JP2007064018A - フランシス形ランナ及び水力機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 回転軸に固着されたクラウン8とリング状のバンド9との間に周方向に複数のランナ羽根10が設けられたフランシス形ランナに関する。子午断面におけるランナ羽根の後縁のバンド側縁線及びクラウン側縁線の少なくとも一方が、上記縁線10aとバンドとの交点或いは縁線10aとクラウンとの交点にてバンド或いはクラウンの内面に対して鉛直に立てた線よりも上流側にあり、且つ下流側に向かって凹曲状に形成されている。
【選択図】 図1
Description
まず、図1は第1の実施の形態のフランシス形水車ランナの子午断面を示しており、水車ランナは、クラウン8、バンド9、及びランナ羽根10から形成されている。本実施の形態においては、図1に示されるように、子午断面においてランナ羽根10の後縁の縁線10aのバンド側形状が、縁線10aとバンド9との交点P1bにてバンド9に対し鉛直に立てた線16よりも上流側にあり、且つ下流側に向かって凹曲状に形成されている点を特徴としている。
0<sb/LLb<0.15
と数値限定することで、設計点より水量の大きな運転点の子午面内の2次流れが効果的に低減され、水力損失発生を抑制することができる。
次に、本発明に係るフランシス形ランナの第2の実施の形態を図7乃至9を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
0<sc/LLc<0.15
と数値限定することで、設計点より水量の小さな運転点の子午面内の2次流れが効果的に低減され、水力損失発生を抑制することができる。
図13は本発明の第3の実施の形態のフランシス形水車ランナの子午断面を示している。本実施の形態が従来の水車ランナと異なるのは、図13に示される様に、子午断面においてランナ羽根10の後縁の縁線10aのクラウン側形状が、縁線10aとクラウン8の内面との交点Pcにてクラウンの内面に対し鉛直に立てた線21よりも上流側にあり、且つ、子午断面においてランナ羽根10の後縁の縁線10aのバンド側形状が、縁線10aとバンド9との交点Pbにてバンドに対し鉛直に立てた線16よりも上流側にあり、しかも上記縁線10aが下流方向に向かって凹曲状に形成されていることである。
0<s/LL<0.15
と数値限定することで、非設計点の子午面内の2次流れがより効果的に低減され、水力損失発生を抑制することができる。
次に、本発明に係るフランシス形ランナの第4の実施の形態を図18,19を用いて説明する。なお、第1乃至第3の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略してある。
0.05<Rb/LL<0.3
と数値限定することで、設計点より水量の大きな運転点の子午面内の2次流れが効果的に低減され、水力損失発生を抑制することができる。
次に、本発明に係るフランシス形ランナの第5の実施の形態を図23、24を用いて説明する。なお、第1乃至第4の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
0.05<Rc/LL<0.3
と数値限定することで、設計点より水量の小さな運転点の子午面内の2次流れが効果的に低減され、水力損失発生を抑制することができる。
次に、本発明に係るフランシス形ランナの第6の実施の形態を図28を用いて説明する。なお、第1乃至第5の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
3 ガイドベーン
4 ランナ
5 吸出し管
8 クラウン
9 バンド
10 羽根
10a 羽根後縁の縁線
13 死水領域
16 バンド面に対し鉛直に立てた線
17 静圧が急激に回復するよどみ点領域
18 圧力勾配により外周側に作用する流体力
19 圧力勾配により内周側に作用する流体力
21 クラウン面に対し鉛直に立てた線
22 フィレット
Claims (5)
- 回転軸に固着されたクラウンとリング状のバンドとの間に周方向に複数のランナ羽根が設けられたフランシス形ランナにおいて、子午断面におけるランナ羽根の後縁のバンド側縁線及びクラウン側縁線の少なくとも一方が、上記縁線とバンドとの交点或いは縁線とクラウンとの交点にてバンド或いはクラウンの内面に対して鉛直に立てた線よりも上流側にあり、且つ下流側に向かって凹曲状に形成されていることを特徴とする、フランシス形ランナ。
- 上記ランナ羽根後縁の縁線とバンド或いはクラウンとの交点をP1bまたはP1c、P1bまたはP1cにてバンド或いはクラウンの内面に対して鉛直に立てた線とランナ羽根後縁の縁線との交点をP2bまたはP2c、P1bとP2bとの間に形成される直線をLLb、P1cとP2cとの間に形成される直線をLLc、直線LLbまたはLLcとランナ羽根後縁の縁線との距離の最大値をsbまたはscとすると、
0<sb/LLb<0.15
または 0<sc/LLc<0.15
を満たすことを特徴とする、請求項1記載のフランシス形ランナ。 - 回転軸に固着されたクラウンとリング状のバンドとの間に周方向に複数のランナ羽根が設けられたフランシス形ランナにおいて、子午断面におけるランナ羽根の後縁の縁線のバンド付根部位及びクラウン付根部位の少なくとも一方に、下流側に延びるとともに下流側に向かって凹曲状に形成されたフィレットを取付けたことを特徴とするフランシス形ランナ。
- 子午線断面におけるランナ羽根の後縁の縁線とバンドとの交点をPb、ランナ羽根の後縁の縁線とクラウンとの交点をPc、PbとPcとの間に形成される直線の長さをLL、バンド付根部位或いはクラウン付根部位のフィレットの曲率半径をRbまたはRcとすると、
0.05 < Rb/LL < 0.3
または 0.05 < Rc/LL < 0.3
を満たすことを特徴とする、請求項3記載のフランシス形ランナ。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のフランシス形ランナを備えた水力機械。
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