JPH0133666B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0133666B2 JPH0133666B2 JP57056657A JP5665782A JPH0133666B2 JP H0133666 B2 JPH0133666 B2 JP H0133666B2 JP 57056657 A JP57056657 A JP 57056657A JP 5665782 A JP5665782 A JP 5665782A JP H0133666 B2 JPH0133666 B2 JP H0133666B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- frequency
- standing wave
- hole
- window hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/04—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator for diminishing cavitation or vibration, e.g. balancing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/10—Geometry two-dimensional
- F05B2250/15—Geometry two-dimensional spiral
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/20—Geometry three-dimensional
- F05B2250/25—Geometry three-dimensional helical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水車等のスパイラルケーシングの改良
に関するものである。
に関するものである。
近年、水車またはポンプ水車が大容量化、高落
差化するに及んで、従来では経験されなかつた新
しい形の振動問題が生じてきた。その一つは、第
１図に示すように、渦巻型水車ケーシング１に水
柱定在波２の共鳴（共振）が発生し、この結果、
内部流体の圧力変動を大きくし、水車本体に振動
を発生するというトラブルである。
差化するに及んで、従来では経験されなかつた新
しい形の振動問題が生じてきた。その一つは、第
１図に示すように、渦巻型水車ケーシング１に水
柱定在波２の共鳴（共振）が発生し、この結果、
内部流体の圧力変動を大きくし、水車本体に振動
を発生するというトラブルである。
水柱定在波を共振させる励振力は、水車ランナ
とガイドベーンの通過干渉振動数またはその高周
波に基ずくもので、この励振振動数が、水柱の定
在波振動数を一致した場合に共振を生起する。
とガイドベーンの通過干渉振動数またはその高周
波に基ずくもので、この励振振動数が、水柱の定
在波振動数を一致した場合に共振を生起する。
静かな水車を設計するためには、励振振動数
（ランナベーン数、ガイドベーン数、および軸の
回転数によつて決まる）に一致しないように水車
ケーシングの水柱定在波振動数を調整しなければ
ならないが、ケーシングの渦巻長さは構造上一義
的に決まるので調整は容ではない。
（ランナベーン数、ガイドベーン数、および軸の
回転数によつて決まる）に一致しないように水車
ケーシングの水柱定在波振動数を調整しなければ
ならないが、ケーシングの渦巻長さは構造上一義
的に決まるので調整は容ではない。
また、渦巻の巻き終りステーベーンに孔をあけ
て、定在波の波動境界条件を変えて水中定在波振
動数を変化させることは可能であるが、たえず水
中定在波振動数を精度よく調整することが難し
く、ただ孔を開けただけでは一度調整しても外的
条件が変化（例えば落差の変化、水温変化に伴う
水中音速の変化など）することによつて水中定在
波振動数が変化し、再度調整するには運転を停止
し孔を開け直さなければならなかつた。
て、定在波の波動境界条件を変えて水中定在波振
動数を変化させることは可能であるが、たえず水
中定在波振動数を精度よく調整することが難し
く、ただ孔を開けただけでは一度調整しても外的
条件が変化（例えば落差の変化、水温変化に伴う
水中音速の変化など）することによつて水中定在
波振動数が変化し、再度調整するには運転を停止
し孔を開け直さなければならなかつた。
本発明は、上記従来の欠点を克服したもので、
運転中においても容易に水柱定在波振動数を変化
させることができるところの調整装置を有するス
パイラルケーシングを特徴とするものである。
運転中においても容易に水柱定在波振動数を変化
させることができるところの調整装置を有するス
パイラルケーシングを特徴とするものである。
本発明は、水車のみならず液体ポンプ、気体ポ
ンプ、液体フアン及び気体フアン等に広く適用で
きるものである。
ンプ、液体フアン及び気体フアン等に広く適用で
きるものである。
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第２ａ，ｂ図において、スパイラルケーシング
１１の巻き終りのステーベーン１２は水圧鉄管１
３側の水流と巻き終り側の水流が混合逆流しない
ように設けられた隔壁板に相当する。なお図中１
４はその他のステーベーンである。
１１の巻き終りのステーベーン１２は水圧鉄管１
３側の水流と巻き終り側の水流が混合逆流しない
ように設けられた隔壁板に相当する。なお図中１
４はその他のステーベーンである。
本発明は第２ａ，ｂ図に示すような巻き終りの
ステーベーン１２に第３ａ，ｂ，ｃ図に示すよう
な窓孔１５とこの窓孔の面積を自由に変えること
ができる調整装置１６とを設けるものである。
ステーベーン１２に第３ａ，ｂ，ｃ図に示すよう
な窓孔１５とこの窓孔の面積を自由に変えること
ができる調整装置１６とを設けるものである。
上記調整装置は第３ｂ，ｃ図に示すように、巻
き終りのステーベーン１２の窓孔１５を開閉しう
るように、巻き終りのステーベーン１２の窓孔１
５に沿つて締切り戸１７を挿通できる挿通孔を設
け締切り戸１７にネジ棒１８を固着し、ネジ棒１
８の一端にはハンドルを設け、ネジ棒１８のネジ
２１をケーシング１１の上カバー２０に螺合する
ようにして、ケーシング１１外部に突出したハン
ドル１９を回転することにより、締切り戸１７を
上下動させ、運転中でも巻き終りステーベーン１
２の窓孔１５を自由に開閉できる機構にしたもの
である。
き終りのステーベーン１２の窓孔１５を開閉しう
るように、巻き終りのステーベーン１２の窓孔１
５に沿つて締切り戸１７を挿通できる挿通孔を設
け締切り戸１７にネジ棒１８を固着し、ネジ棒１
８の一端にはハンドルを設け、ネジ棒１８のネジ
２１をケーシング１１の上カバー２０に螺合する
ようにして、ケーシング１１外部に突出したハン
ドル１９を回転することにより、締切り戸１７を
上下動させ、運転中でも巻き終りステーベーン１
２の窓孔１５を自由に開閉できる機構にしたもの
である。
上記のように、渦巻の巻き終り、ステーベーン
に孔をあけて、定在波の波動境界条件を変え振動
数を変化させる基本原理は、第４図ａに開孔時の
定波数を、ｂに開孔時の定在波を示すように、筒
内の定在波は端部境界条件（開閉）によつてモー
ドおよび振動数が変化することにある。
に孔をあけて、定在波の波動境界条件を変え振動
数を変化させる基本原理は、第４図ａに開孔時の
定波数を、ｂに開孔時の定在波を示すように、筒
内の定在波は端部境界条件（開閉）によつてモー
ドおよび振動数が変化することにある。
特に、本発明の着目点は、第５ｂ図に示すよう
に、端部閉板孔２２［第５ａ図］の面積で５〜10
％の開孔を設けると、定在波はほぼ全開条件に等
しくなつてしまう点にある。
に、端部閉板孔２２［第５ａ図］の面積で５〜10
％の開孔を設けると、定在波はほぼ全開条件に等
しくなつてしまう点にある。
従つて、巻き終りステーベーンの端部閉面積の
わずか５〜10％程度の窓孔を設け、この窓孔面積
を調整することが出来れば、定在波は開端条件定
在波から閉端条件定在波まで広い範囲にわたつて
振動数を変えることができる。
わずか５〜10％程度の窓孔を設け、この窓孔面積
を調整することが出来れば、定在波は開端条件定
在波から閉端条件定在波まで広い範囲にわたつて
振動数を変えることができる。
本発明は上記のように水車等の巻き終りステー
ベーンに窓孔を設け、この窓孔に開口面積の調整
装置を設けたので下記のような効果を奏する。
ベーンに窓孔を設け、この窓孔に開口面積の調整
装置を設けたので下記のような効果を奏する。
(1) ケーシング内水柱の定在波の固有振動数を自
由に変えることが生来る。
由に変えることが生来る。
(2) 運転中に（ケーシング内圧力変動を監視して
おけば）変動圧を低減させるべく、任意に調整
できる。
おけば）変動圧を低減させるべく、任意に調整
できる。
(3) 窓孔の面積は、わずかである為、水圧差によ
る逆流もわずかであり、水車効率には影響を及
ぼさない。
る逆流もわずかであり、水車効率には影響を及
ぼさない。
(4) ケーシング内水柱の定在波による共振現象を
回避することができ、振動的に静かな運転が可
能である (5) ケーシング内水柱の定在波の固有振動数を設
計時に、一々計算する必要がなくなる。
回避することができ、振動的に静かな運転が可
能である (5) ケーシング内水柱の定在波の固有振動数を設
計時に、一々計算する必要がなくなる。
第１図は従来の水車等のケーシング内に発生す
る水柱定在波の一例を示す概略図、第２ａ図は従
来の水車等のケーシング渦巻の巻き終り部の断面
平面図、第２ｂ図は第２ａ図のＡ−Ａ線に沿つた
断面図、第３ａ図は本発明の水車等の巻き終りス
テーベーン部に窓孔をあけた調整装置を示す断面
平面図、第３ｂ図は窓孔の大きさを自由に可変す
る調整装置の斜視図、第３ｃ図は第３ａ図のＡ−
Ａ線に沿つた断面図、第４図は開孔時と閉孔時の
筒内圧力定在波を示す概略図、第５ａ図は本発明
の端部閉板孔を設けた筒内圧力定在波を示す概略
図、第５ｂ図は本発明の端部閉板の面積開孔率と
振動数との関係を示す線図である。 １１……スパイラルケーシング、１２……巻き
終りのステーベーン、１３……水圧鉄管、１４…
…ステーベーン、１５……窓孔、１６……調整装
置、１７……締切り戸、１８……ネジ棒、１９…
…ハンドル、２０……上カバー、２１……ネジ、
２２……端部閉板孔。
る水柱定在波の一例を示す概略図、第２ａ図は従
来の水車等のケーシング渦巻の巻き終り部の断面
平面図、第２ｂ図は第２ａ図のＡ−Ａ線に沿つた
断面図、第３ａ図は本発明の水車等の巻き終りス
テーベーン部に窓孔をあけた調整装置を示す断面
平面図、第３ｂ図は窓孔の大きさを自由に可変す
る調整装置の斜視図、第３ｃ図は第３ａ図のＡ−
Ａ線に沿つた断面図、第４図は開孔時と閉孔時の
筒内圧力定在波を示す概略図、第５ａ図は本発明
の端部閉板孔を設けた筒内圧力定在波を示す概略
図、第５ｂ図は本発明の端部閉板の面積開孔率と
振動数との関係を示す線図である。 １１……スパイラルケーシング、１２……巻き
終りのステーベーン、１３……水圧鉄管、１４…
…ステーベーン、１５……窓孔、１６……調整装
置、１７……締切り戸、１８……ネジ棒、１９…
…ハンドル、２０……上カバー、２１……ネジ、
２２……端部閉板孔。
Claims (1)
- １ スパイラルケーシングの終端部のステーベー
ンに窓孔を設けると共に、前記窓孔に開口面積調
整手段を設けたことを特徴とするスパイラルケー
シング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056657A JPS58174167A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | スパイラルケーシング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056657A JPS58174167A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | スパイラルケーシング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58174167A JPS58174167A (ja) | 1983-10-13 |
| JPH0133666B2 true JPH0133666B2 (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=13033449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57056657A Granted JPS58174167A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | スパイラルケーシング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58174167A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111281U (ja) * | 1980-01-28 | 1981-08-28 |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP57056657A patent/JPS58174167A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58174167A (ja) | 1983-10-13 |
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