CN107178457A - 水力机械的导流叶片及水力机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水力机械的导流叶片及水力机械。导流叶片的叶片主体具有前缘、以及在叶片配置于叶轮的径向外侧时比前缘更靠叶轮侧地配置的后缘。在叶片主体中，在配置于叶轮侧的内径侧叶片面的在导流叶片旋转轴的轴向上的一方侧的区域及另一方侧的区域中的至少任一方，设置有从后缘向前缘的方向延伸的突起部。突起部具有圆弧状的突起部后端，突起部后端形成为在当叶片主体以导流叶片旋转轴为中心旋转时后缘所描绘的旋转轨迹上延伸。

Description

水力机械的导流叶片及水力机械

相关申请的相互参照：

本申请基于2016年3月10申请的日本特愿2016-47048号并且主张其优先权，其整体的内容通过参照引用于本申请。

技术领域

此处说明的实施方式涉及水力机械的导流叶片及水力机械。

背景技术

作为水力机械，例如已知有混流式水轮机及泵水轮机。图15是平面地表示一般的混流式泵水轮机的由导流叶片120及固定叶片130构成的静叶栅流路的图。导流叶片120在未图示的叶轮的径向外侧以包围叶轮的方式在周向上隔开间隔地配置有多个，固定叶片130在导流叶片120的叶栅的径向外侧在周向上隔开间隔地配置有多个。此外，在固定叶片130的径向外侧配置有未图示的外壳。

图15中的空心箭头表示水轮机运转时的水流的朝向，涂黑的箭头表示泵运转时的水流的朝向。在该混流式泵水轮机中，在水轮机运转时，如空心箭头所示那样，来自外壳的水沿着固定叶片130及导流叶片120流动，向叶轮流入。叶轮将水的能量转换为旋转力，由此经由未图示的主轴驱动发电电动机。从叶轮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，从吸出管流入的水经过叶轮，沿着导流叶片120及固定叶片130流动，从外壳向上池流出。

图16是沿着周向观察导流叶片120的图，图17是沿着图16的A-A线的导流叶片120的截面图。这样的混流式泵水轮机的导流叶片120，能够以其导流叶片旋转轴121为中心进行旋转，通过旋转使其角度改变，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，能够通过改变向叶轮的水量来调整发电输出。

在这种混流式泵水轮机中，如图16所示那样，导流叶片120配置在上罩111与下罩112之间，该上罩111形成从外壳到叶轮为止的流路的一部分且位于发电电动机侧，该下罩112从上罩111分离且位于吸出管侧。在此，导流叶片120能够旋转以便如上述那样进行水量调整，因此需要与上罩111及下罩112各自之间设置不产生接触的程度的间隙g。

然而，这样的间隙g具有使水力损失增大这样的问题。使用图16及图17来说明间隙g中的水的流动的情况。在图17中，通过箭头示意性地表示基于解析结果的水的流动a～c。

即，如图16及图17所示那样，通过设置间隙g，由此在沿着导流叶片120的叶片面流动的主流a之外，产生穿过间隙g的间隙流动b。有时该间隙流动b与在相邻的导流叶片120之间流动的主流a混合，在导流叶片120的上下后端附近产生紊乱的流动c(参照图17)。由此，产生不沿着导流叶片120的剥离流动，作为其结果，会产生水力损失增大这样的问题。此外，导流叶片120后端附近的紊乱的流动c，成为与主流a不同方向的流动而向叶轮流入，因此也有时使叶轮入口的流动产生紊乱，而使叶轮损失增大。

为了降低上述那样的间隙流动b，可以考虑减小间隙g。然而，与导流叶片120及上罩111及下罩112之间的距离越小，则导流叶片120旋转时与上罩111及下罩112干涉的风险越高。此外，在混入了石头等异物时，其被夹在间隙g中的风险也越高。由此，间隙g的缩小化存在极限。

作为用于在水力机械中降低间隙流动的技术，例如，已知在导流叶片的端面设置槽的技术。根据该技术，通过槽使间隙的面积急剧扩大，由此槽内部的压力局部地变化。由此，在槽中流动的水流流速降低，因此能够得到泄漏防止效果。此外，还已知在与导流叶片的端面对置的罩壁面设置凹槽的技术。

发明内容

以下说明的各实施方式是考虑上述内容而进行的，其目的在于提供水力机械的导流叶片及水力机械，能够有效地降低从导流叶片的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，有效地降低水力损失。

本发明的一方式涉及水力机械的导流叶片，具备：叶片主体；以及导流叶片旋转轴，与上述叶片主体连结，且通过其旋转使上述叶片主体的整体旋转，该水力机械的导流叶片在水力机械的叶轮的径向外侧配置成能够在上述导流叶片旋转轴与上述叶轮的旋转轴线平行的状态下以上述导流叶片旋转轴为中心进行旋转，其特征在于，上述叶片主体具有前缘、以及在上述叶片配置于上述叶轮的径向外侧时比上述前缘更靠上述叶轮侧地配置的后缘，在上述叶片主体中，在配置于上述叶轮侧的内径侧叶片面的在上述导流叶片旋转轴的轴向上的一方侧的区域及另一方侧的区域中的至少任一方，设置有从上述后缘向上述前缘的方向延伸的突起部，上述突起部具有圆弧状的突起部后端，上述突起部后端形成为在当上述叶片主体以上述导流叶片旋转轴为中心旋转时上述后缘所描绘的旋转轨迹上延伸。

本发明的一方式涉及水力机械，其特征在于，具备：以旋转轴线为中心进行旋转的叶轮；以及配置在上述叶轮的径向外侧的上述一方式的导流叶片。

附图说明

图1是第一实施方式的混流式泵水轮机的子午截面图。

图2是对图1所示的混流式泵水轮机的导流叶片从导流叶片旋转轴的轴向的一方侧进行观察的图。

图3是沿着图2的III-III线的截面图。

图4是表示图1所示的混流式泵水轮机的导流叶片所构成的叶栅的图。

图5是对图1所示的混流式泵水轮机的导流叶片的尺寸进行说明的图。

图6是表示对图1所示的混流式泵水轮机的导流叶片的尺寸与水力损失之间的关系进行表示的图表的图。

图7是第二实施方式的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。

图8是对第三实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片从导流叶片旋转轴的轴向的一方侧进行观察的图。

图9是对第四实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片从导流叶片旋转轴的轴向的一方侧进行观察的图。

图10是沿着图9的X-X线的截面图。

图11是第五实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。

图12是对图11所示的导流叶片与形成于上下罩的槽之间的位置关系进行说明的图。

图13是第六实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。

图14是第七实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。

图15是平面地表示一般的混流式泵水轮机的由导流叶片及固定叶片构成的静止叶栅流路的图。

图16是沿着周向观察图15所示的导流叶片的图。

图17是沿着图16的A-A线的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对各实施方式进行详细说明。在各实施方式的说明中，在对使用图15至图17进行过说明的构成等进行说明时，有时使用与图15至图17中使用的符号相同的符号。

实施方式的水力机械的导流叶片具备：叶片主体；以及导流叶片旋转轴，与上述叶片主体连结，且通过其旋转使上述叶片主体的整体旋转，该水力机械的导流叶片在水力机械的叶轮的径向外侧配置成能够在上述导流叶片旋转轴与上述叶轮的旋转轴线平行的状态下以上述导流叶片旋转轴为中心进行旋转。上述叶片主体具有前缘、以及在上述叶片配置于上述叶轮的径向外侧时比上述前缘更靠上述叶轮侧地配置的后缘。在上述叶片主体中，在配置于上述叶轮侧的内径侧叶片面的在上述导流叶片旋转轴的轴向上的一方侧的区域及另一方侧的区域中的至少任一方，设置有从上述后缘向上述前缘的方向延伸的突起部。上述突起部具有圆弧状的突起部后端，上述突起部后端形成为在当上述叶片主体以上述导流叶片旋转轴为中心旋转时上述后缘所描绘的旋转轨迹上延伸。

实施方式的水力机械具备以旋转轴线为中心进行旋转的叶轮、以及配置在上述叶轮的径向外侧的上述导流叶片。

(第一实施方式)

图1表示作为第一实施方式的水力机械的一个例子的混流式泵水轮机1。在以下的说明中，将混流式泵水轮机1简称为水轮机1。该水轮机1具备：外壳10，水从未图示的上池经由铁管11流入该外壳10；多个导流叶片12；固定叶片13；以及叶轮14。

在水轮机1中，在水轮机运转时，来自外壳10的水，经由由导流叶片12及固定叶片13构成的静止叶栅流路向叶轮14流入。由此，叶轮14以旋转轴线C1为中心进行旋转。在以下的说明中，周向这个用语，意思是指沿着叶轮14以旋转轴线C1为中心进行旋转的方向的方向，径向这个用语，意思是指与旋转轴线C1正交的方向。

外壳10形成为旋涡状，在水轮机运转时，使从上池流入的水流过而经由固定叶片13及导流叶片12向叶轮14供给。多个固定叶片13是使从外壳10供给的水向导流叶片12流出的部件，在外壳10的径向内侧在周向上隔开规定间隔地配置。多个导流叶片12是使从固定叶片13流入的水向叶轮14流出的部件，在固定叶片13的径向内侧在周向上隔开规定间隔地配置，且配置在叶轮14的径向外侧。

叶轮14构成为相对于外壳10以旋转轴线C1为中心进行旋转，经由旋转轴线C1穿过其中心的主轴15，与未图示的发电电动机连结。发电电动机通过叶轮14而旋转，由此进行发电。另一方面，通过发电电动机使叶轮14旋转，由此进行泵运转。吸出管16在水轮机运转时将从叶轮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流过而朝向叶轮14流动。

图2是对导流叶片12从后述的导流叶片旋转轴22的轴向的一方侧(上方侧)进行观察的图，图3是沿着图2的III-III线的截面图。图4是平面地表示导流叶片12所构成的叶栅的图。如图1所示那样，在本实施方式中，导流叶片12及叶轮14被上罩18U从上方覆罩，被下罩18D从下方覆罩。在此，参照图1至图3，导流叶片12具有：叶片主体21，配置于上罩18U与下罩18D之间的空间；以及导流叶片旋转轴22，与叶片主体21连结，并以贯通上下罩18U、18D的方式延伸，且通过其旋转使叶片主体21的整体旋转。

此外，在图3中，为了便于说明，在截面中未表示导流叶片旋转轴22。此外，在图1至图4中，L1表示穿过导流叶片旋转轴22的中心的旋转轴线。如L1所示的那样，导流叶片12配置为其导流叶片旋转轴22与叶轮14的旋转轴线C1平行的状态。此外，本实施方式中的上罩18U，从导流叶片旋转轴22的轴向的一方侧(上方侧)覆罩导流叶片12，下罩18D从导流叶片旋转轴22的轴向的另一方侧(下方侧)覆罩导流叶片12。在此，如图3所示那样，与导流叶片12及上罩18U及下罩18D各自之间，设置有间隙g。间隙g被设定为，导流叶片12与上罩18U及下罩18D之间不产生接触的程度的大小。

导流叶片旋转轴22在上罩18U的上方与具有未图示的连杆机构的驱动装置连接，驱动装置能够经由连杆机构使各导流叶片旋转轴22旋转。由此，能够将各叶片主体21整体的角度同时且一致地进行调整，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。通过对这样的导流叶片12进行操作，由此在水轮机1中，能够使所希望的流量的水从导流叶片12向叶轮14供给，由此能够对发电输出进行调节。

如图2所示那样，导流叶片12的叶片主体21具有：前缘21F；以及后缘21R，在配置于叶轮14的径向外侧时，比前缘21F更靠叶轮14侧地配置。图2中的CL表示叶片主体21的脊线，在本实施方式中，前缘21F意思是指脊线CL的一方的端点在导流叶片旋转轴22的轴向上相连的部分，后缘21R意思是指脊线CL的另一方的端点在导流叶片旋转轴22的轴向上相连的部分。叶片主体21意思是指由配置在叶轮14侧的内径侧叶片面21N及其相反侧的外径侧叶片面21P形成流线形的部分。

在此，在本实施方式中，如图2及图3所示那样，在叶片主体21中，在配置于叶轮14侧的内径侧叶片面21N的在导流叶片旋转轴22的轴向上的一方侧(上方侧)的区域及另一方侧(下方侧)的区域的双方，设置有片(fillet)状的内径侧突起部24。这些内径侧突起部24分别以从周围的叶片面伸出的方式突出且沿着从后缘21R向前缘21F的方向延伸，各内径侧突起部24具有位于前缘21F侧的突起部前端24F及位于后缘21R侧的突起部后端24R。其中，如图2所示那样，本实施方式的突起部后端24R形成为圆弧状。而且，突起部后端24R形成为，在以导流叶片旋转轴22为中心使叶片主体21旋转时后缘21R所描绘的旋转轨迹RT上延伸。

如图3所示那样，内径侧突起部24的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向外侧的外面，沿着对置的罩18U或者18D延伸，且与设置有该内径侧突起部24那侧的叶片主体21的端面在同一面上相连。即，设置于上方侧的内径侧突起部24的与上罩18U对置的外面，与叶片主体21的上端面21U在同一面上相连，设置于下方侧的内径侧突起部24的与下罩18D对置的外面，与叶片主体21的下端面21D在同一面上相连。

另一方面，在图示的例子中，内径侧突起部24的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向内侧(中央侧)的内面形成为，在根部侧的部分以随着向其突出侧延伸而接近外面的方式以圆弧状延伸，然后，与外面平行地延伸。因此，内径侧突起部24的厚度尺寸为，在根部侧的部分较大、而在其他部分大致均匀。由此，能够使内径侧突起部24相对于叶片主体21的接合强度提高。

此外，如图2及图3所示那样，在本实施方式中，在叶片主体21中，在配置于与叶轮14侧相反侧的外径侧叶片面21P的在导流叶片旋转轴22的轴向上的一方侧(上方侧)的区域及另一方侧(下方侧)的区域的双方，设置有片状的外径侧突起部26。如图2所示那样，这些外径侧突起部26分别以从周围的叶片面伸出的方式突出且沿着从前缘21F向后缘21R的方向延伸。此外，在本实施方式中，外径侧突起部26分别从前缘21F发端而向后缘21R的方向延伸，但是也可以是，外径侧突起部26分别从与前缘21F远离的位置起朝向后缘21R延伸。

如图2所示那样，外径侧突起部26也分别具有位于前缘21F侧的突起部前端26F及位于后缘21R侧的突起部后端26R，突起部前端26F以沿着脊线CL的延长线的方式延伸。此外，如图3所示那样，外径侧突起部26的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向外侧的外面，也沿着对置的罩18U或者18D延伸，并分别与叶片主体21的端面在同一面上相连。此外，外径侧突起部26的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向内侧(中央侧)的内面，也与内径侧突起部24的内面成为同样形状，其厚度尺寸在根部侧的部分较大、在其他部分大致均匀。

图4表示在相邻的导流叶片12之间形成的流路的全闭状态。在使水轮机1的运转停止时，导流叶片12被设置为全闭状态。在该全闭状态下，在相邻的导流叶片12中，需要成为一方的导流叶片12的外径侧叶片面21P与另一方的导流叶片12的内径侧叶片面21N紧贴且在两者之间不形成间隙的状态。由此，内径侧突起部24及外径侧突起部26被设置于在从全开到全闭为止导流叶片12动作时不会与其他外径侧突起部26及内径侧突起部24干涉的位置。

另外，在本实施方式中，内径侧突起部24从后缘21R越过导流叶片旋转轴22而向前缘21F侧延伸，外径侧突起部26从前缘21F侧的区域延伸到导流叶片旋转轴22附近，但这样的各突起部24、26的长度不特别限定。

接着，使用图5对导流叶片12的尺寸进行说明。在图5中，Ls表示叶片主体21的叶片弦长度，Lg表示内径侧突起部24及外径侧突起部26从叶片主体21突出的突出幅度。详细地说，在图5中，表示设置有上方侧的内径侧突起部24及外径侧突起部26那侧的叶片主体21的上端面21U。因此，Lg是叶片主体21的上端面21U的叶片弦长度，是将上端面21U的前缘21F与后缘21R用直线连结时的距离。此外，在叶片主体21中，能够以脊线CL上的点为中心而描绘与叶片面21N、21P相接的多个内切圆。Lg意思是指在从对叶片主体21描绘的内切圆的中心穿过切点而与内径侧突起部24及外径侧突起部26交叉的直线上的、上述切点与上述交叉的点之间的距离。在图5中，作为一个例子而表示将脊线CL的中央附近的点为中心的内切圆IC。例如，在从内切圆IC的中心CC穿过内径侧叶片面21N上的切点而与内径侧突起部24交叉的直线Ln上的、上述切点与上述交叉的点之间的距离，意思是指内径侧突起部24的突出幅度Lg。

在此，在本实施方式中，2≦Lg/Ls×100≦10(式(1))成立。详细地说，在上方侧的内径侧突起部24及外径侧突起部26、和与这些对应的叶片主体21的上端面21U之间，式(1)的关系成立。此外，在下方侧的内径侧突起部24及外径侧突起部26与叶片主体21之间，同样的关系也成立。

图6是表示对Lg/Ls(突出幅度/叶片弦长度)与水力损失(相对损失)之间的关系进行表示的图表。如根据图6能够明确的那样，在Lg/Ls的百分比为2以上10以下的情况下，相对损失被充分地抑制。基于这样的见解，在本实施方式中，规定有式(1)的关系。此外，即使内径侧突起部24及外径侧突起部26的长度变更，图6所示那样的倾向也为同样的倾向。

接着，对本实施方式的作用进行说明。

在水轮机运转中，从上池导入的水经过铁管11向外壳10导入，然后，水从外壳10经过固定叶片13及导流叶片12而向叶轮14流入。叶轮14利用所经过的水的压力能量而旋转，并驱动经由主轴15连结的发电电动机。由此，在发电电动机中进行发电。从叶轮14流出的水经过吸出管16向下池放出。

如图2及图3所示那样，在这样的水轮机运转时，从固定叶片13朝向导流叶片12的水的一部分，除了沿着导流叶片12的叶片面21P、21N流动的主流a(参照图2)以外，还成为想要流过间隙g的间隙流动b。在此，在本实施方式中，内径侧突起部24及外径侧突起部26从叶片主体21伸出，由此使其与间隙流动b的接触面积增加。因此，间隙流动b从内径侧突起部24及外径侧突起部26受到阻力，由此间隙流动b的流速降低。由此，从外径侧叶片面21P向内径侧叶片面21N的水的泄漏量降低，因在相邻的导流叶片12之间流动的主流a与间隙流动b混合而产生的紊乱的流动的产生被抑制。在泵运转时，也同样地减低水的泄漏量，抑制紊乱的流动的产生。

并且，在本实施方式中，如图2所示那样，内径侧突起部24的圆弧状的突起部后端24R形成为，在当以导流叶片旋转轴22为中心使叶片主体21旋转时后缘21R所描绘的旋转轨迹RT上延伸。由此，在内径侧突起部24中，突起部后端24R与其径向内侧的叶轮14干涉的风险消失，并且能够尽量大地确保与间隙流动b之间的接触面积，因此能够有效地得到水泄漏的抑制效果。

因此，根据本实施方式，能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。

此外，在内径侧叶片面21N及外径侧叶片面21P的各自上，分别设置有内径侧突起部24及外径侧突起部26，由此能够充分确保水泄漏的抑制效果。此外，在内径侧叶片面21N及外径侧叶片面21P的上下区域各自中，设置有内径侧突起部24及外径侧突起部26，由此能够充分确保水泄漏的抑制效果。

此外，在内径侧突起部24及外径侧突起部26的突出幅度Lg与叶片主体21的叶片弦长度Ls之间，2≦Lg/Ls×100≦10成立，由此能够充分抑制水力损失。由此，能够得到由水的泄漏量的降低带来的有效的水力损失的降低效果。此外，突出幅度Lg越大，则密封效果越高，但摩擦损失越增加。因此，当突出幅度Lg过度变大时，可以认为有损于由密封效果带来的损失降低效果。由此，Lg/Ls×100≦10被规定为优选的值。

(第二实施方式)

接着，对第二实施方式进行说明。图7是第二实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。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，导流叶片12的内径侧突起部24及外径侧突起部26的形状与第一实施方式不同。即，在本实施方式中，如图7所示那样，各内径侧突起部24的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向内侧(中央侧)的内面形成为，随着从根部向其突出侧的前端延伸而接近外面。因此，各内径侧突起部24的厚度尺寸为，从根部到前端依次减渐。外径侧突起部26也为与内径侧突起部24同样的形状。

通过这样的实施方式，也能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。并且，内径侧突起部24及外径侧突起部26对沿着导流叶片12的叶片面21P、21N流动的主流的阻力得到抑制。由此，能够使水力损失的降低效果提高。

(第三实施方式)

接着，对第三实施方式进行说明。图8是对第三实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片从导流叶片旋转轴的轴向的一方侧进行观察的图。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，赋予相同的符号并省略说明。

在本实施方式中，未设置导流叶片12的外径侧突起部26这一点与第一实施方式不同。即，在本实施方式中，如图8所示那样，仅在导流叶片12的内径侧叶片面21N上设置有内径侧突起部24。

通过这样的实施方式，也能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。特别是，在本实施方式中，即使在由于制作上的限制、构造上的限制等而难以设置内径侧突起部24及外径侧突起部26的双方的情况下，也能够有益地得到水力损失的降低效果。此外，制造变得容易、材料也能够减少，由此能够抑制制造成本、且得到水力损失的降低效果。

此外，在本实施方式中，仅在导流叶片12的内径侧叶片面21N上设置有内径侧突起部24，但也可以仅在导流叶片12的外径侧叶片面21P上设置外径侧突起部26。

(第四实施方式)

接着，对第四实施方式进行说明。图9是对第四实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片从导流叶片旋转轴的轴向的一方侧进行观察的图。图10是沿着图9的X-X线的截面图。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，赋予相同的符号并省略说明。

在本实施方式中，导流叶片12的内径侧突起部24及外径侧突起部26的形状与第一实施方式不同。即，在本实施方式中，如图9及图10所示那样，在内径侧突起部24的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向外侧的外面，形成有沿着叶片主体21延伸的槽34A，在外径侧突起部26的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向外侧的外面，形成有沿着叶片主体21延伸的槽36A。

在本实施方式中，在上下的内径侧突起部24分别形成有槽34A，在上下的外径侧突起部26分别形成有槽36A。如图9所示那样，设置于内径侧突起部24的槽34A沿着叶片主体21的内径侧叶片面21N延伸，设置于外径侧突起部26的槽36A沿着叶片主体21的外径侧叶片面21P延伸。此外，在图示的例子中，槽34A、36A的截面形状为矩形状，但也可以为圆弧状、三角形状等。

通过这样的本实施方式，也能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。因此，在本实施方式中，通过槽34A、36A使要流过间隙g的间隙流动b与内径侧突起部24及外径侧突起部26的接触面积增加，并且，由于间隙g的流路面积局部地扩大而槽34A、36A内部的压力局部地变化，由此能够使间隙流动b的流速较大地降低。由此，能够使水力损失的降低效果提高。此外，槽34A、36A沿着叶片主体21延伸，因此能够通过简单的形状在大范围中使间隙流动b的流速降低，因此能够高效地使水力损失的降低效果提高。

(第五实施方式)

接着，对第五实施方式进行说明。图11是第五实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。图12是对图11所示的导流叶片与形成于上下罩的槽之间的位置关系进行说明的图。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，赋予相同的符号并省略说明。

在本实施方式中，上罩18U及下罩18D的形状与第一实施方式不同。即，在本实施方式中，如图11及图12所示那样，在上罩18U及下罩18D中的位于设置有突起部24、26的一侧的罩的壁面，在与突起部24、26对置的部分，形成有沿着在水轮机运转时从外壳10向导流叶片12流动的水的方向、特别是主流的水的方向延伸的槽34B、36B。在此，主流的水的方向意思是指沿着导流叶片12的叶片面流动的水的方向。

详细地说，在上罩18U的与上方侧的内径侧突起部24对置的部分、以及下罩18D的与下方侧的内径侧突起部24对置的部分，分别形成有槽34B。此外，在上罩18U的与上方侧的外径侧突起部26对置的部分、以及下罩18D的与下方侧的外径侧突起部26对置的部分，分别形成有槽36B。

图12是从上方侧观察下罩18D的图，在图12中，通过双点划线表示导流叶片12被定位于与设计点对应的位置的状态。更详细地说，本实施方式中的槽34B、36B形成为，在导流叶片12被定位于与设计点对应的位置时，沿着导流叶片旋转轴22的轴向观察，沿着导流叶片12的叶片主体21延伸。在图12中，示出了下方侧的槽34B、36B，但在上方侧的槽34B、36B与上方侧的突起部24、26之间，也成立同样的关系。此外，设计点意思是指对水轮机1特有地确定的、用于得到最高效率的运转条件，在运转条件中包括落差、流量、导流叶片12的位置(角度)等。

根据这样的本实施方式，也能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。因此，在本实施方式中，通过槽34B、36B，使要流过间隙g的间隙流动b与上罩18U及下罩18D的接触面积增加，并且，由于间隙g的流路面积局部地扩大而槽34B、36B内部的压力局部地变化，由此能够较大地降低间隙流动b的流速。由此，能够使水力损失的降低效果提高。

此外，在第四实施方式中，在突起部24形成有槽34A，在突起部26形成有槽36A，另一方面，在第五实施方式中，在上罩18U形成有槽34B、36B，在下罩18D形成有槽34B、36B，但是例如，也可以在突起部及与突起部对置的罩的双方形成槽。

(第六实施方式)

接着，对第六实施方式进行说明。图13是第六实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。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，赋予相同的符号并省略说明。

在本实施方式中，导流叶片12、上罩18U及下罩18D的形状与第一实施方式不同。即，在本实施方式中，如图13所示那样，在内径侧突起部24的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向外侧的外面，形成有凹凸形状44A，在外径侧突起部26的在导流叶片旋转轴22的轴向上朝向外侧的外面，形成有凹凸形状46A。在本实施方式中，在上下的内径侧突起部24分别形成有凹凸形状44A，在上下的外径侧突起部26分别形成有凹凸形状46A。

此外，在本实施方式中，在上罩18U中的与上方侧的内径侧突起部24对置的部分、以及下罩18D中的与下方侧的内径侧突起部24对置的部分，分别形成有凹凸形状44B。此外，在上罩18U中的与上方侧的外径侧突起部26对置的部分、以及下罩18D中的与下方侧的外径侧突起部26对置的部分，分别形成有凹凸形状46B。

凹凸形状44A、44B、46A、46B由多个凹部及凸部构成。凹凸形状44A、44B、46A、46B例如可以通过喷砂等而在突起部或者罩的表面上直接形成、也可以通过对呈现有多个凹部及凸部的层进行涂层等来形成。此外，凹凸形状44A、44B、46A、46B的基于JIS B 0601：2001的表面粗糙度Ra优选设定得大于12.5。

根据这样的本实施方式，也能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。因此，在本实施方式中，通过凹凸形状44A、44B、46A、46B，使要流过间隙g的间隙流动b与内径侧突起部24及外径侧突起部26等的接触面积增加，并且，由于间隙g的流路面积局部地扩大及缩小，由此能够较大地降低间隙流动b的流速。由此，能够使水力损失的降低效果提高。

此外，在第六实施方式中，在突起部24、26形成有凹凸形状44A、46A，在上罩18U及下罩18D形成有凹凸形状44B、46B，但例如也可以在突起部及与突起部对置的罩中的任一方形成有凹凸形状。

(第七实施方式)

接着，对第七实施方式进行说明。图14是第七实施方式的混流式泵水轮机的导流叶片及上下罩的沿着导流叶片旋转轴的轴向的截面图。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，赋予相同的符号并省略说明。

在本实施方式中，导流叶片12的形状与第一实施方式不同。即，在本实施方式中，如图14所示那样，内径侧突起部24及外径侧突起部26通过小螺钉、螺栓等紧固部件50能够装卸地安装于叶片主体21。

根据这样的本实施方式，也能够有效地降低从导流叶片12的一方的叶片面向另一方的叶片面的水的泄漏量，能够有效地降低水力损失。特别是，在本实施方式中，能够与叶片主体21相独立地制造内径侧突起部24及外径侧突起部26，由此它们的制造变得容易。此外，在内径侧突起部24及外径侧突起部26损伤了时等，能够容易地进行更换，能够提高使用的便利性。此外，能够使叶片主体21与内径侧突起部24及外径侧突起部26由不同材料制造。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所示实施方式是作为例子而提示的，不意图限定发明的范围。其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。该实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

例如，在上述各实施方式中，在内径侧叶片面21N的在导流叶片旋转轴22的轴向上的上方侧的区域及下方侧的区域的双方，设置有内径侧突起部24，但也可以在内径侧叶片面21N的上方侧的区域及下方侧的区域的仅一方，设置有内径侧突起部24。同样，也可以在外径侧叶片面21P的上方侧的区域及下方侧的区域的仅一方，设置有外径侧突起部24。

此外，在上述各实施方式中，对水轮机1的叶轮14的旋转轴线C1沿着上下方向延伸的例子进行了说明，但水轮机1也可以是配置成叶轮14的旋转轴线C1沿着横向延伸的类型。

Claims (5)

1.一种水力机械的导流叶片，具备：叶片主体；以及导流叶片旋转轴，与上述叶片主体连结，且通过其旋转使上述叶片主体的整体旋转，该水力机械的导流叶片在水力机械的叶轮的径向外侧配置成能够在上述导流叶片旋转轴与上述叶轮的旋转轴线平行的状态下以上述导流叶片旋转轴为中心进行旋转，其特征在于，

上述叶片主体具有前缘、以及在上述叶片配置于上述叶轮的径向外侧时比上述前缘更靠上述叶轮侧地配置的后缘，

在上述叶片主体中，在配置于上述叶轮侧的内径侧叶片面的在上述导流叶片旋转轴的轴向上的一方侧的区域及另一方侧的区域中的至少任一方，设置有从上述后缘向上述前缘的方向延伸的突起部，

上述突起部具有圆弧状的突起部后端，上述突起部后端形成为在当上述叶片主体以上述导流叶片旋转轴为中心旋转时上述后缘所描绘的旋转轨迹上延伸。

2.如权利要求1所述的水力机械的导流叶片，其特征在于，

在上述叶片主体中，还在配置于与上述叶轮侧相反侧的外径侧叶片面的在上述导流叶片旋转轴的轴向上的一方侧的区域及另一方侧的区域中的至少任一方，设置有从上述前缘向上述后缘的方向延伸的突起部。

3.如权利要求1所述的水力机械的导流叶片，其特征在于，

将上述叶片主体的叶片弦长度设为Ls、将上述突起部从上述叶片主体突出的突出幅度设为Lg时，

2≦Lg/Ls×100≦10成立。

4.如权利要求1所述的水力机械的导流叶片，其特征在于，

上述突起部的在上述导流叶片旋转轴的轴向上朝向外侧的外面，与设置有该突起部的一侧的上述叶片主体的端面在同一面上相连。

5.一种水力机械，其特征在于，具备：

以旋转轴线为中心进行旋转的叶轮；以及

配置在上述叶轮的径向外侧的权利要求1所述的导流叶片。