JP2003090279A - 水力回転機械用ベーン - Google Patents
水力回転機械用ベーンInfo
- Publication number
- JP2003090279A JP2003090279A JP2001281863A JP2001281863A JP2003090279A JP 2003090279 A JP2003090279 A JP 2003090279A JP 2001281863 A JP2001281863 A JP 2001281863A JP 2001281863 A JP2001281863 A JP 2001281863A JP 2003090279 A JP2003090279 A JP 2003090279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vane
- guide
- rotating machine
- trailing edge
- guide vane
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的容易に形成できると共に振動、騒音お
よび損失を少なくすることのできるガイドベーンおよび
ステーベーンを提供する。 【解決手段】 水力回転機械の流路内に配置されるベー
ンにおいて、該ベーンの厚さを小さくするようにした切
欠部が該ベーンの後縁側でかつ前記ベーンの頂部側およ
び底部側の少なくとも一方に形成されているベーンが提
供される。さらに、該ベーンの断面におけるベーンの前
縁の曲率半径が後縁の曲率半径の３倍から１０倍である
ようにしたベーンが提供される。さらに、該ベーンの後
縁の略中心部分前記水力回転機械の回転軸線の方に向か
って突出するよう湾曲しているベーンが提供される。ま
た、これら三つの特徴を備えたベーンを提供することも
できる。さらにこのようなベーンを備えた水力回転機械
が提供される。
よび損失を少なくすることのできるガイドベーンおよび
ステーベーンを提供する。 【解決手段】 水力回転機械の流路内に配置されるベー
ンにおいて、該ベーンの厚さを小さくするようにした切
欠部が該ベーンの後縁側でかつ前記ベーンの頂部側およ
び底部側の少なくとも一方に形成されているベーンが提
供される。さらに、該ベーンの断面におけるベーンの前
縁の曲率半径が後縁の曲率半径の３倍から１０倍である
ようにしたベーンが提供される。さらに、該ベーンの後
縁の略中心部分前記水力回転機械の回転軸線の方に向か
って突出するよう湾曲しているベーンが提供される。ま
た、これら三つの特徴を備えたベーンを提供することも
できる。さらにこのようなベーンを備えた水力回転機械
が提供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水力回転機械、例え
ば水車、ポンプ水車およびポンプのベーン、すなわちガ
イドベーンおよびステーベーンに関する。
ば水車、ポンプ水車およびポンプのベーン、すなわちガ
イドベーンおよびステーベーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は一般的なフランシス型ポンプの部
分断面図である。従来技術の水力回転機械１００は水車
軸１１０およびケーシング１７０を含んでいる。このケ
ーシング１７０内には流体、例えば水が供給される。水
車軸１１０周りには上方カバー１２０と下方カバー１３
０とが配置されている。ケーシング１７０はこれら上方
カバー１２０と下方カバー１３０とにより形成される流
路に連通している。この流路は次いで上方カバー１２０
と下方カバー１３０との間に配置されるランナ２００お
よびドラフトチューブ３００に連通している。図４に示
されるように、上方カバー１２０と下方カバー１３０と
により形成される流路には、ステーベーン１６０とガイ
ドベーン１５０とが配置されている。通常は複数のガイ
ドベーン１５０が水力回転機械１００の回転軸線Ｏ周り
に周方向にほぼ等間隔に配置されている。同様に、複数
のステーベーン１６０がこれら複数のガイドベーン１５
０の外方に回転軸線Ｏ周りに周方向にほぼ等間隔に配置
されている。ケーシング１７０内の流体はステーベーン
１６０により整流されて、ガイドベーン１５０により案
内されてランナ２００に流入する。最終的に流体はラン
ナ２００からドラフトチューブ３００を通って水力回転
機械１００から流出する。ガイドベーン１５０とランナ
２００との間にはプライミング部１４０が形成されてい
る。図示されるように、ランナ２００はクラウン２２０
およびシュラウド２４０を含んでおり、ランナ２００と
共に回転軸線Ｏ周りに一体的に回転する。
分断面図である。従来技術の水力回転機械１００は水車
軸１１０およびケーシング１７０を含んでいる。このケ
ーシング１７０内には流体、例えば水が供給される。水
車軸１１０周りには上方カバー１２０と下方カバー１３
０とが配置されている。ケーシング１７０はこれら上方
カバー１２０と下方カバー１３０とにより形成される流
路に連通している。この流路は次いで上方カバー１２０
と下方カバー１３０との間に配置されるランナ２００お
よびドラフトチューブ３００に連通している。図４に示
されるように、上方カバー１２０と下方カバー１３０と
により形成される流路には、ステーベーン１６０とガイ
ドベーン１５０とが配置されている。通常は複数のガイ
ドベーン１５０が水力回転機械１００の回転軸線Ｏ周り
に周方向にほぼ等間隔に配置されている。同様に、複数
のステーベーン１６０がこれら複数のガイドベーン１５
０の外方に回転軸線Ｏ周りに周方向にほぼ等間隔に配置
されている。ケーシング１７０内の流体はステーベーン
１６０により整流されて、ガイドベーン１５０により案
内されてランナ２００に流入する。最終的に流体はラン
ナ２００からドラフトチューブ３００を通って水力回転
機械１００から流出する。ガイドベーン１５０とランナ
２００との間にはプライミング部１４０が形成されてい
る。図示されるように、ランナ２００はクラウン２２０
およびシュラウド２４０を含んでおり、ランナ２００と
共に回転軸線Ｏ周りに一体的に回転する。
【０００３】図５（ａ）は水力回転機械のガイドベーン
を示す斜視図であり、図５（ｂ）は水力回転機械のガイ
ドベーンの頂面図である。図５（ｂ）に示されるよう
に、ガイドベーン１５０の流体の流れＦに対して前方の
端部、すなわち前縁５００および流体の流れに対して下
方の端部、すなわち後縁６００は円弧により形成されて
いる。ガイドベーン１５０はガイドベーン１５０の頂部
７１０および底部７２０からガイドベーン１５０を貫通
するように突出する軸部を含んでいる。これら軸部は水
力回転機械１００の流路の内壁に嵌合している（図４を
参照されたい）。図５（ｂ）に示すようにガイドベーン
１５０の前縁５００を形成する円５１０の曲率半径は後
縁６００を形成する円６１０の曲率半径の約１倍から２
倍になっている。これによりガイドベーンの強度を確保
することができる。
を示す斜視図であり、図５（ｂ）は水力回転機械のガイ
ドベーンの頂面図である。図５（ｂ）に示されるよう
に、ガイドベーン１５０の流体の流れＦに対して前方の
端部、すなわち前縁５００および流体の流れに対して下
方の端部、すなわち後縁６００は円弧により形成されて
いる。ガイドベーン１５０はガイドベーン１５０の頂部
７１０および底部７２０からガイドベーン１５０を貫通
するように突出する軸部を含んでいる。これら軸部は水
力回転機械１００の流路の内壁に嵌合している（図４を
参照されたい）。図５（ｂ）に示すようにガイドベーン
１５０の前縁５００を形成する円５１０の曲率半径は後
縁６００を形成する円６１０の曲率半径の約１倍から２
倍になっている。これによりガイドベーンの強度を確保
することができる。
【０００４】水力回転機械１００の動作時に、ベーンの
翼部から自由渦が流出することにより、回転流面に対し
て垂直な二次流れが発生する。このような二次流れによ
り衝突損失および剥離による損失が増す。また、ガイド
ベーン１５０の後縁６００付近における流体の周方向速
度成分はガイドベーン１５０の中心部分において大きく
て上方および下方のカバー側の壁面付近、すなわちガイ
ドベーン１５０の頂部７１０および底部７２０付近にお
いて小さい。さらに、後縁６００を通る流体の流出角は
ガイドベーン１５０の中心部分において小さいが、上方
および下方のカバー側の壁面付近、すなわち頂部７１０
および底部７２０付近において大きい。これにより、後
縁においては速度歪みが生じて損失が増す。
翼部から自由渦が流出することにより、回転流面に対し
て垂直な二次流れが発生する。このような二次流れによ
り衝突損失および剥離による損失が増す。また、ガイド
ベーン１５０の後縁６００付近における流体の周方向速
度成分はガイドベーン１５０の中心部分において大きく
て上方および下方のカバー側の壁面付近、すなわちガイ
ドベーン１５０の頂部７１０および底部７２０付近にお
いて小さい。さらに、後縁６００を通る流体の流出角は
ガイドベーン１５０の中心部分において小さいが、上方
および下方のカバー側の壁面付近、すなわち頂部７１０
および底部７２０付近において大きい。これにより、後
縁においては速度歪みが生じて損失が増す。
【０００５】このような損失を少なくするために、特開
平７−２９３４１８号公報には可動部と固定部とから構
成される翼を備えたガイドベーンが開示されている。こ
のガイドベーンは可動部の動作に関係することなしに固
定部の入射角が固定できるので、効率が高まる。さら
に、特開平１０−１８４５２３号公報には左右非対称形
状のガイドベーンが開示されている。このガイドベーン
は翼前縁からランナ側の翼型の曲率半径を、翼前縁から
ステーベーン側の翼型の曲率半径より大きくしているの
で、ガイドベーン入射角が大きくなったときの損失を低
減できる。
平７−２９３４１８号公報には可動部と固定部とから構
成される翼を備えたガイドベーンが開示されている。こ
のガイドベーンは可動部の動作に関係することなしに固
定部の入射角が固定できるので、効率が高まる。さら
に、特開平１０−１８４５２３号公報には左右非対称形
状のガイドベーンが開示されている。このガイドベーン
は翼前縁からランナ側の翼型の曲率半径を、翼前縁から
ステーベーン側の翼型の曲率半径より大きくしているの
で、ガイドベーン入射角が大きくなったときの損失を低
減できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−２９３４１８号公報においては一つのガイドベーン
の翼が可動部と固定部とから構成されているので、必要
とされる部品の数が増すと共にガイドベーン全体の構造
が複雑になる。また、特開平１０−１８４５２３号公報
に開示されるような非対称ガイドベーンを形成するため
には鋳型を再度製造する必要があるので、複数のガイド
ベーンを製造するのに必要な製造期間が長くなると共に
製造費用が増す。
７−２９３４１８号公報においては一つのガイドベーン
の翼が可動部と固定部とから構成されているので、必要
とされる部品の数が増すと共にガイドベーン全体の構造
が複雑になる。また、特開平１０−１８４５２３号公報
に開示されるような非対称ガイドベーンを形成するため
には鋳型を再度製造する必要があるので、複数のガイド
ベーンを製造するのに必要な製造期間が長くなると共に
製造費用が増す。
【０００７】さらに、ランナ２００とガイドベーン１５
０との間の距離を少なくすることにより損失が減ること
が知られているが、この場合にはランナ２００とガイド
ベーン１５０とが干渉してガイドベーンの後流が発生す
る。これにより、ランナ２００とガイドベーン１５０と
の間のプライミング部１４０において圧力変動（脈動）
が生じるようになる。このような圧力変動によって振動
および騒音が発生すると共に、速度歪みによりさらに損
失が増すという結果になる。
０との間の距離を少なくすることにより損失が減ること
が知られているが、この場合にはランナ２００とガイド
ベーン１５０とが干渉してガイドベーンの後流が発生す
る。これにより、ランナ２００とガイドベーン１５０と
の間のプライミング部１４０において圧力変動（脈動）
が生じるようになる。このような圧力変動によって振動
および騒音が発生すると共に、速度歪みによりさらに損
失が増すという結果になる。
【０００８】それゆえ、本発明は比較的容易に形成でき
ると共に振動、騒音および損失を少なくすることのでき
るベーン、例えばガイドベーンおよびステーベーンを提
供することを目的とする。
ると共に振動、騒音および損失を少なくすることのでき
るベーン、例えばガイドベーンおよびステーベーンを提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために請求項１に記載の発明によれば、水力回転機械の
流路内に配置されるベーンにおいて、該ベーンの厚さを
小さくするようにした切欠部が該ベーンの後縁側でかつ
前記ベーンの頂部側および底部側の少なくとも一方に形
成されているベーンが提供される。すなわち請求項１に
記載の発明によって、ベーンを比較的容易に形成でき
て、ベーンが受ける翼負荷を低減しつつ壁面境界層内の
圧力面から負圧面に向かう二次流れを少なくすることが
できる。従って、ベーン後流の速度歪みが小さくなるの
で損失を少なくすることができると共に振動、騒音を抑
えることができる。請求項１に記載される特徴を備えた
ガイドベーンおよびステーベーンを形成することができ
る。
ために請求項１に記載の発明によれば、水力回転機械の
流路内に配置されるベーンにおいて、該ベーンの厚さを
小さくするようにした切欠部が該ベーンの後縁側でかつ
前記ベーンの頂部側および底部側の少なくとも一方に形
成されているベーンが提供される。すなわち請求項１に
記載の発明によって、ベーンを比較的容易に形成でき
て、ベーンが受ける翼負荷を低減しつつ壁面境界層内の
圧力面から負圧面に向かう二次流れを少なくすることが
できる。従って、ベーン後流の速度歪みが小さくなるの
で損失を少なくすることができると共に振動、騒音を抑
えることができる。請求項１に記載される特徴を備えた
ガイドベーンおよびステーベーンを形成することができ
る。
【００１０】請求項２に記載の発明によれば、水力回転
機械の流路内に配置されるベーンにおいて、該ベーンの
断面におけるベーンの前縁の曲率半径が後縁の曲率半径
の３倍から１０倍であるようにしたベーンが提供され
る。すなわち請求項２に記載の発明によって、ベーンを
比較的容易に形成できて、ガイドベーンとランナとの間
に形成されるプライミング部における脈動の振幅を小さ
くできて圧力変動を少なくすることができる。これによ
り、圧力変動による騒音、振動を抑えることができる。
請求項２に記載される特徴を備えたガイドベーンを形成
することができる。
機械の流路内に配置されるベーンにおいて、該ベーンの
断面におけるベーンの前縁の曲率半径が後縁の曲率半径
の３倍から１０倍であるようにしたベーンが提供され
る。すなわち請求項２に記載の発明によって、ベーンを
比較的容易に形成できて、ガイドベーンとランナとの間
に形成されるプライミング部における脈動の振幅を小さ
くできて圧力変動を少なくすることができる。これによ
り、圧力変動による騒音、振動を抑えることができる。
請求項２に記載される特徴を備えたガイドベーンを形成
することができる。
【００１１】請求項３に記載の発明によれば、水力回転
機械の流路内に配置されるベーンにおいて、該ベーンの
後縁の略中心部分が前記水力回転機械の回転軸線の方に
向かって突出するよう湾曲しているベーンが提供され
る。すなわち請求項３に記載の発明によって、ベーン後
縁の流出角が後縁全体でほぼ等しくなるので、損失を少
なくすることができると共に振動、騒音を抑えることが
できる。請求項３に記載される特徴を備えたガイドベー
ンおよびステーベーンを提供することができる。
機械の流路内に配置されるベーンにおいて、該ベーンの
後縁の略中心部分が前記水力回転機械の回転軸線の方に
向かって突出するよう湾曲しているベーンが提供され
る。すなわち請求項３に記載の発明によって、ベーン後
縁の流出角が後縁全体でほぼ等しくなるので、損失を少
なくすることができると共に振動、騒音を抑えることが
できる。請求項３に記載される特徴を備えたガイドベー
ンおよびステーベーンを提供することができる。
【００１２】請求項４に記載の発明によれば、回転軸線
回りに回転可能なランナと、該ランナ周りの周方向に配
置された複数のガイドベーンと、該ガイドベーン周りの
周方向に配置された複数のステーベーンと、該ステーベ
ーン周りに配置されたケーシングと、該ケーシング内の
流体が前記ステーベーンおよび前記ガイドベーンを通っ
て前記ランナに流入する流路とを具備する水力回転機械
であって、前記ガイドベーンおよび前記ステーベーンの
うちの少なくとも一方のベーンが、該ベーンの厚さを小
さくするようにした切欠部が該ベーンの後縁側でかつ前
記ベーンの頂部側および底部側の少なくとも一方に形成
されているベーンか、該ベーンの断面におけるベーンの
前縁の曲率半径が後縁の曲率半径の３倍から１０倍であ
るようにしたベーンか、または該ベーンの後縁の略中心
部分が前記水力回転機械の回転軸線の方に向かって突出
するよう湾曲しているベーンであるようにした水力回転
機械が提供される。すなわち請求項４に記載の発明によ
って、水力回転機械の動作時にガイドベーンとランナと
の間のプライミング部における騒音、振動を抑えること
ができる。
回りに回転可能なランナと、該ランナ周りの周方向に配
置された複数のガイドベーンと、該ガイドベーン周りの
周方向に配置された複数のステーベーンと、該ステーベ
ーン周りに配置されたケーシングと、該ケーシング内の
流体が前記ステーベーンおよび前記ガイドベーンを通っ
て前記ランナに流入する流路とを具備する水力回転機械
であって、前記ガイドベーンおよび前記ステーベーンの
うちの少なくとも一方のベーンが、該ベーンの厚さを小
さくするようにした切欠部が該ベーンの後縁側でかつ前
記ベーンの頂部側および底部側の少なくとも一方に形成
されているベーンか、該ベーンの断面におけるベーンの
前縁の曲率半径が後縁の曲率半径の３倍から１０倍であ
るようにしたベーンか、または該ベーンの後縁の略中心
部分が前記水力回転機械の回転軸線の方に向かって突出
するよう湾曲しているベーンであるようにした水力回転
機械が提供される。すなわち請求項４に記載の発明によ
って、水力回転機械の動作時にガイドベーンとランナと
の間のプライミング部における騒音、振動を抑えること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材
には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にす
るために、これら図面は縮尺を適宜変更している。図１
（ａ）は本発明の第一の実施形態に基づくガイドベーン
の斜視図であり、図１（ｂ）はこのガイドベーンの後縁
付近を示す図である。矢印Ｆは水力回転機械１００内を
流れる流体の流れ方向を示している。すなわち流体は水
力回転機械のケーシング１７０からランナ２００に向か
って流れている。図示されるガイドベーン１５はガイド
ベーン１５の頂部７１および底部７２を貫くよう形成さ
れる軸部を有しているが、この軸部は図示を省略する。
の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材
には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にす
るために、これら図面は縮尺を適宜変更している。図１
（ａ）は本発明の第一の実施形態に基づくガイドベーン
の斜視図であり、図１（ｂ）はこのガイドベーンの後縁
付近を示す図である。矢印Ｆは水力回転機械１００内を
流れる流体の流れ方向を示している。すなわち流体は水
力回転機械のケーシング１７０からランナ２００に向か
って流れている。図示されるガイドベーン１５はガイド
ベーン１５の頂部７１および底部７２を貫くよう形成さ
れる軸部を有しているが、この軸部は図示を省略する。
【００１４】前述したように、水力回転機械１００内に
おいては、複数のガイドベーン１５が水力回転機械１０
０の回転軸線Ｏ周りに周方向にほぼ等間隔に配置されて
いる。同様に複数のステーベーン１６がこれら複数のガ
イドベーン１５の外方に回転軸線Ｏ周りに周方向にほぼ
等間隔に配置されている。本実施形態においては、ガイ
ドベーン１５の後縁６０付近において、ガイドベーン１
５の頂部７１側の上方縁部と底部７２側の下方縁部とに
切欠部４１、４２が形成されている。図１（ａ）に示さ
れるように、これら切欠部４１、４２はガイドベーン１
５の後縁６０付近においてランナ２００のクラウン２２
０およびシュラウド２４０に向かうようにそれぞれ形成
されている。すなわち、ガイドベーン１５の厚さはクラ
ウンおよびシュラウドに近づくにつれて小さくなる。こ
れにより、ガイドベーン１５が受ける翼負荷を低減しつ
つ壁面境界層内の圧力面から負圧面に向かう二次流れを
少なくすることができる。従って、ガイドベーン後流の
速度歪みが小さくなるので損失を少なくすることができ
る。それゆえ、本実施形態によって効率を高めることが
できる。ガイドベーンをこのような形状にするために、
例えば切削加工を採用できる。従って、本発明のガイド
ベーンを比較的容易に形成することができる。前述した
切欠部を頂部側または底部側の一方のみに形成してもよ
く、さらに、このような切欠部を備えたステーベーンを
形成することもできる。
おいては、複数のガイドベーン１５が水力回転機械１０
０の回転軸線Ｏ周りに周方向にほぼ等間隔に配置されて
いる。同様に複数のステーベーン１６がこれら複数のガ
イドベーン１５の外方に回転軸線Ｏ周りに周方向にほぼ
等間隔に配置されている。本実施形態においては、ガイ
ドベーン１５の後縁６０付近において、ガイドベーン１
５の頂部７１側の上方縁部と底部７２側の下方縁部とに
切欠部４１、４２が形成されている。図１（ａ）に示さ
れるように、これら切欠部４１、４２はガイドベーン１
５の後縁６０付近においてランナ２００のクラウン２２
０およびシュラウド２４０に向かうようにそれぞれ形成
されている。すなわち、ガイドベーン１５の厚さはクラ
ウンおよびシュラウドに近づくにつれて小さくなる。こ
れにより、ガイドベーン１５が受ける翼負荷を低減しつ
つ壁面境界層内の圧力面から負圧面に向かう二次流れを
少なくすることができる。従って、ガイドベーン後流の
速度歪みが小さくなるので損失を少なくすることができ
る。それゆえ、本実施形態によって効率を高めることが
できる。ガイドベーンをこのような形状にするために、
例えば切削加工を採用できる。従って、本発明のガイド
ベーンを比較的容易に形成することができる。前述した
切欠部を頂部側または底部側の一方のみに形成してもよ
く、さらに、このような切欠部を備えたステーベーンを
形成することもできる。
【００１５】図２（ａ）は本発明の第二の実施形態に基
づくガイドベーンの斜視図であり、図２（ｂ）はこのガ
イドベーンの頂面図である。前述したようにガイドベー
ン１５の断面における前縁５０および後縁６０は円弧に
より形成されている。好ましい実施形態においては、ガ
イドベーン１５の前縁５０を形成する円５１の曲率半径
は、ガイドベーン１５の後縁６０を形成する円６１の曲
率半径の約３倍から１０倍、図２（ｂ）に示す本発明の
第二の実施形態においては６倍になっている。ガイドベ
ーン１５をこのように形成することにより、プライミン
グ部１４０における脈動の振幅を小さくできて圧力変動
を少なくすることができる。これにより、圧力振動によ
る振動、騒音を抑えることができる。前述した実施形態
と同様に、ガイドベーンをこのような形状にするため
に、例えば切削加工を採用できる。従って、本発明のガ
イドベーンを比較的容易に形成することができる。
づくガイドベーンの斜視図であり、図２（ｂ）はこのガ
イドベーンの頂面図である。前述したようにガイドベー
ン１５の断面における前縁５０および後縁６０は円弧に
より形成されている。好ましい実施形態においては、ガ
イドベーン１５の前縁５０を形成する円５１の曲率半径
は、ガイドベーン１５の後縁６０を形成する円６１の曲
率半径の約３倍から１０倍、図２（ｂ）に示す本発明の
第二の実施形態においては６倍になっている。ガイドベ
ーン１５をこのように形成することにより、プライミン
グ部１４０における脈動の振幅を小さくできて圧力変動
を少なくすることができる。これにより、圧力振動によ
る振動、騒音を抑えることができる。前述した実施形態
と同様に、ガイドベーンをこのような形状にするため
に、例えば切削加工を採用できる。従って、本発明のガ
イドベーンを比較的容易に形成することができる。
【００１６】図３（ａ）は本発明の第三の実施形態に基
づくガイドベーンの斜視図であり、図３（ｂ）はこのガ
イドベーンの後縁付近を示す図である。本実施形態にお
いてはガイドベーン１５の後縁６０の略中心部分が内
方、すなわち水力回転機械の回転軸線側に向かって突出
するよう湾曲して形成されている。すなわち図３（ａ）
および図３（ｂ）から分かるように、ガイドベーン１５
の頂部７１および底部７２の間におけるガイドベーン１
５の後縁６０の中心部分が回転軸線側に湾曲している。
頂部７１と底部７２との間に形成されるこのような湾曲
部分８０は、ガイドベーン１５を流れる流体の後縁６０
における流出角が頂部７１および底部７２付近と中心の
湾曲部分８０付近とにおいてほぼ等しくなるように形成
される。これにより、ガイドベーン後縁の流出角が後縁
全体でほぼ等しくなるので、損失を少なくすることがで
きると共に、騒音、振動を抑えることができる。さら
に、このような湾曲部分を備えたステーベーンを形成す
ることもできる。
づくガイドベーンの斜視図であり、図３（ｂ）はこのガ
イドベーンの後縁付近を示す図である。本実施形態にお
いてはガイドベーン１５の後縁６０の略中心部分が内
方、すなわち水力回転機械の回転軸線側に向かって突出
するよう湾曲して形成されている。すなわち図３（ａ）
および図３（ｂ）から分かるように、ガイドベーン１５
の頂部７１および底部７２の間におけるガイドベーン１
５の後縁６０の中心部分が回転軸線側に湾曲している。
頂部７１と底部７２との間に形成されるこのような湾曲
部分８０は、ガイドベーン１５を流れる流体の後縁６０
における流出角が頂部７１および底部７２付近と中心の
湾曲部分８０付近とにおいてほぼ等しくなるように形成
される。これにより、ガイドベーン後縁の流出角が後縁
全体でほぼ等しくなるので、損失を少なくすることがで
きると共に、騒音、振動を抑えることができる。さら
に、このような湾曲部分を備えたステーベーンを形成す
ることもできる。
【００１７】当然のことながら、これら三つの実施形態
のうちの全てもしくはいずれかを組み合わせることは本
発明の範囲に含まれる。また、本発明においては、理解
を容易にするために左右対称形状のガイドベーンを添付
図面に示したが、ベーンが左右非対称である場合も本発
明の範囲に含まれる。
のうちの全てもしくはいずれかを組み合わせることは本
発明の範囲に含まれる。また、本発明においては、理解
を容易にするために左右対称形状のガイドベーンを添付
図面に示したが、ベーンが左右非対称である場合も本発
明の範囲に含まれる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ベーン
を比較的容易に形成できて、二次流れを少なくすること
ができ、ベーン後流の速度歪みが小さくなるので損失を
少なくすることができると共に、騒音、振動を抑えるこ
とができるという効果を奏しうる。さらに、請求項２に
記載の発明によれば、ベーンを比較的容易に形成でき
て、プライミング部１４０における脈動の振幅を小さく
できて圧力変動を少なくすることができると共に、騒
音、振動を抑えることができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、ベーン後縁の
流出角が後縁全体でほぼ等しくなるので、損失を少なく
することがきると共に、騒音、振動を抑えることができ
るという効果を奏しうる。さらに、請求項４に記載の発
明によれば、水力回転機械の動作時にプライミング部に
おける騒音、振動を抑えることができるという効果を奏
しうる。
を比較的容易に形成できて、二次流れを少なくすること
ができ、ベーン後流の速度歪みが小さくなるので損失を
少なくすることができると共に、騒音、振動を抑えるこ
とができるという効果を奏しうる。さらに、請求項２に
記載の発明によれば、ベーンを比較的容易に形成でき
て、プライミング部１４０における脈動の振幅を小さく
できて圧力変動を少なくすることができると共に、騒
音、振動を抑えることができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、ベーン後縁の
流出角が後縁全体でほぼ等しくなるので、損失を少なく
することがきると共に、騒音、振動を抑えることができ
るという効果を奏しうる。さらに、請求項４に記載の発
明によれば、水力回転機械の動作時にプライミング部に
おける騒音、振動を抑えることができるという効果を奏
しうる。
【図１】（ａ）本発明の第一の実施形態に基づくガイド
ベーンの斜視図である。 （ｂ）本発明の第一の実施形態に基づくガイドベーンの
後縁付近を示す図である。
ベーンの斜視図である。 （ｂ）本発明の第一の実施形態に基づくガイドベーンの
後縁付近を示す図である。
【図２】（ａ）本発明の第二の実施形態に基づくガイド
ベーンの斜視図である。 （ｂ）本発明の第二の実施形態に基づくガイドベーンの
頂面図である。
ベーンの斜視図である。 （ｂ）本発明の第二の実施形態に基づくガイドベーンの
頂面図である。
【図３】（ａ）本発明の第三の実施形態に基づくガイド
ベーンの斜視図である。 （ｂ）本発明の第三の実施形態に基づくガイドベーンの
後縁付近を示す図である。
ベーンの斜視図である。 （ｂ）本発明の第三の実施形態に基づくガイドベーンの
後縁付近を示す図である。
【図４】一般的なフランシス型ポンプの部分断面図であ
る。
る。
【図５】（ａ）従来技術の水力回転機械のガイドベーン
を示す斜視図である。 （ｂ）従来技術の水力回転機械のガイドベーンの頂面図
である。
を示す斜視図である。 （ｂ）従来技術の水力回転機械のガイドベーンの頂面図
である。
１５…ガイドベーン
１６…ステーベーン
４１…切欠部
５０…前縁
５１…円
６０…後縁
６１…円
７１…頂部
７２…底部
８０…湾曲部分
１００…水力回転機械
１４０…プライミング部
２００…ランナ
２２０…クラウン
２４０…シュラウド
Claims (4)
- 【請求項１】 水力回転機械の流路内に配置されるベー
ンにおいて、 該ベーンの厚さを小さくするようにした切欠部が該ベー
ンの後縁側でかつ前記ベーンの頂部側および底部側の少
なくとも一方に形成されているベーン。 - 【請求項２】 水力回転機械の流路内に配置されるベー
ンにおいて、 該ベーンの断面におけるベーンの前縁の曲率半径が後縁
の曲率半径の３倍から１０倍であるようにしたベーン。 - 【請求項３】 水力回転機械の流路内に配置されるベー
ンにおいて、 該ベーンの後縁の略中心部分が前記水力回転機械の回転
軸線の方に向かって突出するよう湾曲しているベーン。 - 【請求項４】 回転軸線回りに回転可能なランナと、該
ランナ周りの周方向に配置された複数のガイドベーン
と、該ガイドベーン周りの周方向に配置された複数のス
テーベーンと、該ステーベーン周りに配置されたケーシ
ングと、該ケーシング内の流体が前記ステーベーンおよ
び前記ガイドベーンを通って前記ランナに流入する流路
とを具備する水力回転機械であって、前記ガイドベーン
および前記ステーベーンのうちの少なくとも一方のベー
ンが前記請求項１乃至請求項３に記載のベーンである水
力回転機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281863A JP2003090279A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 水力回転機械用ベーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281863A JP2003090279A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 水力回転機械用ベーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090279A true JP2003090279A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19105609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001281863A Withdrawn JP2003090279A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 水力回転機械用ベーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003090279A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102269104A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-12-07 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 预防水轮机固定导叶卡门涡振动的出水边截面形状 |
| CN104066971A (zh) * | 2012-10-17 | 2014-09-24 | 株式会社东芝 | 水力机械 |
| CN104265548A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-01-07 | 陈瑶 | 一种水轮粗透机 |
| CN109058023A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 武汉大学 | 拓宽水泵水轮机运行稳定性区域的方法和水泵水轮机 |
| WO2020035452A1 (de) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Andritz Ag | Reversible pumpturbine und leitschaufel für die reversible pumpturbine |
| US10900462B2 (en) | 2017-04-20 | 2021-01-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Guide vane apparatus for water turbine and water turbine equipped with the same |
| CN112594111A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 一种降低固定导叶根部应力的方法 |
| EP3828389A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-02 | General Electric Company | Turbomachine nozzle with an airfoil having a circular trailing edge |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001281863A patent/JP2003090279A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102269104A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-12-07 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 预防水轮机固定导叶卡门涡振动的出水边截面形状 |
| CN104066971A (zh) * | 2012-10-17 | 2014-09-24 | 株式会社东芝 | 水力机械 |
| CN104066971B (zh) * | 2012-10-17 | 2016-04-06 | 株式会社东芝 | 水力机械 |
| CN104265548A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-01-07 | 陈瑶 | 一种水轮粗透机 |
| US10900462B2 (en) | 2017-04-20 | 2021-01-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Guide vane apparatus for water turbine and water turbine equipped with the same |
| WO2020035452A1 (de) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Andritz Ag | Reversible pumpturbine und leitschaufel für die reversible pumpturbine |
| CN112639281A (zh) * | 2018-08-14 | 2021-04-09 | 安德里茨股份公司 | 可逆泵涡轮机和用于可逆泵涡轮机的导叶 |
| CN112639281B (zh) * | 2018-08-14 | 2021-08-24 | 安德里茨股份公司 | 可逆泵涡轮机和用于可逆泵涡轮机的导叶 |
| US11649798B2 (en) | 2018-08-14 | 2023-05-16 | Andritz Ag | Reversible pump turbine and guide vane for the reversible pump turbine |
| CN109058023A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 武汉大学 | 拓宽水泵水轮机运行稳定性区域的方法和水泵水轮机 |
| EP3828389A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-02 | General Electric Company | Turbomachine nozzle with an airfoil having a circular trailing edge |
| US11566530B2 (en) | 2019-11-26 | 2023-01-31 | General Electric Company | Turbomachine nozzle with an airfoil having a circular trailing edge |
| CN112594111A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 一种降低固定导叶根部应力的方法 |
| CN112594111B (zh) * | 2020-12-17 | 2022-10-11 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 一种降低固定导叶根部应力的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5946707B2 (ja) | 軸流タービン動翼 | |
| US6994523B2 (en) | Air blower apparatus having blades with outer peripheral bends | |
| US6942460B2 (en) | Vane wheel for radial turbine | |
| JP3621216B2 (ja) | タービンノズル | |
| CA2405810C (en) | Gas turbine engine | |
| RU2702579C1 (ru) | Рабочее колесо с высокой жёсткостью для турбомашины, турбомашина, содержащая указанное рабочее колесо, и способ изготовления | |
| JP4094495B2 (ja) | フランシス形ランナ | |
| JP5117349B2 (ja) | 水力機械 | |
| KR20130143094A (ko) | 원형 유입부와 회전 비대칭 배출부를 가진 팬 디퓨저 | |
| US7210908B2 (en) | Hydraulic machine rotor | |
| CN102365464A (zh) | 叶轮和旋转机械 | |
| JP2012107616A (ja) | 遠心ポンプ用のインペラ | |
| US20050042104A1 (en) | Francis turbine | |
| JP2003090279A (ja) | 水力回転機械用ベーン | |
| JP4882939B2 (ja) | 可動翼軸流ポンプ | |
| JP4707969B2 (ja) | 多段流体機械 | |
| EP3574208B1 (en) | Radial flow runner for a hydraulic machine | |
| JPH0692723B2 (ja) | 軸流流体機械 | |
| JP3697296B2 (ja) | タービン動翼 | |
| JP3575164B2 (ja) | 軸流ファン及びそれに用いるエアーセパレータ | |
| JP4846139B2 (ja) | 水力機械 | |
| JP5748505B2 (ja) | 回転機械 | |
| JP4090788B2 (ja) | トルクコンバータ | |
| KR102318119B1 (ko) | 축류 터빈 | |
| JP5287329B2 (ja) | ポンプインペラ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060315 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |