JPH0110441Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、ガイドベーンの開度を小さくした
場合に、ガイドベーンの腹側流水路に発生する負
圧を消滅する構造を有する貫流水車に関する。

〈従来の技術〉 第８図および第９図は代表的な従来構造の貫流
水車の要部構造を示し、第８図は一部断面斜視
図、第９図は第８図のＸ−Ｘ矢視断面図である。

これらの図中、１０は水車ケーシング、２０は
ランナ、２１はランナ軸、２２はランナブレー
ド、２３は軸受、２４は軸受枠、３０はガイドベ
ーン、３１はガイドベーン軸、３２は回転レバ
ー、５０は入口管、６０はカバー、７０は空気吸
込弁、７１は空気吸込弁カバー、８０は出口管、
９０はノズルである。

上記構造の貫流水車において、入口管５０から
ケーシング内に流入した水はガイドベーン３０の
開度に応じて上部水流と下部水流に分かれ、
再度一緒に合流してランナ２０内に流れ込み、ラ
ンナブレード２２に衝突し、ランナ２０に回転力
を与えた後、ランナの下部から出口管８０を通つ
て外部放水される。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが上述した構造の貫流水車はガイドベー
ン３０の開度を小さくすると、ガイドベーン３０
の下端部とケーシング１０内壁で形成する水路幅
ｄは小さく、それよりも下流では水路幅が拡がつ
ている。

したがつて、狭隘な水路（幅ｄ）から下流に流
れる水は、拡大された水路で急に拡がるため強い
負圧を生じる。また、流路にも曲がりを有してい
るためうず流を生じる。したがつて、○イ水車効率
の低下、○ロ騒音の発生、○ハキヤビテイーシヨンに
依るガイドベーンやランナブレードのエロージヨ
ンが起る。

この考案は、このようにガイドベーンの開度が
小さいときに、ガイドベーンの腹側とケーシング
内壁間拡大水路に発生する負圧をなくする貫流水
車を提供しようとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉 この考案の貫流水車は、ケーシング内に設置す
るガイドベーンの位置については従来構造の場合
と変りはないが、ランナに供給される流水量をガ
イドベーンの開閉によつて制限する貫流水車にお
いて、ガイドベーン軸の軸方向に該ガイドベーン
軸内を貫通して大気中に開口する第１の空気流通
孔を設け、水車ケーシングの内壁と最も近接して
対向するガイドベーンの腹側部よりも下流側のキ
ヤビテイーシヨンが最初に発生する位置近傍にお
けるガイドベーンの腹側表面に先端部が開口し末
端部が前記第１の空気流通孔に連通する第２の空
気流通孔を設けたことを特徴とする。

貫流水車をこのように構成したものにおいて
は、ガイドベーン軸内に外気が流入する空気流通
孔と、さらにこの空気流通孔に終端口部分が連通
し、ガイドベーンの下端外表面と水車ケーシング
の内壁面間水路幅が最小幅を形成する開度におい
て、当該腹側最小水路幅位置よりも下流の拡大水
路内のキヤビテイーシヨンが最初に発生する位置
近傍のガイドベーン腹側面に開口された末端口を
有する第２の空気流通孔とを有しているから、ガ
イドベーンの開度を小さくして行つて、腹側拡大
水路に負圧を生じても、大気中に開口している上
記ガイドベーンの軸端開口を通して空気が空気流
通孔内に導入され拡大水路内の負圧（大気圧に対
する）を補うように作用する結果、キヤビテイー
シヨンの発生を防ぐことができる。

〈実施例〉 以下、図面を用いて本考案の実施例について説
明する。

第１図および第２図は、それぞれの考案にかか
る貫流水車を構成するガイドベーン３０の斜視図
および水車ケーシング内壁面１０とガイドベーン
３０の相対位置関係を示す要部断面図である。

この考案による貫流水車のガイドベーン３０
は、ガイドベーン軸３１に軸端から中心軸方向に
丸孔３５を穿孔し、ガイドベーンの本体内丸孔３
５から複数（図中４本）の丸孔３６を、ガイドベ
ーンの腹側に向けて穿孔したものである。そし
て、ガイドベーン３０の下端外表面とケーシング
１０の内壁面間水路幅が最小幅ａを形成すべき開
度において、当該ガイドベーン腹側最小水路幅位
置イ−イよりも下流の拡大水路内でキヤビテイー
シヨンが最初に発生する位置（位置イ−イより
も、距離だけ下流）に上述した丸孔３６の腹側
開口３６ａを設け、ガイドベーンの軸端側開口３
５ａから、ガイドベーンの腹側に空気が流入でき
る空気流通孔を設けたものである。

ガイドベーン３０のガイドベーン軸３１および
ガイドベーン本体に、このような空気流通孔３５
および３６を設けることによつて、ガイドベーン
の開度を小さくした場合に、ガイドベーンの腹側
拡大水路に発生する負圧をなくし、キヤビテイー
シヨンの発生を防止することができる。

第１図および第２図に示すガイドベーンのガイ
ドベーン軸３１の軸端開口は直接（又は防塵網を
介して）大気中に露出させた構造のものを示した
が、第３図に示すように、軸端３５ａの孔部に、
回転レバーと逆止弁３７を用いて、空気パイプ３
８を経て、カバー６０内から空気を取り入れる構
造にしてもよい。このような構造にしたときは、
ガイドベーン３０の腹側へ供給する空気は、貫流
水車のカバー内から吸引することになる。カバー
６０は通常、空気吸込弁から空気を吸い込み、消
音器、防塵器を兼ねた構造を有しているから、万
一逆止弁３７が破損し、水が逆流した場合でも、
水が外部に漏れることはなく、吸気音も外部に出
ないので、より静しゆくな運転が可能となり、異
物が入るようなこともないので、孔の目詰りを生
ずることなく、フイルターの掃除の保守も不要と
なる。なお、回転レバー３２と空気パイプ３８は
ゴム等のホースで代替し、ホースの可撓性がガイ
ドベーンの操作（旋回）に対処することもでき
る。

一方、ガイドベーンの開度50〜60％以上では空
気の供給は必要なくなり、またガイドベーン開度
30％以下では貫流水車の流水流が少なくなるの
で、空気量はそれ程必要なくなり、ガイドベーン
開度に見合つた一定量を供給するだけで足りる。
このようなガイドベーン開度（水車・水量）ｑ
（％）と空気供給量Ｑとの関係を示すと、第４図
に示す特性図のようになる。

したがつて、上述したガイドベーン軸３１の空
気流通孔からガイドベーン３０の腹側流水路に供
給する空気量を、ガイドベーンの開度に対応させ
て調節できる構造の空気供給機構を設けることが
理想的である。

このような要求を充足させるため、上述した本
実施例のガイドベーン軸３１の軸端に第５図〜第
７図に示す構造の空気流通量調節装置を装着し
て、ガイドベーンの流水量調節機能を円滑に行わ
せることができる。

この空気流通量調節装置を装着したガイドベー
ンの要部構造を第５〜第７図に示す。

第５〜第７図において、３０はガイドベーン、
３１はガイドベーン軸、３５はガイドベーン軸に
設けた第１の空気流通孔、３９はケーシングに固
設されたガイドベーン軸受、３９ａはガイドベー
ン軸受枠、１００は回転弁、１０１は回転弁１０
０に設けた空気通路であり、１０２は回転弁１０
０に設けた弁空間は弁箱、１１１は弁箱に設けら
れ、第７図に示すごときくさび状の空気通路を有
する開口、１２０は空気パイプ接続継手、３８は
空気パイプ、１１２は水もれ防止パツキングであ
る。

第６図は第５図のＹ−Ｙ矢視断面図であり、弁
１００と弁箱１１０の弁空間および空気通路の重
なり状態を示し、空気通路１０１に対しガイドベ
ーン閉の状態では弁空間１０２が重なり、多量の
空気を通すことができる。ガイドベーンの開度が
大になると、第７図の矢印に示すごとく弁空間１
０２と空気通路１０１の重なりが少なくなり、や
がて、弁箱の開口１１１と弁空間１０２は重なり
がなくなり水は流れなくなる。なお、この装置に
おいて空気パイプ３８は大気開放することができ
るが、第３図の場合と同じように、水車カバー内
に開放し、吸気騒音を外部に出さない構造にする
こともできる。また、空気パイプ３８の中間に絞
り弁を設け、空気量を調節したり、弁箱１１０全
体又はガイドベーン軸３１と回転弁１００の相対
位置を調節できる構造にし、空気流通量を調節可
能にすることもできる。

また、以上のこの実施例では、弁体を円筒弁の
ものについて例示したが、デイスク弁、バタフラ
イ弁、あるいはロート状のロート弁、仕切弁など
同種の弁とし、空気量の調整と閉止をガイドベー
ン操作と一緒に行わせる構造にしてもよい。上記
実施例ではガイドベーンが単一のもののみについ
てのみ説明したが、分割ガイドベーン方式の構造
のものについても適用である。

〈考案の効果〉 以上の説明から明らかなように、本考案の貫流
水車は、ガイドベーンのガイドベーン軸端からガ
イドベーンの腹側の空気流通孔が設けられている
ので、 ガイドガーンの開度が小さく腹側拡大水路に
負圧が生じるような事態が生じても、大気中か
ら拡大水路内に注気されるので、キヤビテイー
シヨンを生ずることがなくなる。

したがつて水車効率が向上し騒音が小さくな
る。

キヤビテイーシヨンにより、ガイドベーン、
ランナーが損耗されることがない。

貫流水車でもランナブレード部で、キヤビテ
イーシヨンを生ずることもあるが、ガイドベー
ン部で注気しているので、この気泡が水流に混
入しているのでブレード部でのキヤビテイーシ
ヨンによる、ブレードの損耗が小さくなる。

また、第３図に示す実施例のようにガイド弁
の軸端の空気流通孔に逆止弁と回転レバを用
い、空気パイプを介して水車カバ、内から空気
を取り入れる構造にすることにより、ガイドベ
ーンの腹側拡大水路内へ供給する空気を水車カ
バー内から吸引する構造にすると、空気吸引音
が外にもれず、より静かに運動させることがで
きる。また、外部空気のゴミ等を吸い込まない
ので、目詰まりを生じない。

さらに、万一逆止弁が破損した場合でも、水
が外部にもれ出ることがなく信頼性が高くな
る。

また、第５図〜第７図のように、ガイドベー
ンの軸端空気流通孔端部に、空気流通量調節装
置を取りつけた構造にすると、 ○イ 常に最適空気量を供給できるので、効率を
高く維持できる。

○ロ ガイドベーン開度大時に水の逆流を防止す
るため逆止弁を設ける構造が必要なくなる。

○ハ 絞り弁など動作部が減り、弁はガイドベー
ン操作と共に自動的に開度調整されるので、
信頼性が高く動作が確実である。

○ニ 構造が簡単で、軸端（機械外部）にあるこ
とから、分解・点検が容易で保守性が優れて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の貫流水車を構成するガイドベ
ーンの斜視図、第２図は第１図に示すガイドベー
ンと水車ケーシング内壁との相対位置関係図、第
３図は本考案の貫流水車のガイドベーン軸端に接
続した空気パイプの配設状態を示す要部斜視図、
第４図はガイドベーンの開度と空気供給量の関係
を示す特性図、第５図は本考案にかかる貫流水車
におけるガイドベーン軸端部に取り付けた空気流
通量調節装置の要部構造断面図、第６図は第５図
におけるＹ−Ｙ矢視断面図、第７図は第５図に示
す空気流通量調節装置における回転弁の弁空間と
弁箱の開口部との重なり状態を示す説明図、第８
図は従来構造の貫流水車の一部断面斜視図、第９
図は第８図のＸ−Ｘ矢視断面図である。 図面中、２１……ランナ軸、３０……ガイドベ
ーン、３１……ガイドベーン軸、３２……回転レ
バー、３５……第１の空気流通孔、３５ａ……軸
端開口、３６……第２の空気流通孔、３６ａ……
空気流通路開口、３７……逆止弁、３８……空気
パイプ、３９……ガイドベーン軸受、３９ａ……
ガイドベーン軸受枠、１００……回転弁、１０１
……回転弁に形成した空気通路、１０２……弁空
間、１１０……弁箱、１１１……弁箱の空気通
路、１２０……空気パイプ接続継手。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ランナに供給される流水量をガイドベーンの開
   閉によつて制限する貫流水車において、ガイドベ
   ーン軸の軸方向に該ガイドベーン軸内を貫通して
   大気中に開口する第１の空気流通孔を設け、水車
   ケーシングの内壁と最も近接して対向するガイド
   ベーンの腹側部よりも下流側のキヤビテイーシヨ
   ンが最初に発生する位置近傍におけるガイドベー
   ンの腹側表面に先端部が開口し末端部が前記第１
   の空気流通孔に連通する第２の空気流通孔を設け
   たことを特徴とする貫通水車。