JPH08326645A - 水車の摩耗監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水車を分解することなく外部から水車の土砂
摩耗を監視する方法を提供する。 【構成】 水車外殻を形成するケーシング、上（前）カ
バー、下（後）カバーの少なくとも何れか１つの部材の
外面に超音波センサーの取付ポートを設け、この取付ポ
ートに超音波センサーを取付けて上記部材の厚さを計測
して水車の土砂摩耗を監視する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、流水に土砂を含む河川
等に設置される水車の流水面における摩耗を監視する方
法に関する。

【従来の技術】一般に、流水に土砂を含む河川に設置さ
れる水力発電所で、特に流れ込み式発電所のように比較
的小さい上水槽を持つ管路上に設置された水車において
は、上水槽における沈砂効果が小さいため、土砂を含ん
だ水が水車内に流入する。この土砂含有流水が水車の流
路を構成するケーシング、カバー、ガイドベーン、ラン
ナ等を摩耗させる原因となっている。従来の技術におい
ては、流水部を構成する上記の部分に高度が高く耐摩耗
性の優れた材料を使用したり、或いは流水面には上記材
料による取り替え可能なライナを設置して耐摩耗性を向
上させていた。しかし、耐摩耗性の優れた材料の使用あ
るいはコーティングの技術によっても耐土砂摩耗性には
限界があり、一般的には定期的な補修や部品交換を行う
ことが水車の寿命を延ばす策である。上記従来技術にお
いては水車の摩耗は、自然環境、つまり、流量、落差、
土砂含有度などに左右されることが多く、材料の選択や
補修周期を誤ると、土砂摩耗による致命的な損害を受け
ることがある。図３は一般的なフランシス水車の断面を
示す。水車運転において流水はケーシング１からガイド
ベーン２を通ってランナ３に流入し、ランナ３に回転ト
ルクを与えたのちドラフトチューブ４へ排水される。こ
のとき、回転するランナ３と静止部で水車の外殻を形成
する上カバー（前カバー）５および下カバー（後カバ
ー）６との間の隙間を通る漏洩水は、ランナ背圧室Ａ或
いはランナ側圧室Ｂを通ってドラフトチューブ４側へ排
出される。流水中の土砂もまた上記のようにランナ３へ
流入するものとランナ背圧室Ａ或いはランナ側圧室Ｂへ
流入するものに分かれる。ランナ３と上カバー（前カバ
ー）５或いは下カバー（後カバー）６との間の隙間は小
さく、ランナシール面となっているため、この隙間を通
過する土砂含有流水の流れは速く、突き当たりの上
（前）カバーライナ７と下（後）カバーライナ８を摩耗
させる。特にランナ背圧室Ａ内の流水はランナ３の回転
による旋回成分を持つので、流水中の土砂に遠心力が作
用し、粒径の大きい土砂がライナ７付近で旋回してライ
ナ７を極度に摩耗させる。そして、土砂摩耗は一定速度
で進行するとは限らず、河川の状況によって大きく左右
される。

【発明が解決しようとする課題】この様に、水車流水部
の摩耗は外面や水車の運転状況からは進展状態を把握で
きないため、定期的な補修周期により水車を分解して初
めて摩耗状態が分かり、修理に多大の日数と費用を要す
るということが起こる。そこで本発明は、水車を分解す
ることなく外部から水車の土砂摩耗を監視する方法を提
供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明の水車の摩耗監視
方法は、水車外殻を形成するケーシング、上（前）カバ
ー、下（後）カバーの少なくとも何れか１つの部材の外
面に超音波センサーの取付ポートを設け、この取付ポー
トに超音波センサーを取付けて上記部材の厚さを計測し
て行うようにする。

【作用】本発明の方法においては、所定の期間ごとにあ
るいは臨機に超音波センサー取付ポートに超音波センサ
ーを取付けてケーシング等の厚さを計測するので、土砂
摩耗の経年変化が分かり、重大な損傷にいたることを未
然に防ぐことが出来る。

【実施例】本発明の実施例を図１、図２を参照して説明
する。図１は水車の上カバーライナ７に設置された超音
波センサー９の取付図である。ランナシール部の突き当
たりの摩耗が大きい部分の直上で、超音波センサー９を
組み込んだプラグ１０ｂを上カバーライナ７に密着させ
て取り付ける。プラグ１０ｂにはスプリング１１を介し
てプラグ１０ａがねじ込まれ、プラグ締付けの際の過大
な力が超音波センサー９に加わらないようにし、一定の
スプリング力によって保持される。図２はケーシング１
に設置された超音波センサー９を取付図である。ほとん
どの場合、ケーシング１にはライナが取り付けられない
ため、流路を形成する側板に直接、超音波センサー９を
組み込んだプラグ１０ａ、１０ｂを密着させて取り付け
る。これらの超音波センサー９は外部の電子回路に接続
して、ライナや母材の厚さを表示し、あるいは保護リレ
ーを動作させる。このように、水車外殼構成品の厚さ監
視に超音波センサーによる厚み計を利用し、摩耗が比較
的に少なく内面にライナを設けないケーシングでは、そ
の外面に直接超音波センサーを取り付ける。他方、摩耗
が激しくライナを設けるカバーにおいては、カバー母材
にライナまで達する孔を明け、この孔の中に超音波セン
サーを取り付ける。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水車において土砂摩耗の大きい部分の外部からの超音波
センサーによる厚さ監視により、補修や交換時期の適正
な見きわめが出来、土砂摩耗が致命的な損傷に到ること
を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施状況を例示する図

【図２】本発明の実施状況を例示する図

【図３】従来のフランシス水車の断面図

【符号の説明】

１・・ケーシング ２・・ガイドベーン ３・・ランナ ４・・ドラフトチュ
ーブ ５・・上カバー（前カバー） ６・・下カバー（後
カバー） ７・・上（前）カバーライナ ８・・下（後）カバ
ーライナ ９・・超音波センサー １０ａ、１０ｂ・・プ
ラグ １１・・スプリング Ａ・・ランナ背圧室 Ｂ・・ランナ側圧室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水車外殻を形成するケーシング、上
   （前）カバー、下（後）カバーの少なくとも何れか１つ
   の部材の外面に超音波センサーの取付ポートを設け、こ
   の取付ポートに超音波センサーを取付けて上記部材の厚
   さを計測して行うことを特徴とする水車の摩耗監視方
   法。