JPS60113072A - バルブ水車アクセスパイプ - Google Patents

バルブ水車アクセスパイプ

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Publication number
JPS60113072A
JPS60113072A JP58219453A JP21945383A JPS60113072A JP S60113072 A JPS60113072 A JP S60113072A JP 58219453 A JP58219453 A JP 58219453A JP 21945383 A JP21945383 A JP 21945383A JP S60113072 A JPS60113072 A JP S60113072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
access pipe
valve
pipe
access
Prior art date
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Pending
Application number
JP58219453A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Oguchi
小口 昭夫
Isao Yanagida
柳田 勲
Kenro Nakano
中野 権郎
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Power Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Power Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Power Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58219453A priority Critical patent/JPS60113072A/ja
Publication of JPS60113072A publication Critical patent/JPS60113072A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F03B13/105Bulb groups
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はバルブ水車のアクセスパイプの構造改善に係り
、特に、アクセスパイプの分解組立に好適な装置に関す
る。
〔発明の背景〕
バルブ水車は流水中に水車及び発電機を内蔵した卵型の
バルブを設置し、流水により水車を回転し発電する方式
である。この方式は機械装置で全て流水中のバルブ内に
あることが他の一般的な地上に建設される水力発電所と
大きく異なる点である。
第1図は従来のバルブ水車の断面図を示す。導水路1.
外側ステーリング2.外側ガイドベンケース3.デスチ
ャージリング4.ドラフトチューブライナ5より形成さ
れる水路を圧力水が導水路1からドラフトチューブライ
ナ5の方向に流れる。
流水中にはガイドベーン6が配置され、流量調整をして
いる。ガイドベーン6を通過した圧力水はランナベーン
7に作用し、ランナベーン7は水のエネルギにより回転
させられる。ランナベーン7はランナボス8に組み込ま
れ、ランナボス8はシャフト9にボルトにより固定され
ている。シャフト9には同様にボルトにより、発電機ロ
ータ10が固定されており、水のエネルギによりランナ
ベーン7の回転が発電機ロータ10を回転させ発電する
仕組みとなっている。シャフト9は中空となっており、
ランナベーン7の操作する圧油管11が通っている。こ
の圧油管11は発電機ロータ10を貫通し圧油導入装置
12に接続されている。
ランナボス8はランナベーン7の操作機購が内蔵されて
おり、シャツ891発電機ロータ10.圧油導入装置1
2等は発側ステーリング13.ステータフレーム14.
サブトップカバ15.トップカバ16等から成るバルブ
内に内蔵される。バルブ水車全体はステーベン17及び
コンクリートペデスタル18により外壁と固定されてい
る。
前述のように、バルブ水車は流水中にあるバルブ内に機
械装置が内蔵されているため、機械装置のメンテナンス
時にはバルブ内に人間が入るために、外部とバルブを連
絡する連絡通路、即ち、アクセスパイプが必要となる。
従来のバルブ水車−は第1図、第2図に示すように、ハ
ツチカバー21とバルブの先端部であるトップカバー1
6間にアクセスパイプ20を設けてこの中をメンテナン
スのための人間が昇降し、バルブ内に出入りできるよう
にしである。尚、ランナベーン操作用サーボモータに圧
油を供給する圧油導入装置へ圧油を導く圧油管27、ラ
ンナベーン開度を外部制御装置に伝え2ランナベーンレ
ターン、その他電気計器用リード線、ケーブル等の部品
を外部大気へ取り出すために、このアクセスパイプ2o
の内部を通すようにされている。尚、バルブはトップカ
バー16、サブトップカバー15.ステータフレーム1
4、内側ステーリング13等の総称である。ここで従来
構造のjアクセスパイプはトップカバー16と一体に製
作された下部アクセスパイプ28に上部アクセスパイプ
20をボルト結合し、流水室を封水するハツチカバーに
支持され、かつ、パイプ軸方向をフリーにするようシー
ルされている。
このアクセスパイプ20.28には次のような問題があ
り、改善が必要とされている。
(1)機械振動を発生する各部軸受、電磁振動を生ずる
ステータ29.ロータ30等を支持しているバルブに接
続され、かつ、水流アンバランス、水流抵抗等を直接に
受けて振動するバルブそのものに取付けられているため
、アクセスパイプは激しい振動、場合によっては共振を
生じ破損を生ずる等の問題があった。
(2)更に、バルブは運転、停止の繰返しの度毎に内部
温度上昇による軸方向、円周方向に膨張を伴なうため、
この変位がアクセスパイプ20゜28に過大な熱応力を
ひき起すことになり、問題とされる。
(3)アクセスパイプ20.28は常時流水中に突出し
て設置されているので、運転中には水流の抵抗を生じ、
流体抗力による曲げ変位9曲げ応力髪生じると共に、流
体摩擦、衝突損失を発生しており、水車効率特性を阻害
している。
尚、この流体的損失は最大流延を流している最大出力運
転時には水車の有効落差の2〜5%程度にも達し、結局
この流体損失は水車効率を低下させることになり、非常
に大きな問題となる。
(4)アクセスパイプは流水中で水流の抵抗を受けてお
り、この下流では水流を大きく乱す渦を生じ、更に、下
流のランナベーンへ渦流となって流入するので、水車効
率特性を阻害するのみならず、アクセスパイプ自身が自
ら発生した渦流により異常振動を誘起することがあり問
題とされている。
このように、従来構造のアクセスパイプについては多く
の、しかも、大きな問題点がある。それ故、何らかの改
善が必要とされている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は効率特性のすぐれた、強度的、振動的に
も信頼性の高いバルブ水車構造を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は (1)バルブ水車のアクセスパイプにおいて、導水路内
の水を抜水することなく、水車運転中でもこれを組立、
分解できるようにしたこと。
(2)水車運転中にはアクセスパイプを流水中から取外
しすることにより、運転中の水車効率特性を向上させ、
又、振動的、強度的にも信頼性の高いものにすること。
(3)アクセスパイプを水車運転中でも取付、取外しが
可能なように、これを分解、組立できる各種の装置を取
付けたこと。
にある。
〔発明の実施例〕
第3図、第4図は本発明の実施例を示すものである。ハ
ツチカバー21にはアクセスパイプ20が水車運転中に
も着脱できるように、上下にスライド可能なように貫通
孔を設け、この貫通孔にはアクセスパイプ20を支持す
る上ガイド軸受22゜下ガイド軸受23をもっている。
上ガイド軸受22、下ガイド軸受23には第6図に示す
ように、封水バッキング31でアクセスパイプ外面を封
水する構造となっている。上ガイド軸受21と下ガイド
軸受23の間隔りは流水抵抗により生じる荷重、モーメ
ントに対し、応力、撓みを一定レベルに押えるよう充分
な距離を与えるようにする。アクセスパイプ20の取付
、取外しには、他端ピストンロッド33がハツチカバー
21に固定され、サーボシリしダー24が上下する仕組
みの流体圧サーボモータにより行なわれる。流体圧サー
ボモータには圧力供給管25.26が取付しており、供
給管26より圧力を供給すればアクセスパイプ20は降
下し、供給管25より圧力を供給すればアクセスパイプ
20は上昇する。常時の水車運転中は第3図の状態で運
転する。
第4図は流体圧サーボモータの供給管26より圧力を供
給し、アクセスパイプ20を1〜ツブカバー16を密着
させた状態を示している。
第5図はトップカバー16とアクセスパイプ20の密着
した状態の拡大図である。トップカバー16には常時の
水車運転中は盲カバー17を取付けてバルブ内への流水
の浸入を防止するようにしている。もし運転中にメンテ
ナンスのためにバルブ内に人が入り込む必要がある場合
は、それを内含するようにアクセスパイプ20をサーボ
モータを操作させて降下させる。アクセスパイプ20に
は、降下過程で流水が噴出せぬよう盲カバー28を取付
けているが、これは充水状態にアクセスパイプ20を降
下させた後の内部に取り残された水を抜きとるためもの
である。即ち、充水状態でアクセスパイプ20を降下さ
せた場合、空間Aには水が封じ込められる。この水は抜
水用銅管29により外部へ排出される。空間A部の抜水
後、盲カバー18を分解し、更に、盲カバー27を分解
する手順となる。このようにしてバルブ内に人の出入り
が可能となる。尚、アクセスノ(イブ20をトップカバ
ー16より取外す場合の手順は、盲カバー27を取付け
、次に、盲カバー28を取付は後、アクセスパイプ20
を前述と同様、サーボモータを操作させて上昇させるの
である。このように、アクセスパイプ20は人の出入り
専用となるため、従来、アクセスパイプ20を利用して
圧油管及びランナベーンレタン19等はコンクリ−1〜
ペデスタル18内を貫通して外部に引出すようにすれば
問題はない。
尚、アクセスパイプ20と1−ツブカッ<−16との密
着封水部には、第7図に示すように中空ゴムシールリン
グ34内に流体圧を送入し、その圧力が膨張、そのケー
ス外へ押し出させる密着シールするシールメカニズムを
設置する必要がある。このシールメカニズムに代わる他
のシール方法でアクセスパイプの外部から遠隔操作でき
るものであればよい。又、このシール面のトップカッ<
−16側の平面は長期の運転で土砂による摩耗、腐食等
の影響を受けない硬度の高い耐食材料で製作される。
アクセスパイプ20の流水中への降下に際しては、大き
な流水;抵抗力に逆って正しい位置を保ち、はぼ垂直を
保持しつつ円滑に降下させることが肝要であるが、これ
は上ガイド軸受22.下ガイド軸受23に加えてアクセ
スピットの垂直壁面にアクセスパイプ20の垂直方向運
動をガイドする平面ガイド36の設置が有効である。(
第8図)又、場合によっては、これらガイド軸受には良
好なスムーズな摺動を行なうために、潤滑油の供給を行
なうことも必要となろう。
尚、アクセスパイプは人間専用となるため、従来構造で
この空間を利用していたランナベーンレタン、圧油管等
は、バルブを支持しているコンクリートペデスタル18
の内部に埋込む事で問題なく配置可能である。
本実施例によれば、アクセスパイプ2oが流水中に存在
しないため、バルブ本体に対しアクセスパイプ20から
の流水により振動の伝達は無くなり、機器に対する大1
]な信頼性向上となる。又、水の流れを阻害する障害物
が無くなり、水車の効率向上にも寄与する等の効果があ
る。尚、本発明を技術的に可能とした背景には次のよう
なものがある。
(1)アクセスパイプ20が人の出入り専用となり従来
アクセスパイプ内を利用していた圧油管及びランナベー
ンレタン等が通らなくなるため、アクセスパイプ20を
小型化することができ、流水より受ける流水抵抗を軽減
できたこと。
(2)強大な流水抵抗に打勝ってアクセスパイプを降下
させるため流体圧を使用したサーボモータを使用できる
ようになったこと。尚これらが、スペース的にも充分に
配置が可能となった小口径高圧シリンダの実用化が可能
になったこと。
(3)強大な水流抗力に抵抗し、曲げ変位を充分に小さ
くできるよう各部に摺動ガイド軸受を配したこと。
等がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、アクセスパイプの下流の渦流からうけ
る振動を排除することができ、流水中の障害物が無くな
り水軍の効率特性の改善が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の構造のバルブ水車の断面図、第2図は第
1図の部分詳細図、第3図、第4図は本発明の一実施例
の断面図、第5図、第6図、第7図、第8図は本発明の
実施例の部分詳細図である。 20・・・アクセスパイプ、21・・・ハツチカバー、
22・・・上ガイド、23・・・下ガイド、24・・・
流体圧モーボモータシリンダ、25・・・圧力供給管、
26・・・圧力供給管、27・・・圧油管。 代理人 弁理士 高橋明夫 隼 1図 $3図 ¥:、4図 1!75図 ′f′16図 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流水中に設置されている発電機、水車、前記発電機
    を流水から遮断するため水中に裾付けられるバルブ、こ
    のバルブを固定するための裾伺は固定ベース、前記バル
    ブの中に圧油管、ケーブル等の挿入、保守のために流水
    中に設置されるアクセスパイプ、このアクセスパイプを
    大気中に取出し支持、封水するためのハツチカバーから
    なるバルブ水車に於いて。 充水中もしくは水車運転中にも抜水する事なく前記アク
    セスパイプを取付け、取外しするよう分解組立可能なよ
    うにした事を特徴とするバルブ水車アクセスパイプ。 2、特許請求の範囲第1項において、水車運転中、前記
    バルブのアクセスホールを封水する封水カバーとこの封
    水カバーの外周側外面に相手の前記アクセスパイプ下端
    面と接触、封水するシート面と、前記アクセスパイプ下
    端面に取付けた封水装置と、前記アクセスパイプ下端の
    内孔盲カバーと、前記アクセスパイプを水中に吊り下ろ
    すためにハツチカバーに設けた上ガイド軸受、下ガイド
    軸受及び前記アクセスパイプをバルブのシート面に密着
    するまで降下させるための流体圧を使用した可能装置と
    からなることを特徴とするバルブ水卓アクセスバーrプ
JP58219453A 1983-11-24 1983-11-24 バルブ水車アクセスパイプ Pending JPS60113072A (ja)

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JP58219453A JPS60113072A (ja) 1983-11-24 1983-11-24 バルブ水車アクセスパイプ

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JPS60113072A true JPS60113072A (ja) 1985-06-19

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JP (1) JPS60113072A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2478364A (en) * 2009-04-13 2011-09-07 Alexander Gokhman Bulb turbine with mixed flow runner
JP2023529902A (ja) * 2020-06-10 2023-07-12 杭州林黄丁新能源研究院有限公司 大型潮力発電装置及びその組み立てプラットフォーム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2478364A (en) * 2009-04-13 2011-09-07 Alexander Gokhman Bulb turbine with mixed flow runner
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