JPS628386Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は落差発電設備における給水停止装置に
関するものである。

環流水利用施設における落差発電設備は、最近
省エネルギーの社会的高まりにより、上下水道、
農業用水、工業用水、化学プラント、鉄鋼プラン
ト等にて設置されるようになつてきたが、この種
の発電手段は、既存の環流水ルートの途中に水車
タービンを割り込ませ、既存のプロセスに悪影響
を与えないように、 (1) 水車タービン故障時においても、従来通りに
充分な流水処理ができること、 (2) 循環水上流に位置する槽をオーバーフローさ
せず、且つ従来通りの流水量を確保できるこ
と、 (3) 水車タービン容量以上の過剰水量は、水車タ
ービン上流側にて吸収して別放流させること、 に考慮が払われている。

従来の設備を第１図に基いて説明すると、集水
槽１の底にタービン給水管２を設けて戻り水槽３
と連通させ、タービン給水管２の途中に水量調節
バルブ４を介して発電用タービン５（遠心ポンプ
型タービン、水平型タービン等）を設置し、発電
用タービン５を発電機６に軸７を介して接続して
いる。そして、集水槽１の上方には使用済みの環
流水排水を供給する給水管８を設け、集水槽１に
排水を一時溜めてタービン給水管２で発電用ター
ビン５に一定の水量を給水して最高効率にて運転
するとともに、タービン負荷が仕様点をオーバー
しないように、水量調節バルブ４にて水量コント
ロールを行つている。又、もし水量が仕様点より
オーバーした場合には集水槽１の上部に設けたオ
ーバーフロー配管９で戻り水槽３に戻すようにな
つている。尚、図中１０はバルブである。

前記設備においては、停電時のタービン無拘束
スピード対策として、下記のような問題点があ
る。

(1) 停電時に、発電用タービン５に接続された発
電機６の回転数が仕様点をオーバーし、タービ
ン機能に支障を来たす（軸受部の故障、羽根車
の破損等）が、これを避けるための確実な対策
手段がない。

(2) 一般的な対策手段として、停電信号によつ
て、水量調節バルブ４を別系統の駆動源例え
ば、エアー駆動にて閉とし、発電用タービン５
への給水を停止させることが考えられる。しか
しながら(i)エアー設備を新たに設置する必要が
あり、設備費が高価である。(ii)エアー供給設備
の電源と発電機６の系統の電源は別系統でしか
も絶対的な信頼性の高い系統でなければならな
いという制約がある。

という問題点がある。

本考案者は停電時のタービン無拘束スピード対
策を研究した結果、停電が起り、発電機が無拘束
状態になつた場合、発電用タービンへの給水量は
通常運転時に比べ自然減少することが実験により
確認されている。この点に着目し集水槽内におけ
る水位の上昇を利用して給水を停止させることに
よりタービン無拘束対策を確実に行うことができ
る落差発電設備における給水停止装置を提供する
のが本考案の目的である。

本考案の構成を第２図乃至第５図に示す第１実
施例に基き詳細に説明する。集水槽１の上面に中
央に孔１１を有する水槽蓋１２を固定し、この水
槽蓋１２の下面と集水槽１の底１３とに亘つて複
数本の棒で形成した浮きガイド１４を設ける。そ
して浮きガイド１４内に浮き１５を挿入する。

浮き１５は第３図に示すように、断面円形で密
閉状態に形成し、内部に内室１６を設け、下端を
截頭円錐形に形成し、その傾斜面１７が給水管２
の上面を密閉できるように構成し、下面に重り１
８を固定し、上部周面に複数個の導入孔１９，…
…を設けている。この浮き１５の上面には取手２
０を固定し、前記水槽蓋１２の孔１１を覆うよう
に固定した覆蓋２１から外部に突出している。

尚、浮き１５は下面に重り１８を固定している
が、導入孔１９，……の下側に水面が位置して浮
遊できるように形成する。

又、前記ガイド１４のオーバーフロー配管９の
下面に位置した個所に複数個の棒で形成したスト
ツパー２２を固定している。

尚、第２図中２３はエアー吸入管である。

他は第１図の従来設備と同様なので同一符号を
付し、説明を省略する。

第１実施例は前記のように構成したもので、通
常運転時には第３図に示すように、集水槽１内の
水位により浮き１５は浮遊状態にあり、タービン
給水管２から通常の水量が発電用タービン５に給
水されて発電が行われている。

停電時には、通常運転時に比べ給水量が自然減
少するため、集水槽１内の水位が上昇する。この
上昇に伴い浮き１５も上昇し、遂にはストツパー
２２にて上昇が阻止される。この状態において水
位が更に上昇すると第５図において実線で示すよ
うに導入孔１９，……から内室１６内に水が侵入
し、内室１６内は水で満たされる。その結果、重
り１８の作用により第５図において鎖線で示すよ
うに浮き１５は浮きガイド１４の案内で垂直に沈
下し、タービン給水管２の上面を傾斜面１７で密
閉させ、発電用タービン５への給水を停止させ
る。

前記の給水停止により、停電時における発電用
タービン５の無拘束スピード状態を回避すること
ができる。そして、タービン給水管２が閉塞され
ると、全水量はオーバーフロー配管９を通して戻
り水槽３に排水される。尚、バルブ１０は通常開
放状態で使用されるので、排水に際し問題は生じ
ない。

又、発電用タービン５への給水が停止される
と、タービン給水管２が真空になり、配管の破損
の心配があるが、タービン給水管２にはエアー吸
入管２３が設けられているので、エアーの供給が
自動的に行われる。但し、タービン給水管２が短
かい場合、或いは浮き１５にエアー吸入手段を設
けている場合にはエアー吸入管２３は設ける必要
はない。

タービン給水管２を閉塞した浮き１５を再び復
旧させる際は、水槽蓋１２及びストツパー２２を
取り外し、取手２０を利用して浮き１５を持ち上
げ、内室１６内の水を排水させ、元の状態に戻
し、水面に浮遊させる。

次に第６図イ，ロ，ハに示す浮き１５の他の実
施例を説明すると、イは外形を第１実施例と同様
に形成し、上面を取り除いて中空状の内室１６を
形成し、上面から水を導入するように形成したも
のである。

ロは球形に形成して内部に内室１６を設け、底
面に重り１８を内蔵し、第１実施例と同様に導入
孔１９，……を設けたものである。

ハは半球形に形成し、中空状の内室１６を設
け、底に重り１８を内蔵し、上面から水を導入す
るようにしたものである。

尚、前記各種浮き１５の上昇を停止させるスト
ツパー２２の高さ位置は、浮き１５の内室１６内
への水の侵入が、オーバーフロー配管９へのオー
バーフローする前に行えるように設ければよいも
のである。

各種の浮き１５は総て、内室１６内に浸入しな
い場合には水面に浮き、浸水した場合に重り１８
の作用により水中に沈下する比重を持つ材質（例
えば合成樹脂、軽金属等）により製造するが、特
に材質は限定するものではない。

本考案は前記のような構成、作用を有するか
ら、停電時には自動的に浮き１５が沈下して発電
用タービン５への給水を停止させ、発電用タービ
ン５の無拘束スピード状態を回避し、発電用ター
ビン５の故障を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の落差発電設備を示す正面図、第
２図は本考案に係る落差発電設備における給水停
止装置の第１実施例を示す正面図、第３図は要部
を拡大した断面図、第４図は第３図の−線断
面図、第５図は浮きの作用状態を示す正面図、第
６図イ，ロ，ハは浮きの他の実施例を示す斜視図
を夫々示す。 尚、図中１は集水槽、２はタービン給水管、３
は戻り水槽、１５は浮き、１６は内室、２２はス
トツパーである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 戻り水槽３と、その上流に位置する集水槽１と
   をタービン給水管２で接続し、このタービン給水
   管２に発電用タービン５を設置し、集水槽１にオ
   ーバーフロー用配管９を設けた落差発電設備にお
   いて、集水槽１内のタービン給水管２の開口部よ
   り上方位置にストツパー２２を設け、集水槽１内
   に内室１６を設けて水位により追従浮遊し、前記
   ストツパー２２と係止することによりオーバーフ
   ローする前に内室１６内への浸水を促して沈下し
   タービン給水管２の開口部を閉塞する浮き１５を
   設けたことを特徴とする落差発電設備における給
   水停止装置。