JPH04166678A - 水力機械の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、流量調整用の可動ガイドベーンを備えた水力
機械の運転方法に係り、特に可動ガイドベーンと静止部
との間の間隙を最少限に抑えるとともに、この間隙に異
物を巻き込むのを防止した水力機械の運転方法に関する
。

（従来の技術） 高効率、高信頼性が要求される水車・ポンプ水車等の水
力機械においては、回転部と静止部、可動部と静止部と
の間隙の大きさが水力機械の効率に大きな影響を与える
ことが近年間らかにされている。このため、構造的に可
能な限り、上記の間隙を小さくするとともに、この状態
を長期間維持できるようにすることが重要なポイントと
なる。

したがって、この間隙が摩擦等によって大きくなったり
、この間隙に異物等を巻き込んだりすると水力機械の機
械効率に大きな影響を及ぼしてしまう。また、このよう
な異物の侵入は、水力機械の損傷にも結び付き大事故の
発生にも繋がるおそれがある。特に、流水の状態が悪く
、土砂、流木等が多い発電所立地条件下ではこのような
異物の侵入を確実に防止することが重要な問題となる。

第４図に従来の一般的なポンプ水車の縦断面図を示す。

このポンプ水車は回転せしめられる主軸を有する。この
主軸１の下端には、ランナー２が設けられ、このランナ
ー２はランナー室３内に回転自在に収容されている。こ
のランナー室３とその外周に設けられたスパイラルなポ
ンプケーシング４との間には、ポンプ水車の流量を調整
する可動ガイドベーン５と流水を整流にするスティベン
６が順次配置される。さらにポンプケーシング４と上池
（図示せず）とは水圧鉄管７で連結され、この管路上に
は主弁８が設けられている。また、可動ガイドベーン５
はシートライナ９内に収容され、ガイドベーン５と静止
部であるシートライナ９との間に所要の間隙が形成され
ている。

次に、ポンプ水車における一般的な水車運転方法につい
て説明する。

上池の取水口から取水された水は、主弁８及びポンプケ
ーシング４を通りスティベン６、可動ガイドベーン５か
らランナー室３へと導かれるのであるが、水車が停止し
ている時点では、主弁８及び可動ガイドベーン５は共に
全開状態に保たれている。そして、水車運転開始指令に
より主弁８が全開となり、引き続き可動ガイドベーン５
が開方向に動作を開始し、これによって流水がランナー
室３に流れ込み、ランナー２が回転を開始する。

ランナー２の回転速度が上昇し、定常状態に到達すると
、その後は、負荷に応じて可動ガイドベーン５の開度を
制御することにより、流量を制御して運転を継続する。

また、水車運転状態から停止状態への運転操作の際は、
前述した方法の逆の動［。

作で水車を停止させるようなされていた。

（発明が解決しようとする課題） ポンプ水車の水車運転時において、可動ガイドベーン５
とシートライナ９の間の間隙に異物が侵入するケースは
、水車の定常運転中には殆どないが、水車の停止状態か
ら起動操作時、または定常運転状態から停止操作時の可
動ガイドベーン５が比較的広範囲で動作する時、さらに
停止している流水が突然動き始める場合に多いと考えら
れ、この際に異物の侵入を未然に防止することが重要と
なる。

ポンプ水車は、ポンプ運転時の場合も、水車運転時と全
く同一の現象が発生する。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、水車
・ポンプ水車等の水力機械の流量調整用の可動ガイドベ
ーンとその間隙を形成する上下のシートライナ（静止部
）との間に異物を巻き込むのを防止するとともに万一異
物が巻き込まれたとしても、異物差込み状態のままで機
械の運転を継続させることがなく、信頼性の高い水力機
械の運転方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、流量調整用の可動
ガイドベーンを備えた水力機械の運転方法において、水
力機械の停止時及び運転中の可動ガイドベーンを動作さ
せる直前に、高圧水を静止部の円周上の複数箇所から前
記可動ガイドベーンの上下端面に向かって噴出させるよ
うにしたものである。

（作用） 上記のように構成した本発明によれば、可動ガイドベー
ンの上下の端面に向かって高圧水を噴出させることによ
り、可動ガイドベーンが動作すべく設けられている静止
部との必要最少限の大きさである間隙に異物等が巻き込
まれてしまうことを確実に防止し、安定した可動ガイド
ベーン動作と水力機械全体の安定した運転を可能とする
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図の一般的なポンプ水車
の縦断面図と第２図に示す可動ガイドベーン周りの平面
図を用いて説明する。

このポンプ水車は、第４図に示す従来例と同様に、ポン
プ水車の主軸１の下端にはランナー２が設けられ、この
ランナー２はランナー室３内に回′転自在に収容されて
いる。このランナー室３とその外周に設けられたスパイ
ラル状のポンプケーシング４との間には、ポンプ水車の
流量を調整する可動ガイドベーン５と流水を整流にする
スティベン６が順次配置される。前記スパイラルケーシ
ング４と上池（図示せず）とは水圧鉄管７で連結される
とともに、この管路上には主弁８が設けられている。ま
た、可動ガイドベーン５と静止部であるシートライナ９
との間には所要の間隙が形成されている。

さらに、水圧鉄管７と可動ガイドベーン５との間には、
高圧水給水配管１０が配管され、この高圧水配管１０の
途中には、給水を制御する給水制御弁１１が設けられて
いる。高圧水給水配管工。

の先端には、可動ガイドベーン５の上下端面に高圧水を
噴出するための噴射ノズル１２が連結され、この噴射ノ
ズル１２は静止部であるシートライナ９に取付けられて
いる。噴射ノズル１２は高圧水をガイドベーン５とシー
トライナ９との間の間隙に噴射させるようになっている
。

次に、ポンプ水車の水車運転方法について説明する。

ポンプ水車を水車として利用する場合には、水車の運転
開始指令と共に主弁８の開方向動作を行い、引き続き可
動ガイドベーン５が第２図に示すように開方向ａに動作
を開始するのであるが、この主弁８が開動作する直前に
、水圧鉄管７から導かれた高圧水を、給水制御弁１１を
開方向に操作することにより、可動ガイドベーン５の上
下に位置してシートライナ８に設けられた噴射ノズル１
２から噴射する。

この噴射ノズルは、可動ガイドベーン５のピッチ円直径
と同一直線上にあり、可動ガイドベーン５の枚数に対し
て、同等またはそれ以上の個数を有し、可動ガイドベー
ン５が全閉状態となった時に、隣接する前後の可動ガイ
ドベーン５のシャッタ部に対向する位置を臨むように配
置されている。

これは、このシャッタ部付近が最も異物の渋滞が多い位
置であることから決定したものである。また、噴射ノズ
ル１２の口径は、給水配管１１よりも細くすることで噴
射による異物除去効果や異物の差込み防止効果を上げる
ことができる。

万一、可動ガイドベーン５とシートライナン９との間の
間隙に異物等の侵入があったとしても、異物はこの高圧
水により除去される。また、水車の停止時においては、
水車の停止指令と共に瞬間的に高圧水を噴出させた後に
、可動ガイドベーン５を閉方向すに動作させることによ
って、異物の侵入を防ぐことができる。

なお、異物の巻き込みは、ガイドベーン５の下端側に多
く見られるため、下側シートライナ９の噴射ノズル５の
数を上側シートライナのそれより多くすることによって
もより多くの効果を上げることができる。

以上は、水車の起動時と停止時に限って説明したが、通
常の運転時においては、給水制御弁１２を全閉状態にす
ることにより、水車運転に何等支承をきたすことはない
。

さらに、第２の実施例を第３図に示す。

この実施例は、水圧鉄管７からの高圧水が十分機能を果
たさない場合、または構造上給水配管を配置することが
不可能な場合に最適な実施例を示すものである。

この実施例の場合には、可動ガイドベーン５とシートラ
イナ９との間の間隙に高圧水を供給する高圧水給水用の
専用ポンプ１３を設け、この専用ポンプ１３に高圧水配
管１４を接続して、この高圧水配管１４の先端に連結し
た噴射ノズル１２から高圧水を可動ガイドベーン５の上
下端部に噴射するようにしたものである。

このようにすることにより、前記実施例と同等の効果を
発揮することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば流量調整用の可動
ガイドベーンを有する水力機械において、可動ガイドベ
ーンと静止部である上下シートライナとの間隙に異物を
巻き込むことを防止して、安定した信頼性の高い水力機
械の運転を行うことができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一般的なポンプ水車の
縦断面図、第２図は可動ガイドベーンを拡大して示す平
面図、第３図は本発明の第２実施例を示す縦断面図、第
４図は従来例を示す縦断面図である。 １・・・主軸、２・・・ランナー、５・・・可動ガイド
ベーン、７・・・水圧鉄管、９・・・シートライナ（静
止部）、１０．１４・・・高圧水配管、１１・・・給水
制御弁、１２・・・噴射ノズル、１３・・・高圧水給水
専用ポンプ。 代理人弁理士　　　則　近　　憲　佑 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流量調整用の可動ガイドベーンを備えた水力機械の運転
   方法において、水力機械の停止時及び運転中の可動ガイ
   ドベーンを動作させる直前に、高圧水を静止部の円周上
   の複数箇所から前記可動ガイドベーンの上下端面に向か
   って噴出させることを特徴とする水力機械の運転方法。