(57)【要約】【課題】土砂を含んだ水を作動流体とする水力機械で、土砂摩耗による効率低下や稼働率低下を軽減する。【解決手段】ランナ４の上流側の流水路の壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部１１が当該壁面に沿って形成されている。土砂溜り部１１の入口に、大きな障害物の透過を阻止する網板を備えてもよい。さらに、土砂溜り部１１とランナ４の下流側とを連絡する土砂排出管と、土砂排出管の途中に設けられた排出弁と、備えてもよい。他の構成例では、ランナ４の入口でランナ４に向かう流速分布が高さ方向の中央部で比較的高くなるように、ランナ４の上流側の流水路で、上下の壁の近くを流れる水を高さ方向中央付近に誘導する流速分布調整構造を有する。【選択図】図１
2009019518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランナを有し、土砂を含んだ水を作動流体として用いる水力機械において、
前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部が当該壁面に沿って形成されていることを特徴とする水力機械。
【請求項２】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記土砂溜り部が前記ケーシング内周部位に形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の水力機械。
【請求項３】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むようにステーリングが配置され、
前記土砂溜り部がステーリングの流水面にリング状に形成されていること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の水力機械。
【請求項４】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むようにステーリングが配置され、
前記ステーリングの内側で前記ランナの外側を取り囲むように複数のガイドベーンが配置され、
前記土砂溜り部がガイドベーン上流側の上カバー流水面と下カバー流水面にリング状に形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項５】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むようにステーリングが配置され、
前記ステーリングの内側で前記ランナの外側を取り囲むように複数のガイドベーンが配置され、
前記土砂溜り部がガイドベーン下流側の上カバー流水面と下カバー流水面にリング状に形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項６】
ランナを有し、土砂を含んだ水を作動流体として用いる水力機械において、
前記ランナの入口でランナに向かう流速分布が高さ方向の中央部で比較的高くなるように、前記ランナの上流側の流水路で、上下の壁の近くを流れる水を高さ方向中央付近に誘導する流速分布調整構造を有すること、を特徴とする水力機械。
【請求項７】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むように複数のステーベーンが配置され、
前記流速分布調整構造として、前記ステーベーンの子午面上の入口先端形状が高さ方向中央で下流側に後退していること、を特徴とする請求項６に記載の水力機械。
【請求項８】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むように複数のステーベーンが配置され、
前記複数のステーベーンの内側で前記ランナの外側を取り囲むように複数のガイドベーンが配置され、
前記流速分布調整構造として、前記ガイドベーンの子午面上の入口先端形状が高さ方向中央で下流側に後退していること、を特徴とする請求項６または請求項７に記載の水力機械。
【請求項９】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むようにステーリングが配置され、
前記流速分布調整構造として、前記ステーリングの流水面に楔形整流部材が配置されていること、を特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項１０】
前記ランナの外側を取り囲むようにケーシングが配置され、
前記ケーシングの内側で前記ランナの外側を取り囲むようにステーリングが配置され、
前記ステーリングの内側で前記ランナの外側を取り囲むように複数のガイドベーンが配置され、
前記流速分布調整構造として、前記ガイドベーン上流側の上カバー流水面と下カバー流水面に楔形整流部材が配置されていること、を特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項１１】
前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部が当該壁面に沿って形成されていることを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項１２】
前記土砂溜り部の入口に、水とともに流れる土砂の少なくとも一部を透過させてさらに大きな障害物の透過を阻止する網を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５または請求項１１のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項１３】
前記土砂溜り部と前記ランナの下流側とを連絡する土砂排出管と、
前記土砂排出管の途中に設けられた排出弁と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５または請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載の水力機械。
【請求項１４】
ランナと、前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って形成されてその壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部と、前記土砂溜り部と前記ランナの下流側とを連絡する土砂排出管と、前記土砂排出管の途中に設けられた排出弁と、を有する水力機械の運転方法であって、
前記土砂溜り部に溜まった土砂の量を測定する工程と、
前記土砂の量が所定の量を超えたときに前記排出弁を開く工程と、
を有することを特徴とする水力機械の運転方法。
【請求項１５】
ランナと、前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って形成されてその壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部と、前記土砂溜り部と前記ランナの下流側とを連絡する土砂排出管と、前記土砂排出管の途中に設けられた排出弁と、を有する水力機械の運転方法であって、
所定の時間ごとに前記排出弁を開閉することを特徴とする水力機械の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、土砂を含んだ水を作動流体として用いて運転する水車などの水力機械とその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フランシス型水車を含む従来の水車やポンプ水車などの水力機械で、作動水中に土砂が混入することがあり、土砂が、水力機械を構成する流路内に流入する。この場合、水流速度が速く土砂の運動エネルギーが大きくなるランナやガイドベーンでは、土砂水によって土砂摩耗が発生する。特に、ランナやガイドベーンの上流側では、ケーシング内の２次流れの影響により上カバーおよび下カバー近傍で土砂粒子密度と土砂粒子速度が大きく、部分的に著しい土砂摩耗が発生する。そして、この土砂摩耗によりランナやガイドベーンの形状が変形するため、水力機械の効率が低下する問題があった。
【０００３】
この対策としては、摩耗を受ける部分に耐土砂磨耗材をコーティングする方法（特許文献１）や、脱着可能なライナを貼り付けて一定期間ごとに取り替える方法（特許文献２）が提案されている。また、脱着可能なライナを補修する方法も考えられている。
【特許文献１】特開平１１−２２６１７号公報
【特許文献２】特開２００５−８９７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の方法では、一定期間ごとに発電所の運転を止めて土砂磨耗部位を補修する必要があるため、水力機械の稼働率が低下する課題があった。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、土砂を多く含んだ水を作動流体とする環境でも、水力機械の土砂摩耗による効率低下や稼働率低下を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る水力機械は、ランナを有し、土砂を含んだ水を作動流体として用いる水力機械において、前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部が当該壁面に沿って形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る水力機械は、ランナを有し、土砂を含んだ水を作動流体として用いる水力機械において、前記ランナの入口でランナに向かう流速分布が高さ方向の中央部で比較的高くなるように、前記ランナの上流側の流水路で、上下の壁の近くを流れる水を高さ方向中央付近に誘導する流速分布調整構造を有すること、を特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る水力機械の運転方法は、ランナと、前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って形成されてその壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部と、前記土砂溜り部と前記ランナの下流側とを連絡する土砂排出管と、前記土砂排出管の途中に設けられた排出弁と、を有する水力機械の運転方法であって、前記土砂溜り部に溜まった土砂の量を測定する工程と、前記土砂の量が所定の量を超えたときに前記排出弁を開く工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る水力機械の運転方法は、ランナと、前記ランナの上流側の流水路の壁面に沿って形成されてその壁面に沿って流れている土砂を捕獲する土砂溜り部と、前記土砂溜り部と前記ランナの下流側とを連絡する土砂排出管と、前記土砂排出管の途中に設けられた排出弁と、を有する水力機械の運転方法であって、所定の時間ごとに前記排出弁を開閉することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水力機械の作動流体として土砂を多く含んだ水を用いる場合であっても、土砂摩耗による効率低下や稼働率低下を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る水力機械の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１ないし図４を参照して本発明に係る水力機械の第１の実施形態について説明する。ここに、図１は水力機械の左半縦断面（子午断面）図であり、図２はこの水力機械の全体配置を示す模式的縦断面図である。また、図３は図１の水力機械のケーシング内の２次流れを示す左半縦断面図であり、図４は図３のＥ−Ｅ線矢視断面における土砂粒子分布および土砂粒子速度分布を示すグラフである。
【００１３】
この実施形態の水力機械は、回転軸を鉛直とするフランシス型水車またはポンプ水車である。水車運転時に、作動流体である水は、図示しない上池から鉄管９を通して渦巻状のケーシング１に導かれ、ケーシング１の内周部に配設されたステーベーン２を通り、さらに内側に配置されたガイドベーン７を通ってランナ４に流れ込む。
【００１４】
ランナ４は鉛直軸４ａの周りに回転可能であって、その上部は、主軸３を介して発電機３０が接続されている。ランナ４は水の流れによって回転駆動される。ランナ４を取り囲むように上カバー５と下カバー６が配置され、さらに、ランナ４の外周に、流量を調節するためのカイドベーン７が配置されている。カイドベーン７は回動軸７ａの周りに回動可能である。下カバー６の下方に、ランナ４からの水流を下池1０に導く吸出し管８が接続されている。なお、ステーベーン２の上下にはステーリング２ａが配置されケーシング１が接続されている。
【００１５】
この第１の実施形態では、ケーシング１内周部位に土砂溜り部１１が配置されている。土砂溜り部１１は、ステーリング２ａをはさんでその上下２箇所の位置に環状に配置され、それぞれが、入口窓１２と土砂当板１３と土砂貯蔵部位１４から構成されている。
【００１６】
ケーシング流れは主軸３周りを旋回しながら内周側へ流入するため、子午断面流路では図３の矢印３２に示すような２次流れが発生している。この２次流れの影響により、図４に示すように、ケーシング１の壁面近傍の流速が中心部付近の流速に比べて大きくなる。この流速分布の影響により、土砂混入量の分布もケーシング１の壁面近傍で大きく中心部付近で小さくなる。これらがガイドベーン７やランナ４の土砂摩耗の要因となっている。
【００１７】
一方、作動流体である水と土砂とでは密度が異なるため、水力機械のような流れ場では、両者は異なった軌道で流れる。すなわち、土砂の密度が水と比べて大きいため、作用する慣性力が大きくなり、流れの方向が変化する箇所では、水流と比べて土砂は直線的に流れる。このような土砂流れの特徴を考慮し、本実施形態の水力機械では、作動流体中の土砂を効果的に回収するため、流れの転向量が大きなケーシング１内周部位に土砂溜り部１１を備えている。
【００１８】
次に、土砂溜り部１１での土砂回収プロセスについて説明する。図１に土砂溜り部１１周りのフローパターンを示す。図１に示されるように、土砂溜り部１１を経由して外部には流体が漏れないため、土砂溜り部１１は死水領域となる。この死水領域には作動流体は流入することはないが、慣性力の大きな土砂粒子５０はケーシング１流路側に曲がりきれないため、矢印３３に示すように移動して土砂溜り部１１に流入する。流入した土砂は、土砂溜り部１１の土砂当板１３に当り、運動量が回収され、矢印３４に示すように動いて土砂貯蔵部位１４に落下する。このような作用により、ケーシング１の内周部位に土砂溜り部１１を備えることで作動流体中の土砂が回収され、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００１９】
［第２の実施形態］
図５ないし図７を参照して本発明に係る水力機械の第２の実施形態について説明する。ここに、図５は第２の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。また、図６は図５のVI部を模式的に示す拡大縦断面図であり、図７は図５のVII部を模式的に示す拡大縦断面図である。
【００２０】
この第２の実施形態では、ステーリング２ａの流水面にリング状の土砂溜り部１１を備えている。土砂溜り部１１は入口窓１２と土砂当板１３と土砂貯蔵部位１４から構成されている。
【００２１】
ケーシング１の壁面に沿って流入する流れが、流速および土砂混入量が大きく、ガイドベーン７やランナ４の土砂摩耗の要因となっている。本実施形態は、このような土砂粒子を効果的に回収するため、ステーリング２ａの流水面にリング状の土砂溜り部１１を備えたものである。
【００２２】
図６および図７に土砂溜り部１１周りのフローパターンを示す。この図に示されるように、土砂溜り部１１を経由して外部には流体が漏れないため、土砂溜り部１１は死水領域となる。本死水領域には作動流体は流入することはないが、慣性力の大きな土砂粒子５０は流路中央側に曲がりきれないため、矢印３５に示すように、土砂溜り部１１に流入する。流入した土砂は、土砂溜り部１１の土砂当板１３に当り、運動量が回収され、土砂貯蔵部位１４に落下する。このような作用により、ステーリング２ａの流水面にリング状の土砂溜り部１１を備えることで作動流体中の土砂が効果的に回収されるため、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００２３】
［第３の実施形態］
図８を参照して本発明に係る水力機械の第３の実施形態について説明する。ここに、図８は第３の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。第３の実施形態は第２の実施形態の変形例であって、リング状の土砂溜り部１１を、上カバー５と下カバー６の流水面側のガイドベーン７の上流側に設置したものである。土砂溜り部１１をこの位置に配置しても、第２の実施形態と同様に、作動流体中の土砂を効果的に回収することができる。
【００２４】
［第４の実施形態］
図９を参照して本発明に係る水力機械の第４の実施形態について説明する。ここに、図９は第４の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。第４の実施形態は第３の実施形態の変形例であって、リング状の土砂溜り部１１を、上カバー５と下カバー６の流水面側のガイドベーン７の下流側に設置したものである。土砂溜り部１１をこの位置に配置しても、第３の実施形態と同様に、作動流体中の土砂を効果的に回収することができる。
【００２５】
［第５の実施形態］
図１０および図１１を参照して本発明に係る水力機械の第５の実施形態について説明する。ここに、図１０は第５の実施形態の水力機械の左半縦断面（子午断面）図であり、図１１は図１０の水力機械のランナ入口の流速分布と従来の水車のランナ入口の流速分布とを比較して示すグラフである。この第５の実施形態では、図１０に示されるように、ステーベーン２の入口先端形状を高さ方向中央で下流側（ランナ側）に後退させている。
【００２６】
前述のように、ケーシング１の壁面に沿って流入する流れが、流速および土砂混入量が大きく、ガイドベーン７やランナ４の土砂摩耗の要因となっている。本実施形態は、このような土砂粒子速度と土砂粒子数を流路高さ方向に関し一様化するため、ステーベーン２の入口先端形状を高さ方向中央で下流側（ランナ側）に後退させている。
【００２７】
このような形状にしたことにより、ステーベーン２の入口付近の流れ場では、流路中央部と比べて壁付近で圧力値が相対的に高くなる。この圧力差により、本実施形態のステーベーン２の入口付近では、図１０の矢印３６に示すように、壁側から流路中央部へ向かう流れが形成される。このような作用により、図１１に示すように、この実施形態における土砂粒子速度と土砂粒子数の分布曲線（実線で示す）６０は、従来技術または第１の実施形態などによる分布曲線（点線で示す）６１（図４の分布曲線と同様）に比べて流路高さ方向に関し一様化される。
【００２８】
その結果、作動流体中に含まれる土砂による局所的な磨耗がなくなる。逆に言えば、磨耗が均一に進むため、効率低下に結びつく局所的な変形や破損がなくなる。そのため、通常の定期点検での補修でことが足りることとなり、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００２９】
［第６の実施形態］
図１２を参照して本発明に係る水力機械の第６の実施形態について説明する。ここに、図１２は第６の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。第６の実施形態は第５の実施形態の変形例であって、ガイドベーン７の入口先端形状を高さ方向中央で下流側（ランナ側）に後退させている。
【００３０】
このような構成にしても、第５の実施形態と同様に、土砂粒子速度と土砂粒子数の分布は流路高さ方向に関し一様化される。これにより、第５の実施形態と同様の効果がえられる。すなわち、作動流体中に含まれる土砂による局所的な磨耗がなくなり磨耗が均一に進むため、効率低下に結びつく局所的な変形や破損がなくなる。そのため、通常の定期点検で必要な補修がすることとなり、これにより、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００３１】
［第７の実施形態］
図１３を参照して本発明に係る水力機械の第７の実施形態について説明する。ここに、図１３は第７の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。第７の実施形態は第５の実施形態の変形例であって、土砂粒子速度と土砂粒子数を流路高さ方向に関し一様化するため、ステーリングの流水面に楔型整流部材１５を設置している。
【００３２】
このような構成にすることにより、図１３の矢印３６に示す流れが生じ、それにより、第５、第６の実施形態と同様に、土砂粒子速度と土砂粒子数の分布が流路高さ方向に関し一様化され、第５、第６の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、作動流体中に含まれる土砂による局所的な磨耗がなくなり磨耗が均一に進むことになり、効率低下に結びつく局所的な変形や破損がなくなり、通常の定期点検で必要な補修が済むことになる。さらに構造が簡単な楔形整流部材１５の設置のみで上記効果を得ることができるため、既設機器にも簡単に適用可能となり、これにより、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００３３】
［第８の実施形態］
図１４を参照して本発明に係る水力機械の第８の実施形態について説明する。ここに、図１４は第８の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。この実施形態は第７の実施形態の変形例である。第８の実施形態では、楔型整流部材１５を、上カバー５および下カバー６の流水面側のガイドベーン７の上流側に設置する。この場合も第７の実施形態と同様に、土砂粒子速度と土砂粒子数が流路高さ方向に関し一様化されるため、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００３４】
［第９の実施形態］
図１５を参照して本発明に係る水力機械の第９の実施形態について説明する。ここに、図１５は第９の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。この実施形態は第８の実施形態の変形例である。この第９の実施形態では、楔型整流部材１５を、上カバー５および下カバー６の流水面側のガイドベーン７の下流側に設置する。この場合も第８の実施形態と同様に、土砂粒子速度と土砂粒子数が流路高さ方向に関し一様化されるため、土砂摩耗による水力機械の効率低下および稼働率低下を軽減することができる。
【００３５】
［第１０の実施形態］
図１６を参照して本発明に係る水力機械の第１０の実施形態について説明する。ここに、図１６は第１０の実施形態の水力機械の左半縦断面図である。この実施形態は第１の実施形態の変形例である。第１０の実施形態では、土砂溜り部１１の入口窓１２に網板１８を備えている。
【００３６】
一般に水力機械運転環境では、ビニール（プラスチック）等のゴミや木片が作動流体中に混入することがある。これらは流路を傷つけることはないが、土砂溜り部１１の入口窓１２を塞ぐ可能性がある。入口窓１２が塞がれると土砂が回収できないので、本実施形態では土砂溜り部の入口窓１２に網板１８を取り付けている。網板１８の網目の大きさは、作動流水とともに流れる通常の土砂の大きさよりも大きいことが好ましい。なお、網板１８は必ずしも網目状（格子状）である必要はなく、平行な柵状でもよい。
【００３７】
本実施形態によれば、ビニール等のゴミや木片が作動流体中に混入していても、作動流体中の土砂が回収され、土砂摩耗による水力機械の効率低下や稼働率低下を防止することができる。
【００３８】
［第１１の実施形態］
図１７ないし図１９を参照して本発明に係る水力機械の第１１の実施形態について説明する。ここに、図１７は第１１の実施形態の水力機械の全体配置を示す模式的縦断面図である。また、図１８は第１１の実施形態における運転制御システムを示すブロック図であり、図１９は図１８の運転制御システムにおける制御弁の開閉と土砂体積量の時間推移を示すグラフである。
【００３９】
この実施形態は第１の実施形態の変形例であって、図１７に示されるように、一端が土砂溜り部１１の側板に開口し、他端が吸出し管８あるいは下池１０のいずれかに開口する土砂排出管２０を備えている。土砂排出管２０の途中には排水制御弁１９が配置されている。
【００４０】
作動流体中の土砂は、土砂溜り部１１で回収され、その土砂貯蔵部１４に貯蔵される。土砂貯蔵部１４の容量は有限であるから、時間が経過すると土砂貯蔵部１４は土砂で満たされ、土砂を回収できなくなる。このようなことを回避するため、この第１１の実施形態においては、土砂貯蔵部１４の土砂を外部に排出する土砂排出管２０を設けている。排水制御弁１９を土砂排出管２０の途中に設けているのは、土砂排出管２０から土砂とともに流失する水が水力機械の漏れ損失となり効率低下の要因となるため、常時水が外部に排出されるのを防ぐためである。
【００４１】
排水制御弁１９の開閉操作制御のために、土砂溜り部１１に土砂溜り量検出装置４０を取り付ける。図１８および図１９に示すように、土砂溜り量検出装置４０から出力される土砂堆積信号４０ａを制御回路７０に送り、制御回路７０が演算をすることによって、排水制御弁１９の開閉を制御する弁開閉信号１９ａが出力される。土砂溜り量検出装置４０としては、電子重量計・光センサ・ロードセル等が考えられる。
【００４２】
また、他の制御方法として、土砂貯蔵部の土砂が満杯になるまでの時間を現地試験等で推定し、この時間を基に周期的に排水制御弁１９の開閉を行なうことも可能である。
【００４３】
このような作用により、作動流体中の土砂が回収され排出されるため、土砂摩耗による水力機械の効率低下・稼働率低下を永久的に防止することができる。
【００４４】
［他の実施形態］
以上説明した各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４５】
たとえば、第１０の実施形態（図１６）では、第１の実施形態の土砂溜り部１１の入口窓１２に網板１８を取り付けるものとしたが、第２ないし第９の実施形態のいずれの土砂溜り部１１の入口窓１２に網板１８を取り付けてもよい。
【００４６】
同様に、第１１の実施形態（図１７〜図１９）では、第１の実施形態の土砂溜り部１１に土砂排出管２０などを取り付けるものとしたが、第２ないし第１０の実施形態のいずれの土砂溜り部１１に土砂排出管２０などを取り付けるものとしてもよい。
【００４７】
また、たとえば第１ないし第９の実施形態における２種類以上の構造の土砂溜り部１１を併せ持つような水力機械としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る水力機械の第１の実施形態の左半縦断面（子午断面）図である。
【図２】本発明に係る水力機械の第１の実施形態の全体配置を示す模式的縦断面図である。
【図３】図１の水力機械のケーシング内の２次流れを示す左半縦断面図である。
【図４】図３のＥ−Ｅ線矢視断面における土砂粒子分布および土砂粒子速度分布を示すグラフである。
【図５】本発明に係る水力機械の第２の実施形態の左半縦断面図である。
【図６】図５、図８および図９のVI部を模式的に示す拡大縦断面図である。
【図７】図５、図８および図９のVII部を模式的に示す拡大縦断面図である。
【図８】本発明に係る水力機械の第３の実施形態の左半縦断面図である。
【図９】本発明に係る水力機械の第４の実施形態の左半縦断面図である。
【図１０】本発明に係る水力機械の第５の実施形態の左半縦断面図である。
【図１１】図１０の水力機械のランナ入口の流速分布と従来の水車のランナ入口の流速分布とを比較して示すグラフである。
【図１２】本発明に係る水力機械の第６の実施形態の左半縦断面図である。
【図１３】本発明に係る水力機械の第７の実施形態の左半縦断面図である。
【図１４】本発明に係る水力機械の第８の実施形態の左半縦断面図である。
【図１５】本発明に係る水力機械の第９の実施形態の左半縦断面図である。
【図１６】本発明に係る水力機械の第１０の実施形態の左半縦断面図である。
【図１７】本発明に係る水力機械の第１１の実施形態の全体配置を示す模式的縦断面図である。
【図１８】本発明に係る水力機械の第１１の実施形態における運転制御システムを示すブロック図である。
【図１９】図１８の運転制御システムにおける制御弁の開閉と土砂体積量の時間推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１：ケーシング
２：ステーベーン
２ａ：ステーリング
３：主軸
４：ランナ
５：上カバー
６：下カバー
７：ガイドベーン
８：吸出し管
９：鉄管
１０：下池
１１：土砂溜り部
１２：入口窓
１３：土砂当板
１４：土砂貯蔵部位
１５：楔型整流部材
１８：網板
１９：排水制御弁
２０：土砂排出管
３０：発電機
４０：土砂溜り量検出装置
７０：制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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