JPH04203275A - 発電用水力機械及びその据付方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水力発電所に使用される水車やポンプ水車など
の発電用水力機械及びその据付方法に関する。

［従来の技術］ フランシス水車等の水力機械は水力発電所で広く使用さ
れている。第９図は従来のフランシス水車を示したもの
で、ケーシング１に一体的に固着されたスティリング２
は上側スティリングフランジ部２ａと下側スティリング
フランジ部２ｂとを有する。上カバー３は、上カバーフ
ランジ部３ａを有し、この上カバーフランジ部３ａがス
ティリング２の上側スティリングフランジ部２ａにボル
ト締結されることによってスティリング２に取付けられ
る。同様に、下カバー４は、下カバーフランジ部４ａを
有し、この下カバーフランジ部４ａがスティリング２の
下側スティリングフランジ部２ｂにボルト締結されるこ
とによってスティリング２に取付けられる。

上カバー３と下カバー４との間の流路にはガイドベーン
５が配置され、このガイドベーン５は上端を上カバー３
に、下端を下カバー４に夫々回転可能に支持されている
。上カバー３と下カバー４とに囲まれたランナ６は主軸
７に連結され、この主軸７は主軸受８を介して上カバー
３によって支承されている。

上カバー３にはランナ６に対向した箇所に上カバーライ
ナ９か取（＝Ｉけられ、この上カバーライナ９は」二カ
バー３とランナ６との間をシールしている。同様に上カ
バー４にはランナ６に対向した箇所に下カバーライナ１
０が取伺けられ、この下カバーライナ１０は下カバー４
とランナ６との間をシールしている。これらの上カバー
ライナ９と下カバーライナ１０とは、ランナ６と同心に
するために、」二カバー３及び上カバー４への取付は面
側を機械にてインロー加工して夫々のカバーに取（＝ｊ
けた後に、取代を残したシール面側を仕上げ加］二され
る。

［発明が解決しようとする課題］ 」二カバー１３と下カバー４とはガイドベーン５を回転
可能に支持しているので、もし」二カバー３と下カバー
４とがスティリング２に高精度に取付けられていないと
、ガイドベーン５の取付は精度も低下し、これにより、
例えばガイドベーン５の全閉時の封水性が悪化したり、
またはガイドベーン５と」二及び下カバー３．４の流水
面との間に鰯りが生じるといった不都合が起こる。そこ
で、上側スティリングフランジ部２ａとこれに接触する
上カバーフランジ部３ａ、及び下側スティリングフラン
ジ部２ｂとこれに接触するドカバーフランン部４ａは全
て高精度に機械加工されている。ところか、近年の発電
用水力機械の人容量化に伴いフランジ部２ａ、２ｂ、３
ａ、４ａも大径化し、このような大径のフランジ部２ａ
、２ｂ、３ａ。

４ａを高精度に機械加工する大型の工作機械は、設備コ
スト及び加工コス］・か共に高いため、上記フランジ部
の高粘度機械加工は水力機械の製造コストを大幅に上昇
させるといった問題があった。

また、上カバーライナつと下カバーライナ１０はインロ
ー加工を必要とするため、製造コストの上昇をもたらす
という問題も存在［５、た。

更に、この水力機械の現地据（１け時にケーシング１と
スティリング２とにコンクリートを打設した際に、ステ
ィリング２の上側スティリングフランジ部２ａと下側ス
ティリングフランジ部２ｂが全形し、平面度や水平度に
狂いか生じることがある。このような場合には現地てス
ティリング２の」二側スティリングフランジ部２ａと下
側スティリングフランジ部２１）とをクラインダーによ
って修正加工しなければならす、水力機械の据付は期間
の長期化及び据（＝ｊけコストの増大化を招くという問
題があった。

また、このコンクリートの打設によって上カバーライナ
９と下カバーライナ１０にも同様の問題が生じ、上カバ
ーライナつと上カバーライナ１０の内周面をグラインダ
ーによって修正加工しなければならなかった。

そこで、請求項１または２に記載された本発明の］］的
は、十カバーまたは下カバーとステイリングとの取付は
部を高精度に機械加工する必要性を排除し、かつ水力機
械の現地据（＝１け時に」上記取付は部を修正加１′、
する必要性をも排除することができる発電用水力機械及
びその据付は方法を提供することにある。

請求項３に記載された本発明の目的は、上カバーライナ
または下カバーライナのインロー加］二を不要とし、か
つ水力機械の現地据（＝Ｉけ時に上カバーライナまたは
下カバーライナの内周面を修正加工することを不要にで
きる発電用水力機械を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段コ この目的を達成するために、請求項１に記載された本発
明に係る発電用水力機械は、スティリングの」二側ステ
ィリングフランジ部及び下側ステイリングフランジ部に
上カバーの上カバーフランジ部及び下カバーの下カバー
フランジ部を夫々取付け、」上記上カバーと上記下カバ
ーとの間にガイドベーンを回動自在に支持した発電用水
力機械において、上記上カバーフランジ部と上記下カバ
ーフランジ部との少なくとも一方のフランジ部とこの一
方のフランジ部に対応した」上記スティリングフランジ
部との間に間隙を形成すると共にこの間隙量を調整可能
な間隙調整装置と、充分な流動性を持って上記間隙に充
填された後に硬化され、この硬化後には十分な圧縮強度
を有する流動性硬化剤と、上記流動性硬化剤が介在され
た上記一方のフランジ部と上記対応するスティリングフ
ランジ部とを締付ける締付は具とを具備するものである
。

なお、」上記構成のうち、望ましい態様は次の通りであ
る。

間ｂλ調整装置は複数本のジヤツキポルト、または複数
のコツターである。

流動性硬化剤は金属強化樹脂である。

上記間隙には、流動性硬化剤の漏洩を防止するリンク状
のゴムチューブまたは粘着性テープか設けられている。

請求項２に記載された本発明に係る発電用水力機械の据
イ（１け方法は、」二カバーの上カッく−フランジ部を
スティリングの上側ステイリングフランジ部に、下カバ
ーの下カバーフランジ部を上記スティリングの下側ステ
イリングフランジ部に夫々固着することによって、上記
上カバー及び」上記下カバーを」上記スティリングに夫
々取イ・ｊける発電用水力機械の据付方法において、」
二泥上カバーフランジ部と上記下カバーフランジ部との
少なくとも一方のフランジ部とこの一方のフランジ部に
対応した」上記ステイリングフランジ部との間に間隙を
形成する工程と、充分な流動性を有する流動性硬化剤を
」１記間隙に充填した後にこの流動性硬化剤を硬化する
工程と、」上記流動性硬化剤か介在された上記一方のフ
ランジ部と」上記対応するスティリンクフランジ部とを
機械的に締イて１ける工程とを具備し、」上記流動性硬
化剤は硬化後には十分な圧縮強度を有したものである。

請求項３に記載された本発明に係る発電用水力機械は、
ランナに対向する上カバー及び１・゛カバーに上カバー
ライナ及び下カバーライナを夫々取付けて上記ランナと
上記上カバー及び上記下カバーとの間をシールする発電
用水力機械において、」−泥上カバーライナと上記下カ
バーライナとの少なくとも一方のライナとこれに対応す
る上記カバーとの間に間隙を形成すると共にこの間隙量
を調整ｉｉＪ能な間隙調整装置と、充分な流動性を持っ
て」１記間隙に充填された後に硬化され、この硬化後に
は充分なＪｌ：線強度を有する流動性硬化剤とを具備し
たものである。

なお、上記構成のうち、望ましい態様は次の通りである
。

間隙調整装置は上記一方のライナと上記対応するカバー
との間に配置された一対のリング状偏心形コツターであ
る。

［作　用］ 請求項１に記載された発電用水力機械及び請求項２に記
載された発電用水力機械の据イ・］け方法では、間隙調
整装置は」−記一方のフランジ部と上記対応するスティ
リングフランジ部との間に間隙を形成すると共にその間
隙を所定量に調整する。この間隙には、硬化前には十分
な流動性を有する流動性硬化剤が充填され、その後に硬
化される。締付は具は上記流動性硬化剤が介（Ｉｑされ
た上記一方のフランジ部と」上記対応するスティリング
フランジ部とを締（＝ｆける。上記流動性硬化剤は硬化
後には十分な圧縮強度を有するので、上記締付は具の締
付けによって」上記一方のフランジ部と上記対応するス
ティリングフランジ部との間に作用する荷重を分散させ
る。

請求項１３に記載された発電用水力機械では、間隙調整
装置は上カバーライナと下カバーライナとの少なくとも
一方のライナとこれに対応する上記カバーとの間に間隙
を形成しこの間隙量を調整する。この間隙には、硬化前
には十分な流動性を有する流動性硬化剤か充填され、そ
た後に硬化される。流動性硬化剤は硬化後には十分な圧
縮強度を有するため、上記一方のライナとこれに対応す
る」上記カバーとの間に作用する荷重を分散させる。

間隙調整装置は上記−ｈ′のライナと上記カバーとの間
隙を調整可能であるので、ライナをランナに対して同心
状態に設定することができる。

［実施例］ 以下に本発明の発電用水力機械及びその据付は方法の一
実施例を第９図と同部分には同一符号を付して示した第
１図乃至第８図を参照して説明する。

第１図において、ケーシング１にはスティリング２が一
体的に固着され、このスティリング２の内周部には上側
スティリングフランジ部２ａが突設されている。この上
側スティリングフランジ部２ａには円周に沿って複数個
の取付けボルト用のネジ穴１１−（第２図）が刻設され
ている。上カバー３には上カバーフランジ部３ａが突設
され、この」上カバーフランジ部３ａには、上側スティ
リングフランジ部２ａの取イ・１けポル］・用ネジ穴１
１に対向した位置にボルト取付は用の遊嵌穴］２（第２
図）が穿孔されていると共に、更に少なくとも三側辺」
二のジヤツキボルト用のネジ穴１３（第３図）が刻設さ
れている。

第２図に示されたように、」二カバー取付はボルト１４
が」上カバーフランジ部３ａの遊嵌穴１２を挿通して上
側スティリングフランジ部２ａの取付はボルト用ネジ穴
１１に螺合され、上カバー３をスティリング２に固着し
ている。上カバーフランジ部３ａと上側スティリングフ
ランジ部２ａとの間には間隙りが形成され、この間隙り
には大径及び小径の二個のリング状ゴムチューブ１５と
１６が介在され、大径のゴムチューブ］５は遊嵌穴１２
よりも外周側に、また小径のゴムチューブ１−６は遊嵌
穴］−２よりも内周側に位置している。

上記間隙り内にはゴムチューブ１５と１６の間に＝１２
− 流動性硬化剤］７か充填されている。

この流動性硬化剤］７は硬化前は充分な流動性を有し、
硬化後は充分な圧縮強度と縦弾性係数を有するものであ
る。このような特性を持つ流動性硬化剤１７は例えばデ
ブコン（ＤＢＶＣＯＮ）やベロメタルの商品名で市販さ
れている金属強化樹脂が好適であり、このデブコンの物
性値は圧縮強さ１２６５ｋｇ　／　ｃＪ　、引張り強さ
７０３ｋｇ／ｃれ縦弾性係数５９０００　ｋｇ／ｃＪ、
曲げ強さ９１．４　ｋｇ／ｃＪ、硬度ＨＲ９３である。

第３図に示されたように、」上カバーフランジ部３ａの
ジヤツキボルト用のネジ穴１３にはジヤツキボルト］８
か螺合され、このジヤツキボルト］８は先端が上側ステ
ィリングフランジ部２ａに当接し、間隙りの大きさを調
整する。

再び第１図において、スティリング２の内周部にはリン
グ部材１９が上カバー１３のシール用突起３ｂに対向す
るように固着され、このリング部材］９は第４図に詳細
に示されたように、シール用突起’３ｂに対向する面に
丸ゴムパツキン２０を収容する溝が刻設されている。

以上では上カバー側の構造を説明したが、下カバーが非
理設型の水力機械の場合には下カバー側の構造も上カバ
ー側と同様である。

次にこの水力機械の現地据付け方法を説明する。

ケーシング］にステイリング２を溶接固着した後に、下
カバー４をステイリング２に取付ける。

この後に、ケーシング１とステイリング２と下カバー４
との周囲にコンクリートを打設し、このコンクリートの
硬化後に充填不足部分に約２ｋｇ／ｃＪに加圧したコン
クリートミルクをグラウトシて埋設構造物とコンクリ−
Ｉ・との完全密着を図る。こうして埋設構造物を据イ」
けた後に、何本かのガイドベーン５を下カバー４に組み
込んだ状態で上カバー３の仮吊下しが行われる。この際
、」二カッ（−フランジ３ａのジヤツキボルト用のネジ
穴１３に螺合された複数本のジヤツキボルト１８は、上
カバー３と下カバー４とかガイドベーン５を適正に回転
可能に支持できるように、上カバーフランジ部３ａと上
側スティリングフランジ部２ａとの間隙りを調整する。

この上カバーの仮吊下しによって、上カバー３の据イ・
１け高さが決定され、上カッく一′３のシール用突起′
３ｂに対するリング部利１つの取（＝Ｉけ位置も決定さ
れる。

この後、−旦」−カバー３を吊り出し、この吊り出した
十カバー３にはリング部材］９カ月上記決定された取付
は位置に溶接固着される。次いて、残りのガイドベーン
５を全て下カバー４に組み込むと共に、上側ステイリン
グフランジ部２ａ上に大径と小径のリング状ゴムチュー
ブ１５と１６を載置した後、上カバー３を再度吊り下ろ
す。この時、」ユカバーフランジ部３ａと上側ステイリ
ングフランジ部２ａとの間には」−２」二カバーの阪吊
丁しによって定められた間隙りが、ジャ・ツキボルト用
ネジ穴］３に螺合のジヤツキボルト１８によって形成さ
れる。

この状態で、上カバー取（＝ｌけボルト１４を遊嵌穴１
２を挿通しネジ穴］１に仮締めした後に、流動性硬化剤
］７がリング状ゴムチューブ］５と１６と間隙りとによ
って形成される空間に充填される。この充填は例えば、
上カバーフランジ部３ａに穿孔した専用の注入孔から行
うこともできるし、またはジヤツキボルト１８の一本を
一時的に取外しそのジヤツキボルト用ネジ穴１３から行
うこともできる。

流動性硬化剤１７の硬化後に、上カバー取付はボルト１
４を規定のトルクにて締（＝Ｊけて上カバー３の組立て
が終ｒする。なお、この時リング部月１９は上カバー３
のシール用突起３ｂに当接し、丸ゴムパツキン２０か上
カバー３とステイリング２との間をシールしている。

このように、コンクリ、・打設によってたとえ」二側ス
ティリングフランジ部２ａにうねりや倒れ等の変形が生
じたとしても、ジヤツキボルト］８が間隙りの調整によ
って上カバー３の取付は位置を」二側スティリングフラ
ンジ部２ａの変形に応じて調整することかできるため、
上側ステイリンクフランジ部２ａの修正加工も不要であ
る。また、充分大きな圧縮強度と縦弾性係数とを有する
流動性硬化剤１７は上カバーフランジ３ａと上側ステイ
リングフランジ部２ａとの間に作用する荷重を分担する
ため、上カバー取付はボルト１４の荷重分担率の増加を
防止することができ、従って上カバーフランジ３ａを上
側スティリングフランジ部２ａに間隙りをもって取りト
ｊけることができる。

従って、上カバーフランジ３ａと上側スティリングフラ
ンジ部２ａとは高精度に機械加二１−する必要はない。

なお、ジヤツキボルト１８は、間隙りの調整後は不要と
なるので取り外してもよいが、しかしながら、水力機械
のオーバーホール時の再使用のためにそのまま残存する
こともできる。

第５図は上記実施例の変形例を示したもので、この例で
はジヤツキボルト１８の代りに複数対のコツター２１と
２２とが使用される。各対のコツター２１と２２は隣接
する取（（けボルト］４の間に夫々配置され、第５図に
おいて左右方向に互いに相対変位されて上カバーフラン
ジ部３ａと上側スティリングフランジ部２ａとの間隙り
を調整する。

また、ゴムチューブ１５．１６の代りに粘着性のテープ
を使用して流動性硬化剤１７の漏洩防止を行うこともて
きる。

第６図は本発明の第２実施例を示したもので、下カバー
４の内周下端部とランナ６との隙間ヲシールする上カバ
ーライナ］０がドヵバー４に取（＝１けられている。こ
の上カバーライナ１０と下カバー４との間には第７図及
び第８図に示されたようにリング状の偏心形コツター２
３と２４とが介在し、下カバーライナ１０と下カバー４
と偏心形コツター２３と２４とによって形成される間隙
ｄには流動性硬化剤１７が充填されている。偏心形コツ
ター２３と２４は、断面か第８図に明示したように楔形
状であり、また第７図に明示したように外輪コツター２
４の外周に対して内輪コツター２３の内周が偏心してい
る。従って、外輪コツター２４を第８図の矢印方向に変
位させることによって間隙ｄの大きさを調整することが
でき、また内及び外輪コツター２３．２４を相対的に回
転することによって下カバーライナ１０の芯出しを行う
、即ち下カバーライナ１０の中心をランナ６の中心に一
致させることができる。

内及び外輪コツター２３．２４は間隙の調整及び芯出し
後に溶接によって下カバー４に固着される。また、内輪
コツター２３には顎部２３ａが突設され、この顎部２３
ａはＦカバーライナ］Ｏの端部に突出して下カバーライ
ナ１０の浮上がりを防止している。

上カバーライナの構造についても同様である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、請求項１または２に記
載の本発明によれば、」二カバーまたは下カバーはステ
ィリングに間隙をもって取付けられるので、両者の取付
は面を高精度に機械加工する必要がなくなり、更に上カ
バーまたは下カバーは、たとえ水力機械の現地据付は時
のコンクリート打設等に起因してスティリングが変形し
ても、上記間隙の調整によって所定位置に取（＝ｉけら
れるため取付は面の修正加面「も不要となる。

また、請求項３に記載の本発明によれば、間隙調整装置
によって上カバーライナまたは下カバーライナと上カバ
ーまたは下カバーとの間に間隙を形成しこの間隙量か調
整可能であるため、上カバーライナまたは下カバーライ
ナのインロー加工を不要とし、かつ水力機械の現地機（
＝Ｉけ時における上カバーライナまたは上カバーライナ
の内周面の修正加工を不要にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による発電用水力機械の実施例を示した
部分断面図、第２図は第１図の円Ａで囲んだ要部を拡大
して示した拡大断面図、第３図は」上記実施例の別の要
部を示した拡大断面図、第４図は第１図の円Ｂで囲んだ
部分を拡大して示した拡大断面図、第５図は上記実施例
の変形例を示した断面図、第６図は本発明による発電用
水力機械の第２の実施例を示した部分断面図、第７図は
第６図の偏心形コツターを示した平面図、第８図は第６
図の円Ｃで囲んだ要部を拡大して示した拡大断面図、第
９図は従来の発電用水力機械を示した部分断面図である
。 ２・・・スティリング、２ａ・・・上側ステイリングフ
ランジ部、２ｂ・・・下側スティリングフランジ部、３
・・・上カバー、３ａ・・・上カバーフランジ部、４・
・下カバー、４ａ・・上カバーフランジ部、５・・・ガ
イドベーン、６・・・ランナ、９・・・上カバーライナ
、］Ｏ・・上カバーライナ、１３・・・ジヤツキボルト
・用のネジ穴、１７・・・流動性硬化剤、］８・・・ジ
ヤツキボルト、１３．１８・・・間隙調整装置、２１・
・・コツター、２２・・・コツター、２］、２２・・・
間隙調整装置、２３・・・偏心形コツター、２４・・・
偏心形コツター、２３．２４・・・間際調整装置、Ｄ・
・・間隙、ｄ・・間隙 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スティリングの上側スティリングフランジ部及び下
   側スティリングフランジ部に上カバーの上カバーフラン
   ジ部及び下カバーの下カバーフランジ部を夫々取付け、
   上記上カバーと上記下カバーとの間にガイドベーンを回
   動自在に支持した発電用水力機械において、上記上カバ
   ーフランジ部と上記下カバーフランジ部との少なくとも
   一方のフランジ部とこの一方のフランジ部に対応した上
   記スティリングフランジ部との間に間隙を形成すると共
   にこの間隙量を調整可能な間隙調整装置と、充分な流動
   性を持って上記間隙に充填された後に硬化され、この硬
   化後には十分な圧縮強度を有する流動性硬化剤と、上記
   流動性硬化剤が介在された上記一方のフランジ部と上記
   対応するスティリングフランジ部とを締付ける締付け具
   とを具備することを特徴とする発電用水力機械。 ２、上カバーの上カバーフランジ部をスティリングの上
   側スティリングフランジ部に、下カバーの下カバーフラ
   ンジ部を上記スティリングの下側スティリングフランジ
   部に夫々固着することによって、上記上カバー及び上記
   下カバーを上記スティリングに夫々取付ける発電用水力
   機械の据付方法において、上記上カバーフランジ部と上
   記下カバーフランジ部との少なくとも一方のフランジ部
   とこの一方のフランジ部に対応した上記スティリングフ
   ランジ部との間に間隙を形成する工程と、充分な流動性
   を有する流動性硬化剤を上記間隙に充填した後にこの流
   動性硬化剤を硬化する工程と、上記流動性硬化剤が介在
   された上記一方のフランジ部と上記対応するスティリン
   グフランジ部とを機械的に締付ける工程とを具備し、上
   記流動性硬化剤は硬化後には十分な圧縮強度を有するこ
   とを特徴とする発電用水力機械の据付方法。 ３、ランナに対向する上カバー及び下カバーに上カバー
   ライナ及び下カバーライナを夫々取付けて上記ランナと
   上記上カバー及び上記下カバーとの間をシールする発電
   用水力機械において、上記上カバーライナと上記下カバ
   ーライナとの少なくとも一方のライナとこれに対応する
   上記カバーとの間に間隙を形成すると共にこの間隙量を
   調整可能な間隙調整装置と、充分な流動性を持って上記
   間隙に充填された後に硬化され、この硬化後には充分な
   圧縮強度を有する流動性硬化剤とを具備することを特徴
   とする発電用水力機械。