(57)【要約】【課題】水平水路の隔壁に起因して発生するうず流を抑制し、水車効率を向上させるとともに、振動や騒音の発生を防止することである。【解決手段】水車軸と発電機軸とが鉛直方向に配置された立軸バルブ型水車１１と、立軸バルブ型水車１１が配置され鉛直方向に水を流す立方向流路と、立方向流路の上部に位置し立方向流路が接続される導水口付近まで水平方向に水を流す水平流路部２０と、水平水路部２０を左右に分割する単数あるいは複数の隔壁２１とを備え、隔壁２１は、その先端部Ａ及び後端部Ｂには隔壁の厚みよりも小さい長さを直径とした円弧形状部２３ａ、２３ｂを有し、この円弧形状部２３ａ、２３ｂの先端部及び後端部は、隔壁２１の側壁面から滑らかに延びて繋がる直線または曲線で鋭角に形成されている。【選択図】  図１
2009036114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水車軸と発電機軸とが鉛直方向に配置された立軸バルブ型水車と、前記立軸バルブ型水車が配置され鉛直方向に水を流す立方向流路と、前記立方向流路の上部に位置し前記立方向流路が接続される導水口付近まで水平方向に水を流す水平流路部と、前記水平水路部を左右に分割する単数あるいは複数の隔壁とを備え、前記隔壁は、その先端部及び後端部には隔壁の厚みよりも小さい長さを直径とした円弧形状部を有し、この円弧形状部の先端部及び後端部は、隔壁の側壁面から滑らかに延びて繋がる直線または曲線で鋭角に形成されたことを特徴とする立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項２】
前記隔壁の先端部及び後端部の円弧形状部の大きさは、前記隔壁の厚みをｔ、前記円弧形状部の円弧の半径をＲとしたとき、Ｒ≦（ｔ／４）としたことを特徴とする請求項１記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項３】
前記隔壁の先端部及び後端部の円弧形状部の円弧と前記隔壁の側壁面とを滑らかに繋がるように結んだ直線あるいは曲線のなす角を３０度以下とし、先端部または後端部が最小厚みとなるような翼型に形成したことを特徴とする請求項１に記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項４】
前記隔壁の後端部は、前記隔壁の上面最終点から前記隔壁の底面最終点までを結ぶ形状骨格線を鉛直軸に対して上流側に傾斜する形状としたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項５】
前記隔壁は、前記水平水路の水流水面と相対する高さ位置に、前記隔壁によって左右に分割された前記水平水路間を連通させる連通口を有したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項６】
前記隔壁の先端部は、前記隔壁の長手方向軸に対して左右に可動し、前記水平水路の水流が衝突する際の損失を低減する位置に固定されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項７】
前記水平水路の前記隔壁の後端部より離れた下流位置に、前記水平水路の水流を横切るようにバッフル板を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【請求項８】
前記バッフル板は、前記水平水路の水流水面より下方で、前記隔壁の後端部下流の流れを整流し圧力を均一化する位置に固定されることを特徴とする請求項７に記載の立軸バルブ型水車発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車軸と発電機軸とが鉛直方向に配置された立軸バルブ型水車を備えた立軸バルブ型水車発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
立軸バルブ型水車は、鉛直方向流水に沿う方向に水車軸が配置され発電機が流水中に配置される水力発電設備であり、このような立軸バルブ型水車発電設備は比較的落差の低い地点に適用される。図１３は立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図である。
【０００３】
立軸バルブ型水車１１は、たまご型をしたバルブ１２の内部に発電機固定子や回転子を主要構成部材とした発電機１３が内蔵されて構成されている。回転子には発電機軸１４が結合され、その発電機軸１４の先端部には水車軸１４ａを介してランナ１５が取り付けられている。ランナ１５の上流には流量を調節する複数枚のガイドベーン１６が円周状に配置されており、これらの外周部に位置するリンク機構により連動する。さらにその上流にはバルブ１２を支えるためのステー１７と呼ばれる支持部材がバルブ１２から立方向流路外壁に向かって放射状に設置されている。さらに発電機内部を点検するための点検口１８がバルブ上部と下部にそれぞれ設置されており、これもバルブ１２を支える重要の構造物の一つとなっている。
【０００４】
そして、立軸バルブ型水車１１に水を供給する立方向流路１９は、水平水路２０の底部に設けられた導水口１９ａから下方に配置され、この立方向流路１９内に立軸バルブ型水車１１が収納されている。また、水平流路２０には水平流路２０を左右に分割する隔壁２１が土木上の観点から設けられている。水平流路２０からの水は隔壁２１で左右に分離され、立方向の立方向流路１９に流れ込む。立方向流路１９に流れた水流は、立軸バルブ型水車１１のガイドベーン１６やランナベーン１５に作用し、吸出し管を通り下池へと流出する。
【０００５】
このように、立軸バルブ型水車発電設備の構成上の特徴は、立軸バルブ型水車１１に作用する流れが水平流路２０内を水平に流れた後に立方向の流れに変更されることである。また、立軸バルブ型水車発電設備では、比較的落差の低い地点に適用されることから、水平水路２０の水面から立方向流路１９の入口に至るまでの垂直距離Ｌが短く、フランシス水車等に比べて立軸バルブ型水車１１内を流れる水量が相対的に多い。
【０００６】
これに起因して、立軸バルブ型水車１１を運転した際に水平水路２０の水面から立軸バルブ型水車１１に向かって吸い込み渦２２といわれる強い旋回を持ったロープ状のうず流が局所的に発生する。そして、水平流路２０の水面が上下に繰り返し変化する動揺Ｍが発生する。
【０００７】
このうず流は水車運転状態によって大きく影響され、立軸バルブ型水車１１に流れ込む水量が多ければ多いほど顕著に発生するものであり、水面から立軸バルブ型水車１１へと連続的あるいは断続的に定位置を定めずに発生する。このうず流の発生により立軸バルブ型水車１１には大きなエネルギー損失が発生したり、立軸バルブ型水車１１内に不安定な流れが供給されたりする。これにより、水車運転状態に変動が生じ水車主機を初めとする機器の運転にも支障をきたしたりする。このうず流は水平流路２０内の流れの均一性と深く関係するものであり、水平流路２０内の流れに偏り流れのような乱れがない場合は、うず流が発生しないということが知られている。
【０００８】
また、水平流路２０を左右に分割するような隔壁２１が土木上の観点から設けられている場合には、この隔壁２１の先端部への水の衝突により局所的に流れが乱れ、流れ全体の流速分布を乱し、うず流発生の要因となることが模型による実験で明らかである。
【０００９】
図１４は立軸バルブ型水車発電設備の平面図である。水平流路２０の上流からの水流が隔壁２１の先端部Ａに到達すると、先端部Ａの左右の壁面には瞬間的に低圧部Ｃ１が発生し、この低圧部Ｃ１の水面が周囲より低下する現象が発生する。この現象により、この低圧部Ｃ１より下流側では水面が上昇下降を繰り返しながら隔壁２１の下流まで到達し、隔壁２１の後端部Ｂでは左右の水路からの水流が合流することで不安定流れを加速し、低圧部Ｃ２が発生し、これがうず流を生じさせる要因となる。
【００１０】
特に立方向流路１９の上部の流れが淀む領域でうず流となり、このうず流が立軸バルブ型水車１１内へと流入することになる。この現象は、隔壁２１の先端角度と流れの角度とが完全に一致した理想的な流れであれば均一流れは保持されるが、ほとんどの場合、上流側の流れにも風などの気象条件や地形変化等により水面動揺が生じるし、流れの中に物体が存在する条件では物体に流体が衝突する際には必ず圧力低下が生じることから、この現象を防止することは困難である。
【００１１】
これは、流れの下流に位置する隔壁２１の後端部Ｂでも同様の現象が発生する。隔壁２１の後端部Ｂでは隔壁２１から離れたことにより水面が幾分上昇し、これを繰返しながら左右の流路からの流れが混合しながら立軸バルブ型水車１１に流れ込むことになるため、これもうず流発生の重要な要因である。
【００１２】
汎用のポンプでは上記のような吸込みうずを回避する手段としては吸込み配管形状の適正化や旋回流防止の吸込み装置が考察されているが立軸バルブ型水車に至ってはそのようなものが提案されていない。
【００１３】
また、水平流路の水平流れが鉛直方向流れに移行する立方向流路の導水口付近の水面付近に、水面にほぼ水平となるように水平整流板を配置し、渦流の発生を抑制することにより、水車の効率を向上させるとともに、振動や騒音の発生を防止できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１２０４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、特許文献１のものでは、水平流路２０を左右に分割する隔壁２１により発生するうず流を考慮したものではないので、土木上の観点から隔壁２１を設けた立軸バルブ型水車発電設備に対してうず流発生の抑制を図ることができることが望まれている。
【００１５】
立軸バルブ型水車発電設備においては、隔壁２１に起因して、立軸バルブ型水車１１の流水路を形成する水面には水車運転した際にうず流が発生し、このうず流が立軸バルブ型水車１１に向かって流れ込む。このうず流により水車性能が悪化するとともに、水車運転状態が不安定となり運転に支障をきたす。立軸バルブ型水車１１は低落差領域に適用する水車であることから、比較的小さな損失であっても有効落差に対する比率として表される水車損失の観点からは、無視できない大きなものになる。
【００１６】
本発明の目的は、水平水路の隔壁に起因して発生するうず流を抑制し、水車効率を向上させるとともに、振動や騒音の発生を防止できる立軸バルブ型水車発電設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の立軸バルブ型水車発電設備は、水車軸と発電機軸とが鉛直方向に配置された立軸バルブ型水車と、前記立軸バルブ型水車が配置され鉛直方向に水を流す立方向流路と、前記立方向流路の上部に位置し前記立方向流路が接続される導水口付近まで水平方向に水を流す水平流路部と、前記水平水路部を左右に分割する単数あるいは複数の隔壁とを備え、前記隔壁は、その先端部及び後端部には隔壁の厚みよりも小さい長さを直径とした円弧形状部を有し、この円弧形状部の先端部及び後端部は、隔壁の側壁面から滑らかに延びて繋がる直線または曲線で鋭角に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水平水路の隔壁に起因して発生するうず流を抑制し、水車効率を向上させるとともに、振動や騒音の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図である。この第１の実施の形態は、図１４に示した従来例に対し、立軸バルブ型水車発電設備の水平水路２０に設けられる隔壁２１の先端部及び後端部の形状を鋭角化したものである。図１４と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２０】
図１に示すように、隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂには、隔壁２１の厚みよりも小さい長さを直径とした円弧形状部２３ａ、２３ｂを有し、この円弧形状部２３ａ、２３ｂの端部は鋭角に形成されている。
【００２１】
図２は隔壁２１の詳細図である。隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂには円弧形状部２３ａ、２３ｂを形成する。円弧形状部２３ａ、２３ｂは隔壁２１の厚みｔよりも小さい長さを直径ｄとした円の円弧を形成するものである。そして、隔壁２１の側壁面から円弧形状部２３ａ、２３ｂの円弧面に対し、滑らかに延びて繋がる直線または曲線で、隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂが鋭角になるように形成する。
【００２２】
つまり、隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂの形状を直径ｄの円の円弧とし、厚みｔ（ｔ＞ｄ）の隔壁２１の側壁面とを直線あるいは曲線で滑らかになるように結んだものである。この場合、隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂの円弧形状部２３ａ、２３ｂの円弧面と隔壁２１の側壁面と結んだ直線あるいは曲線のなす角の角度はαとなる。
【００２３】
水の流れの観点からは、隔壁２１の両側壁面と先端部Ａの円弧とを結ぶ両線とのなす角度αが３０度以下であれば、この付近に剥離流れが生じ難いことが実験的または経験的に得られている。そこで、先端部Ａの円弧を形成する円の直径ｄを隔壁２１の厚みｔに対して十分小さくする（すなわち、角度αが３０度以下とする）ことで適切な形状を決定することができる。
【００２４】
また、先端部Ａあるいは後端部Ｂの円弧の大きさは、施工上の観点から制約も受けることになるが、円弧を形成する円の直径ｄは隔壁２１の厚みｔに対して１／２以下で構成すると、角度αとの最適関係が形成される。この先端部Ａ、後端部Ｂの円弧を形成する円の直径ｄの大きさについては、立軸バルブ型水車１１の吸出し管に用いられる隔壁（通称：センタピア）においても同様の知見を適用していることから経験的には妥当である。
【００２５】
水流に対して最も重要なことは隔壁２１に著しい形状変化がなく、流れをスムーズ化することであり、この面では、上述したように、先端部Ａ及び後端部Ｂの形状を隔壁２１の厚みｔに対して小さく、両者間を著しい形状変化のない翼形状化することが望ましい。
【００２６】
なお、この隔壁２１は土木上からの要求で設けることから、強度や製作性の観点から、隔壁２１の先端部Ａや後端部Ｂに円弧形状部２３ａ、２３ｂを一体的に形成することが困難である場合には、隔壁２１の先端部Ａや後端部Ｂに金属の板を取り付ける等の措置により、先端部Ａや後端部Ｂを鋭角化するようにしてもよい。
【００２７】
一般に、平行な板状のものの先端を丸める場合には、厚みｔを直径とした円弧を用いて両側面に接するような円弧として定義するが、本発明においては目安として先端円弧の大きさを隔壁肉厚の５０％以下とすることで流れの先端部Ａへの衝突抵抗を低減するものである。また、隔壁２１の厚みを薄くすることで剥離流れを抑制する効果があるので、先端部Ａだけでなく後端部Ｂにおいても先端部Ａと同じ形状とする。
【００２８】
さらに、後端部Ｂについては、一般的に流れの中に物体がある場合、その後流にはカルマン渦といわれるその物体の大きさ、周囲を流れる流体の速度に関係したある固有の振動数を持ったうず流が発達し、流れを乱すことが知られている。これを回避するためには後端部Ｂの形状を、流れに対して物体の軸線に対して非対称形状とすることが有効とされており、この技術は広く使われている。従って、本発明に関しても同様の措置を施すことが有効である。
【００２９】
図３は本発明の第１の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図である。隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂの形状を鋭角化することで、図３に示すように、上流からの水流は隔壁２１の先端部Ａに到達した場合においても、この部位において急激な圧力低下を生じることなく、隔壁２１の先端部Ａを通過することができる。そのため、うず流の発生となる偏り流れを生じることがない。また、隔壁２１の後端部Ｂ付近の流れについても同様である。
【００３０】
第１の実施の形態によれば、隔壁２１の先端部Ａ及び後端部Ｂの形状を鋭角化することで、水流の偏り流れを抑制することができる。そのため、うず流を発生することが防止でき、水車効率を向上させるとともに、振動や騒音の発生を防止できる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図、図５は本発明の第２の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図である。この第２の実施の形態は、図１ないし図３に示した第１の実施の形態に対し、隔壁の後端部Ｂは、隔壁２１の上面最終点Ｈから隔壁２１の底面最終点Ｉまでを結ぶ形状骨格線を鉛直軸に対して上流側に傾斜する形状としたものである。図１ないし図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３２】
隔壁２１の上面最終点をＨ、水面境界点Ｊ、隔壁２１の底面最終点をＩとして、隔壁２１の上面最終点Ｈ及び隔壁２１の底面最終点Ｉの両者間を直線で結び、結んで得られた形状骨格線を鉛直軸に対して傾斜させたものである。隔壁２１の後端部Ｂを傾斜させることで、水面が上昇下降を繰返した際に発生する圧力変動を緩和する効果を引き出す。
【００３３】
これにより、隔壁２１の後端部Ｂの圧力低下現象を抑えことに加えて、隔壁２１の先端部Ａで左右の流路に分割された水流を、隔壁２１の後端部Ｂ（隔壁底面最終点Ｉ）に到達する前のＪ点で再合流させることにより、両水路の合流点Ｊから立方向流路１９の入口までの距離を長くとることにより、流れの安定化ができるものである。
【００３４】
以上の説明では、第１の実施の形態に対し、隔壁２１の上面最終点Ｈから隔壁２１の底面最終点Ｉまでを結ぶ形状骨格線を鉛直軸に対して上流側に傾斜する形状としたが、図１３及び図１４に示した従来例に対して、隔壁２１の上面最終点Ｈから隔壁２１の底面最終点Ｉまでを結ぶ形状骨格線を鉛直軸に対して上流側に傾斜する形状としてもよい。
【００３５】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、隔壁２１の高さを流水方向に斜め方向に変化させるので、水流の偏り流れを抑制することができ、より効果的にうず流を発生することが防止できる。従って、水車効率をさらに向上させるとともに、振動や騒音の発生を防止できる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図、図７は本発明の第３の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図である。この第３の実施の形態は、図１ないし図３に示した第１の実施の形態に対し、隔壁２１は、水平水路２０の水流水面と相対する高さ位置に、隔壁２１によって左右に分割された水平水路２０間を連通させる連通口２４ａ、２４ｂを備えたものである。図１ないし図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３７】
第３の実施の形態では、水平流路２０に設けられる隔壁２１に水面付近に相当する箇所に左右の流路を連通する複数個の連通口２４ａ、２４ｂを設けたものである。水平流路２０の上流からの水流は、隔壁２１の先端部Ａに衝突する際に損失が発生して水面が低下する。この現象により、左右の水路に分流された水流は水面動揺を繰返しながら隔壁２１の後端部Ｂまで到達して再び合流する。この後、両水路から流出した主流同士が複雑に混合しながら立方向流路付近に到達する。このため、偏り流れが持続されうず流が発生することがある。
【００３８】
そこで、第３の実施の形態では、両水路を連通口２４ａ、２４ｂにより連通させることで隔壁２１の出口に到達する前に両水路間の流れをバランスさせる。これにより、隔壁２１の後端部Ｂで再び合流した水流には著しい偏り流れの拡大を引き起こすことにはならない。また、吸込み渦が水面付近の流れ、特に水面の動揺現象によって影響されやすいことから、水面付近にこの連通口２４ａ、２４ｂを設け水面付近の流れを安定化する。これにより、吸込みうず流を防止できる。
【００３９】
以上の説明では、第１の実施の形態に対し、水平水路２０の水流水面と相対する隔壁２１の高さ位置に、隔壁２１によって左右に分割された水平水路２０間を連通させる連通口２４ａ、２４ｂを設けたが、図１３及び図１４に示した従来例に対して、水平水路２０の水流水面と相対する隔壁２１の高さ位置に、隔壁２１によって左右に分割された水平水路２０間を連通させる連通口２４ａ、２４ｂを設けるようにしてもよい。
【００４０】
第３の実施の形態によれば、隔壁２１により左右の流路に分流された水流が隔壁２１の後端部Ｂまで到達しないで、隔壁２１の流域内で連通することになるので、左右の流路で発生する水面動揺等の偏り流れを隔壁２１の流路内で吸収できる。そのため、隔壁２１の後端部Ｂから立方向流路間の流れを均一化することができる。
【００４１】
（第４実施の形態）
図８は本発明の第４の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図、図９は本発明の第４の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図、図１０は図８のＸ部分の動作状態の説明図である。この第４の実施の形態は、図１ないし図３に示した第１の実施の形態に対し、隔壁２１の先端部Ａに可動先端部２５を設け、隔壁２１の長手方向軸に対して左右に可動し、水平水路２０の水流が衝突する際の損失を低減する位置に固定されるようにしたものである。図１ないし図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４２】
図８に示すように、水平流路２０に設けられる隔壁２１の先端部Ａに可動先端部２５が設けられている。可動先端部２５の上部には連結板２６が設けられ、連結板２６の動作により可動先端部２５は隔壁２１の長手方向軸に対して左右に可動する。連結板２６は水平流路２０の両岸に設置する可動装置２７に連結され、可動装置２７により連結板２６が動作して可動先端部２５を可動させる。また、可動先端部２５の下部は、図９に示すように、隔壁２１から切り離されて構成され、隔壁２１の構造上の強度部材としての役割は果たしていない。この可動先端２５は上流からの流れによりその設定位置を変化させるものであり、隔壁２１の先端部Ａにおける損失発生による水面低下現象を抑制するものである。
【００４３】
図１０に示すように、可動先端部２５は連結板２６の動作により可動する。図１０（ａ）は可動先端部２５が隔壁２１の長手方向軸に対してほぼ平行に向いている場合を示し、１０（ｂ）は可動先端部２５が隔壁２１の長手方向軸に対して右方向（図１０では上方）に向いている場合を示し、１０（ｃ）は可動先端部２５が隔壁２１の長手方向軸に対して左方向（図１０では下方）に向いている場合を示している。この可動先端部２５は実際の流れを検証した結果により、その角度を設定することで最良条件が得られる。
【００４４】
隔壁２１の先端部Ａに水流が衝突した際には局部的に圧力が下がり、水面が周囲の水面より局部的に下降する。この水面の下降は安定して継続するわけではなく、下流に従って元の水位に戻ろうとする。このことから水面の上昇下降を繰り返すようになり、うず発生の要因となる流速分布の偏りとなる。そこで、第４の実施の形態では、水流が衝突する際の損失を低減する位置に可動先端部２５を向け、隔壁２１の先端部Ａでの水流が衝突する際の損失を低減し、これによる圧力バランスの変化をなくする。
【００４５】
隔壁２１の先端部Ａに設けた可動先端部２５は、常時可動とすることが望ましいが、水位が変化したとき、水量を変化させたとき、あるいは立軸バルブ型水車１１の運転を大きく変更するときに、可動先端部２５の向きを確認し固定することでその効果が十分発揮できるものである。
【００４６】
以上の説明では、第１の実施の形態に対し、隔壁２１の先端部Ａに可動先端部２５を設けたが、図１３及び図１４に示した従来例に対して、隔壁２１の先端部Ａに可動先端部２５を設けるようにしてもよい。
【００４７】
第４の実施の形態によれば、隔壁２１の先端部Ａに可動先端部２５を設け、水流が衝突する際の損失を低減する位置に可動先端部２５を向けて固定するので流れに変化が生じたときでも、水流の偏り流れを抑制することができる。
【００４８】
（第５の実施の形態）
図１１は本発明の第５の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図、図１２は本発明の第５の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図である。この第５の実施の形態は、図１ないし図３に示した第１の実施の形態に対し、水平水路２０の隔壁２１の後端部より離れた下流位置に、水平水路２０の水流を横切るようにバッフル板２８を設けたものである。そして、バッフル板２８は、水平水路２０の水流水面より下方で隔壁２１の後端部下流の流れを整流し圧力を均一化する位置に固定される。図１ないし図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４９】
図１１及び図１２に示すように、水平流路２０には隔壁２１が設けられ、また、その隔壁２１の後流には水平流路２０を横切るようにバッフル板２８が設けられている。隔壁２１の後流では隔壁２１を境界とした左右の水路から流れ出た水流が合流する。そのために、それぞれの流れが混在することで大きく偏った流れが発達する。このバッフル板２８を設けることで、それぞれの流れは瞬間的にこのバッフル板２８で堰き止められるために、圧力が均一化されバッフル板２８を越流する際には旋回流が消滅する。
【００５０】
また、バッフル板２８の設定位置であるが、その上面は水面上には現れないようにする。これは、水面上にバッフル板２８の上壁面があると、この上壁面を越流し再び元の水面に戻る際に水しぶきが発生し、その水しぶきが水面を動揺させる原因となるので、その水しぶきの発生を避けるためである。従って、バッフル板２８の設定高さは、実際の現象を検証しながら適正な位置に設置することが望ましい。
【００５１】
このバッフル板２８の役割は、立方向流路１９に流入する前の水平流路２０の流れを一旦塞き止めることで、その付近の旋回方向流れを整流し均一化させるものである。これにより、この下流に位置する立方向流路１９の付近にはうず流を発生させないようにしたものであり、これは、模型試験において確認した。
【００５２】
以上の説明では、第１の実施の形態に対し、水平水路２０の隔壁２１の後端部より離れた下流位置に、水平水路２０の水流を横切るようにバッフル板２８を設けたが、図１３及び図１４に示した従来例に対して、水平水路２０の隔壁２１の後端部より離れた下流位置に、水平水路２０の水流を横切るようにバッフル板２８を設けるようにしてもよい。
【００５３】
第５の実施の形態によれば、バッフル板２８を水平流路２０に設けるので、立方向流路１９に流入するうず流を抑制できる。また、バッフル板２８は土木構造物で構成されることから、強度上、製造上に支障をきたすことはない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における隔壁の詳細図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図。
【図１０】図８のＸ部分の動作状態の説明図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の平面図。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係わる立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図。
【図１３】従来の立軸バルブ型水車発電設備の縦断面図。
【図１４】従来の立軸バルブ型水車発電設備の平面図。
【符号の説明】
【００５５】
１１…立軸バルブ型水車、１２…バルブ、１３…発電機、１４…発電機軸、１４ａ…水車軸、１５…ランナ、１６…ガイドベーン、１７…ステー、１８…点検口、１９…立方向流路、１９ａ…導水口、２０…水平流路、２１…隔壁、２２…吸い込み渦、２３…円弧形状部、２４…連通口、２５…可動先端部、２６…連結板、２７…可動装置、２８…バッフル板
【図１】
2009036114.tif 000003
【図２】
2009036114.tif 000004
【図３】
2009036114.tif 000005
【図４】
2009036114.tif 000006
【図５】
2009036114.tif 000007
【図６】
2009036114.tif 000008
【図７】
2009036114.tif 000009
【図８】
2009036114.tif 000010
【図９】
2009036114.tif 000011
【図１０】
2009036114.tif 000012
【図１１】
2009036114.tif 000013
【図１２】
2009036114.tif 000014
【図１３】
2009036114.tif 000015
【図１４】
2009036114.tif 000016