特開 2022-114976 立軸形水車の吸出し管止水方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022114976

(43)【公開日】2022-08-08

(54)【発明の名称】立軸形水車の吸出し管止水方法

(51)【国際特許分類】

   F03B 11/00 20060101AFI20220801BHJP

   F03B 3/02 20060101ALI20220801BHJP

   E02B 9/00 20060101ALN20220801BHJP

【ＦＩ】

F03B11/00 E

F03B3/02

E02B9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021011492

(22)【出願日】2021-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】塩原 和貴

【テーマコード（参考）】

3H072

【Ｆターム（参考）】

3H072AA07

3H072AA27

3H072BB06

3H072CC74

(57)【要約】

【課題】急激な天候変化に伴う浸水被害を防ぐことができるとともに止水性を長期的に維持できる立軸形水車の吸出し管止水方法を提供する。
【解決手段】立軸形水車の吸出し管止水方法は、立軸形水車が設置されている状態で、点検用マンホールから吸出し管内へ搬入した足場構成材により閉止部材支持用足場を設置する足場設置工程と、吸出し管内へ搬入した金属からなる複数の第１部材により、閉止部材支持用足場の上方に環状形状の第１閉止板を設置する第１の組み立て工程と、吸出し管内へ搬入した金属からなる複数の第２部材により、第１閉止板の中央開口を塞ぐ第２閉止板を設置する第２の組み立て工程と、第１閉止板及び第２閉止板を備える閉止板によって吸出し管内を止水可能な止水位置に、第１閉止板を配置する配置工程とを備え、前記配置工程の後に前記第２の組み立て工程を実施する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸が鉛直な立軸形水車と、前記立軸形水車の下方に接続され前記立軸形水車からの吸出水を放水路へ導く吸出し管と、を備える立軸形水車発電機の吸出し管止水方法において、
前記立軸形水車が設置されている状態で、前記吸出し管における前記立軸形水車側の上端に開設された点検用マンホールから前記吸出し管内へ搬入した足場構成材により閉止部材支持用足場を設置する足場設置工程と、
前記点検用マンホールから前記吸出し管内へ搬入した金属からなる複数の第１部材により、前記閉止部材支持用足場の上方に環状形状の第１閉止板を設置する第１の組み立て工程と、
前記点検用マンホールから前記吸出し管内へ搬入した金属からなる複数の第２部材により、前記第１閉止板の中央開口を塞ぐ第２閉止板を設置する第２の組み立て工程と、
前記第１閉止板及び第２閉止板を備える閉止板によって前記吸出し管内を止水可能な止水位置に、前記第１閉止板を配置する配置工程とを備え、
前記配置工程の後に前記第２の組み立て工程を実施する、
立軸形水車の吸出し管止水方法。

【請求項2】

前記吸出し管は、前記上端側に、前記立軸形水車側から離れるにしたがって拡径した形状をなす拡大管を有している、
請求項１に記載の立軸形水車の吸出し管止水方法。

【請求項3】

前記配置工程において、
前記吸出し管内に外気を取り入れる給気管を支点にして前記第１閉止板を前記立軸形水車側へ吊り上げる、
請求項１または２に記載の立軸形水車の吸出し管止水方法。

【請求項4】

前記配置工程において、
前記第１閉止板と前記閉止部材支持用足場との間に、高さ調整可能な複数の支持部材を配置する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の立軸形水車の吸出し管止水方法。

【請求項5】

前記配置工程において、
前記第１閉止板と前記吸出し管の内面との間にパッキン材を配置する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の吸出し管止水方法。

【請求項6】

前記パッキン材は、前記第１閉止板上に当該第１閉止板よりも外径が大きい、
請求項５項に記載の立軸形水車の吸出し管止水方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立軸形水車の吸出し管止水方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水力発電において発電機を回す水車としては、立軸と横軸とがある。立軸形水車では、鉛直に延びる水車主軸の上位側に発電機が設置され、立軸形水車の下方に、上流側の貯水池から給水した水を放水路あるいは河川に導くための吸出し管が接続されている。

【0003】

一般に、水力発電所などにおいては、上述した立軸形水車などの水力機械や発電設備の内部の精密点検・整備、修理などを定期的に実施しているが、その際、水力機械及び発電設備を分解する必要がある。

【0004】

しかしながら、近年の急激な天候変化に伴う豪雨等により河川の水位が著しく上昇すると、河川から吸出し管内へ河川水が流入し、水力機械や発電設備を分解した箇所から水力発電所の屋内に河川水が浸水する恐れがある。そのため、水力機械や発電設備などの水車発電機の点検等を実施する際には、水車に接続された吸出し管を止水させる必要がある。

【0005】

従来は、水車を取り外した後、吸出し管の上端側（水車側）の開口に蓋をすることによって止水していた。しかしながら、水車を取り外してから蓋をするまでに日数を要した場合には、急激な天候変化に伴う浸水被害を確実に防ぐことは難しい。

【0006】

特許文献１には、吸出管（吸出し管）内を水車側と放水路（河川）側とに仕切る仕切部と、空気を入れることで膨らんで仕切部と吸出管の内周面との間を密閉するゴム製のシール部とによって、吸出管を止水する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７－１９８１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１には、水車が設置されている状態で吸出し管を止水する手法が開示されているが、点検・整備等が長期に及んだ場合に、材質の劣化等に伴う止水性（シール性）の低下に不安があった。

【0009】

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単に設置可能で急激な天候変化に伴う浸水被害を防ぐことができるとともに止水性を長期的に維持できる、立軸形水車の吸出し管止水方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、回転軸が鉛直な立軸形水車と、前記立軸形水車の下方に接続され前記立軸形水車からの吸出水を放水路へ導く吸出し管と、を備える立軸形水車の吸出し管止水方法において、前記立軸形水車が設置されている状態で、前記吸出し管における前記立軸形水車側の上端の壁部に開設された点検用マンホールから前記吸出し管内へ搬入した足場構成材により閉止部材支持用足場を設置する足場設置工程と、前記点検用マンホールから前記吸出し管内へ搬入した金属からなる複数の第１部材により、前記閉止部材支持用足場の上方に環状形状の第１閉止板を設置する第１の組み立て工程と、前記点検用マンホールから前記吸出し管内へ搬入した金属からなる複数の第２部材により、前記第１閉止板の中央開口を塞ぐ第２閉止板を設置する第２の組み立て工程と、前記第１閉止板及び第２閉止板を備える閉止板によって前記吸出し管内を止水可能な止水位置に、前記第１閉止板を配置する配置工程と、前記配置工程の後に前記第２の組み立て工程を実施する立軸形水車の吸出し管水止水方法である。

【0011】

また、本発明の一態様において、前記吸出し管は、前記上端側に、前記立軸形水車側から離れるにしたがって拡径した形状をなす拡大管を有している構成としてもよい。

【0012】

また、本発明の一態様において、前記配置工程において、前記吸出し管内に外気を取り入れる給気管を支点にして前記第１閉止板を前記立軸形水車側へ吊り上げる構成としてもよい。

【0013】

また、本発明の一態様において、前記配置工程において、前記第１閉止板と前記閉止部材支持用足場との間に、高さ調整可能な複数の支持部材を配置する構成としてもよい。

【0014】

また、本発明の一態様において、前記配置工程において、前記第１閉止板と前記吸出し管の内面との間にパッキン材を配置する構成としてもよい。

【0015】

また、本発明の一態様において、前記パッキン材は、前記第１閉止板上に当該第１閉止板よりも外径が大きい構成としてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡単に設置可能で急激な天候変化に伴う浸水被害を防ぐことができるとともに止水性を長期的に維持できる立軸形水車の吸出し管止水方法を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施形態に係る立軸形水車の吸出し管止水方法を適用する水力発電設備の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、立軸形フランシス水車１１の周辺の構造を示す部分拡大断面図である。

【図3】図３は、一実施形態のドラフト閉止部材２０を示す平面図である。

【図4】図４は、吸出し管１４内にドラフト閉止部材２０を設置した状態を示す断面図である。

【図5】図５は、吸出し管１４内に作業足場３１及び閉止部材支持用足場３０を設置するまでを説明するための図である。

【図6】図６は、閉止部材支持用足場３０の構成を示す図である。

【図7】図７は、吸出し管１４内に半円環状閉止板２１Ａを分割搬入する様子を示す図である。

【図8】図８は、第１閉止板２１をレバーブロック５１によって吊り上げた状態を示す図である。

【図9】図９は、第１閉止板２１と閉止部材支持用足場３０との間にジャッキ部４０を複数配置した様子を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態における立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４の止水方法を説明するための図である、また、第２閉止板２２を取り付けた様子を示す図である。

【図11A】図１１Ａは、変形例の第１閉止板２７を分解して示す平面図である。

【図11B】図１１Ｂは、図１１Ａの第１閉止板２７のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。

【図12A】図１２Ａは、ドラフト閉止部材２９の変形例を示す上面図である。

【図12B】図１２Ｂは、図１２Ａに示すドラフト閉止部材２９のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

まず、本発明の立軸形水車の吸出し管止水方法を適用する水力発電設備について、図面を参照しながら説明する。
［水力発電設備］
図１は、本実施形態に係る立軸形水車の吸出し管止水方法を適用する水力発電設備の概略構成を示す図である。図２は、立軸形フランシス水車１１の周辺の構造を示す部分拡大断面図である。

【0019】

図１に示す立軸形水車発電機１００は、発電所建屋１０１内に設置される。立軸形水車発電機１００における発電機１３は、例えば、発電所建屋１０１の地上１階に設置され、立軸形フランシス水車（立軸形水車）１１は、例えば、地下１階に設置される。水車と発電機とを上下に配置して設置する立軸形の水車は、横軸形に比べて建屋平面積を縮小できるため、地勢的な制約にとらわれずに設置することができる。

【0020】

立軸形水車発電機１００は、上流側の貯水池から立軸形フランシス水車（立軸形水車）１１へと高圧水を導く導入管１２と、導入管１２により導かれた水を流通させる立軸形フランシス水車１１と、立軸形フランシス水車１１によって駆動する発電機１３と、立軸形フランシス水車１１内を通過した水を放水路（河川）９０へと導く吸出し管１４と、を備える。

【0021】

立軸形フランシス水車１１の渦巻ケーシング１６には、上記導入管１２が接続されており、導入管１２から導かれた高圧水が流入する。図２に示すように、渦巻ケーシング１６の内側に配置されたランナ１７は、渦巻ケーシング１６に導入された高圧水によって回転することで動力を発生する。ランナ１７へ流入する高圧水の流入量は、ランナ１７の外周部に設けられたガイドベーン１８によって調整される。

【0022】

立軸形フランシス水車１１におけるランナ１７の回転軸Ｏ１には、鉛直方向に延びる主軸１９が接続されており、その主軸１９の上端側に発電機１３が連結されている。

【0023】

発電機１３は、主軸１９の上端に連結された回転子（不図示）と、当該回転子の周囲に設けられた固定子（不図示）とによって構成され、主軸１９を通じてランナ１７と接続される。

【0024】

吸出し管１４は、ランナ１７の羽根出口１７ｂの下流に取り付けられ、ランナ１７の直下から鉛直下方に延び、図１に示すように、放水路９０（河川）側へと湾曲した形状をなす。図２に示すように、上記羽根出口１７ｂに接続された吸出し管１４の上端には、羽根出口１７ｂから鉛直下方へ向かって漸次拡大する拡大管１４Ａが配置されており、羽根出口１７ｂから流出した水の流速を減速させて、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する。

【0025】

図１及び図２に示すように、吸出し管１４における立軸形フランシス水車１１側の上端の拡大管１４Ａの管壁には点検用マンホール１４１が開口しており、吸出し管１４内への点検作業員等の出入りが可能である。また、拡大管１４Ａには、給気管１４２が２つ設けられている。これら一対の給気管１４２を通じて外気を吸出し管１４内に取り入れることによって、ランナ１７の羽根出口１７ｂにおける旋回流によって吸出し管１４内に生じる騒音等を防ぐことができる。

【0026】

図１に示すドラフト閉止部材２０は、立軸形フランシス水車１１及び発電機１３を点検、整備等を実施する際に吸出し管１４内を止水する際に適用される。ドラフト閉止部材２０は、図２に示すように、吸出し管１４における上記拡大管１４Ａ内の下端側であって、点検用マンホール１４１及び一対の給気管１４２よりも下方に設置される。ドラフト閉止部材２０は、上下方向に延びる吸出し管１４内においてほぼ水平に設置され、吸出し管１４内を塞ぐことで止水している。

【0027】

図３は、本実施形態のドラフト閉止部材２０を示す平面図である。図４は、吸出し管１４内にドラフト閉止部材２０を設置した状態を示す断面図である。
ドラフト閉止部材２０は、図３および図４に示すように、金属からなる第１閉止板２１、第２閉止板２２及び一対の押さえ部材２３と、板ゴムパッキン（パッキン材）２４Ａ，２４Ｂと、シール材２５とにより構成され、上方（Ｚ方向）側から見たときの外形が全体的に円形状をなす。
ドラフト閉止部材２０の外径は、吸出し管１４における拡大管１４Ａのうち下端側の所定の位置における内径に一致する。ドラフト閉止部材２０は、吸出し管１４に対して水密に設置される。ここで、「水密」とは、ドラフト閉止部材２０によって吸出し管１４内が塞がれて止水された状態である。

【0028】

図３に示すように、第１閉止板２１は、一対の半円環状閉止板（第１部材）２１Ａにより構成される。一対の半円環状閉止板２１Ａは、互いの円弧中心を吸出し管１４の中心軸Ｏ２に一致させて水平に並べて配置されることで、吸出し管１４の円筒形状に沿った環状形状をなし、これによって中央に円形の開口（以下、中央開口２１Ｂ）が形成される。

【0029】

各半円環状閉止板２１Ａの上面２１ａにおける所定位置には、第１閉止板２１を上方へ吊り上げる際に使用する係止部２１ｂが設けられている。断面視Ｌ字形状の係止部２１ｂは、半円環状閉止板２１Ａの重心位置に設けられ、半円環状閉止板２１Ａの水平姿勢を保つ。

【0030】

図４に示すように、第１閉止板２１の上面２１ａにおける外周縁には、第１閉止板２１の外周縁と吸出し管１４の管壁との間の隙間を密閉する第１板ゴムパッキン２４Ａが配置される。図３に示すように、第１板ゴムパッキン２４Ａは、軸方向から見た第１閉止板２１の外形に沿って環状形状をなし、押さえ部材２３によって第１閉止板２１に対して固定される。

【0031】

図３および図４に示すように、押さえ部材２３、第１板ゴムパッキン２４Ａ、第１閉止板２１のそれぞれには複数の螺子穴２６が形成されており、各々の螺子穴２６に挿入される複数の螺子によって押さえ部材２３が締め付けられることで、第１閉止板２１に対して第１板ゴムパッキン２４Ａが固定される。

【0032】

第１板ゴムパッキン２４Ａは、第１閉止板２１よりも僅かに大きい外径を有している。第１板ゴムパッキン２４Ａの外周縁が、第１閉止板２１の外周縁と吸出し管１４の内壁面１４ｂとの間に入り込んだ状態で上記押さえ部材２３により圧縮され、これらの間の隙間がシールされている。第１板ゴムパッキン２４Ａが挿入された隙間には、気密性及び伸縮性を有するシール材２５が充填されている。シール材２５としては、例えば、泡ゴム等の液状ガスケットが用いられる。

【0033】

第２閉止板２２は、図３に示すように、一対の半円板部材（第２部材）２２Ａからなり、これらを組み合わせることによって全体的に円形状を呈する。図３および図４に示すように、第２閉止板２２は、第１閉止板２１の中央開口２１Ｂを塞ぐようにして、第１閉止板２１の上面２１ａ側に配置される。第２閉止板２２の直径は、中央開口２１Ｂの直径よりも僅かに大きいため、第２閉止板２２を第１閉止板２１上に配置することで中央開口２１Ｂの全体が閉塞される。

【0034】

第２閉止板２２の外周縁及び第１閉止板２１（各半円環状閉止板２１Ａ）の内周縁のそれぞれには複数の螺子穴２６が形成されており、各々に挿入される複数の螺子によって、第２閉止板２２が第１閉止板２１に対して固定される。第１閉止板２１と第２閉止板２２との間には、環状の第２板ゴムパッキン２４Ｂが配置されているとともに、これら部材間に気密性及び伸縮性を有するシール材２５が充填されている。このようにして、第１閉止板２１に対して第２閉止板２２が隙間なく取り付けられている。

【0035】

ドラフト閉止部材２０は、図４に示すように、吸出し管１４内に組み立てた閉止部材支持用足場３０上に、複数のジャッキ部（支持部材）４０を介して設置される。ジャッキ部４０としては、ねじ式、ラック式、電動式、手動式を問わない。

【0036】

ドラフト閉止部材２０は、上記閉止部材支持用足場３０及び複数のジャッキ部４０によって下方から支持されるとともに、一対の給気管１４２に取り付けられたレバーブロック（商標登録）５１により上方側へと吊り上げられている。
ドラフト閉止部材２０は、吊り上げられた高さ位置において各ジャッキ部４０によって支持される。ドラフト閉止部材２０は、閉止部材支持用足場３０により下側から支持されるとともに、レバーブロック５１により上側からも支持されるため、吸出し管１４内への安定した設置状態が長期的に維持される。

【0037】

本実施形態では、上述のようなドラフト閉止部材２０を用いて吸出し管１４内をランナ１７側と放水路９０側とに仕切ることによって、吸出し管１４を止水する。

【0038】

［立軸形フランシス水車の吸出し管止水方法］
次に、上述したドラフト閉止部材２０を用いて、立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４を閉止する方法について述べる。
図５～図１０は、本実施形態における立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４の止水方法を説明するための図である。

【0039】

図５は、吸出し管１４内に作業足場３１及び閉止部材支持用足場３０を設置するまでを説明するための図である。図６は、閉止部材支持用足場３０の構成を示す図である。

【0040】

まずは、図５に示すように、立軸形フランシス水車１１（ランナ１７）が設置された状態のままで吸出し管１４内に作業足場３１を設置する。作業足場３１を点検用マンホール１４１から外部へ張り出すように設置することで、吸出し管１４内への作業者の出入りを可能にする。作業足場３１は、吸出し管１４の閉止作業が終了するまで設置されるが、図６以降の図面では、作業足場３１の図示を省略する。

【0041】

次に、吸出し管１４内における作業足場３１よりも下方側に、閉止部材支持用足場３０を設置する（足場設置工程）。例えば、図６に示すように、点検用マンホール１４１から搬入した複数の鋼材（足場構成材）３２同士を格子状に溶接しながら吸出し管１４の内壁面１４ｂにも各鋼材３２を溶接することで、閉止部材支持用足場３０を作製する。このとき、複数の鋼材３２を互い上面が一致するように格子状に溶接する。

【0042】

図７は、吸出し管１４内に半円環状閉止板２１Ａを分割搬入する様子を示す図である。
次に、図７に示すように、点検用マンホール１４１から半円環状閉止板（部材）２１Ａを１つずつ分割した状態で搬入し、吸出し管１４内において環状に組み立てる（第１の組み立て工程）。円環状とした一対の半円環状閉止板２１Ａ同士を溶接によって接合することによって、閉止部材支持用足場３０の上に第１閉止板２１を仮置きする。

【0043】

その後、閉止部材支持用足場３０上に仮置きした環状の第１閉止板２１の上面側に、押さえ部材２３を用いて第１板ゴムパッキン２４Ａを取り付ける。吊り上げられる前の第１閉止板２１上に取り付けられた第１板ゴムパッキン２４Ａの外周縁は、第１閉止板２１の外周縁よりも径方向外側に僅かにはみ出る。

【0044】

図８は、第１閉止板２１をレバーブロック５１によって吊り上げた状態を示す図である。
その後、図８に示すように、例えば、一対の給気管１４２に接続したレバーブロック５１を用いて第１閉止板２１を立軸形フランシス水車１１側へと吊り上げる。このとき、レバーブロック５１を第１閉止板２１を構成している一対の半円環状閉止板２１Ａの各係止部２１ｂにそれぞれ取り付け、各給気管１４２を支点として第１閉止板２１を拡大管１４Ａの上方へ吊り上げる。

【0045】

吸出し管１４の拡大管１４Ａは、上方へ行くにしたがって縮径していることから、当該拡大管１４Ａ内において第１閉止板２１を上方へ引き上げることにより、その周縁に取り付けられた第１板ゴムパッキン２４Ａの外周縁が、第１閉止板２１の外周縁と吸出し管１４の内壁面１４ｂとの間に入り込んで管壁に密着し、圧縮されることで上下方向の所定の位置（止水位置）において第１閉止板２１が停止する（配置工程）。

【0046】

図９は、第１閉止板２１と閉止部材支持用足場３０との間にジャッキ部４０を複数配置した様子を示す図である。
次に、図９に示すように、吊り上げた第１閉止板２１と閉止部材支持用足場３０との間に複数のジャッキ部４０を配置し、溶接することで閉止部材支持用足場３０の上面に固定する。ジャッキ部４０の数や配置位置は、第１閉止板２１の水平姿勢を好適に支持できるように適宜設定される。第１閉止板２１が吊り上げられた位置において、各ジャッキ部４０の突っ張り高さを調整することによって、吸出し管１４の管壁に密着したドラフト閉止部材２０を下面側から支持し、ドラフト閉止部材２０が止水位置に配置された状態を維持する。

【0047】

図１０は、第２閉止板２２を取り付けた様子を示す図である。
次に、図１０に示すように、第１閉止板２１の中央開口２１Ｂを塞ぐ第２閉止板２２を設置する（第２の組み立て工程）。具体的には、第１閉止板２１上に第２板ゴムパッキン２４Ｂを配置した後、点検用マンホール１４１から一対の半円板部材２２Ａを１つずつ分割した状態で搬入し、吸出し管１４内において円形状に組み立てることによって第２閉止板２２を形成する。第１閉止板２１上に、第２板ゴムパッキン２４Ｂを介して上記第２閉止板２２を配置した後、ボルトで締め付けることによって、第１閉止板２１に対して第２閉止板２２を取り付ける。さらに、第１閉止板２１に対して第２閉止板２２を溶接することで、第１閉止板２１の中央開口２１Ｂを第２閉止板２２で閉塞する。

【0048】

次に、第１板ゴムパッキン２４Ａおよび第２板ゴムパッキン２４Ｂを挿入した部分をシール材２５でコーキングする。部材間に各パッキンを挿入した箇所をシール材２５でコーキングすることによって、部材間に生じる隙間が埋まり、水密性が向上する。
以上により、吸出し管１４内へのドラフト閉止部材２０の取り付け作業が終了し、設置したドラフト閉止部材２０によって吸出し管１４内を止水する。

【0049】

上述した立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４の止水方法によれば、点検・整備等を実施する際に、立軸形フランシス水車１１が設置されている状態のまま、吸出し管１４内にドラフト閉止部材２０を設置することができる。すなわち、立軸形フランシス水車１１を分解する前に、吸出し管１４内にドラフト閉止部材２０を設置することができるので、立軸形フランシス水車１１の設置フロアの浸水被害を確実に防ぐことができる。

【0050】

水力発電所によって立軸形フランシス水車１１及び発電機１３の点検・整備等を実施する間隔は異なるが、凡そ１０年～２０年の間隔で行われることが多い。発電機１３、立軸形フランシス水車１１の順に分解していくが、立軸形フランシス水車１１のランナ１７を取り外してから吸出し管１４を蓋で塞ぐまでの間に数日かかるため、発電所建屋１０１内の水車設置フロアが浸水するリスクがあった。これまで、梅雨や台風の多い時期を避けて点検を行ってきたが、近年のゲリラ豪雨による浸水リスクが大きくなってきたことから、吸出し管１４の迅速な止水が必要であった。

【0051】

本実施形態の立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４の止水方法を採用することにより、予め吸出し管１４内に設置したドラフト閉止部材２０によって吸出し管１４を止水した状態で、発電機１３や立軸形フランシス水車１１を分解することができるので、分解作業に数日を要したとしてもその間の発電所建屋１０１内の浸水被害を確実に防ぐことができる。

【0052】

また、ドラフト閉止部材２０が設置される吸出し管１４の拡大管１４Ａは、上方へ行くにしたがって縮径していることから、河川側の水が吸出し管１４内へ逆流した場合に、ドラフト閉止部材２０が上方へ押し上げられることで第１板ゴムパッキン２４Ａがより圧縮されることになり、吸出し管１４の止水効果がさらに高まる。このように、立軸形フランシス水車１１を分割する前にドラフト閉止部材２０を設置することで、万が一、河川側から逆流があった場合の浸水リスクをより効果的に減らすことができる。

【0053】

また、ドラフト閉止部材２０を上方へ吊り上げながらその下方側を、閉止部材支持用足場３０及び複数のジャッキ部４０によって支持する仕組みとなっている。このため、ドラフト閉止部材２０の荷重は、複数のジャッキ部４０を介して閉止部材支持用足場３０へと分散させることができる。また、ドラフト閉止部材２０の吊り上げ構造の不具合が生じた場合でも、下方側の閉止部材支持用足場３０によってドラフト閉止部材２０の傾きや落下等を防ぐことができるため、吸出し管１４内にドラフト閉止部材２０を安定して設置できるとともにその設置状態を長期的に維持することが可能である。

【0054】

本実施形態の立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４の止水方法で用いるドラフト閉止部材２０としては、上述した構成のものに限られず、適宜変更が可能である。

【0055】

図１１Ａは、変形例の第１閉止板２７を分解して示す平面図、図１１Ｂは、図１１Ａの第１閉止板２７のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。図１２Ａは、ドラフト閉止部材２９の変形例を示す上面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示すドラフト閉止部材２９のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。

【0056】

上述した第１閉止板２１を構成する一対の半円環状閉止板２１Ａには、レバーブロック５１で吊り上げる際に使用する係止部２１ｂが、各第１閉止板２１の重心と重なる位置にそれぞれ１つだけ設けられていたが、例えば図１１Ａに示す第１閉止板２７のように、各半円環状閉止板２７Ａに２つずつ係止部２１ｂが設けられていてもよい。各半円環状閉止板２７Ａの重心位置を介してのその両側に均等に配置された一対の係止部２１ｂにレバーブロック５１を係止させることによって、吊り上げ時における半円環状閉止板２７Ａの横ぶれを防ぐことができる。これにより、各半円環状閉止板２７Ａの水平姿勢を維持しやすく、安定した状態で第１閉止板２７を上方へ吊り上げることができる。

【0057】

一方の半円環状閉止板２７Ａには、他方の半円環状閉止板２７Ａを下面２７ｃ側から支持する複数（４つ）の支持部２７ｄが設けられている。支持部２７ｄは、半円環状閉止板２７Ａの径方向に沿う側部に２つずつ設けられ、各側部から、他方の半円環状閉止板２７Ａ側へ向かって突出している。これら複数の支持部２７ｄにより、一対の半円環状閉止板２７Ａ同士を環状に組み合わせた際に、互いの突き合わせ端部の位置ずれが防止される。

【0058】

また、上述した第１閉止板２１では、当該第１閉止板２１の上面２１ａ側に、中央開口２１Ｂよりも大きい直径を有する第２閉止板２２を配置した構成となっていたが、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、第１閉止板２７の中央開口２７Ｂと略等しい直径を有する第２閉止板２８を上記中央開口２７Ｂ内に挿入させることによって閉塞してもよい。第２閉止板２８は、中央開口２７Ｂからの抜け落ち防止のために、各半円環状閉止板２７Ａの下面２７ｃ側にそれぞれ設けられた一対の第２閉止板支持部２７ｆによって支持されている。
このようなドラフト閉止部材２９を、本実施形態の立軸形フランシス水車１１の吸出し管１４の止水方法において用いてもよい。

【0059】

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な止水方法の手順やドラフト閉止部材の構成等は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

【0060】

例えば、上述の実施形態では、ドラフト閉止部材２０の吊り上げ作業時に、一対の給気管１４２を支点として上方へと吊り上げているが、これに限られず、例えば、発電機１３のみ点検等を実施するのであれば、立軸形フランシス水車１１のランナ１７等を支点としてドラフト閉止部材２０を吊り上げてもよい。立軸形フランシス水車１１に対する点検等を実施する場合は、給気管１４２を利用することが好ましい。

【0061】

一対の給気管１４２は図示した形状に限らず、逆さＴ字型など、他の形状をなす給気管１４２が設けられていてもよい。

【0062】

また、上述の実施形態では、レバーブロック５１によって止水位置まで吊り上げられたドラフト閉止部材２０の位置を下方から複数のジャッキ部４０によって維持することで止水するようになっているが、止水方法はこれに限らない。

【0063】

例えば、吸出し管１４に給気管１４２が設置されていない場合は、レバーブロック５１を用いてドラフト閉止部材２０を吊り上げるのではなく、複数のジャッキ部４０によってドラフト閉止部材２０を下側から持ち上げることによって、ドラフト閉止部材２０を止水位置に配置するようにしてもよい。

【0064】

なお、ドラフト閉止部材２０を下側から持ち上げる部材としては、ジャッキ部４０だけに限られず、ばね部材などを用いて持ち上げるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１１…立軸形フランシス水車（立軸形水車）、１３…発電機、１４…吸出し管、１４Ａ…拡大管、２１，２７…第１閉止板、２１Ａ…半円環状閉止板（第１部材）、２１Ｂ，２７Ｂ…中央開口、２２…第２閉止板、２２Ａ…半円板部材（第２部材）、２４Ａ…板ゴムパッキン（パッキン材）、２７ｄ…支持部、２８…第２閉止板、３０…閉止部材支持用足場、３２…鋼材（足場構成材）、４０…ジャッキ部（支持部材）、９０…放水路、１００…立軸形水車発電機、１４１…点検用マンホール、１４２…給気管、Ｏ１…回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】