JPH08200198A - 水車の漏気防止装置 - Google Patents

水車の漏気防止装置

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JPH08200198A
JPH08200198A JP7027746A JP2774695A JPH08200198A JP H08200198 A JPH08200198 A JP H08200198A JP 7027746 A JP7027746 A JP 7027746A JP 2774695 A JP2774695 A JP 2774695A JP H08200198 A JPH08200198 A JP H08200198A
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JP
Japan
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runner
air
pipe
water
suction pipe
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7027746A
Other languages
English (en)
Inventor
Kozo Mutaguchi
弘造 牟田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH08200198A publication Critical patent/JPH08200198A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランナ2を空転させるとき、排水管10を通
り吸出し管5の下流に逸出する空気の量を減らす。 【構成】 ランナ2の外周部の下カバー4内と吸出し管
5内とを連通させる排水管10を有する水車において、
ガイドベーン6を閉止してランナ2が回転する空間内に
圧縮空気を注入して吸出し管5内の水を押し下げたと
き、ランナ2の下方の吸出し管5内に形成される空気部
と上カバー3のランナ2の外周部の空間部とを連通させ
るバイパス管12を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水車又はポンプ水車
の調相運転,待期運転等のため、ランナを空転させるよ
うに注入する押し下げ空気が吸出し管の下流へ逃げるの
を防止する手段に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のフランシス水車又はポンプ
水車のランナ空転時の状態を示す縦断面図である。図2
において、2はランナ、3は上カバー、4は下カバー、
5は吸出し管、6はガイドベーン、7は給排気管、8は
主軸、9はシール部、10は排水管、11は排水弁であ
る。水車やポンプ水車の調相運転やポンプ起動を行う場
合は、ガイドベーン6を全閉にして渦巻きケーシング1
5から入る水を遮断し、給排気管7から圧縮空気をラン
ナ2が回転する空間内に送入して吸出し管5内の水面を
「イ」で示すように押し下げ、ランナ2を空気中で回転
させることにより、ランナ2が軽く回転できるようにす
る。なお、この部分は下ダムの水位より下にあるので、
この部分に空気を入れるためには圧縮空気で水面を押し
下げる必要がある。図2に示すように空気で水面を押し
下げた状態でランナ2を回転させると、ランナ2の回転
に伴う空気の旋回により、吸出し管5内の水面は、
「ロ」で示すように大きな波が生じ(水面が揺動し)
て、水面が高いとランナ2に水が接触したり、水面が低
いと空気が吸出し管5の下流に逃げたりするので、水面
の押し下げ程度は適正にする必要がある。
【0003】また、図2において、ガイドベーン6から
漏れた水がランナ2の外周部に存在することによってラ
ンナ2の回転の抵抗になるのを防止するため、排水管1
0が設けられており、その漏れ出た水を吸出し管5に落
としている。排水管10の吸出し管5への開口位置は、
空気中にあけると排水管10から噴出した水がランナ2
に巻き込まれるので、それを避けるために開口位置は吸
出し管5内の水中になる位置にあけられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の水車の空転は上
記のようにしているが、最近の水車は大形高速になり、
ランナ2の周速度が大きくなり、ランナ2の外周部の空
気圧力が高くなり、排水管10の入口の圧力が、水位差
Hsを大きく超える圧力差になり、排水管10の入口か
ら水と共に空気も入って、図示のように排水管10の出
口から排出され、その空気の一部ではあるが大量の空気
が吸出し管5内を下流へ出てしまうので、この漏気を補
うために大量の圧縮空気を供給する必要があるというよ
うな問題があった。
【0005】図2に示す排水弁11を絞ればこの漏気を
少なくすることができるが、排水管10の排水能力も同
時に低下し、ランナ2の外周部に残る水が多くなると、
ランナ2の回転抵抗が増え、ランナ2を回転駆動する必
要馬力が大きくなるというような課題があった。
【0006】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、排水管10の排水能力を低下させることな
く、排水管10を通って排出されて吸出し管5の下流に
逸出してしまう空気の量を減らすことができる水車の漏
気防止装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る水車の漏
気防止装置は、ガイドベーンを閉止してランナが回転す
る空間内に圧縮空気を注入して吸出し管内の空気を押し
下げたとき前記ランナの下方の前記吸出し管内に形成さ
れる空気部と上カバーの前記ランナの外周部の空間部と
を連通させるバイパス管を設けたものである。
【0008】
【作用】この発明における水車の漏気防止装置としてラ
ンナの下方の吸出し管内に形成される空気部と上カバー
のランナ外周部の空間部とを連通させるように設けられ
たバイパス管は、圧縮空気の注入により形成された空気
中でランナが回転してランナ外周部の空気の圧力が高く
なると、このランナ外周部の空気をランナの下方の吸出
し管内に形成される空気部に逃がす。これにより、ラン
ナ外周部の空気の圧力が低くなり、ランナ外周部から排
水管を通って吸出し管に出る空気が少なくなり、吸出し
管を通って逸出する空気の量が減る。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による漏気防止装置を
設けたフランシス水車又はポンプ水車の縦断面図であ
る。図1において、2はランナ(羽根車)、3は上カバ
ー、4は下カバーであり、上カバー3及び下カバー4は
ランナ2が回転する空間を形成する。5は吸出し管、6
は可動で流路の開閉可能なガイドベーン(案内羽根)、
7は給排気管、8は主軸であり、主軸8の上方には図示
しない発電機等が連結されている。9はシール部、10
は排水管、11は排水弁である。12はこの発明により
設けたバイパス管、13はバイパス弁、15は渦巻きケ
ーシングである。
【0010】図1は調相運転等のためランナ2を空転さ
せている状態を示す。ランナ2を空転させるに際して、
ランナ2の付近に水があると水の抵抗のため、ランナ2
を回転させるのに大きな力を要するので、これを避ける
ため、ガイドベーン6を全閉にして渦巻きケーシング1
5からの水の流入を遮断し、図示しない圧縮空気源(空
気圧縮機)から給排気管7を経て圧縮空気を、ランナ2
の回転する車室内に供給して、その空気の圧力により、
吸出し管5内の水面を「イ」で示す程度に押し下げる。
こうすれば、ランナ2が空気中で回転することができ、
調相運転等のため小さい力でランナ2を空転させること
ができる。
【0011】図1に示すように、排水管10の上端は下
カバー4のランナ2の外周部付近に開口し、排水管10
の下端は吸出し管5の図の状態で水中になる位置に開口
するように導設されている。全閉状態のガイドベーン6
でも渦巻きケーシング15から水が漏れて車室内に入る
ので、排水管10はガイドベーン6から漏れた水がラン
ナ2の回転の抵抗にならないように排除するものであ
る。排水管10の下端開口位置を空気中にすると排水管
10から噴出した水がランナ2に巻き込まれるので、排
水管10の下端開口位置は水中になっている。なお、排
水管10はランナ2の空転時に使用するものであり、通
常の運転状態では排水管10は使用しないので、閉止す
るように排水弁11が設けられている。
【0012】図1に示すように、バイパス管12の上端
はランナ2の外周の外上部の上カバー3内に開口し、バ
イパス管12の下端は、ランナ2を空転させるとき吸出
し管5内に空気が注入されてできる空気部5aに開口す
るように形成し導設されている。なお、バイパス管12
は排水管10と同様に、ランナ2の空転時に使用するも
のであり、通常の運転状態ではバイパス管12は使用し
ないので、閉止するようにバイパス弁13が設けられて
いる。
【0013】次に、図1に示す実施例の動作について説
明する。調相運転等のため、ガイドベーン6を全閉して
渦巻きケーシング15から車室内に水が入るのを遮断
し、図示しない圧縮空気源(空気圧縮機)から給排気管
7を経て圧縮空気をランナ2が回転する車室内に供給
し、吸出し管5内の水面を「イ」で示す位置まで押し下
げる。圧縮空気で吸出し管5の水面を押し下げなければ
ならないのは、通常の水車運転時にキャビテーションの
発生を抑制するようにランナ2の付近の水の静圧を高く
するため、ランナ2の位置が下ダムの水位より下方に設
けられているからである。
【0014】図1に示すように、吸出し管5内の水面を
「イ」に示すように圧縮空気で押し下げて、ランナ2を
回転(空転)させると、ランナ2の回転による空気の旋
回により、吸出し管5内の水面は、「ロ」で示すように
大きな波が生じ(水面が揺動し)て、飛上がった水がラ
ンナ2に接触したり、水面の下がった箇所から水面上の
空気が吸出し管5の下流に逃げたりするので、水面の押
し下げ程度は適正にする必要がある。
【0015】図1において、渦巻きケーシング15には
上ダムからの落差に相当する大きな水圧がかかっている
ので、ガイドベーン6を全閉にしても、ガイドベーン6
の隙間から水が漏れ出るが、この水がランナ2の羽根の
間に入って一緒に回転すると大きな抵抗になる。そこ
で、排水管10はこの漏れ出た水を排水する。ランナ2
の回転の遠心力によってランナ2の外周部の空気圧力は
高くなっているので、この空気圧により排水管10内の
水は吸出し管5へ噴出される。排水管10の吸出し管5
内への開口位置は、空気部5aのような高い位置にする
と排水管10から噴出する水がランナ2に巻き込まれて
抵抗や振動が生じるので、図示のように水中になる箇所
にあけられている。そのため、従来、図2に示すよう
に、排水管10から水と一緒に噴出する空気が吸出し管
5の下流へ逸出するので、給排気管7から圧縮空気を補
充しなければならないという問題があった。
【0016】この問題を解消するため、図1に示すこの
発明の一実施例では、ランナ2の外周の外上部の上カバ
ー3内と吸出し管5の空気部5aとを連通させるバイパ
ス管12が設けられている。ランナ2の回転の遠心力に
よってランナ2の外周部の空気圧力は高くなるが、圧力
が高くなった空気は相対的に圧力が低い空気部5aへバ
イパス管12を経て容易に移動する。なお、バイパス管
12は上カバー3に開口しているので空気のみが通り、
排水管10は下カバー4に開口しているので主に水が通
る。このように、ランナ2の回転の遠心力により高圧に
なった外周部の空気をバイパス管12によって逃がすこ
とにより、排水管10に入って排出される空気の量は少
なくなり、吸出し管5の下流に逸出する空気が少なくな
り、少量の圧縮空気を給排気管7から補充するだけで安
定した空転をさせて調相運転等を行うことができる。
【0017】なお、図1において、排水弁11は通水量
の調節に使用し、バイパス弁13は通気量の調節に使用
する。また、通常の運転においては排水管10及びバイ
パス管12は使用しないので、排水弁11及びバイパス
弁13は閉止とする。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、調相
運転等でランナを空転させたとき、ランナ外周部の空気
の圧力が高くなると、その空気はバイパス管により吸出
し管へ回流し、ランナ外周部の空気の圧力が低くなり、
排水管を通って吸出し管に出る空気が少なくなり、吸出
し管を通って逸出する空気の量が減るので、少量の圧縮
空気を供給するだけで安定した調相運転を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による漏気防止装置を有す
る水車の縦断面図である。
【図2】従来の水車の縦断面図である。
【符号の説明】
2;ランナ、 3:上カバー、4:下カバー、 5:吸
出し管、6:ガイドベーン、 7:給排気管、8:主
軸、 9:シール部、10:排水管、 11:排水弁、
12:バイパス管、 13:バイパス弁、15:渦巻き
ケーシング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランナの外周部の下カバー内と吸出し管
    内とを連通させる排水管を有する水車において、ガイド
    ベーンを閉止して前記ランナが回転する空間内に圧縮空
    気を注入して吸出し管内の水を押し下げたとき前記吸出
    し管内に形成される空気部と上カバーの前記ランナの外
    周部の空間部とを連通させるバイパス管を設けたことを
    特徴とする水車の漏気防止装置。
JP7027746A 1995-01-25 1995-01-25 水車の漏気防止装置 Withdrawn JPH08200198A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7027746A JPH08200198A (ja) 1995-01-25 1995-01-25 水車の漏気防止装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7027746A JPH08200198A (ja) 1995-01-25 1995-01-25 水車の漏気防止装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08200198A true JPH08200198A (ja) 1996-08-06

Family

ID=12229603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7027746A Withdrawn JPH08200198A (ja) 1995-01-25 1995-01-25 水車の漏気防止装置

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JP (1) JPH08200198A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818990A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 株式会社东芝 弗朗西斯式水轮机的起动方法以及弗朗西斯式水轮机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818990A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 株式会社东芝 弗朗西斯式水轮机的起动方法以及弗朗西斯式水轮机
CN113818990B (zh) * 2020-06-19 2024-03-01 株式会社东芝 弗朗西斯式水轮机的起动方法以及弗朗西斯式水轮机

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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20020402