JPH0426700Y2 - - Google Patents

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JPH0426700Y2
JPH0426700Y2 JP1985166741U JP16674185U JPH0426700Y2 JP H0426700 Y2 JPH0426700 Y2 JP H0426700Y2 JP 1985166741 U JP1985166741 U JP 1985166741U JP 16674185 U JP16674185 U JP 16674185U JP H0426700 Y2 JPH0426700 Y2 JP H0426700Y2
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guide vane
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guide vanes
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本考案は、貫流水車に関し、詳しくは、流量に
応じてランナ上流側の流路面積を変えられるよう
にし、流量の変化にかかわらず効率の低下をきた
すことなく運転できるようにしたものである。
B 考案の概要 本考案は、流量が変化しても効率の低下を抑え
ることができる貫流水車に係り、その構成は、水
の流れ方向に対しランナを直交させて設けてなる
貫流水車において、先端が前記ランナに近接する
一対のガイドベーンを前記ランナの上流側におい
て水平方向に開閉動可能に設け、これらのガイド
ベーンの先端部に開閉力を作用させてガイドベー
ンを開閉駆動するガイドベーン操作機構を設けて
なり、流量の変化に応じてガイドベーンを開閉し
てランナ上流側の流路面積を変えることにより、
流量の変化にかかわらず、水のもつエネルギが有
効にランナに作用するようにしたのである。
C 従来の技術 貫流水車、例えば、クロスフロー水車において
は、水量に合わせて効率良く運転できるようにす
るため、ランナ上流側のガイドベーンを分割し、
流量が減少した場合には、ガイドベーンを操作す
ることによりランナの一部にのみ送水できるよう
にしたものが考えられている。
上記のようなガイドベーン分割型のクロスフロ
ー水車の一例を第5図に示す。図に示すように、
このクロスフロー水車は、上流側に入口管1が接
続され且つ下流側に出口管2が接続されたケーシ
ング3内にランナ4がその軸(ランナ軸)5でも
つて水平且つ回転自在に支持され、このランナ4
の上流側に二分割されたガイドベーン6a,6b
が支持された構成となつている。図中、7はケー
シング3と出口管2との間を蔽うハウジング、8
は二つのガイドベーン6a,6b間に設けられた
仕切板、9a,9bは各ガイドベーン6a,6b
を操作する操作レバーであり、それぞれアクチユ
エータに接続される。
上記構造のクロスフロー水車では、流量に合わ
せて二つのガイドベーン6a,6bを操作するこ
とにより、効率の良い水車の運転が可能となるの
である。例えば、流量が低下したときには一方の
ガイドベーン6aもしくは6bを閉じて水流がラ
ンナ4の一部に作用するようにすることにより、
水のエネルギがランナ4に有効に作用して、効率
の低下防止が図られるのである。
D 考案が解決しようとする問題点 ところで、クロスフロー水車の構成要件の一つ
であるランナの設計要件として、ランナ直径とラ
ンナ長の二要素があるが、高負荷の水車では、ラ
ンナ長をあまり大きくすることはできない。
上記のようにランナ長を大きくできない水車、
つまりランナ長の短い水車において、流量低下時
の効率向上のため上述のように分割ガイドベーン
を採用すると、分割したガイドベーンが極めて短
かくなり、このため、ランナ側面外周からの水漏
れや水路両側での流れの乱れなどにより効率が低
下するという事態が生じる。
ランナ外径とランナ長との比をアスペクト比と
いうが、このアスペクト比が0.1以下では3%程
度の効率低下があり、実用的には0.25以上のアス
ペクト比をとることが望ましい。一般に、分割ガ
イドベーンでは、幅を1:2に分割するので、全
体のアスペクト比を0.75とすると、小さい方のア
スペクト比は0.25となり効率的には好ましくな
い。
本考案は、上記のような従来の技術的状況にか
んがみてなされたもので、その目的とするところ
は、貫流水車において、分割ガイドベーンを使わ
ずに、流量が変化した場合でも効率の低下を来た
すことなく運転できるようにすることにある。
E 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本考案の構成は、水
の流れ方向に対しランナを直交させて設けてなる
貫流水車において、先端が前記ランナに近接する
一対のガイドベーンの各後端部を前記ランナの上
流側において支持軸を軸として回動可能に支持し
て当該ガイドベーンを水平方向に開閉動可能と
し、これらのガイドベーンの先端部にリンク機構
を介して開閉力を作用させてガイドベーンを開閉
駆動するガイドベーン操作機構を設け、当該ガイ
ドベーン操作機構によりガイドベーンを開閉動さ
せて前記ランナ上流側の流路面積を変えられるよ
うにしたことを特徴とする。
F 作用 上記貫流水車においては、ガイドベーン操作機
構によりガイドベーンを開閉動することによりラ
ンナ上流側の流路面積を変えることができ、流量
が変化した場合でも、ガイドベーンを開閉動して
ランナ上流側流路面積を変えることにより、流量
の変化にかかわらず、水のもつエネルギ(速度エ
ネルギ、圧力エネルギ、位置エネルギ等)に有効
にランナに作用させることができ、水車の効率低
下が防止されるのである。
G 実施例 第1図には本考案に係る貫流水車の一実施例で
あるクロスフロー水車の略平面に沿う断面を示し
てあり、第2図にはそのガイドベーン等の斜視外
観を示してある。図には一方のガイドベーンの斜
視外観、第4図及び第5図には実施例に係るクロ
スフロー水車の平面に沿う異なる状態の断面をそ
れぞれ示してある。
このクロスフロー水車における、ガイドベーン
部以外の構造は第5図に示した従来のものと同様
の構成となつている。つまり、上流側に入口管
1、下流側に出口管2がそれぞれ接続されたケー
シング3内にランナ4が水の流れ方向に対し直交
させてそのランナ軸5でもつて水平且つ回転自在
に支持されている。又、ケーシング3と出口管2
との間はハウジング7で蔽われている(第5図参
照)。
ケーシング3における入口管1側寄りには、ラ
ンナ4の軸方向と平行な方向において対向し且つ
鉛直方向を向く一対のガイドベーン支持軸10
a,10bが枢軸として回転可能に設けられてい
る。各ガイドベーン支持軸10a,10bには、
先端がランナ4周面近くまで延び且つランナ4の
形状に沿つて湾曲形状となつているガイドベーン
11a,11bが取付けられている。ガイドベー
ン11a,11bの上端縁には、ケーシング3の
上板の内面に沿い且つケーシング上板と同様の湾
曲形状をなすガイドベーン上板12a,12bが
取付けられており、又ガイドベーン11a,11
bの下端縁にはケーシング3の下板の内面に沿い
且つケーシング下板と同様の形状をなすガイドベ
ーン下板13a,13bが取付けられている。ガ
イドベーン上板12a,12b、ガイドベーン下
板13a,13bは平面から見ると長方形をなし
ており、各ガイドベーン上板12a,12b、ガ
イドベーン下板13a,13bの先端(下流側)
内側にガイドベーン11a,11b先端が位置
し、各ガイドベーン上板12a,12b、ガイド
ベーン下板13a,13bの後端(上流側)外側
にガイドベーン11a,11bの後端が来るよう
に、ガイドベーン11a,11bに取付けられて
いる。つまり、ガイドベーン上板12a,12
b、ガイドベーン下板13a,13bはその一の
対角線がガイドベーン11a,11bの上端縁あ
るいは下端縁に沿うようにガイドベーン11a,
11bに取付けられているのである。尚、ガイド
ベーン上板12a,12b、ガイドベーン下板1
3a,13bの先端部は、ケーシング支持軸10
a,10bを中心とする円弧となつている。又、
ケーシング3の上板及び下板の形状は、ガイドベ
ーン支持軸10a,10bを中心に開閉動するガ
イドベーン上板12a,12bとガイドベーン下
板13a,13bが描く曲面に合わせた形状とさ
れている。尚、ガイドベーン11a,11bは水
流により開く方向に大きな力を受けるので、ガイ
ドベーン11a,11bの外側面には補強骨14
a,14bが設けられている。
各ガイドベーン11a,11bの先端側におい
てその外側面にはピン座15a,15bが設けら
れ、このピン座15a,15bにピン座16a,
16bにより中間リンク17a,17bの一端部
が回動自在に連結されている。一方、ケーシング
3の両側部にはケーシング上板より突出させてガ
イドベーン操作軸18a,18bが設けられ、ケ
ーシング3内においてこのガイドベーン操作軸1
8a,18bと一体にレバー19a,19bが設
けられ、このレバー19a,19bと前記中間リ
ンク17a,17bの他端部とがピン20a,2
0bにより回動自在に連結されている。前記ガイ
ドベーン操作軸18a,18bのケーシング上側
に突出している端部にはこれらを互いに反対方向
に回転させるアクチユエータ等が連結されてい
る。よつて前記アクチユエータ等の作動により、
前記ガイドベーン操作軸18a,18bは互いに
反対方向に回動され、それに伴い、レバー19
a,19b、中間リンク17a,17b等を介し
てガイドベーン11a,11bは前記ガイドベー
ン支持軸10a,10bを中心として互いに逆方
向に回動つまり開閉動されるのである。このよう
に、本実施例では、ピン座15a,15b、中間
リンク17a,17b、レバー19a,19b、
ガイドベーン操作軸18a,18b、アクチユエ
ータ等によりガイドベーン操作機構は構成されて
いるのである。尚、図中、矢印Wは水の流れ、矢
印a,bはガイドベーン11a,11bの開閉方
向を示す。
上記のようなクロスフロー水車においては、当
該水車に供給される水の流量が変わつた場合に
は、それに応じてガイドベーン操作機構によりガ
イドベーン11a,11bを開閉動してランナ4
上流側の通路面積を変えることにより、水のもつ
エネルギ(速度エネルギ、圧力エネルギ、位置エ
ネルギ等)がランナ4に有効に作用するようにな
る。例えば流量が低下した場合には、ガイドベー
ン11a,11bを閉じて、ガイドベーン11
a,11bが形成するランナ4への開口部を狭め
ることにより、水の流速を損わずにランナ4に作
用させることができ、効率の低下が防止されるの
である。又、ガイドベーン11a,11bの上下
にはガイドベーン上板12a,12b及びガイド
ベーン下板13a,13bが設けてあるので、ガ
イドベーン11a,11bによつて案内される水
がガイドベーン11a,11bの外側に漏れるの
は防止され、この面でも効率低下防止が図られ
る。更に、ガイドベーン操作機構として、ガイド
ベーン11a,11bの先端部に開閉力を作用さ
せる構造を採用しているので、ガイドベーン11
a,11bの操作に要する力は小さくてすむ。
尚、ガイドベーン操作軸18a,18bの受ける
力は比較的小さくなるので、そのケーシング貫通
部の水漏れ防止処理も容易となり、軸貫通部の信
頼性も高まる。
第3図、第4図には本考案の他の実施例に係る
クロスフロー水車の略平面に沿う断面及び縦断面
を示す。尚、第4図の−矢視断面が第3図に
相当する。
この実施例は、水の流れの向きが急に変わるこ
とによる流れや剥離に伴う効率の低下、キヤビテ
ーシヨンまたはインピンジメントアタツクによる
構成部材のかい食を防止すべく、水の流れの向き
がゆるやかに変化するようにしたクロスフロー水
車に、本考案を適用したものである。つまり、本
実施例では、ガイドベーン11a,11bの基端
側から先端側にかけて水路面積がゆるやかに変化
するようにしたのであり、例えば、ガイドベーン
11a,11bの基端側、中程、先端側における
図中のA,B,Cの個所における水路面積をh1×
l1,h2×l2,h3×l3とすれば、これらが均等に変化
(縮小)するようにしたのである。具体的な形状
としては、図に示すように、平面から見てS字形
となつている。図中、水路の高さh1,h2,h3は流
線に対し直角にとつてある。
この実施例における他の構成は、先に挙げた実
施例と同じであるので、その説明は省略する。
尚、第4図中、3aはケーシング上板、3bはケー
シング下板である。
又、この実施例によれば、先の実施例と同様に
流量に応じて、ガイドベーン操作機構によつてガ
イドベーン11a,11bを開閉動して流路面積
を変えることにより、効率のよい水車の運転が行
なえると共に、急激な流れの変化(方向、流速)
を避けることができ、効率の向上、並びにキヤビ
テーシヨンやインピンジメントアタツク等による
部材のかい食が防止される。
本考案におけるガイドベーン操作機構として
は、上記実施例におけるようなリンク機構を使つ
たものに限らず種々のものが採用可能である。
H 考案の効果 本考案に係る貫流水車によれば、水量の変化に
応じてランナ上流側の流路面積を変えることがで
きるので、水量の幅広い範囲に亘つて効率の良い
運転が可能となる。又、水路の途中に抵抗となる
ようなガイドベーンがないので、水の乱れがなく
なり、全体の効率を向上させることができる。更
に、ガイドベーンの先端部に力をかけてガイドベ
ーンを開閉動させるようにしているので、ガイド
ベーンを操作させる力は小さくてすみ、よつてガ
イドベーン操作機構の構造の簡略化及び小型化が
図れ、ひいては水車自体の小型化が可能となる。
又、ガイドベーン操作機構の剛性が高まり、ガイ
ドベーンの支持軸を細くできることから、全体の
自由度が大きくなり、安価で実用的な水車が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例に係るクロスフロー
水車の一部の略平面に沿う断面図、第2図はガイ
ドベーン等の斜視図、第3図は他の実施例に係る
クロスフロー水車の一部の略平面に沿う断面図、
第4図は第3図に示すクロスフロー水車の縦断面
図で、その−矢視断面が第3図に相当する。
第5図は従来のクロスフロー水車の一部破砕して
内部を示す斜視図である。 図面中、1は入口管、2は出口管、3はケーシ
ング、4はランナ、10a,10bはガイドベー
ン支持軸、11a,11bはガイドベーン、14
a,14bは補強骨、17a,17bは中間リン
ク、18a,18bはガイドベーン操作軸、19
a,19bはレバーである。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 水の流れ方向に対しランナを直交させて設けて
    なる貫流水車において、先端が前記ランナに近接
    する一対のガイドベーンの各後端部を前記ランナ
    の上流側において支持軸を軸として回動可能に支
    持して当該ガイドベーンを水平方向に開閉動可能
    とし、これらガイドベーンの先端部にリンク機構
    を介して開閉力を作用させてガイドベーンを開閉
    駆動するガイドベーン操作機構を設けてなること
    を特徴とする貫流水車。
JP1985166741U 1985-10-31 1985-10-31 Expired JPH0426700Y2 (ja)

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JP1985166741U JPH0426700Y2 (ja) 1985-10-31 1985-10-31

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JP1985166741U JPH0426700Y2 (ja) 1985-10-31 1985-10-31

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JPS6276286U JPS6276286U (ja) 1987-05-15
JPH0426700Y2 true JPH0426700Y2 (ja) 1992-06-26

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JP1985166741U Expired JPH0426700Y2 (ja) 1985-10-31 1985-10-31

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60127481U (ja) * 1984-02-06 1985-08-27 神鋼電機株式会社 クロスフロ−水車における弁体の支持装置

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JPS6276286U (ja) 1987-05-15

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