JPS6316584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多段水力機械に係り、特に空転運転時
に各段のランナのランナシール部に冷却水を確実
に供給して長時間にわたる調相運転および待機運
転をを可能にした多段水力機械に関する。

一般に同期発電機に直結された水車およびポン
プ水車は、電気系統の力率の低下を改善する目的
で可動ガイドベーンおよび入口弁を全閉してラン
ナ周りの水面を押下げ調相運転を行なつたり、待
機運転を行なうことが要求される。ポンプ水車等
を空転運転する場合、ランナ外周と固定ケーシン
グ側との間のシール部は、そのギヤツプが小さい
ため、ランナが熱膨張して大きくなると、シール
間隙が小さくなり、ついにはランナが固定部に接
触してランナのかじりや破損等の事故を招来する
おそれがある。そこで、これを未然に防止するた
めに、通常はシール給水管を通してランナシール
部に給水しランナの膨張を防いでいる。単段ポン
プ水車の場合には、下カバーの下部は直ちにコン
クリート埋設部となつて分解組立の必要がないた
め、シール給水管を容易に配管施行することがで
きる。

しかしながら、多段水力機械となると、隣り合
つた高圧段ランナ室と低圧段ランナ室とを連絡す
る返し流路と返し羽根等の構造物が追加されて構
造が複雑となると共に、ランナ点検保守上の必要
性から分解組立を行なわなければならない。

したがつて、下カバー、返し羽根等の構造物は
円周方向に分割し、ランナより小さい内周部分は
一体構造とし、ランナより大きな外周部分は分割
構造とすることが多くなり、それに伴つてランナ
シール給水管の配管施行が困難となり、ランナシ
ール部への給水を如何に確保するかが問題となつ
ていた。

そこで、本発明の目的は、上記問題点を解消
し、水車の構成部材と干渉することなく、給水源
の冷却水をランナシール部へ確実に給水して長時
間にわたる空転運転を可能にした多段水力機械を
提供することにある。

以下最高圧段にのみ可動ガイドベーンを有する
二段ポンプ水車を例にとつて本発明の実施例を説
明する。

第１図において、符号１は２段ポンプ水車の主
軸を示しており、この主軸１には高圧段ランナ２
と低圧段ランナ３とがスペーサ４を介して軸方向
に所定の距離をおいて固着されている。上記高圧
段ランナ２は高圧段ランナ室５内に収容される一
方、上記低圧段ランナ３は低圧段ランナ室６内に
収容されている。上記高圧段ランナ２は上カバー
７で被われる一方、高圧段ランナ２の下方には下
カバー８が配置され、この上カバー７と下カバー
８の間であつて高圧段ランナ２の半径方向外方に
は水口開度を調整可能な可動ガイドベーン１０が
配置されている。この可動ガイドベーン１０は、
その上部ステム１０ａの上端にガイドベーン操作
リンク機構１１が連絡されており、公知のよう
に、ガイドリング１２によつてガイドベーン１０
の開閉が行われる。

さらに、上記可動ガイドベーン１０の半径方向
外側には、ステーベーン１３を一体的に備えたう
ず巻ケーシング１４が配置されている。

一方、低圧段ランナ３の下方には、ステーベー
ン１５を備えたスピードリング１６が配置され、
このスピードリング１６の下方には、低圧段ラン
ナ３の下方を外側から被う下カバー１７が一体的
に設けられ、下カバー１７の下端には吸出し管１
８が一体的に連接されている。

また、高圧段ランナ２と低圧段ランナ３との間
には、複数枚の返し羽根１９ａによつて返し流路
を構成した返り流路環１９が配置され、この返り
流路環１９は上記高圧段の下カバー８とスピード
リング１６との間に挾持されている。上記返り流
路環１９およびスピードリング１６は同軸的に積
み重ねられ、外筒２０の内孔２１内に嵌入されて
おり、返し羽根１９ａとステーベーン１５との間
の流路は外筒２０内の羽根の間に形成された流路
２２によつて連絡されている。

しかして、本発明によれば、上記高圧段ランナ
２のランナバンド２ａと下カバー８との間のラン
ナシール部Ａにランナシール水が供給される。

第２図は、上記ランナシール部Ａの構成とラン
ナシール部へ冷却水を供給する給水管路２３を示
している。

すなわち、上記下カバー８の側にはカバーライ
ナ２４が装着されており、カバーライナ２４は半
径断面がほヾＬ字状をしたリングであつて、その
背面には全周にわたつて給水溝２５が形成されて
いる。一方、上記カバーライナ２４がランナバン
ド２ａと向き合う面は、ランナバンド２ａの段付
シール面に合せて２段のシール面２６，２７が形
成されている。シール面２６と上記給水溝２５と
連通孔２８によつて連通されると共に、シール面
２７と上記給水溝２５とは連通孔２９によつて連
通されている。これらの連通孔２８，２９は、全
周を等分するようにして複数個形成されている。

しかして、上記高圧段の下カバー８の下方に
は、上記給水溝２５に冷却水を供給するためのシ
ール導水管３０が配管されている。この導水管３
０は、その入口３０ａが下カバー８の外周に開口
すると共に、その出口３０ｂは上記給水溝２５に
開口接続されている。

一方、前記ステーベーン１３を挾持するスピー
ドリング３１は給水源（図示省略）に接続された
給水主管３２が接続されている。この給水主管３
２の出口端には接続フランジ３２ａが形成されて
いる。

他方、上記給水主管３２の接続フランジ３２ａ
と前記シール導水管３０とは、両端にフランジ３
３ａ，３３ｂを備えた連絡管３３によつて連絡接
続されている。この連絡管３３は、前記可動ガイ
ドベーン１０の下部ステム１０ｂのための下部軸
受３４と干渉しないように隣り合つた下部軸受３
４と３４との間を通るように配管することが大切
である。その結果、連絡管３３を組み込む際、第
３図から明らかなように、下部軸受３４を吊り上
げておいて作業空間を確保しておいてから、導水
管３０と給水主管３２との間に連絡管３３を組み
込み、その両端のフランジ３３ａ，３３ｂの位置
合せをして公知の取付具を使つて固定する。しか
るのちに、下部軸受３４を第３図中破線で示した
位置まで吊り降せばよい。

上記のように構成された本発明の一実施例によ
れば、二段ポンプ水車を調相運転あるいは待機運
転するには入口弁および可動ガイドベーン１０を
全閉した状態でランナ室内に圧縮空気を圧送し、
ランナ室内の水面を低圧段ランナ３の下方まで押
し下げる。

このような空転運転に先立つて給水主管３２よ
り連絡管３３を通して導水管３０へ冷却水を供給
すると、冷却水は給水溝２５内に供給され、つい
で連通孔２８，２９を通してランナシール部へ冷
却水が供給される。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、前段のランナ室と次段のランナ室とが返し流
路によつて連絡された多段水力機械において、高
圧段側のランナの下カバーにランナシール部と連
通する導水管を固定しておく一方、給水源に連な
る給水主管を固定しておき、両者間を連絡管で連
絡するようにしたから、ランナシール部へ確実に
冷却水を供給し長時間にわたる空転運転を行なう
ことができる。また、連絡管を可動ガイドベーン
の下部ステムの軸受と軸受の間を通すようにした
から、下カバー、返し羽根等の構造の分解組立が
可能であり、しかもランナの外側の単体部品を分
割構造として輸送上の便宜を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による２段ポンプ水
車を示した半縦断面図、第２図は本発明の要部を
拡大して示した断面図、第３図は連絡管の組立工
程を示した断面図、第４図は給水管を示した平断
面図、第５図は給水管を示した斜視図である。 ２……高圧段ランナ、３……低圧段ランナ、７
……上カバー、８……下カバー、１０……可動ガ
イドベーン、２３……給水管、２４……カバーラ
イナ、２５……給水溝、３０……シール導水管、
３２……給水主管、３３……連絡管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前段のランナ室と次段のランナ室とが返し流
   路によつて連絡されるようにした複数段のランナ
   室内に水車主軸によつて支持された複数段のラン
   ナを設け、各段のランナ室の下方を下カバーで被
   つたものにおいて、高圧側の各段の下カバーに先
   端が下カバーを貫通してランナシール部に開口す
   るように導水管を固定する一方、一端を給水源に
   接続した給水主管を可動ガイドベーンの下部軸受
   の外側の固定壁に固定し、上記導水管と上記給水
   主管とを下部軸受の間を延在する連絡管で接続す
   るようにしたことを特徴とする多段水力機械。