JPH11324883A - 横軸水力機械およびその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移
行する際の過大な振動、騒音を生ずることなく、迅速か
つ安全に揚水または発電負荷運転に移行できる横軸水力
機械およびその運転方法を提供する。 【解決手段】水平方向に回転自在に支持し、かつ吸出管
を貫通するように設けられた主軸の外周部に、ランナを
装着し、水圧管からの動水をケーシングにより前記ラン
ナに導き、該ランナにより回転力を得るようにした横軸
水力機械において、前記ランナ外周部近傍の静止部側流
路壁に２ヶ所以上の開口部を等間隔となるように形成
し、該各開口部にはそれぞれ給水配管の一端部を接続
し、該各給水配管の他端部を前記水圧管ならび吸出管に
接続し、前記各給水配管の途中には弁を配設した横軸水
力機械。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、横軸水力機械に係
わり、特に排水ポンプ起動時、あるいは調相運転時のラ
ンナの空転運転から揚水運転または発電運転へ移行する
際、過大な振動を生ずることなく安全に移行できる横軸
水力機械およびその運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ー般に、横軸水力機械は、立軸水力機械
に比べて掘削やコンクリート打設が少なく据え付け期間
が短い特徴を有するが、排水ポンプ起動時に行う水面押
し下げ運転から揚水運転時に移行する技術が立軸水力機
械に比べて難しいことから、主として単機容量１０ＭＷ
以下のものに適用されており、その構成として図１１に
示すものがある。

【０００３】符号１は渦巻ケーシングであり、動水（流
水）をランナに導くものである。この渦巻ケーシング１
は、上池３０と水圧管３１、入口弁３２を介して接続
し、入口弁３２の開閉操作時に動作トルクを低減するた
めのバイパス管３３が水圧管３１から入口弁３２を迂回
して渦巻ケーシング１の入口近傍にバイパス弁３４を介
して接続されている。渦巻ケーシング１の内径側には動
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。

【０００４】ランナ室３ａは、入口側に動水の流量調節
をする回動自在なガイドベーン３と、その後流に動水の
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。

【０００５】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発電電動機
側サイドカバー５により覆設されたランナ背圧室６を備
え、またその他側に吸出管側サイドカバ−７により覆設
された側圧室８を備えている。

【０００６】ランナベーン４の出口端側には、横形配置
の主軸（回転軸）９が配設されており、この主軸９にラ
ンナベーン４を狭設するクラウン１０が固設され、ラン
ナベーン４の他方にはバンド１１が固設されている。ラ
ンナベーン４の出口側には、これに連通する吸出管１２
が設けられており、この吸出管１２により動水の運動エ
ネルギの回収を図っている。

【０００７】なお、ランナ室３ａのガイドベーン３の出
口側の静止部側流路壁と吸出管１２の間に、両者を連通
するように連絡管１５が設けられ、連絡管１５の途中に
は弁１５ａが設けられており、この連絡管１５は、水面
押し下げ運転の際にガイドベーン３から動水の漏水がラ
ンナベーン４に接触するのをさけるために、ランナ外周
部から吸出管１２へ積極的に案内するものである。ま
た、給排気管１３および１４の一部には、それぞれ給排
気弁１３ａ，１４ａが配設され、給排気管１３および１
４の他端部には図示しない空気タンクに連通するように
接続されている。

【０００８】このような構成の従来の横軸水力機械は、
排水ポンプ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、図示のように吸出管１２の下方まで
高圧空気により押し下げて、いわゆる水面押し下げ運転
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、水面押し下げ運転は、図示
しない空気タンクからの高圧空気が、吸出管１２側の給
排気管１３および背圧室６側の給排気管１４を通して投
入され、その空気の圧力により動水を吸出管１２の下方
まで強制的に押し下げるものである。

【０００９】そして、水面押し下げ運転が終わると、給
排気管１３、１４から高圧空気を機外に放出させて吸出
管１２内の動水面を上昇させてランナ室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ったことを条件に、ガイドベー
ン３を開操作し、揚水運転（ポンプ運転）または発電運
転（水車運転）の負荷が出力されるように移行してい
く。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の水面
押し下げ運転および動水のランナ室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。ー般に、こ
の種の運転は、動水のランナ室３ａへの充水中といえど
もランナベ一ン４は回転している。

【００１１】立軸水力機械では吸出管１２からの動水が
ランナベーン４にほぼ均等に流入するが、横軸水力機械
ではランナベーン４のバンド１１の最小径側下方部から
の流入になるため、動水がランナベーン４にさしかかる
と、その回転力で吹き飛ばされる際アンバランスが生じ
て大きな振動、騒音が発生し運転不能に陥ることがあっ
た。

【００１２】また、主軸９の回転軸中心より上方に位置
するガイドベーン３からの漏水は、構造上ランナベーン
４に常に当たることになるため、ケーシング内も排水し
て水面押し下げ運転を実施する方法がある。この方法
は、連絡管１５の弁１５ａを全開して渦巻ケーシング１
内の水を吸出管１２に排水することになるため、渦巻ケ
ーシング１と吸出管１２内の水位は水平方向でほぼ同一
となる。

【００１３】一般に、高落差機の場合、ランナベーン４
の外径が大きくなることから、ランナベーン４と水との
接触を避けるには、吸出管１２の水位も不必要に下げる
必要があった。このことから、高圧空気量が増大し、容
量が大きいコンプレッサーが必要になる等の問題があっ
た。

【００１４】このような問題点に対処する充水方法は殆
ど提案がなされていないが、排気（水）方法に関して
は、例えば特開平６−１８５４４５号公報がすでに提案
されている。

【００１５】この技術は、ランナの外周シール半径と同
一位置の発電電動機側サイドカバー、吸出管側サイドカ
バーの最上下端およびガイドベーン全閉時のベーン内周
側面が最上部となる発電電動機側サイドカバー、吸出管
側サイドカバーの位置に流水内部と外部とを連通する通
路を設けて、カバー下部の通路から排水し、カバー上部
の通路から排気することを内容とするものである。

【００１６】しかしながら、充水方法に関しては具体的
に記述がなく、前記した排気して充水する際に、水が片
寄ってランナベーン４に当たることで振動、騒音が発生
することに対しての対策はなされていない。

【００１７】本発明は、このような観点からなされたも
のであって、水面押し下げ運転から揚水または発電運転
に移行する際の過大な振動、騒音を生ずることなく、迅
速かつ安全に揚水または発電負荷運転に移行でき、また
水面押し下げ運転時にケーシング排水した場合、最小限
の高圧空気量にできるようにした横軸水力機械およびそ
の運転方法を提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明は、ケーシング内を充水した
ままで行う水面押し下げ運転から、揚水または発電運転
に移行する際の過大な振動、騒音を生ずることなく、迅
速且安全に揚水または発電運転に移行でき、また水面押
し下げ運転時に最小限の高圧空気量にできる横軸水力機
械の運転方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に対応する発明は、水平方向に配置される
と共に、一端部が吸出管を貫通して外部に延在した状態
で回転自在に支持される主軸と、この主軸の他端側に装
着したランナと、バイパス弁を併設した入口弁を介して
水圧管からの動水を前記ランナの外周に配置したガイド
ベーンへ導くと共に、静止部側流路壁を介して前記吸出
管に連通されるケーシングとからなる横軸水力機械にお
いて、前記ランナの外周部よりも外側でしかも前記ガイ
ドベーン全閉位置よりも内側に位置するランナ室の静止
部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に設け、この
開口部を連通管を介挿して外部と連通させるように構成
し、この連通管には、水面押し下げ時に前記開口部を前
記吸出管に連通させる排水弁を有すると共に、水面押し
下げ状態から揚水運転又は発電運転への移行時に前記開
口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有する横軸水力
機械である。

【００２０】請求項１に対応する発明によれば、ランナ
外周部近傍の静止部側流路側壁に２ヶ所以上等間隔に形
成された開口部を設け、この各開口部に給水配管の一端
部を接続し、給水配管の他端部を水圧管および吸出管に
おのおの弁を介して接続したことで、ランナベーンへの
充水が周方向で均等に行われるので、異常な振動、騒音
を抑制できる。

【００２１】前記目的を達成するために、請求項２に対
応する発明は、前記複数の開口部のうち少なくても一ヶ
所は、ガイドベーンが水面押し下げ運転のためにあらか
じめ定められた所定の小開度もしくは全閉に設定された
際、最も下方に位置するガイドベーンの内周側に位置す
る静止部側流路側壁に形成した請求項１記載の横軸水力
機械である。

【００２２】請求項２に対応する発明によれば、ランナ
室内の水をランナベーンより下方に下げることができ、
ランナベーンと水との干渉による振動や不必要な動力を
軽減できる。

【００２３】前記目的を達成するために、請求項３に対
応する発明は、前記開口部に接続した連通管の途中に排
水ポンプを設けた請求項１記載の横軸水力機械である。

【００２４】請求項３に対応する発明によれば、吸出管
の水位をケーシング内の水位よりも高い位置に設定でき
るため、高圧空気の量を少なくでき、コンプレッサー容
量を軽減できる。

【００２５】前記目的を達成するために、請求項４に対
応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部が
吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
ーシングとからなる横軸水力機械において、前記ランナ
の外周部よりも外側でしかも前記ガイドベーン全閉位置
よりも内側に位置するランナ室の静止部側流路壁に、複
数個の開口部を円周方向に設け、この開口部を連通管を
介挿して外部と連通させるように構成し、この連通管に
は、水面押し下げ時に前記開口部を前記吸出管に連通さ
せる排水弁を有すると共に、水面押し下げ状態から揚水
運転又は発電運転への移行時に前記開口部を前記水圧管
に連通させる給水弁を有するようにし、前記主軸内部を
貫通して設けた給水孔により、前記ランナ室と前記吸出
管外部に設けた給水室とを連通する横軸水力機械であ
る。

【００２６】請求項４に対応する発明によれば、ランナ
ベーンへの充水が周方向で均等に行われるので、異常な
振動、騒音を抑制できる。

【００２７】前記目的を達成するために、請求項５に対
応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部が
吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有
する横軸水力機械において、前記入口弁を全閉状態と
し、前記ケーシング内を排水して行う水面押し下げ運転
から揚水または発電運転に移行する際、前記ガイドベー
ンを全閉の状態で、前記バイパス弁を通して前記ケーシ
ングに給水すると共に、前記複数の開口部に接続されて
いる連通管に設けた給水弁を開操作し、前記複数の各開
口部から円周方向にほぼ均等に給水することを特徴とす
る横軸水力機械の運転方法である。

【００２８】請求項５に対応する発明によれば、ランナ
ベーンへの充水が周方向で均等に行われるので、異常な
振動、騒音を抑制できる。

【００２９】前記目的を達成するために、請求項６に対
応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部が
吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有
するようにし、前記主軸内部を貫通して設けた給水孔に
より、前記ランナ室と前記吸出管外部に設けた給水室と
を連通する横軸水力機械において、前記入口弁を全閉状
態とし、前記ケーシング内を排水して行う水面押し下げ
運転から揚水または発電運転に移行する際、前記ガイド
ベーンを全閉の状態で、前記バイパス弁を開状態として
前記バイパス弁を有するバイパス管から前記ケーシング
に給水すると共に、前記複数の開口部に接続されている
連通管に設けた給水弁を開操作し、前記複数の各開口部
から円周方向にほぼ均等に給水し、前記ランナの前記主
軸の装着部近傍に形成されている側圧室が充水され、前
記ランナ室がランナ外周からランナバンドが最小径まで
充水されたことを条件に、前記主軸の給水孔からの主軸
給水に切り替えて給水する横軸水力機械の運転方法であ
る。

【００３０】請求項６に対応する発明によれば、ランナ
バンド最小径からランナベーン最小径までの充水も周方
向均等に行われるので、異常な振動、騒音を抑制でき、
安全に揚水または発電運転に移行できる。

【００３１】前記目的を達成するために、請求項７に対
応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部が
吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有
し、前記ケーシングの頭頂部と、前記吸出管の頭頂部
と、前記ランナ側圧室と、前記主軸の給水孔にそれぞれ
一端部を連通するように、各々の一部に排気弁を有する
排気管を接続した横軸水力機械において、前記入口弁を
全閉状態とし、前記ケーシング内を排水して行う水面押
し下げ運転から揚水または発電運転に移行する際、前記
ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパス弁を開状態
として前記バイパス管から前記ケーシングに給水すると
共に、前記複数の開口部に接続されている連通管に設け
た給水弁を開操作し、前記複数の各開口部から円周方向
にほぼ均等に給水し、前記ランナの前記主軸の装着部近
傍に形成されている側圧室が充水され、前記ランナ室が
ランナ外周からランナバンドが最小径まで充水されたこ
とを条件に、前記主軸の給水孔からの主軸給水に切り替
えて給水する一方、前記各排気管に各々有する排気弁を
開状態として排気させるとき、まず、前記ケーシングお
よび側圧室に設けた排気管の排気弁を開操作して排気
し、前記側圧室が充水されて前記ランナ室が外周側から
ランナバンド最小径まで充水された後、前記吸出管の水
位をランナバンド最小径位置より上昇させるように、前
記吸出管排気弁及び主軸排気弁の開度を制御する横軸水
力機械の運転方法である。

【００３２】請求項７に対応する発明によれば、異常な
振動、騒音を抑制でき、安全に揚水または発電運転に移
行でき、また、吸出管の水位をケーシング内の水位より
も高い位置に設定できるため、高圧空気の量を少な＜で
き、コンプレッサー容量を軽減できる。

【００３３】前記目的を達成するために、請求項８に対
応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部が
吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を配
設し、前記主軸内部を貫通してランナ室と連通すると共
に、周方向に等間隔に複数の給水孔を形成し、前記複数
の開口部に接続した連通管のうち、他端部が前記吸出管
に接続されている連絡管の途中に配設されている弁と直
列に排水ポンプを設け、前記ケーシングの頭頂部と、前
記吸出管の頭頂部と、前記主軸の給水孔にそれぞれ一端
部を連通し、各々の一部に給気弁を有すると共に他端部
を高圧空気を供給する設備に接続する給気管を接続した
横軸水力機械において、前記入口弁を全閉の状態とした
上で前記ガイドベーンをあらかじめ定められた所定の小
開度状態もしくは全閉状態に設定し、前記ランナが水中
で静止した状態から高圧空気を用いてランナおよび前記
ケーシング内の水を排出する際、前記ケーシングの給気
弁、前記主軸の給気弁および前記吸出管の給気弁を開操
作して前記ランナ室に高圧空気を注入し、しかる後、前
記ガイドベーンを開状態とし、前記吸出管に接続されて
いる連通管の途中に配設されている弁を開操作して前記
排水ポンプを起動し、前記ケーシング内の水を前記吸出
管に排水し、前記ケーシング内の水面位置が所定の位置
まで下がったことを条件に前記連通管の弁を閉鎖して、
前記排水ポンプを停止させる一方、前記吸出管の水が所
定の水位まで下がったことを条件に前記ランナ室への高
圧空気の供給を停止するようにした横軸水力機械の運転
方法である。

【００３４】請求項８に対応する発明によれば、ランナ
ベーンと水の干渉による振動を発生することもなく、高
圧空気量を少なくでき、コンプレッサー容量を軽減でき
る。

【００３５】前記目的を達成するために、請求項９に対
応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部が
吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に連
通させる給水弁を有する横軸水力機械において、前記入
口弁を全閉とし、前記ケーシング内を充水したまま行う
水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移行する
際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパス弁
を開状態として前記バイパス管から、前記開口部に接続
されている連通管の途中に設けた給水弁を開操作して前
記ランナ外周部近傍の静止部側流路に設けた複数の開口
部を経て給水する横軸水力機械の運転方法である。

【００３６】請求項９に対応する発明によれば、ランナ
ベーンへの充水が周方向で均等に行われるので、異常な
振動、騒音を抑制でき、かつ、ケーシング内を充水した
ままで運転の移行が行われるので、コンプレッサや高圧
タンクの容量が小さくてもよく、ケーシングの充水の必
要がないので、水面押し下げ運転から揚水または発電運
転に移行する際、安全にかつ、迅速に移行できる、簡易
な横軸水力機械の運転方法を提供することができる。

【００３７】前記目的を達成するために、請求項１０に
対応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部
が吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支
持される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナ
と、バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの
動水を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導く
と共に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通され
るケーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側で
しかも前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置する
ランナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方
向に設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通さ
せるように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に
前記開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると
共に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への
移行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に
連通させる給水弁を配設し、主軸内部を貫通してランナ
室と連通すると共に、周方向に複数の給水孔を形成した
横軸水力機械において、前記入口弁を全閉とし、前記ケ
ーシング内を充水したまま行う水面押し下げ運転から揚
水または発電運転に移行する際、前記ガイドベーンを全
閉の状態で、前記バイパス弁を開状態として前記バイパ
ス管から、前記各開口部に接続されている連通管の途中
に設けた給水弁を開操作して前記ランナ外周部近傍の静
止部側流路に設けた開口部を経て給水し、前記ランナの
前記主軸の装着部近傍に形成されている側圧室が充水さ
れ、ランナ室がランナ外周からランナバンドの最小径ま
で充水されたことを条件に、前記主軸の給水孔からの主
軸給水に切り替えて給水する横軸水力機械の運転方法で
ある。

【００３８】請求項１０に対応する発明によれば、バン
ド最小径からランナベーン最小径までの充水も周方向均
等に行われるので、異常な振動、騒音を抑制でき、ま
た、ケーシング内を充水したままで運転の移行が行われ
るので、コンプレッサや高圧タンクの容量が小さくても
よく、ケーシングの充水の必要がないので、水面押し下
げ運転から揚水または発電運転に移行する際、安全にか
つ、迅速に移行できる簡易な横軸水力機械の運転方法を
提供することができる。

【００３９】前記目的を達成するために、請求項１１に
対応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部
が吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支
持される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナ
と、バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの
動水を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導く
と共に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通され
るケーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側で
しかも前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置する
ランナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方
向に設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通さ
せるように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に
前記開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると
共に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への
移行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に
連通させる給水弁を配設し、前記主軸内部を貫通してラ
ンナ室と連通すると共に、周方向に複数の給水孔を形成
し、前記吸出管の登頂部と、前記ランナ側圧室と、前記
主軸の給水孔にそれぞれ一端部を連通するように、各々
の一部に排気弁を有する排気管を接続した横軸水力機械
において、前記入口弁を全閉とし、前記ケーシング内を
充水したまま行う水面押し下げ運転から揚水または発電
運転に移行する際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、
前記バイパス管に有するバイパス弁を開状態として前記
バイパス管から、前記開口部に接続されている連通管の
途中に設けた給水弁を開操作して前記ランナ外周部近傍
の静止部側流路に設けた各開口部を経て給水し、前記ラ
ンナの前記主軸の装着部近傍に形成されている側圧室が
充水され、ランナ室がランナ外周からランナバンドの最
小径まで充水されたことを条件に、前記主軸の給水孔か
らの主軸給水に切り替えて給水する一方、前記各排気管
に各々有する排気弁を開状態として排気させるとき、ま
ず、前記側圧室に設けた排気管の排気弁を開操作して排
気し、前記側圧室が充水されて前記ランナ室が外周側か
らランナバンド最小径まで充水された後、前記吸出管の
水位をランナバンド最小径位置より上昇させるように、
前記吸出管排気弁および主軸排気弁の開度を制御する横
軸水力機械の運転方法である。

【００４０】請求項１１に対応する発明によれば、異常
な振動、騒音を抑制でき、安全に揚水または発電運転に
移行でき、また、吸出管の水位をケーシング内の水位よ
りも高い位置に設定でき、しかも、ケーシング内を充水
したままで運転の移行が行われるので、コンプレッサや
高圧タンクの容量が小さくてもよく、ケーシングの充水
の必要がないので、水面押し下げ運転から揚水または発
電運転に移行する際、より迅速に移行できる簡易な横軸
水力機械の運転方法を提供することができる。

【００４１】前記目的を達成するために、請求項１２に
対応する発明は、水平方向に配置されると共に、一端部
が吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支
持される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナ
と、バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの
動水を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導く
と共に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通され
るケーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側で
しかも前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置する
ランナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方
向に設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通さ
せるように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に
前記開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると
共に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への
移行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に
連通させる給水弁を配設し、前記主軸内部を貫通してラ
ンナ室と連通すると共に、周方向に等間隔に複数の給水
孔を形成し、前記開口部に接続した給水配管のうち、他
端部が前記吸出管に接続されている連通管の途中に配設
されている弁と前記吸出管との間に排水ポンプを設け、
前記吸出管の頭頂部と、前記主軸の給水孔にそれぞれ一
端部を連通し、各々の一部に給気弁を有すると共に他端
部に高圧空気を供給する設備に接続する給気管を接続し
た水力機械において、前記入口弁を全閉にし、前記バイ
パス弁を開にし、前記ガイドベーンを全閉状態にし、前
記ランナが水中で静止した状態から高圧空気を用いてラ
ンナ室の水を排出する際、前記主軸の給気弁および前記
吸出管の給気弁を開操作して、前記ランナ室に高圧空気
を注入し、水位が低下して最低ランナバンド位置に達し
たことを条件に、前記吸出管に接続されている連通管の
途中に配設されている弁を開操作して前記排水ポンプを
起動し、前記ランナ室内の水を前記吸出管に排水し、前
記ランナ室内の水面位置が所定の水位まで下がったこと
を条件に前記連絡管の弁を閉鎖して、前記排水ポンプを
停止させる一方、前記吸出管の水が所定の水位まで下が
ったことを条件に前記ランナ室への高圧空気の供給を停
止するようにした横軸水力機械の運転方法である。

【００４２】請求項１２に対応する発明によれば、ラン
ナ室からの排水が周方向で均等に行われるので、異常な
振動、騒音を抑制でき、ランナ室と最小限の吸出管内の
水と高圧空気とを置換すればよく、一層高圧空気量を少
なくても済むので、運転状態の移行が迅速にできる上、
コンプレッサや高圧空気タンク容量を小さくでき、簡易
な横軸水力機械の運転方法を提供できる。

【００４３】

【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の実施形態〜第６の実
施形態とに分けて説明する。

【００４４】＜第１の実施形態＞図１は、単輪単流フラ
ンシス形ポンプ水車に本発明を適用した例、図２は水面
押し下げ運転から排気給水し、充水中の一状態を示す
図、図３は単輪復流フランシス形ポンプ水車に本発明を
適用した例を示す概略立断面図、図４および図５は図１
のＸーＸおよびＹーＹ線に沿って切断し矢印方向に見た
水平断面図である。なお、図１１と同一構成部品には同
一符号を付してある。

【００４５】図１１の従来の横軸水力機械と異なる点
は、概略給排気弁１７ａを有する吸排気管１７、排気弁
１８ａを有する排気管１８、給排気弁２２ａを有する給
排気管２２、給水弁２３ａを有する給水管２３、配管２
５、給水弁２６ａを有する給水管２６を、以下のように
設けたことである。

【００４６】図１において、符号１は渦巻ケーシングを
示し、この渦巻ケーシング１は、上池３０と入口弁３２
を有する水圧管３１を介して接続し、入口弁３２の開閉
操作時に動作トルクを低減するための、バイパス管３３
が入口弁３２に並列に接続され、バイパス管３３の渦巻
ケーシング１の入口近傍にバイパス弁３４が接続されて
いる。渦巻ケーシング１の内径側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。

【００４７】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、動水の漏
水が機外に流出しないようにするための発電電動機側サ
イドカバ−５により覆設された背圧室６を備え、またラ
ンナベーン４の他側に吸出管側サイドカバ−（静止部側
流路壁とも呼ぶ）７により覆設された側圧室８を備えて
いる。

【００４８】ランナベーン４の出口端側には、横形配置
の主軸（即ち回転軸）９が配設されており、この主軸９
にランナベーン４を狭設するクラウン１０が固設され、
ランナベ一ン４の他方にはランナバンド１１が固設され
ている。ランナベーン４の出口側には、これに連通する
吸出管１２が設けられており、この吸出管１２には吸出
管水位検出器１６が設けられている。

【００４９】渦巻ケーシング１および吸出管１２の頭頂
部には、それぞれ給排気管１７および１３の一端部が連
通可能に接続され、給排気管１７および１３の一部には
それぞれ給排気弁１７ａ、１３ａが配設され、給排気管
１７および１３の他端部が図示しない空気タンクに連通
するように接続されている。

【００５０】上記主軸９は、吸出管１２を貫通して延び
ており、その一端側に軸受１９を介して給排気室２０お
よび給水室２１を備えている。給排気室２０は、主軸９
内部にあけた給水孔９ａに連通するとともに、給排気管
２２に給排気弁２２ａを備え、給排気管２２の他端部は
図示しない空気タンクに接続されている。図５に主軸９
の断面の状態が詳しく描かれている。

【００５１】給水室２１は、主軸９内部にあけた給水孔
９ａに連通するとともに、給水管２３に給水弁２３ａを
備えている。給水管２３の他端部は水圧管３１に連通す
るように接続されている。

【００５２】ランナ外周部近傍の吸出管側サイドカバ−
７に、図４に示すように開口部が円周方向に等間隔に複
数箇所例えば４個所２４ａ〜２４ｄが形成され、その開
口部２４のうちの一つ２４ａはガイドベーン３の全閉に
設定された際、ランナ室３ａ内の最も下方の位置すなわ
ち、ガイドベーン３と隣接する位置に設けられている。

【００５３】複数の各開口部２４は接続管２５´を介し
て円環状の配管（円環状配管）２５に接続されている。
さらに、この円環状配管２５は、水圧管側の給水管２６
の一端と、連絡管１５の一端とが接続されている。

【００５４】この水圧管側給水管２６は途中に給水弁２
６ａを有しており、他端がバイパス管３３のバイパス弁
３４の出力側に接続されている。また、連絡管１５は途
中に排水弁１５ａを有し、他端は給水管１２に接続され
ている。

【００５５】なお、便宜上、接続管２５´、円環状配管
２５、連絡管１５及び給水管２６を総称して連通管と呼
ぶ。なお、前記水圧管側給水管２６はバイパス管３３に
接続する代りに、水圧管３１に接続するようにしてもよ
い。

【００５６】次に、以上のように構成された第１の実施
形態の作用効果について説明する。

【００５７】ランナ室内が充水されている状態から水面
押し下げ運転を行う場合から説明する。先ず、水面を押
し下げのための各部品の動作を説明する。入口弁３２、
バイパス弁３４、排気弁１８ａおよび給水弁２３ａ、２
６ａが全閉され、ランナベーン４が停止中、ガイドベー
ン３を開いた状態で、給排気弁１３ａ、１４ａ、１７
ａ、２２ａおよび排水弁１５ａを開操作して図示しない
空気タンクから、高圧空気を給排気管１３、１４、１
７、２２によりケーシング１、ランナ室３ａ、続いて吸
出管１２へ導く。この高圧空気は、ケーシング１の上方
から次第に下方へ溜まり、逆に水はランナ室３ａ、続い
て吸出管１２へと排出される。

【００５８】ランナ室３ａの下方部分の水は最も下方に
ある開口部２４ａから連通管３５を構成する連絡管１５
を経て吸出管１２へ排出され、ランナ室３ａが空にな
り、吸出管１２の水位計１６が所定のレベルになった
ら、給排気弁１３ａ、１４ａ、１７ａ、２２ａおよび排
水弁１５ａを閉め、ランナベーン４を始動させて水面押
し下げ運転に入る。この状態では、渦巻ケーシング１内
は排水されている。

【００５９】次に、水面押し下げ運転から揚水運転に移
行する場合、まず、給排気管１３，１４，１７，２２、
排気管１８に配設されている給排気弁１３ａ，１４ａ，
１７ａ，２２ａ、排気弁１８ａは全て全閉の上、ガイド
ベーン３および連絡管１５にある排水弁１５ａを全閉
し、水圧管３１と連通しているバイパス管３３から渦巻
ケーシング１に給水すると共に、水圧管給水管２６の給
水弁２６ａを開操作して円形状に配置した配管２５を介
して吸出管側サイドカバ−７に４等分配置した開口部２
４ａ〜２４ｄからも給水する。

【００６０】同時に、渦巻ケーシング１の頭頂部近傍お
よび背圧室６に設けてある給排気管１７の給排気弁１７
ａ、排気管１８の排気弁１８ａを開操作して機内の高圧
空気を機外へ排出し、ケーシング１内が充水されたら入
口弁３２を開操作する。

【００６１】次に、吸出管１２に設けてある吸出管水位
検出器１６が、図２に示したようにランナ背圧室６の充
水に基づいてランナバンド１１の最小径までの充水が検
出されたということを条件に、給水管２３の給水弁２３
ａを開操作し、主軸９内部を貫通してランナ室３ａに連
通し、周方向等配に設けられ給水孔９ａより給水を開始
すると同時に、全開していた給水弁２６ａを全閉するこ
とによりして主軸給水に切り替える。

【００６２】同時に、吸出管１２の頭頂部に設けた給排
気管１３の給排気弁１３ａおよび主軸９内部に設けた給
水孔９ａに連通する給排気管２２に設けた給排気弁２２
ａを開制御して吸出管１２内およびランナ室３ａ全体の
空気を抜き充水するように制御する。このとき、ランナ
室３ａ内は主軸給水により充水されるように給排気弁１
３ａ、２２ａの開度制御を実施する。

【００６３】一方、充水作業中はガイドベーン３内径側
のプライミング圧力を常に監視しており、このプライミ
ング圧力が所定値になったことを条件にガイドベーン３
を開操作して、揚水運転に入る。

【００６４】従って、ランナベーン４への充水は全て周
方向でほぼ均等に行われることになるため、ランナベー
ン４にも均等な力が働き、異常な振動、騒音を抑制でき
る。また、周方向に不均等な力、すなわちラジアルスラ
ストも小さくなるため、軸受１９に焼損等生ずることな
く安全である。

【００６５】以上の説明では、吸出管側サイドカバー７
に設けた開口部２４は、４個の場合であったが、円周方
向に等間隔であれば、最小限２個あればよい。

【００６６】なお、本発明は図３に示したように単輪単
流フランシスポンプ水車だけでなく、単輪復流フランシ
ス形ポンプ水車においても同様の効果が得られる。

【００６７】以上述べた本発明の第１の実施形態によれ
ば、次のような効果が得られる。

【００６８】（１）ランナ外周部近傍の静止部側流路で
あって吸出管側サイドカバー７に、２ヶ所以上の等間隔
に配置された開口部２４を設け、この開口部２４にそれ
ぞれ給水管２６の一端部を接続し、各給水管２６の他端
部を水圧管３１および吸出管１２に各々給水弁２６ａを
介して接続したことで、ランナベーン４への充水が周方
向で均等に行われるので、異常な振動、騒音を抑制でき
る。

【００６９】（２）ランナ外周部近傍の静止部側流路で
あって吸出管側サイドカバー７に、等間隔に配置された
開口部２４の内、少なくてもーヶ所は、ガイドベーン３
が水面押し下げ運転のためにあらかじめ定められた所定
の小開度もしくは全閉に設定された際、最も下方に位置
するガイドベーン３の内周側に位置する静止部側流路に
配置したため、ランナ室３ａ内の水をランナベーン４よ
り下方に下げることができ、ランナベーン４と水との干
渉による振動や不必要な動力を軽減できる。

【００７０】（３）入口弁３２を全閉し、ケーシング１
内も排水して行う水面押し下げ運転から揚水または発電
運転に移行する際、ガイドベーン３の全閉の状態で、水
圧管３１と連通するバイパス管３３からケーシング１に
給水すると共に、ランナ外周部近傍の静止部側流路に２
ヶ所以上等間隔に配置された開口部２４から給水するこ
とで、ランナベーン４への充水が周方向で均等に行われ
るので、異常な振動、騒音を抑制できる。

【００７１】（４）入口弁３２を全閉し、ケーシング１
内も排水して行う水面押し下げ運転から、揚水または発
電運転に移行する際、ガイドベーン３の全閉の状態で、
水圧管３１と連通するバイパス管３３からケーシング１
に給水すると共に、給水管６の給水弁２６ａを開操作し
てランナ外周部近傍の静止部側流路であって吸出管側サ
イドカバー７に設けた開口部２４から給水する横軸水力
機械において、側圧室８が充水されランナ室３ａがラン
ナ外周からランナバンド１１の最小径まで充水されたこ
とを条件に、主軸９内部を貫通してランナ室３ａに連通
させ、周方向に等間隔に配設した給水孔９ａからの主軸
９の給水に切り替えて給水するように制御するため、バ
ンド１１の最小径からランナベーン４の最小径までの充
水も周方向均等に行われるので、異常な振動、騒音を抑
制でき、安全に揚水または発電運転に移行できる。

【００７２】（５）入口弁３２を全閉し、ケーシング１
内も排水して行う水面押し下げ運転から、揚水または発
電運転に移行する際、ガイドベーン３の全閉の状態で、
水圧管３１と連通するバイパス管３３からケーシング１
に給水すると共に、給水管２６の給水弁２６ａを開操作
してランナ外周部近傍の静止部側流路であって吸出管側
サイドカバー７に設けた開口部２４から給水し、ランナ
側圧室８が充水されランナ室３ａがランナ外周からラン
ナバンド最小径まで充水されたことを条件に、主軸給水
に切り替えて給水する一方、ケーシング１の頭頂部に配
設した給排気管１７と吸出管１２のエルボ頭頂部に配設
した排気管１７とランナ側圧室８に設けた給排気管１８
およびランナ室３ａから主軸９の内部を貫通して外部に
連通させた給水孔９ａから排気させるとき、まず、ケー
シング１および側圧室８に設けた排気管１８の排気弁１
８ａを開操作して排気し、側圧室８が充水されてランナ
室３ａが外周側からランナバンド１１の最小径まで充水
された後、吸出管１２の水位をランナバンド１１の最小
径位置より上昇させるように、給排気弁２２ａおよび吸
出管１２の給排気弁１３ａの開度を制御するため、異常
な振動、騒音を抑制でき、安全に揚水または発電運転に
移行できる。

【００７３】＜第２の実施形態＞図６は、単輪単流フラ
ンシス形ポンプ水車に本発明による第２の実施形態を示
す概略縦断面図である。なお、第１の実施の形態の構成
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。

【００７４】本実施形態は、連絡管１５の排水弁１５ａ
と吸出管１２の途中に排水ポンプ２７を設置して、前記
開口部２４と吸出管１２を連通させ、渦巻ケーシング１
には渦巻ケーシング水位検出器２８が設けてある。

【００７５】入口弁３２およびガイドベーン３を全閉に
設定し、ランナが水中で静止した状態から高圧空気を用
いてランナ室内３ａおよび渦巻ケーシング１内の水を排
出する際、吸出管１２、渦巻ケーシング１の頭頂部に設
けた給排気管１３、１７の給排気弁１３ａ、１７ａおよ
び主軸９内部に設けた排気孔に９ａ連通する給排気管２
２ａに設けた給排気弁２２ａを開制御してランナ室３ａ
に高圧空気を給気する。

【００７６】しかる後、ガイドベーン３を開口して連絡
管１５の排水弁１５ａを全開し、排水ポンプ２７を起動
する。このとき、連絡管１５に連通する吸出管側サイド
カバ−７の開口部２４の内、一ヶ所はガイドベーン３が
全閉に設定された際の最も下方に位置しているため、渦
巻ケーシング１内の水をランナベーン４より下方に下げ
ることができ、ランナベーン４と水との干渉による振動
や不必要な動力を軽減できる。

【００７７】次に、渦巻ケーシング１に設けた水位検出
器２８により渦巻ケーシング１内の水面位置がランナベ
ーン４に接触しない所定の位置になったことを条件に連
絡管１５の排水弁１５ａを全閉する。

【００７８】一方、吸出管１２に設けてある水面検出器
１６により吸出管の水が所定の位置まで下がったことを
条件に、給排気弁１３ａ、１７ａおよび２１ａを全閉し
て高圧空気の供給を停止する。

【００７９】このように制御した場合の作用は、排水ポ
ンプ２７を動作することで渦巻ケーシング１内の水位を
ランナベーン４に水が接触しない水位に保ち、かつ吸出
管１２の水位を渦巻ケーシング１内の水位よりも高い位
置に設定できるため、高圧空気の量を少なくできる。ま
た、ランナベーン４と水の干渉による振動を発生するこ
ともなく、コンプレッサー容量を軽減できる。

【００８０】以上述べた第２の実施形態によれば、次の
ような効果が得られる。

【００８１】（１）ランナ外周部近傍の静止部側流路で
あって吸出管側サイドカバーに２ヶ所以上の等間隔に配
置された開口部に接続した配管の内、他端が吸出管に接
続している配管の弁と吸出管１２との連絡管１５に排水
ポンプ２７を設け、前記開口部２４と吸出管１２を連通
させたため、吸出管１２の水位を渦巻ケーシング１内の
水位よりも高い位置に設定できるため、高圧空気の量を
少なくでき、コンプレッサー容量を軽減できる。

【００８２】（２）吸出管１２に水位検出器１６を有す
る横軸水力機械において、入口弁３２を全閉の上、ガイ
ドベーン３をあらかじめ定められた所定の小開度もしく
は全閉に設定し、ランナが水中で静止した状態から高圧
空気を用いてランナおよび渦巻ケーシング１内の水を排
出する際、主軸給水弁２３ａおよび吸出管給気弁１３ａ
を開操作してランナ室に高圧空気を注入する。しかる
後、ガイドベーンを開口して排水ポンプ２７を起動し、
ケーシング１内の水を吸出管１２に排水する。ケーシン
グ１内の水面位置が所定の位置まで下がったことを条件
に配管途中の弁を閉鎖し、排水ポンプ２７を停止する。

【００８３】一方、吸出管１２の水が所定の水位まで下
がったことを条件にランナ室３ａへの高圧空気の供給を
停止するようにしたため、ランナベーン４と水の干渉に
よる振動を発生することもなく、高圧空気量を少なくで
き、コンプレッサー容量を軽減できる。

【００８４】＜第３の実施形態＞図７は本発明の横軸水
力機械の運転方法の第３の実施形態を説明するための単
軸単流フランシス形横軸水力機械の概略縦断面図であ
る。

【００８５】図７は、概略図１の主軸（回転軸）９の構
成が異なる。具体的には、主軸９の内部には給水孔９ａ
を形成せず、これに伴い給水弁２３ａを有する給水管２
３、給水室２１、給排気室２０、給排気弁２２ａを有す
る給排気管２２を省き、また給排気弁１７ａを有する給
排気管１７を省いたものである。これ以外の構成は図１
と同一である。

【００８６】以上のように構成された横軸水力機械の運
転方法を次のように行う。すなわち、入口弁３２および
ガイドベーン３を全閉とし、バイパス弁３４を開の状態
にして、渦巻ケーシング１内を充水したままで行う水面
押し下げ運転から揚水運転に移行する場合、給排気管１
３、１４、排気管１８に配設されている給排気弁１３
ａ、１４ａ、排気弁１８ａは全て全閉の上、連絡管１５
にある排水弁１５ａを全閉の状態で、水圧管３１と連通
しているバイパス管３３から、水圧管給水管２６の給水
弁２６ａを開操作して、円形状に配置した配管２５を介
して下カバー７に４等配した開口部２４から給水する運
転方法である。

【００８７】従って、ランナベーン４への充水は全て周
方向で均等に行われることになるため、ランナベーン４
にも均等な力が働き、異常な振動、騒音を抑制できる。
また、周方向に不均等な力、すなわちラジアルスラスト
も小さくなるため、軸受１９に焼損等生ずることなく安
全である。さらに、渦巻ケーシング１は既に充水されて
いるため、この充水時間が不要であるから、速やかに揚
水運転に移行できる。

【００８８】ここで、このような運転方法とした背景に
ついて説明する。前述の従来の技術では、いずれも水面
押し下げ運転および動水のランナ室３ａへの充水運転に
際し、従来からいくつかの問題点が有った。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
もランナベーンは回転している。

【００８９】調相運転などの水面押し下げ運転から揚水
または発電運転に移行するとき、立軸機械の場合のよう
に吸出管１２の下方から水位を上昇させていくと、動水
とランナベーン４との接触時にアンバランスが生じ大き
な振動や騒音を発生し、運転不能に陥ることがあるので
これを避けるため、ケーシング内を排水してガイドベー
ンを全閉した状態での空転運転から、ランナ外周部近傍
の静止部流路に２個所以上の開口部を等間隔に設けた給
水管からの給水によりランナ室を充水する運転方法が幾
つか提案されている。

【００９０】この運転方法は水面押し下げ運転から揚水
または発電運転に移行するとき、アンバランスによる大
きな振動や騒音を発生せず、スムーズに移行できる優れ
た方法である。しかし、ケーシング内を排水するので、
この水と入れ替えるために必要な高圧空気のタンクの容
量が大きくなる上、ケーシングを排水したり充水したり
するのに長い時間を要するため、迅速な運転の移行がで
きないという問題があった。

【００９１】これに対して本発明の第３の実施形態によ
れば、このような観点からなされたものであって、水面
押し下げ運転から揚水または発電運転に移行する際の過
大な振動、騒音を生ずることなく安全でより迅速に移行
でき、かつ、高圧空気を製造するためのコンプレッサや
高圧空気のタンクが小さくてすむ、簡易な横軸水力機械
の運転方法が得られる。

【００９２】＜第４の実施形態＞図８は本発明の横軸水
力機械の運転方法の第４の実施形態を説明するための単
軸単流フランシス形横軸水力機械の概略縦断面図であ
る。

【００９３】図８の構成は図７の構成に主軸９内の給水
構造を付加したものである。主軸９は、吸出管１２を貫
通して伸びており、その一端側には軸受１９を介して給
水室２１を備えている。

【００９４】給水室２１は、主軸内部にあけた給水孔９
ａに連通すると共に、給水管２３に給水弁２３ａを備え
ている。給水管２３の他端部は水圧管３１に連通するよ
うに接続されている。

【００９５】以上のように構成された横軸水力機械にお
いて、入口弁３２およびガイドベーン３を全閉とし、バ
イパス弁３４を開の状態にして、渦巻ケーシング１を充
水したままで行う水面押し下げ運転から揚水運転に移行
する場合、給排気管１３、１４、排気管１８に配設され
ている給排気弁１３ａ、１４ａ、排気弁１８ａは全て全
閉の上、連絡管１５にある排水弁１５ａを全閉の状態
で、水圧管３１と連通しているバイパス管３３から、水
圧管側給水管２６の給水弁２６ａを開操作して円形状に
配置した配管２５を介して吸出管側サイドカバー７に４
等配した開口部２４から給水し、次に、吸出管１２に設
けてある吸出管水位検出器１６により、図８に示したよ
うにランナ背圧室６が充水されバンド１１の最小径まで
充水されたことを条件に、給水管２３の給水弁２３ａを
開操作して、主軸９内部を貫通してランナ室３ａに連通
させ、図５に示したように周方向等配に設けた給水孔９
ａより給水すると同時に、給水弁２６ａを全閉して主軸
給水に切り替える運転方法である。

【００９６】従って、第３の実施形態より広範囲にわた
って異常な振動、騒音を抑制できるばかりでなく、第３
の実施形態の同様な作用効果も得られる。

【００９７】＜第５の実施形態＞図９は本発明の横軸水
力機械の運転方法の第５の実施形態を説明するための単
軸単流フランシス形横軸水力機械の概略縦断面図であ
る。

【００９８】図９に示した構成は図８の構成に加えて、
主軸９の一側に軸受１９を介して給排気室２０を備えた
ものである。給排気室２０は、主軸９の内部にあけた給
排気９ｂに連通すると共に、給排気管２２に給排気弁２
２ａを備えて、給排気管２２の他端部は図示しない空気
タンクに接続されている。

【００９９】ランナ室３ａ内が充水されている状態から
水面押し下げ運転を行う場合を説明する。まず、水面を
押し下げのための各部品の動作を説明する。入口弁３
２、バイパス弁３４、排気弁１８ａ、給水弁２３ａ、２
６ａおよびガイドベーン３が全閉され、ランナベーン４
が停止中、給排気弁１３ａ、１４ａ、２２ａ、および排
水弁１５ａを開操作して図示しない空気タンクから、高
圧空気を給排気管１３、１４、２２によりランナ室３
ａ、続いて吸出管１２へ導く。この高圧空気は、ランナ
室３ａの上方から下方へ溜まり、逆に水はランナ室３ａ
から吸出管１２へ排出される。ランナ室３ａの下方部分
の水は最も下方にある開口部２４ａから連通管３５を構
成する連絡管１５を経て吸出管１２へ排出され、ランナ
室３ａが空になり、吸出管１２の水位検出器１６が所定
のレベルになったら、給排気弁１３ａ、１４ａ、２２ａ
および排水弁１５ａを閉め、ランナベーン４を始動させ
て水面押し下げ運転に入る。この状態では、渦巻ケーシ
ング１内は充水されている。

【０１００】図９のように構成された横軸水力機械にお
いて、入口弁３２およびガイドベーン３を全閉とし、バ
イパス弁３４を開の状態にして、渦巻ケーシング１を充
水したままで行う水面押し下げ運転から揚水運転に移行
する場合、給排気管１３、１４、排気管１８に配設され
ている給排気弁１３ａ、１４ａ、排気弁１８ａは全て全
閉の上、連絡管１５にある排水弁１５ａを全閉の状態
で、水圧管３１と連通しているバイパス管３３から、水
圧管側給水管２６の給水弁２６ａを開操作して円形状に
配置した配管２５を介して吸出管側サイドカバー７に４
等配した開口部２４から給水し、次に、吸出管１２に設
けてある吸出管水位検出器１６により、前述した図８に
示したようにランナ背圧室６が充水され、ランナバンド
１１の最小径まで充水されたことを条件に、給水管２３
の給水弁２３ａを開操作して、主軸９内部を貫通してラ
ンナ室３ａに連通させ、周方向等配に設けた給水孔９ａ
より給水すると同時に、給水弁２６ａを全閉して主軸給
水に切り替えて給水する一方、吸出管１２の頭頂部に設
けた給排気管１３の給排気弁１３ａ、および主軸９の内
部に設けた給水孔９ａに連通する給排気管２２に設けた
給排気弁２２ａを開制御して、吸出管１２内およびラン
ナ室３ａ全体を充水するように制御する。この時、ラン
ナ室３ａ内は主軸９の給水により充水されるように給排
気弁１３ａ、２２ａの開度制御を実施する運転方法であ
る。

【０１０１】従って、本発明の第５の実施形態によれ
ば、排気がスムーズに遂行されるようになり、一層、揚
水運転への移行が速やかに行え、また第３の実施形態と
同様な作用効果が得られる。

【０１０２】＜第６の実施形態＞図１０は本発明の横軸
水力機械の運転方法の第６の実施形態を説明するための
単軸単流フランシス形横軸水力機械の概略縦断面図であ
る。

【０１０３】図１０は図９に示した構成に加えて、連絡
管１５の排水弁１５ａと吸出管１２の途中に排水ポンプ
２７を設置して、前記開口部２４と吸出管１２を連通さ
せたものである。

【０１０４】図１０のように構成された水力機械におい
て、入口弁３２およびガイドベーン３を全閉に設定し、
ランナベーン４が水中で静止した状態から高圧空気を用
いてランナ室３ａ内の水を排出する際、給水管２３に設
けた給水弁２３ａを閉にし、吸出管１２の頭頂部に設け
た給排気管１３の給排気弁１３ａおよび主軸９の内部に
設けた給排気孔９ｂに連通する給排気管２２に設けた給
排気弁２２ａを開制御してランナ室３ａに高圧空気を給
気する。

【０１０５】しかる後、連絡管１５の排水弁１５ａを全
開し、排水ポンプ２７を起動する。そしてランナ室３ａ
内の水位が、吸出管側サイドカバー７に設けた４つの開
口部２４の内、最低位置にある１つのレベルに達し、ラ
ンナベーン４とランナ室３ａ内の水が干渉しない位置ま
で下がったことを条件に、連絡管１５の排水弁１５ａを
全閉にすると共に排水ポンプ２７を停止する。

【０１０６】一方、吸出管１２に設けてある水位検出器
１６により吸出管１２内の水が所定の位置まで下がった
ことを条件に、給排気弁１３ａ、２２ａ、を全閉して高
圧空気の供給を停止する運転方法である。

【０１０７】以上述べた第６の実施形態によれば、渦巻
ケーシング１内は排水せず、ランナ室３ａ内と吸出管１
２内の一部のみ排水して高圧空気と入れ替えるので、少
ない高圧空気量でも良く、コンプレッサやエアタンクを
コンパクトにできるし、排水時間が短く空転始動に速や
かに移行が可能である。また、排気がスムーズに遂行さ
れるようになり、一層、揚水運転への移行が速やかに行
え、また第３の実施形態と同様な作用効果が得られる。

【０１０８】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、水面押し下
げ運転から揚水または発電運転に移行する際の過大な振
動、騒音を生ずることなく、迅速かつ安全に揚水または
発電負荷運転に移行でき、また水面押し下げ運転時にケ
ーシング排水した場合、最小限の高圧空気量にできるよ
うにした横軸水力機械およびその運転方法を提供するこ
とができる。

【０１０９】また、本発明によれば、ケーシング内を充
水したままで行う水面押し下げ運転から、揚水または発
電運転に移行する際の過大な振動、騒音を生ずることな
く、迅速且安全に揚水または発電運転に移行でき、また
水面押し下げ運転時に最小限の高圧空気量にできる横軸
水力機械の運転方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる単軸単流フランシス形横軸水力
機械の第１の実施形態を説明をするため概略縦断面図。

【図２】図１における充水運転中の一状態を示す図。

【図３】本発明にかかる単軸復流フランシス形横軸水力
機械の第１の実施形態を説明するための概略縦断面図。

【図４】図１におけるＸーＸ線に沿って切断し矢印方向
に見た水平断面図。

【図５】図１におけるＹーＹ線に沿って切断し矢印方向
に見た水平断面図。

【図６】本発明にかかる単軸単流フランシス形横軸水力
機械の第２の実施形態を説明するための概略縦断面図。

【図７】本発明にかかる単軸単流フランシス形横軸水力
機械の第３の実施形態を説明するための概略縦断面図。

【図８】本発明にかかる単軸単流フランシス形横軸水力
機械の第４の実施形態を説明するための概略縦断面図。

【図９】本発明にかかる単軸単流フランシス形横軸水力
機械の第５の実施形態を説明するための概略縦断面図。

【図１０】本発明にかかる単軸単流フランシス形横軸水
力機械の第６の実施形態を説明するための概略縦断面
図。

【図１１】従来の単軸単流フランシス形横軸水力機械の
一例を示す概略縦断面図。

【符号の説明】

１…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 ５…発電電動機側サイドカバー ６…ランナ背圧室 ７…吸出管側サイドカバー ８…ランナ側圧室 ９…主軸 ９ａ…給水孔 ９ｂ…給排気孔 １０…クラウン １１…ランナバンド １２…吸出管 １３，１４，１７…給排気管 １３ａ，１４ａ，１７ａ…給排気弁 １５…連絡管 １５ａ…吸出管側排水弁 １６…吸出管水位検出器 １８…排気管 １８ａ…排気弁 １９…軸受 ２０…給排気室 ２１…給水室 ２２…給排気管 ２２ａ…給排気弁 ２３…給水管 ２３ａ…給水弁 ２４…ランナ外周近傍の開口部 ２５，２５´…円形状の配管 ２６…水圧管側給水管 ２６ａ…水圧管側給水弁 ２７…排水ポンプ ２８…渦巻ケーシング水位検出器 ３０…上池 ３１…水圧管 ３２…入口弁 ３３…バイパス管 ３４…バイパス弁 ３５…連通管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米谷 幸男 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 宮田 逸郎 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 小林 雅一 東京都中央区銀座６丁目15番１号 電源開 発株式会社内 (72)発明者 佐々木 俊雄 東京都中央区銀座６丁目15番１号 電源開 発株式会社内 (72)発明者 植松 博 東京都中央区銀座６丁目15番１号 電源開 発株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングとからなる横軸水力機械において、 前記ランナの外周部よりも外側でしかも前記ガイドベー
   ン全閉位置よりも内側に位置するランナ室の静止部側流
   路壁に、複数個の開口部を円周方向に設け、この開口部
   を連通管を介挿して外部と連通させるように構成し、 この連通管には、水面押し下げ時に前記開口部を前記吸
   出管に連通させる排水弁を有すると共に、水面押し下げ
   状態から揚水運転又は発電運転への移行時に前記開口部
   を前記水圧管に連通させる給水弁を有することを特徴と
   する横軸水力機械。
2. 【請求項２】 前記複数の開口部のうち少なくても一ヶ
   所は、ガイドベーンが水面押し下げ運転のためにあらか
   じめ定められた所定の小開度もしくは全閉に設定された
   際、最も下方に位置するガイドベーンの内周側に位置す
   る静止部側流路側壁に形成したことを特徴とする請求項
   １記載の横軸水力機械。
3. 【請求項３】 前記開口部に接続した連通管の途中に排
   水ポンプを設けたことを特徴とする請求項１記載の横軸
   水力機械。
4. 【請求項４】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングとからなる横軸水力機械において、 前記ランナの外周部よりも外側でしかも前記ガイドベー
   ン全閉位置よりも内側に位置するランナ室の静止部側流
   路壁に、複数個の開口部を円周方向に設け、この開口部
   を連通管を介挿して外部と連通させるように構成し、 この連通管には、水面押し下げ時に前記開口部を前記吸
   出管に連通させる排水弁を有すると共に、水面押し下げ
   状態から揚水運転又は発電運転への移行時に前記開口部
   を前記水圧管に連通させる給水弁を有するようにし、 前記主軸内部を貫通して設けた給水孔により、前記ラン
   ナ室と前記吸出管外部に設けた給水室とを連通する横軸
   水力機械。
5. 【請求項５】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
   も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
   ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
   設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
   ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
   開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
   に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
   行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有
   する横軸水力機械において、前記入口弁を全閉状態と
   し、前記ケーシング内を排水して行う水面押し下げ運転
   から揚水または発電運転に移行する際、前記ガイドベー
   ンを全閉の状態で、前記バイパス弁を通して前記ケーシ
   ングに給水すると共に、前記複数の開口部に接続されて
   いる連通管に設けた給水弁を開操作し、前記複数の各開
   口部から円周方向にほぼ均等に給水することを特徴とす
   る横軸水力機械の運転方法。
6. 【請求項６】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
   も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
   ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
   設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
   ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
   開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
   に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
   行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有
   するようにし、前記主軸内部を貫通して設けた給水孔に
   より、前記ランナ室と前記吸出管外部に設けた給水室と
   を連通する横軸水力機械において、 前記入口弁を全閉状態とし、前記ケーシング内を排水し
   て行う水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移行
   する際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパ
   ス弁を開状態として前記バイパス弁を有するバイパス管
   から前記ケーシングに給水すると共に、前記複数の開口
   部に接続されている連通管に設けた給水弁を開操作し、
   前記複数の各開口部から円周方向にほぼ均等に給水し、
   前記ランナの前記主軸の装着部近傍に形成されている側
   圧室が充水され、前記ランナ室がランナ外周からランナ
   バンドが最小径まで充水されたことを条件に、前記主軸
   の給水孔からの主軸給水に切り替えて給水することを特
   徴とする横軸水力機械の運転方法。
7. 【請求項７】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
   も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
   ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
   設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
   ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
   開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
   に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
   行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を有
   し、前記ケーシングの頭頂部と、前記吸出管の頭頂部
   と、前記ランナ側圧室と、前記主軸の給水孔にそれぞれ
   一端部を連通するように、各々の一部に排気弁を有する
   排気管を接続した横軸水力機械において、 前記入口弁を全閉状態とし、前記ケーシング内を排水し
   て行う水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移行
   する際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパ
   ス弁を開状態として前記バイパス管から前記ケーシング
   に給水すると共に、前記複数の開口部に接続されている
   連通管に設けた給水弁を開操作し、前記複数の各開口部
   から円周方向にほぼ均等に給水し、前記ランナの前記主
   軸の装着部近傍に形成されている側圧室が充水され、前
   記ランナ室がランナ外周からランナバンドが最小径まで
   充水されたことを条件に、前記主軸の給水孔からの主軸
   給水に切り替えて給水する一方、前記各排気管に各々有
   する排気弁を開状態として排気させるとき、まず、前記
   ケーシングおよび側圧室に設けた排気管の排気弁を開操
   作して排気し、前記側圧室が充水されて前記ランナ室が
   外周側からランナバンド最小径まで充水された後、前記
   吸出管の水位をランナバンド最小径位置より上昇させる
   ように、前記吸出管排気弁及び主軸排気弁の開度を制御
   することを特徴とする横軸水力機械の運転方法。
8. 【請求項８】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
   も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
   ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
   設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
   ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
   開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
   に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
   行時に前記開口部を前記水圧管に連通させる給水弁を配
   設し、前記主軸内部を貫通してランナ室と連通すると共
   に、周方向に等間隔に複数の給水孔を形成し、前記複数
   の開口部に接続した連通管のうち、他端部が前記吸出管
   に接続されている連絡管の途中に配設されている弁と直
   列に排水ポンプを設け、前記ケーシングの頭頂部と、前
   記吸出管の頭頂部と、前記主軸の給水孔にそれぞれ一端
   部を連通し、各々の一部に給気弁を有すると共に他端部
   を高圧空気を供給する設備に接続する給気管を接続した
   横軸水力機械において、 前記入口弁を全閉の状態とした上で前記ガイドベーンを
   あらかじめ定められた所定の小開度状態もしくは全閉状
   態に設定し、前記ランナが水中で静止した状態から高圧
   空気を用いてランナおよび前記ケーシング内の水を排出
   する際、前記ケーシングの給気弁、前記主軸の給気弁お
   よび前記吸出管の給気弁を開操作して前記ランナ室に高
   圧空気を注入し、しかる後、前記ガイドベーンを開状態
   とし、前記吸出管に接続されている連通管の途中に配設
   されている弁を開操作して前記排水ポンプを起動し、前
   記ケーシング内の水を前記吸出管に排水し、前記ケーシ
   ング内の水面位置が所定の位置まで下がったことを条件
   に前記連通管の弁を閉鎖して、前記排水ポンプを停止さ
   せる一方、前記吸出管の水が所定の水位まで下がったこ
   とを条件に前記ランナ室への高圧空気の供給を停止する
   ようにした横軸水力機械の運転方法。
9. 【請求項９】 水平方向に配置されると共に、一端部が
   吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支持
   される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナと、
   バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの動水
   を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導くと共
   に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通されるケ
   ーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側でしか
   も前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置するラン
   ナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方向に
   設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通させる
   ように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に前記
   開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると共
   に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への移
   行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に連
   通させる給水弁を有する横軸水力機械において、 前記入口弁を全閉とし、前記ケーシング内を充水したま
   ま行う水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移行
   する際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパ
   ス弁を開状態として前記バイパス管から、前記開口部に
   接続されている連通管の途中に設けた給水弁を開操作し
   て前記ランナ外周部近傍の静止部側流路に設けた複数の
   開口部を経て給水することを特徴とする横軸水力機械の
   運転方法。
10. 【請求項１０】 水平方向に配置されると共に、一端部
    が吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支
    持される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナ
    と、バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの
    動水を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導く
    と共に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通され
    るケーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側で
    しかも前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置する
    ランナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方
    向に設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通さ
    せるように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に
    前記開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると
    共に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への
    移行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に
    連通させる給水弁を配設し、主軸内部を貫通してランナ
    室と連通すると共に、周方向に複数の給水孔を形成した
    横軸水力機械において、 前記入口弁を全閉とし、前記ケーシング内を充水したま
    ま行う水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移行
    する際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパ
    ス弁を開状態として前記バイパス管から、前記各開口部
    に接続されている連通管の途中に設けた給水弁を開操作
    して前記ランナ外周部近傍の静止部側流路に設けた開口
    部を経て給水し、前記ランナの前記主軸の装着部近傍に
    形成されている側圧室が充水され、ランナ室がランナ外
    周からランナバンドの最小径まで充水されたことを条件
    に、前記主軸の給水孔からの主軸給水に切り替えて給水
    することを特徴とする横軸水力機械の運転方法。
11. 【請求項１１】 水平方向に配置されると共に、一端部
    が吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支
    持される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナ
    と、バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの
    動水を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導く
    と共に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通され
    るケーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側で
    しかも前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置する
    ランナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方
    向に設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通さ
    せるように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に
    前記開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると
    共に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への
    移行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に
    連通させる給水弁を配設し、前記主軸内部を貫通してラ
    ンナ室と連通すると共に、周方向に複数の給水孔を形成
    し、前記吸出管の登頂部と、前記ランナ側圧室と、前記
    主軸の給水孔にそれぞれ一端部を連通するように、各々
    の一部に排気弁を有する排気管を接続した横軸水力機械
    において、 前記入口弁を全閉とし、前記ケーシング内を充水したま
    ま行う水面押し下げ運転から揚水または発電運転に移行
    する際、前記ガイドベーンを全閉の状態で、前記バイパ
    ス管に有するバイパス弁を開状態として前記バイパス管
    から、前記開口部に接続されている連通管の途中に設け
    た給水弁を開操作して前記ランナ外周部近傍の静止部側
    流路に設けた各開口部を経て給水し、前記ランナの前記
    主軸の装着部近傍に形成されている側圧室が充水され、
    ランナ室がランナ外周からランナバンドの最小径まで充
    水されたことを条件に、前記主軸の給水孔からの主軸給
    水に切り替えて給水する一方、前記各排気管に各々有す
    る排気弁を開状態として排気させるとき、まず、前記側
    圧室に設けた排気管の排気弁を開操作して排気し、前記
    側圧室が充水されて前記ランナ室が外周側からランナバ
    ンド最小径まで充水された後、前記吸出管の水位をラン
    ナバンド最小径位置より上昇させるように、前記吸出管
    排気弁および主軸排気弁の開度を制御することを特徴と
    する横軸水力機械の運転方法。
12. 【請求項１２】 水平方向に配置されると共に、一端部
    が吸出管を貫通して外部に延在した状態で回転自在に支
    持される主軸と、この主軸の他端側に装着したランナ
    と、バイパス弁を併設した入口弁を介して水圧管からの
    動水を前記ランナの外周に配置したガイドベーンへ導く
    と共に、静止部側流路壁を介して前記吸出管に連通され
    るケーシングを備え、前記ランナの外周部よりも外側で
    しかも前記ガイドベーン全閉位置よりも内側に位置する
    ランナ室の静止部側流路壁に、複数個の開口部を円周方
    向に設け、この開口部を連通管を介挿して外部と連通さ
    せるように構成し、この連通管には、水面押し下げ時に
    前記開口部を前記吸出管に連通させる排水弁を有すると
    共に、水面押し下げ状態から揚水運転又は発電運転への
    移行時に前記開口部を前記バイパス管あるいは水圧管に
    連通させる給水弁を配設し、前記主軸内部を貫通してラ
    ンナ室と連通すると共に、周方向に等間隔に複数の給水
    孔を形成し、前記開口部に接続した給水配管のうち、他
    端部が前記吸出管に接続されている連通管の途中に配設
    されている弁と前記吸出管との間に排水ポンプを設け、
    前記吸出管の頭頂部と、前記主軸の給水孔にそれぞれ一
    端部を連通し、各々の一部に給気弁を有すると共に他端
    部に高圧空気を供給する設備に接続する給気管を接続し
    た水力機械において、 前記入口弁を全閉にし、前記バイパス弁を開にし、前記
    ガイドベーンを全閉状態にし、前記ランナが水中で静止
    した状態から高圧空気を用いてランナ室の水を排出する
    際、前記主軸の給気弁および前記吸出管の給気弁を開操
    作して、前記ランナ室に高圧空気を注入し、水位が低下
    して最低ランナバンド位置に達したことを条件に、前記
    吸出管に接続されている連通管の途中に配設されている
    弁を開操作して前記排水ポンプを起動し、前記ランナ室
    内の水を前記吸出管に排水し、前記ランナ室内の水面位
    置が所定の水位まで下がったことを条件に前記連絡管の
    弁を閉鎖して、前記排水ポンプを停止させる一方、前記
    吸出管の水が所定の水位まで下がったことを条件に前記
    ランナ室への高圧空気の供給を停止するようにした横軸
    水力機械の運転方法。