JPS6220708Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はクロスフロー水車の水案内ケーシング
に関し、水に混入した異物によるランナの破損を
防止するように改良したものである。

開閉式ガイドベーンを備えたクロスフロー水車
に板や小枝あるいは岩石などが侵入した場合、こ
れがランナのベーン間を通過できないものである
と、ガイドベーンとランナ間に異物が挾まつてラ
ンナを破損する恐れがある。このことを第１図に
示す開閉式ガイドベーン式クロスフロー水車につ
いて具体的に説明する。まず、図において、１は
ランナ、１ａはその回転軸、２はガイドベーン、
３はケーシング、４は入口管、５は吐出管であ
る。ガイドベーン２の軸２ａはその両端がケーシ
ング３に回動自在に支持されており、ガイドベー
ン２は図示しない操作機構により矢印Ａの如く蝶
形弁と同様、軸２ａを中心に開閉して水量を調整
し出力を調整する。ランナ１は回転軸１ａを横向
きにして設置し、ガイドベーン２はそのガイドベ
ーン軸２ａをランナ回転軸１ａと平行にさせて設
置し、ガイドベーン２の先端部がその開閉によつ
てランナ外周に対し接近離反するようになつてい
る。３′はケーシング３と一体の水案内部材であ
り、ガイドベーン２で水量調整された水をランナ
１を横切らせるように案内する。水案内部材３′
の先端部はランナ外周に対し、隙間δ_１をもつて
接近している。この水案内部材３′とランナ１間
の隙間δ_１は、これが広すぎるとこの隙間からの
漏水のため水車効率が低下するので、できるだけ
狭くなるように設計・製作されている。この例の
クロスフロー水車の場合、ガイドベーン２を開閉
式とした構造であるから、水量を増すためガイド
ベーン２が開いた状態ではガイドベーン２とラン
ナ１間の隙間δ_２が狭くなるため、水車に木片や
岩石などの異物が流入してガイドベーン２の左側
流路Ｂに入つてきた場合、これがランナ１のベー
ン間を通過できないと隙間δ_２に挾まれ、ランナ
１が破損してしまうのである。なお、流路Ｂに異
物が入らないようにガイドベーン２上方の入口管
４内にスクリーンを傾けて設け、このスクリーン
で異物をガイドベーン２の右側流路Ｃへ分離・案
内することが考えられる。しかし、この対策で
は、入口管４が短かい場合や曲つている場合には
スクリーンの設置が困難である。また木の葉や布
切れなどがスクリーンに付着した場合はこれらに
より左側流路Ｂの流れが阻害され、逆にスクリー
ンの網目を大きくすると異物がこれを抜けて通過
してしまうなど不十分な点がある。

本考案は上記問題点を解消するため、開閉式の
ガイドベーンを通常は設定された位置にバネによ
りランナ方向へ押し付けておき、またケーシング
の水案内部材を開閉式とし通常はこれをバネや重
りなどにより正規の位置に来るようにランナ方向
へ押し戻しておき、異物が来た場合だけランナの
回転力や水圧、異物の押力により反ランナ方向へ
一時的に退避して異物をランナに通すことなく流
出させるように構成したクロスフロー水車の水案
内ケーシングを提供するものである。以下、図
面・第２〜４図を参照して本考案を一実施例とと
もに説明する。なお、図中で第１図と同一部分に
は同一符号を付して説明の重複を省く。

第２図は本考案の一実施例の全体を示し、第
３，４図はそれぞれ各部の詳細を示す。この例は
第１図のクロスフロー水車に本考案を適用した例
である。第３図において、１０は第１のガイドベ
ーン操作ボスであり、この操作ボス１０はガイド
ベーン軸２ａに固定され、アーム１０ａを備え
る。また１３は第２のガイドベーン操作ボスであ
るが、この操作ボス１３はガイドベーン軸２ａに
回動自在に取り付けられ、アーム１３ａを備え
る。両操作ボス１０，１３のアーム１０ａと１３
ａ間にバネ１２を引張状態でかけてアーム１０ａ
をアーム１３ａ側に引き付けさせると共に、アー
ム１０ａ，１３ａ間の接近距離を規制するための
ストツパ１１を例えばボルトを用いて設けてあ
る。したがつて、第１操作ボス１０のアーム１０
ａは常にバネ１２により矢印Ｄ方向へストツパ１
１が効くまで引き寄せられており、バネ１２が外
力により引き伸ばされない限り、両アーム１０ａ
と１３ａは一緒に施回し、よつてガイドベーン２
も一緒に回わる。ガイドベーン２の開閉位置はク
レビス１４を介して第２の操作ボス１３のアーム
１３ａに連結されたサーボアクチユエータ１５の
動作により位置決めされる。なお、図中、１３ｂ
はストツパ受け、１３ｃはバネ支持具である。斯
かる構造では、第２図の如くガイドベーン２の左
側流路Ｂに異物１６が流れ込んで来ても、水の力
やランナ１の回転力及び異物１６の押力によりガ
イドベーン２の先端が反ランナ１方向に押される
ためこの力がバネ１２の力に打ち勝つと、サーボ
アクチユエータ１５による開閉位置にかかわらず
ガイドベーン２が矢印Ｅ方向に施回してその隙間
δ_２が広がり、異物１６はガイドベーン２とラン
ナ１間を通過することができる。つまり、ガイド
ベーン２は逃し弁として機能するのである。異物
通過後は、バネ１２の力によりガイドベーン２は
サーボアクチユエータ１５により定められた元の
開閉位置に戻る。したがつて、ランナ１は異物１
６により破損することがない。また、構造も簡単
で水を邪魔しない。異物１６が通過するときは、
両操作ボス１０，１３のアーム間が広がるのでこ
れを目視すれば異物流入を知れる。またアーム間
にリミツトスイツチや、近接スイツチを設けて異
物流入を検知しても良い。ところで、バネ１２に
よる引張力を外部から調整できる装置を付属させ
るなど、図示実施例の変形例は種々考えられ、各
部の構成部材も個々に変形することができること
は言うまでもない。例えばストツパ１１はボルト
に限られないことであり、またバネ１２を圧縮状
態で使用し、ストツパ１１は両アーム１０ａと１
３ａとの離反を規制するように設けるのである。

更にこの実施例では、ガイドベーン２を通過し
て来た異物１６が再び水案内部材とランナ間に挾
まることを防ぐため、水案内部材部分の構造を第
４図の如く改良してある。すなわち、 従来は第１図に示す如くケーシング３と一体で
あつた水案内部材３′の代りに、別体の水案内部
材２０をピン２０ｂによりケーシング３に取り付
けてランナ外周に対して自由に接近離反できるよ
うに開閉自在としてある。この水案内部材２０に
はステー２０ａを付けこのステー２０ａにクレビ
ス２０ｃを介して連結ボルト２１の一端を連結
し、この連結ボルト２１にはバネ２２を圧縮状態
で貫装し、連結ボルト２１の端部はケーシング３
に設けた受け孔３ａに通してナツト２１ａを螺合
させてある。なお、２２ａはバネ受け部材であ
る。このような水案内部材２０はバネ２０によつ
て常にランナ１側へ押し付けられ、通常は水圧に
対抗するバネ力により正規の位置に保たれる。な
お、ランナ１との隙間δ_１はナツト２１ａの調整
によつて自由に設定できる。ナツト２１ａと受け
孔３ａ間の隙間δ_３は隙間δ_１のモニタとして使
える。また、図示はしていないが、バネ２２によ
る押力を外部から調整できる装置を付属すること
も可能である。このようにバネ力により開閉式の
水案内部材２０がランナ１側へ押し付けられてい
る状態で、異物１６がガイドベーン２を押し開い
て通過して来た場合は、水の力の他にランナ１の
回転力や異物１６の押力がバネ力に打ち勝つて働
くため、この水案内部材２０も押し開けられ異物
１６は矢印方向に排出される（第２図参照）。異
物流出後はバネ力により水案内部材２０は元の位
置に押し戻される。したがつて開閉式の水案内部
材２０を備えた場合は、異物１６が侵入してきて
もランナ１は何ら破損されない。ここで付言する
に、開閉式の水案内部材２０に関する機構は第３
図の変形として種々考えられる。例えば、押力発
生源としてバネ２２の代りに重り（重錘）を用い
たり、連結ボルト２１はケーシング３外に出さず
内部で支えたり、あるいは水案内部材２０を開閉
自在に支えるためのピン２０ｂの端部をケーシン
グ３外部に出してバネ２２等の押力発生機構を全
部外部に設けることなどが考えられる。また、異
物１６が水案内部材２０を通過した時は隙間δ_３
が大きくなるのでこれにより異物流入を知れる。
また、目視の他、ナツト２１ａや連結ボルト２１
に対しリミツトスイツチや近接スイツチを設けて
異物流入を検知することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は開閉式ガイドベーン式クロスフロー水
車の一例を示す断面図、第２図は本考案を第１図
のクロスフロー水車に適用した場合の一実施例を
示す断面図、第３図及び第４図はそれぞれ第２図
の各部詳細を示し、第３図は斜視図、第４図は断
面図である。 図面中、１はランナ、２はガイドベーン、２ａ
はガイドベーン軸、３はケーシング、３ａは受け
孔、４は入口管、５は吐出管、１０は第１のガイ
ドベーン操作ボス、１０ａはそのアーム、１１は
ストツパー、１２はバネ、１３は第２のガイドベ
ーン操作ボス、１３ａはそのアーム、１３ｂはス
トツパ受け、１３ｃはバネ支持具、１４はクレビ
ス、１５はサーボアクチユエータ、１６は異物、
２０は水案内部材、２０ａはそのステー、２０ｂ
はピン、２０ｃはクレビス、２１は連結ボルト、
２１ａはナツト、２２はバネ、２２ａはバネ受け
部材、δ_１，δ_２は隙間である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転軸が横向きのランナを内部に備え、ガイド
   ベーン軸がランナの回転軸と平行であり且つ先端
   部がランナ外周に対し接近離反する開閉式のガイ
   ドベーンをランナへ至る水の通路に備え、先端部
   がランナ外周に接近し該ランナへ水を案内する水
   案内部材をガイドベーンよりも下流側に備え、更
   に、水案内部材の下流側に吐出管を備えるクロス
   フロー水車の水案内ケーシングにおいて、 ガイドベーンを開閉させるアクチユエータに連
   結されたアームがガイドベーン軸に対し回動自在
   に取付けられると共にこのアームは前記ガイドベ
   ーン軸に固着されたアームとバネで連結されてお
   り、ガイドベーン軸に固着された前記アームは前
   記バネによる付勢方向への回動をストツパにより
   規制されており、 前記水案内部材はランナに対し接近離反自在に
   支持されており、この水案内部材へ該水案内部材
   をランナ側へ押し戻す力を付与する機構を備えて
   いることを特徴とするクロスフロー水車の水案内
   ケーシング。