JPH05256245A - 水車及びポンプ水車のガイドベーンシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ガイドベーンステム６間のシートライナ７に
は、シール部材としての金属シール片２２が取付けられ
ており、金属シール片２２の形状は、ガイドベーンの吸
い込み側と吐き出し側で、ガイドベーンが全閉の状態か
ら全開の状態までの軌跡に対応する扇形をしている。金
属シール片２２の頭部はシートライナ７の表面から突出
しており、ガイドベーン２の端面と押圧接触する。 【効果】ガイドベーン全閉時の漏水を防止し、ガイドベ
ーン開時にも隙間流れがなくなるので、主流の流れが乱
されず水車効率及びポンプ効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水車及びポンプ水車のガ
イドベーンシール装置に係り、特に、ガイドベーン端面
と上カバー及び下カバーの流水面がなす隙間からの漏水
を防止するに好適なシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガイドベーンシール装置は特開昭
55−75574 号公報に記載のように、ガイドベーンが全閉
時のガイドベーン端面と上カバー及び下カバーの流水面
がなす隙間からの漏水防止については提案されている
が、ガイドベーンが開状態時については提案されていな
かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図６は水車断面図であ
る。ランナ１に流入する流体の量を調整するガイドベー
ン２は、下カバー３と上カバー４の間に形成される流体
流路５の全周にわたって複数枚配置され、ガイドベーン
２の上下に突出するステム６を介して下カバー３及び上
カバー４に回動可能に取り付けられている。ガイドべ−
ン２の上下端面に対向する下カバー３及び上カバー４に
は、一般的に耐銹性材料で製作されるシートライナ７が
取替え可能に分割配置してある。このガイドベーン２
は、図７の２点鎖線で示される全閉位置において、隣接
する一方のガイドベーン２の吸い込み端と他方のガイド
ベーン２の吐き出し端とが接触することにより、ケーシ
ング８からランナ１ヘ流入する流体を遮断するようにな
っている。ここで、回動部であるガイドベーン２の上下
端面と固定部であるシートライナ７との間には隙間が形
成され、ガイドベーン２が全閉状態にある時でもある程
度の流体は隙間を通過してランナ１側に流入する。

【０００４】そこでこのすき間流れを低減するため従来
の技術では、例えば、特開昭55−75574 号公報を図８を
用いて説明する。ガイドベーン２の全閉位置に対応する
シートライナ７の中間部に貫通溝１１を設け、貫通溝１
１の内部にシール部材としての金属シール片１２と弾性
体１３をシール押さえ板１４及びボルト１５により収納
保持し、金属シール片１２の頭部をシートライナ７から
突出させ、ガイドベーン２の全閉時にガイドベーン２の
端面と押圧接触させるようにしている。

【０００５】しかし、このガイドベーン隙間流れは、ガ
イドベーン全閉時の漏水の問題の他に、ガイドベーンが
開いた状態においも流体流路５の主流を乱し、水車及び
ポンプ効率を低下させる問題を有することが実験によっ
て確認されている。以下図９，図１０を用いてこれを説
明する。図９は水車におけるガイドベーンまわりの水の
流れを示している。ステーベーン１０を出た流れはガイ
ドベーン２に沿って流れるが、この時ガイドベーン２が
主流１６の方向を向いてないとガイドベーン２の右側と
左側に圧力差ができ、主流１６の一部は隙間流れ１７と
なってガイドベーン２とカバーの隙間を通る。この隙間
流れ１７がガイドベーン２を出た時、主流１６とぶつか
り乱れた主流１８を作り効率を低下させる。図１０はガ
イドベーン隙間が有る場合と無い場合の水車の効率特性
を示している。横軸は水車の流量であり水車最高効率点
の流量で無次元化している。縦軸は水車効率であり水車
最高効率で無次元化している。また、実線１９がガイド
ベーンとカバーとの隙間が無い結果を示し破線２０が有
る結果を示す。流量調整はガイドベーンの開閉により行
うので、流量の少ない方はガイドベーン開度が小さい状
態であり流量の多い方はガイドベーン開度が大きい状態
である。図より流量の少ない、すなわち、ガイドベーン
開度が小さい状態あるいは流量が大きい、すなわち、ガ
イドベーン開度が大きい状態では、ガイドベーンが主流
の方向を向いていないため、隙間が有る条件は隙間が無
い条件より効率が低下していることがわかる。同様にポ
ンプ水車におけるポンプ運転についても同じ結果が得ら
れている。

【０００６】しかし、従来のガイドベーンシール装置で
は、ガイドベーン全閉時の漏水のみを対象にしているた
め、ガイドベーンが開いた状態の隙間流れを低減できな
い。本発明の目的は、シール性が良く、どんなガイドベ
ーン開度でもシール効果がある水車及びポンプ水車のガ
イドベーンシール装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、水車及び
ポンプ水車のカバーに配設するシール部材をガイドベー
ンの回動範囲に対応する形状とすることによって達成さ
れる。

【０００８】

【作用】本発明のガイドベーンシール装置は、上カバー
と下カバーに設けられたシール部材がガイドベーンの回
動範囲に対応する形状になっているので、ガイドベーン
がどの位置あってもガイドベーンと上カバー，下カバー
の間の隙間流れをシールすることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１から図５を参照にして本発明の実
施例を説明する。

【００１０】図１，図２において、ガイドべ−ン２の
上，下端面に対向する下カバー及び上カバーには、従来
型と同じ耐銹性材料で製作するシートライナ７が取替え
可能に分割配置してある。ガイドベーンステム６間のシ
ートライナ７には、シール部材としての金属シール片２
２が取付けられており、この金属シール片２２の形状
は、ガイドベーン２の吸い込み側と吐き出し側でガイド
ベーン２が全閉の状態から全開の状態までの軌跡に対応
する扇形をしている。また、この金属シール片２２は、
シール片２２の形状に対応する非貫通溝２１をシートラ
イナ７に設け、非貫通溝２１の両端にてシール押え板２
４及びボルト２５によって弾性体２３を介して収納保持
される。金属シール片２２の頭部は、シートライナ７の
表面から突出しており、ガイドベーン２の端面と押圧接
触するようになっている。弾性体２３は、この金属シー
ル片２２をガイドベーン２の端部側に付勢すると共に金
属シール片２２の裏面の全長にわたりシールする。

【００１１】ガイドベーン２の端面と金属シール片２２
は両者が平面であると、ガイドベーン２を回動するのに
大きな力を要し場合によってはかじりを生じるので、図
３に示すようにガイドベーン２の端面を丸く加工する
か、図４，図５に示すように金属シール片２２に放射状
の突起２６を設け、少なくとも一つの放射状突起２６が
ガイドベーン２と接触するようにする。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、金属シール片は、ガイ
ドベーンが全閉から全開の状態までの軌跡に対応する扇
形をしているので、ガイドベーンが回動範囲のどの位置
でもガイドベーンの端面と接触し、ガイドベーンと上カ
バー，下カバーの間の隙間流れをシールする。したがっ
てこれにより、ガイドベーンが全閉時の漏水を防止する
のはもとより、ガイドベーンが開いた状態でも主流が乱
されることがなくなり、水車効率及びポンプ効率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガイドベーンシール装置の平面
図。

【図２】図１中のIII−III線矢視断面図。

【図３】本発明に係るガイドベーン形状を示す断面図。

【図４】本発明に係る金属シール片の形状を示す説明
図。

【図５】図４中のIV−IV断面図。

【図６】ガイドベーンまわりの水車の断面図。

【図７】図６中のＩ−Ｉ断面図。

【図８】図７中のII−II断面図。

【図９】隙間流れを示す説明図。

【図１０】隙間流れによる効率の低下を示す試験結果の
説明図。

【符号の説明】

２…ガイドベーン、６…ガイドベーンステム、７…シー
トライナ、２２…金属シール片、２４…シール押さえ
板、２５…ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上カバーと下カバーの間に回動可能に支持
   されたガイドベーンと前記上カバーおよび下カバーの流
   水面とがなす隙間をシールするガイドベーンシール装置
   において、前記カバーの流水面側に前記ガイドベーンの
   回動域に対応する範囲にシール部材を設け、前記ガイド
   ベーンがどの位置にあっても流水面がシールされること
   を特徴とするガイドベーンシール装置。