(57)【要約】【課題】導水管とランナとの間に詰まった異物の除去を容易にする。【解決手段】筐体１０によって回転可能に支持された回転軸２０には、これと一体となって回転するランナ３０と、止め部材２５と、止め部材２５との間にランナ３０を挟む固定部材５３とが挿入されている。止め部材２５は固定軸２０に固定されている。ランナ３０が導水管４０の流出口４１からの水を受けて回転する運転位置にあるときに、固定部材５３がボルト５４によって固定軸２０に固定されており、ランナ３０は固定部材５３及び止め部材２５が障害となって回転軸２０に沿って移動できない。ボルト５４を外して固定部材５３をランナ３０から離れる方向に移動させると、ランナ３０も回転軸２０に沿って止め部材２５から離れる方向に移動可能となる。【選択図】図５
2007182763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に支持されていると共に第１の係止部が設けられている回転軸と、
前記回転軸に挿通される筒状部材であり、内周面に前記第１の係止部と係合する第２の係止部が設けられていると共に、前記第２の係止部を前記第１の係止部に係合させることによって前記回転軸と一体に回転可能なランナ軸、前記ランナ軸の外周面に接続されており前記回転軸の延在方向に垂直な板状部材である支持部材、及び前記ランナ軸の延在方向と平行となるように前記支持部材に支持された複数のランナベーンを有するランナと、
水源から前記ランナの近傍まで延びており且つ前記筐体と一体に形成されており、前記ランナに流水を供給する導水管と、
前記回転軸の延在方向に関する前記ランナの位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る位置規制機構とを有することを特徴とする貫流水車。
【請求項２】
前記位置規制機構が、前記回転軸に挿嵌されていると共に前記回転軸の延在方向と直交する方向に外周面から内周面まで貫通するねじ孔が形成された固定部材と、前記ねじ孔に螺合されるボルトとを有していることを特徴とする請求項１に記載の貫流水車。
【請求項３】
前記位置規制機構が、前記回転軸に対して着脱可能なサークリップを有していることを特徴とする請求項１に記載の貫流水車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導水管とランナと筐体とを有する貫流水車に関する。
【背景技術】
【０００２】
貫流水車のような、取水ダムや貯水池等の水源から流水を導入する導水管と、導水管により導水された流水により回転するランナと、これら導水管及びランナが支持・設置される筐体とを備えた水車において、導水管と筐体とが一体に形成されたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平２−１９３０５号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水源の水には、生物や木片等の異物が混入しているので、導水管には異物が流入してしまう。比較的細かな異物については、ランナ内を通り外部に排出されるが、大きな異物については、導水管とランナとの間に詰まってしまう。その結果、ランナが回転不能となる。特許文献１に記載されているような、導水管と筐体とが一体に形成されている水車では、上述のように導水管内に異物が詰まった場合には、水車を分解して異物を除去する必要があり、多大な労力を要する。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、導水管とランナとの間に詰まった異物の除去を容易にすることができる貫流水車を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００５】
本発明の貫流水車は、筐体と、前記筐体に支持されていると共に第１の係止部が設けられている回転軸と、前記回転軸に挿通される筒状部材であり、内周面に前記第１の係止部と係合する第２の係止部が設けられていると共に、前記第２の係止部を前記第１の係止部に係合させることによって前記回転軸と一体に回転可能なランナ軸、前記ランナ軸の外周面に接続されており前記回転軸の延在方向に垂直な板状部材である支持部材、及び前記ランナ軸の延在方向と平行となるように前記支持部材に支持された複数のランナベーンを有するランナと、水源から前記ランナの近傍まで延びており且つ前記筐体と一体に形成されており、前記ランナに流水を供給する導水管と、前記回転軸の延在方向に関する前記ランナの位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る位置規制機構とを有する。
【０００６】
この構成によると、水車運転時には、位置規制機構によってランナの位置を規制しておき、メンテナンス時には、位置規制機構によるランナの位置の規制を解除し、ランナを回転軸の延在方向に移動させることができる。したがって、導水管の流出側の端部を開放することができる。よって、導水管内の異物の除去を容易にすることができる。
【０００７】
本発明の貫流水車では、前記位置規制機構が、前記回転軸に挿嵌されていると共に前記回転軸の延在方向と直交する方向に外周面から内周面まで貫通するねじ孔が形成された固定部材と、前記ねじ孔に螺合されるボルトとを有していてもよい。この構成によると、ボルトを締めることによって回転軸の延在方向に関する固定部材の位置を固定することができる。そして、回転軸に固定された固定部材によって、ランナの回転軸の延在方向に関する位置を規制することができる。また、ボルトを緩めることによって固定部材を回転軸の延在方向に移動可能にすることができる。このとき、ランナの位置の規制は解除される。したがって、ボルトを締めるまたは緩めるといった簡易な作業によって、ランナの位置を規制する状態と規制を解除する状態とを切り換えることが可能である。
【０００８】
本発明の貫流水車は、前記位置規制機構が、前記回転軸に対して着脱可能なサークリップを有していてもよい。この構成によると、サークリップを着脱するだけの容易な機構でランナの位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る貫流水車の構成を模式的に示す側面断面図である。図２は、図１に示す貫流水車の正面断面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、貫流水車１は、筐体１０と、筐体１０に支持されている回転軸２０と、回転軸２０と一体に回転可能なランナ３０と、筐体１０と一体に形成されており、水源９０から筐体１０内に流水を導く導水管４０とを備えている。導水管４０の筐体１０内側の一端に形成された流出口４１から流れ出た流水をランナ３０に供給することによって、回転軸２０と共にランナ３０を回転させることができる。なお、図２に示すように、回転軸２０の延在方向に沿うランナ３０の幅と流出口４１の幅とは実質的に等しい。本実施の形態の貫流水車１は、発電用であるとする。したがって、図２に示すように、回転軸２０は発電機８０に接続されている。
【００１１】
ランナ３０は、回転軸２０に挿通される筒状部材であるランナ軸３２と、ランナ軸３２の外周面における両端部に接続されていると共に、回転軸２０の延在方向に垂直な板状の部材であり、互いに同一形状の２枚の支持部材３４、３５と、ランナ軸３２の延在方向と平行となるように２枚の支持部材３４、３５の間に支持された複数のランナベーン３６とを有する。支持部材３４、３５の外周形状は、ランナ軸３２を中心とする円形状である。ランナベーン３６は板状部材であって、その表面に垂直な方向がランナ軸３２の延在方向と直交するように配置されている。また、図１及び図３に示すように、ランナ軸３２の延在方向と直交する断面において、ランナベーン３６は弧状に湾曲している。いずれのランナベーン３６も、回転軸２０の中心に対して同じ方向を向くように配置されている。すべてのランナベーン３６は同形状であって、回転軸２０の中心を中心とした同一円周上で等間隔に配列されている。ランナベーン３６は、その外側端が支持部材３４、３５の外縁と一致するように支持部材３４、３５に溶接等によって接着されている。
【００１２】
また、ランナ軸３２の内径は、回転軸２０の径よりもやや大きく設計されている。つまり、回転軸２０の外周面とランナ軸３２の内周面との間には僅かな遊び（図示せず）が形成されている。したがって、ランナ３０は、導水管４０によって筐体１０内に導かれる流水が供給される位置、すなわち回転軸２０の延在方向に関する位置が流出口３４と一致する位置である運転位置と、回転軸２０上において運転位置とは異なる位置であるメンテナンス位置との間でスムーズに移動することができる。なお、ランナ３０は、運転位置においては、回転軸２０に対して空回りせず、回転軸２０と一緒に回転する。
【００１３】
ここで、図４を参照しつつ、運転位置において、回転軸２０とランナ３０とを一緒に回転させる機構について説明する。回転軸２０の外周面における運転位置に対応する部分には、その延在方向に沿う楕円形状のキー溝２１が形成されている。そして、回転軸２０のキー溝２１内には、回転軸２０の外周面から突出するようにキー２２が固定されている。一方、ランナ軸３２の内周面には、キー２２と係合するキー溝３３が形成されている。キー２２をキー溝３３と係合させることによって、回転軸２０とランナ３０とを一緒に回転させることができる。
【００１４】
また、図２に示すように、回転軸２０には、回転軸２０の延在方向に沿う一方向（図２における紙面右に向かう方向：以降、単に「一方向」と称する）に関するランナ３０の位置を固定する止め部材２５が取り付けられている。止め部材２５は、円板形状の部分であり運転位置に位置するランナ３０の回転軸２０の延在方向一端側（以降、単に「一端側」と称する）、より詳細には支持部材３４に当接する当接部２５ａと、当接部２５ａの径よりも小さな径を有する円柱形状の部分であり当接部２５ａのランナ３０に当接する側とは反対側に連設されている連設部２５ｂとからなる。また、止め部材２５には、回転軸２０の延在方向に沿って延びていると共に、当接部２５ａ及び連設部２５ｂを貫く軸孔２５ｃが形成されている。そして、軸孔２５ｃには、回転軸２０が挿通される。止め部材２５は、当接部材２５ａと支持部材３４とが当接するときに、ランナ３０が運転位置に位置するように、図示しないねじ等の固定手段によって回転軸２０に嵌合固定される。
【００１５】
さらに、貫流水車１は、運転位置に位置するランナ３０の一方向とは反対の方向（図２における紙面左に向かう方向：以降、「スライド方向」と称する）に関する位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る位置規制機構５０を有している。位置規制機構５０は、円板形状の部分でありランナ３０の一端側とは反対側（以降、「他端側」と称する）、より詳細には支持部材３５に当接する当接部５１、及び当接部５１よりも小さな径を有する円柱形状の部分であり当接部５１のランナ３０とは反対側に連設されている連設部５２とからなる固定部材５３を有している。固定部材５３には、回転軸２０の延在方向に沿って延びていると共に、当接部５１及び連設部５２を貫く軸孔５３ａが形成されている。そして、軸孔５３ａには回転軸２０が挿通されている。なお、軸孔５３ａの径は、回転軸２０の径よりもやや大きく設計されている。したがって、固定部材５３は回転軸２０上をスライド可能である。
【００１６】
また、連設部５２には、回転軸２０の延在方向と直交する方向に沿ってその外周面から回転軸２０との当接面まで貫通するねじ孔５２ａが形成されている。そして、ねじ孔５２ａには、ボルト５４が螺合されている。
【００１７】
したがって、水車運転時には、回転軸２０のキー溝２１に固定されたキー２２とランナ軸３２のキー溝３３とを係合させつつ、ランナ３０の支持部材３４と止め部材２５の当接部２５ａとを当接させることによってランナ３０を運転位置にセットすると共に、固定部材５３の当接部５１をランナ３０の支持部材３５に当接させた状態でボルト５４を締める（図５（ａ）参照）。これによって、回転軸２０の延在方向に沿うランナ３０の位置を運転位置に規制することができる。このときランナ３０は、導水管４０から供給された流水によって、運転位置で回転軸２０と一緒に回転する。
【００１８】
一方、メンテナンス時には、ボルト５４を緩めることによって、固定部材５３をスライド可能な状態とする。このとき、スライド方向に関するランナ３０の位置の規制は解除され、ランナ３０をスライド方向にメンテナンス位置まで移動させることができる（図５（ｂ）参照）。これにより、図５（ｂ）に示すように、導水管４０の流出口４１が露出される。
【００１９】
以上のように、本実施の形態の貫流水車１は、筐体１０と、筐体１０に支持されている回転軸２０と、回転軸２０と一体となって回転するランナ３０と、水源９０からランナ３０に流水を導水する導水管４０とを有しており、ランナ３０は回転軸２０の延在方向に沿って移動可能である。また、回転軸２０には、ランナ３０の一方向に関する位置を固定する固定部材２５が取り付けられている。そして、貫流水車１は、スライド方向に関するランナ３０の位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る位置規制機構５０をさらに有している。したがって、水車運転時には、位置規制機構５０によってランナ３０の位置を運転位置に規制しておき、メンテナンス時には、位置規制機構５０によるランナ３０の位置の規制を解除し、ランナ３０をスライド方向に移動させることによって導水管４０の流出口４１を露出させることができる。よって、導水管４０内の異物の除去を容易にすることができる。
【００２０】
また、本実施の形態の貫流水車１は、位置規制機構５０が、回転軸２０に挿嵌されていると共に、止め部材２５との間にランナ３０を挟む固定部材５３を有している。固定部材５３は、ランナ３０の支持部材３５に当接する当接部５１と、当接部５１のランナ３０とは反対側に連設されていると共に、回転軸２０の延在方向と直交する方向に沿ってその外周面から内周面まで貫通するねじ孔５２ａが形成された連設部５２とで構成されている。そして、ねじ孔５２ａには、ボルト５４が螺合されている。したがって、ボルト５４を締めることによってスライド方向に関する固定部材５３の位置を固定することができ、ボルト５４を緩めることによって固定部材５３をスライド方向に移動可能にすることができる。よって、ボルト５４を締めるまたは緩めるといった簡易な作業によって、ランナ３０の位置を規制する状態と規制を解除する状態とを切り換えることが可能である。
【００２１】
次に、図６を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態の貫流水車１０１について説明する。第２の実施の形態に係る貫流水車１０１は、位置規制機構１５０の構成を除いて、第１の実施の形態の貫流水車１の構成と同様である。第１の実施の形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００２２】
本実施の形態の貫流水車１０１の位置規制機構１５０は、円板形状の部分でありランナ３０の支持部材３５と当接する当接部１５１、及び当接部１５１よりも小さな径を有する円柱形状の部分であり当接部１５１のランナ３０とは反対側に連設されている連設部１５２からなる固定部材１５３と、回転軸２０に対して着脱可能な略Ｃ型形状のサークリップ１５４とを有している。
【００２３】
固定部材１５３には、回転軸２０の延在方向に沿って延びていると共に、当接部１５１及び連設部１５１を貫く軸孔（図示せず）が形成されている。そして、軸孔には回転軸２０が挿通されている。なお、軸孔の径は、回転軸２０の径よりもやや大きく設計されている。したがって、固定部材１５３は回転軸２０上をスライド可能である。
【００２４】
サークリップ１５４は、弾性を有する材料で作製されていると共に、その内径は回転軸２０の径よりもやや小さく設計されている。これにより、サークリップ１５４は、回転軸２０に装着された際には、その弾性力によって回転軸２０に固定される。
【００２５】
したがって、水車運転時には、回転軸２０のキー溝２１に固定されたキー２２とランナ軸３２のキー溝３３とを係合させつつ、ランナ３０の支持部材３４と止め部材２５の当接部２５ａとを当接させることによってランナ３０を運転位置にセットすると共に、固定部材１５３の当接部１５１をランナ３０の支持部材３５に当接させた状態で、固定部材１５３のスライド方向側端部近傍にサークリップ１５４を装着する。（図６（ａ）参照）。これによって、回転軸２０の延在方向に沿うランナ３０の位置を運転位置に規制することができる。このときランナ３０は、導水管４０から供給された流水によって、運転位置で回転軸２０と一緒に回転する。
【００２６】
また、メンテナンス時には、サークリップ１５４を回転軸２０から取り外すことによって、固定部材１５３をスライド可能な状態とする。このとき、スライド方向に関するランナ３０の位置の規制は解除され、ランナ３０をスライド方向にメンテナンス位置まで移動させることができる（図６（ｂ）参照）。これにより、図６（ｂ）に示すように、導水管４０の流出口４１が露出される。
【００２７】
以上のように、本実施の形態の貫流水車１０１は、第１の実施の形態の貫流水車１と同様に、水車運転時には、位置規制機構１５０によってランナ３０の位置を規制しておき、メンテナンス時には、位置規制機構１５０によるランナ３０の位置の規制を解除し、ランナ３０をスライド方向に移動させることによって導水管４０の流出口４１を露出させることができる。よって、導水管４０内の異物の除去を容易にすることができる。
【００２８】
また、本実施の形態の貫流水車１０１では、位置規制機構１５０が、回転軸２０に挿嵌されていると共に、止め部材２５との間にランナ３０を挟む固定部材１５３と、回転軸２０に対して着脱可能なサークリップ１５４とを有している。したがって、サークリップ１５４を着脱するだけの容易な機構でランナ３０の位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の第１及び第２の実施の形態では、回転軸２０の延在方向に沿う一方向に関するランナ３０の位置を固定する止め部材２５が回転軸２０に取り付けられており、位置規制機構５０（１５０）は、一方向とは反対の方向（スライド方向）に関するランナ３０の位置を規制する状態と規制を解除する状態とを取り得る場合について説明したが、これには限られない。回転軸２０の延在方向に関してランナ３０の両側にそれぞれ位置規制機構５０（１５０）が設けられており、回転軸２０の延在方向に沿う両方向に関してランナ３０の位置を規制する状態と規制を解除する状態とをそれぞれ取り得る構成であってもよい。
【００３０】
また、上述の第２の実施の形態では、位置規制機構１５０が、固定部材１５３とサークリップ１５４とを有している場合について説明したが、固定部材１５３はなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る貫流水車の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図２】図１に示す貫流水車の正面断面図である。
【図３】図１に示すランナの斜視図である。
【図４】図１に示すランナの回転軸の回転方向に関する位置を固定する機構を示す図である。
【図５】図１に示す貫流水車の運転時及びメンテナンス時の状態をそれぞれ示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る貫流水車の運転時及びメンテナンス時の状態をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１０１  貫流水車
１０  筐体
２０  回転軸
２２  キー（第１の係止部）
３０  ランナ
３２  ランナ軸
３３  キー溝（第２の係止部）
３４、３５  支持部材
３６  ランナベーン
４０  導水管
４１  流出口
５０、１５０  位置規制機構
５２ａ  ねじ孔
５３  固定部材
５４  ボルト
１５４  サークリップ
【図１】
2007182763.tif 000003
【図２】
2007182763.tif 000004
【図３】
2007182763.tif 000005
【図４】
2007182763.tif 000006
【図５】
2007182763.tif 000007
【図６】
2007182763.tif 000008