JPH09158824A

JPH09158824A - 横軸水力機械

Info

Publication number: JPH09158824A
Application number: JP7320767A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Shimizu; 光一郎清水; Yuetsu Uto; 祐悦宇藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】充水運転中の機内渋滞空気を迅速に機外に排出
させ、充水運転の早期短縮化を図る。【解決手段】主軸９の一端側に設けた排気室１６に連通
し、この主軸９内部に穿設した排気孔１７と、排気室１
６が大気と連通する排気管１６ａに設けられた排気弁１
７ａとを備えるとともに、吸出し管１１に設けた水位検
出器１８、ランナベーン入口圧力検出器２０のいずれか
少なくとも一方が所定値になったとき、上記排気弁１７
ａに弁閉信号を与える制御装置１９を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、横軸水力機械にか
かり、特にポンプ運転起動、あるいは調相運転時、ラン
ナベーンの水面押し下げ運転からランナベーン充水運転
移行の際、機内の渋滞空気を良好に排出可能にする横軸
水力機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、横軸水力機械は、立軸水力機械
に較べて掘削やコンクリート打設が少なく据付期間が短
いことから、主として単機容量１０ＭＷ以下のものに比
較的多く適用されており、その構成は図９に示すものが
ある。

【０００３】符号１は渦巻きケーシングを示し、この渦
巻きケーシング１は、図示しない上池と水圧鉄管、入口
弁を介して接続している。渦巻きケーシング１の巻き終
り端には動水を整流するためのステーベーン２が設けら
れており、このステーベーン２の後流側は、ランナ室３
ａに連通している。

【０００４】ランナ室３ａは、入口側に動水の流量調整
をする回動自在なガイドベーン３と、その後流側に動水
のエネルギを受けて回転トルクに変えるランナベーン４
とを有する構成になっている。また、このランナベーン
４の一側に、動水の漏水が機外に流出しないようにする
ための上カバー５により覆設された背圧室６を備え、ま
たその他側に下カバー７により覆設された側圧室８を備
えている。

【０００５】ランナベーン４の出口端側には、横形配置
の主軸９（回転軸）が配設されており、この主軸９にラ
ンナベーン４を挾設するクラウン１０が固設されてい
る。また、ランナベーン４の出口端側には、これに連通
する吸出し管１１が設けられており、この吸出し管１１
により動水の運動エネルギの回収を図っている。なお、
ランナ室３ａのガイドベーン３の出口側には、連絡管１
４が設けられており、この連絡管１４は、ガイドベーン
３から側圧室８に動水の漏水が流出しないように、積極
的に吸出し管１１に案内するものである。

【０００６】このような構成を有する横軸水力機械は、
揚水ポンプ運転起動時あるいは調相運転時、ランナベー
ン４を充水する動水を、図示のように吸出し管１１の下
方まで圧縮空気により押下げる、いわゆる水面押下げ運
転を行い、運転中のランナベーン４の駆動回転トルクの
軽減を図っている。すなわち、水面押下げ運転は、吸出
し管１１の給排気管１２および背圧室６の給排気管１３
から高圧空気が投入され、その空気の押圧力により動水
を吸出し管１１の下方まで強制的に押下げるものであ
る。そして、水面押下げ運転が終ると、動水の押圧力に
より高圧空気を、きは給排気管１２，１３を経て機外に
放出させる一方、動水がランナ室３ａを満水し、ランナ
室３ａに連通するガイドベーン３の内側のプライミング
圧力が所定値になると、ガイドベーン３を開口させ、揚
水運転（ポンプ運動）または発電運転（水車運転）の負
荷が出るように移行して行く。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述動水の
ランナ室３ａへの充水運転に際し、従来からいくつかの
問題点があった。

【０００８】一般に、この種の運転は、動水のランナ室
３ａへの充水中といえどもランナベーン４は回転してい
る。このため動水がランナベーン４にさしかかると、そ
の回転力によって吹き飛ばされ、吹き飛ばされた動水
は、給排気管１２，１３を塞ぐことが往々にしてあっ
た。動水により塞がれた給排気管１２，１３は、機内の
残留空気を機外に放出することができず、結局、機内の
渋滞空気の問題が残り、揚水（ポンプ）または発電（水
車）負荷運転に入るまでに長時間を要する不都合、不具
合があった。また長時間に亘る調相運転ではガイドベー
ン３からの漏水がランナベーン４に常に当るため不必要
な動力を費やす等の問題があった。

【０００９】このような問題点に対処する機内の渋滞空
気回避技術として、例えば、実公昭６１−１７２６６号
公報や特公昭６１−４９５１１号公報がすでに提案され
ている。

【００１０】これらの技術は、機内の渋滞空気領域に排
気管をサーボモータの駆動力により進退させたものであ
ったり、また機内の渋滞空気を背圧室に積極的に送って
機外に排気することを内容とするものである。

【００１１】しかしながら、前者においては、排気管を
進退させていたのでは動水の漏洩の問題が出、またその
駆動力にサーボモータを使用していたので保守管理の点
で作業員の労力負担になる等の不具合がある。経済性の
点からも得策ではない。また、後者においては、機内の
渋滞空気を積極的に背圧室に集めようとしても、形状構
造の複雑性から思ったように背圧室に集まらず、依然と
して機内の渋滞空気が残留し、充水運転時間短縮の意図
を考慮すると、必ずしも効果的手段ではない。

【００１２】本発明は、このような観点からなされたも
のであって、充水運転中の機内の渋滞空気を今以上に排
出促進させ、迅速に揚水（ポンプ）または発電（水車）
負荷運転に移行できるようにした横軸水力機械を提供す
ることを目的とする。

【００１３】また、本発明にかかる他の目的は、調相運
転時、ケーシングから排水し、不必要な動力を今以上に
軽減できるようにした横軸水力機械を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる横軸水力
機械は、上記目的を達成するために、請求項１に記載し
たように渦巻きケーシングの略中央部に配設した主軸
に、ランナベーンを固設し、このランナベーンの入口側
にガイドベーンを備える一方、その出口側に吸出し管を
備えた横軸水力機械において、上記主軸の一端側に設け
た排気室に連通し、上記主軸内部に穿設した排気孔と、
上記排気室が大気と連通する排気管に設けた排気弁と、
上記吸出し管に設けた水位検出器と、上記ガイドベーン
の出口側に設けたランナベーン入口圧力検出器とを備
え、上記ランナベーンの充水運転中、渋滞空気を上記排
気孔より排出し、上記水位検出器および上記圧力検出器
のいずれか少なくとも一方が所定値になったとき、上記
排気弁および上記ランナベーンの背圧室に設けた高圧空
気給排弁に弁閉信号を与える制御装置を備えたものであ
る。

【００１５】また、渦巻きケーシングの略中央部に主軸
を配設し、この主軸に横断して上記渦巻きケーシング側
に延びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設
した第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これ
らランナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、
上記ランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出し
管および第２吸出し管を備えた横軸水力機械において、
上記主軸の一端側に設けた排気室に連通し、上記主軸内
部に穿設した排気孔と、上記排気室が大気と連通する排
気管に設けた排気弁と、上記第１吸出し管および第２吸
出し管に設けた水位検出器と、上記ガイドベーンの出口
側に設けたランナベーン入口圧力検出器とを備え、上記
ランナベーンの充水運転中、渋滞空気を上記排気孔より
排出し、上記水位検出器および上記圧力検出器のいずれ
か少なくとも一方が所定値になったとき、上記排気弁に
弁閉信号を与える制御装置を備えたものである。

【００１６】また、渦巻きケーシングの略中央部に主軸
を配設し、この主軸を横断して上記渦巻きケーシング側
に延びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設
した第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これ
らランナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、
これらランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出
し管および第２吸出し管を備えた横軸水力機械におい
て、上記主軸の一端側に設けた排気室に連通し、上記主
軸内部に穿設した排気孔と、上記排気室が大気と連通す
る排気管に設けた排気弁と、上記第１吸出し管および第
２吸出し管に設けた水位検出器と、上記ガイドベーンの
出口側に設けたランナベーン入口圧力検出器と、上記第
１ランナベーンおよび第２ランナベーンの充水運転中、
渋滞空気を上記排気孔より排出し、上記水位検出器およ
び上記圧力検出器のいずれか少なくとも一方が所定値に
なったとき、上記排気弁に弁閉信号を与える制御装置
と、上記第１ランナベーンに設けた側圧室と上記第２ラ
ンナベーンに設けた側圧室とを互に連通させるバランス
管とを備えたものである。

【００１７】また、渦巻きケーシングの略中央部に主軸
を配設し、この主軸を横断して上記渦巻きケーシング側
に延びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設
した第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これ
らランナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、
これらランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出
し管および第２吸出し管を備えた横軸水力機械におい
て、上記渦巻きケーシングに、上記第１吸出し管および
第２吸出し管のいずれか少なくとも一方を連通させる動
水連絡管を設けたものである。

【００１８】また、渦巻きケーシングの略中央部に主軸
を配設し、この主軸を横断して上記渦巻きケーシング側
に延びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設
した第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これ
らランナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、
これらランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出
し管および第２吸出し管を備えた横軸水力機械におい
て、上記渦巻きケーシングに、上記第１吸出し管および
第２吸出し管のいずれか少なくとも一方を連通させる動
水連絡管にジェットポンプを設けたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる横軸水力機
械を容易に理解するために、第１実施の形態、第２実施
の形態、および第３実施の形態とにわけて説明する。

【００２０】（第１実施の形態）図１は、単輪単流フラ
ンシス水車に対して本発明を適用した例を示す概略縦断
面図である。なお、図９と同一構成部品には同一符号を
付して説明する。

【００２１】図１において、符号１は渦巻きケーシング
を示し、この渦巻きケーシング１の巻き終り端には動水
を整流するためのステーベーン２が設けられており、こ
のステーベーン２の後流側はランナ室３ａに連通してい
る。

【００２２】ランナ室３ａは、入口側にガイドベーン３
と、その後流側にランナベーン４とを有する構成になっ
ている。また、このランナベーン４の一側には、動水の
漏水が機外に流出しないようにするための上カバー５に
より覆設された背圧室６を備え、またその他側に下カバ
ー７により覆設された側圧室８を備えている。

【００２３】ランナベーン４の出口端側には、横形配置
の主軸９（回転軸）が配設されており、この主軸９にラ
ンナベーン４を挾設するクラウン１０が固設されてい
る。また、ランナベーン４の出口側には、これに連通す
る吸出し管１１が設けられており、この吸出し管１１に
より動水の運動エネルギの回収を図っている。なお符号
１４は連絡管である。

【００２４】上記主軸９は、吸出し管１１を貫通して延
びており、その一端側に軸受１５を介して排気室１６を
備えている。排気室１６は、上記主軸９内部に穿設した
排気孔１７に連通するとともに、機内の渋滞空気を機外
に流出させる排気管１６ａに排気弁１７ａを介装して備
えている。

【００２５】吸出し管１１の一側には、動水の水位を検
出する水位検出器１８が設けられており、この水位検出
器１８の水位信号により制御装置１９はその入力信号を
演算する。また、この制御装置１９には、ガイドベーン
３の出口側に設けたランナベーン入口圧力検出器２０か
らの圧力信号が入力されており、これら入力信号のいず
れか少なくとも一方が所定値に達したとき、弁閉信号を
作り出し、排気弁１７ａを閉口するようになっている。

【００２６】次に上記構成に基づく作用を説明する。

【００２７】ランナベーン４や吸出し管１１に、機外か
ら高圧空気が投入され、その押圧力により動水は、図１
に示す位置まで押下げられ、この間主軸９は、回転し、
ランナベーン４に回転トルクを伝える、いわゆる動水の
水面押下げ運転が行われている。

【００２８】動水の水面押下げ運転が終ると、動水は自
身の持つエネルギにより自然上昇し、この間、動水の押
圧力により機内空気は、ランナベーン４の背圧室５に設
けた高圧空気給排気管１３の高圧空気給排弁１３ａを経
て機外に流出している。

【００２９】ところが、機内の渋滞空気の機外への流出
中、図２にも示されるように、動水がランナベーン４の
回転に伴う遠心力によりランナ室３ａ、背圧室５に片寄
って充水し、吸出し管１１の一部領域ＡＲは渋滞空気領
域となることがある。この場合であっても、機内の渋滞
空気は、主軸９に穿設した排気孔１７から吸引されて排
気室１６に集められ、ここから排気管１６ａの排気弁１
７ａを経て機外に流出できるようになっている。一方、
機内の渋滞空気が機外に流出する間に、水位検出器１８
が吸出し管１１の動水の水位を検出し、また、ランナベ
ーン入口圧力検出器２０がランナ室３ａの動水圧力を検
出している。そして、水位検出器１８およびランナベー
ン入口圧力検出器２０のうち、いずれか少なくとも一方
が所定値になったとき、その信号を制御装置１９に入力
し、ここで弁閉信号を作り出し、排気弁１７ａ、高圧空
気給排弁１３ａを閉口させ、ガイドベーン３内側のプラ
イミング圧力が所定値になると負荷運転に入るようにし
ている。

【００３０】したがって、充水運転中、機内に渋滞空気
があっても、主軸９に穿設した排気孔１７により機内の
渋滞空気を構造容易にして容易に機外に流出させること
ができる。また、機内の渋滞空気を迅速に処理すること
ができるので充水運転の短縮を図ることができる。

【００３１】（第２実施の形態）図３は、単輪複流フラ
ンシス水車に対して本発明を適用した例を示す概略縦断
面図である。

【００３２】この種のタイプは、図１に示される渦巻き
ケーシング１を共通にし、動水を複流にするランナベー
ン４ａ，４ｂを対向して位置させ、ランナベーン４ａ，
４ｂの対向位置に伴って吸出し管１１ａ，１１ｂを対向
位置にしたものである。

【００３３】すなわち、単輪複流フランシス水車は、図
３にも示されているように、渦巻きケーシング１の出口
側に、単流タイプと同様に、共通のステーベーン２、ガ
イドベーン３を設け、このガイドベーン３の出口側にラ
ンナ室３ａが連通している。

【００３４】ランナ室３ａには動水を複流に区分けする
第１ランナベーン４ａ、および第２ランナベーン４ｂが
背中合せの位置に収容されており、これら第１ランナベ
ーン４ａおよび第２ランナベーン４ｂは上記渦巻ケーシ
ング１の方向に延びるディスク２１に固設されている。
このディスク２１は主軸９に横断し、一体的に形成され
ている。またランナ室３ａは、その両側に下カバー７，
７により覆設された側圧室８，８が形成され、この側圧
室８，８に第１吸出し管１１ａ、第２吸出し管１１ｂと
連通する連絡管１４，１４が設けられている。

【００３５】第１ランナベーン４ａおよび第２ランナベ
ーン４ｂの出口側は、これらに連通し、外側に向って複
流する動水のそれぞれを案内する第１吸出し管１１ａ、
および第２吸出し管１１ｂが互に対向配置して設けられ
ており、第１ランナベーン４ａ、および第２ランナベー
ン４ｂを通過する動水の運動エネルギ回収を図ってい
る。

【００３６】主軸９は、両端側ともに第１吸出し管１１
ａおよび第２吸出し管１１ｂを貫通して延び、両端側と
もに軸受１５，１５により軸支されている。また主軸９
の一端側には排気管１６ａ、排気弁１７ａを備えた排気
室１６が設けられており、この排気室１６に連通して上
記主軸９に穿設した排気孔１７ｂ、１７ｂの吸込み口１
７ｃ，１７ｃが、第１吸出し管１１ａおよび第２吸出し
管１１ｂ側に対応して設けられている。さらにまた、第
１吸出し管１１ａおよび第２吸出し管１１ｂに対応して
水位検出器１８，１８が設けられ、これら水位検出器１
８，１８の出力信号は制御装置１９に送られている。な
お、他の構成は図１に示される第１実施の形態と同一な
ので同一符号を付してその説明を省略する。

【００３７】本実施の形態では、図３に示されるよう
に、機内の渋滞空気が比較的多く残る第１および第２ラ
ンナベーン４ａ，４ｂの出口側から第１吸出し管１１ａ
および第２吸出し管１１ｂにかけての領域に、それぞれ
吸込み口１７ｃ，１７ｃを備えた排出孔１７ｂ，１７ｂ
を設けているので、各領域毎の渋滞空気はそれぞれ個々
に機外に流出することができ、その結果、充水運転の短
縮化を図ることができる。

【００３８】図４は、本発明にかかる第２実施の形態の
第１実施例を示す概略縦断面図である。なお、第２実施
の形態の第１実施例における構成部品と同一部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。

【００３９】本実施の形態では、渋滞空気が比較的多く
残る第１および第２ランナベーン４ａ，４ｂの出口側か
ら第１吸出し管１１ａおよび第２吸出し管１１ｂにかけ
ての領域に、別々の排出孔１７ｄ，１７ｅを主軸９に穿
設したものである。排出孔１７ｄ，１７ｅを、主軸９に
別々に穿設することにより、第１および第２ランナベー
ン４ａ，４ｂからの渋滞空気が干渉せずに良好に機外に
流出させることができる。

【００４０】図５は、本発明にかかる第２実施の形態の
第２実施例を示す概略縦断面図である。なお、第２実施
の形態の第１実施例における構成部分と同一部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。

【００４１】本実施の形態は、第１ランナベーン４ａお
よび第２ランナベーン４ｂの両側に設けられ、下カバー
７，７によって覆設された側圧室８，８を互に連通させ
るバランス管２２を設けたものである。このバランス管
２２には、空気流出弁２３が設けられており、演算装置
２４からの弁開信号によって空気流出弁２３が開口し、
充水運転中、ランナ室３ａやランナベーン４ａ，４ｂか
ら側圧室８，８に集められた空気を、上記バランス管２
２を経て機外に排出させるようになっている。

【００４２】充水運転後、ランナ室３ａが動水により満
水になると、演算装置２４の弁閉信号によって空気流出
弁２３が閉口し、ランナ室３ａに通ずるガイドベーン３
の内側のプライミング圧力が所定値に達すると、ガイド
ベーン３は開口し、揚水運転（ポンプ運転）または発電
運転（水車運転）の負荷運転が行われる。この負荷運転
中、第１ランナベーン４ａおよび第２ランナベーン４ｂ
のいずれかに動水が片寄って流れると、第１ランナベー
ン４ａまたは第２ランナベーン４ｂのいずれかに不平衡
スラストが生起し、振動に伴う動水の脈動となり事故の
原因となる。このため、第１ランナベーン４ａまたは第
２ランナベーン４ｂのいずれかに生起する不平衡スラス
トを抑制し、未然の事故発生に対処して側圧室８，８を
互に連通させるバランス管２２を設けたものである。こ
のバランス管２２によって負荷運転を安全に続行するこ
とができる。

【００４３】（第３実施の形態）図６は、単輪複流フラ
ンシス水車に対して本発明の他の実施の形態として示す
概略縦断面図である。なお、第２実施の形態の構成部品
と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００４４】本実施の形態は、第１吸出し管１１ａおよ
び第２吸出し管１１ｂの両方を貫通して設けられている
主軸９に横断して一体的にディスク２１，２１を設けた
ものである。このディスク２１，２１の両側には、動水
を複流に区分けして上記主軸９に回転トルクを与える第
１ランナベーン４ａおよび第２ランナベーン４ｂが互に
背中合せの位置に固設されている。

【００４５】また、ディスク２１，２１には、第１ラン
ナベーン４ａと第２ランナベーン４ｂとを互に連通させ
る連絡孔２７，２７が穿設されている。

【００４６】さらに、第１吸出し管１１ａおよび第２吸
出し管１１ｂの両コーナ部には、水面押下げ運転の際、
高圧空気を機内に投入する給気管ＡＳ，ＡＳが設けられ
ており、また充水運転中、機内の空気を機外に排出する
排気管ＡＤ，ＡＤがそれぞれ設けられている。

【００４７】このような構成において、充水運転中、機
内の空気は、通常上記第１吸出し管１１ａおよび第２吸
出し管１１ｂの両コーナ部に設けた排気管ＡＤ，ＡＤか
ら機外に排出されている。この場合、何らかの事情によ
って排気管ＡＤ，ＡＤのいずれか一方に排気タイミング
の遅れがあると、機内の渋滞空気によってランナベーン
４ａ，４ｂのいずれか一方に不平衡スラストが発生し、
ランナベーン４ａ，４ｂのいずれか一方に事故が発生す
るおそれがある。この場合、本実施の形態では、一方の
ランナベーン４ａの渋滞空気を、連絡孔２７，２７を介
して他方のランナベーン４ｂに流出させることができる
ので、ランナベーン４ａ，４ｂの安全な運転を続行させ
ることができる。

【００４８】図７は、本発明にかかる第３実施の形態の
第１実施例を示す概略縦断面図である。なお、第３実施
の形態の第１実施例における構成部品と同一部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。

【００４９】本実施の形態では、第１吸出し管１１ａお
よび第２吸出し管１１ｂに、渦巻きケーシング１とを接
続する排水弁２５ａ，２５ａを備えた動水連絡管２５，
２５を設けたものである。

【００５０】このように、第１吸出し管１１ａおよび第
２吸出し管１１ｂに、渦巻きケーシング１からの動水連
絡管２５，２５で渦巻きケーシング１から排水すること
により、ガイドベーン３からの漏水による不必要な動力
の消費を軽減することができる。

【００５１】図８は、本発明にかかる第３実施の形態の
第２実施例を示す概略縦断面図である。なお、第３実施
の形態の第１実施例における構成部品と同一部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。

【００５２】本実施の形態は、図７に示される動水連絡
管２５，２５にジェットポンプ２６，２６を設け、ジェ
ットポンプ２６，２６の動水供給源を図示しない水圧鉄
管（渦巻きケーシング１に接続される動水供給管）に求
めたものである。

【００５３】本実施の形態では、動水連絡管２５，２５
にジェットポンプ２６，２６を設けることにより、渦巻
きケーシング１からの排水時間をさらに短かくできるか
らガイドベーン３からの漏水による不必要な動力の消費
を一層軽減することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明にかかる横
軸水力機械では、主軸の一端側に設けた排気室に連通
し、主軸内部に穿設した排気孔を設けたので、機内の渋
滞空気を構造簡易にして容易に排出させることができ
る。また、上記排気室に排気弁を設け、この排気弁を、
吸出し管に設けた水位検出器と、ガイドベーンの出口側
に設けたランナベーン入口圧力検出器との少なくともい
ずれか一方の信号が所定値になったとき、制御装置によ
って開口させるので、機内渋滞空気の迅速処理の下、充
水運転の短縮を図ることができる。

【００５５】また、本発明にかかる横軸水力機械では、
主軸に横断するディスクの両側に互に背中合せの位置に
配設した第１ランナベーンと、第２ランナベーンとによ
り動水が複流化され、この複流化に対応して第１吸出し
管および第２吸出し管をそれぞれ設け、各ランナベーン
出口側から各吸出し管側に至る各渋滞空気領域に対応し
て主軸に排気孔を穿設したので、各領域の渋滞空気をバ
ランスよく均等に排出させることができる。

【００５６】また、本発明にかかる横軸水力機械では、
第１ランナベーンおよび第２ランナベーンに対応する側
圧室相互を、バランス管で連絡しているので、両側圧室
からも機内空気を機外へ排出させることができ、また充
水運転後、負荷運転に入って第１ランナベーンおよび第
２ランナベーンのいずれか一方に片寄って動水が流れる
と、第１ランナベーンまたは第２ランナベーンのいずれ
か一方に不平衡スラストが発生するが、この場合でもバ
ランス管によって各側圧室は圧力バランス状態が維持さ
れているので、不平衡スラストの発生を抑制することが
できる。

【００５７】また、本発明にかかる横軸水力機械では、
第１ランナベーンと第２ランナベーンとを互に連絡する
連絡孔をディスクに穿設したので、充水運転中、第１ラ
ンナベーンおよび第２ランナベーンのいずれか一方に片
寄った渋滞空気があっても残りの一方に渋滞空気を流出
させることができ、渋滞空気による第１ランナベーンお
よび第２ランナベーンのいずれか一方に発生する不平衡
スラストを抑制することができる。

【００５８】また、本発明にかかる横軸水力機械では、
第１ランナベーンおよび第２ランナベーンに対応して第
１吸出し管、および第２吸出し管が設けられ、これら第
１吸出し管および第２吸出し管には、渦巻きケーシング
に連通させる動水連絡管が設けられているので、渦巻き
ケーシングから排水することができガイドベーンからの
漏水による不必要な動力を軽減することができる。

【００５９】また、本発明にかかる横軸水力機械では、
上記動水連絡管にジェットポンプを設け、このジェット
ポンプの動水供給源を水圧鉄管に求めたので、短時間に
渦巻きケーシングから排水することができガイドベーン
からの漏水による不必要な動力を一層軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる横軸水力機械の第１実施の形態
を示す概略縦断面図。

【図２】図１における充水運転中、動水および渋滞空気
の挙動を示す図。

【図３】本発明にかかる横軸水力機械の第２実施の形態
を示す概略縦断面図。

【図４】本発明にかかる横軸水力機械の第２実施の形態
の第１実施例を示す概略縦断面図。

【図５】本発明にかかる横軸水力機械の第２実施の形態
の第２実施例を示す概略縦断面図。

【図６】本発明にかかる横軸水力機械の第３実施の形態
を示す概略縦断面図。

【図７】本発明にかかる横軸水力機械の第３実施の形態
の第１実施例を示す概略縦断面図。

【図８】本発明にかかる横軸水力機械の第３実施の形態
の第２実施例を示す概略縦断面図。

【図９】従来の横軸水力機械の実施の形態を示す概略縦
断面図。

【符号の説明】

１渦巻きケーシング２ステーベーン３ガイドベーン３ａランナ室４ランナベーン４ａ第１ランナベーン４ｂ第２ランナベーン５上カバー６背圧室７下カバー８側圧室９主軸１１吸出し管１１ａ第１吸出し管１１ｂ第２吸出し管１３ａ高圧給排気弁１６排気室１６ａ排気管１７排気孔１７ａ排気弁１７ｃ吸込み口１８水位検出器１９制御装置２０ランナベーン入口圧力検出器２１ディスク２２バランス管２５動水連絡管２５ａ排水弁２６ジェットポンプ２７連絡孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】渦巻きケーシングの略中央部に配設した
主軸に、ランナベーンを固設し、このランナベーンの入
口側にガイドベーンを備える一方、その出口側に吸出し
管を備えた横軸水力機械において、上記主軸の一端側に
設けた排気室に連通し、上記主軸内部に穿設した排気孔
と、上記排気室が大気と連通する排気管に設けた排気弁
と、上記吸出し管に設けた水位検出器と、上記ガイドベ
ーンの出口側に設けたランナベーン入口圧力検出器とを
備え、上記ランナベーンの充水運転中、渋滞空気を上記
排気孔より排出し、上記水位検出器および上記圧力検出
器のいずれか少なくとも一方が所定値になったとき、上
記排気弁および上記ランナベーンの背圧室に設けた高圧
空気給排弁に弁閉信号を与える制御装置を備えたことを
特徴とする横軸水力機械。
【請求項２】渦巻きケーシングの略中央部に主軸を配
設し、この主軸に横断して上記渦巻きケーシング側に延
びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設した
第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これらラ
ンナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、上記
ランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出し管お
よび第２吸出し管を備えた横軸水力機械において、上記
主軸の一端側に設けた排気室に連通し、上記主軸内部に
穿設した排気孔と、上記排気室が大気と連通する排気管
に設けた排気弁と、上記第１吸出し管および第２吸出し
管に設けた水位検出器と、上記ガイドベーンの出口側に
設けたランナベーン入口圧力検出器とを備え、上記ラン
ナベーンの充水運転中、渋滞空気を上記排気孔より排出
し、上記水位検出器および上記圧力検出器のいずれか少
なくとも一方が所定値になったとき、上記排気弁に弁閉
信号を与える制御装置を備えたことを特徴とする横軸水
力機械。
【請求項３】主軸内部に穿設した排気孔には、第１ラ
ンナベーン出口側および第２ランナベーン出口側のいず
れからも渋滞空気を排出させる吸込み口を設けたことを
特徴とする請求項２記載の横軸水力機械。
【請求項４】第１ランナベーン側と第２ランナベーン
側とを互に連通させる連絡孔を、ディスクに穿設したこ
とを特徴とする請求項２記載の横軸水力機械。
【請求項５】渦巻きケーシングの略中央部に主軸を配
設し、この主軸を横断して上記渦巻きケーシング側に延
びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設した
第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これらラ
ンナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、これ
らランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出し管
および第２吸出し管を備えた横軸水力機械において、上
記主軸の一端側に設けた排気室に連通し、上記主軸内部
に穿設した排気孔と、上記排気室が大気と連通する排気
管に設けた排気弁と、上記第１吸出し管および第２吸出
し管に設けた水位検出器と、上記ガイドベーンの出口側
に設けたランナベーン入口圧力検出器と、上記第１ラン
ナベーンおよび第２ランナベーンの充水運転中、渋滞空
気を上記排気孔より排出し、上記水位検出器および上記
圧力検出器のいずれか少なくとも一方が所定値になった
とき、上記排気弁に弁閉信号を与える制御装置と、上記
第１ランナベーンに設けた側圧室と上記第２ランナベー
ンに設けた側圧室とを互に連通させるバランス管とを備
えたことを特徴とする横軸水力機械。
【請求項６】主軸内部に穿設した排気孔は複数とし、
それぞれを第１ランナベーン出口側と第２ランナベーン
出口側との個々に設けたことを特徴とする請求項２また
は５記載の横軸水力機械。
【請求項７】第１ランナベーンに設けた側圧室と第２
ランナベーンに設けた側圧室とを互に連通させるバラン
ス管は、第１ランナベーンおよび第２ランナベーンの充
水運転中、各側圧室の渋滞空気を大気に排出させる一
方、充水運転後上記第１ランナベーンおよび第２ランナ
ベーンのいずれか一方から生起する不平衡力を抑制させ
る構成にしたことを特徴する請求項５記載の横軸水力機
械。
【請求項８】渦巻きケーシングの略中央部に主軸を配
設し、この主軸を横断して上記渦巻きケーシング側に延
びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設した
第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これらラ
ンナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、これ
らランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出し管
および第２吸出し管を備えた横軸水力機械において、上
記渦巻きケーシングに、上記第１吸出し管および第２吸
出し管のいずれか少なくとも一方を連通させる動水連絡
管を設けたことを特徴とする横軸水力機械。
【請求項９】渦巻きケーシングの略中央部に主軸を配
設し、この主軸を横断して上記渦巻きケーシング側に延
びるディスクの両側に、互に背中合せの位置に固設した
第１ランナベーンおよび第２ランナベーンと、これらラ
ンナベーンの入口側にガイドベーンを備える一方、これ
らランナベーンの出口側の個々に連通する第１吸出し管
および第２吸出し管を備えた横軸水力機械において、上
記渦巻きケーシングに、上記第１吸出し管および第２吸
出し管のいずれか少なくとも一方を連通させる動水連絡
管にジェットポンプを設けたことを特徴とする横軸水力
機械。