JPS5814953B2 - 球形弁の封水方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は例えば水力発電所の水車の上流側の導水管に設
けられる球形弁の封水方法に関する。

〔従来技術〕

一般に水車の大口弁は水力発電所の落差水頭によって弁
形式が決定されるが、比較的高落差の領域では球形弁が
採用されている。

水力発電所は、近年、高落差および大容量への傾向が進
み、高圧力のもとにおける強度上の要求、水車停止時の
この水車側への漏水防止および水車の内部点検時の作業
の安全性の観点から、この種の球形弁は略球形の内面を
有する弁胴と、この弁胴内に回動可能に取付けられた弁
体と、弁体閉鎖位置で上流側および下流側に対面するよ
う弁体に取付けられた上流側および下流側バルブシート
と、弁胴の上流側および下流側に流れ方向移動可能に設
けられかつ弁体閉鎖位置で前記バルブシートに対して密
封係合可能な封水用の上流側および下流側シールリング
とを備えた構造になっている。

このような球形弁の封水装置としては、従来、その用途
によりバルブシートおよびこれに密封係合するシー）Ｊ
ングを有する封水装置を弁体の下流側にのみ設けた一重
シール型、または上流側および下流側の両方に疎水装置
を設けＪ１ぼ同時間で開閉させる二重シール型が採用さ
れている。

しかし、近年、水力発電所の利用落差は８００ｍ級の超
高落差となり、また、水車の効率改善により導水管内の
流速も２０ｍ／秒を超える高速度になってきた。

このため、従来の一重又は二重の封水装置では次のよう
な水密性、耐久性および安全性の面で種々の問題が生じ
てきた。

即ち、流体の流速が速くなっているため、封水装置の開
閉時にバルブシートおよびシールリングが高速流にさら
されるため、流水中の土砂の研摩作用も加わり、これら
が早期摩耗して損傷が増大し、封水装置の耐久性が非常
に低下する。

さらに高速流による土砂等の浮遊物が増大し、封水時に
シート面へ噛み込む危険が多くなる。

このため、下流側封水装置のみを常用する前記−重ンー
ル型では完全な水密性を確保することが困難であり、水
車のガイドベーンへの漏水が増加し、ガイドベーンの損
傷を早める問題が生じてきた。

また、一重シール型の欠点を防止し、シール作用を向上
させた前記二重シール型においても、上流側封水装置が
一次圧力の高圧側にさらされているため、下流側封水装
置より磨耗および損傷する程度が大きくなっている。

一旦シート面に貫通傷が生じると高流速の漏洩水により
キャビテーションが発生しこのため損傷が急速に増大し
て上流側封水装置よりの漏水が増大し、使用不能になり
、最終的に下流側封水装置の一重シール型と同様な結果
となる〔発明の技術的課題〕 本発明は上記欠点を改善しようとしてなされたもので、
上流側封水装置の閉鎖時、流れ中の土砂や異物の噛込み
を行なわないようにしてその損傷を防ぎ、封水装置の封
水性能及び耐久性を向上させることをその技術的課題と
する。

〔発明の技術的手段〕

上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
上流側及び下流側の各７−ルリングを閉鎖するとき、下
流側シールリングを上流側シールリングに先行して閉鎖
させることにある。

〔技術的手段の作用〕

流体の流れを遮断する弁閉鎖時、弁胴内部に組込まれて
いる弁体なサーボモータによってまず閉鎖する。

次に、弁体の下流に位置する下流側シールリングを油圧
あるいは水圧によって作動し、弁体のバルブシート面に
下流側シールリングを密封係合させる。

これにより流体の流れは遮断されるしかるのち前記下流
側シールリングより遅れて（例えば３秒ぐらい）上流側
シールリングを油圧あるいは水圧によって作動し、弁体
のバルブシート面に密封係合する。

この二重７−ルにより封水性能が一重シールより、より
向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上流側のシールリングは下流側のシー
ルリングよりより遅れて閉鎖するので、上流側のシール
リングは静水中またはこれに近い状態での閉鎖になり、
このため上流側シールリングは流水中の土砂や異物の噛
込みがなくなり、高速流による摩耗や損傷を防止するこ
とができる。

また、二重シールであるので封水性能が向上し、しかも
上流側シールリングの耐久性を向上できる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面によって説明する。

第１図において、球状の内面を有する弁胴１２の内部に
は弁体１４が組込まれており、該弁体は左右の同心弁軸
１６まわりでサーボモータ１８によって回動され弁の開
閉を行なう。

第１図は弁体１４が閉鎖位置にある場合を示し、弁体内
の流路２０は上流側導管２２および下流側導管２４に対
し直角方向に位置している。

弁体１４には、閉鎖位置で上流側および下流側に対面す
る位置に、上流側バルブシート２６および下流側バルブ
シート２８が取付けられている。

弁胴１２の上流側および下流側には流れ方向に移動可能
な上流側７−ルリング３０および下流側シールリング３
２が設けられている。

各シールリング３０．３２は前記各バルブシート２６，
２８と密封係合可能に配置され、これらによって上流側
および下流側の各封水機構が構成されている。

参照番号３４は下流側シールリング制御弁を示し、これ
は水車の運転匍脚用自動シーケンスに組込まれ自動操作
により作動する。

また、参照番号３６は上流側シールリング制御弁を示し
、これは手動操作により作動する。

各シールリング制御弁３４．３６は油圧供給源３８．４
０に接続され、各シールリングを弁体のパルプシー）２
６．２８の方へ移動させて密封係合させる場合にはこれ
らシールリングに油圧を供給し、各シールリングを後退
させて開放する場合には該シールリングから油圧を解放
するよりな二位置作動型のものである。

しかして、下流側シールリング制御弁３４の油圧供給側
は、第一油圧供給路４２および第二開閉弁４４を介して
下流側シールリング３２に接続されるとともに、第二油
圧供給路４６．流量調整弁４８および第二開閉弁５０を
介して上流側７−ルリング３０へも接続され、下流側お
よび上流側シ−ルリングを閉鎖しつるようになっている
なネ前記流量調整弁は図示の如く逆止弁と絞り通路４
組合せたものである。

シールリングへ向う流れに対しては抵抗を示し油圧上昇
を遅延させるが、シールリングから戻る方向へは自由に
流すように九つている。

下流側シールリング３２から下流側シールリング制御弁
３４の油圧解放側へ至る第−戻り油路５２には、第三開
閉弁５４および流量調整弁５６が設けられ、また、上流
側シールリング３０と下流側シールリング制御弁３４の
油圧解側との間にも第二戻り油路５８が接続され、該第
二戻り油路には第四開閉弁６０が設けられている。

一方、上流側シールリング制御弁３６の油圧供給側は、
第三油圧供給路６２、流量調整弁６４および第五開閉弁
６６を介して上流側シールリング３０へ接続されるとと
もに、第四油圧供給路および第六開閉弁７０を介して下
流側７−ルリング３２へも接続され、上流側のみならず
下流側のシールリングをも閉鎖しうるようになっている
。

上流側シールリング３０から上流側クールリング制御弁
３６の油圧解放ボートへ至る第三戻り油路１２には第七
開閉弁１４が設けられ、下流側シールリング３２と上流
側７−ルリング制御弁３６との間も第四戻り油路７６で
接続され、該第四戻り油路７６には第八開閉弁７８およ
び流量調整弁８０が設けられている。

なお、参照番号８２，８４，８６，８Ｂは上流側および
下流側シールリング３０および３２が納められた各シー
ルリング室を清掃するための排水弁であり、参照番号９
０は弁胴１２内を清掃するための排水弁である。

本発明の球形弁の封水装置の一実施例は以上のような構
成を有するので、次のように作動する。

先ず、自動制御される下流側シールリング制御弁３４で
封水機構を開閉制御する場合は、図示の如く、第一〜第
八開閉弁のうち第一〜第四開閉弁を開位置にし、第五〜
第八開閉弁は閉位置にしておく。

この状態で、下流側シールリング制御弁３４から油圧を
供給して各封水機構を閉鎖する際は、下流側シールリン
グ３２は第一油圧供給路４２を通して自由に供給される
油圧により早期に閉鎖されるが、上流側シールリング３
０は流量調整弁４８を有する第二油圧供給路４６を通し
て油圧が伝わるため下流側シールリング３２よりも遅れ
て閉鎖される。

下流側シールリング制御弁３４の油圧解放ポートを用い
て各封水機構を開放する際は、上流側シールリングは第
二戻り油路５８を通して油圧解放され早期に開放される
が、下流側シールリングは流量調整弁５６を有する第−
戻り油路５２を通して油圧解放されるので上流側よりも
遅れて開放される。

一方、手動操作される上流側シールリング匍脚弁３６で
封水機構を開閉制御する場合は、第１図の状態とは異な
り、第一〜第四開閉弁を閉位置にし第五〜第八開閉弁の
方を開位置にして、図面中点線で示した油路を使用でき
る状態にする。

この状態で上流側シールリング制御弁３６から油圧を供
給すると、下流側シールリング３２は第四油圧供給路６
８からの油圧により早期に閉鎖されるが、上流側シール
リング３０は流量調整弁６４を有する第三油圧供給路を
通して油圧供されるので下流側よりも遅れて閉鎖される
。

上流側クールリング制御弁３６を油圧解放位置にすると
、上流側シールリング３０は第三戻り油路７２を通して
早期に油圧低下し開放されるが、下流側シールリング３
２は流量調整弁８０を有する第四戻り油路７６を通して
油圧解放されるので上流側よりも遅れて開放される。

こうして、二つの制御弁３４および３６のうちいずれを
使用する場合でも、上流側および下流側の封水機構を開
閉制御するとともに、封水時には下流側を先ず閉鎖し、
その後で上流側を閉鎖し、開放時には上流側を先ず開放
し、その後で下流側を開放するように作動する。

第２図は本発明の他の実施例の上流側および下流側シー
ルリング３０，３２の開閉匍脚装置を示すものである。

第２図において、参照番号１１２は閉蓋信号Ｘが印加さ
れる第一制御弁を示し、参照番号１１４は開放信号Ｙが
印加される第二の制御弁を示す。

第一制御弁１１２からの第一油圧供給路１１６は下流側
シールリング３２に直接接続されるとともに、下流側７
−ルリング３２の閉鎖方向移動を検知して開弁する第一
７−ケンス弁１１８に接続されている。

該第−シーケンス弁１１８の出口は第二制御弁１１４に
接続され、該第−シーケンス弁１１８からの油圧信号に
より該第二制御弁１１４の油圧供給ポートを開くように
なっている。

第二制御弁１１４の油圧供給ポートは第二油圧供給路１
２２を介して上流側シールリング３０に接続されている
。

参照番号１２０は油圧源を示す。一方、第二制御弁１１
４の油圧解放ポートは、開放信号Ｙが印加されたときに
開（。

該第二制御弁１１４の油圧解放ポートは第−戻り油路１
２４を介して上流側シールリング３０に接続されている
。

この第−戻り油路は上流側シールリング３０の開放方向
移動を検知して開弁する第二ジ−ケンス弁１２６を介し
て第一制御弁１１２に接続され。

該第−佑ｊ御弁１１２に減圧信号（開放信号）を伝えて
その油圧解放ポートを開きうるようになっている。

第２図のシールリング開閉制御装置は以上の構成を有す
るので次のように作動する。

先ず、上流側および下流側のシールリング３０゜３２を
閉鎖する際は、第一制御弁１１２に閉鎖信号Ｘを印加す
る。

すると、第一制御弁１１２の油圧供給ポートが開き下流
側シールリング３２に油圧を供給してこれを閉鎖する。

下流側シールリング３２が閉鎖方向に移動すると、第一
シーケンス弁１１８が開き油圧信号を第二制御弁１１４
へ伝え、該制御弁１１４の油圧供給ポートを開き上流側
シールリング３０へ油圧を伝えてこれを閉鎖する した
がって、第一シーケンス弁１１８のため下流側シールリ
ング３２が先行して閉鎖し、その後で上流側シールリン
グ３０が閉鎖する。

上流側および下流側シールリングを開放する際は、第二
制御弁１１４に開放信号Ｙを印加する。

すると、第二制御弁１１４の油圧群ボートが開き上流側
シールリング３０の油圧を解放してこれを開放する。

上流側シールリング３０の開放方向へ移動すると、第二
ジ−ケンス弁１２６が開き油圧の解放すなわち減圧信号
を第一制御弁１１２へ伝える。

減圧信号を受けると第一制御弁１１２の油圧解放ポート
が開き下流側シールリング３２の油圧を解放しこれを開
放する。

したがって、第二ジ−ケンス弁１２６の作用により、上
流側シールリング３０が先行して開放され、その後で下
流側シールリング３２が開放される。

すなわち、第２図の実施例においても、上流側および下
流側シールリング３０．３２を開閉制御するとともに、
封水時には下流側を先行して閉鎖しその後で上流側を閉
鎖し、開放時には上流側を先行して開放しその後で下流
側を開放することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の球形弁の封水方法に適用した封水装置
の全体構造を示す説明図、第２図は本発明の他の実施例
の要部を示す説明図である。 １２・・・弁胴、１４・・・弁体、２６・・・上流側バ
ルブシート、２８・・・下流側バルブシート、３０・・
・下流側シールリング、３２・・・下流側シールリング
、３４゜３６・・・シールリング開閉制御弁、１１２，
１１４・・・シールリング開閉制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁胴と、この弁胴内に回動可能に取付けられた弁体
   と、弁体閉鎖位置で上流側および下流側に対面するよう
   弁体に取付けられた上流側および下流側バルブシートと
   、弁胴の上流側および下流側に移動可能に設けられ、か
   つ弁体閉鎖位置で前記バルブシートに封水可能に密封係
   合しうる上流側および下流側シールリングとを備えた球
   形弁の封水方法において、弁体開閉特上流側および下流
   側クールリングを開閉制御するとともに、各シールリン
   グを閉鎖するとぎ下流側シールリングを上流側シールリ
   ングに先行して閉鎖させることを特徴とする球形弁の封
   水方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、各シールリン
   グを開放するとき上流側シールリングを先行して開放す
   ることを特徴とする球形弁の封水方法。