水力発電所の給水流量制御装置及び、その給水流量制御方法
【課題】発電機固定子や軸受部等の冷却水に対して優先的に封水装置に給水できるようにすると共に、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、発電機停止等の異常事態を回避できるようにする。
【解決手段】給水系統に接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する３つのＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３と、このＡ〜Ｃ電動弁によって調整される各々の用途毎の流量配分に関する優先順位を設定する設定部１８と、給水系統に接続され、設定部１８によって優先順位が設定された各々の用途に供給される給水流量を検出する複数の流量計４６〜４８と、Ａ〜Ｃ電動弁、設定部１８及び流量計４６〜４８に接続され、検出された各々の用途に供給される給水流量及び、設定された優先順位に基づいてＡ〜Ｄ電動弁を制御する制御部５３とを備えるものである。
【解決手段】給水系統に接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する３つのＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３と、このＡ〜Ｃ電動弁によって調整される各々の用途毎の流量配分に関する優先順位を設定する設定部１８と、給水系統に接続され、設定部１８によって優先順位が設定された各々の用途に供給される給水流量を検出する複数の流量計４６〜４８と、Ａ〜Ｃ電動弁、設定部１８及び流量計４６〜４８に接続され、検出された各々の用途に供給される給水流量及び、設定された優先順位に基づいてＡ〜Ｄ電動弁を制御する制御部５３とを備えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所の発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等を制御する給水流量制御システムに適用可能な水力発電所の給水流量制御装置及びその給水流量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水力発電所では、水車発電機の冷却用途、水車の軸受部の冷却用途、その軸受部における河川の水浸入を防ぐための封水用途等に給水装置が設置されている。封水用途に使用される給水装置を以下、封水装置という。
【０００３】
図１５は、従来例に係る水力発電所の水車６０における封水装置１０の配置例を示す説明図である。図１５に示す水車６０は、例えば、フランシス水車（反動水車）を構成し、ケーシング１、主軸８、ランナ１２、吸出し管１３及び軸受部７０を有して、その主要部が構成される。ケーシング１は渦巻き状を有して、図示しない水圧管（鉄管）の端部に連結される。ケーシング１内には毎秒数トンの水が流れている。ケーシング１の外側はピットライナ１１で保護されている。ケーシング１はスピードリング２を有しており、スピードリング２が水圧や外力に対してケーシングを補強したり、流水の方向を整えるようになされる。
【０００４】
ケーシング１の中央部は上カバー３及び下カバー４で密閉され、ケーシング１内の数トンの水が噴射しないように覆われて水車室を構成している。主軸８はケーシング１の中央部に回転自在に配置され、その一端には図示しない水車発電機の主軸が連結される。主軸８の他端にはランナ１２が取り付けられる。水車室内では、ケーシング１内の水がランナ１２に当たり主軸８が回転する。上述のケーシング１の中央部の下方には吸出し管１３が連結され、ランナ１２に当った水を吸い出すように機能する。
【０００５】
ランナ１２の外周付近には複数個のガイドベーン６が設けられる。各々のガイドベーン６にはガイドリング７が係合され、図示しない調速機が接続される。調速機はガイドベーン６を連動して動作させ、開口面積を可変してランナ１２に当てる水の流量を調整する。
【０００６】
ケーシング１の中央部には軸受部７０が配置され、ランナ１２が取り付けられた主軸８を所定位置で回転自在に受け支える構造になっている。軸受部７０は主軸メタルケース５、主軸受９及び封水装置１０から構成される。主軸メタルケース５は軸受部７０の主要部を構成し、主軸受９を有して、主軸８を回転自在に受け支える。
【０００７】
封水装置１０は特許文献３に見られ、軸受部７０内であって、主軸メタルケース５の下方に配置される。一般に水車６０は、主軸８の円周に沿って漏水が発生し易いことが知られている。封水装置１０は、この主軸８の円周に沿って発生する漏水を封止するために設けられる。
【０００８】
封水装置１０は主に、パッキン部材１７、主軸パッキン箱１９及び図示しない封水管から構成されている。主軸パッキン箱１９は、主軸８の外周を覆う部分であって、水密区画を構成する境界部分に配置され、主軸パッキン箱１９内にはパッキン部材１７が取り付けられる。封水装置１０では、ある程度の圧力を持った水を封水管を介してパッキン部材１７に与え、当該パッキン部材１７を主軸８の方向へ押さえ付けることで、漏水圧力に負けないようになされる。
【０００９】
なお、パッキン部材１７に与える給水量が少なくなると（圧力低下すると）、パッキン部材１７の水密効果が低下する。このため、漏水量が多くなり、河川の水浸入の防止効果が低減する場合が多い。
【００１０】
図１６は、水力発電所２００の封水装置１０を含む給水系統（主流）の構成例を示すブロック図である。図１６に示す封水装置１０を含む給水系統は、鉄管→給水主弁→ストレーナ→各冷却水及び封水→ドラフト（排水）となっている。水力発電所２００の給水流量調整システムは、例えば、主給水管２４、バイパス管２５、分配管２６、電動弁２７、ストレーナ３４、４０２，４０５、手動弁３５〜３７、手動弁４０１，４０３，４０４，４０６を有して構成される。
【００１１】
主給水管２４の上流側には電動弁２７（給水主弁）が接続される。電動弁２７の上流側には鉄管４０が接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途の水２０を鉄管４０から主給水管２４へ取り込むように制御される。
【００１２】
主給水管２４には、電動弁２７の下流側にバイパス管２５が接続される。バイパス管２５の分岐点の下流側の主給水管２４には、上流側から順に手動弁４０１、ストレーナ４０２及び手動弁４０３が接続される。バイパス管２５には上流側から順に手動弁４０４、ストレーナ４０５及び手動弁４０６が接続される。
【００１３】
分配管２６には封水管Ｐ１、冷却管Ｐ２，Ｐ３が接続される。封水管Ｐ１には上流側から順にストレーナ３４及び手動弁３５が取り付けられる。封水管Ｐ１ではストレーナ３４を通過した後の封水用途の水（以下で封水という）が手動弁３５によって手動で調整され、図１５に示したパッキン部材１７を押下する封水管に給水される。
【００１４】
冷却管Ｐ２には手動弁３６が接続され、軸受部冷却用の水の流量が手動で調整される。冷却管Ｐ３には手動弁３７が接続され、発電機固定子冷却用の水の流量が手動で調整される。各冷却水の必要流量と封水の必要流量とは様々で、発電機冷却用途＞軸受冷却用途＞封水用途の順に流量が調整される。例えば、発電機冷却、軸受冷却、封水の各用途の流量は、手動弁３５〜３７の弁開度を調整することにより行われる。これらの発電機冷却、軸受冷却、封水の各用途の流量を手動調整する給水流量調整システムを、自動制御化して給水流量制御システムを構築する方法が考えられている。
【００１５】
この種の水力発電所の給水流量制御システムに関連して、特許文献１に開示された流体の流量調整制御装置によれば、信号発生手段、流量調整バルブ及び制御装置を備え、信号発生手段は信号出力部を有している。信号出力部は、上位４ビットの上位側設定部及び、下位４ビットの下位側設定部を有し、上・下位側設定部からの各ビット信号を組み合わせて出力する。流量調整バルブは、流体の性質毎に複数個配設され、信号出力部からの出力に応じて流体通路面積を変化させる。これらを前提にして、制御装置は、信号出力部から流量調整バルブへ夫々ビット信号を出力させ、各流量調整バルブの流体通路断面積をビット信号に応じて選択し、各流量調整バルブからの流量を夫々調整して混合流体を生成すべく流量調整バルブを制御するようになる。
【００１６】
このように流体の流量調整制御装置を構成すると、信号出力部から出力されるビット信号によって流量調整バルブを開閉制御することができ、流体の流量調整を細かく行うことができ、流体を所定の混合割合により混合でき、混合割合の正確な混合流体を生成できるというものである。
【００１７】
更に、水力発電所の給水流量制御装置に関連して、特許文献２に開示されたガス流量の調整装置によれば、複数のトーチ、定流量素子及び制御手段を備え、複数のトーチは、複数種のノズルを選択的に装着すると共に、供給されたガスをノズルから噴射して被加工材に対して加工が行われる。
【００１８】
定流量素子は、複数のトーチに於けるガスの供給側に接続され、予め設定されたガス流量に対応する指令信号を受け、この指令信号と現在のガス流量を検出した検出信号とを比較して、現在のガス流量が予め設定されたガス流量の値から変動したとき、現在のガス流量を予め設定されたガス流量に調整する。これを前提にして、制御手段が、複数のトーチに於けるガスの供給側に接続された定流量素子に対し、ガス毎に予め設定されたガス流量に対応する指令信号を伝達して定流量素子を制御するものである。
【００１９】
このようにガス流量の調整装置を構成すると、１台の制御手段によって複数の定流量素子を制御することができ、コストを大幅に上昇させることなく、複数のトーチに対するガスの流量を正確に制御できるというものである。
【００２０】
更に、水力発電所の給水流量制御装置に関連して、特許文献３に開示された立軸水車の主軸封水装置によれば、主軸スリーブ、主軸封水本体、及び、遠心ポンプを備え、主軸スリーブは立軸水車の主軸下部の外周面に取り付けられる。主軸封水本体は、櫛の歯状のシーリングライナを備えている。シーリングライナは、軸水車の上カバーの上面に取付けられ、その内周面に主軸スリーブに対して予め定めた主軸シールギャップを介して対向する面を有している。遠心ポンプは、主軸スリーブの頂端近傍または下端近傍の少なくともいずれか一方の立軸水車の主軸の外周面に設けられて、主軸の回転により主軸シールギャップに向かう水圧を発生する。これらを前提にして、主軸封水本体の上部が遠心ポンプに小間隙を介して対向するように構成される。
【００２１】
このように立軸水車の主軸封水装置を構成すると、水車主軸の定格回転時において、主軸シールギャップを上昇して漏水となる圧力水の上昇を抑制でき、主軸封水装置からの漏水を低減できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平０９−０３４５５４号公報（第２頁 図１）
【特許文献２】特開平０８−１９７２５７号公報（第４頁 図３）
【特許文献３】特開平０８−１７７７０５号公報（第１頁 図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、従来例に係る水力発電所２００の給水流量制御システムによれば、次のような問題がある。
ｉ．発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途で必要流量が違うこと、及び、１つの給水系統から全ての用途に対応して給水を行っているため、図１６に示した手動弁３５〜３７による調整では、個々の流量調整が非常に困難となる。発電機冷却用には多量の冷却水が使用されるため、流量調整次第では最も少ない封水流量が満たされなくなってしまう場合もある。
【００２４】
ii．また、発電機冷却用の冷却管Ｐ３を配管清掃（クーラー逆洗浄）するために、一時的に発電機冷却用の流量を増加させる場合がある。この配管清掃時に封水流量が低下し、発電機８０を自動停止してしまう恐れがある。
【００２５】
iii．給水流量制御システムでは主給水管２４のストレーナ４０２とは別に、封水系統の封水管Ｐ１にストレーナ３４を設置している場合が多い。しかし、ストレーナ４０２の排砂動作とストレーナ３４の排砂動作が同時期に起動された場合に、封水流量が低下し、発電機８０を自動停止してしまう恐れが有る。
【００２６】
iv．なお、特許文献１に見られるような流体の流量調整制御装置によれば、供給元の水の流量が有る程度確保されていることが前提と考えられ、供給元流量が十分確保されていない場合は、水力発電所２００における出水時の対処が困難となるという問題がある。出水時にゴミ等により流量が低下した場合、流量が最も少ない封水に影響を及ぼし、発電機８０を自動停止してしまう場合がある。
【００２７】
ｖ．また、特許文献２に見られるようなガス流量の調整装置によれば、流量が設定値となるように目標値追従制御するが、水力発電所においては、出水時の濁水等により流量が低下するのを事前に防ぐ必要がある。このため、流量を設定値よりも多めに設定する等の対策が必要であり、一概に流量を一定（設定値）に保つだけでは、上述の問題に対応できない。
【００２８】
そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、発電機固定子や軸受部等の冷却水に対して優先的に封水装置に給水できるようにすると共に、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、発電機停止等の異常事態を回避できるようにした水力発電所の給水流量制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、少なくとも、給水系統に接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する複数の流量調整部と、前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関する優先順位を設定する設定部と、前記給水系統に接続され、前記設定部によって優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する複数の流量検出部と、前記流量調整部、設定部及び前記流量検出部に接続され、当該流量検出部によって検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、複数の流量調整部、設定部、複数の流量検出部及び、制御部を備えて構成され、流量調整部は、給水系統に接続され、少なくとも、発電機冷却、軸受冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する。設定部は、流量調整部によって調整される各々の用途毎の流量配分に関する優先順位を設定するようになされる。流量検出部は、給水系統に接続され、設定部によって優先順位が設定された各々の用途に供給される給水流量を検出する。制御部は流量調整部、設定部及び流量検出部に接続される。これを前提にして、制御部が流量検出部によって検出された各々の用途に供給される給水流量及び、設定部によって設定された優先順位に基づいて流量調整部を制御するようになる。この制御によって、各々の用途に対応した優先順位に従って給水できるので、軸受部や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。
【００３１】
請求項２に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項１において、前記制御部に前記優先順位を設定する設定部では、前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関して、前記軸受部の漏水を防止するための封水、前記軸受部を冷却するための冷却水、前記発電機を冷却するための冷却水の順に前記優先順位が設定されることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項３に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項２において、前記制御部が、前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び前記発電機を冷却するための発電機冷却装置に優先して前記軸受部の漏水を防止するための封水装置に給水することを特徴とするものである。
【００３３】
請求項４に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項３において、前記軸受部の漏水を防止するための封水装置、前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び、前記発電機を冷却するための発電機冷却装置の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分され、前記制御部は、前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足するか否かを監視し、前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足する場合は、前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とするものである。
【００３４】
請求項５に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項４において、前記常備用及び予備用の給水系統に接続された前記発電機の固定子を含む軸受部の温度を検出する温度検出部を備え、前記制御部は、前記温度検出部から、少なくとも、前記発電機の固定子及び軸受部のいずれか一方の温度が設定温度を超える温度上昇を検出したとき、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加することを特徴とするものである。
【００３５】
請求項６に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項５において、前記制御部は、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加する際に、前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項７に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項１において、前記給水系統に接続された本管を流れる水の濁度を検出する濁度検出部を備え、前記制御部は、前記濁度検出部から出力される濁度検出情報に基づいて前記軸受部の封水用の流量設定値、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行することを特徴とするものである。
【００３７】
請求項８に記載の水力発電所の給水流量制御方法は、給水系統に接続され、少なくとも、発電機冷却、軸受冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する流量調整部及び、給水系統に接続され、各々の前記用途毎に流量を検出する流量検出部を備え、各々の用途毎に給水制御を実行する水力発電所の給水流量制御装置が、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量配分に関する優先順位の設定を受け付ける工程と、優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する工程と、検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、予め設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御し、各々の前記用途に給水する工程を実行することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１に係る水力発電所の給水流量制御装置及び、請求項８に係る水力発電所の給水流量制御方法によれば、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各々の用途毎に設けられた流量検出部から出力される各々の用途毎の給水流量及び、設定部によって設定された各々の用途毎の流量配分に関する優先順位に基づいて流量調整部を制御する制御部を備えるものである。
【００３９】
この構成によって、各々の用途に対応した優先順位に従って給水できるので、軸受部や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。これにより、手動による流量調整が不要となる。封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【００４０】
請求項２に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、流量調整部によって調整される各々の用途毎の流量配分に関して、軸受部の漏水を防止するための封水、軸受部を冷却するための冷却水、発電機を冷却するための冷却水の順に優先順位が設定されるので、軸受部や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。
【００４１】
請求項３に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、優先順位に基づいて軸受部冷却装置及び発電機冷却装置に優先して封水装置に給水するので、封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【００４２】
請求項４に記載の水力発電所の給水流量制御装置によれば、封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分され、制御部が常備用の給水系統で発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足する場合、予備用の給水系統で追加給水制御を実行するので、封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【００４３】
請求項５に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、制御部が発電機の固定子及び軸受部のいずれか一方の温度上昇を検出したとき、発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加するので、発電機停止等の異常事態を伴うことなく、発電機及び軸受部の温度上昇を抑制できるようになる。
【００４４】
請求項６に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、制御部は、発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加する際に、予備用の給水系統で追加給水制御を実行するので、軸受部の封水を確保しつつ発電機及び軸受部の温度上昇を抑制できるようになる。
【００４５】
請求項７に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、制御部が、濁度検出部から出力される濁度検出情報に基づいて軸受部の封水用の流量設定値、発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行するので、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、適正流量を常に確保できるようになる。このため、流量低下による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る実施形態としての封水装置１０を含む給水系統（主流）の構成例を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、給水流量制御装置５０における制御例を示す動作概要図である。
【図３】第１の実施例に係る優先順位設定による流量制御例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施例に係る優先順位設定による流量制御例を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施例に係る軸受部７０の温度検出に基づく流量制御例を示すフローチャートである。
【図６】第４の実施例に係る発電機固定子の温度検出に基づく流量制御例を示すフローチャートである。
【図７】第５の実施例に係る本管濁度検出に基づく流量制御例（その１）を示すフローチャートである。
【図８】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その２）を示すフローチャートである。
【図９】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その３）を示すフローチャートである。
【図１０】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その４）を示すフローチャートである。
【図１１】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その５）を示すフローチャートである。
【図１２】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その６）を示すフローチャートである。
【図１３】第６の実施例に係る全体流量確保に対する常備→予備による追加給水制御例を示すフローチャートである。
【図１４】第７の実施例に係る全体流量確保に対する予備→常備復帰による給水制御例を示すフローチャートである。
【図１５】従来例に係る水力発電所の水車６０における封水装置１０の配置例を示す説明図である。
【図１６】水力発電所２００の封水装置１０を含む給水系統（主流）の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態としての水力発電所の給水流量制御装置及びその給水流量制御方法について説明する。
図１に示す給水流量制御装置５０は水力発電所２００（図１５参照）に設けられ、給水流量制御システム１００を構成する。この例では、鉄管からの給水系統を２ルート化し、各給水系統のストレーナの出口に電動弁を配置する。発電機冷却、軸受冷却及び封水の各々の用途毎の入口に電動バルブを設置する。各用途入口及びストレーナの出口に流量計を設置して給水流量制御システム１００を構成する。
【００４８】
給水流量制御システム１００には、給水流量制御装置５０の他に、分配管１６、設定部１８、鉄管４０、第１の給水系統４１、第２の給水系統４２、流量計４３，４６〜４７、ストレーナ４４、水車６０、軸受部７０、発電機８０、濁度計９０、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３が備えられる。
【００４９】
この例では、軸受部７０の漏水を防止するための封水装置１０（図１５参照）、軸受部７０を冷却するための軸受部冷却装置（図示せず）及び、発電機を冷却するための発電機冷却装置（図示せず）の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分される。第１の給水系統４１は例えば常備用であり、第２の給水系統４２はその予備用である。
【００５０】
鉄管４０は取水口４０８を有しており、上流の図示しないダム湖等に接続される。取水口４０８の下流側の鉄管４０には、第１の給水系統４１が接続される。給水系統４１は給水管１４、電動弁４１１，ストレーナ４１２及び電動弁４１３（以下、Ｄ電動弁ともいう）を有して構成される。給水管１４は鉄管４０から分岐された水２０を取り込む。水２０は、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に使用される。
【００５１】
電動弁４１１は流量調整部の一例を構成し、給水系統４１の給水管１４を流れる水の流量を調整する。ストレーナ４１２は給水管１４を流れる水２０に含まれるゴミをろ過する。Ｄ電動弁４１３は流量調整部の一例を構成し、ストレーナ４１２でろ過された後の水２０の流量を調整する。
【００５２】
取水口４０８と、上述の第１の給水系統４１の分岐点との間の鉄管４０には、第２の給水系統４２が接続される。給水系統４２は給水管１５、電動弁４２１，ストレーナ４２２及び電動弁４２３（以下、Ｅ電動弁ともいう）を有して構成される。流量不足時において、給水管１５は鉄管４０から分岐された水２０を取り込む。水２０は、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水の各用途において追加供給される。
【００５３】
電動弁４２１は流量調整部の一例を構成し、給水管１４を流れる水の流量を調整する。
ストレーナ４２２は給水管１４を流れる水２０に含まれるゴミをろ過する。Ｅ電動弁４２３は流量調整部の一例を構成し、ストレーナ４１２でろ過された後の水２０の流量を調整する。
【００５４】
この例では、Ｄ電動弁４１３の下流側とＥ電動弁４２３の下流側とが接続されて、流量計４３の一端に接続される。流量計４３は、給水管１４を流れる水２０の流量及び給水管１５を流れる水２０の流量の少なくとも一方を計測して流量検出信号Ｓ４３を発生する。流量検出信号Ｓ４３は給水流量制御装置５０へ出力される。
【００５５】
流量計４３の他端は分配管１６に接続される。分配管１６には、封水管Ｐ１、冷却管Ｐ２及び冷却管Ｐ３が接続される。封水管Ｐ１にはストレーナ４４、流量計４６及びＡ電動弁４５１が設けられる。ストレーナ４４は封水管Ｐ１に接続され、封水管Ｐ１を流れる水２０に含まれるゴミをろ過する。Ａ電動弁４５１は流量調整部の一例を構成し、封水管Ｐ１に接続されると共に、軸受部７０の封水用途に設けられて、封水管Ｐ１を流れる水の流量を調整する。Ａ電動弁４５１には設定部１８によって優先順位が設定される。
【００５６】
流量計４６は流量検出部の一例を構成し、封水管Ｐ１に接続されると共に、封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量を示し、当該封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００５７】
冷却管Ｐ２には流量計４７及びＢ電動弁４５２が設けられる。Ｂ電動弁４５２は流量調整部の一例を構成し、冷却管Ｐ２に接続され、軸受部７０の冷却用途に設けられて、冷却管Ｐ２を流れる水の流量を調整する。Ｂ電動弁４５２には設定部１８によって優先順位が設定される。
【００５８】
流量計４７は流量検出部の一例を構成し、Ｂ電動弁４５２によって調整された、冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００５９】
冷却管Ｐ３には流量計４８及びＣ電動弁４５３が設けられる。Ｃ電動弁４５３は流量調整部の一例を構成し、冷却管Ｐ３に接続され、発電機の冷却用途に設けられて、冷却管Ｐ３を流れる水の流量を調整する。Ｃ電動弁４５３には設定部１８によって優先順位が設定される。
【００６０】
流量計４８は流量検出部の一例を構成し、Ｃ電動弁４５３によって調整された、冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００６１】
この例で、給水流量制御装置５０は演算部５１、メモリ部５２及び制御部５３を有して構成される。給水流量制御装置５０は上述の流量検出信号Ｓ４３、封水検出信号Ｓ４６、冷却水検出信号Ｓ４７及び、冷却水検出信号Ｓ４８を入力し、各々をアナログ・ディジタル変換して、流量検出データＤ４３、封水検出データＤ４６、冷却水検出データＤ４７及びＤ４８を生成する。
【００６２】
演算部５１は流量検出データＤ４３、封水検出データＤ４６、冷却水検出データＤ４７及びＤ４８に基づいて制御目標値を演算する。演算部５１は、例えば、流量検出量が不足する場合に、流量検出量を与える電動弁の弁開度と上限設定値との差分を演算する。当該差分が存在する場合、すなわち、電動弁の弁開度が上限リミットに到達していない場合は、流量を増加する方向に弁を開くための制御目標値を生成する。
【００６３】
また、流量検出量が過剰となっている場合、演算部５１は、流量検出量を与える電動弁の弁開度と下限設定値との差分を演算する。当該差分が存在する場合、すなわち、電動弁の弁開度が下限リミットに到達していない場合は、流量を減少させる方向に弁を閉じるための制御目標値を生成する。
【００６４】
制御目標値は、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３の開度を制御して流量を設定するための値である。例えば、封水に関して、流量検出量が不足する場合の制御目標値は、電動弁開信号Ｓ５１となり、流量検出量が過剰となっている場合は、電動弁閉信号Ｓ５１バーとなる。
【００６５】
演算部５１にはメモリ部５２が接続される。メモリ部５２には演算途中の流量検出データＤ４３、封水検出データＤ４６、冷却水検出データＤ４７及びＤ４８や、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対応した制御目標値が一時記憶される。
【００６６】
演算部５１及びメモリ部５２には制御部５３が接続される。制御部５３は制御目標値に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３を制御する。制御部５３には設定部１８が接続される。設定部１８は、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量配分に関する優先順位の設定を受け付けるように操作される。
【００６７】
この例では、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３によって調整される各々の用途毎の流量配分に関して、例えば、軸受部７０の漏水を防止するための封水、軸受部７０を冷却するための冷却水、発電機を冷却するための冷却水の順に優先順位が設定される。ここで受け付けられた優先順位は、設定データＤ１８となって設定部１８から制御部５３へ出力される。
【００６８】
各々の用途毎の流量配分に関する優先順位は、設定部１８から制御部５３へ設定される。設定部１８で優先順位を設定すると、軸受部７０や発電機８０の固定子等の冷却に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。
【００６９】
給水流量制御装置５０は、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３及び流量計４３，４６〜４７に接続され、制御部５３が流量計４３，４６〜４７によって検出された各々の用途に供給される給水流量及び、設定部１８によって設定された優先順位に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３を制御する。
【００７０】
例えば、制御部５３は、設定部１８によって設定された優先順位に基づいて軸受部７０を冷却するための軸受部冷却装置（図示せず）及び発電機を冷却するための発電機冷却装置（図示せず）に優先して軸受部７０の漏水を防止するための封水装置１０（図１５参照）に給水する。
【００７１】
制御部５３は、Ａ電動弁４５１に電動弁開信号Ｓ５１を出力して弁開動作させる。反対に、Ａ電動弁４５１の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ５１バー（上線を省略する：Ｓ５１の反転信号の意味）を出力する。Ａ電動弁４５１の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ511を出力する。
【００７２】
同様にして、制御部５３は、Ｂ電動弁４５２に電動弁開信号Ｓ５２を出力して弁開動作させる。反対に、Ｂ電動弁４５２の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ５２バー（上線を省略する：Ｓ５２の反転信号の意味）を出力する。Ｂ電動弁４５２の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ522を出力する。
【００７３】
更に、制御部５３は、Ｃ電動弁４５３に電動弁開信号Ｓ５３を出力して弁開動作させる。反対に、Ｃ電動弁４５３の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ５３バー（上線を省略する：Ｓ５３の反転信号の意味）を出力する。Ｂ電動弁４５２の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ533を出力する。
【００７４】
また、制御部５３は、Ｄ電動弁４１３に電動弁開信号Ｓ４１を出力して弁開動作させる。反対に、Ｄ電動弁４１３の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ４１バー（上線を省略する：Ｓ４１の反転信号の意味）を出力する。Ｄ電動弁４１３の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ411を出力する。
【００７５】
更に、制御部５３は、Ｅ電動弁４２３に電動弁開信号Ｓ４２を出力して弁開動作させる。反対に、Ｅ電動弁４２３の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ４２バー（上線を省略する：Ｓ４２の反転信号の意味）を出力する。Ｅ電動弁４２３の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ422を出力する。
【００７６】
なお、水車６０、軸受部７０及び発電機８０については図１５を参照されたい。この例で、軸受部７０には温度計７１が取り付けられる。温度計７１は、軸受部７０の温度を検出して温度検出信号Ｓ７１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ７１に基づいてＢ電動弁４５２を制御するようになる（第３の実施例を参照）。
【００７７】
また、発電機８０には温度計８１が取り付けられる。温度計８１は、発電機８０の固定子等の温度を検出して温度検出信号Ｓ８１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ８１に基づいてＣ電動弁４５３を制御するようになる（第４の実施例を参照）。
【００７８】
この例で、鉄管４０の取水口４０８には濁水を事前感知させるための濁度計９０が取り付けられる。濁度計９０は、鉄管４０を流れる水２０の濁度を検出して濁度検出信号Ｓ９０を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、濁度検出信号Ｓ９０に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御するようになる（第５の実施例を参照）。
【００７９】
また、制御部５３は、常備用の給水系統４１で発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が不足するか否かを監視し、常備用の給水系統４１で発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が不足する場合は、予備用の給水系統４２で追加給水制御を実行する（第６及び第７の実施例を参照）。これらにより、給水流量制御装置５０を含む給水流量制御システム１００を構成する。
【００８０】
ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、給水流量制御装置５０における制御例（基本フロー）について説明する。図２Ａは、給水流量制御装置５０における各設定値とその制御信号又はその制御内容との関係例を示す表図である。図２Ｂは、常時流量範囲における設定値とその制御信号又は制御内容との関係例を示すグラフ図である。縦軸は流量及び電動弁の弁状態である。流量は、上方が多量（流量Ｑmax）であり、下方が少量（流量Ｑmin）である。弁状態は上方が開口大であり、下方が開口小である。
【００８１】
図２Ａに示す設定値には、上限設定、１段設定（追加給水用）、２段設定（常時給水用）、下限設定、警報設定、トリップ設定が記述される。上限設定の欄には上限設定値が入力される。ここに、上限設定値とは、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量を得る際のＡ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁開度の上限値を設定する際の最大開度値をいう。
【００８２】
上限設定値はＡ電動弁４５１等の弁を閉方向から開方向へ遷移させる場合に設定され、Ａ電動弁４５１等の弁が電動弁開信号Ｓ５１等に基づいて最大開度値（上限リミット）に到達すると、電動弁閉信号Ｓ５１バー等に基づいてＡ電動弁４５１等の弁を閉方向へ遷移するようになされる。
【００８３】
１段設定とは、常備用の給水系統４１に加えて予備用の給水系統４２を動作させて、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する際の動作モードをいう。１段設定の動作モードが設定されるのは、常備用の給水系統４１において発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が不足する場合である。以下で、１段設定の動作モードに基づいて給水流量を制御する場合を１段制御という。
【００８４】
２段設定とは、予備用の給水系統４２を動作させることなく、常備用の給水系統４１のみで、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する際の動作モードをいう。２段設定の動作モードが設定されるのは、常備用の給水系統４１において発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が賄える場合である。当該給水流量制御システム１００の初期には２段設定の動作モードが設定される。以下で、２段設定の動作モードに基づいて給水流量を制御する場合を２段制御という。
【００８５】
下限設定値とは、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量を得る際のＡ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁開度の下限値を設定する際の最小開度値をいう。下限設定値はＡ電動弁４５１等の弁を開方向から閉方向へ遷移させる場合に設定され、Ａ電動弁４５１等の弁が電動弁閉信号Ｓ５１バー等に基づいて最小開度値（下限リミット）に到達すると、電動弁開信号Ｓ５１等に基づいてＡ電動弁４５１等の弁を開方向へ遷移するようになされる。
【００８６】
警報設定値とは、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する場合であって、流量不足等によって常時流量範囲から流量が外れ、警報を発するか否かを判別する場合に、その判別基準となる流量値をいう。警報設定値を使用して軽微な故障を判別できるようになる。ここに、常時流量範囲とは、常備用の給水系統４１のみで、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処可能な流量の範囲をいう。図中、流量Ｑmax−Ｑminの間が常時流量範囲である。
【００８７】
トリップ設定値とは、水車６０の異常発生時、発電機８０を保護するために、当該発電機８０を送電線路からトリップ（開放）する際の流量値である。これらの上限設定値、１段設定の動作モード（追加給水用）、２段設定の動作モード（常時給水用）、下限設定値、警報設定値、トリップ設定値等は、メモリ部５２に格納される。
【００８８】
なお、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量設定に関して、上限流量、流量１段（追加給水）、流量２段（常時給水）、下限流量、警報流量、トリップ流量等は、図１に示した設定部１８を操作することで制御部５３に設定される。
【００８９】
また、図２Ｂに示す右上がりの矢印は、Ａ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁を閉方向から開方向へ制御して流量を増加する場合を示している。また、同図に示す右下がりの矢印は、Ａ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁を開方向から閉方向へ制御して流量を減少させる場合を示している。
【００９０】
なお、黒丸印は、Ａ電動弁４５１に関して、電動弁開信号Ｓ５１、電動弁閉信号Ｓ５１バー及び電動弁停止信号Ｓ511等の切替ポイントを示している。他のＢ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等についても同様に動作する。
【実施例１】
【００９１】
続いて、図３を参照して、第１の実施例に係る優先順位設定時の流量制御例について説明する。この例では、図１に示した水力発電所２００の給水流量制御システム１００において、封水用途及び発電機冷却用途の各々の流量配分に関する優先順位、第１位にＡ電動弁４５１が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合を想定する。もちろん、優先順位は、設定部１８によって受け付けられ、優先順位の設定情報（設定データＤ１８）が設定部１８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００９２】
給水流量制御装置５０は、ストレーナ４１２の出口流量を各用途に応じた必要流量に配分するようにＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御する。各用途の流量配分は、予め決定された優先順位により、優先的に封水系統に給水するようになされる。制御部５３は、各流量を監視し、流量に応じてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御し給水するようになされる。
【００９３】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、ステップＳＴ１で制御部５３が封水系統のＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報を検出する。Ａ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ａ電動弁４５１の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ５１の通電時間や、Ａ電動弁４５１の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ５１バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。もちろん、これに限られることはなく、弁開度情報を出力可能な電動バルブを設けて、弁開度の上限リミット情報を検出してもよい。
【００９４】
次に、ステップＳＴ２で制御部５３は封水系統の封水の流量が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量を示し、当該封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００９５】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第１位に設定されたＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミットによる流量をＱx1（以下でＡ電動弁開上限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin1としたとき、Ａ電動弁開上限リミットＱx1と下限流量設定値Ｑmin1とを比較し、Ｑx1＞Ｑmin1の場合及び、Ｑx1≦Ｑmin1の場合に対応して制御を分岐する。
【００９６】
封水の流量が下限流量設定値を上回っている場合、すなわち、Ｑx1＞Ｑmin1の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ１に戻って制御部５３は、Ａ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報の検出を継続する。
【００９７】
封水の流量が下限流量設定値以下になった場合、すなわち、Ｑx1≦Ｑmin1の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ３に移行して、制御部５３はＣ電動弁４５３の弁閉動作を開始する。制御部５３は電動弁閉信号Ｓ５３バーをＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁閉信号Ｓ５３バーに基づいて弁閉動作を開始する。このＣ電動弁４５３の弁閉動作の開始によって、発電機８０の冷却水が減少し、封水系統へ移譲される水が増加して行く。
【００９８】
その後、ステップＳＴ４で制御部５３は発電機冷却系統が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４８は、冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００９９】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第２位に設定されたＣ電動弁４５３の弁開度の下限リミットによる流量をＱx3（以下でＣ電動弁開下限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin3としたとき、Ｃ電動弁開下限リミットＱx3と下限流量設定値Ｑmin3とを比較し、Ｑx3＞Ｑmin3の場合及び、Ｑx3≦Ｑmin3の場合に対応して制御を分岐する。
【０１００】
発電機冷却系統が下限流量設定値以下になっていない場合は、ステップＳＴ５に移行してＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報を解除する。その後、ステップＳＴ６に移行して封水系統が２段設定の動作モードになったか否かを判別する。この際の判断基準は、２段設定の動作モードになったか否かを判別するための２段流量設定値をＱ２としたとき、Ａ電動弁開上限リミットＱx1と２段流量設定値Ｑ２とを比較し、Ｑx1＜Ｑ２の場合及び、Ｑx1≧Ｑ２の場合に対応して制御を分岐する。
【０１０１】
封水系統が２段設定の動作モードになっていない場合、すなわち、Ｑx1＜Ｑ２の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ５に戻って、制御部５３はＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報を解除する。封水系統が２段設定の動作モードになった場合、すなわち、Ｑx1≧Ｑ２の場合（ＹＥＳ）、及び、ステップＳＴ４で発電機冷却系統が下限流量設定以下になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ７に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の弁閉動作を停止する。制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁停止信号Ｓ533に基づいて弁閉動作を停止（ロック）する。
【０１０２】
このＣ電動弁４５３の弁閉動作の停止によって、発電機８０への冷却水の流量の減少が止まって一定となり、封水系統への封水も一定となって、２段設定の動作モードが安定する（２段制御）。これらにより、給水流量制御システム１００において、優先順位、第１位にＡ電動弁４５１が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合の給水流量制御を終了する。
【０１０３】
このように、第１の実施例としての給水流量制御システム１００の給水流量制御装置５０及び、その給水流量制御方法によれば、発電機冷却及び封水の各々の用途毎に設けられた流量計４６，４８から出力される各々の用途毎の給水流量を示す封水検出信号Ｓ４６、冷却水検出信号Ｓ４８及び、設定部１８によって設定された各々の用途毎の流量配分に関する優先順位、（第１位＝Ａ電動弁４５１、第２位＝Ｃ電動弁４５３）に基づいてＡ電動弁４５１及びＣ電動弁４５３を制御する制御部５３を備えるものである。
【０１０４】
この構成によって、発電機冷却及び封水の各々の用途に対応した優先順位、第１位＝Ａ電動弁４５１、第２位＝Ｃ電動弁４５３に従って給水できるので、軸受部７０や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。これにより、手動による流量調整が不要となる。封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。また、各流量計４６〜４８、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、これらの優先順位を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになった。
【０１０５】
この他に、次のような効果が得られる。発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途で必要流量が相違していても、２つの給水系統４１，４２から、当該発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途に対応して給水を行うことができる。
【０１０６】
しかも、発電機冷却用に多量の冷却水を使用する場合であっても、図１に示したＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３の個々の流量を流量計４６〜４８の検知量に基づいて自動調整できるので、封水用のＡ電動弁４５１を優先しつつ、他のＢ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を個々に調整できるようになる。この結果、最も少ない封水流量を満たしつつ、発電機冷却用の冷却管Ｐ３を配管清掃（クーラー逆洗浄）することができる。これにより、配管清掃時に封水流量が低下して、発電機８０を自動停止してしまう恐れが解消される。
【０１０７】
また、給水流量制御システム１００において、給水管１４のストレーナ４１２の排砂動作と封水管Ｐ１のストレーナ４４の排砂動作とが同時期に起動された場合であってもＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３の個々の流量を流量計４６〜４８の検知量に基づいて自動調整できるので、封水用の電動弁４５１を優先しつつ、他のＢ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を個々に調整できるようになる。この結果、最も少ない封水流量を満たしつつ、ストレーナ４１２の排砂動作と封水管Ｐ１のストレーナ４４の排砂動作とを同時期に起動することができる。これにより、ストレーナ排砂動作時に封水流量が低下して、発電機８０を自動停止してしまう恐れが解消される。
【実施例２】
【０１０８】
続いて、図４を参照して、第２の実施例に係る優先順位設定時の流量制御例について説明する。この例では、図１に示した水力発電所２００の給水流量制御システム１００において、軸受部冷却用途及び発電機冷却用途の各々の流量配分に関する優先順位、第１位にＢ電動弁４５２が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合を想定する。もちろん、優先順位は、設定部１８によって受け付けられ、優先順位の設定情報（設定データＤ１８）が設定部１８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【０１０９】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、ステップＳＴ11で制御部５３が軸受部冷却系統のＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報を検出する。Ｂ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ｂ電動弁４５２の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ５２の通電時間や、Ｂ電動弁４５２の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ５２バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。
【０１１０】
次に、ステップＳＴ12で制御部５３は軸受部冷却系統の冷却水の流量が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から給水流量制御装置５０へ出力される。
【０１１１】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第１位に設定されたＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミットによる流量をＱx2（以下でＢ電動弁開上限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin2としたとき、Ｂ電動弁開上限リミットＱx2と下限流量設定値Ｑmin2とを比較し、Ｑx2＞Ｑmin2の場合及び、Ｑx2≦Ｑmin2の場合に対応して制御を分岐する。
【０１１２】
冷却管Ｐ２の冷却水の流量が下限流量設定値を上回っている場合、すなわち、Ｑx2＞Ｑmin2の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ11に戻って制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報の検出を継続する。
【０１１３】
冷却水の流量が下限流量設定値以下になった場合、すなわち、Ｑx2≦Ｑmin2の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ13に移行して、制御部５３はＣ電動弁４５３の弁閉動作を開始する。制御部５３は電動弁閉信号Ｓ５３バーをＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁閉信号Ｓ５３バーに基づいて弁閉動作を開始する。このＣ電動弁４５３の弁閉動作の開始によって、発電機８０の冷却水が減少し、軸受部冷却系統へ移譲される水が増加して行く。
【０１１４】
その後、ステップＳＴ14で制御部５３は発電機冷却系統が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４８は、冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【０１１５】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第２位に設定されたＣ電動弁４５３の弁開度の下限リミットによる流量をＱx3（以下でＣ電動弁開下限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin3としたとき、Ｃ電動弁開下限リミットＱx3と下限流量設定値Ｑmin3とを比較し、Ｑx3＞Ｑmin3の場合及び、Ｑx3≦Ｑmin3の場合に対応して制御を分岐する。
【０１１６】
発電機冷却系統が下限流量設定値以下になっていない場合は、ステップＳＴ15に移行してＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報を解除する。その後、ステップＳＴ16に移行して軸受部冷却系統が２段設定の動作モードになったか否かを判別する。この際の判断基準は、２段設定の動作モードになったか否かを判別するための２段流量設定値をＱ２としたとき、Ｂ電動弁開上限リミットＱx2と２段流量設定値Ｑ２とを比較し、Ｑx2＜Ｑ２の場合及び、Ｑx2≧Ｑ２の場合に対応して制御を分岐する。
【０１１７】
軸受部冷却系統が２段設定の動作モードになっていない場合、すなわち、Ｑx2＜Ｑ２の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ５に戻って、制御部５３はＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報を解除する。軸受部冷却系統が２段設定の動作モードになった場合、すなわち、Ｑx2≧Ｑ２の場合（ＹＥＳ）、及び、ステップＳＴ４で発電機冷却系統が下限流量設定以下になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ７に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の弁閉動作を停止する。制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁停止信号Ｓ533に基づいて弁閉動作を停止（ロック）する。
【０１１８】
このＣ電動弁４５３の弁閉動作の停止によって、発電機８０への冷却水の流量の減少が止まって一定となり、軸受部冷却系統への冷却水も一定となって、２段設定の動作モードが安定する（２段制御）。これらにより、給水流量制御システム１００において、優先順位、第１位にＢ電動弁４５２が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合の給水流量制御を終了する。
【０１１９】
このように、第２の実施例としての給水流量制御システム１００の給水流量制御装置５０及び、その給水流量制御方法によれば、軸受部冷却及び発電機冷却の各々の用途毎に設けられた流量計４７，４８から出力される各々の用途毎の給水流量を示す冷却水検出信号Ｓ４７，Ｓ４８及び、設定部１８によって設定された各々の用途毎の流量配分に関する優先順位、（第１位＝Ｂ電動弁４５２、第２位＝Ｃ電動弁４５３）に基づいてＢ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御する制御部５３を備えるものである。
【０１２０】
この構成によって、軸受部冷却及び発電機冷却の各々の用途に対応した優先順位、第１位＝Ｂ電動弁４５２、第２位＝Ｃ電動弁４５３に従って給水できるので、発電機固定子等に対して優先的に軸受部７０の冷却水装置に給水できるようになる。これにより、手動による流量調整が不要となる。軸受部用の冷却水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。また、各流量計４６〜４８、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、これらの優先順位を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになった。
【実施例３】
【０１２１】
図５を参照して、第３の実施例に係る軸受部７０の温度検出に基づく流量制御例について説明する。この例では、図１に示した給水流量制御システム１００には、軸受部７０の温度θｍを検出する温度計７１が備えられ、軸受部７０の温度θｍが設定値を超過した場合は、流量調整を行うと共に流量に応じた予備側の追加給水を行う。制御部５３は、温度計７１が軸受部７０の温度θｍが設定温度を超える温度上昇を検出したとき、軸受部冷却用の冷却水の流量を増加するようにＢ電動弁４５２を制御するようになされる。
【０１２２】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、図５に示すフローチャートのステップＳＴ21で制御部５３がＢ電動弁４５２の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＢ電動弁４５２を制御する。
【０１２３】
その後、ステップＳＴ22で制御部５３は軸受部７０の温度情報（軸受温度情報）を入力する。このとき、温度計７１は、軸受部７０の温度θｍを検出して温度検出信号Ｓ７１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ７１に基づいてＢ電動弁４５２を制御する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ７１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｍを演算部５１に出力する。
【０１２４】
更に、ステップＳＴ23で制御部５３は軸受部７０の温度θｍが上限設定値の温度Ｔmax1に到達したか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データに基づく軸受部７０の温度θｍ（軸受部温度）をＴx1とし、軸受部７０の温度θｍの上限設定値をＴmax1としたとき、軸受部温度Ｔx1と上限設定値Ｔmax１とを比較し、Ｔx1＞Ｔmax1の場合及び、Ｔx1≦Ｔmax1の場合に対応して制御を分岐する。演算部５１は、軸受部７０の温度θｍの上限設定値をＴmax1としたとき、軸受部温度Ｔx1と上限設定値Ｔmax１とを比較する。
【０１２５】
軸受部温度Ｔx1が軸受部７０の温度θｍの上限設定値Ｔmax1以下である場合、すなわち、Ｔx1≦Ｔmax1の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ21に戻って制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の２段制御を継続する。軸受部７０の軸受部温度Ｔx1がその上限設定値Ｔmax1を越えた場合、すなわち、Ｔx1＞Ｔmax1の場合（ＮＯ）は、追加給水制御を実行するために、ステップＳＴ24に移行して制御部５３は、Ｂ電動弁４５２を２段制御から１段制御へ切り替える。
【０１２６】
そして、ステップＳＴ25で制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の１段制御をするために１段設定の動作モードを設定する。１段設定の動作モードでは、制御部５３が軸受部７０の冷却用の流量を増加するようにＢ電動弁４５２を制御する。又は、予備給水制御を実行する（図１３参照）。
【０１２７】
その後、ステップＳＴ26で制御部５３は１段制御による軸受部７０の温度情報（軸受温度情報）を入力する。このとき、温度計７１は、軸受部７０の温度θｍを検出して温度検出信号Ｓ７１を給水流量制御装置５０に出力する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ７１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｍ（軸受温度情報）を演算部５１に出力する。
【０１２８】
ステップＳＴ27で制御部５３は１段制御による軸受部７０の温度θｍが上限設定値Ｔmax1以下になったか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データＤｍに基づく軸受部温度Ｔx1と上限設定値Ｔmax１とを比較し、Ｔx1＞Ｔmax1の場合及び、Ｔx1≦Ｔmax1の場合に対応して制御を分岐する。
【０１２９】
軸受部温度Ｔx1が上限設定値Ｔmax１を越えている場合、すなわち、Ｔx1＞Ｔmax1の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ25に戻って制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の１段制御を継続し、ステップＳＴ26で制御部５３は１段制御による軸受部温度情報を入力する。
【０１３０】
軸受部温度Ｔx1が軸受部７０の温度θｍの上限設定値Ｔmax１以下となった場合、すなわち、Ｔx1≦Ｔmax1の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ28に移行して制御部５３は、Ｂ電動弁４５２を１段制御から２段制御へ切り替える。その後、ステップＳＴ21に戻ってＢ電動弁４５２の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＢ電動弁４５２を制御する。以下、上述の制御を繰り返すようになされる。
【０１３１】
このように第３の実施例に係る水力発電所２００の給水流量制御装置５０によれば、軸受部７０の温度計７１から、当該軸受部７０の温度θｍが設定温度を超える温度上昇を検出したとき、制御部５３が軸受部冷却用の冷却水の流量を増加するようにＢ電動弁４５２を制御するようになる。
【０１３２】
この制御によって、軸受部冷却用の冷却水の流量を増加する際に、予備用の給水系統で追加給水制御を実行できるので、封水系統の封水を確保しつつ軸受部７０の温度上昇を抑制できるようになる。これにより、流量計４７、Ｂ電動弁４５２、軸受部７０の温度θｍを取り込んで、軸受冷却用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになった。
【実施例４】
【０１３３】
図６を参照して、第４の実施例に係る発電機固定子の温度検出に基づく流量制御例について説明する。この例では、図１に示した給水流量制御システム１００には、発電機８０の固定子の温度θｇを検出する温度計８１が備えられ、発電機８０の固定子の温度θｇが設定値を超過した場合、流量調整を行うと共に流量に応じた予備側の追加給水を行う。制御部５３は、温度計８１が発電機８０の固定子の温度θｇが設定温度を超える温度上昇を検出したとき、発電機冷却用の冷却水の流量を増加するようにＣ電動弁４５３を制御するようにした。
【０１３４】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、図６に示すフローチャートのステップＳＴ31で制御部５３がＣ電動弁４５３の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＣ電動弁４５３を制御する。
【０１３５】
その後、ステップＳＴ32で制御部５３は発電機８０の固定子の温度情報（固定子温度情報）を入力する。このとき、温度計８１は、発電機８０の固定子の温度θｇを検出して温度検出信号Ｓ８１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ８１に基づいてＣ電動弁４５３を制御する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ８１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｇを演算部５１に出力する。
【０１３６】
更に、ステップＳＴ33で制御部５３は発電機８０の固定子の温度θｇが上限設定値の温度Ｔmax2に到達したか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データに基づく発電機８０の固定子の温度θｇ（固定子温度）をＴx2とし、発電機８０の固定子の温度θｇの上限設定値をＴmax2としたとき、固定子温度Ｔx2と温度θｇの上限設定値Ｔmax2とを比較し、Ｔx2＞Ｔmax2の場合及び、Ｔx2≦Ｔmax2の場合に対応して制御を分岐する。演算部５１は固定子温度Ｔx2と温度θｇの上限設定値Ｔmax2とを比較する。
【０１３７】
発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2以下である場合、すなわち、Ｔx2≦Ｔmax2の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ31に戻って制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の２段制御を継続する。発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2を越えた場合、すなわち、Ｔx2＞Ｔmax2の場合（ＮＯ）は、追加給水制御を実行するために、ステップＳＴ34に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３を２段制御から１段制御へ切り替える。
【０１３８】
そして、ステップＳＴ35で制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の１段制御をするために１段設定の動作モードを設定する。１段設定の動作モードでは、制御部５３が発電機８０の固定子冷却用の冷却水の流量を増加するようにＣ電動弁４５３を制御する。又は、予備給水制御を実行する（図１３参照）。
【０１３９】
その後、ステップＳＴ36で制御部５３は１段制御による固定子温度情報を入力する。このとき、温度計８１は、発電機８０の固定子の温度θｇを検出して温度検出信号Ｓ８１を給水流量制御装置５０に出力する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ８１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｇを演算部５１に出力する。
【０１４０】
ステップＳＴ37で制御部５３は１段制御による発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2以下になったか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データに基づく固定子温度Ｔx2と上限設定値Ｔmax2とを比較し、Ｔx2＞Ｔmax2の場合及び、Ｔx2≦Ｔmax2の場合に対応して制御を分岐する。
【０１４１】
固定子温度Ｔx2が上限設定値Ｔmax2を越えている場合、すなわち、Ｔx2＞Ｔmax2の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ35に戻って制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の１段制御を継続し、ステップＳＴ36で制御部５３は１段制御による固定子の温度検出データＤｇ（固定子温度情報）を入力する。
【０１４２】
発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2以下となった場合、すなわち、Ｔx2≦Ｔmax2の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ38に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３を１段制御から２段制御へ切り替える。その後、ステップＳＴ31に戻ってＣ電動弁４５３の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＣ電動弁４５３を制御する。以下、上述の制御を繰り返すようになされる。
【０１４３】
このように第４の実施例に係る水力発電所２００の給水流量制御装置５０によれば、制御部５３は、発電機８０の固定子の温度計８１が設定温度を超える温度上昇を検出したとき、発電機８０の冷却水の流量を増加するようにＣ電動弁４５３を制御する。
【０１４４】
この制御によって、発電機８０の冷却水の流量を増加する際に、予備用の給水系統で追加給水制御を実行できるので、封水系統の封水を確保しつつ発電機８０の固定子の温度上昇を抑制できるようになる。これにより、流量計４８、Ｃ電動弁４５３、発電機８０の固定子の温度θｇを取り込んで、発電機冷却用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【０１４５】
もちろん、第３の実施例及び第４の実施例を組み合わせて制御を実行してもよい。例えば、給水流量制御装置５０によれば、制御部５３が発電機８０の軸受部７０及び発電機８０の固定子のいずれか一方の温度上昇を検出したとき、発電機８０の軸受部７０及びその固定子の冷却用の水の流量を増加するようになるので、発電機停止等の異常事態を伴うことなく、発電機８０の軸受部７０及その固定子の温度上昇を抑制できるようになる。これにより、流量計４７，４８、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、発電機８０の固定子の温度θｇ、その固定子の温度θｇを取り込んで、軸受部冷却、発電機冷却用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【実施例５】
【０１４６】
続いて、図７〜図１２を参照して、第５の実施例に係る本管濁度検出に基づく流量制御例について説明する。この例で、給水流量制御システム１００には、給水系統に接続された鉄管４０を流れる水の濁度を検出する濁度計９０（図１参照）が備えられ、濁水の濁度が設定値を超過した場合、制御部５３が流量を設定値＋α通水するように追加給水を行う。
【０１４７】
制御部５３は、濁度計９０から出力される濁度検出情報に基づいて封水系統の１段／２段流量設定値、発電機８０の軸受部冷却水用の１段／２段流量設定値、発電機８０の固定子冷却用の１段／２段流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行する。
【０１４８】
この給水流量制御システム１００では、初期設定として「２段制御」が設定され、優先順位として第１位：封水、第２位：軸受部、第３位：発電機の固定子が設定されている。この２段制御では、予備用の給水系統４２を動作させることなく、常備用の給水系統４１のみで、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する２段設定の動作モードが設定される。
【０１４９】
これらを制御条件にして、図７に示すステップＳＴ41で制御部５３は取水口の濁度を計測して濁度検出情報を取得する。このとき、濁度計９０は、鉄管４０を流れる水２０の濁度を検出して濁度検出信号Ｓ９０を給水流量制御装置５０に出力する。給水流量制御装置５０では、濁度検出信号Ｓ９０をアナログ・ディジタル変換した後の濁度検出データＤ９０を演算部５１に出力する。制御部５３は、濁度検出データＤ９０に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御するようになる。
【０１５０】
ステップＳＴ42で制御部５３は取水口の濁度が濁度設定値以上になったか否かを判別する。この際の判断基準は、濁度計９０から得られた濁度検出情報に基づく取水口の測定濁度値と濁度設定値とを比較し、測定濁度値＜濁度設定値の場合及び、測定濁度値≧濁度設定値に対応して制御を分岐する。演算部５１は濁度検出情報に基づく取水口の測定濁度値と濁度設定値とを比較する。
【０１５１】
取水口の濁度が濁度設定値以上になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ43で制御部５３はＡ・Ｂ・Ｃ電動弁を「２段制御」→「１段制御」に切り替える。この１段制御では、常備用の給水系統４１に加えて予備用の給水系統４２を動作させて、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する１段設定の動作モードが設定される。
【０１５２】
ステップＳＴ44で制御部５３はＡ電動弁４５１が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から制御部５３に出力される。制御部５３では、流量計４６から得られた封水検出信号Ｓ４６に基づく封水管Ｐ１の測定流量値とＡ電動弁４５１の１段流量設定値とを比較し、封水管Ｐ１の測定流量値≦１段流量設定値の場合及び、測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１５３】
封水管Ｐ１の測定流量値（封水系統の流量）が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ45で制御部５３はＡ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＡ電動弁４５１に電動弁開信号Ｓ５１を出力してＡ電動弁４５１の弁を開くようになされる。
【０１５４】
その後、ステップＳＴ46で制御部５３は封水系統の流量が１段流量設定値を越えたか否かで制御を進行する。制御部５３は、流量計４６から得られた封水検出信号Ｓ４６に基づく封水管Ｐ１の測定流量値とＡ電動弁４５１の１段流量設定値とを比較し、封水管Ｐ１の測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１５５】
封水系統の流量が１段流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、封水系統の流量が１段流量設定値を越えるのを待機する。封水系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ47で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ511をＡ電動弁４５１に出力して、Ａ電動弁開動作を停止（ロック）する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１５６】
上述のステップＳＴ44で制御部５３はＡ電動弁が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）、図８に示すステップＳＴ48に移行して、軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から制御部５３に出力される。
【０１５７】
制御部５３では、流量計４７から得られた冷却水検出信号Ｓ４７に基づく冷却管Ｐ２の測定流量値とＢ電動弁４５２の１段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ２の測定流量値≦１段流量設定値の場合及び、測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１５８】
軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ49で制御部５３はＢ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＢ電動弁４５２に電動弁開信号Ｓ５２を出力してＢ電動弁４５２の弁を開くようになされる。
【０１５９】
その後、ステップＳＴ50で制御部５３は封水系統の流量が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ51で制御部５３はＢ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ45に戻る。ステップＳＴ45で制御部５３は上述した制御を実行する（図７参照）。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ522をＢ電動弁４５２に出力して、Ｂ電動弁開動作を停止（ロック）する。
【０１６０】
ステップＳＴ50で封水系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ52に移行して、制御部５３は軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値を越えたか否かで制御を進行する。軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値未満である場合は、軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以上となるのを待機する。
【０１６１】
軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以上となった場合、ステップＳＴ53で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ522をＢ電動弁４５２に出力して、Ｂ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１６２】
また、上述のステップＳＴ48で軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）、制御部５３は、図９に示すステップＳＴ54に移行して、発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から制御部５３に出力される。
【０１６３】
制御部５３では、流量計４８から得られた冷却水検出信号Ｓ４８に基づく冷却管Ｐ３の測定流量値とＣ電動弁４５３の１段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ３の測定流量値≦１段流量設定値の場合及び、測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１６４】
発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ55で制御部５３はＣ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＣ電動弁４５３に電動弁開信号Ｓ５３を出力してＣ電動弁４５３の弁を開くようになされる。
【０１６５】
その後、ステップＳＴ56で制御部５３は封水系統の流量が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ57で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ45に戻る。ステップＳＴ45で制御部５３は上述した制御を実行する（図７参照）。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力して、Ｃ電動弁開動作を停止する。
【０１６６】
ステップＳＴ56で封水系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ58で制御部５３は軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。
【０１６７】
軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ59で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ49に戻る。ステップＳＴ49で制御部５３は上述した制御を実行する（図８参照）。
【０１６８】
ステップＳＴ58で軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ60で制御部５３は発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以上か否かで制御を進行する。発電機冷却系統の流量が１段流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以上となるのを待機する。
【０１６９】
発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以上となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ61で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力して、Ｃ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１７０】
また、図７に示したステップＳＴ42で制御部５３は取水口の濁度が濁度設定値未満である場合は、図１０に示すステップＳＴ62で制御部５３は前回の設定に対応して制御を分岐する。
【０１７１】
前回の設定が「１段制御」である場合は、ステップＳＴ63で制御部５３は、制御部５３はＡ・Ｂ・Ｃ電動弁を「１段制御」→「２段制御」に切り替える。なお、前回の設定が「２段制御」である場合は、ステップＳＴ63をパスしてステップＳＴ64に移行する。
【０１７２】
ステップＳＴ64で制御部５３はＡ電動弁が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から制御部５３に出力される。制御部５３では、流量計４６から得られた封水検出信号Ｓ４６に基づく封水管Ｐ１の測定流量値とＡ電動弁４５１の２段流量設定値とを比較し、封水管Ｐ１の測定流量値≦２段流量設定値の場合及び、測定流量値＞２段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１７３】
Ａ電動弁４５１が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ65で制御部５３はＡ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＡ電動弁４５１に電動弁開信号Ｓ５１を出力してＡ電動弁４５１の弁を開くようになされる。
【０１７４】
その後、ステップＳＴ66で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値を越えたか否かで制御を進行する。封水系統の流量が２段流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ66で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値を越えるのを待機する。封水系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ67で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ511をＡ電動弁４５１に出力して、Ａ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１７５】
上述のステップＳＴ64で制御部５３はＡ電動弁が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）、図１１に示すステップＳＴ68に移行して、軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から制御部５３に出力される。
【０１７６】
制御部５３では、流量計４７から得られた冷却水検出信号Ｓ４７に基づく冷却管Ｐ２の測定流量値とＢ電動弁４５２の２段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ２の測定流量値≦２段流量設定値の場合及び、測定流量値＞２段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１７７】
軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ69で制御部５３はＢ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＢ電動弁４５２に電動弁開信号Ｓ５２を出力してＢ電動弁４５２の弁を開くようになされる。
【０１７８】
その後、ステップＳＴ70で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ71で制御部５３はＢ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ65に戻る。ステップＳＴ65で制御部５３は上述した制御を実行する（図１０参照）。
【０１７９】
ステップＳＴ70で封水系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ72に移行して、制御部５３は軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えたか否かに応じて制御を進行する。軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値未満の場合は、軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えるのを待機する。軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合、ステップＳＴ73で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ522をＢ電動弁４５２に出力して、Ｂ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ72に戻る。
【０１８０】
また、上述のステップＳＴ68で軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合は、図１２に示すステップＳＴ74に移行して、制御部５３は、発電機冷却系統の流量が２段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から制御部５３に出力される。
【０１８１】
制御部５３では、流量計４８から得られた冷却水検出信号Ｓ４８に基づく冷却管Ｐ３の測定流量値とＣ電動弁４５３の２段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ３の測定流量値≦２段流量設定値の場合及び、測定流量値＞２段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１８２】
発電機冷却系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ75で制御部５３はＣ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３は、Ｃ電動弁４５３に電動弁開信号Ｓ５３を出力してＣ電動弁４５３の弁を開くようになされる。
【０１８３】
その後、ステップＳＴ76で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ77で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ65に戻る。ステップＳＴ65で制御部５３は上述した制御を実行する（図１０参照）。
【０１８４】
ステップＳＴ76で封水系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ78で制御部５３は軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。
【０１８５】
軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ79で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ69に戻る。ステップＳＴ69で制御部５３は上述した制御を実行する（図１１参照）。
【０１８６】
ステップＳＴ78で軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ80で制御部５３は発電機冷却系統の流量が２段流量設定値を越えたか否かに応じて制御を進行する。発電機冷却系統の流量が２段流量設定値未満の場合は、発電機冷却系統の流量が２段流量設定値を越えるのを待機する。
【０１８７】
発電機冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合、ステップＳＴ81で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力して、Ｃ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻り、制御部５３は取水口の濁度に基づいて上述した制御を繰り返すようになされる。
【０１８８】
このように第５の実施例に係る水力発電所２００の給水流量制御装置５０によれば、制御部５３が、濁度計９０から出力される濁度検出信号Ｓ９０に基づいて封水系統の１段／２段流量設定値、発電機８０の軸受部の冷却水用の１段／２段流量設定値、発電機８０の固定子の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行するので、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、適正流量を常に確保できるようになる。このため、流量低下による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。これにより、流量計４６〜４８、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、鉄管４０の濁水の濁度を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【実施例６】
【０１８９】
続いて、図１３を参照して、第６の実施例に係る全体流量確保に対する常備→予備による追加給水制御例について説明する。
【０１９０】
この実施例では、図１４に示した封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統の流量が少なくとも常備用及び予備用に区分され、制御部５３が常備用の給水系統で水車６０の封水、発電機８０の軸受部７０の冷却及び当該発電機８０の固定子の冷却水が不足する場合（２段制御）、予備用の給水系統で追加給水制御（１段制御）を実行するようにした。
【０１９１】
これらを制御条件にして、図１３に示すステップＳＴ91で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁開度の上限リミットを検出する。Ｄ電動弁４１３の弁開度の上限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ｄ電動弁４１３の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ４１の通電時間や、Ｄ電動弁４１３の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ４１バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。
【０１９２】
そして、ステップＳＴ92で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁開度の上限リミット時の主給水系統の流量が下限流量設定値以下になったか否かに対応して制御を進行する。このとき、流量計４３は給水管１４を流れる給水流量を計測して流量検出信号Ｓ４３を発生する。流量検出信号Ｓ４３は流量計４７から制御部５３に出力される。
【０１９３】
制御部５３では、流量計４３から得られた流量検出信号Ｓ４３に基づく給水管１４の測定流量値とＤ電動弁４１３の弁開度の上限リミット時の上限流量設定値とを比較し、給水管１４の測定流量値≦下限流量設定値の場合及び、測定流量値＞下限流量設定値に対応して制御を進行する。
【０１９４】
主給水系統の流量が下限流量設定値を越えている場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ91に戻ってＤ電動弁４１３の弁開度リミットの検出を継続する。主給水系統の流量が下限流量設定値以下になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ93で制御部５３はＥ電動弁の開動作を開始する。このとき、制御部５３は、Ｅ電動弁４２３に電動弁開信号Ｓ４２を出力してＥ電動弁４２３の弁を開くようになされる。
【０１９５】
その後、ステップＳＴ94で制御部５３はＤ電動弁の動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ411をＤ電動弁４１３に出力して、Ｄ電動弁開動作を停止する。そして、ステップＳＴ95で制御部５３は主給水系統の流量が下限流量設定値を越えたか否かに対応して制御を進行する。主給水系統の流量が下限流量設定値未満の場合は、主給水系統の流量が下限流量設定値を越えるのを待機する。
【０１９６】
主給水系統の流量が下限流量設定値を越えた場合、制御部５３は、Ｅ電動弁４２３の開動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ422をＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁開動作を停止する。
【０１９７】
このように第６の実施例に係る給水流量制御システム１００によれば、図１５に示した封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統の流量が少なくとも常備用及び予備用に区分され、全体的に流量が減った場合に、１段制御によって、予備側の給水系統のＥ電動弁４２３により追加給水を実行する。
【０１９８】
この例では、制御部５３が常備用の給水系統で水車６０の封水、発電機８０の軸受部７０の冷却及び当該発電機８０の固定子の冷却水が不足する場合（２段制御）、全体流量確保に対する予備側の給水系統で追加給水制御（１段制御）を実行するので、冷却水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。これにより、流量計４３、Ｄ電動弁４１３、Ｅ電動弁４２３、第１の給水系統４１（予備側）及び第２の給水系統４２（常備側）を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【実施例７】
【０１９９】
続いて、図１４を参照して、第７の実施例に係る全体流量確保に対する追加給水制御例について説明する。この例では、全体的に流量が回復してきた場合に、Ｅ電動弁４２３の下限リミット情報の検知有無に基づいて１段制御から２段制御へ給水制御を移行する場合を想定する。なお、Ｄ電動弁４１３の弁閉動作は停止（ロック）されている場合である。
【０２００】
これらを制御条件にして、図１４に示すステップＳＴ101で制御部５３はＥ電動弁４２３の下限リミット情報を検知する。Ｅ電動弁４２３の弁開度の下限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ｅ電動弁４２３の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ４２の通電時間や、Ｅ電動弁４２３の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ４２バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。
【０２０１】
ステップＳＴ102で制御部５３は主給水系統が上限流量設定値以上であるか否かに基づいて制御を進行する。主給水系統の流量が上限流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、主給水系統の流量が上限流量設定値以上となるのを待機する。
【０２０２】
主給水系統の流量が上限流量設定値以上となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ103で制御部５３はＥ電動弁４２３び弁閉動作を開始する。このとき、制御部５３は電動弁閉信号Ｓ４２バーをＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁閉動作を開始する。
【０２０３】
その後、ステップＳＴ104で制御部５３はＥ電動弁４２３の下限リミット情報を検知したか否かに基づいて制御を分岐する。Ｅ電動弁４２３の下限リミット情報を検知していない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ105で制御部５３は主給水系統が２段流量設定値以下であるか否かに基づいて制御を進行する。主給水系統が２段流量設定値を越えている場合（ＮＯ）は、主給水系統が２段流量設定値以下となるのを待機する。
【０２０４】
主給水系統が２段流量設定値以下となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ106に移行してＥ電動弁４２３の弁閉動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ422をＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁開動作を停止する。
【０２０５】
また、上述のステップＳＴ104で制御部５３はＥ電動弁４２３の下限リミット情報を検知した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ107で制御部５３はＥ電動弁４２３の弁閉動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ422をＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁開動作を停止する。
【０２０６】
その後、ステップＳＴ108で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁動作ロックを解除する。このとき、制御部５３はＤ電動弁４１３への電動弁停止信号Ｓ411の出力を解除して（止めて）、Ｄ電動弁動作ロックを解除する。
【０２０７】
そして、ステップＳＴ109で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁開動作を開始する。このとき、制御部５３は電動弁開信号Ｓ４１をＤ電動弁４１３に出力して、Ｄ電動弁開動作を開始する。
【０２０８】
その後、ステップＳＴ110で制御部５３は主給水系統が２段流量設定値以下となった否かに対応して制御を進行する。主給水系統が２段流量設定値を越えている場合（ＮＯ）は、主給水系統が２段流量設定値以下となるのを待機する。主給水系統が２段流量設定値以下となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ111に移行してＤ電動弁４１３の弁閉動作を停止（ロック）する。
【０２０９】
このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ411をＤ電動弁４１３に出力して、Ｄ電動弁閉動作を停止する。これにより、Ｅ電動弁４２３の下限リミット情報の検知有無に基づいて１段制御から２段制御へ移行できるようになる。
【０２１０】
このように第７の実施例に係る給水流量制御システム１００によれば、図１５に示した封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統の流量が少なくとも常備用及び予備用に区分され、全体的に流量が回復してきた場合に、１段制御から２段制御へ移行できるようになる。予備側の給水系統のＥ電動弁４２３から常備側の給水系統のＤ電動弁４１３へ給水制御を実行する。
【０２１１】
この例では、制御部５３が予備用の給水系統で水車６０の封水、発電機８０の軸受部７０の冷却及び当該発電機８０の固定子の冷却水が過剰となった場合（１段制御）、全体流量確保に対する予備側から常備の給水系統へ移行するように給水制御（２段制御）を実行するので、冷却水枯渇による発電機停止等の異常事態を招くことなく、１段制御から２段制御へ移行できるようになる。これにより、流量計４３、Ｄ電動弁４１３、Ｅ電動弁４２３、第１の給水系統４１及び第２の給水系統４２を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【０２１２】
本発明は、水力発電所の発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等に対応する自動給水制御が可能な給水流量制御システムに適用して極めて好適である。
【符号の説明】
【０２１３】
１４，１５ 給水管
１６ 分配管
１８ 設定部
４０ 鉄管
４１ 第１の給水系統
４２ 第２の給水系統
４３，４６〜４８ 流量計（流量検出部）
４４，４１２，４２２ ストレーナ
５０ 流量制御装置
５１ 演算部
５２ メモリ部
５３ 制御部
７０ 軸受部
７１，８１ 温度計
８０ 発電機
９０ 濁度計
１００ 給水流量制御システム
４５１ Ａ電動弁（流量調整部）
４５２ Ｂ電動弁（流量調整部）
４５３ Ｃ電動弁（流量調整部）
４１３ Ｄ電動弁（流量調整部）
４２３ Ｅ電動弁（流量調整部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所の発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等を制御する給水流量制御システムに適用可能な水力発電所の給水流量制御装置及びその給水流量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水力発電所では、水車発電機の冷却用途、水車の軸受部の冷却用途、その軸受部における河川の水浸入を防ぐための封水用途等に給水装置が設置されている。封水用途に使用される給水装置を以下、封水装置という。
【０００３】
図１５は、従来例に係る水力発電所の水車６０における封水装置１０の配置例を示す説明図である。図１５に示す水車６０は、例えば、フランシス水車（反動水車）を構成し、ケーシング１、主軸８、ランナ１２、吸出し管１３及び軸受部７０を有して、その主要部が構成される。ケーシング１は渦巻き状を有して、図示しない水圧管（鉄管）の端部に連結される。ケーシング１内には毎秒数トンの水が流れている。ケーシング１の外側はピットライナ１１で保護されている。ケーシング１はスピードリング２を有しており、スピードリング２が水圧や外力に対してケーシングを補強したり、流水の方向を整えるようになされる。
【０００４】
ケーシング１の中央部は上カバー３及び下カバー４で密閉され、ケーシング１内の数トンの水が噴射しないように覆われて水車室を構成している。主軸８はケーシング１の中央部に回転自在に配置され、その一端には図示しない水車発電機の主軸が連結される。主軸８の他端にはランナ１２が取り付けられる。水車室内では、ケーシング１内の水がランナ１２に当たり主軸８が回転する。上述のケーシング１の中央部の下方には吸出し管１３が連結され、ランナ１２に当った水を吸い出すように機能する。
【０００５】
ランナ１２の外周付近には複数個のガイドベーン６が設けられる。各々のガイドベーン６にはガイドリング７が係合され、図示しない調速機が接続される。調速機はガイドベーン６を連動して動作させ、開口面積を可変してランナ１２に当てる水の流量を調整する。
【０００６】
ケーシング１の中央部には軸受部７０が配置され、ランナ１２が取り付けられた主軸８を所定位置で回転自在に受け支える構造になっている。軸受部７０は主軸メタルケース５、主軸受９及び封水装置１０から構成される。主軸メタルケース５は軸受部７０の主要部を構成し、主軸受９を有して、主軸８を回転自在に受け支える。
【０００７】
封水装置１０は特許文献３に見られ、軸受部７０内であって、主軸メタルケース５の下方に配置される。一般に水車６０は、主軸８の円周に沿って漏水が発生し易いことが知られている。封水装置１０は、この主軸８の円周に沿って発生する漏水を封止するために設けられる。
【０００８】
封水装置１０は主に、パッキン部材１７、主軸パッキン箱１９及び図示しない封水管から構成されている。主軸パッキン箱１９は、主軸８の外周を覆う部分であって、水密区画を構成する境界部分に配置され、主軸パッキン箱１９内にはパッキン部材１７が取り付けられる。封水装置１０では、ある程度の圧力を持った水を封水管を介してパッキン部材１７に与え、当該パッキン部材１７を主軸８の方向へ押さえ付けることで、漏水圧力に負けないようになされる。
【０００９】
なお、パッキン部材１７に与える給水量が少なくなると（圧力低下すると）、パッキン部材１７の水密効果が低下する。このため、漏水量が多くなり、河川の水浸入の防止効果が低減する場合が多い。
【００１０】
図１６は、水力発電所２００の封水装置１０を含む給水系統（主流）の構成例を示すブロック図である。図１６に示す封水装置１０を含む給水系統は、鉄管→給水主弁→ストレーナ→各冷却水及び封水→ドラフト（排水）となっている。水力発電所２００の給水流量調整システムは、例えば、主給水管２４、バイパス管２５、分配管２６、電動弁２７、ストレーナ３４、４０２，４０５、手動弁３５〜３７、手動弁４０１，４０３，４０４，４０６を有して構成される。
【００１１】
主給水管２４の上流側には電動弁２７（給水主弁）が接続される。電動弁２７の上流側には鉄管４０が接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途の水２０を鉄管４０から主給水管２４へ取り込むように制御される。
【００１２】
主給水管２４には、電動弁２７の下流側にバイパス管２５が接続される。バイパス管２５の分岐点の下流側の主給水管２４には、上流側から順に手動弁４０１、ストレーナ４０２及び手動弁４０３が接続される。バイパス管２５には上流側から順に手動弁４０４、ストレーナ４０５及び手動弁４０６が接続される。
【００１３】
分配管２６には封水管Ｐ１、冷却管Ｐ２，Ｐ３が接続される。封水管Ｐ１には上流側から順にストレーナ３４及び手動弁３５が取り付けられる。封水管Ｐ１ではストレーナ３４を通過した後の封水用途の水（以下で封水という）が手動弁３５によって手動で調整され、図１５に示したパッキン部材１７を押下する封水管に給水される。
【００１４】
冷却管Ｐ２には手動弁３６が接続され、軸受部冷却用の水の流量が手動で調整される。冷却管Ｐ３には手動弁３７が接続され、発電機固定子冷却用の水の流量が手動で調整される。各冷却水の必要流量と封水の必要流量とは様々で、発電機冷却用途＞軸受冷却用途＞封水用途の順に流量が調整される。例えば、発電機冷却、軸受冷却、封水の各用途の流量は、手動弁３５〜３７の弁開度を調整することにより行われる。これらの発電機冷却、軸受冷却、封水の各用途の流量を手動調整する給水流量調整システムを、自動制御化して給水流量制御システムを構築する方法が考えられている。
【００１５】
この種の水力発電所の給水流量制御システムに関連して、特許文献１に開示された流体の流量調整制御装置によれば、信号発生手段、流量調整バルブ及び制御装置を備え、信号発生手段は信号出力部を有している。信号出力部は、上位４ビットの上位側設定部及び、下位４ビットの下位側設定部を有し、上・下位側設定部からの各ビット信号を組み合わせて出力する。流量調整バルブは、流体の性質毎に複数個配設され、信号出力部からの出力に応じて流体通路面積を変化させる。これらを前提にして、制御装置は、信号出力部から流量調整バルブへ夫々ビット信号を出力させ、各流量調整バルブの流体通路断面積をビット信号に応じて選択し、各流量調整バルブからの流量を夫々調整して混合流体を生成すべく流量調整バルブを制御するようになる。
【００１６】
このように流体の流量調整制御装置を構成すると、信号出力部から出力されるビット信号によって流量調整バルブを開閉制御することができ、流体の流量調整を細かく行うことができ、流体を所定の混合割合により混合でき、混合割合の正確な混合流体を生成できるというものである。
【００１７】
更に、水力発電所の給水流量制御装置に関連して、特許文献２に開示されたガス流量の調整装置によれば、複数のトーチ、定流量素子及び制御手段を備え、複数のトーチは、複数種のノズルを選択的に装着すると共に、供給されたガスをノズルから噴射して被加工材に対して加工が行われる。
【００１８】
定流量素子は、複数のトーチに於けるガスの供給側に接続され、予め設定されたガス流量に対応する指令信号を受け、この指令信号と現在のガス流量を検出した検出信号とを比較して、現在のガス流量が予め設定されたガス流量の値から変動したとき、現在のガス流量を予め設定されたガス流量に調整する。これを前提にして、制御手段が、複数のトーチに於けるガスの供給側に接続された定流量素子に対し、ガス毎に予め設定されたガス流量に対応する指令信号を伝達して定流量素子を制御するものである。
【００１９】
このようにガス流量の調整装置を構成すると、１台の制御手段によって複数の定流量素子を制御することができ、コストを大幅に上昇させることなく、複数のトーチに対するガスの流量を正確に制御できるというものである。
【００２０】
更に、水力発電所の給水流量制御装置に関連して、特許文献３に開示された立軸水車の主軸封水装置によれば、主軸スリーブ、主軸封水本体、及び、遠心ポンプを備え、主軸スリーブは立軸水車の主軸下部の外周面に取り付けられる。主軸封水本体は、櫛の歯状のシーリングライナを備えている。シーリングライナは、軸水車の上カバーの上面に取付けられ、その内周面に主軸スリーブに対して予め定めた主軸シールギャップを介して対向する面を有している。遠心ポンプは、主軸スリーブの頂端近傍または下端近傍の少なくともいずれか一方の立軸水車の主軸の外周面に設けられて、主軸の回転により主軸シールギャップに向かう水圧を発生する。これらを前提にして、主軸封水本体の上部が遠心ポンプに小間隙を介して対向するように構成される。
【００２１】
このように立軸水車の主軸封水装置を構成すると、水車主軸の定格回転時において、主軸シールギャップを上昇して漏水となる圧力水の上昇を抑制でき、主軸封水装置からの漏水を低減できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平０９−０３４５５４号公報（第２頁 図１）
【特許文献２】特開平０８−１９７２５７号公報（第４頁 図３）
【特許文献３】特開平０８−１７７７０５号公報（第１頁 図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、従来例に係る水力発電所２００の給水流量制御システムによれば、次のような問題がある。
ｉ．発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途で必要流量が違うこと、及び、１つの給水系統から全ての用途に対応して給水を行っているため、図１６に示した手動弁３５〜３７による調整では、個々の流量調整が非常に困難となる。発電機冷却用には多量の冷却水が使用されるため、流量調整次第では最も少ない封水流量が満たされなくなってしまう場合もある。
【００２４】
ii．また、発電機冷却用の冷却管Ｐ３を配管清掃（クーラー逆洗浄）するために、一時的に発電機冷却用の流量を増加させる場合がある。この配管清掃時に封水流量が低下し、発電機８０を自動停止してしまう恐れがある。
【００２５】
iii．給水流量制御システムでは主給水管２４のストレーナ４０２とは別に、封水系統の封水管Ｐ１にストレーナ３４を設置している場合が多い。しかし、ストレーナ４０２の排砂動作とストレーナ３４の排砂動作が同時期に起動された場合に、封水流量が低下し、発電機８０を自動停止してしまう恐れが有る。
【００２６】
iv．なお、特許文献１に見られるような流体の流量調整制御装置によれば、供給元の水の流量が有る程度確保されていることが前提と考えられ、供給元流量が十分確保されていない場合は、水力発電所２００における出水時の対処が困難となるという問題がある。出水時にゴミ等により流量が低下した場合、流量が最も少ない封水に影響を及ぼし、発電機８０を自動停止してしまう場合がある。
【００２７】
ｖ．また、特許文献２に見られるようなガス流量の調整装置によれば、流量が設定値となるように目標値追従制御するが、水力発電所においては、出水時の濁水等により流量が低下するのを事前に防ぐ必要がある。このため、流量を設定値よりも多めに設定する等の対策が必要であり、一概に流量を一定（設定値）に保つだけでは、上述の問題に対応できない。
【００２８】
そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、発電機固定子や軸受部等の冷却水に対して優先的に封水装置に給水できるようにすると共に、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、発電機停止等の異常事態を回避できるようにした水力発電所の給水流量制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、少なくとも、給水系統に接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する複数の流量調整部と、前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関する優先順位を設定する設定部と、前記給水系統に接続され、前記設定部によって優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する複数の流量検出部と、前記流量調整部、設定部及び前記流量検出部に接続され、当該流量検出部によって検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、複数の流量調整部、設定部、複数の流量検出部及び、制御部を備えて構成され、流量調整部は、給水系統に接続され、少なくとも、発電機冷却、軸受冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する。設定部は、流量調整部によって調整される各々の用途毎の流量配分に関する優先順位を設定するようになされる。流量検出部は、給水系統に接続され、設定部によって優先順位が設定された各々の用途に供給される給水流量を検出する。制御部は流量調整部、設定部及び流量検出部に接続される。これを前提にして、制御部が流量検出部によって検出された各々の用途に供給される給水流量及び、設定部によって設定された優先順位に基づいて流量調整部を制御するようになる。この制御によって、各々の用途に対応した優先順位に従って給水できるので、軸受部や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。
【００３１】
請求項２に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項１において、前記制御部に前記優先順位を設定する設定部では、前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関して、前記軸受部の漏水を防止するための封水、前記軸受部を冷却するための冷却水、前記発電機を冷却するための冷却水の順に前記優先順位が設定されることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項３に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項２において、前記制御部が、前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び前記発電機を冷却するための発電機冷却装置に優先して前記軸受部の漏水を防止するための封水装置に給水することを特徴とするものである。
【００３３】
請求項４に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項３において、前記軸受部の漏水を防止するための封水装置、前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び、前記発電機を冷却するための発電機冷却装置の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分され、前記制御部は、前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足するか否かを監視し、前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足する場合は、前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とするものである。
【００３４】
請求項５に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項４において、前記常備用及び予備用の給水系統に接続された前記発電機の固定子を含む軸受部の温度を検出する温度検出部を備え、前記制御部は、前記温度検出部から、少なくとも、前記発電機の固定子及び軸受部のいずれか一方の温度が設定温度を超える温度上昇を検出したとき、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加することを特徴とするものである。
【００３５】
請求項６に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項５において、前記制御部は、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加する際に、前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項７に記載の水力発電所の給水流量制御装置は、請求項１において、前記給水系統に接続された本管を流れる水の濁度を検出する濁度検出部を備え、前記制御部は、前記濁度検出部から出力される濁度検出情報に基づいて前記軸受部の封水用の流量設定値、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行することを特徴とするものである。
【００３７】
請求項８に記載の水力発電所の給水流量制御方法は、給水系統に接続され、少なくとも、発電機冷却、軸受冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する流量調整部及び、給水系統に接続され、各々の前記用途毎に流量を検出する流量検出部を備え、各々の用途毎に給水制御を実行する水力発電所の給水流量制御装置が、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量配分に関する優先順位の設定を受け付ける工程と、優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する工程と、検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、予め設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御し、各々の前記用途に給水する工程を実行することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１に係る水力発電所の給水流量制御装置及び、請求項８に係る水力発電所の給水流量制御方法によれば、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各々の用途毎に設けられた流量検出部から出力される各々の用途毎の給水流量及び、設定部によって設定された各々の用途毎の流量配分に関する優先順位に基づいて流量調整部を制御する制御部を備えるものである。
【００３９】
この構成によって、各々の用途に対応した優先順位に従って給水できるので、軸受部や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。これにより、手動による流量調整が不要となる。封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【００４０】
請求項２に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、流量調整部によって調整される各々の用途毎の流量配分に関して、軸受部の漏水を防止するための封水、軸受部を冷却するための冷却水、発電機を冷却するための冷却水の順に優先順位が設定されるので、軸受部や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。
【００４１】
請求項３に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、優先順位に基づいて軸受部冷却装置及び発電機冷却装置に優先して封水装置に給水するので、封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【００４２】
請求項４に記載の水力発電所の給水流量制御装置によれば、封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分され、制御部が常備用の給水系統で発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足する場合、予備用の給水系統で追加給水制御を実行するので、封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【００４３】
請求項５に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、制御部が発電機の固定子及び軸受部のいずれか一方の温度上昇を検出したとき、発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加するので、発電機停止等の異常事態を伴うことなく、発電機及び軸受部の温度上昇を抑制できるようになる。
【００４４】
請求項６に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、制御部は、発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加する際に、予備用の給水系統で追加給水制御を実行するので、軸受部の封水を確保しつつ発電機及び軸受部の温度上昇を抑制できるようになる。
【００４５】
請求項７に係る水力発電所の給水流量制御装置によれば、制御部が、濁度検出部から出力される濁度検出情報に基づいて軸受部の封水用の流量設定値、発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行するので、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、適正流量を常に確保できるようになる。このため、流量低下による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る実施形態としての封水装置１０を含む給水系統（主流）の構成例を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、給水流量制御装置５０における制御例を示す動作概要図である。
【図３】第１の実施例に係る優先順位設定による流量制御例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施例に係る優先順位設定による流量制御例を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施例に係る軸受部７０の温度検出に基づく流量制御例を示すフローチャートである。
【図６】第４の実施例に係る発電機固定子の温度検出に基づく流量制御例を示すフローチャートである。
【図７】第５の実施例に係る本管濁度検出に基づく流量制御例（その１）を示すフローチャートである。
【図８】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その２）を示すフローチャートである。
【図９】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その３）を示すフローチャートである。
【図１０】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その４）を示すフローチャートである。
【図１１】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その５）を示すフローチャートである。
【図１２】同本管濁度検出に基づく流量制御例（その６）を示すフローチャートである。
【図１３】第６の実施例に係る全体流量確保に対する常備→予備による追加給水制御例を示すフローチャートである。
【図１４】第７の実施例に係る全体流量確保に対する予備→常備復帰による給水制御例を示すフローチャートである。
【図１５】従来例に係る水力発電所の水車６０における封水装置１０の配置例を示す説明図である。
【図１６】水力発電所２００の封水装置１０を含む給水系統（主流）の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態としての水力発電所の給水流量制御装置及びその給水流量制御方法について説明する。
図１に示す給水流量制御装置５０は水力発電所２００（図１５参照）に設けられ、給水流量制御システム１００を構成する。この例では、鉄管からの給水系統を２ルート化し、各給水系統のストレーナの出口に電動弁を配置する。発電機冷却、軸受冷却及び封水の各々の用途毎の入口に電動バルブを設置する。各用途入口及びストレーナの出口に流量計を設置して給水流量制御システム１００を構成する。
【００４８】
給水流量制御システム１００には、給水流量制御装置５０の他に、分配管１６、設定部１８、鉄管４０、第１の給水系統４１、第２の給水系統４２、流量計４３，４６〜４７、ストレーナ４４、水車６０、軸受部７０、発電機８０、濁度計９０、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３が備えられる。
【００４９】
この例では、軸受部７０の漏水を防止するための封水装置１０（図１５参照）、軸受部７０を冷却するための軸受部冷却装置（図示せず）及び、発電機を冷却するための発電機冷却装置（図示せず）の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分される。第１の給水系統４１は例えば常備用であり、第２の給水系統４２はその予備用である。
【００５０】
鉄管４０は取水口４０８を有しており、上流の図示しないダム湖等に接続される。取水口４０８の下流側の鉄管４０には、第１の給水系統４１が接続される。給水系統４１は給水管１４、電動弁４１１，ストレーナ４１２及び電動弁４１３（以下、Ｄ電動弁ともいう）を有して構成される。給水管１４は鉄管４０から分岐された水２０を取り込む。水２０は、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に使用される。
【００５１】
電動弁４１１は流量調整部の一例を構成し、給水系統４１の給水管１４を流れる水の流量を調整する。ストレーナ４１２は給水管１４を流れる水２０に含まれるゴミをろ過する。Ｄ電動弁４１３は流量調整部の一例を構成し、ストレーナ４１２でろ過された後の水２０の流量を調整する。
【００５２】
取水口４０８と、上述の第１の給水系統４１の分岐点との間の鉄管４０には、第２の給水系統４２が接続される。給水系統４２は給水管１５、電動弁４２１，ストレーナ４２２及び電動弁４２３（以下、Ｅ電動弁ともいう）を有して構成される。流量不足時において、給水管１５は鉄管４０から分岐された水２０を取り込む。水２０は、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水の各用途において追加供給される。
【００５３】
電動弁４２１は流量調整部の一例を構成し、給水管１４を流れる水の流量を調整する。
ストレーナ４２２は給水管１４を流れる水２０に含まれるゴミをろ過する。Ｅ電動弁４２３は流量調整部の一例を構成し、ストレーナ４１２でろ過された後の水２０の流量を調整する。
【００５４】
この例では、Ｄ電動弁４１３の下流側とＥ電動弁４２３の下流側とが接続されて、流量計４３の一端に接続される。流量計４３は、給水管１４を流れる水２０の流量及び給水管１５を流れる水２０の流量の少なくとも一方を計測して流量検出信号Ｓ４３を発生する。流量検出信号Ｓ４３は給水流量制御装置５０へ出力される。
【００５５】
流量計４３の他端は分配管１６に接続される。分配管１６には、封水管Ｐ１、冷却管Ｐ２及び冷却管Ｐ３が接続される。封水管Ｐ１にはストレーナ４４、流量計４６及びＡ電動弁４５１が設けられる。ストレーナ４４は封水管Ｐ１に接続され、封水管Ｐ１を流れる水２０に含まれるゴミをろ過する。Ａ電動弁４５１は流量調整部の一例を構成し、封水管Ｐ１に接続されると共に、軸受部７０の封水用途に設けられて、封水管Ｐ１を流れる水の流量を調整する。Ａ電動弁４５１には設定部１８によって優先順位が設定される。
【００５６】
流量計４６は流量検出部の一例を構成し、封水管Ｐ１に接続されると共に、封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量を示し、当該封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００５７】
冷却管Ｐ２には流量計４７及びＢ電動弁４５２が設けられる。Ｂ電動弁４５２は流量調整部の一例を構成し、冷却管Ｐ２に接続され、軸受部７０の冷却用途に設けられて、冷却管Ｐ２を流れる水の流量を調整する。Ｂ電動弁４５２には設定部１８によって優先順位が設定される。
【００５８】
流量計４７は流量検出部の一例を構成し、Ｂ電動弁４５２によって調整された、冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００５９】
冷却管Ｐ３には流量計４８及びＣ電動弁４５３が設けられる。Ｃ電動弁４５３は流量調整部の一例を構成し、冷却管Ｐ３に接続され、発電機の冷却用途に設けられて、冷却管Ｐ３を流れる水の流量を調整する。Ｃ電動弁４５３には設定部１８によって優先順位が設定される。
【００６０】
流量計４８は流量検出部の一例を構成し、Ｃ電動弁４５３によって調整された、冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００６１】
この例で、給水流量制御装置５０は演算部５１、メモリ部５２及び制御部５３を有して構成される。給水流量制御装置５０は上述の流量検出信号Ｓ４３、封水検出信号Ｓ４６、冷却水検出信号Ｓ４７及び、冷却水検出信号Ｓ４８を入力し、各々をアナログ・ディジタル変換して、流量検出データＤ４３、封水検出データＤ４６、冷却水検出データＤ４７及びＤ４８を生成する。
【００６２】
演算部５１は流量検出データＤ４３、封水検出データＤ４６、冷却水検出データＤ４７及びＤ４８に基づいて制御目標値を演算する。演算部５１は、例えば、流量検出量が不足する場合に、流量検出量を与える電動弁の弁開度と上限設定値との差分を演算する。当該差分が存在する場合、すなわち、電動弁の弁開度が上限リミットに到達していない場合は、流量を増加する方向に弁を開くための制御目標値を生成する。
【００６３】
また、流量検出量が過剰となっている場合、演算部５１は、流量検出量を与える電動弁の弁開度と下限設定値との差分を演算する。当該差分が存在する場合、すなわち、電動弁の弁開度が下限リミットに到達していない場合は、流量を減少させる方向に弁を閉じるための制御目標値を生成する。
【００６４】
制御目標値は、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３の開度を制御して流量を設定するための値である。例えば、封水に関して、流量検出量が不足する場合の制御目標値は、電動弁開信号Ｓ５１となり、流量検出量が過剰となっている場合は、電動弁閉信号Ｓ５１バーとなる。
【００６５】
演算部５１にはメモリ部５２が接続される。メモリ部５２には演算途中の流量検出データＤ４３、封水検出データＤ４６、冷却水検出データＤ４７及びＤ４８や、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対応した制御目標値が一時記憶される。
【００６６】
演算部５１及びメモリ部５２には制御部５３が接続される。制御部５３は制御目標値に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３を制御する。制御部５３には設定部１８が接続される。設定部１８は、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量配分に関する優先順位の設定を受け付けるように操作される。
【００６７】
この例では、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３によって調整される各々の用途毎の流量配分に関して、例えば、軸受部７０の漏水を防止するための封水、軸受部７０を冷却するための冷却水、発電機を冷却するための冷却水の順に優先順位が設定される。ここで受け付けられた優先順位は、設定データＤ１８となって設定部１８から制御部５３へ出力される。
【００６８】
各々の用途毎の流量配分に関する優先順位は、設定部１８から制御部５３へ設定される。設定部１８で優先順位を設定すると、軸受部７０や発電機８０の固定子等の冷却に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。
【００６９】
給水流量制御装置５０は、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３及び流量計４３，４６〜４７に接続され、制御部５３が流量計４３，４６〜４７によって検出された各々の用途に供給される給水流量及び、設定部１８によって設定された優先順位に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３を制御する。
【００７０】
例えば、制御部５３は、設定部１８によって設定された優先順位に基づいて軸受部７０を冷却するための軸受部冷却装置（図示せず）及び発電機を冷却するための発電機冷却装置（図示せず）に優先して軸受部７０の漏水を防止するための封水装置１０（図１５参照）に給水する。
【００７１】
制御部５３は、Ａ電動弁４５１に電動弁開信号Ｓ５１を出力して弁開動作させる。反対に、Ａ電動弁４５１の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ５１バー（上線を省略する：Ｓ５１の反転信号の意味）を出力する。Ａ電動弁４５１の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ511を出力する。
【００７２】
同様にして、制御部５３は、Ｂ電動弁４５２に電動弁開信号Ｓ５２を出力して弁開動作させる。反対に、Ｂ電動弁４５２の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ５２バー（上線を省略する：Ｓ５２の反転信号の意味）を出力する。Ｂ電動弁４５２の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ522を出力する。
【００７３】
更に、制御部５３は、Ｃ電動弁４５３に電動弁開信号Ｓ５３を出力して弁開動作させる。反対に、Ｃ電動弁４５３の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ５３バー（上線を省略する：Ｓ５３の反転信号の意味）を出力する。Ｂ電動弁４５２の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ533を出力する。
【００７４】
また、制御部５３は、Ｄ電動弁４１３に電動弁開信号Ｓ４１を出力して弁開動作させる。反対に、Ｄ電動弁４１３の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ４１バー（上線を省略する：Ｓ４１の反転信号の意味）を出力する。Ｄ電動弁４１３の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ411を出力する。
【００７５】
更に、制御部５３は、Ｅ電動弁４２３に電動弁開信号Ｓ４２を出力して弁開動作させる。反対に、Ｅ電動弁４２３の弁を閉動作させる場合は、電動弁閉信号Ｓ４２バー（上線を省略する：Ｓ４２の反転信号の意味）を出力する。Ｅ電動弁４２３の弁動作を停止して、その弁開度を維持（ロック）する場合は、電動弁停止信号Ｓ422を出力する。
【００７６】
なお、水車６０、軸受部７０及び発電機８０については図１５を参照されたい。この例で、軸受部７０には温度計７１が取り付けられる。温度計７１は、軸受部７０の温度を検出して温度検出信号Ｓ７１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ７１に基づいてＢ電動弁４５２を制御するようになる（第３の実施例を参照）。
【００７７】
また、発電機８０には温度計８１が取り付けられる。温度計８１は、発電機８０の固定子等の温度を検出して温度検出信号Ｓ８１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ８１に基づいてＣ電動弁４５３を制御するようになる（第４の実施例を参照）。
【００７８】
この例で、鉄管４０の取水口４０８には濁水を事前感知させるための濁度計９０が取り付けられる。濁度計９０は、鉄管４０を流れる水２０の濁度を検出して濁度検出信号Ｓ９０を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、濁度検出信号Ｓ９０に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御するようになる（第５の実施例を参照）。
【００７９】
また、制御部５３は、常備用の給水系統４１で発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が不足するか否かを監視し、常備用の給水系統４１で発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が不足する場合は、予備用の給水系統４２で追加給水制御を実行する（第６及び第７の実施例を参照）。これらにより、給水流量制御装置５０を含む給水流量制御システム１００を構成する。
【００８０】
ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、給水流量制御装置５０における制御例（基本フロー）について説明する。図２Ａは、給水流量制御装置５０における各設定値とその制御信号又はその制御内容との関係例を示す表図である。図２Ｂは、常時流量範囲における設定値とその制御信号又は制御内容との関係例を示すグラフ図である。縦軸は流量及び電動弁の弁状態である。流量は、上方が多量（流量Ｑmax）であり、下方が少量（流量Ｑmin）である。弁状態は上方が開口大であり、下方が開口小である。
【００８１】
図２Ａに示す設定値には、上限設定、１段設定（追加給水用）、２段設定（常時給水用）、下限設定、警報設定、トリップ設定が記述される。上限設定の欄には上限設定値が入力される。ここに、上限設定値とは、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量を得る際のＡ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁開度の上限値を設定する際の最大開度値をいう。
【００８２】
上限設定値はＡ電動弁４５１等の弁を閉方向から開方向へ遷移させる場合に設定され、Ａ電動弁４５１等の弁が電動弁開信号Ｓ５１等に基づいて最大開度値（上限リミット）に到達すると、電動弁閉信号Ｓ５１バー等に基づいてＡ電動弁４５１等の弁を閉方向へ遷移するようになされる。
【００８３】
１段設定とは、常備用の給水系統４１に加えて予備用の給水系統４２を動作させて、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する際の動作モードをいう。１段設定の動作モードが設定されるのは、常備用の給水系統４１において発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が不足する場合である。以下で、１段設定の動作モードに基づいて給水流量を制御する場合を１段制御という。
【００８４】
２段設定とは、予備用の給水系統４２を動作させることなく、常備用の給水系統４１のみで、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する際の動作モードをいう。２段設定の動作モードが設定されるのは、常備用の給水系統４１において発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水が賄える場合である。当該給水流量制御システム１００の初期には２段設定の動作モードが設定される。以下で、２段設定の動作モードに基づいて給水流量を制御する場合を２段制御という。
【００８５】
下限設定値とは、発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量を得る際のＡ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁開度の下限値を設定する際の最小開度値をいう。下限設定値はＡ電動弁４５１等の弁を開方向から閉方向へ遷移させる場合に設定され、Ａ電動弁４５１等の弁が電動弁閉信号Ｓ５１バー等に基づいて最小開度値（下限リミット）に到達すると、電動弁開信号Ｓ５１等に基づいてＡ電動弁４５１等の弁を開方向へ遷移するようになされる。
【００８６】
警報設定値とは、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する場合であって、流量不足等によって常時流量範囲から流量が外れ、警報を発するか否かを判別する場合に、その判別基準となる流量値をいう。警報設定値を使用して軽微な故障を判別できるようになる。ここに、常時流量範囲とは、常備用の給水系統４１のみで、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処可能な流量の範囲をいう。図中、流量Ｑmax−Ｑminの間が常時流量範囲である。
【００８７】
トリップ設定値とは、水車６０の異常発生時、発電機８０を保護するために、当該発電機８０を送電線路からトリップ（開放）する際の流量値である。これらの上限設定値、１段設定の動作モード（追加給水用）、２段設定の動作モード（常時給水用）、下限設定値、警報設定値、トリップ設定値等は、メモリ部５２に格納される。
【００８８】
なお、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量設定に関して、上限流量、流量１段（追加給水）、流量２段（常時給水）、下限流量、警報流量、トリップ流量等は、図１に示した設定部１８を操作することで制御部５３に設定される。
【００８９】
また、図２Ｂに示す右上がりの矢印は、Ａ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁を閉方向から開方向へ制御して流量を増加する場合を示している。また、同図に示す右下がりの矢印は、Ａ電動弁４５１や、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等の弁を開方向から閉方向へ制御して流量を減少させる場合を示している。
【００９０】
なお、黒丸印は、Ａ電動弁４５１に関して、電動弁開信号Ｓ５１、電動弁閉信号Ｓ５１バー及び電動弁停止信号Ｓ511等の切替ポイントを示している。他のＢ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、Ｄ電動弁４１３及びＥ電動弁４２３等についても同様に動作する。
【実施例１】
【００９１】
続いて、図３を参照して、第１の実施例に係る優先順位設定時の流量制御例について説明する。この例では、図１に示した水力発電所２００の給水流量制御システム１００において、封水用途及び発電機冷却用途の各々の流量配分に関する優先順位、第１位にＡ電動弁４５１が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合を想定する。もちろん、優先順位は、設定部１８によって受け付けられ、優先順位の設定情報（設定データＤ１８）が設定部１８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００９２】
給水流量制御装置５０は、ストレーナ４１２の出口流量を各用途に応じた必要流量に配分するようにＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御する。各用途の流量配分は、予め決定された優先順位により、優先的に封水系統に給水するようになされる。制御部５３は、各流量を監視し、流量に応じてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御し給水するようになされる。
【００９３】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、ステップＳＴ１で制御部５３が封水系統のＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報を検出する。Ａ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ａ電動弁４５１の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ５１の通電時間や、Ａ電動弁４５１の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ５１バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。もちろん、これに限られることはなく、弁開度情報を出力可能な電動バルブを設けて、弁開度の上限リミット情報を検出してもよい。
【００９４】
次に、ステップＳＴ２で制御部５３は封水系統の封水の流量が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量を示し、当該封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００９５】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第１位に設定されたＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミットによる流量をＱx1（以下でＡ電動弁開上限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin1としたとき、Ａ電動弁開上限リミットＱx1と下限流量設定値Ｑmin1とを比較し、Ｑx1＞Ｑmin1の場合及び、Ｑx1≦Ｑmin1の場合に対応して制御を分岐する。
【００９６】
封水の流量が下限流量設定値を上回っている場合、すなわち、Ｑx1＞Ｑmin1の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ１に戻って制御部５３は、Ａ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報の検出を継続する。
【００９７】
封水の流量が下限流量設定値以下になった場合、すなわち、Ｑx1≦Ｑmin1の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ３に移行して、制御部５３はＣ電動弁４５３の弁閉動作を開始する。制御部５３は電動弁閉信号Ｓ５３バーをＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁閉信号Ｓ５３バーに基づいて弁閉動作を開始する。このＣ電動弁４５３の弁閉動作の開始によって、発電機８０の冷却水が減少し、封水系統へ移譲される水が増加して行く。
【００９８】
その後、ステップＳＴ４で制御部５３は発電機冷却系統が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４８は、冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【００９９】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第２位に設定されたＣ電動弁４５３の弁開度の下限リミットによる流量をＱx3（以下でＣ電動弁開下限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin3としたとき、Ｃ電動弁開下限リミットＱx3と下限流量設定値Ｑmin3とを比較し、Ｑx3＞Ｑmin3の場合及び、Ｑx3≦Ｑmin3の場合に対応して制御を分岐する。
【０１００】
発電機冷却系統が下限流量設定値以下になっていない場合は、ステップＳＴ５に移行してＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報を解除する。その後、ステップＳＴ６に移行して封水系統が２段設定の動作モードになったか否かを判別する。この際の判断基準は、２段設定の動作モードになったか否かを判別するための２段流量設定値をＱ２としたとき、Ａ電動弁開上限リミットＱx1と２段流量設定値Ｑ２とを比較し、Ｑx1＜Ｑ２の場合及び、Ｑx1≧Ｑ２の場合に対応して制御を分岐する。
【０１０１】
封水系統が２段設定の動作モードになっていない場合、すなわち、Ｑx1＜Ｑ２の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ５に戻って、制御部５３はＡ電動弁４５１の弁開度の上限リミット情報を解除する。封水系統が２段設定の動作モードになった場合、すなわち、Ｑx1≧Ｑ２の場合（ＹＥＳ）、及び、ステップＳＴ４で発電機冷却系統が下限流量設定以下になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ７に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の弁閉動作を停止する。制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁停止信号Ｓ533に基づいて弁閉動作を停止（ロック）する。
【０１０２】
このＣ電動弁４５３の弁閉動作の停止によって、発電機８０への冷却水の流量の減少が止まって一定となり、封水系統への封水も一定となって、２段設定の動作モードが安定する（２段制御）。これらにより、給水流量制御システム１００において、優先順位、第１位にＡ電動弁４５１が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合の給水流量制御を終了する。
【０１０３】
このように、第１の実施例としての給水流量制御システム１００の給水流量制御装置５０及び、その給水流量制御方法によれば、発電機冷却及び封水の各々の用途毎に設けられた流量計４６，４８から出力される各々の用途毎の給水流量を示す封水検出信号Ｓ４６、冷却水検出信号Ｓ４８及び、設定部１８によって設定された各々の用途毎の流量配分に関する優先順位、（第１位＝Ａ電動弁４５１、第２位＝Ｃ電動弁４５３）に基づいてＡ電動弁４５１及びＣ電動弁４５３を制御する制御部５３を備えるものである。
【０１０４】
この構成によって、発電機冷却及び封水の各々の用途に対応した優先順位、第１位＝Ａ電動弁４５１、第２位＝Ｃ電動弁４５３に従って給水できるので、軸受部７０や発電機固定子等に対して優先的に封水装置に給水できるようになる。これにより、手動による流量調整が不要となる。封水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。また、各流量計４６〜４８、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、これらの優先順位を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになった。
【０１０５】
この他に、次のような効果が得られる。発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途で必要流量が相違していても、２つの給水系統４１，４２から、当該発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等の各用途に対応して給水を行うことができる。
【０１０６】
しかも、発電機冷却用に多量の冷却水を使用する場合であっても、図１に示したＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３の個々の流量を流量計４６〜４８の検知量に基づいて自動調整できるので、封水用のＡ電動弁４５１を優先しつつ、他のＢ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を個々に調整できるようになる。この結果、最も少ない封水流量を満たしつつ、発電機冷却用の冷却管Ｐ３を配管清掃（クーラー逆洗浄）することができる。これにより、配管清掃時に封水流量が低下して、発電機８０を自動停止してしまう恐れが解消される。
【０１０７】
また、給水流量制御システム１００において、給水管１４のストレーナ４１２の排砂動作と封水管Ｐ１のストレーナ４４の排砂動作とが同時期に起動された場合であってもＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３の個々の流量を流量計４６〜４８の検知量に基づいて自動調整できるので、封水用の電動弁４５１を優先しつつ、他のＢ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を個々に調整できるようになる。この結果、最も少ない封水流量を満たしつつ、ストレーナ４１２の排砂動作と封水管Ｐ１のストレーナ４４の排砂動作とを同時期に起動することができる。これにより、ストレーナ排砂動作時に封水流量が低下して、発電機８０を自動停止してしまう恐れが解消される。
【実施例２】
【０１０８】
続いて、図４を参照して、第２の実施例に係る優先順位設定時の流量制御例について説明する。この例では、図１に示した水力発電所２００の給水流量制御システム１００において、軸受部冷却用途及び発電機冷却用途の各々の流量配分に関する優先順位、第１位にＢ電動弁４５２が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合を想定する。もちろん、優先順位は、設定部１８によって受け付けられ、優先順位の設定情報（設定データＤ１８）が設定部１８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【０１０９】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、ステップＳＴ11で制御部５３が軸受部冷却系統のＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報を検出する。Ｂ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ｂ電動弁４５２の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ５２の通電時間や、Ｂ電動弁４５２の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ５２バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。
【０１１０】
次に、ステップＳＴ12で制御部５３は軸受部冷却系統の冷却水の流量が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から給水流量制御装置５０へ出力される。
【０１１１】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第１位に設定されたＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミットによる流量をＱx2（以下でＢ電動弁開上限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin2としたとき、Ｂ電動弁開上限リミットＱx2と下限流量設定値Ｑmin2とを比較し、Ｑx2＞Ｑmin2の場合及び、Ｑx2≦Ｑmin2の場合に対応して制御を分岐する。
【０１１２】
冷却管Ｐ２の冷却水の流量が下限流量設定値を上回っている場合、すなわち、Ｑx2＞Ｑmin2の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ11に戻って制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報の検出を継続する。
【０１１３】
冷却水の流量が下限流量設定値以下になった場合、すなわち、Ｑx2≦Ｑmin2の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ13に移行して、制御部５３はＣ電動弁４５３の弁閉動作を開始する。制御部５３は電動弁閉信号Ｓ５３バーをＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁閉信号Ｓ５３バーに基づいて弁閉動作を開始する。このＣ電動弁４５３の弁閉動作の開始によって、発電機８０の冷却水が減少し、軸受部冷却系統へ移譲される水が増加して行く。
【０１１４】
その後、ステップＳＴ14で制御部５３は発電機冷却系統が下限流量設定値以下になったか否かを判別する。このとき、流量計４８は、冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量を示し、当該冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から給水流量制御装置５０へ出力される。
【０１１５】
給水流量制御装置５０では、優先順位、第２位に設定されたＣ電動弁４５３の弁開度の下限リミットによる流量をＱx3（以下でＣ電動弁開下限リミットという）とし、下限流量設定値をＱmin3としたとき、Ｃ電動弁開下限リミットＱx3と下限流量設定値Ｑmin3とを比較し、Ｑx3＞Ｑmin3の場合及び、Ｑx3≦Ｑmin3の場合に対応して制御を分岐する。
【０１１６】
発電機冷却系統が下限流量設定値以下になっていない場合は、ステップＳＴ15に移行してＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報を解除する。その後、ステップＳＴ16に移行して軸受部冷却系統が２段設定の動作モードになったか否かを判別する。この際の判断基準は、２段設定の動作モードになったか否かを判別するための２段流量設定値をＱ２としたとき、Ｂ電動弁開上限リミットＱx2と２段流量設定値Ｑ２とを比較し、Ｑx2＜Ｑ２の場合及び、Ｑx2≧Ｑ２の場合に対応して制御を分岐する。
【０１１７】
軸受部冷却系統が２段設定の動作モードになっていない場合、すなわち、Ｑx2＜Ｑ２の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ５に戻って、制御部５３はＢ電動弁４５２の弁開度の上限リミット情報を解除する。軸受部冷却系統が２段設定の動作モードになった場合、すなわち、Ｑx2≧Ｑ２の場合（ＹＥＳ）、及び、ステップＳＴ４で発電機冷却系統が下限流量設定以下になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ７に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の弁閉動作を停止する。制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力する。Ｃ電動弁４５３は、電動弁停止信号Ｓ533に基づいて弁閉動作を停止（ロック）する。
【０１１８】
このＣ電動弁４５３の弁閉動作の停止によって、発電機８０への冷却水の流量の減少が止まって一定となり、軸受部冷却系統への冷却水も一定となって、２段設定の動作モードが安定する（２段制御）。これらにより、給水流量制御システム１００において、優先順位、第１位にＢ電動弁４５２が設定され、第２位にＣ電動弁４５３が設定された場合の給水流量制御を終了する。
【０１１９】
このように、第２の実施例としての給水流量制御システム１００の給水流量制御装置５０及び、その給水流量制御方法によれば、軸受部冷却及び発電機冷却の各々の用途毎に設けられた流量計４７，４８から出力される各々の用途毎の給水流量を示す冷却水検出信号Ｓ４７，Ｓ４８及び、設定部１８によって設定された各々の用途毎の流量配分に関する優先順位、（第１位＝Ｂ電動弁４５２、第２位＝Ｃ電動弁４５３）に基づいてＢ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御する制御部５３を備えるものである。
【０１２０】
この構成によって、軸受部冷却及び発電機冷却の各々の用途に対応した優先順位、第１位＝Ｂ電動弁４５２、第２位＝Ｃ電動弁４５３に従って給水できるので、発電機固定子等に対して優先的に軸受部７０の冷却水装置に給水できるようになる。これにより、手動による流量調整が不要となる。軸受部用の冷却水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。また、各流量計４６〜４８、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、これらの優先順位を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになった。
【実施例３】
【０１２１】
図５を参照して、第３の実施例に係る軸受部７０の温度検出に基づく流量制御例について説明する。この例では、図１に示した給水流量制御システム１００には、軸受部７０の温度θｍを検出する温度計７１が備えられ、軸受部７０の温度θｍが設定値を超過した場合は、流量調整を行うと共に流量に応じた予備側の追加給水を行う。制御部５３は、温度計７１が軸受部７０の温度θｍが設定温度を超える温度上昇を検出したとき、軸受部冷却用の冷却水の流量を増加するようにＢ電動弁４５２を制御するようになされる。
【０１２２】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、図５に示すフローチャートのステップＳＴ21で制御部５３がＢ電動弁４５２の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＢ電動弁４５２を制御する。
【０１２３】
その後、ステップＳＴ22で制御部５３は軸受部７０の温度情報（軸受温度情報）を入力する。このとき、温度計７１は、軸受部７０の温度θｍを検出して温度検出信号Ｓ７１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ７１に基づいてＢ電動弁４５２を制御する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ７１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｍを演算部５１に出力する。
【０１２４】
更に、ステップＳＴ23で制御部５３は軸受部７０の温度θｍが上限設定値の温度Ｔmax1に到達したか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データに基づく軸受部７０の温度θｍ（軸受部温度）をＴx1とし、軸受部７０の温度θｍの上限設定値をＴmax1としたとき、軸受部温度Ｔx1と上限設定値Ｔmax１とを比較し、Ｔx1＞Ｔmax1の場合及び、Ｔx1≦Ｔmax1の場合に対応して制御を分岐する。演算部５１は、軸受部７０の温度θｍの上限設定値をＴmax1としたとき、軸受部温度Ｔx1と上限設定値Ｔmax１とを比較する。
【０１２５】
軸受部温度Ｔx1が軸受部７０の温度θｍの上限設定値Ｔmax1以下である場合、すなわち、Ｔx1≦Ｔmax1の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ21に戻って制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の２段制御を継続する。軸受部７０の軸受部温度Ｔx1がその上限設定値Ｔmax1を越えた場合、すなわち、Ｔx1＞Ｔmax1の場合（ＮＯ）は、追加給水制御を実行するために、ステップＳＴ24に移行して制御部５３は、Ｂ電動弁４５２を２段制御から１段制御へ切り替える。
【０１２６】
そして、ステップＳＴ25で制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の１段制御をするために１段設定の動作モードを設定する。１段設定の動作モードでは、制御部５３が軸受部７０の冷却用の流量を増加するようにＢ電動弁４５２を制御する。又は、予備給水制御を実行する（図１３参照）。
【０１２７】
その後、ステップＳＴ26で制御部５３は１段制御による軸受部７０の温度情報（軸受温度情報）を入力する。このとき、温度計７１は、軸受部７０の温度θｍを検出して温度検出信号Ｓ７１を給水流量制御装置５０に出力する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ７１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｍ（軸受温度情報）を演算部５１に出力する。
【０１２８】
ステップＳＴ27で制御部５３は１段制御による軸受部７０の温度θｍが上限設定値Ｔmax1以下になったか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データＤｍに基づく軸受部温度Ｔx1と上限設定値Ｔmax１とを比較し、Ｔx1＞Ｔmax1の場合及び、Ｔx1≦Ｔmax1の場合に対応して制御を分岐する。
【０１２９】
軸受部温度Ｔx1が上限設定値Ｔmax１を越えている場合、すなわち、Ｔx1＞Ｔmax1の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ25に戻って制御部５３は、Ｂ電動弁４５２の１段制御を継続し、ステップＳＴ26で制御部５３は１段制御による軸受部温度情報を入力する。
【０１３０】
軸受部温度Ｔx1が軸受部７０の温度θｍの上限設定値Ｔmax１以下となった場合、すなわち、Ｔx1≦Ｔmax1の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ28に移行して制御部５３は、Ｂ電動弁４５２を１段制御から２段制御へ切り替える。その後、ステップＳＴ21に戻ってＢ電動弁４５２の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＢ電動弁４５２を制御する。以下、上述の制御を繰り返すようになされる。
【０１３１】
このように第３の実施例に係る水力発電所２００の給水流量制御装置５０によれば、軸受部７０の温度計７１から、当該軸受部７０の温度θｍが設定温度を超える温度上昇を検出したとき、制御部５３が軸受部冷却用の冷却水の流量を増加するようにＢ電動弁４５２を制御するようになる。
【０１３２】
この制御によって、軸受部冷却用の冷却水の流量を増加する際に、予備用の給水系統で追加給水制御を実行できるので、封水系統の封水を確保しつつ軸受部７０の温度上昇を抑制できるようになる。これにより、流量計４７、Ｂ電動弁４５２、軸受部７０の温度θｍを取り込んで、軸受冷却用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになった。
【実施例４】
【０１３３】
図６を参照して、第４の実施例に係る発電機固定子の温度検出に基づく流量制御例について説明する。この例では、図１に示した給水流量制御システム１００には、発電機８０の固定子の温度θｇを検出する温度計８１が備えられ、発電機８０の固定子の温度θｇが設定値を超過した場合、流量調整を行うと共に流量に応じた予備側の追加給水を行う。制御部５３は、温度計８１が発電機８０の固定子の温度θｇが設定温度を超える温度上昇を検出したとき、発電機冷却用の冷却水の流量を増加するようにＣ電動弁４５３を制御するようにした。
【０１３４】
これらを制御条件にして、給水流量制御装置５０では、まず、図６に示すフローチャートのステップＳＴ31で制御部５３がＣ電動弁４５３の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＣ電動弁４５３を制御する。
【０１３５】
その後、ステップＳＴ32で制御部５３は発電機８０の固定子の温度情報（固定子温度情報）を入力する。このとき、温度計８１は、発電機８０の固定子の温度θｇを検出して温度検出信号Ｓ８１を給水流量制御装置５０に出力する。制御部５３は、温度検出信号Ｓ８１に基づいてＣ電動弁４５３を制御する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ８１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｇを演算部５１に出力する。
【０１３６】
更に、ステップＳＴ33で制御部５３は発電機８０の固定子の温度θｇが上限設定値の温度Ｔmax2に到達したか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データに基づく発電機８０の固定子の温度θｇ（固定子温度）をＴx2とし、発電機８０の固定子の温度θｇの上限設定値をＴmax2としたとき、固定子温度Ｔx2と温度θｇの上限設定値Ｔmax2とを比較し、Ｔx2＞Ｔmax2の場合及び、Ｔx2≦Ｔmax2の場合に対応して制御を分岐する。演算部５１は固定子温度Ｔx2と温度θｇの上限設定値Ｔmax2とを比較する。
【０１３７】
発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2以下である場合、すなわち、Ｔx2≦Ｔmax2の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ31に戻って制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の２段制御を継続する。発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2を越えた場合、すなわち、Ｔx2＞Ｔmax2の場合（ＮＯ）は、追加給水制御を実行するために、ステップＳＴ34に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３を２段制御から１段制御へ切り替える。
【０１３８】
そして、ステップＳＴ35で制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の１段制御をするために１段設定の動作モードを設定する。１段設定の動作モードでは、制御部５３が発電機８０の固定子冷却用の冷却水の流量を増加するようにＣ電動弁４５３を制御する。又は、予備給水制御を実行する（図１３参照）。
【０１３９】
その後、ステップＳＴ36で制御部５３は１段制御による固定子温度情報を入力する。このとき、温度計８１は、発電機８０の固定子の温度θｇを検出して温度検出信号Ｓ８１を給水流量制御装置５０に出力する。給水流量制御装置５０では、温度検出信号Ｓ８１をアナログ・ディジタル変換した後の温度検出データＤｇを演算部５１に出力する。
【０１４０】
ステップＳＴ37で制御部５３は１段制御による発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2以下になったか否かを判別する。その際の判断基準は、温度検出データに基づく固定子温度Ｔx2と上限設定値Ｔmax2とを比較し、Ｔx2＞Ｔmax2の場合及び、Ｔx2≦Ｔmax2の場合に対応して制御を分岐する。
【０１４１】
固定子温度Ｔx2が上限設定値Ｔmax2を越えている場合、すなわち、Ｔx2＞Ｔmax2の場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ35に戻って制御部５３は、Ｃ電動弁４５３の１段制御を継続し、ステップＳＴ36で制御部５３は１段制御による固定子の温度検出データＤｇ（固定子温度情報）を入力する。
【０１４２】
発電機８０の固定子温度Ｔx2がその上限設定値Ｔmax2以下となった場合、すなわち、Ｔx2≦Ｔmax2の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ38に移行して制御部５３は、Ｃ電動弁４５３を１段制御から２段制御へ切り替える。その後、ステップＳＴ31に戻ってＣ電動弁４５３の２段制御を実行する。このとき、制御部５３は２段設定の動作モードでＣ電動弁４５３を制御する。以下、上述の制御を繰り返すようになされる。
【０１４３】
このように第４の実施例に係る水力発電所２００の給水流量制御装置５０によれば、制御部５３は、発電機８０の固定子の温度計８１が設定温度を超える温度上昇を検出したとき、発電機８０の冷却水の流量を増加するようにＣ電動弁４５３を制御する。
【０１４４】
この制御によって、発電機８０の冷却水の流量を増加する際に、予備用の給水系統で追加給水制御を実行できるので、封水系統の封水を確保しつつ発電機８０の固定子の温度上昇を抑制できるようになる。これにより、流量計４８、Ｃ電動弁４５３、発電機８０の固定子の温度θｇを取り込んで、発電機冷却用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【０１４５】
もちろん、第３の実施例及び第４の実施例を組み合わせて制御を実行してもよい。例えば、給水流量制御装置５０によれば、制御部５３が発電機８０の軸受部７０及び発電機８０の固定子のいずれか一方の温度上昇を検出したとき、発電機８０の軸受部７０及びその固定子の冷却用の水の流量を増加するようになるので、発電機停止等の異常事態を伴うことなく、発電機８０の軸受部７０及その固定子の温度上昇を抑制できるようになる。これにより、流量計４７，４８、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、発電機８０の固定子の温度θｇ、その固定子の温度θｇを取り込んで、軸受部冷却、発電機冷却用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【実施例５】
【０１４６】
続いて、図７〜図１２を参照して、第５の実施例に係る本管濁度検出に基づく流量制御例について説明する。この例で、給水流量制御システム１００には、給水系統に接続された鉄管４０を流れる水の濁度を検出する濁度計９０（図１参照）が備えられ、濁水の濁度が設定値を超過した場合、制御部５３が流量を設定値＋α通水するように追加給水を行う。
【０１４７】
制御部５３は、濁度計９０から出力される濁度検出情報に基づいて封水系統の１段／２段流量設定値、発電機８０の軸受部冷却水用の１段／２段流量設定値、発電機８０の固定子冷却用の１段／２段流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行する。
【０１４８】
この給水流量制御システム１００では、初期設定として「２段制御」が設定され、優先順位として第１位：封水、第２位：軸受部、第３位：発電機の固定子が設定されている。この２段制御では、予備用の給水系統４２を動作させることなく、常備用の給水系統４１のみで、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する２段設定の動作モードが設定される。
【０１４９】
これらを制御条件にして、図７に示すステップＳＴ41で制御部５３は取水口の濁度を計測して濁度検出情報を取得する。このとき、濁度計９０は、鉄管４０を流れる水２０の濁度を検出して濁度検出信号Ｓ９０を給水流量制御装置５０に出力する。給水流量制御装置５０では、濁度検出信号Ｓ９０をアナログ・ディジタル変換した後の濁度検出データＤ９０を演算部５１に出力する。制御部５３は、濁度検出データＤ９０に基づいてＡ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２及びＣ電動弁４５３を制御するようになる。
【０１５０】
ステップＳＴ42で制御部５３は取水口の濁度が濁度設定値以上になったか否かを判別する。この際の判断基準は、濁度計９０から得られた濁度検出情報に基づく取水口の測定濁度値と濁度設定値とを比較し、測定濁度値＜濁度設定値の場合及び、測定濁度値≧濁度設定値に対応して制御を分岐する。演算部５１は濁度検出情報に基づく取水口の測定濁度値と濁度設定値とを比較する。
【０１５１】
取水口の濁度が濁度設定値以上になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ43で制御部５３はＡ・Ｂ・Ｃ電動弁を「２段制御」→「１段制御」に切り替える。この１段制御では、常備用の給水系統４１に加えて予備用の給水系統４２を動作させて、発電機８０の冷却、軸受部７０の冷却及び当該軸受部７０の封水に対処する１段設定の動作モードが設定される。
【０１５２】
ステップＳＴ44で制御部５３はＡ電動弁４５１が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から制御部５３に出力される。制御部５３では、流量計４６から得られた封水検出信号Ｓ４６に基づく封水管Ｐ１の測定流量値とＡ電動弁４５１の１段流量設定値とを比較し、封水管Ｐ１の測定流量値≦１段流量設定値の場合及び、測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１５３】
封水管Ｐ１の測定流量値（封水系統の流量）が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ45で制御部５３はＡ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＡ電動弁４５１に電動弁開信号Ｓ５１を出力してＡ電動弁４５１の弁を開くようになされる。
【０１５４】
その後、ステップＳＴ46で制御部５３は封水系統の流量が１段流量設定値を越えたか否かで制御を進行する。制御部５３は、流量計４６から得られた封水検出信号Ｓ４６に基づく封水管Ｐ１の測定流量値とＡ電動弁４５１の１段流量設定値とを比較し、封水管Ｐ１の測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１５５】
封水系統の流量が１段流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、封水系統の流量が１段流量設定値を越えるのを待機する。封水系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ47で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ511をＡ電動弁４５１に出力して、Ａ電動弁開動作を停止（ロック）する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１５６】
上述のステップＳＴ44で制御部５３はＡ電動弁が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）、図８に示すステップＳＴ48に移行して、軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から制御部５３に出力される。
【０１５７】
制御部５３では、流量計４７から得られた冷却水検出信号Ｓ４７に基づく冷却管Ｐ２の測定流量値とＢ電動弁４５２の１段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ２の測定流量値≦１段流量設定値の場合及び、測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１５８】
軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ49で制御部５３はＢ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＢ電動弁４５２に電動弁開信号Ｓ５２を出力してＢ電動弁４５２の弁を開くようになされる。
【０１５９】
その後、ステップＳＴ50で制御部５３は封水系統の流量が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ51で制御部５３はＢ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ45に戻る。ステップＳＴ45で制御部５３は上述した制御を実行する（図７参照）。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ522をＢ電動弁４５２に出力して、Ｂ電動弁開動作を停止（ロック）する。
【０１６０】
ステップＳＴ50で封水系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ52に移行して、制御部５３は軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値を越えたか否かで制御を進行する。軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値未満である場合は、軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以上となるのを待機する。
【０１６１】
軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以上となった場合、ステップＳＴ53で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ522をＢ電動弁４５２に出力して、Ｂ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１６２】
また、上述のステップＳＴ48で軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）、制御部５３は、図９に示すステップＳＴ54に移行して、発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から制御部５３に出力される。
【０１６３】
制御部５３では、流量計４８から得られた冷却水検出信号Ｓ４８に基づく冷却管Ｐ３の測定流量値とＣ電動弁４５３の１段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ３の測定流量値≦１段流量設定値の場合及び、測定流量値＞１段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１６４】
発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ55で制御部５３はＣ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＣ電動弁４５３に電動弁開信号Ｓ５３を出力してＣ電動弁４５３の弁を開くようになされる。
【０１６５】
その後、ステップＳＴ56で制御部５３は封水系統の流量が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ57で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ45に戻る。ステップＳＴ45で制御部５３は上述した制御を実行する（図７参照）。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力して、Ｃ電動弁開動作を停止する。
【０１６６】
ステップＳＴ56で封水系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ58で制御部５３は軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。
【０１６７】
軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ59で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ49に戻る。ステップＳＴ49で制御部５３は上述した制御を実行する（図８参照）。
【０１６８】
ステップＳＴ58で軸受部冷却系統の流量が１段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ60で制御部５３は発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以上か否かで制御を進行する。発電機冷却系統の流量が１段流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以上となるのを待機する。
【０１６９】
発電機冷却系統の流量が１段流量設定値以上となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ61で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力して、Ｃ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１７０】
また、図７に示したステップＳＴ42で制御部５３は取水口の濁度が濁度設定値未満である場合は、図１０に示すステップＳＴ62で制御部５３は前回の設定に対応して制御を分岐する。
【０１７１】
前回の設定が「１段制御」である場合は、ステップＳＴ63で制御部５３は、制御部５３はＡ・Ｂ・Ｃ電動弁を「１段制御」→「２段制御」に切り替える。なお、前回の設定が「２段制御」である場合は、ステップＳＴ63をパスしてステップＳＴ64に移行する。
【０１７２】
ステップＳＴ64で制御部５３はＡ電動弁が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４６は封水管Ｐ１を流れる封水の流量（給水流量）を計測して封水検出信号Ｓ４６を発生する。封水検出信号Ｓ４６は流量計４６から制御部５３に出力される。制御部５３では、流量計４６から得られた封水検出信号Ｓ４６に基づく封水管Ｐ１の測定流量値とＡ電動弁４５１の２段流量設定値とを比較し、封水管Ｐ１の測定流量値≦２段流量設定値の場合及び、測定流量値＞２段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１７３】
Ａ電動弁４５１が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ65で制御部５３はＡ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＡ電動弁４５１に電動弁開信号Ｓ５１を出力してＡ電動弁４５１の弁を開くようになされる。
【０１７４】
その後、ステップＳＴ66で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値を越えたか否かで制御を進行する。封水系統の流量が２段流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ66で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値を越えるのを待機する。封水系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ67で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ511をＡ電動弁４５１に出力して、Ａ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻る。
【０１７５】
上述のステップＳＴ64で制御部５３はＡ電動弁が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）、図１１に示すステップＳＴ68に移行して、軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４７は冷却管Ｐ２を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４７を発生する。冷却水検出信号Ｓ４７は流量計４７から制御部５３に出力される。
【０１７６】
制御部５３では、流量計４７から得られた冷却水検出信号Ｓ４７に基づく冷却管Ｐ２の測定流量値とＢ電動弁４５２の２段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ２の測定流量値≦２段流量設定値の場合及び、測定流量値＞２段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１７７】
軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ69で制御部５３はＢ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３はＢ電動弁４５２に電動弁開信号Ｓ５２を出力してＢ電動弁４５２の弁を開くようになされる。
【０１７８】
その後、ステップＳＴ70で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ71で制御部５３はＢ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ65に戻る。ステップＳＴ65で制御部５３は上述した制御を実行する（図１０参照）。
【０１７９】
ステップＳＴ70で封水系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ72に移行して、制御部５３は軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えたか否かに応じて制御を進行する。軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値未満の場合は、軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えるのを待機する。軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合、ステップＳＴ73で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ522をＢ電動弁４５２に出力して、Ｂ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ72に戻る。
【０１８０】
また、上述のステップＳＴ68で軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合は、図１２に示すステップＳＴ74に移行して、制御部５３は、発電機冷却系統の流量が２段流量設定値以下か否かに応じて制御を分岐する。このとき、流量計４８は冷却管Ｐ３を流れる冷却水の流量（給水流量）を計測して冷却水検出信号Ｓ４８を発生する。冷却水検出信号Ｓ４８は流量計４８から制御部５３に出力される。
【０１８１】
制御部５３では、流量計４８から得られた冷却水検出信号Ｓ４８に基づく冷却管Ｐ３の測定流量値とＣ電動弁４５３の２段流量設定値とを比較し、冷却管Ｐ３の測定流量値≦２段流量設定値の場合及び、測定流量値＞２段流量設定値に対応して制御を実行する。
【０１８２】
発電機冷却系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ75で制御部５３はＣ電動弁開動作を開始する。このとき、制御部５３は、Ｃ電動弁４５３に電動弁開信号Ｓ５３を出力してＣ電動弁４５３の弁を開くようになされる。
【０１８３】
その後、ステップＳＴ76で制御部５３は封水系統の流量が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。封水系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ77で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ65に戻る。ステップＳＴ65で制御部５３は上述した制御を実行する（図１０参照）。
【０１８４】
ステップＳＴ76で封水系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ78で制御部５３は軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下であるか否かに応じて制御を分岐する。
【０１８５】
軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ79で制御部５３はＣ電動弁開動作を停止すると共に、ステップＳＴ69に戻る。ステップＳＴ69で制御部５３は上述した制御を実行する（図１１参照）。
【０１８６】
ステップＳＴ78で軸受部冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ80で制御部５３は発電機冷却系統の流量が２段流量設定値を越えたか否かに応じて制御を進行する。発電機冷却系統の流量が２段流量設定値未満の場合は、発電機冷却系統の流量が２段流量設定値を越えるのを待機する。
【０１８７】
発電機冷却系統の流量が２段流量設定値を越えた場合、ステップＳＴ81で制御部５３は電動弁停止信号Ｓ533をＣ電動弁４５３に出力して、Ｃ電動弁開動作を停止する。その後、ステップＳＴ42に戻り、制御部５３は取水口の濁度に基づいて上述した制御を繰り返すようになされる。
【０１８８】
このように第５の実施例に係る水力発電所２００の給水流量制御装置５０によれば、制御部５３が、濁度計９０から出力される濁度検出信号Ｓ９０に基づいて封水系統の１段／２段流量設定値、発電機８０の軸受部の冷却水用の１段／２段流量設定値、発電機８０の固定子の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行するので、出水時のゴミ等により流量が低下した場合であっても、適正流量を常に確保できるようになる。このため、流量低下による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。これにより、流量計４６〜４８、Ａ電動弁４５１、Ｂ電動弁４５２、Ｃ電動弁４５３、鉄管４０の濁水の濁度を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【実施例６】
【０１８９】
続いて、図１３を参照して、第６の実施例に係る全体流量確保に対する常備→予備による追加給水制御例について説明する。
【０１９０】
この実施例では、図１４に示した封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統の流量が少なくとも常備用及び予備用に区分され、制御部５３が常備用の給水系統で水車６０の封水、発電機８０の軸受部７０の冷却及び当該発電機８０の固定子の冷却水が不足する場合（２段制御）、予備用の給水系統で追加給水制御（１段制御）を実行するようにした。
【０１９１】
これらを制御条件にして、図１３に示すステップＳＴ91で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁開度の上限リミットを検出する。Ｄ電動弁４１３の弁開度の上限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ｄ電動弁４１３の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ４１の通電時間や、Ｄ電動弁４１３の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ４１バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。
【０１９２】
そして、ステップＳＴ92で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁開度の上限リミット時の主給水系統の流量が下限流量設定値以下になったか否かに対応して制御を進行する。このとき、流量計４３は給水管１４を流れる給水流量を計測して流量検出信号Ｓ４３を発生する。流量検出信号Ｓ４３は流量計４７から制御部５３に出力される。
【０１９３】
制御部５３では、流量計４３から得られた流量検出信号Ｓ４３に基づく給水管１４の測定流量値とＤ電動弁４１３の弁開度の上限リミット時の上限流量設定値とを比較し、給水管１４の測定流量値≦下限流量設定値の場合及び、測定流量値＞下限流量設定値に対応して制御を進行する。
【０１９４】
主給水系統の流量が下限流量設定値を越えている場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ91に戻ってＤ電動弁４１３の弁開度リミットの検出を継続する。主給水系統の流量が下限流量設定値以下になった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ93で制御部５３はＥ電動弁の開動作を開始する。このとき、制御部５３は、Ｅ電動弁４２３に電動弁開信号Ｓ４２を出力してＥ電動弁４２３の弁を開くようになされる。
【０１９５】
その後、ステップＳＴ94で制御部５３はＤ電動弁の動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ411をＤ電動弁４１３に出力して、Ｄ電動弁開動作を停止する。そして、ステップＳＴ95で制御部５３は主給水系統の流量が下限流量設定値を越えたか否かに対応して制御を進行する。主給水系統の流量が下限流量設定値未満の場合は、主給水系統の流量が下限流量設定値を越えるのを待機する。
【０１９６】
主給水系統の流量が下限流量設定値を越えた場合、制御部５３は、Ｅ電動弁４２３の開動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ422をＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁開動作を停止する。
【０１９７】
このように第６の実施例に係る給水流量制御システム１００によれば、図１５に示した封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統の流量が少なくとも常備用及び予備用に区分され、全体的に流量が減った場合に、１段制御によって、予備側の給水系統のＥ電動弁４２３により追加給水を実行する。
【０１９８】
この例では、制御部５３が常備用の給水系統で水車６０の封水、発電機８０の軸受部７０の冷却及び当該発電機８０の固定子の冷却水が不足する場合（２段制御）、全体流量確保に対する予備側の給水系統で追加給水制御（１段制御）を実行するので、冷却水枯渇による発電機停止等の異常事態を回避できるようになる。これにより、流量計４３、Ｄ電動弁４１３、Ｅ電動弁４２３、第１の給水系統４１（予備側）及び第２の給水系統４２（常備側）を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【実施例７】
【０１９９】
続いて、図１４を参照して、第７の実施例に係る全体流量確保に対する追加給水制御例について説明する。この例では、全体的に流量が回復してきた場合に、Ｅ電動弁４２３の下限リミット情報の検知有無に基づいて１段制御から２段制御へ給水制御を移行する場合を想定する。なお、Ｄ電動弁４１３の弁閉動作は停止（ロック）されている場合である。
【０２００】
これらを制御条件にして、図１４に示すステップＳＴ101で制御部５３はＥ電動弁４２３の下限リミット情報を検知する。Ｅ電動弁４２３の弁開度の下限リミット情報は、例えば、制御部５３が管理するメモリ部５２から、Ｅ電動弁４２３の弁開度０％→１００％移行時の電動弁開信号Ｓ４２の通電時間や、Ｅ電動弁４２３の弁開度１００％→０％移行時の電動弁閉信号Ｓ４２バーの通電時間等を参照し、演算部５１が制御部５３の参照する通電時間に対応した弁開度を演算することで得られる。
【０２０１】
ステップＳＴ102で制御部５３は主給水系統が上限流量設定値以上であるか否かに基づいて制御を進行する。主給水系統の流量が上限流量設定値未満である場合（ＮＯ）は、主給水系統の流量が上限流量設定値以上となるのを待機する。
【０２０２】
主給水系統の流量が上限流量設定値以上となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ103で制御部５３はＥ電動弁４２３び弁閉動作を開始する。このとき、制御部５３は電動弁閉信号Ｓ４２バーをＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁閉動作を開始する。
【０２０３】
その後、ステップＳＴ104で制御部５３はＥ電動弁４２３の下限リミット情報を検知したか否かに基づいて制御を分岐する。Ｅ電動弁４２３の下限リミット情報を検知していない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ105で制御部５３は主給水系統が２段流量設定値以下であるか否かに基づいて制御を進行する。主給水系統が２段流量設定値を越えている場合（ＮＯ）は、主給水系統が２段流量設定値以下となるのを待機する。
【０２０４】
主給水系統が２段流量設定値以下となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ106に移行してＥ電動弁４２３の弁閉動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ422をＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁開動作を停止する。
【０２０５】
また、上述のステップＳＴ104で制御部５３はＥ電動弁４２３の下限リミット情報を検知した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ107で制御部５３はＥ電動弁４２３の弁閉動作を停止（ロック）する。このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ422をＥ電動弁４２３に出力して、Ｅ電動弁開動作を停止する。
【０２０６】
その後、ステップＳＴ108で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁動作ロックを解除する。このとき、制御部５３はＤ電動弁４１３への電動弁停止信号Ｓ411の出力を解除して（止めて）、Ｄ電動弁動作ロックを解除する。
【０２０７】
そして、ステップＳＴ109で制御部５３はＤ電動弁４１３の弁開動作を開始する。このとき、制御部５３は電動弁開信号Ｓ４１をＤ電動弁４１３に出力して、Ｄ電動弁開動作を開始する。
【０２０８】
その後、ステップＳＴ110で制御部５３は主給水系統が２段流量設定値以下となった否かに対応して制御を進行する。主給水系統が２段流量設定値を越えている場合（ＮＯ）は、主給水系統が２段流量設定値以下となるのを待機する。主給水系統が２段流量設定値以下となった場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ111に移行してＤ電動弁４１３の弁閉動作を停止（ロック）する。
【０２０９】
このとき、制御部５３は電動弁停止信号Ｓ411をＤ電動弁４１３に出力して、Ｄ電動弁閉動作を停止する。これにより、Ｅ電動弁４２３の下限リミット情報の検知有無に基づいて１段制御から２段制御へ移行できるようになる。
【０２１０】
このように第７の実施例に係る給水流量制御システム１００によれば、図１５に示した封水装置、軸受部冷却装置及び、発電機冷却装置の各々に給水する給水系統の流量が少なくとも常備用及び予備用に区分され、全体的に流量が回復してきた場合に、１段制御から２段制御へ移行できるようになる。予備側の給水系統のＥ電動弁４２３から常備側の給水系統のＤ電動弁４１３へ給水制御を実行する。
【０２１１】
この例では、制御部５３が予備用の給水系統で水車６０の封水、発電機８０の軸受部７０の冷却及び当該発電機８０の固定子の冷却水が過剰となった場合（１段制御）、全体流量確保に対する予備側から常備の給水系統へ移行するように給水制御（２段制御）を実行するので、冷却水枯渇による発電機停止等の異常事態を招くことなく、１段制御から２段制御へ移行できるようになる。これにより、流量計４３、Ｄ電動弁４１３、Ｅ電動弁４２３、第１の給水系統４１及び第２の給水系統４２を取り込んで、発電機冷却、軸受冷却及び封水の各用途の流量を自動調整する自動流量制御装置を提供できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【０２１２】
本発明は、水力発電所の発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水等に対応する自動給水制御が可能な給水流量制御システムに適用して極めて好適である。
【符号の説明】
【０２１３】
１４，１５ 給水管
１６ 分配管
１８ 設定部
４０ 鉄管
４１ 第１の給水系統
４２ 第２の給水系統
４３，４６〜４８ 流量計（流量検出部）
４４，４１２，４２２ ストレーナ
５０ 流量制御装置
５１ 演算部
５２ メモリ部
５３ 制御部
７０ 軸受部
７１，８１ 温度計
８０ 発電機
９０ 濁度計
１００ 給水流量制御システム
４５１ Ａ電動弁（流量調整部）
４５２ Ｂ電動弁（流量調整部）
４５３ Ｃ電動弁（流量調整部）
４１３ Ｄ電動弁（流量調整部）
４２３ Ｅ電動弁（流量調整部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、給水系統に接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する複数の流量調整部と、
前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関する優先順位を設定する設定部と、
前記給水系統に接続され、前記設定部によって優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する複数の流量検出部と、
前記流量調整部、設定部及び前記流量検出部に接続され、当該流量検出部によって検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御する制御部とを備えることを特徴とする水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項２】
前記制御部に前記優先順位を設定する設定部では、
前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関して、前記軸受部の漏水を防止するための封水、前記軸受部を冷却するための冷却水、前記発電機を冷却するための冷却水の順に前記優先順位が設定されることを特徴とする請求項１に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び前記発電機を冷却するための発電機冷却装置に優先して前記軸受部の漏水を防止するための封水装置に給水することを特徴とする請求項２に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項４】
前記軸受部の漏水を防止するための封水装置、前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び、前記発電機を冷却するための発電機冷却装置の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分され、
前記制御部は、
前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足するか否かを監視し、
前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足する場合は、前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項５】
前記常備用及び予備用の給水系統に接続された前記発電機の本体を含む軸受部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、
前記温度検出部から、少なくとも、前記発電機の固定子及び軸受部のいずれか一方の温度が設定温度を超える温度上昇を検出したとき、
前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加することを特徴とする請求項４に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加する際に、
前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とする請求項５に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項７】
前記給水系統に接続された本管を流れる水の濁度を検出する濁度検出部を備え、
前記制御部は、
前記濁度検出部から出力される濁度検出情報に基づいて前記軸受部の封水用の流量設定値、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項８】
少なくとも、発電機冷却、軸受冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する流量調整部及び、各々の前記用途毎に流量を検出する流量検出部を備え、各々の用途毎に給水制御を実行する水力発電所の給水流量制御装置が、
発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量配分に関する優先順位の設定を受け付ける工程と、
優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する工程と、
検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、予め設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御し、各々の前記用途に給水する工程を実行することを特徴とする水力発電所の給水流量制御方法。
【請求項１】
少なくとも、給水系統に接続され、発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する複数の流量調整部と、
前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関する優先順位を設定する設定部と、
前記給水系統に接続され、前記設定部によって優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する複数の流量検出部と、
前記流量調整部、設定部及び前記流量検出部に接続され、当該流量検出部によって検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御する制御部とを備えることを特徴とする水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項２】
前記制御部に前記優先順位を設定する設定部では、
前記流量調整部によって調整される各々の前記用途毎の流量配分に関して、前記軸受部の漏水を防止するための封水、前記軸受部を冷却するための冷却水、前記発電機を冷却するための冷却水の順に前記優先順位が設定されることを特徴とする請求項１に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記設定部によって設定された前記優先順位に基づいて前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び前記発電機を冷却するための発電機冷却装置に優先して前記軸受部の漏水を防止するための封水装置に給水することを特徴とする請求項２に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項４】
前記軸受部の漏水を防止するための封水装置、前記軸受部を冷却するための軸受部冷却装置及び、前記発電機を冷却するための発電機冷却装置の各々に給水する給水系統が少なくとも常備用及び予備用に区分され、
前記制御部は、
前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足するか否かを監視し、
前記常備用の給水系統で前記発電機の冷却、水車の軸受部の冷却及び当該軸受部の封水が不足する場合は、前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項５】
前記常備用及び予備用の給水系統に接続された前記発電機の本体を含む軸受部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、
前記温度検出部から、少なくとも、前記発電機の固定子及び軸受部のいずれか一方の温度が設定温度を超える温度上昇を検出したとき、
前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加することを特徴とする請求項４に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量を増加する際に、
前記予備用の給水系統で追加給水制御を実行することを特徴とする請求項５に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項７】
前記給水系統に接続された本管を流れる水の濁度を検出する濁度検出部を備え、
前記制御部は、
前記濁度検出部から出力される濁度検出情報に基づいて前記軸受部の封水用の流量設定値、前記発電機及び水車の軸受部の冷却用の流量設定値を各々変更して、追加給水制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の水力発電所の給水流量制御装置。
【請求項８】
少なくとも、発電機冷却、軸受冷却及び当該軸受部の封水の各々の用途毎に設けられて流量を調整する流量調整部及び、各々の前記用途毎に流量を検出する流量検出部を備え、各々の用途毎に給水制御を実行する水力発電所の給水流量制御装置が、
発電機冷却用途、軸受冷却用途及び封水用途の各々の流量配分に関する優先順位の設定を受け付ける工程と、
優先順位が設定された各々の前記用途に供給される給水流量を検出する工程と、
検出された各々の前記用途に供給される給水流量及び、予め設定された前記優先順位に基づいて前記流量調整部を制御し、各々の前記用途に給水する工程を実行することを特徴とする水力発電所の給水流量制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１０４２５０（Ｐ２０１３−１０４２５０Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９８８１（Ｐ２０１１−２４９８８１）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
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