JPH03206362A - フランシス形水車ランナ - Google Patents
フランシス形水車ランナInfo
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- JPH03206362A JPH03206362A JP2000525A JP52590A JPH03206362A JP H03206362 A JPH03206362 A JP H03206362A JP 2000525 A JP2000525 A JP 2000525A JP 52590 A JP52590 A JP 52590A JP H03206362 A JPH03206362 A JP H03206362A
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- runner
- cavitation
- water
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- water flow
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- 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
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はフランシス形水車ランナにおける水車運転時の
キャビテーションを防止するランナ翼構造に関する。
キャビテーションを防止するランナ翼構造に関する。
キャビテーションを防止するランナ翼構造は、特公平１
− ２９９８９号公報に記載のように、ランナクラウン
側のランナ翼形状を従来に比べて大きく変更したものが
ある。第７図及び第８図にその形状を示す。
− ２９９８９号公報に記載のように、ランナクラウン
側のランナ翼形状を従来に比べて大きく変更したものが
ある。第７図及び第８図にその形状を示す。
また、フランシス形ポンプ水車ランナのポンプ運転時の
キャビテーションを防止するランナ翼構造として特開昭
４８−１５３０号公報がある。これを水車運転時のキャ
ビテーション防止に応用した場合、第９図，第１０図に
示す様にランナ回転方向に対しランナ翼後面からランナ
翼前面へ貫通孔が設けられた構造となる。
キャビテーションを防止するランナ翼構造として特開昭
４８−１５３０号公報がある。これを水車運転時のキャ
ビテーション防止に応用した場合、第９図，第１０図に
示す様にランナ回転方向に対しランナ翼後面からランナ
翼前面へ貫通孔が設けられた構造となる。
まず、キャビテーションの発生状況について説明する。
キャビテーションは水車の運転状態と密接な関係がある
。水車の運転状態は電力需要の変化に対応して変化する
。運転状態が変われば水車内部の流れ状態も変化する。
。水車の運転状態は電力需要の変化に対応して変化する
。運転状態が変われば水車内部の流れ状態も変化する。
ランナ翼形状は最も使用頻度の高い運転状態の時の流れ
状態に合うように作られているので、運転状態が変わる
と水車内部の流れ状態がランナ翼形状に合わなくなり、
ランナ翼面上の一部分に圧力の低い場所が出現し、そこ
で、キャビテーションが生じる。従って、キャビテーシ
ョンの発生する運転状態は運転範囲の一部分である。
状態に合うように作られているので、運転状態が変わる
と水車内部の流れ状態がランナ翼形状に合わなくなり、
ランナ翼面上の一部分に圧力の低い場所が出現し、そこ
で、キャビテーションが生じる。従って、キャビテーシ
ョンの発生する運転状態は運転範囲の一部分である。
この様なキャビテーション発生状況において、特公平１
− ２９９８９号公報は、従来の水車でキャビテーショ
ンが生じる運転範囲では効果的に作用するが、他の運転
範囲では流れ状態と翼形状が合わず、水車効率が低下す
る問題がある。また、従来のランナ翼形を大幅に変更す
るため、設計・製作コストが高くなる問題もある。
− ２９９８９号公報は、従来の水車でキャビテーショ
ンが生じる運転範囲では効果的に作用するが、他の運転
範囲では流れ状態と翼形状が合わず、水車効率が低下す
る問題がある。また、従来のランナ翼形を大幅に変更す
るため、設計・製作コストが高くなる問題もある。
また、特開昭４８−１５３０号公報を水車運転時に応用
した場合は、従来の水車でキャビテーションが生じる運
転範囲では、ランナヘ流入した水の一部がランナ回転方
向に対しランナ翼後面から貫通孔１０を通りランナ翼前
面へ圧力差により高速噴出するので、ランナ翼前面の圧
力が高くなリキャビテーションが防止される。しかし、
他の運転範囲ではキャビテーションが生じていないにも
かかわらず，キャビテーションが生じている時と同様に
ランナ翼前面へ水が高速噴出するので、ランナ翼の前面
の流れを乱し，水車効率が低下する。
した場合は、従来の水車でキャビテーションが生じる運
転範囲では、ランナヘ流入した水の一部がランナ回転方
向に対しランナ翼後面から貫通孔１０を通りランナ翼前
面へ圧力差により高速噴出するので、ランナ翼前面の圧
力が高くなリキャビテーションが防止される。しかし、
他の運転範囲ではキャビテーションが生じていないにも
かかわらず，キャビテーションが生じている時と同様に
ランナ翼前面へ水が高速噴出するので、ランナ翼の前面
の流れを乱し，水車効率が低下する。
本発明の目的は水車運転時のキャビテーションを防ぐこ
とにあり、さらに、キャビテーション防止作用がキャビ
テーションの生じる運転範囲にだけ働き，他の運転範囲
ではその作用がほとんど働かず、キャビテーション防止
作用が逆効果となって水車効率を低下させないキャビテ
ーション防止構造を提供することにある。
とにあり、さらに、キャビテーション防止作用がキャビ
テーションの生じる運転範囲にだけ働き，他の運転範囲
ではその作用がほとんど働かず、キャビテーション防止
作用が逆効果となって水車効率を低下させないキャビテ
ーション防止構造を提供することにある。
上記目的を達或するために、ランナ回転方向に対し、ラ
ンナ翼面において，キャビテーションの生じる場所（以
下Ｐ１と称す）に小孔を設ける。
ンナ翼面において，キャビテーションの生じる場所（以
下Ｐ１と称す）に小孔を設ける。
また．Ｐ１を通る水流の方向に沿ってＰｔより上流、ま
たは、下流の場所（以下Ｐ２と称す）にも小孔を設ける
。さらに．Ｐｉの小孔とＰ２の小孔を連通ずる通水路を
ランナ翼内に設け、ランナに流入する水の一部が、Ｐ２
の小孔から流入し、通水路を通りＰ１の小孔から流出で
きるようにした導水路を設けたものである。
たは、下流の場所（以下Ｐ２と称す）にも小孔を設ける
。さらに．Ｐｉの小孔とＰ２の小孔を連通ずる通水路を
ランナ翼内に設け、ランナに流入する水の一部が、Ｐ２
の小孔から流入し、通水路を通りＰ１の小孔から流出で
きるようにした導水路を設けたものである。
導水路はキャビテーションが発生する運転状態で、Ｐ１
の圧力がＰ２の圧力に比べて十分小さいので、ランナヘ
流入した水の一部をＰ１とＰ２の圧力差によりＰ２の小
孔から導水路を通りＰ１の小孔を通してランナ翼前面へ
流出させるように動作する。それによって．ＰＬの圧力
が高くなり、キャビテーションを防止する。
の圧力がＰ２の圧力に比べて十分小さいので、ランナヘ
流入した水の一部をＰ１とＰ２の圧力差によりＰ２の小
孔から導水路を通りＰ１の小孔を通してランナ翼前面へ
流出させるように動作する。それによって．ＰＬの圧力
が高くなり、キャビテーションを防止する。
また、キャビテーションが発生しない運転状態ではＰ１
とＰ２の圧力が、ほぼ、等しいから、導水路は水をＰ１
とＰ２圧力差によってＰ２の小孔からＰ１の小孔を通し
てランナ翼前面へ流出させるようにはほとんど動作しな
い。それによって、ランナ翼の前面上の流れは乱されな
いから、水車効率を低下させることがない。
とＰ２の圧力が、ほぼ、等しいから、導水路は水をＰ１
とＰ２圧力差によってＰ２の小孔からＰ１の小孔を通し
てランナ翼前面へ流出させるようにはほとんど動作しな
い。それによって、ランナ翼の前面上の流れは乱されな
いから、水車効率を低下させることがない。
以下、本発明の一実施例を第１図，第２図，第３図およ
び第４図により説明する。
び第４図により説明する。
即ち、第１図および第２図に示すように、同一円周上に
等配された複数個のランナ翼２と、これらランナ翼２を
挾持するランナクラウン３とランナバンド４から或るフ
ランシス形水車ランナ１において、ランナ１に流入する
水の水流方向に対しランナ翼前縁近くで、かつ、ランナ
バンド４側の、ランナ回転方向に対しランナ翼前面上の
キャビテーションが生じる場所Ｐ１に小孔５を設ける。
等配された複数個のランナ翼２と、これらランナ翼２を
挾持するランナクラウン３とランナバンド４から或るフ
ランシス形水車ランナ１において、ランナ１に流入する
水の水流方向に対しランナ翼前縁近くで、かつ、ランナ
バンド４側の、ランナ回転方向に対しランナ翼前面上の
キャビテーションが生じる場所Ｐ１に小孔５を設ける。
かつ、Ｐ１を通る水流方向Ｉ−１の下流側の場所Ｐ２に
も小孔５を設ける。さらに、これらＰ１及びＰ２に設け
た小孔５同士を連通させる通水路をランナ翼内に設け，
ランナ１に流入した水の一部がＰ２の小孔５から流入し
、通水路を通りＰｚの小孔５から流出できるようにした
導水路６を構或する。第１図に示す実施例は導水路６を
複数個設けたものである。
も小孔５を設ける。さらに、これらＰ１及びＰ２に設け
た小孔５同士を連通させる通水路をランナ翼内に設け，
ランナ１に流入した水の一部がＰ２の小孔５から流入し
、通水路を通りＰｚの小孔５から流出できるようにした
導水路６を構或する。第１図に示す実施例は導水路６を
複数個設けたものである。
従来のランナ翼２では、キャビテーションが発生澄る運
転範囲で、水流方向１−Ｉに沿うランナ翼面上の圧力分
布は第３図に示すように、Ｐ１の場所で圧力がキャビテ
ーション発生領域まで低下しキャビテーションが発生す
る。その結果、水車効率が低下するとともに壊食により
ランナ翼２が損傷して問題となる。
転範囲で、水流方向１−Ｉに沿うランナ翼面上の圧力分
布は第３図に示すように、Ｐ１の場所で圧力がキャビテ
ーション発生領域まで低下しキャビテーションが発生す
る。その結果、水車効率が低下するとともに壊食により
ランナ翼２が損傷して問題となる。
この発明によれば、従来の水車でキャビテーションが発
生する運転範囲で、水流方向Ｉ−１に沿うランナ翼面上
の圧力分布は第３図に示すように、Ｐ１の圧力がキャビ
テーション発生領域まで低下しない。即ち，導水路６は
運転状態によりＰ１の圧力が低下すると、Ｐ１とＰ２の
圧力差でＰ２の小孔５からランナ１へ流入した水の一部
をＰ１の小孔５を通し、Ｐｚのランナ翼前面上に流出さ
せるように動作する。従って、Ｐｉのランナ翼面上の圧
力は高まり、キャビテーション発生領域まで低下するこ
とがない。それによって、従来Ｐ１で発生していたキャ
ビテーションが防止される。その結果、水車効率が低下
することなく、壊食も生じないのでランナ翼２が損傷す
ることもなく、良好な運転状態を実現できる。
生する運転範囲で、水流方向Ｉ−１に沿うランナ翼面上
の圧力分布は第３図に示すように、Ｐ１の圧力がキャビ
テーション発生領域まで低下しない。即ち，導水路６は
運転状態によりＰ１の圧力が低下すると、Ｐ１とＰ２の
圧力差でＰ２の小孔５からランナ１へ流入した水の一部
をＰ１の小孔５を通し、Ｐｚのランナ翼前面上に流出さ
せるように動作する。従って、Ｐｉのランナ翼面上の圧
力は高まり、キャビテーション発生領域まで低下するこ
とがない。それによって、従来Ｐ１で発生していたキャ
ビテーションが防止される。その結果、水車効率が低下
することなく、壊食も生じないのでランナ翼２が損傷す
ることもなく、良好な運転状態を実現できる。
また、従来の水車において、キャビテーションが生じな
い運転範囲の水流方向１−１に沿うランナ翼面上の圧力
分布は、第４図に示すようにＰ１でもキャビテーション
発生領域まで低下せず、Ｐ１とＰ２の圧力差が小さくな
っている。
い運転範囲の水流方向１−１に沿うランナ翼面上の圧力
分布は、第４図に示すようにＰ１でもキャビテーション
発生領域まで低下せず、Ｐ１とＰ２の圧力差が小さくな
っている。
従って、この発明をキャビテーションが生じない運転範
囲に適用した場合、水流方向１−Ｉに沿うランナ翼面上
の圧力分布は、第４図に示すように従来のランナ翼の場
合とほとんど変らない。即ち．ＰｉとＰ２の圧力差が小
さいため、導水路６は、キャビテーションが発生する運
転範囲の場合と異なり、ランナ１へ流入した水の一部を
Ｐ２の小孔５からＰｌの小孔５を通し、Ｐ１のランナ翼
前面上に流出させるような動作をほとんどしない。
囲に適用した場合、水流方向１−Ｉに沿うランナ翼面上
の圧力分布は、第４図に示すように従来のランナ翼の場
合とほとんど変らない。即ち．ＰｉとＰ２の圧力差が小
さいため、導水路６は、キャビテーションが発生する運
転範囲の場合と異なり、ランナ１へ流入した水の一部を
Ｐ２の小孔５からＰｌの小孔５を通し、Ｐ１のランナ翼
前面上に流出させるような動作をほとんどしない。
それによって、Ｐｌの圧力はほとんど上昇せず、従来の
ランナ翼の場合と同様の圧力分布を実現できる。
ランナ翼の場合と同様の圧力分布を実現できる。
その結果、ランナ翼面上の流れが乱されないので、水車
効率を低下させることなく良好な運転状態を保つ効果が
ある。
効率を低下させることなく良好な運転状態を保つ効果が
ある。
第５図は本発明の他の実施例を示すもので、導水路６を
、水流方向に対しランナ翼後縁近くのランナバンド４側
及びランナクラウン３側に複数個設けたものである。
、水流方向に対しランナ翼後縁近くのランナバンド４側
及びランナクラウン３側に複数個設けたものである。
第６図は本発明による導水路６をランナ翼２に設ける場
合の製造方法の一実施例を示す。ランナ翼２のＰ１から
Ｐ２の範囲に階段状の溝を設け、それに別途製作した金
属板２ａを溶接するものである。金属板２ａにはＰ１及
びＰ２に対応する場所に複数個の小孔を穿設する。この
様にすれば、導水路６は容易に製作できる。また、導水
路６はランナ翼２の一部分にすぎないから、強度上の問
題はない。
合の製造方法の一実施例を示す。ランナ翼２のＰ１から
Ｐ２の範囲に階段状の溝を設け、それに別途製作した金
属板２ａを溶接するものである。金属板２ａにはＰ１及
びＰ２に対応する場所に複数個の小孔を穿設する。この
様にすれば、導水路６は容易に製作できる。また、導水
路６はランナ翼２の一部分にすぎないから、強度上の問
題はない。
本発明によれば、水車でキャビテーションが発生する運
転範囲において、導水路６が前述のように動作するので
、キャビテーションが発生するランナ翼の前面上の圧力
を高めることができ、キャビテーションを防止する効果
がある。
転範囲において、導水路６が前述のように動作するので
、キャビテーションが発生するランナ翼の前面上の圧力
を高めることができ、キャビテーションを防止する効果
がある。
また、キャビテーションが発生しない運転範囲では、導
水路６がキャビテーションが生じる運転範囲で行う動作
をほとんどしないので、ランナ内の水流状態を乱すこと
がなく、従来の水車と同様の良好な水車効率を保つ効果
がある
水路６がキャビテーションが生じる運転範囲で行う動作
をほとんどしないので、ランナ内の水流状態を乱すこと
がなく、従来の水車と同様の良好な水車効率を保つ効果
がある
第１図は本発明の一実施例を示す水車の断面図、第２図
はランナ翼の第１図１−１線断面図、第３図はキャビテ
ーションが発生した運転状態における第１図１−Ｉ線に
沿うランナ翼面上の圧力分布図、第４図は、キャビテー
ションが発生しない運転状態における第１図Ｉ−Ｉ線に
沿うランナ翼面上の圧力分布図、第５図は本発明の他の
実施例を示す水車ランナの断面図、第６図は本発明の導
水路の製造方法の一実施例を示す説明図、第７図は従来
の水車ランナの断面図、第８図はランナ翼の第７図■一
■線断面図、第９図は従来の水車運転時のキャビテーシ
ョン防止に応用した時の水車ランナの断面図、第１０図
はランナ翼の第９図■一■線断面図である。 １・・・ランナ、２・・・ランナ翼、３・・・ランナク
ラウン、４・・ランナバンド、５・・小孔、６・・・導
水路，７ガイドベーン、 ８・・・ステイベーン、 ９・・・ケーシン グ、 １０・・・貫通孔。
はランナ翼の第１図１−１線断面図、第３図はキャビテ
ーションが発生した運転状態における第１図１−Ｉ線に
沿うランナ翼面上の圧力分布図、第４図は、キャビテー
ションが発生しない運転状態における第１図Ｉ−Ｉ線に
沿うランナ翼面上の圧力分布図、第５図は本発明の他の
実施例を示す水車ランナの断面図、第６図は本発明の導
水路の製造方法の一実施例を示す説明図、第７図は従来
の水車ランナの断面図、第８図はランナ翼の第７図■一
■線断面図、第９図は従来の水車運転時のキャビテーシ
ョン防止に応用した時の水車ランナの断面図、第１０図
はランナ翼の第９図■一■線断面図である。 １・・・ランナ、２・・・ランナ翼、３・・・ランナク
ラウン、４・・ランナバンド、５・・小孔、６・・・導
水路，７ガイドベーン、 ８・・・ステイベーン、 ９・・・ケーシン グ、 １０・・・貫通孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、同一円周上に等配された複数個のランナ翼と、前記
ランナ翼を挾持するランナクラウンとランナバンドから
成るフランシス形水車ランナにおいて、 水流方向に対し前記ランナ翼の前縁近くで、かつ前記ラ
ンナバンド側の、前記ランナの回転方向に対し前記ラン
ナ翼の前面に小孔を設け、かつ、前記小孔を通る水流方
向下流側のランナ翼の前面にも小孔を設け、これら水流
方向上流及び下流に設けた小孔同士を連通させる通水路
をランナ翼内に設けたことを特徴とするフランシス形水
車ランナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000525A JPH03206362A (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | フランシス形水車ランナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000525A JPH03206362A (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | フランシス形水車ランナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206362A true JPH03206362A (ja) | 1991-09-09 |
Family
ID=11476185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000525A Pending JPH03206362A (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | フランシス形水車ランナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03206362A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2919354A1 (fr) * | 2008-08-19 | 2009-01-30 | Alstom Hydro France Sa | Machine hydraulique comprenant des moyens d'injection d'un ecoulement preleve d'un ecoulement principal |
| WO2009016315A3 (fr) * | 2007-07-23 | 2009-04-09 | Alstom Hydro France | Machine hydraulique comprenant des moyens d'injection d'un écoulement prélevé d'un écoulement principal |
| CN103114953A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-05-22 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 混流式水轮机反向s型长短叶片转轮 |
| CN106825657A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-13 | 哈尔滨善思科技有限责任公司 | 一种基于大流量偏工况水轮机泄水锥打4孔的方法 |
| EP2923075B1 (en) | 2012-01-03 | 2019-02-20 | Rainpower Technology AS | A francis turbine runner |
| CN110750935A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-04 | 西华大学 | 一种抑制泵叶轮叶片背面空化的叶轮及其设计方法 |
-
1990
- 1990-01-08 JP JP2000525A patent/JPH03206362A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009016315A3 (fr) * | 2007-07-23 | 2009-04-09 | Alstom Hydro France | Machine hydraulique comprenant des moyens d'injection d'un écoulement prélevé d'un écoulement principal |
| US20100129198A1 (en) * | 2007-07-23 | 2010-05-27 | Alstom Hydro France | Hydraulic machine including means for injecting a flow drawn from a main flow |
| JP2010534296A (ja) * | 2007-07-23 | 2010-11-04 | アルストム イドロ フランス | 主流からの抽出流れを注入する手段を備える水力機械 |
| JP2010534295A (ja) * | 2007-07-23 | 2010-11-04 | アルストム イドロ フランス | 主流から取り出された水流を注入する手段を備える水力機械 |
| US8591175B2 (en) * | 2007-07-23 | 2013-11-26 | Alstom Renewable Technologies | Hydraulic machine including means for injecting a flow drawn from a main flow |
| FR2919354A1 (fr) * | 2008-08-19 | 2009-01-30 | Alstom Hydro France Sa | Machine hydraulique comprenant des moyens d'injection d'un ecoulement preleve d'un ecoulement principal |
| EP2923075B1 (en) | 2012-01-03 | 2019-02-20 | Rainpower Technology AS | A francis turbine runner |
| CN103114953A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-05-22 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 混流式水轮机反向s型长短叶片转轮 |
| CN106825657A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-13 | 哈尔滨善思科技有限责任公司 | 一种基于大流量偏工况水轮机泄水锥打4孔的方法 |
| CN110750935A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-04 | 西华大学 | 一种抑制泵叶轮叶片背面空化的叶轮及其设计方法 |
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