にしたペルトン水車に関する。

（従来の技術） ペルトン水車は第３図に示すように、主軸１の
下端にランナ２を固着し、このランナ２の外周面
に対向して水噴出装置３が配置されている。ラン
ナ２の上部には主軸を囲むように配置した導水カ
バ４と、この導水カバ４の上部に接続する上カバ
５とにより放水路に貫なるランナ室６を形成し、
このランナ室６内に水噴出装置３が突出して設け
られている。

このように構成されたペルトン水車は一般に放
水路の最高水位たとえば洪水位より高い位置にラ
ンナ２を据付け、水噴出装置３よりの噴出水を空
中に露出したランナ２に効率よく導くようにして
いる。そのため、放水路の水位変動が大きい河川
においては水位が低下した場合ランナ２の中心と
低下した水位までの距離が損失落差となる。そこ
で、一年に数回という洪水位置は無視し、頻度の
高い基準水位をもとにランナ２を据付け、この水
位を超えた場合には圧縮空気供給装置７より上カ
バ５に開口する空気管８を介して圧縮空気をラン
ナ室６内に供給して所定の位置まで水面を押下
げ、落差を有効に利用する方法がとられている。

この水面押し下げ運転においてはランナ室６内
が高圧空気に満されているため、主軸１の導水カ
バ４貫通部からの漏起防止が大きな問題となる。
そこで従来はカーボンパツキングあるいはグラン
ドパツキングを使用した主軸封水装置９を導水カ
バ４に装置し、漏気防止を図つていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この主軸封水装置９は導水カバ
４内の挟い空間に装置されることまた、上部に水
車軸受１０が配置されているため、水車軸受１０
を分解せずにこの主軸封水装置９に近づくことが
できず、保守点検の面で不具合があつた。また、
この主軸封水装置９は主軸１に常時押圧され封水
する構成となつているので、運転頻度の少い水面
押し下げ運転以外においても摺動面を常時潤滑冷
却する給水装置（図示せず。）が必要となるばか
りでなく、摺動面が摩耗、損傷を受易く、給水装
置あるいは主軸封水装置９の信頼性の面で難があ
あつた。

そこで本願考案は確実に漏気を防止し、安定し
た水面押下げ運転が可能なペルトン水車を提供す
ることにある。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案のペルトン水車は、主軸下端に固定され
放水路最高水位より下方に設置されたランナと、
このランナの上方を被いランナ室の一端を形成す
るカバと、放水路水位上昇時にランナ室内へ圧縮
空気を供給する水面押し下げ装置とを備えたペル
トン水車において、ランナに対向するカバの下端
部に軸方向可動の環状シールリングを装着し、こ
の環状シールリングに常時上向き力を付加する上
動装置と、水面押し下げ運転時のみ上向き力より
大なる下向き力を付加する下動装置とを配設した
ことを特徴とする。

（作 用） 上述したように本考案においては、通常運転時
には上動装置によりランナと環状シールリングと
の間に所定の間〓を保ち運転し、一方水面押し下
げ運転時には下動装置により環状シールリングを
ランナに押圧し、シールするようにしたので、環
状シールリングを必要に応じて摺動作用させるこ
とができ、寿命を向上させた確実な水面押し下げ
運転を得ることが可能となる。

（実施例） 以下本考案の一実施例について第１図および第
２図を参照して説明する。

１は主軸であり、この主軸１の下端に固定され
たランナ２の外周に対向して水噴出装置３が配置
されている。ランナ２の上方にはランナ室６を形
成する導水カバ４と上カバ５とが配置され、上カ
バ５には圧縮空気供給装置７に接続される空気管
８の一端が開口している。

導水カバ４のランナ２に対向する下端部には環
状室１１が形成され、この環状室１１の上端には
給水管１２の一端が開口している。給水管１２は
給水ポンプあるいは水噴出装置３に接続するケー
シングなどの高圧供給装置１３にまた、途中分岐
して環状室１１内の高圧水を排出して大気に連通
するバイパス管１４に接続されている。

環状室１１内には環状室１１を形成する底板１
５を貫通しランナ２側に突出した断面Ｔの字形の
環状シールリング１６を上下動自在に装着してい
る。環状シールリング１６は内周および外周にパ
ツキング１７を配置して環状室１１の上部を水密
に保持するとともに、ランナ２側の突出端に環状
溝１８を形成し、この環状溝１８に環状室１１の
上部より高圧水を導く貫通孔１９が複数個配置さ
れている。環状シールリング１６と底板１５との
間にはスプリング２０をまた、環状シールリング
１６に対向するランナ２側の面には環状の摺動リ
ング２１が配置されている。

次に作用について説明する。放水路の水位が低
く、ランナ２が空中に露出した通常運転時は給水
自動弁１２ａを閉、バイパス自動弁１４ａを開動
作することにより環状室１１を大気に連通させ、
スプリング２０の上向き力により環状シールリン
グ１６と摺動リング２１との間に間〓を保ち、水
噴出装置３より噴出される高圧水によりランナ２
を回転させる。

放水路の水位が上昇し、ランナ２を空中に露出
させて運転することが不可能な水位の場合には水
位計（図示せず）よりの信号により給気自動弁８
ａを開動作させ、圧縮空気供給装置７より高圧空
気を空圧管８を介してランナ室６内に導き、水面
をランナ２の下方所定の位置に維持する。一方、
水位計の信号はシール水供給装置に伝達され、バ
イパス自動弁１４ａを閉、また給水自動弁１２ａ
を開動作させ、高圧水供給装置１３より高圧水を
給水管１２を介して環状室１１内に供給する。環
状シールリング１６は水圧力によりスプリング２
０の上向き力に抗して下方へ動作し、摺動リング
２１に接触する。また、環状室１１内に供給され
た高圧水は貫通孔１９を介して環状溝１８内に導
かれ水膜を形成し、ランナ室６内よりの漏気を防
止する。

したがつてこの実施例によれば、シール装置を
水面押し下げ装置と連係して動作させるようにし
たので、通常運転時にシール装置の無用な摺動に
伴なう摩耗、損傷を防止することができ、高寿命
でかつ信頼性の高いシール装置を得ることができ
る。また、環状シールリング１６の作動水を摺動
面に設けた環状溝１８に導くよう形成したので、
摺動面の潤滑および冷却を容易にできるととも
に、環状溝１８内の水を遠心力により外周側に押
圧できるのでランナ室６内よりの漏気を確実に封
止できる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、シール装
置と水面押し下げ装置とを連係して動作させるよ
うにしたのでシール装置摺動部の高寿命化を図る
ことができ、信頼性の高い水面押し下げ運転が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の水面押し下げ運転を行う一実
施例を示すペルトン水車の断面図、第２図は本考
案の一実施例を示すシール装置の断面図、第３図
は従来のペルトン水車の断面図である。 １……主軸、２……ランナ、４……導水カバ、
５……上カバ、７……圧縮空気供給装置、１１…
…環状室、１３……高圧水供給装置、１６……環
状シールリング、２０……スプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 主軸下端に固定され放水路最高水位より下方
   に設置されたランナと、このランナの上方を被
   いランナ室の一端を形成するカバと、放水路水
   位上昇時にランナ室内へ圧縮空気を供給する水
   面押し下げ装置とを備えたペルトン水車におい
   て、ランナに対向するカバの下端部に軸方向可
   動の環状シールリングを装着し、この環状シー
   ルリングに常時上向き力を付加する上動装置
   と、水面押し下げ運転時のみ上向き力より大な
   る下向き力を付加する下動装置とを配設したこ
   とを特徴とするペルトン水車。 (2) 上動装置はスプリングであることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第(1)項記載のペルト
   ン水車。 (3) 下動装置は環状シールリングの上面に水圧力
   を作用させる高圧水供給装置であることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載のペ
   ルトン水車。