JP4111142B2 - Horizontal axis single wheel front entrance double flow Francis turbine - Google Patents
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Description
本発明は水力発電所に設置され、耐用年数を経過した横軸二輪前口双子フランシス水車の代わりに更新される際に、既設設備を有効に利用できる横軸単輪前口複流フランシス水車に関する。 The present invention relates to a horizontal axis single-wheel front-open double-flow Francis turbine that can be used effectively when installed in a hydroelectric power plant and is replaced with a double-axis front-wheel twin Francis turbine that has passed its service life.
水力発電所に設置される発電用水車の種類は、発電所建設地の立地条件に応じて決定される。比較的低落差の水路に設置される横軸二輪前口双子フランシス水車は、渦巻き形ケーシングでなく、円筒状のケーシングを使用している。また、横軸二輪前口双子フランシス水車は、ランナへの水量制御を行うガイドベーンとガイドベーン操作機構を2組だけ水中に配置し、主軸の両側端に2個のランナを配置している。このような横軸水車は、下記の特許文献1に記載されている。 The type of turbine for power generation installed in the hydroelectric power plant is determined according to the location conditions of the power plant construction site. The horizontal two-wheel front twin Francis turbine installed in a relatively low-head water channel uses a cylindrical casing instead of a spiral casing. Further, the two-wheel front twin twin Francis turbine on the horizontal axis has two sets of guide vanes and guide vane operating mechanisms for controlling the amount of water to the runner, and two runners are arranged on both side ends of the main shaft. Such a horizontal axis turbine is described in Patent Document 1 below.
図2に従来の横軸二輪前口双子フランシス水車の設置状況を示す。 Fig. 2 shows the installation situation of a conventional two-wheel front twin twin Francis turbine.
図2において、10はケーシング、11は上流からの水をケーシング10に導入する導水管、12は発電機、13は推力軸受、14は連結軸、15は排水管、16は地面17に設置されたコンクリート基礎部で、ケーシング10の内部に設置した水車により発電機12を回転させて発電するものである。
In FIG. 2, 10 is a casing, 11 is a water conduit for introducing water from upstream into the
図3に横軸二輪前口双子フランシス水車の詳細を示す。 FIG. 3 shows the details of the two-wheel front twin twin Francis turbine.
主軸20は両端近傍に2個のランナ22、23を嵌合固着して一体化され、推力軸受13、案内軸受29で両端を軸支されている。推力軸受13の図示左側には、連結軸14を介して発電機12が結合されている。
The
ガイドベーン24、25はランナ22,23の外周に配置され、操作機構26a、26bにより制御される。ガイドベーン24,25は導水管11に導入された水Wのランナ22、23への流量を調節する。2つの吸出管27,28は中央の壁で仕切られて左右に双子の流路を途中まで形成している。
The
白抜き矢印で示す水wが導水管11から流入すると、ガイドベーン24,25を介して左右のランナ22、23に導入され主軸20を回転させる。そして、吸出管27、28を流下した水wは吸出管27、28の下側に設置した排水管15から下流に放出される。
When the water w indicated by the white arrow flows in from the
従来技術の横軸二輪前口双子フランシス水車は水中に侵漬される部品が多く、特にガイドベーン操作機構が水没している。部品点検や交換の際には取水を一時中止し、ケーシングの水を排水した後に実施する必要があり、メンテナンス性が悪くなる。また、ガイドベーン操作機構は水中の没しているので大気中で使用される場合よりも寿命が短いという問題もある。 The prior art horizontal two-wheel front twin twin Francis turbine has many parts that are immersed in water, and the guide vane operating mechanism is particularly submerged. When parts are inspected or replaced, it is necessary to temporarily stop the water intake and drain the casing water, resulting in poor maintainability. Further, since the guide vane operating mechanism is submerged in water, there is also a problem that its life is shorter than that in the case of being used in the atmosphere.
このような横軸二輪前口双子フランシス水車を更新する際には、既設設備の水圧鉄管、建屋、主機配置を変えることなく、メンテナンス性がよく、作業の合理化、改修時間の短縮が望まれる。 When renewing such a horizontal shaft two-wheel front twin Francis turbine, it is desirable to maintain good workability, streamline the work, and shorten the repair time without changing the hydraulic pipes, buildings, and main engine layout of the existing equipment.
本発明の目的は、既設設備の改修工事を少なくして、メンテナンス性の良い横軸単輪前口複流フランシス水車を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a horizontal axis single-wheel front-open double-flow Francis turbine with good maintainability by reducing the repair work of existing facilities.
本発明の特徴とするところは、水力発電所に設置されている横軸二輪前口双子フランシス水車の代わりに更新される横軸単輪前口複流フランシス水車は、ガイドベーンを制御するガイドベーン操作機構がケーシングの外部に設けられ、少なくとも、ケーシングに水を導入する導水管の導水管位置と吸出管から水を排水する排水管の排水管位置は横軸二輪前口双子フランシス水車のそれと互換性を有するようにしたことにある。 A feature of the present invention is that a horizontal axis single-wheel front-open double-flow Francis turbine that is renewed in place of a horizontal two-wheel front twin twin Francis turbine installed in a hydroelectric power plant is a guide vane operation for controlling a guide vane. mechanism is provided outside the casing, at least, the drainage tube position of the discharge water pipe to drain water from the conduit position and draft tube of water conduit for introducing water into the casing therewith compatible horizontal axis two-wheel front opening twin Francis turbine There is in having it.
本発明は、更新に使用される横軸単輪前口複流フランシス水車はガイドベーン操作機構をケーシングの外部に設け、また、導水管位置と排水管位置が横軸二輪前口双子フランシス水車と互換性を有するようにしているので、既設設備の改修工事を少なくしてメンテナンス性を良くすることができる。 In the present invention, the horizontal axis single-wheel front-mouth double-flow Francis turbine used for renewal is provided with a guide vane operating mechanism outside the casing, and the conduit and drain pipe positions are compatible with the horizontal-axis two-wheel front-entrance twin Francis turbine. Therefore, it is possible to improve the maintainability by reducing the repair work of the existing equipment.
本発明は更新に使用される横軸単輪前口複流フランシス水車がガイドベーン操作機構を大気中に設けられ、また、導水管位置と排水管位置が横軸二輪前口双子フランシス水車と互換性を有するようにしているので、既設設備の改修工事を少なくしてメンテナンス性を良くすることができる。 In the present invention, the horizontal axis single-wheel front-mouth double-flow Francis turbine used for renewal is provided with a guide vane operating mechanism in the atmosphere, and the water guide pipe position and drain pipe position are compatible with the horizontal-axis two-wheel front mouth twin Francis turbine. Therefore, it is possible to improve the maintainability by reducing the repair work of the existing equipment.
水力発電所に設置されている横軸二輪前口双子フランシス水車の更新の代わりに横軸単輪前口複流フランシス水車が用いられる。横軸単輪前口複流フランシス水車は、コンクリート基礎部に設置されるケーシング、ケーシングに水を導入する導水管、軸の略中央部で軸方向左右に分流させる複流型のランナが固着されている主軸、ランナの外周に配置されるガイドベーン、ケーシングの外部に設けられガイドベーンを制御する操作機構、ランナに導入された水を中央部で分流させて下流側で合流させる吸出管および吸出管から水を排水する配水管とを備える。少なくとも、導水管位置と排水管位置は更新される横軸二輪前口双子フランシス水車と互換性を有する。 Instead of replacing the horizontal two-wheel front twin twin Francis turbine installed in the hydroelectric power plant, a horizontal single-wheel front double-flow Francis turbine is used. The horizontal shaft single-wheel front-port double-flow Francis turbine is fixed with a casing installed on the concrete foundation, a water conduit that introduces water into the casing, and a double-flow runner that splits the shaft left and right in the approximate center of the shaft. From the main shaft, guide vanes arranged on the outer periphery of the runner, an operation mechanism that is provided outside the casing and controls the guide vanes, and a suction pipe and a suction pipe that split the water introduced into the runner at the central part and join downstream And a water pipe for draining water. At least, the water conduit position and the drain pipe position are compatible with the renewed horizontal two-wheel front twin twin Francis turbine.
図1に本発明の一実施例を示す。図1は本発明の横軸単輪前口複流フランシス水車が構成図である。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram of a horizontal axis single-wheel front-open double-flow Francis turbine according to the present invention.
図1において図2、図3と同一符号のものは相当物を示し、ケーシング10は主軸1の略中央部までと図2、図3に示す横軸二輪前口双子フランシス水車より短く形成されている。ケーシング10と導水管11はコンクリート基礎部16に設置されている。導水管11の位置は図3に示す横軸二輪前口双子フランシス水車と互換性を有する構成になっている。
In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 3 show the equivalents, and the
横軸の主軸1は略中央部に水を軸方向左右に分流させる複流型のランナ2が嵌合固着されている。主軸1は図示右側端を案内軸受3で軸支され、破断して図示している左側端を図2、図3のように図示しない推力軸受で軸支されている。主軸1の左側端は推力軸受で軸支され、図2、図3のように連結軸14を介して発電機12に連結される。主軸1の高さは既設設備と同じにして発電機12の軸位置高さを調整することなく連結できるようにしている。
The horizontal main shaft 1 is fitted and fixed at a substantially central portion with a double
ガイドベーン5は主軸1の略中央部で導入水を軸方向左右に分流させる複流型ランナ2の外周に設けられている。ガイドベーン5の操作機構4は主軸1の上下にケーシング10の外部に設置されている。吸出管6は中央で分岐して下流で合流する流路を形成する。吸出管6はランナ2に導入された水Wの放水路であり、下部の中央部に排水管15が設けられている。排水管15は既設設備と同じ位置になるように設置されている。
この構成において、白抜き矢印で示す水wが導水管11からケーシング10に流入すると、ガイドベーン5を介して水wがランナ2に導入され主軸1を回転させる。ランナ2を通過した水wは吸出管6を介して吸出管6の下側に設置した排水管15から下流に放出される。
The guide vane 5 is provided at the outer periphery of the double-
In this configuration, when the water w indicated by the white arrow flows into the
このような構成の横軸単輪前口複流フランシス水車を横軸二輪前口双子フランシス水車の代わりに用いて更新するのであるが、ケーシングに水を導入する導水管の導水管位置と吸出管から水を排水する配水管の排水管位置は横軸二輪前口双子フランシス水車と互換性を有するようにしているので、既設設備の改修工事を少なくしてメンテナンス性を良くすることができる。また、ガイドベーン操作機構をケーシングの外部に設けているのでメンテナンス性を良くすることができる。 The horizontal axis single-wheel front-mouth double-flow Francis turbine having such a configuration is used in place of the horizontal-axis two-wheel front-mouth twin Francis turbine, and is updated from the position of the inlet pipe and the inlet pipe of the inlet pipe for introducing water into the casing. Since the drain pipe position of the water pipe that drains water is compatible with the two-wheel front twin twin Francis turbine, it is possible to improve the maintainability by reducing the repair work of the existing equipment. Further, since the guide vane operating mechanism is provided outside the casing, the maintainability can be improved.
また、横軸単輪前口複流フランシス水車はランナとガイドベーン操作機構が1個になるので部品点数を低減することができる。 Moreover, since the horizontal axis single-wheel front-port double-flow Francis turbine has one runner and one guide vane operating mechanism, the number of parts can be reduced.
1…主軸、2…複流型ランナ、3…案内軸受、4…ガイドベーン操作機構、5…ガイドベーン、6…吸出管、10…ケーシング、11…導水管、15…排水管、16…コンクリート基礎部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main shaft, 2 ... Double flow type runner, 3 ... Guide bearing, 4 ... Guide vane operation mechanism, 5 ... Guide vane, 6 ... Suction pipe, 10 ... Casing, 11 ... Conduit pipe, 15 ... Drain pipe, 16 ... Concrete foundation Department.
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