CN108131232B - 水力机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水力机械，抑制可能在导流叶片周边产生的马蹄形旋涡的产生，且使损失降低。作为水力机械的弗朗西斯型泵水轮机(1)，是通过从定叶片(13)经由导流叶片(12)向流道(14)流动的水使流道(14)旋转的水力机械，在定叶片(13)以及导流叶片(12)的上方配置有上罩(18U)，此外，在下方配置有下罩(18D)。然后，具备能够吸入在定叶片13)与导流叶片(12)之间的、上罩(18U)侧的区域以及下罩(18D)侧的区域中的至少任一个流动的水的吸入机构(30)。

Description

水力机械

技术领域

本发明的实施方式涉及一种水力机械。

背景技术

作为水力机械，例如已知有弗朗西斯型水轮机以及弗朗西斯型泵水轮机。图12是将一般的弗朗西斯型泵水轮机的由导流叶片120以及定叶片130构成的静止翼列流路平面地表示的图。导流叶片120以在未图示的流道的径向外侧包围流道的方式在周向上隔开间隔地配置有多个，定叶片130在导流叶片120的翼列的径向外侧在周向上隔开间隔地配置有多个。此外，在定叶片130的径向外侧配置有未图示的壳体。

图12中的空心的箭头表示水轮机运转时的水流的方向，涂黑的箭头表示泵运转时的水流的方向。在该弗朗西斯型泵水轮机中，在水轮机运转时，如空心的箭头所示那样，来自壳体的水沿着定叶片130以及导流叶片120流动，并向流道流入。流道将水的能量变换为旋转力，由此经由未图示的主轴驱动发电电动机。从流道流出的水，经由未图示的吸出管被导向放水路。另一方面，在泵运转时，如涂黑的箭头所示那样，成为与水轮机运转时相反的流动，从吸出管流入的水通过流道，沿着导流叶片120以及定叶片130流动，从壳体向上池流出。

这样的弗朗西斯型泵水轮机中的导流叶片120，能够以该导流叶片旋转轴为中心旋转，通过旋转而改变其角度，由此能够使在相邻的导流叶片120之间形成的流路的流路面积变化。由此，通过改变向流道的水量，由此能够对发电输出进行调整。

然而，图13表示从上方俯瞰导流叶片120的导流叶片120的概略的立体图。如图13所示那样，在这种弗朗西斯型泵水轮机中，来自定叶片130的水的流动fs，成为在铅垂方向上具有速度角度的二维剪切流动，朝向导流叶片120流动。然后，在这样的流动中，在极其接近导流叶片120、特别是极其接近导流叶片120的前缘的罩的壁面侧，产生低流速区域R，由此上侧的流动被卷入下侧的较慢的流动，有时会产生马蹄形旋涡W。这样的马蹄形旋涡W的产生，使向导流叶片120流入的水的流动紊乱，由此导流叶片120上的流动的损失有时会增加。此外，由于水以紊乱的流动向流道流入，由此流道上的流动的损失有时也会增加。

用于使流动所产生的损失降低的技术，一直以来提出有各种技术。例如，已知有如下技术：设置将导流叶片的上下端面贯通的贯通孔，通过该贯通孔来抑制导流叶片与固定壁之间的泄漏流动。此外，还已知有如下技术：在定叶片的前端部设置贯通孔，通过该贯通孔来抑制定叶片周边产生剥离。此外，还已知有如下技术：通过使导流叶片产生脉动，由此抑制在部分负载运转时的导流叶片周边产生剥离。

专利文献1：日本特开平04-246279号公报

专利文献2：日本特开2014-152708号公报

专利文献3：日本特开2005-207375号公报

发明内容

本发明是考虑到上述情况而进行的，其目的在于提供一种水力机械，能够抑制可能在导流叶片周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片以及流道上的流动的损失。

实施方式所涉及的水力机械为，是通过从定叶片经由导流叶片向流道流动的水使上述流道旋转的水力机械，在上述定叶片以及上述导流叶片的上方配置有上罩，并且，在下方配置有下罩。而且，水力机械具备吸入机构，该吸入机构能够吸入上述定叶片与上述导流叶片之间的、在上述上罩侧的区域以及上述下罩侧的区域中的至少任一方流动的水。

发明的效果

根据本发明，能够抑制可能在导流叶片周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片以及流道上的流动的损失。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。

图2是沿着流道旋转轴观察图1所示的弗朗西斯型泵水轮机的定叶片、导流叶片以及下罩的图。

图3是从上方俯瞰图1所示的弗朗西斯型泵水轮机的定叶片、导流叶片以及下罩的概略的立体图。

图4是沿着流道旋转轴观察第二实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的定叶片、导流叶片以及下罩的图。

图5是第三实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。

图6是第四实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。

图7是第五实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。

图8是第六实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。

图9(A)是第七实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的导流叶片的横截面图，(B)是沿着流道旋转轴观察(A)所示的导流叶片以及与其相邻的定叶片的图。

图10是第八实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的导流叶片的横截面图。

图11(A)是第九实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的导流叶片的横截面图，(B)以及(C)是沿着流道旋转轴观察(A)所示的导流叶片以及与其相邻的定叶片的图。

图12是将一般的弗朗西斯型泵水轮机的由导流叶片以及定叶片构成的静止翼列流路平面地表示的图。

图13是从上方俯瞰图12所示的导流叶片的导流叶片的概略的立体图。

符号的说明

1…弗朗西斯型泵水轮机，10…壳体，12…导流叶片，12A…内径侧翼面，12F…前端部，12R…后端部，13…定叶片，14…流道，16…吸出管，16B…弯头部，18U…上罩，18D…下罩，20…流道侧压室，22…导流叶片主轴，30…吸入机构，41…槽，42…吸入孔，43…管部，421…导入部，421A…第一导入部，421B…第二导入部，421C…第三导入部，422…合流部，C1…流道旋转轴，L1…导流叶片旋转轴

具体实施方式

以下，参照说明书附图对本发明的各实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1是表示作为本发明的第一实施方式所涉及的水力机械的一个例子的弗朗西斯型泵水轮机1。此外，在以下的说明中，将弗朗西斯型泵水轮机1简称为水轮机1。该水轮机1具备从未图示的上池通过铁管11而水流入的壳体10、多个导流叶片12、多个定叶片13、以及流道14。

在水轮机1中，在水轮机运转时，来自壳体10的水通过由导流叶片12以及定叶片13构成的静止翼列流路向流道14流入。由此，流道14以流道旋转轴C1为中心进行旋转。此外，在以下的说明中，在仅称为轴向的情况下，意味着其方向是流道旋转轴C1上的方向或者沿着流道旋转轴C1的方向。此外，周向这个用语意味着沿着流道14以流道旋转轴C1为中心进行旋转的方向的方向，径向这个用语意味着与流道旋转轴C1正交的方向。

壳体10形成为螺旋状，在水轮机运转时，使从上池流入的水通过而经由定叶片13以及导流叶片12向流道14供给。多个定叶片13是使从壳体10供给的水向导流叶片12流入的部件，在壳体10的径向内侧在周向上隔开规定的间隔而配置。多个导流叶片12是使从定叶片13流入的水向流道14流入的部件，在定叶片13的径向内侧在周向上隔开规定的间隔而配置，且配置在流道14的径向外侧。

流道14构成为相对于壳体10以流道旋转轴C1为中心旋转，流道旋转轴C1经由通过其中心的主轴15与未图示的发电电动机连结。发电电动机通过流道14而旋转，由此进行发电。另一方面，通过发电电动机使流道14旋转，由此进行泵运转。吸出管16为，在水轮机运转时，将从流道14流出的水向未图示的下池放出，在泵运转时，使来自下池的水通过而朝向流道14流动。

此外，在定叶片13以及导流叶片12的上方配置有上罩18U，在定叶片13以及导流叶片12的下方配置有下罩18D。上罩18U对定叶片13以及导流叶片12的上部进行覆盖，并且，对流道14的上部(冠)进行覆盖。在上罩18U与流道14之间形成有流道背压室19。下罩18D对定叶片13以及导流叶片12的下部进行覆盖，并且，对流道14的下部(带)进行覆盖。在下罩18D与流道14之间形成有流道侧压室20。

此外，在导流叶片12上连结有导流叶片主轴22，在图示的例子中，导流叶片主轴22以贯通上下罩18U、18D的方式延伸。导流叶片12能够以在导流叶片主轴22的中心轴上延伸的导流叶片旋转轴L1为中心进行旋转，通过旋转而改变其角度，由此能够使在相邻的导流叶片12之间形成的流路的流路面积变化。由此，通过改变向流道14的水量，由此能够对发电输出进行调整。

图2是沿着流道旋转轴C1(轴向)观察定叶片13、导流叶片12以及下罩18D的图，表示本实施方式所涉及的水轮机1所具备的吸入机构30。如图2所示那样，在下罩18D上形成有槽41，在槽41上形成有多个吸入孔42。吸入孔42分别朝向导流叶片12与定叶片13之间的空间开口。在本实施方式中，这些槽41以及吸入孔42构成吸入机构30，该吸入机构30能够通过吸入孔42吸入在定叶片13与导流叶片12之间的下罩18D侧的区域流动的水。

图2中的实线的导流叶片12的角度，成为与对水轮机特别规定的最高效率点对应的角度。详细地说，吸入机构30能够吸入在以通过处于与最高效率点对应的角度的各导流叶片12的前缘e1的流道旋转轴C1为中心的圆Cg、与以通过最接近各定叶片13的导流叶片12的点的流道旋转轴C1为中心的圆Cs之间的空间中的下罩18D侧的区域流动的水。在此，上述的导流叶片12的前缘e1，意味着导流叶片12中的中弧线的定叶片13侧的端点相连的部分。此外，圆Cs也能够称为以流道旋转轴C1为中心而与定叶片13相接的最小半径的圆。

更详细地说，在沿着轴向观察的情况下，槽41形成在以通过定叶片13与导流叶片12之间、特别是上述的圆Cg与圆Cs之间的流道旋转轴C1为中心的圆弧上。而且，如图3所示那样，槽41的与延伸方向交叉的方向上的截面为矩形状，吸入孔42在槽41的底面开口，从槽41的底面向下方直线地延伸。由此，在沿着轴向观察的情况向下，槽41以及吸入孔42位于圆Cg与圆Cs之间，通过吸入孔42能够吸入圆Cg与圆Cs之间的水。此外，在本实施方式中，作为一个例子，吸入孔42吸入的水被送向水轮机1的外部。

对槽41的配置进行更详细地说明，图2中的由双点划线表示的导流叶片12’，表示由实线表示的导流叶片12旋转到机械式的极限开度(全开状态)的状态。图2中的圆Cg1表示以流道旋转轴C1为中心而与机械式的极限开度的状态的导流叶片12’相接的最大半径的圆。如果将机械式的极限开度考虑在内，槽41只要位于圆Cg1与上述圆Cs之间即可，特别是在图示的例子中，槽41的内周缘与构成圆Cg1的圆弧几乎一致。在槽41位于圆Cg1与圆Cs之间的情况下，导流叶片12不会根据其旋转而成为覆盖槽41的状态，在轴向上槽41与定叶片13也不会重叠。由此，在导流叶片12的全部的旋转位置上，能够通过吸入机构30以稳定的状态吸入所希望的水，且槽41也不会使定叶片13上的流动紊乱。

此外，在图2中，直线A1表示通过导流叶片12为全开状态时的导流叶片12(12’)的前缘e1以及流道旋转轴C1的直线，直线A2表示通过导流叶片12为全闭状态时的导流叶片12的前缘e1以及流道旋转轴C1的直线。在本实施方式中，在槽41中的直线A1与直线A2之间的区域中，设置有多个、作为一个例子为三个的吸入孔42。此外，在槽41中的与其他导流叶片12对应的直线A1与直线A2之间的区域中，也同样设置有三个吸入孔42。但是，这样的吸入孔42的个数、配置位置不特别限定。此外，在本实施方式中，槽41为圆形，但是也可以代替该情况，而在周向上形成多个圆弧形状的槽41。在该情况下，槽41分别优选形成为，通过在径向上相邻的导流叶片12与定叶片13之间，且优选形成为其至少一部分位于直线A1与直线A2之间的区域。此外，槽41也可以形成为在周向成为环状的多边形状。此外，槽41也可以形成为多边形状或者直线状，且在周向形成有多个。

接着，对本实施方式的作用进行说明。

在水轮机运转中，从上池引导的水通过铁管11向壳体10引导，然后，水从壳体10通过定叶片13以及导流叶片12而向流道14流入。流道14利用所通过的水的压力能量而旋转，驱动经由主轴15连结的发电电动机。由此，在发电电动机中进行发电。从流道14流出的水通过吸出管16而向下池放出。

在水从定叶片13向导流叶片12流动时，在从定叶片13向导流叶片12的水的流动中，在下罩18D侧会产生低流速区域。低流速区域意味着如下区域：产生与从定叶片13向导流叶片12的水的流动中上罩18U与下罩18D之间的中间位置侧的流动相比、更慢的流动的区域。在此，在本实施方式中，通过吸入机构30的吸入孔42，能够将在上述低流速区域中流动的水吸入。通过如此吸入水，由此能够使从定叶片13向导流叶片12的水的流动的流速均匀化，并能够抑制由于低流速区域的产生而可能产生的马蹄形旋涡。由此，能够抑制导流叶片12上的流动的紊乱，且能够抑制在导流叶片12的出口侧马蹄形旋涡与主流(未紊乱的流动)混合，因此还能够抑制流道14上的流动紊乱。

由此，根据本实施方式，能够抑制在导流叶片12周边可能产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。另外，在本实施方式中，在下罩18D上设置有槽41以及吸入孔42，但也可以在下罩18D以及上罩18U的双方上设置有槽41以及吸入孔42，也可以仅在上罩18U上设置有槽41以及吸入孔42。当在上罩18U上设置有槽41以及吸入孔42的情况下，能够吸入从定叶片13向导流叶片12的水的流动中的上罩18U侧的低流速区域的水。

此外，在本实施方式中，在下罩18D上设置有槽41，但也可以不设置槽41。但是，在如本实施方式那样设置有槽41的情况下，与没有槽41的情况相比较，吸入孔42能够经由槽41从大范围吸入水，因此能够在抑制吸入孔42的数量的同时高效地吸入低流速区域的水。

(第二实施方式)

接着，对第二实施方式进行说明。图4是沿着流道旋转轴观察第二实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的定叶片、导流叶片以及下罩的图。对于本实施方式中的与上述第一实施方式的构成部分同样的构成部分赋予相同的符号，并省略说明。

在本实施方式中，槽41的构成与第一实施方式不同。即，如图4所示那样，本实施方式中的槽41，形成于以在相邻的导流叶片12与定叶片13之间通过的导流叶片旋转轴L1为中心的圆弧上，例如形成于构成在图4中由虚线表示的圆的一部分的圆弧上。槽41按照相邻的导流叶片12与定叶片13的每个组合来设置，在各槽41中设置有多个吸入孔42。在此，在本实施方式中，槽41以及吸入孔42的至少一部分位于上述圆Cg与圆Cs之间。更详细地说，在本例中，槽41以及吸入孔42的一部分位于圆Cg与圆Cs之间，另外的一部分位于圆Cg与圆Cs之间的区域的外侧。

当对本实施方式中的槽41的配置更详细地说明时，图4中的圆Cg2表示在以导流叶片旋转轴L1为中心而导流叶片12驱动(旋转)时、导流叶片12(详细地说，为其外径侧部分)所描绘的圆中半径最大的圆。此外，图4中的圆Cg3表示以导流叶片旋转轴L1为中心而与定叶片13相切的圆中半径最小的圆。本实施方式中的槽41位于圆Cg2与圆Cg3之间，因此在图示的例子中，槽41的内周缘与构成圆Cg2的圆弧大致一致。在槽41位于圆Cg2与圆Cg3之间的情况下，导流叶片12不会根据其旋转而成为覆盖槽41的状态，在轴向中槽41与定叶片13也不会重叠。由此，在导流叶片12的全部的旋转位置上，能够通过吸入机构30以稳定的状态吸入所希望的水，且槽41也不会使定叶片13上的流动紊乱。

通过这样的实施方式，也能够抑制可能在导流叶片12周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。因此，在本实施方式中，在与导流叶片12的前缘接近的槽41中设置有吸入孔42，因此能够有效地吸入成为在导流叶片12的前缘的上游侧特别容易产生的马蹄形旋涡的基础的流动。因此，能够提高损失降低效果。

(第三实施方式)

接着，对第三实施方式进行说明。图5是第三实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

在上述第一实施方式中，作为一个例子，吸入孔42将所吸入的水送向水轮机1的外部，但是在本实施方式中，将吸入孔42吸入的水送向流道侧压室20。具体地说，图5所示那样，吸入机构30具有使吸入孔42与流道侧压室20连通的管部43。此外，吸入孔42的配置构成与第一实施方式同样。

通过这样的实施方式，也能够抑制可能在导流叶片12周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。因此，在本实施方式中，吸入孔42吸入的水通过管部43被送向流道侧压室20。由此，通过利用流道侧压室20的压力与导流叶片12上游的流动的压力之差压，能够通过吸入孔42容易地吸入水。此外，本实施方式中的管部43也可以在第二实施方式中应用。

(第四实施方式)

接着，对第四实施方式进行说明。图6是第四实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

在本实施方式中，将吸入孔42吸入的水送向导流叶片12与流道14之间的空间。具体地说，如图6所示那样，吸入机构30具有管部43，管部43使吸入孔42和导流叶片12与流道14之间的空间连通。更详细地说，管部43使吸入孔42与导流叶片12的翼列中的比导流叶片节距圆更靠下游侧的位置连通。此外，吸入孔42的配置构成与第一实施方式同样。

通过这样的实施方式，也能够抑制可能在导流叶片12周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。因此，在本实施方式中，吸入孔42吸入的水通过管部43被送向导流叶片12与流道14之间的空间。由此，能够将吸入孔42吸入的水利用于流道14的旋转。此外，本实施方式中的管部43也可以在第二实施方式中应用。

(第五实施方式)

接着，对第五实施方式进行说明。图7是第五实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

在本实施方式中，将吸入孔42吸入的水送向吸出管16的弯头部16B的内部。具体地说，如图7所示那样，吸出管16具有：从下罩18D向下方延伸的牵伸部16A；从牵伸部16A的下端弯曲而延伸的弯头部16B；以及从弯头部16B向下池侧而向横向延伸的放大管部16C。另一方面，吸入机构30具有使吸入孔42与弯头部16B的内部连通的管部43。此外，吸入孔42的配置构成与第一实施方式同样。

通过这样的实施方式，也能够抑制可能在导流叶片12周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。因此，在本实施方式中，吸入孔42吸入的水通过管部43被送向吸出管16的弯头部16B的内部。由此，能够抑制可能在弯头部16B的内部产生的剥离流动，能够有效地抑制损失。此外，本实施方式中的管部43也可以在第二实施方式中应用。

(第六实施方式)

接着，对第六实施方式进行说明。图8是第六实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的子午截面图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

本实施方式中的吸入机构30具有用于对从吸入孔42吸入的水量进行调整的流量调整阀44。具体地说，在本实施方式中，如图8所示那样，在与第四实施方式同样的管部43上设置有流量调整阀44。流量调整阀44构成为，对在管部43中流通的水的流量进行调整，由此对吸入孔42吸入的水量进行调整。

根据这样的实施方式，能够根据导流叶片12的全开与全闭之间的运转状态，对从吸入孔42吸入的水量进行调整，因此能够避免过度地吸入水的状况。此外，上述那样的流量调整阀44也可以在第一～第三、第五实施方式中应用。

(第七实施方式)

接着，对第七实施方式进行说明。在图9中，(A)是第七实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的导流叶片的横截面图，(B)是沿着流道旋转轴观察(A)所示的导流叶片以及与其相邻的定叶片的图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

本实施方式与第一至第六实施方式的不同点在于，吸入机构30的吸入孔42设置于导流叶片12。具体地说，在本实施方式中，如图9(A)所示那样，设置于导流叶片12的吸入孔42，从导流叶片12的定叶片13侧的前端部12F贯通导流叶片12的内径侧翼面12A。更详细地说，吸入孔42在导流叶片12的内部从导流叶片12的前端部12F朝向相反侧、即流道14侧的后端部12R以直线状延伸之后、朝向内径侧翼面12A侧弯曲。而且，吸入孔42在内径侧翼面12A上的导流叶片12的后端部12R侧的部分开口。

此外，在图9(A)中，Y表示翼弦长，由Yf表示的范围表示从导流叶片12的前缘朝向后缘到0.15×Y的距离为止的范围，由Yr表示的范围表示从导流叶片12的后缘朝向前缘到0.15×Y的距离为止的范围。在本实施方式中，位于由Yf表示的范围中的部分与前端部12F对应，位于由Yr表示的范围中的部分与后端部12R对应。此外，内径侧翼面12A上的导流叶片12的后端部12R侧的部分，意味着位于比导流叶片12的翼弦长Y的中点更靠后端部12R侧的位置的部分。在图示的例子中，吸入孔42在导流叶片12的后端部12R侧的内径侧翼面12A开口。

另一方面，在图9(B)中，导流叶片12的角度成为与最高效率点对应的角度。此外，在图9(B)中，从定叶片13朝向导流叶片12的流动(严格来说为主要的流动)的朝向由箭头F表示，并且，表示有从吸入孔42的导流叶片12的内部侧向定叶片13侧的延长线EL。如这些箭头F以及延长线EL所示那样，在本实施方式中，在导流叶片12的角度处于与最高效率点对应的角度的情况下，吸入孔42沿着与从定叶片13朝向导流叶片12的流动平行的方向开口。此外，在本实施方式中，上述那样的吸入孔42分别设置在导流叶片12中的与上罩18U接近的部分以及与下罩18D接近的部分，但是吸入孔42也可以仅设置在导流叶片12中的与上罩18U接近的部分以及与下罩18D接近的部分的某一方。

在这样的本实施方式中，能够通过吸入机构30的吸入孔42吸入从定叶片13向导流叶片12的水的流动中、在可能在下罩18D侧以及上罩18U侧产生的低流速区域中流动的水。然后，通过如此地吸入水，能够使从定叶片13向导流叶片12的水的流动的流速均匀化，能够抑制由于低流速区域的产生而有可能产生的马蹄形旋涡。由此，能够抑制导流叶片12以及流道14上的流动紊乱。由此，根据本实施方式，也能够抑制可能在导流叶片12周边产生的马蹄形旋涡的产生，能够降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。

此外，在本实施方式中，由吸入孔42吸入的水被送向内径侧翼面12A的导流叶片12的后端部12R侧，由此能够抑制在导流叶片12的出口侧产生的剥离旋涡的产生。由此，向流道14流入的流动合理化，能够实现损失进一步降低。

(第八实施方式)

接着，对第八实施方式进行说明。图10是第八实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的导流叶片的横截面图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

本实施方式与第七实施方式的不同点在于，吸入机构30的吸入孔42的形状。即，如图10所示那样，本实施方式中的吸入孔42具有：在导流叶片12的前端部12F朝向相互不同方向开口的多个、在本实施方式中为三个的导入部421；以及使该多个导入部421在导流叶片12的内部合流而在导流叶片12的内径侧翼面12A开口的合流部422。

在本实施方式中构成为，在导流叶片12的角度被调整为导流叶片12的全开与全闭之间的中间开度的多个开度的情况下，多个导入部421中的某一个沿着与从定叶片13朝向导流叶片12的流动平行的方向开口。

根据这样的本实施方式，在导流叶片12的角度被调整为导流叶片12的全开与全闭之间的中间开度的多个开度的情况下，能够通过多个导入部421中的某一个导入部，高效地吸入从定叶片13向导流叶片12的流动中的低流速区域的水。由此，在多个运转点能够有效地降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。

(第九实施方式)

接着，对第九实施方式进行说明。在图11中，(A)是第九实施方式所涉及的弗朗西斯型泵水轮机的导流叶片的横截面图，(B)以及(C)是沿着流道旋转轴观察(A)所示的导流叶片以及与其相邻的定叶片的图。对于本实施方式中的与上述各实施方式的构成部分同样的构成部分表示相同的符号，并省略说明。

本实施方式与第八实施方式的不同点在于吸入机构30的吸入孔42的形状。具体地说，作为导入部421，吸入孔42具有第一导入部421A、第二导入部421B以及第三导入部421C。在导流叶片12的角度处于与最高效率点对应的角度的情况下，第一导入部421A沿着与从定叶片13朝向导流叶片12的流动平行的方向开口。如图11(B)所示那样，在导流叶片12的角度处于成为全开的角度的情况下，第二导入部421B沿着与从定叶片13朝向导流叶片12的流动F平行的方向开口。此外，如图11(C)所示那样，在导流叶片12的角度处于成为全闭的角度的情况下，第三导入部421C沿着与从定叶片13朝向导流叶片12的流动F平行的方向开口。

根据这样的本实施方式，与第八实施方式同样，在导流叶片12的角度被调整为导流叶片12的全开与全闭之间的中间开度的多个开度的情况下，能够通过多个导入部421A、421B、421C中的某一个导入部，高效地吸入从定叶片13向导流叶片12的流动中的低流速区域的水。由此，在多个运转点能够有效地降低导流叶片12以及流道14上的流动的损失。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其应变包含于发明的范围、主旨，并且包含于专利请求的范围记载的发明和其等同的范围。

例如，在上述第三～第六实施方式中，管部43从下罩18D延伸，但是这样的管部43也可以与设置于上罩18U的吸入孔42连接。

Claims (7)

1.一种水力机械，通过从定叶片经由导流叶片向流道流动的水来使上述流道旋转，在该水力机械中，

在上述定叶片以及上述导流叶片的上方配置有上罩，并且在下方配置有下罩，

该水力机械具备吸入机构，该吸入机构能够吸入在上述定叶片与上述导流叶片之间的、上述上罩侧的区域以及上述下罩侧的区域中的至少任一个区域中流动的水，

上述吸入机构具有吸入孔，该吸入孔形成在上述上罩以及上述下罩中的至少任一个上，朝向上述导流叶片与上述定叶片之间的空间开口，

上述吸入机构能够通过上述吸入孔吸入水。

2.如权利要求1所述的水力机械，其中，

上述吸入机构具有形成在上述上罩以及上述下罩中的至少任一个上的槽，

上述槽形成为通过上述定叶片与上述导流叶片之间，上述吸入孔设置于上述槽。

3.如权利要求2所述的水力机械，其中，

上述槽形成在通过上述定叶片与上述导流叶片之间的、以流道旋转轴为中心的圆弧上。

4.如权利要求2所述的水力机械，其中，

上述导流叶片能够以导流叶片旋转轴为中心旋转，

上述槽形成在通过上述定叶片与上述导流叶片之间的、以上述导流叶片旋转轴为中心的圆弧上。

5.如权利要求1所述的水力机械，其中，

上述吸入机构具有从上述导流叶片的上述定叶片侧的端部贯通到上述导流叶片的内径侧翼面的吸入孔，

上述吸入孔在上述导流叶片的内径侧翼面上的上述流道侧的端部侧开口。

6.如权利要求5所述的水力机械，其中，

上述吸入孔具有：多个导入部，在上述导流叶片的上述定叶片侧的端部朝向相互不同的方向开口；以及合流部，使上述多个导入部在上述导流叶片的内部合流，而在上述导流叶片的内径侧翼面开口。

7.如权利要求6所述的水力机械，其中，

上述多个导入部具有：第一导入部，在上述导流叶片的角度处于与最高效率点对应的角度的情况下，沿着与从上述定叶片朝向上述导流叶片的流动平行的方向开口；第二导入部，在上述导流叶片的角度处于成为全开的角度的情况下，沿着与从上述定叶片朝向上述导流叶片的流动平行的方向开口；以及第三导入部，在上述导流叶片的角度处于成为全闭的角度的情况下，沿着与从上述定叶片朝向上述导流叶片的流动平行的方向开口。