JPH0575478U - 水力機械のガイドベーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上カバー、下カバーによって覆設されるガイ
ドベーンの頂端部またはその下端部によって形成される
隙間を少なくすること。 【構成】 ランナベーンの入口側に配設され、ステーベ
ーンからランナベーンに送られる動水を出力に応じて水
口開度を調整するガイドベーンであって、このガイドベ
ーンの頂端部または下端部のうち、少なくとも一端部以
上の横断面方向に膨出するフィレットを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、上カバー，下カバーによって覆設されるガイドベーンの、そのガ イドベーンの両端と上カバーまたは下カバーとで形成されている隙間を極力狭く する水力機械のガイドベーンの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、水力機械は、動水のエネルギを回転トルクに換え、得たトルクを発電電 動力に供しており、その代表例の一つに図４に示すものが使用されている。図４ は、その部分概略図を示し、うず巻状のケーシングＡは動水の水口としてステー ベーン１を有する。ステーベン１は、ランナベーン３に至る間、動水路Ｂを有し 、この動水路Ｂの途中に環状リング（図示せず）で結ばれたガイドベーン２が介 装されており、出力変化などのとき、ガイドベーン２による水口開度の調整によ ってステーベーン１からランナベーン３に流れる動水がコントロールされている 。

【０００３】 動水は、ランナベーン３を通過するとき、ランナ回転軸（図示せず）にトルク を与え、このトルクによって発電・電動が行われている。そしてランナベーン３ を通過した動水は、ドラフトチューブＣを経て放水池（図示せず）に集められて いる。

【０００４】 一方、ステーベーン１からランナベーン３に至る間は、動水路Ｂを形成する必 要上、上カバー４、下カバー５が設けられており、これら上カバー４、下カバー ５によってガイドベーン２が覆設され、動水の機外への漏水を防いでいる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、ガイドベーン２は、動水路Ｂを通過する動水の水口開度を調整する 必要上、図４に示すように、上カバー４、下カバー５との間に隙間６ａ，６ｂを 形成し、揺動開閉の円滑化の一助になっているものの、これら隙間６ａ，６ｂは 、運転中、不都合な事象が起ることがある。

【０００６】 例えば、定格運転中、ガイドベーン２は全開であり、ステーベーン１からの動 水は、そのままランナ３に流れており、さしたる問題も起らないが、部分負荷運 転に入った場合、ガイドベーン２はいわば半開き状態にして水口開度を絞り状態 にしている。この場合、ガイドベーン２には、上述隙間６ａ，６ｂがあるため、 ここからの漏水が動水に加わる際、動水の流線は乱れとなってあらわれ、ランナ ベーン３では動水エネルギーをトルクに変換する際、思ったようには変換されず 、動水エネルギが無駄に消費されていることに加えて、ガイドベーン２自身も動 水から受ける圧力アンバランスが出ている。

【０００７】 図５，図６は、ともにガイドベーン３が動水から受ける圧力分布を示すもので 、図５はガイドベーン２の開度が全開状態を、また図６はガイドベーン２の開度 が絞り開度状態を示すものである。また、図５，図６は、ともに説明の便宜上、 縦軸に圧力係数Ｃｐを、横軸にガイドベーンのキャンバライン長さを採っている 。さらに、図５，図６はともに実線はガイドベーン２の上流側（ステーベーンの 対峙面）の正圧力面であり、破線はガイドベーン２の下流側（ランナベーンの対 峙面）の負圧力面である。なお、図５，図６中、入口はガイドベーン２のリーデ ィングエッジ部を、出口はガイドベーン２のトレーディングエッジ部を示す。

【０００８】 これら図５，図６中、ガイドベーン２が全開の場合、動水から受ける圧力分布 は、正圧力面、負圧力面ともにさほどの相違が見受けられないのに、ガイドベー ン２の開度が絞り状態になると、正圧力面と負圧力面とでは大きくへだたること が理解されるであろう。 このような不都合が発生するのは、結局、上述隙間の問題に由来するところが 大きい。

【０００９】 そこで、この考案では、上述の問題を踏え、水力機械の部分負荷運転時でも従 来よりも一段と高い水力性能を得るようにした水力機械のガイドベーンを公表す ることを目的にしている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかる水力機械のガイドベーンは、次の構成からなる。 第１構成；

【００１１】 ランナベーンの入口側に配設され、ステーベーンからランナベーンに送られる 動水を出力に応じて水口開度を調整するガイドベーンであって、このガイドベー ンの頂端部または下端部のうち、少なくとも一端部以上の横断面方向に膨出する フィレットを設ける。 第２構成；

【００１２】 ガイドベーンの頂端部または下端部のうち、少なくとも一端部以上の横断面方 向に膨出するフレットは横断面中心から片側または両側のうち、少なくとも一つ 以上である。

【００１３】

【作用】

上記第１，第２構成において、ガイドベーンの頂端部または下端部のうち、少 なくとも一端部の横断面方向に膨出するフィレットでは、上カバーまたは下カバ ーの壁面に沿って偏平状に拡がる。

【００１４】 このため、従来のガイドベーン頂端部と上カバーまたは下カバーとで形成され た隙間にくらべ狭くなり、その狭さゆえに漏水の流れに抵抗が生起する。したが って、漏水の減少に伴う動水の流線の乱れも少なくなり、結局、上述部分負荷運 転での性能向上に寄与する。

【００１５】

【実施例】

以下、この考案にかかる水力機械のガイドベーンの一実施例を図を参照して説 明する。なお、図４と同一構成部品には同一符号を付してある。

【００１６】 図１において、渦巻状のケーシングＡには水口としてのステーベーン１を有す る。ステーベーン１によって形成される水口は、動水路Ｂを経てランナベーン３ に連なっている。この動水路Ｂは、上カバー４、下カバー５によって形成された もので、途中にガイドベーン２を配設し、このガイドベーン２の揺動開閉によっ て水口開度が調整されるようになっている。そして、ガイドベーン２によって調 整された動水は、ランナベーン３に回転トルクを与え、そのエネルギを消費し、 ドラフトチューブＣを経て放水池に集められている。

【００１７】 上記従来構成において、この考案では、ガイドベーン２の頂端部、またはその 下端部のうち、少なくとも一つ以上の端部にフレット８を設けたものである。フ レット８は、図２にも示されているガイドベーン２のキャンバーラインＣＬに沿 って設ける一方、その縦断面は、図３にも示されているように、ガイドベーン２ の頂端部または下端部に一体連続として、または溶着されて、横断面方向に偏平 状として膨出している。

【００１８】 したがって、上カバー４または下カバー５と、ガイドベーン２の頂端部または 下端部との間に形成される隙間６ａ，６ｂは、フレット８によって従来よりも狭 くなるので、漏水は流れにくなる。また、フレット８は、その横断面方向に偏平 状に膨出しているので、漏水が当該部位を通るとき一種の抵抗となって加わるか ら、漏水は流れにくくなる。

【００１９】 このような構成において、水力機械が部分負荷運転に入って、ガイドベーン２ の水口開度が絞り状態になった場合、従来だと上述隙間６ａ，６ｂからの漏水が 動水の流線を乱していたため上述のような問題を呈していたものであるが、この 考案にかかる水力機械のガイドベーンによって従来の問題点はほぼ解決すること ができる。

【００２０】 なお、この考案にかかる水力機械のガイドベーンの実施例では、フレットをガ イドベーンの横断面方向の両側に膨出させてあるが、この実施に限ることなく、 例えばガイドベーンの横断面方向の一側に膨出させてもよいことはもちろんであ る。製作コストを考えると、この方が有利だからである。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたように、この考案によれば、ガイドベーンの頂端部または下端部の うち、少なくとも一端部以上の横断面方向に膨張するフィレットを設けたから、 ガイドベーンからの漏水が抑制され、このため水力機械の部分負荷運転性能向上 を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案にかかる水力機械のガイドベーンの一
実施例を示す概略図。

【図２】ガイドベーンが閉口した状態を示す概略図。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視方向から切断した概略断面
図。

【図４】従来の実施例を示す概略図。

【図５】ガイドベーンが全開のとき、動水から受ける圧
力分布を示すグラフ。

【図６】ガイドベーンが全閉のとき、動水から受ける圧
力分布を示すグラフ。

【符号の説明】

１…ステーベーン ２…ガイドベーン ３…ランナベーン ４…上カバー ５…下カバー ８…フィレット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランナベーンの入口側に配設され、ステ
   ーベーンからランナベーンに送られる動水を出力に応じ
   て水口開度を調整するガイドベーンであって、このガイ
   ドベーンの頂端部または下端部のうち、少なくとも一端
   部以上の横断面方向に膨出するフィレットを設けたこと
   を特徴とする水力機械のガイドベーン。
2. 【請求項２】 ガイドベーンの頂端部または下端部のう
   ち、少なくとも一端部以上の横断面方向に膨出するフィ
   レットは横断面中心から片側または両側のうち、少なく
   とも一つ以上であることを特徴とする請求項１記載の水
   力機械のガイドベーン。