JPS581667Y2 - 水車又はポンプ水車の水面押し下げ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水車又はポンプ水車の運転に際し、ランナを気
中空転させるための水面押し下げ装置に関する。

水力発電所に於いて水車運転からポンプ運転に変える際
水車発電機を電動機として使用する。

又コンデンサ運転、スピニングリザーブ運転の場合も同
様に水車発電機を電動機として使用する。

この際電動機とした水車発電機に電力系統より電力も逆
送供給する力ｌ この場合出来るだけ起動時の負荷を軽
減し逆送電力を節約する必要がある。

方水車発電機に直結された水車ランナが放水位より低く
水中に没しているとランナは水中回転を余儀なくされ動
力損失が大きくなる。

ところで、ランナ廻りの水を押し下げランナを気中空転
させるようにすれば動力損失を軽減させて逆送電力を節
約すると共に水車発電機の経済性を高めることが出来る
。

従来このランナ廻りの水面押し下げ技術としては、コン
プレッサにより空気をタンクに蓄圧し、この圧縮空気を
ランナ廻りに送り込み水面をランナ以下に押し下げるよ
うにしていた。

しかしながらコンプレッサ及び空気タンクは、大容量化
しつつあるポンプ水車において限られた時間内で水面を
押し下げる必要から大きな容量を要し、高価なものとな
る。

したがって本考案の目的は、この水面押し下げを安価に
してしかも短時間で行なえ得る装置を提供することにあ
る。

本考案によれば、水車又はポンプ水車に圧力水を導く導
水管と該導水管に管路を介して、接続されたタンクとを
備え、管路には、自動取水弁が設けられ、タンクの上部
には空気の流入を許す逆止弁を有する給気管が接続され
、さらにタンクの上部にはランナ廻りに給気する給気管
を設け、かつタンクに接続された排水管に自動排水弁を
設け、ドラフトチューブ８の水位の変化を検出して前記
自動取水弁と自動排水弁とを制御する水位検出装置を設
け、水位が所定水位１で上昇すると自動取水弁を開き自
動排水弁を閉じて導水管より圧力水をタンクに導入し、
又水位が所定水位まで下降すると自動取水弁を閉じ自動
排水弁を開いてタンク内の流入水を排出管より排出する
ように構成し、自動取水弁は導水管内の圧力水をタンク
に導入し７てタンク内の空気を圧縮し、その圧縮空気を
ランナ廻りに送り込むようになっている。

したがってその圧縮された空気をランナ廻りに給気して
水面を押し下げ、ランナが気中空転出来る状態を形成す
ることができる。

以下図面を参照して本考案を実施した実施例を説明する
。

第１図に於いて１は導水管すなわち水圧鉄管で水圧鉄管
１には管路２により低圧タンク３が接続されており、管
路２には自動取水弁４が設けられている。

低圧タンク３の上部には逆止弁５を設けた給気管６が接
続されており、給気管６の他端は水車のランナ７近くに
おいてドラフトチューブ８に接続されている、又低圧タ
ンク３の下部には自動排水弁９を設けた排水管１０が接
続されているこの自動排水弁９は排水管１０の排出手段
を構成している。

さらに低圧タンク３の上部には逆止弁１１を設けた給気
管１２が接続されて訃す、給気管１２ばこの実施例では
大気に開放されている。

ドラフトチューブ８には水位検出装置１３が設けられて
おり、この水位検出装置１３により水位の変化を検出し
て下記にて説明するように自動取水弁４及び自動排水弁
９を制Ｗるようになっている。

水圧鉄管１内の圧力水は自動取水弁４を開き自動排水弁
９を閉じることにより低圧タンク３内に流入する。

低圧タンク３内の空気は流入水がタンク３内を上昇する
にしたがって圧縮空気となり、給気管６を経てランナ７
廻りに必要量だけ押し出される。

このためランナ７廻りの水は圧縮空気に置換されて水位
は降下し、ランナ７の空転に支障のない所定の水位Ａが
ドラフトチューブ８内に作成される。

したがってランナ７は気中空転が可能となる。

降下水位は水位検出装置１３により検出し、所定水位Ａ
になると自動取水弁４が閉じ自動排水弁９が開き低圧タ
ンク３内の流入水が排水管１０を通じ放水庭に排出され
、低圧タンク３内には給気管１２を通じ逆止弁１１を経
て大気が導入される。

ランナ７廻りの圧縮空気が駆動軸グランド１４等のパツ
キン部から漏気すると、押し下けられた所定の水位Ａが
上昇しランナ７に近づいた水位にになる。

すると水位検出装置１３が給気命令を出し再び自動取水
弁４が開き自動排水弁９が閉じ、低圧タンク３内に圧力
水が流入しタンク３内の空気を圧縮してランナ７廻りに
押し出し所定の水位Ａにする。

この様な動作を繰返すことによりランナ７を長時間にわ
たり水没させずに気中空転を可能にする。

第２図及び第３図は本考案を実施した他の実施例を示し
、複数個の低圧タンク３ａｔ３ｂ、・・・を並列に設け
たり（第２図）直列に設けたり（第３図）するようにし
てもよい。

又第２図に示す如く自動給気弁１５を給気管６に設け、
又低圧タンク３ｂに圧力継電器１６を設け、低圧タンク
３ ａ ｔ３ｂ内に圧縮空気を蓄圧しておき、圧力継電
器１６により、自動給気弁１５を開きランナ７廻りに圧
縮空気を給気するようにしてもよい。

第４図は本考案を実施したさらに他の実施例を示し、前
述した各実施例では給気管１２は大気に開放されている
が、この実施例では給気管１２はアキュームレータ１７
に接続されていて、低圧タンク３内に空気が急速に導入
されるようになっている。

以上の如く、本考案によれば導水管の圧力を利用シテタ
ンク内の空気を圧縮してランナ廻シに送り込むので、コ
ンプレッサのような動力源を必要とせず、必要な動力と
しては自動取水弁４と自動排水弁９の開閉に要する動力
のみでよく、省エネルギ的な装置である。

またタンク３ 、３ａ 、 ３ｂばいづれも従来のよう
な大容量で高圧空気を必要とせず低圧小容量のもので足
りるので、タンクは機場建家内に設置する必要もなく場
合によってはコンクリート製タンクにして地中に設ける
ことも出来る等優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】 図面ば本考案を実施した実施例を示し、第１図はフラン
シス形ポンプ水車の縦断面図である。 第２図、第３図及び第４図はそれぞれ本考案を実施した
他の実施例の要部の縦断面図である。 １・・・水圧鉄管、２・・・管路、３・・・低圧タンク
、４・・・自動取水弁、５，１１・・・逆止弁、６・・
・給気管、１・・−ランナ、８・・・ドラフトチューブ
゛、９・・・自動排水弁、１０・・・排水管、１２・・
・給気管、１３・・・水位検出装置、１４・・・駆動軸
グランド、１５・・情動給気弁、１６・・・圧力継電器
、１７・・・アキュームレータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水車又はポンプ水車に圧力水を導く導水管１と、該導水
   管１に管路２を介して、接続されたタンク３．３ａ 、
   ３ｂとを備え、管路２には、自動取水弁４が設けられ、
   タンク３．３ａｔａｂの上部には空気の流入を許す逆止
   弁１１を有する給気管１２が接続され、さらにタンク３
   ，３ａ 、３ｂの上部にはランナ廻りに給気する給気管
   ６を設け、かつタンクに接続された排水管１０に自動排
   水弁９を設け、ドラフトチューブ８の水位の変化を検出
   して自動取水弁４および自動排水弁９を制御する水位検
   出装置１３を設け、水位が所定水位ｌで上昇すると自動
   取水弁を開き自動排水弁を閉じて導水管より圧力水をタ
   ンクに導入し、又水位が所定水位１で下降すると自動取
   水弁を閉じ自動排水弁を開いてタンク内の流入水を排出
   管より排出するように構成し、自動取水弁４は導水管１
   内の圧力水をタンクに導入してタンク内の空気を圧縮し
   その圧縮空気をランナ廻りに送り込むことを特徴とする
   水車又はポンプ水車の水面押し下げ装置。