JPS5960077A - 水力機械の給気装置 - Google Patents
水力機械の給気装置Info
- Publication number
- JPS5960077A JPS5960077A JP57169761A JP16976182A JPS5960077A JP S5960077 A JPS5960077 A JP S5960077A JP 57169761 A JP57169761 A JP 57169761A JP 16976182 A JP16976182 A JP 16976182A JP S5960077 A JPS5960077 A JP S5960077A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air supply
- pipe
- welding
- fixed
- inverted
- 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.)
- Pending
Links
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
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
-
- 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
- F03B11/002—Injecting air or other fluid
-
- 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)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は水Ｊｌ！Ｌの上部吸出管に発生するセンターホ
ワールによる異常振動を防止する水力機械の給気装置に
関する。
ワールによる異常振動を防止する水力機械の給気装置に
関する。
反動水車では上部吸出管にセンターボワールが発生し異
常振動、騒音或は建造物の共鳴等を誘発して水車運転上
不都合な事態（＋：起す。このセンターホワールを防止
するため、従来よりセンターホワールの発生し易い箇所
（通常はランナーコーン下部付近）に外部から空気を送
入するための給気管が取り付けられている。第１図は上
部吸出管内に設置された逆Ｔ型給気管の配置を示してい
る。
常振動、騒音或は建造物の共鳴等を誘発して水車運転上
不都合な事態（＋：起す。このセンターホワールを防止
するため、従来よりセンターホワールの発生し易い箇所
（通常はランナーコーン下部付近）に外部から空気を送
入するための給気管が取り付けられている。第１図は上
部吸出管内に設置された逆Ｔ型給気管の配置を示してい
る。
貯水池（図示せず）からの水はケーシング（１１内に流
入しステーベーン（２）とガイドベーン（４）を通過し
て水車軸（力に取り付いたランナ（６）を回転させる。
入しステーベーン（２）とガイドベーン（４）を通過し
て水車軸（力に取り付いたランナ（６）を回転させる。
その後上部吸出管（９）を介して放水路（図示せず）に
排出される。一方空気は空気管（１四から上部吸出管（
９）の直径方向に設置された逆Ｔ型給気管四を通過し、
その中央に位置する突起部圓の周囲に設けられた空気孔
ｕカからランナーコーン（８）の下部へ噴出する。
排出される。一方空気は空気管（１四から上部吸出管（
９）の直径方向に設置された逆Ｔ型給気管四を通過し、
その中央に位置する突起部圓の周囲に設けられた空気孔
ｕカからランナーコーン（８）の下部へ噴出する。
第２図は従来の逆Ｔ型給気管ＯＩを示している。
すなわち上部吸出−Ｗ（９）の内壁に相対して溶接され
たパイプサボー）’ （１４） 、 （＋、５）へ逆Ｔ
型給気管ＯＱが挿入され、その閉端（１０ａ）、開端（
１０ｂ）はパイプサポー ト（１４） 、 （ｔｓｌに
それぞれ直接溶接固定されている。
たパイプサボー）’ （１４） 、 （＋、５）へ逆Ｔ
型給気管ＯＱが挿入され、その閉端（１０ａ）、開端（
１０ｂ）はパイプサポー ト（１４） 、 （ｔｓｌに
それぞれ直接溶接固定されている。
以下に従来技術の問題点を述べる。逆Ｔ型給気管ｆｌｌ
）の両４ （１，Ｏａ） ｔ （］、Ｏｂ ）は上部吸
出管（９）に固定されたパイプサポート１４） 、 ０
５＋に溶接固定され、溶接時の熱による変形を吸収する
だけのあそびがないために、溶接後残留応力が発生し、
その影響で逆Ｔ型給気管００）が破断して流失し易くな
るという問題があった。
）の両４ （１，Ｏａ） ｔ （］、Ｏｂ ）は上部吸
出管（９）に固定されたパイプサポート１４） 、 ０
５＋に溶接固定され、溶接時の熱による変形を吸収する
だけのあそびがないために、溶接後残留応力が発生し、
その影響で逆Ｔ型給気管００）が破断して流失し易くな
るという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の事柄に鑑みてなされたものであり、その
目的は残留応力による破断を防止できる水力機械の給気
装置を提供することにある。
目的は残留応力による破断を防止できる水力機械の給気
装置を提供することにある。
以下本発明の一実施例について第３図を参照して説明す
る。上部吸出管（９）の内壁に相対する位置へ溶接され
たパイプサポートａ４）、（１５１へ逆Ｔ 型給気ｖ０
０が挿入され、その閉端（１０ａ）はパイプサポート（
１４）に直接溶接固定され、一方間端（１０ｂ）はパイ
ブサポー１− （１５にくさび（ＩＦ５を介して仮固定
されている。このくさびαｅはパイプサポート０５１に
溶接されている。
る。上部吸出管（９）の内壁に相対する位置へ溶接され
たパイプサポートａ４）、（１５１へ逆Ｔ 型給気ｖ０
０が挿入され、その閉端（１０ａ）はパイプサポート（
１４）に直接溶接固定され、一方間端（１０ｂ）はパイ
ブサポー１− （１５にくさび（ＩＦ５を介して仮固定
されている。このくさびαｅはパイプサポート０５１に
溶接されている。
上部吸出管（９）に流出した水はその流速Ｕと逆Ｔ型給
気管α■の外径りによって決まる固有振動数ｆｋ（＝
０．２０／Ｄ ）を持ったカルマン渦を発生させる。
気管α■の外径りによって決まる固有振動数ｆｋ（＝
０．２０／Ｄ ）を持ったカルマン渦を発生させる。
そして上部吸出管（９）の直径方向に設置された逆Ｔ型
給気管００の固有振動数ｆｒとｆｋが非常に接近した場
合、共振現象を起こし異常振動や給気管の破断が生じる
。いま流水量Ｑ ＝ ７４ｍ８／ Ｓｓ上部吸出管（９
） （Ｄ 内径Ｄ ＝ ２６７７１１１７！： した場
合ｆｃ ＝ １２．２）（ｚ 、 ｆＴの値は逆Ｔ型給
気管０〔の取付方法によって違ってくるが両端固定の場
合ｆＴＬ＝ ２１０．６ Ｈ２，一端フリーの場合ｆＴ
ｙ ＝ ３３．１ Ｈｚとなる。（ｆＴＬとｆｒｙの大
小関係はおよそｆｒｘ、 ／ ｆＴｙ ＝ ６．４ ）
ｆｃとｆＴｙ（一端フリーの場合）の関係を表わした
グラフを第４図に示す。
給気管００の固有振動数ｆｒとｆｋが非常に接近した場
合、共振現象を起こし異常振動や給気管の破断が生じる
。いま流水量Ｑ ＝ ７４ｍ８／ Ｓｓ上部吸出管（９
） （Ｄ 内径Ｄ ＝ ２６７７１１１７！： した場
合ｆｃ ＝ １２．２）（ｚ 、 ｆＴの値は逆Ｔ型給
気管０〔の取付方法によって違ってくるが両端固定の場
合ｆＴＬ＝ ２１０．６ Ｈ２，一端フリーの場合ｆＴ
ｙ ＝ ３３．１ Ｈｚとなる。（ｆＴＬとｆｒｙの大
小関係はおよそｆｒｘ、 ／ ｆＴｙ ＝ ６．４ ）
ｆｃとｆＴｙ（一端フリーの場合）の関係を表わした
グラフを第４図に示す。
！″９４９４図中Ａはｆｋ＝ｆＴＦ（カルマン渦と逆Ｔ
型給気管の固有振動数がそれぞれ等しい場合）を表わし
た直線で、この線上で共振現象を起こす。
型給気管の固有振動数がそれぞれ等しい場合）を表わし
た直線で、この線上で共振現象を起こす。
記号Ｂは流量と上部吸出管（９）や逆Ｔ型給気管ＧＯ）
の内径をそれぞれ変化させてｆｋ、ｆｒを求め、グラフ
上にプロットした点である。第４図よりパラメーターを
変えてもｆｋＯ値はあまり変化しない。またｆｋＯ値は
ｆｒｙに比べて比較的小さく、共振現象が起きるほど接
近していないこともわかる。故に、逆Ｔ型給気管（ｌＩ
）両端（１０ａ ） ＋ （１０ｂ）を両端完全固定に
しなくても一方の端だけを完全に固定して他の一端を簡
単な取付方法（仮固定）で済ませることが可能となる。
の内径をそれぞれ変化させてｆｋ、ｆｒを求め、グラフ
上にプロットした点である。第４図よりパラメーターを
変えてもｆｋＯ値はあまり変化しない。またｆｋＯ値は
ｆｒｙに比べて比較的小さく、共振現象が起きるほど接
近していないこともわかる。故に、逆Ｔ型給気管（ｌＩ
）両端（１０ａ ） ＋ （１０ｂ）を両端完全固定に
しなくても一方の端だけを完全に固定して他の一端を簡
単な取付方法（仮固定）で済ませることが可能となる。
第３図に示す本考案の水力機械の給気装置においては、
逆Ｔ型給気管ＱＯ１の閉端（１０ａ）がパイプサポート
α荀に溶接されるとき、その熱による変形は開端（１０
ｂ）が自由であるため吸収される。他方開端（１０ｂ）
はくさび（Ｌｌ１９をパイプサボー） （１５１に挿入
することによって仮固定されている。従って、逆Ｔ型給
気管α１には問題になるほどの犬さな残留応力が発生し
なくなり、それによる破断を防止することができる。ま
た開端（１０ｂ’）に簡単すくさび型式の取付を用いる
ことで開端（１０ｂ）にあるすき間（パイプサポート（
ｔωと逆Ｔ型給気管（ｉｆ）とのすき間）と逆Ｔ型給気
管（１０）に作用する流水のｑ＊ 撃力とで生じる微小
撮動を防止することができ、より寿命の長い逆Ｔ型給気
管ａ０を提供することができる。
逆Ｔ型給気管ＱＯ１の閉端（１０ａ）がパイプサポート
α荀に溶接されるとき、その熱による変形は開端（１０
ｂ）が自由であるため吸収される。他方開端（１０ｂ）
はくさび（Ｌｌ１９をパイプサボー） （１５１に挿入
することによって仮固定されている。従って、逆Ｔ型給
気管α１には問題になるほどの犬さな残留応力が発生し
なくなり、それによる破断を防止することができる。ま
た開端（１０ｂ’）に簡単すくさび型式の取付を用いる
ことで開端（１０ｂ）にあるすき間（パイプサポート（
ｔωと逆Ｔ型給気管（ｉｆ）とのすき間）と逆Ｔ型給気
管（１０）に作用する流水のｑ＊ 撃力とで生じる微小
撮動を防止することができ、より寿命の長い逆Ｔ型給気
管ａ０を提供することができる。
次に本発明の他の実施例について第５図、第６図を参照
して説明する。上部吸出管（９）の内壁に相対する位置
へ溶接されたパイプサポート（＋４） 、 （１７）へ
逆Ｔ型給気・８０Ｉが挿入されその閉端（１０ａ）はパ
イプサポートα荀に直接溶接固定され、一方間端（１０
ｂ）はパイプサポートαηの円周上に相対して設けられ
たスリット溝へ石ａｔｔｔｓを介して溶接することによ
って固定されている。このような取付方法では閉端（１
０ａ）をパイプサポートｔＬ４）に溶接するときに生じ
る熱変形は開端（Ｊｏｂ）が自由であるため吸収される
。他方開端（１０ｂ）はパイプサポートσηの円周上に
あるスリット溝へ石Ｍ６ａｓを介して溶接することによ
りパイプサポート住ηを収縮させることで固定している
。従って、溶接後の残留応力はほとんど無視出来るから
それによる破断の心配がなく、更に非溶接端の取付方法
をくさび型からスリット城に変えることで、開端（１０
ｂ）にあるすき間からの水の流入がなくなりより効率の
良い給気が出来るように１ｆる。
して説明する。上部吸出管（９）の内壁に相対する位置
へ溶接されたパイプサポート（＋４） 、 （１７）へ
逆Ｔ型給気・８０Ｉが挿入されその閉端（１０ａ）はパ
イプサポートα荀に直接溶接固定され、一方間端（１０
ｂ）はパイプサポートαηの円周上に相対して設けられ
たスリット溝へ石ａｔｔｔｓを介して溶接することによ
って固定されている。このような取付方法では閉端（１
０ａ）をパイプサポートｔＬ４）に溶接するときに生じ
る熱変形は開端（Ｊｏｂ）が自由であるため吸収される
。他方開端（１０ｂ）はパイプサポートσηの円周上に
あるスリット溝へ石Ｍ６ａｓを介して溶接することによ
りパイプサポート住ηを収縮させることで固定している
。従って、溶接後の残留応力はほとんど無視出来るから
それによる破断の心配がなく、更に非溶接端の取付方法
をくさび型からスリット城に変えることで、開端（１０
ｂ）にあるすき間からの水の流入がなくなりより効率の
良い給気が出来るように１ｆる。
以上の説明で明らかなように本発明は以下の効果を有す
る。
る。
（１） 給気管の片側だけを溶接で固定して、反対側
を溶接以外の方法で取り付けることによって溶接後に生
じる残留応力を極力押さえそれによる給気管の破断を防
止することができる。
を溶接以外の方法で取り付けることによって溶接後に生
じる残留応力を極力押さえそれによる給気管の破断を防
止することができる。
（２）非溶接端の取付方法をくさび型式およびスリット
型式にすることによって開端に生じる微小振動を防止し
より寿命の長い給気管を提供することができる。
型式にすることによって開端に生じる微小振動を防止し
より寿命の長い給気管を提供することができる。
（３）非溶接端の取付方法としてスリット型式を用いる
ことにより開端にあるすき間からの水の流入がなくなり
より給気効果を高めることができる。
ことにより開端にあるすき間からの水の流入がなくなり
より給気効果を高めることができる。
第１図は水車断面図、第２図は従来の逆Ｔ型給気管の垂
取付断面図、第３図は本発明の一実施例を示す逆Ｔ型給
気管の取付断面図、第４図は逆Ｔ型給気管の固有振動数
（ｆＴＦ）とカルマン渦の固有振動数（、ｆｋ）との関
係を表わしたグラフ、第５図及び第６図はそれぞれ本発
明の他の実施例を示す逆Ｔ型給気管の取付断面図とＸ−
Ｘ断面図である。 ｌ・・・ケーシング、 ２・・・ステーベーン、３
・・・下カバ、 ４・・・ガイドベーン、５・
・・上カバ、 ６・・・ランナー、７・・・水
車軸、 ８・・・ランナーコーン、９・・・上
部吸出管、１０・・・逆Ｔ型給気管、１１・・・突起物
、１２・・・空気孔、１３・・・空気管、 １４，１５
，１７・・・パイプサポート、１６・・・くさび、１８
・・・石綿、 （７３１７）代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名）第４
図 蓮Ｔ型給気営ｎ固菊Ｉ佼會ｌ蚊 ｆｒｔ： （＃Ｚン 第５図 第６図
取付断面図、第３図は本発明の一実施例を示す逆Ｔ型給
気管の取付断面図、第４図は逆Ｔ型給気管の固有振動数
（ｆＴＦ）とカルマン渦の固有振動数（、ｆｋ）との関
係を表わしたグラフ、第５図及び第６図はそれぞれ本発
明の他の実施例を示す逆Ｔ型給気管の取付断面図とＸ−
Ｘ断面図である。 ｌ・・・ケーシング、 ２・・・ステーベーン、３
・・・下カバ、 ４・・・ガイドベーン、５・
・・上カバ、 ６・・・ランナー、７・・・水
車軸、 ８・・・ランナーコーン、９・・・上
部吸出管、１０・・・逆Ｔ型給気管、１１・・・突起物
、１２・・・空気孔、１３・・・空気管、 １４，１５
，１７・・・パイプサポート、１６・・・くさび、１８
・・・石綿、 （７３１７）代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名）第４
図 蓮Ｔ型給気営ｎ固菊Ｉ佼會ｌ蚊 ｆｒｔ： （＃Ｚン 第５図 第６図
Claims (3)
- （１）吸出管の上部に給気管を取付けた水力機械の給気
装置において、給気管の一端をパイプサポートを介して
吸出管壁に溶接固定し、他端をパイプサポートを介して
吸出管壁に移動可能に固定したことを特徴とする水力機
械の給気装置。 - （２）給気管の他端とパイプサポートの間にくさびを打
ち込むとともにこのくさびとパイプサポート又は給気管
に溶接固定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の水力機械の給気装置。 - （３）パイプサポートにスリットを設け、そのスリット
溝を溶接収縮させることによりパイプサポートと給気管
の他端を固定したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の水力機械の給気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57169761A JPS5960077A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 水力機械の給気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57169761A JPS5960077A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 水力機械の給気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960077A true JPS5960077A (ja) | 1984-04-05 |
Family
ID=15892358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57169761A Pending JPS5960077A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 水力機械の給気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960077A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4384698A4 (en) * | 2021-08-09 | 2025-06-11 | Andritz Hydro Canada Inc. | AIR INJECTION DEVICE FOR HYDRAULIC TURBINE |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57169761A patent/JPS5960077A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4384698A4 (en) * | 2021-08-09 | 2025-06-11 | Andritz Hydro Canada Inc. | AIR INJECTION DEVICE FOR HYDRAULIC TURBINE |
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