JPS6349567Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、軸流水車の形式を有する水力電機機
械のランナベーン外周に固設された回転子とこれ
を囲む環状の固定子との隙間に砂等の異物が混入
しないようにしたシール構造に関する。

〈従来の技術〉 水管内にこの水管内を流れる水の流れと平行な
回転軸を有するランナベーンを配置し、このラン
ナベーンの外周に回転子を一体に取付けると共に
この回転子の周囲に環状の固定子を水密構造にし
て配置した小水力発電用のいわゆる一体形水車発
電機が知られている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 このような構造の水力電機機械においては、水
中に含まれる土砂等の異物が回転子と固定子との
微小隙間に侵入して来るため、これらの絶縁被覆
が次第に削り取られて行き、終には絶縁不良を起
こしてしまうことがしばしばあつた。又、ランナ
ベーンを通過せずに回転子と固定子との微小隙間
を流れる水は、ランナベーンを回転させるために
は作用しないため、容積損失による効率の低下を
招来する。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案では、回転子の側端面と対向する導水管
のフランジ部に、回転子の側端面と固定子の内周
面とこの導水管のフランジ部と導水管の外周面と
で囲まれた環状の空間を内側と外側とに仕切るシ
ールリングを突設し、ガイドベーン内に穿設され
て一端が吸出し管側に開口する吸出し通路を内側
の環状の空間内に連通させ、外側の環状の空間を
導水管の上流側にフイルタを介して連通させてい
る。

〈作用〉 導水管の上流の低速な流水はフイルタにより異
物が除去されて外側の環状の空間内へ送り込まれ
る。一方、導水管の先端と回転子との隙間から内
側の環状の空間内へ侵入する土砂を含んだ流水
は、ガイドベーンの周囲を通過する流水により吸
出し通路が負圧となつてこの吸出し通路から導水
管内へ再び吸い出される。この結果、内側の環状
の空間内の水は外側の環状の空間内へ流れ込みに
くくなり、しかも外側の環状の空間内にはフイル
タを通つた清水が送り込まれて来ているため、こ
の清水の一部は内側の環状の空間側へ吸い込まれ
る一方、回転子と固定子との間の微小隙間には清
水が介在し続けることとなる。

〈実施例〉 本考案による水力回転電機機械のシール構造を
一体形水車発電機に応用した一実施例の一部の断
面構造を表す第１図及びその配管構造を概念的に
表す第２図及び第１図中の主要部の拡大断面構造
を表す第３図及び第１図中の−矢視断面構造
を表す第４図に示すように、先細のテーパ状をな
す導水管１１の中央部には、ランナベーン１２を
回転自在に支持するランナホルダ１３が位置して
おり、このランナホルダ１３と導水管１１との間
には複数本のガイドベーン１４が放射状に介在
し、これらガイドベーン１４を介してランナベー
ン１２が導水管１１に支持された状態となつてい
る。ランナベーン１２を挾んで導水管１１に連通
する先太りのテーパ状をなす吸出し管１５の外周
面には、導水管１１の外周面に突設したフランジ
部１６と対向するフランジ部１７が一体的に形成
されており、これらフランジ部１６，１７には環
状をなす水密構造の固定子１８の両側端が緊密に
固定されている。フランジ部１６，１７に挾持さ
れた状態の固定子１８の内側には、この固定子１
６と微小隙間を隔てて対向する環状の回転子１９
がランナベーン１２の外周に嵌着された状態で位
置決めされている。

導水管１１のフランジ部１６には、このフラン
ジ部１６と対向する側の回転子１９の側端面と固
定子１８の内周面と導水管１１のフランジ部１６
とこの導水管１１の外周面とで囲まれた空間を内
側の環状をなす排水室２０と外側の環状をなす給
水室２１とに二分するシールリング２２が一体的
に突設され、先端側が回転子１８の側端面との間
でラビリンス構造を有し、導水管１１の先端と環
状をなす回転子ベース２３との隙間から排水室２
０へ流れ込む土砂等の異物を含んだ流水が給水室
２１側へ流れにくくなるように配慮している。な
お、これら排水室２０や給水室２１或いはシール
リング２２等の形状は、本実施例に限らず任意に
変更可能である。導水管１１の上流側に連結され
た水管２４には、一端がシールリング２２に穿設
した連通路２５を介して給水室２０内へ連通する
給水管２６の他端が連結され、流速の遅い高圧の
流水が給水室２０側へ送り込まれるようになつて
いる。この給水管２６の途中には、流水中の土砂
等の異物を除去するサイクロンやサンドセパレー
タ等のフイルタ２７及びこの給水管２６の流量調
整弁２８が介装されている。一方、ガイドベーン
１４内には一端が吸出し管１５側（下流側）に向
けて開口すると共に他端が導水管１１の内周面に
向けて開口する吸出し通路２９が形成されてお
り、この吸出し通路２９の他端と排水室２１内と
に連通する排水管３０が導水管１１の周囲に配設
されている。本実施例では給水管２６の吐出側開
口２６ｂ及び排水管３０の吸入側開口３０ａを複
数設けたが、少なくとも一つあれば良く、逆に吸
出し通路２９を複数のガイドベーン１４に穿設す
ることも可能である。又、給水管２６の吸入側開
口２６ａは土砂等の異物の混入割合が小さい水管
２４の上端に形成することが望ましく、吸出し通
路２９の一端の開口２９ｂは導水管１１の内周面
から離してこの吸出し通路２９から吸出された水
が再び排水室２１側へ流れ込まないように配慮す
ると良い。この他、排水管３０の吸入側開口３０
ａを異物の吸入効率を上げるために排水室２１の
下端部に形成する等の工夫を適宜行う。

従つて、導水管１１で絞られて高速となつた流
水はガイドベーン１４の周囲を通過してランナベ
ーン１２に衝突し、このランナベーン１２を第２
図中、矢印方向に回転させて吸出し管１５へと流
れて行く。吸出し通路２９の開口２９ｂはここを
横切る流水により負圧となつて吸出し通路２９内
の水が導水管１１内へ吸出され、流水と共にラン
ナベーン１２側へ流れて行く。このため、排水室
２１内の水は異物と共に排水管３０を経て吸出し
通路２９に引き込まれ、導水管１１内へ排出され
る。一方、フイルタ２７により異物が除去された
水は給水管２６から給水室２０内へ送り込まれ、
従つて回転子１９と固定子１８との間の微小隙間
には常に清水が介在することとなり、これらの絶
縁被覆が損傷を受けるような虞はない。

〈考案の効果〉 本考案によると、回転子と固定子との微小隙間
には異物のない清水が介在しているため、これら
の絶縁被覆が摩耗しなくなる。又、内側の環状の
空間に侵入した土砂等を含む水は吸出し通路によ
り自動的に導水管内へ戻されてランナベーンの駆
動に関与するため、効率良くランナベーンの回転
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による水力電機機械のシール構
造の一実施例の一部の内部構造を表す破断断面
図、第２図はその配管の状態を表す概念図、第３
図はその主要部を拡大した断面図、第４図は第１
図中の−矢視断面図であり、図中の符号で、
１１は導水管、１２はランナベーン、１４はガイ
ドベーン、１５は吸出し管、１６，１７はフラン
ジ部、１８は固定子、１９は回転子、２０は給水
室、２１は排水室、２２はシールリング、２６は
給水管、２７はフイルタ、２９は吸出し通路、３
０は排水管である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 導水管の内側に固設されてランナベーンを回転
   自在に支持するガイドベーンと、前記導水管の外
   周面に形成されたフランジ部と前記ランナベーン
   を挾んで前記導水管に連通する吸出し管の外周面
   に形成されたフランジ部とに挾持された環状の固
   定子と、この固定子の内側の前記ランナベーンの
   外周に一体的に固設された回転子と、この回転子
   の側端面と対向する前記導水管のフランジ部に突
   設されて当該回転子の側端面と前記固定子の内周
   面と前記導水管のフランジ部とこの導水管の外周
   面とで囲まれた環状の空間を内側と外側とに仕切
   るシールリングと、前記ガイドベーン内に穿設さ
   れて一端が前記吸出し管側に開口すると共に他端
   が前記導水管の内周面に開口する吸出し通路と、
   前記内側の環状の空間内と前記導水管を介して前
   記吸出し通路の他端とに両端が連通する排水管
   と、前記外側の環状の空間と前記導水管の上流側
   とに両端が連通し且つ異物除去フイルタが付設さ
   れた給水管とを具えた水力電機機械のシール構
   造。