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結   果 上

ドキュメント内 水門扉の大型化と高圧化に関する研究 (ページ 60-64)

流 m

圧m

突出 量(mm)

区 分

201 40 406026 20 健 10 ・キャビテーションは発生しない。

・下降する流れがゴムに強く当たる

・ゴムは発熱しない。

202 60 30 μ

203 80 40 μ

204 120 35 μ

205 150 30 10 ・飛翔する流れはゴムに

全く当たらない。     スケッチ 寸 言o °方向 ニ流出

206 135 20 ・ キャビテーションは発生しない。

・流れの当たりは弱い。

切 り 上 げ リ ッ プ /L =150

開 度

βc(

凹)

圧 力 水 頭 ゴ ム

結   

m

圧m

突 出 量(infn)

251 40 25 20

・ 下 降 す る 流 れ は ゴ ム に 当 た ら な い 。

・45 ゜ 方 向 に 流 出 す る 。

252 60 //

253 80 35 μ

254 100 30

・ 流 れ は ゴ ム に 当 た ら な い 。

・30 ° 方 向 に 流 出 す る 。

255 120 20

・ 流 れ は ゴ ム に 当 た ら な い 。

・20 ° 方 向 に 流 出 す る 。

256 150

・ ゴ ム 押 さ え の 上 に

空 気 の 吸 い 込 み が

周 期 的 に 起 こ る 。       ス ケ ッ チ

・ 飛 翔 す る 流 れ 不 安 定

・ ゴ ム に 殆 ど 当 た ら な い 。

257 160

・ コ ン ジ ツ ト リ ツ プ 先 端 で の 剥 離 は 安 定 す る

・ 飛 翔 す る 流 れ は ゴ ム に 当 た ら な い 表2  . エ ー642.

(17) 実 機 試 験‑1*1

実施内容: 実機による放流試 験により止水ゴム熱劣化現 象を再現す ること が目的 であ る。

コンジットリップ*2 の形状は切 り上げ型 である。放流試験は昇 温開度探 査、破壊 試験、全一 生註験の3 段階に分けて行う。開度探査では、 種々の開度 でゴ ム温度 の計測を行い、昇温 か最も激しい開度を探し、破壊試 験では開度探査 で設定 され た開度に於い て熱劣化による ゴム憤破が起こる迄、 ゴム温度の 連続計測をう。破壊試 験は、 ゴム押さえの切り上げ角度 を変えて、2 回行い、 ゴム の突出量が憤破現象に与える影 響も 調べ る*3.全体試験は振動 の全体像を把握でき る情報を 得ること が目的であ り、ゴム温度 の他に、圧力変動( 水圧、

背圧)、ゴ ム歪、ゴ ム変位 、及び、扉 体加速度を同時計測すると共に スペ クトラム解析を 行う。

結  果:図2  .   1 −13  8 はセンサーの配置を示す。昇温開度探査、及び、破壊試験 では底部ゴムに沿って配置された熱電対の値を計測し、全体試験では図2  .   1−エ3 9 に 示される計測系により総てのセンサの値を同時計測する。図2.    1−14  0 〜1  4 9 及び 表2. ユ̲ −65 は試験結果の例である。図14  0 は開度探査試験の各開度*4における昇温 速度を示す為のもので、各熱電対が、放流開始2.5 分後に示した、温度値(゜c )である。

表6 5 は2 回行った破壊試験の試験条件と結果を示し、図1  4 工が、その時の、温度の変 化、図1 4 2 が損傷状況を示す。図14  3 〜 工4 9 は全体試験に関するもので、 工4 3 が 開度7cnにおける同時計測の結果、図14  4 ・14  5 は放流水圧力、背圧力、ゴム歪、及び、

扉体加速度とゲート開度の関係、図 工4 6 〜14  9 は放流水圧力、背圧力、ゴム歪、及び、

扉体加速度のスペクトラム解析結果である。試験時の上流水頭は総て約56.4m である。こ れらの結果は次の様に要約できる。

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卜 173

[ 昇 温開 度探査]

①底 部の 止水ゴムは開度は5 〜12c ぶこわたっ て発熱現 象が見られる。

②底 部ゴ ムの中央 部に於け る発熱は開度5 〜8craの間 で見 られ、左右端 のコン ジットコ ーナ 近 くの発熱は開 度は6 〜12cni の間で見られる。二つの発熱 現象が同時 に進 行し ているも の と見られる。

③開 度は5 〜8cn で著し い振 動と 騒音が観察さ れ、 図2,    1 −18 に示される様 に、 ゲート リ ップ の下から飛 翔する 流れに振動波 が現れ た。

④底 部ゴ ム中央部 に於ける発熱 のピ ークは開度7cni イ寸近 で、こ の時 の飛翔流の振動波も際 だっ てい たので、こ の開度を破壊試験の開度とし た(2 回の破壊試 験には2 門の ゲート を 用い た。昇 温開 度探査は1 門につき 行い、他の ゲート については扉 体振 動の激しさが が開度lea イ寸近 でピ ークであることを確認し た)。

[ 破壊試験]

①熱劣化によ るゴム頭の憤破現象が、開 度7ciiiにお ける2 回の破壊試験 で、再現さ れた、

損傷状況は、細部についは程度の相違 があるも のの、全体的 には酷似してい た。

②ゴム押さ えの傾斜角が45 °の場合に憤 破迄の時 間か53 分 であ り、12.7 °の場合 が76 分で あっ た。この差は30 %弱 のゴム頭突出 量の差 によるのかも知 れない 。

③ゴムはバルブ の中心から噴破し た。バルブ中心 の最高 温度は18O'C に達し たが。 憤破の5 分位 前から下がり始め、憤破 の直前 で上昇に 転じ る傾 向が 認めら れ、 憤破時の最高は153

°Cであっ た。

④温度セン サーの多 くが、 乱れる水流と高熱・変形・ 憤破などの厳しい 環境 の巾で損傷レ 計 測不 能となっ たり 不安定 な値 を示した。

[ 全 体試験]

①開度7cn ではコン ジット中央 部の飛翔水流が振動するの が観察さ れ、開度lOcn では中央 部の飛翔 水流は安定レ 側部の流れがゴム押さえにあ たっ て水平 方向に飛散レ その中 聞の流れ が振動す るのが 観察された。中央部及び中間の飛翔 水流の振動は開度 探査で述 べた二つ の発熱現象と対応し ているものと考えられる。

⊇ コンジット 中央部の飛翔水流の振動とゴム振動。及び、こ れらと ゴム中心の昇 温及び慎 破の関連を明確に把握することができ た。

⑤開度7cn 付近を中心とした振動の卓越周波数は約7811zで、飛翔水流 の写真( 図2.    1 −1 剛 から概算した波数ヽ 及びヽ 同時 計測さ れた水圧、ゴム歪、ゴム 背圧 の スペ クトラ2.

卜 174

ム 解 析 結 果 は 一 致 す る 。

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