特開 2024-55293 保持装置

(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】P2024055293

(43)【公開日】2024-04-18

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   F03B 3/18 20060101AFI20240411BHJP

   F03B 11/00 20060101ALI20240411BHJP

   B25B 27/06 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

F03B3/18 Z

F03B11/00 A

B25B27/06 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 2022162104

(22)【出願日】2022-10-07

(71)【出願人】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 三剛

【テーマコード（参考）】

3C031

3H072

【Ｆターム（参考）】

3C031DD12

3H072AA07

3H072AA26

3H072BB01

3H072CC23

3H072CC99

(57)【要約】

【課題】ガイドベーンボックスの引抜きまたは取外しの作業効率を高くする。
【解決手段】ガイドベーンボックスの外周部を包囲する保持部と、前記保持部の径を変える調整部と、を備える、保持装置。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガイドベーンボックスの外周部を包囲する保持部と、
前記保持部の径を変える調整部と、
を備える、保持装置。

【請求項2】

前記保持部に設置された支持部と、
前記支持部に対して取外し可能に装着される一端部を持ち、前記保持部を前記ガイドベーンボックスへ取付けた状態において前記ガイドベーンボックスと平行に延びる、棒状の接続部と、
をさらに備える、請求項１に記載の保持装置。

【請求項3】

前記一端部には雄ネジが切られ、
前記支持部には雌ネジが切られた周面が形成される、請求項２に記載の保持装置。

【請求項4】

前記接続部の他端部に接続された治具と、
前記ガイドベーンボックスが支持するガイドベーンの端部に設置され、前記治具を前記端部から離れるように加力する加力部と、
をさらに備える、請求項２または３に記載の保持装置。

【請求項5】

前記加力部は、油圧ジャッキ及びジャーナルジャッキのいずれかである、請求項４に記載の保持装置。

【請求項6】

前記保持部は前記外周部と同じ曲率を持つ環状に形成される、請求項１から５のいずれか1項に記載の保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水力発電用の水車として、流水の量を制御するガイドベーンを備えた水車が知られている（例えば特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１３８２５１号公報

【特許文献2】特開２０１３－１９４６００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような水車では、例えば保守点検や部品交換等の際、ガイドベーンやその周辺部材の分解が必要となる場合がある。周辺部材のうち、ガイドベーンボックスは単体での引抜きまたは取外しができない構造となっている場合がある。その際は、ガイドベーンボックスの周辺部材を分解する必要があり、多くの労力が必要であった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前述した課題を解決する主たる本発明は、ガイドベーンボックスの外周部を包囲して保持する保持部と、前記保持部の径を変える調整部と、を備える、保持装置を提供する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ガイドベーンボックスの引抜きまたは取外しの作業効率を高める保持装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態による水車の断面図である。

【図2】水車のガイドベーンボックス周辺部分の拡大図である。

【図3】実施形態による保持装置を装着したガイドベーンボックスの（ａ）横断面図と、（ｂ）縦断面図である。

【図4】（ａ）図（ｂ）図ともに、変形例による保持部の平面図である。

【図5】変形例による保持部を装着したガイドベーンボックスの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜実施形態＞
図１～図３を参照しつつ、本発明の１つの実施形態である、水車１及び保持装置１００について以下のとおり説明する。図１は、水車１の構成の一例を示す図である。本実施形態の水車１はフランシス水車であるが、他種の水車であってもよい。

【0009】

なお、以下では、図１に示すように重力方向にしたがって上下方向を定め、説明に用いている。

【0010】

（概要）
水車１は、図１及び図２に示すように、上カバー１０と、ケーシング２０と、上カバーに固定されたガイドベーンボックス３０と、ガイドベーン４０と、アーム５０と、リンク６０と、ガイドリング７０とを主に備える。

【0011】

上カバー１０は、水車１の上部筐体を構成する部材である。上カバー１０には、上下方向に延びる孔１０Ａが、水車１の中心軸１Ａを中心にして周方向に複数箇所形成される。孔１０Ａには、ガイドベーンボックス３０及びガイドベーン４０が挿入される。

【0012】

ケーシング２０は、上カバー１０の下部に設置された筐体であり、ケーシング２０の下部に設置されたランナー羽根（不図示）へ水を流すための水路２０Ａが形成される。

【0013】

ガイドベーンボックス３０は、本体部３１と、本体部３１に支持されるブッシュ３２を有する。本体部３１は、上下方向に延びる軸を持つ円筒形状の部材であり、その外周部は上カバー１０に接触し、支持される。ガイドベーンボックス３０は、孔１０Ａに挿入されており、不図示のボルトなどによって上カバー１０に固定される。

【0014】

本体部３１は、ブッシュ３２を支持する上部３１Ａと、上部３１Ａの下方に形性される下部３１Ｂとを備える。上部３１Ａは、下部３１Ｂよりも大きな径を有し、外方に突出するように形成される。上部３１Ａの上端部は、ブッシュ３２と接触して支持する。

【0015】

ブッシュ３２は、上下方向に延びる軸を持つ略円筒形状の部材であり、その外周部及び上部は上部３１Ａに支持される。ブッシュ３２は、アーム５０及びガイドベーン４０と摺動可能に接触し、これらの部材を支持する。ブッシュ３２の上部は、その下部よりも大きな径を有し、径方向外方に突出した形状を持つ。

【0016】

ガイドベーン４０は、水路２０Ａを流れる水の方向及び水量を調整するための部材であり、本体部４１と、軸部４２と、押さえ板４３と、キー４４と、ボルト４５とを備える。

【0017】

本体部４１は、水路２０Ａに設置された、上下に延びる略平板状の部材である。本体部４１は、軸部４２を中心に回転することで自身の方向を変え、水路２０Ａを流れる水の方向及び流量を調節することができる。

【0018】

軸部４２は、本体部４１に固定された、上下に延びる略円柱形状の部材である。軸部４２は、ガイドベーンボックス３０の内部に挿入され、回転可能に支持される。詳細には、軸部４２の外周面はブッシュ３２の内面と摺動可能に接触する。また、軸部４２は、ケーシング２０によって回転可能に支持される下部４２Ｃを有する。

【0019】

軸部４２には、ガイドベーンボックス３０から上方に突出した部分である上端部４２Ａが形成される。上端部４２Ａには、アーム５０が固定される。上端部４２Ａとアーム５０は、押さえ板４３及びキー４４によって接続される。

【0020】

詳細に述べると、押さえ板４３は、上端部４２Ａとアーム５０の上部を覆うように配置され、ボルト４５によって上端部４２Ａに固定される。キー４４は、上端部４２Ａの外周部とアーム５０との間に挿入され、上端部４２Ａとアーム５０との相対的な回転を防止する。

【0021】

アーム５０は、略水平方向に延びる棒状の部材であり、上端部４２Ａに固定される一端部５１と、リンク６０に接続される他端部５２とを備える。

【0022】

一端部５１には、上下に延びる貫通孔が形成され、上端部４２Ａが挿入される。一端部５１の下部は、ブッシュ３２の上面と摺動可能に接触する。上述の通り、一端部５１は、押さえ板４３、キー４４、及びボルト４５によって、上端部４２Ａに固定される。

【0023】

リンク６０は、略水平方向に延びる棒状の部材であり、他端部５２とガイドリング７０とを接続する。

【0024】

ガイドリング７０は、平面視で環状に形成された部材であり、上カバー１０に摺動可能に支持される。ガイドリング７０は、中心軸１Ａを中心に回転することでリンク６０及びアーム５０を介して動力を伝達し、ガイドベーン４０を回転させることができる。

【0025】

ガイドリング７０へは、不図示のベルクランク及びロッドを介して、ガイドベーン４０を動かすための動力が伝達される。

【0026】

（保持装置）
保持装置１００は、図３に示すように、ガイドベーンボックス３０を上カバー１０から取外すために使用される装置である。保持装置１００は、保持部１１０、２つの調整部１２０、支持部１３０、伝達部１４０、ブロック１５０、及びジャッキ１６０を主に備える。

【0027】

保持装置１００は、図３（ｂ）のようにガイドベーンボックス３０に装着されて、ガイドベーンボックス３０の上カバー１０からの取り外し作業に使用される。なお、以下では、保持装置１００をガイドベーンボックス３０に装着した状態で、各部材における上下、左右などの方向や相互の位置関係などを説明する。

【0028】

保持部１１０は、平面視で略環状に形成された部材であり、いずれも略半円形状の２つの部材１１１によって構成される。部材１１１の曲率は、ガイドベーンボックス３０の外周部の曲率とほぼ同じである。

【0029】

部材１１１は、それぞれ径方向外方に突出した端部１１１Ａ、１１１Ｂを備える。これらの端部１１１Ａ、１１１Ｂには開口が形成される。２つの部材１１１は、端部１１１Ａ同士が対向し、かつ、端部１１１Ｂ同士が対向するように配置される。

【0030】

調整部１２０は、ボルト１２１、及びナット１２２を備える。ボルト１２１は、端部１１１Ａ及び端部１１１Ｂに１つずつ挿入される。ボルト１２１の端部は、ナット１２２にねじ込まれる。ボルト１２１とナット１２２との締結により、２つの部材１１１が接続される。

【0031】

また、ボルト１２１に対してナット１２２のねじ込みを緩め、または締め付けることにより、２つの部材１１１を互いに隔離または近接させ、保持部１１０の径を大きくしたり、小さくしたりすることが可能である。

【0032】

支持部１３０は、部材１１１の外周部に溶接されたナットである。支持部１３０には、上下方向に延びる開口が形成され、開口を形成する内周面には雌ネジが切られている。

【0033】

伝達部１４０は、鋼棒１４１と、鋼棒１４１に係合するナット１４２とを備える。鋼棒１４１は、全長に亘って、または少なくとも両端部の外周面に雄ネジが切られた鋼材である。鋼棒１４１は、上下方向に延びるように、すなわちガイドベーンボックス３０と略平行に配置される。

【0034】

鋼棒１４１の下端部は、支持部１３０にねじ込まれて接続される。また、鋼棒１４１の上部はブロック１５０に挿入される。鋼棒１４１の上端部はブロック１５０の上方に突出しており、ナット１４２がねじ込まれて取り付けられる。

【0035】

ブロック１５０は、略水平に延びる略直方体形状の鋼材である。また、ブロック１５０の中央部下部は、ジャッキ１６０の下端部（詳細は後述）に載置される。ブロック１５０の両端部には鋼棒１４１が挿入され、ナット１４２によって接続される。

【0036】

ジャッキ１６０は、ブロック１５０と上端部４２Ａとの間に設置される。ジャッキ１６０は、上端部４２Ａから反力を取り、ブロック１５０を上方に加力することができる。ジャッキ１６０の具体例としては、油圧ジャッキ及びジャーナルジャッキなどが挙げられる。なお、ジャッキ１６０は、多くの場合、下端部の径がガイドベーンボックス３０の内径より大きいため、通常の使用方法では、ガイドベーンボックス３０を最後まで引き抜くことができない。そのため、ジャッキ１６０は上下にひっくり返して使用される。すなわち、ジャッキ１６０の上端部が下方に位置し、下端部が上方に位置してブロック１５０の中央部下部と接した状態で使用される。

【0037】

（作業）
保持装置１００を用いて、ガイドベーンボックス３０の取り外しを行う際の作業について説明する。

【0038】

最初に作業者は、リンク６０をアーム５０から取り外す。次に、アーム５０を上端部４２Ａから取り外す。詳細に述べると、作業者は、ボルト４５を緩めて押さえ板４３及びキー４４を取り外し、一端部５１を上端部４２Ａに対して上方に引き抜く。

【0039】

次に、ガイドベーンボックス３０に対する保持装置１００の装着が実行される。この作業において、作業者は、２つの部材１１１を下部３１Ｂの外周部を包囲するように配置し、調整部１２０を端部１１１Ａ、１１１Ｂに取付ける。作業者がナット１２２を締め込むことにより、保持部１１０の径が縮小し、保持部１１０の内周部が下部３１Ｂの外周部に対して強く押圧される。これにより保持部１１０の装着が完了する（図３（ａ））。

【0040】

次に、作業者は、ジャッキ１６０を上端部４２Ａに載せ、ブロック１５０をジャッキ１６０の上端部に載置する。さらに、ブロック１５０と支持部１３０とを接続するように、伝達部１４０が設置される。伝達部１４０の設置は、鋼棒１４１の下端部を支持部１３０へねじ込み、鋼棒１４１の上端部をナット１４２と接続させることによって行われる。これにより保持装置１００全体の装着が完了する（図３（ｂ））。

【0041】

作業者は、ジャッキ１６０を用いてブロック１５０を上方に加力する。ブロック１５０に加えられた力は、伝達部１４０及び支持部１３０を介して保持部１１０に伝達され、ガイドベーンボックス３０を上方に引き抜く力として伝達される。保持部１１０は、下部３１Ｂの外周部を強く保持するとともに、上部３１Ａの下端部にも接触し、滑ることなくガイドベーンボックス３０に力を伝達する。

【0042】

加力に伴って、ガイドベーンボックス３０は、上カバー１０から引き抜かれ、取り外しが完了する。これにより、作業者は、ガイドベーンボックス３０や上カバー１０などの周辺部位に対し、補修作業など、必要な作業を実施することができる。

【0043】

＜効果＞
実施形態によれば、保持装置１００は、ガイドベーンボックス３０の外周部を包囲する保持部１１０と、保持部１１０の径を変える調整部１２０とを備える。

【0044】

上記構成では、簡易な構成で確実に、ガイドベーンボックス３０を包囲して保持する装置とすることができる。

【0045】

前記保持部に設置された支持部１３０と、支持部１３０に対して取外し可能に装着される下端部を持ち、保持部１１０をガイドベーンボックス３０へ取付けた状態においてガイドベーンボックス３０と平行に延びる、棒状の鋼棒１４１（接続部に相当）を備える。

【0046】

上記構成により、保持部１１０に対して上方へ引き抜く力を伝達するための構成を、簡易な部材によって得ることができる。

【0047】

鋼棒１４１の下端部には雄ネジが切られ、支持部１３０には雌ネジが切られた周面が形成される。

【0048】

上記構成により、鋼棒１４１の下端部をねじ込むだけで、鋼棒１４１の支持部１３０への取付けが可能となる。また、取り外しも容易である。

【0049】

保持装置１００は、鋼棒１４１の上端部に接続されたブロック１５０（治具に相当する）と、ガイドベーンボックス３０が支持するガイドベーン４０の上端部４２Ａに設置され、ブロック１５０を上端部４２Ａから離れるように加力するジャッキ１６０（加力部に相当）とを備える。ジャッキ１６０は、油圧ジャッキ及びジャーナルジャッキのいずれかである。

【0050】

上記構成により、効果的にガイドベーンボックス３０への加力を行う装置構成とすることができる。また、保持装置１００を、設置及び分解が容易な装置とすることができる。

【0051】

保持部１１０は、ガイドベーンボックス３０の外周部と同じ曲率を持つ環状に形成される。

【0052】

上記構成では、保持部１１０がガイドベーンボックス３０の外周部の形状に合致するため、外周部を確実に保持することが可能となる。

【0053】

＜変形例＞
上記実施形態において、保持部１１０は略円環状に形成されたが、保持部１１０の形状は、原則としてガイドベーンボックス３０の形状に合わせたものとなる。したがって、変形例の保持部８１０として示すように、平面視における形状は、六角形状（図４（ａ））や、多角形状であってもよいし、楕円や長円形状であってもよい。

【0054】

上記実施形態において調整部１２０は、ボルト１２１とナット１２２によって構成された。これに代わり、変形例の調整部９２０として示すように、ボルト１２１、ナット１２２、及びヒンジ９２３で構成されてもよい（図４（ｂ））。

【0055】

詳細に述べると、ヒンジ９２３は対向する２つの端部１１１Ｂを接続する。保持部１１０は、ヒンジ９２３を中心として、径を拡大または縮小するように開閉できる。調整部９２０は、端部１１１Ａに設けられたボルト１２１とナット１２２によって保持部１１０の径の調整を行う。このような構成により、保持部１１０のガイドベーンボックス３０への装着、及びガイドベーンボックス３０の保持が可能となる。

【0056】

また、調整部１２０、９２０は、ボルト１２１とナット１２２、ヒンジ９２３による構成とするだけでなく、クランプなど他の固定方法が用いられてもよい。

【0057】

上記実施形態において支持部１３０は、ナットによって構成されたが、これ以外の構成であってもよい。例えば、変形例による支持部８３０及び接続部８４０として示すように、支持部８３０がナットではなく平板または突起として形成され、鋼棒８４１の下部に固定されたクランプ８４２と接続されてもよい（図５）。

【符号の説明】

【0058】

１ 水車
１０ 上カバー
２０ ケーシング
３０ ガイドベーンボックス
４０ ガイドベーン
５０ アーム
６０ リンク
７０ ガイドリング
１００ 保持装置
１１０ 保持部
１２０ 調整部
１３０ 支持部
１４０ 伝達部
１５０ ブロック
１６０ ジャッキ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】