JP2000054944A - 羽根車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】効率の向上を図ることのできる羽根車を提供す
る。 【解決手段】羽根車４は複数の主羽根１０と中間羽根１
１とを備えている。主羽根１０は低圧面１２と高圧面１
３とを有し羽根車４の周方向に等間隔に配されている。
主羽根１０は互いの低圧面１２に対し高圧面１３を相対
させている。中間羽根１１は主羽根１０と等しい長さか
もしくは主羽根１０より短く形成されている。中間羽根
１１は低圧面１４と高圧面１５とを備えている。中間羽
根１１は互いに隣接する主羽根１０の間に主羽根１０の
低圧面１２に高圧面１５を相対させた状態で１枚配され
ている。互いに隣接する主羽根１０の縁１０ａ間の間隔
λ０と中間羽根１１の縁１１ａとこの中間羽根１１に低
圧面１２を相対させる主羽根１０の縁１０ａとの間の間
隔λ１とは、０．３５≦λ１／λ０≦０．５０を満たし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揚水発電などによ
り発電を行う水力発電設備のポンプ水車に用いられる羽
根車に関する。

【０００２】

【従来の技術】揚水発電により発電を行う水力発電設備
は、高所に位置する上池と、この上池と相対的に低所に
位置する下池と、ポンプ水車と、発電電動機などを備え
た大規模なエネルギ貯蔵システムをなしている。

【０００３】前記水力発電設備は、主に夜間の剰余電力
を利用して水を下池から上池に汲み上げ位置エネルギと
して貯蔵し、昼間の電力需要の多い時にポンプ水車及び
発電電動機などを用いて発電する。ポンプ水車は瞬時予
備動力としてや電力系統の安定化のためにも用いられ
る。

【０００４】前記ポンプ水車は、前記水力発電設備の最
も重要な構成要素の一つで、水車として駆動される際に
は、水の持つ位置及び運動エネルギを軸動力に変換する
とともに、ポンプとして駆動される際には、軸動力を水
の位置及び運動エネルギに変換するようになっている。

【０００５】前述したポンプ水車の一例として、図９に
示すフランシス形ポンプ水車５１が用いられる。フラン
シス形ポンプ水車５１は、その効率などの性能の特性を
左右する重要な要素として、羽根車５４を備えている。
この羽根車５４は、図１０に示すように、羽根６０を複
数備えている。

【０００６】なお、図９は、羽根６０の子午面に沿った
ポンプ水車５１の一部を示す断面図である。図１０は、
図９中のＸ−Ｘ線に沿う羽根車５４の断面図を示してい
る。羽根車５４は、前述した発電電動機などに接続して
おり、図示中の一点鎖線Ｐ１回りに回転自在となってい
る。羽根車５４は、ポンプとして駆動する際は図１０中
の矢印Ｊ１に沿って回転するとともに、水車として駆動
する際は図１０中の矢印Ｋ１に沿って回転するようにな
っている。

【０００７】図１０に例示された羽根車５４の羽根６０
は、互いに、水車流れでの上流側に位置する縁６０ａか
ら下流側に位置する縁６０ｂに亘るキャンバラインの曲
率及び長さが互いに等しいなどの略同形状に形成されて
いる。

【０００８】羽根６０は、それぞれ、羽根車５４が矢印
Ｊ１，Ｋ１に沿って回転する際に、その表面に沿って流
れる水等の流体が低圧力となる低圧面６２と、高圧力と
なる高圧面６３とを有している。さらに、前記羽根６０
は、羽根車５４の周方向に略等間隔に配され、互いに、
前述した縁６０ａの間の周方向に沿った間隔λ２が略一
定となるように配されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記ポンプ水車５１
は、水車流れ時及びポンプ流れ時それぞれの場合におい
て、発電設備の仕様に基づく範囲内で運転されるように
なっており、この範囲内においては効率が高いととも
に、キャビテーションが生じないなどのキャビテーショ
ン特性が良好であることが要求される。

【００１０】前述したポンプ水車５１の特性を図１１な
いし図１３に示す。図１１は、水車流れ時の羽根車５４
を備えたポンプ水車５１の流量係数Ｑの変化に対する効
率ηの変化を示している。図１２は、ポンプ流れ時の羽
根車５４を備えたポンプ水車５１の流量係数Ｑの変化に
対する効率ηの変化を示している。図１１及び図１２中
横軸は流量係数Ｑを示し縦軸は効率ηを示している。

【００１１】図１３は、ポンプ流れ時の前述した縁６０
ｂにおけるキャビテーション初生曲線Ｑ５を示してい
る。図１３中横軸は流量係数Ｑを示し縦軸はキャビテー
ション係数Ｈを示している。図１３において、実線で示
すキャビテーション初生曲線Ｑ５より上の領域Ｏ１は、
キャビテーションが生じない領域となっており、キャビ
テーション初生曲線Ｑ５より下の領域Ｏ２は、キャビテ
ーションが生じる領域となっている。このため、前記羽
根車５４を備えたポンプ水車５１は、キャビテーション
初生曲線Ｑ５より上の領域Ｏ１で運転される必要があ
る。

【００１２】図１１ないし図１３において、ぞれぞれ流
量係数ＱＴ１，ＱＰ１，ＱＰ２となる点ＨＴ１，ＨＰ
１，ＬＰ１及びこれらの点の近傍では、効率ηが向上す
るとともにキャビテーション係数Ｈが低くなってキャビ
テーションが生じにくくなっている。

【００１３】しかし、前述した点ＨＴ１，ＨＰ１，ＬＰ
１の近傍から離れるのにしたがって、効率ηが低くなる
とともに、キャビテーション係数Ｈが上昇してキャビテ
ーションが生じやすくなっている。なお、キャビテーシ
ョン特性においては、点ＬＰ１より流量係数が小さい小
流量側では、低圧面６２において縁６０ｂの近傍７２に
キャビテーションが生じやすく、点ＬＰ１より流量係数
が大きな大流量側では、高圧面６３において縁６０ｂの
近傍にキャビテーションが生じやすくなっている。

【００１４】一方、前述した水力発電設備は、現在、狭
矮な峡谷などにも設置される必要がある。前述した狭矮
な峡谷に保持される水の量を有効に使うためには、その
運転中に上池及び下池のそれぞれの水位幅を非常に大き
くとることが必要となる。

【００１５】この場合、前記ポンプ水車５１は、その運
転中において、図１１において横軸とした流量係数Ｑの
変化が非常に大きくなってしまう。このため、前述した
狭矮な峡谷に設置される水力発電設備に前記ポンプ水車
５１を用いると、必ずしもその運転中に常に高い効率を
維持できるなくなるとともに、キャビテーション係数Ｈ
が増加して、キャビテーションが生じやすくなる。

【００１６】前記ポンプ水車５１は、有限な水資源を有
効に利用するために高い効率が求められるとともに、上
池及び下池の水位変動が大きい場合においても運転が可
能であるように流量係数の変動の広い範囲での運転が望
まれる。

【００１７】また、前記ポンプ水車５１は、水車流れ時
及びポンプ流れ時とも、羽根６０の表面である低圧面６
２及び高圧面６３の近傍流れの速度が、下流に向うにし
たがって減速する場合がある。この流れの減速は前記低
圧面６２及び高圧面６３に境界層という流速の遅い領域
を作ったり、あるいは大きな減速の場合には流れが前記
低圧面６２及び高圧面６３から剥離してしまうこともあ
る。これらの境界層の成長や流れの剥離は、羽根車５４
の中で大きな損失をつくって、ポンプ水車５１の効率の
低下させる要因となる。

【００１８】したがって、本発明の第１の目的は、ポン
プ水車に用いられる羽根車であって、上池及び下池の水
位変動が大きな場合でも効率の向上を図ることができる
羽根車を提供することにある。第２の目的は、ポンプ水
車に用いられる羽根車であって、上池及び下池の水位変
動が大きな場合でもキャビテーション特性の改善を図る
ことができる羽根車を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の本発明の羽根車は、複数の
主羽根と、互いに隣接する主羽根の間に設けられかつ主
羽根より短くもしくは主羽根と等しい長さに形成された
中間羽根と、を有する羽根車において、前記主羽根を９
枚以下有し、前記中間羽根を互いに隣接する主羽根の間
に１枚配したことを特徴としている。

【００２０】前記第１の目的を達成するために、請求項
２に記載の本発明の羽根車は、請求項１に記載の羽根車
において、互いに隣接する主羽根の羽根車の外周端部に
位置する縁の周方向に沿った間隔をλ０とし、中間羽根
の羽根車の外周端部に位置する縁とこの中間羽根に低圧
面を相対させる主羽根の羽根車の外周端部に位置する縁
との周方向に沿った間隔をλ１とし、０．３５≦λ１／
λ０≦０．５０となる位置に、前記中間羽根を配したこ
とを特徴としている。

【００２１】前記第１の目的及び第２の目的を達成する
ために、請求項３に記載の本発明の羽根車は、複数の主
羽根と、互いに隣接する主羽根の間に設けられかつ主羽
根より短くもしくは主羽根と等しい長さに形成された中
間羽根と、を有する羽根車において、前記主羽根を９枚
以下有し、前記中間羽根を互いに隣接する主羽根の間に
複数枚配したことを特徴としている。

【００２２】前記第１の目的に加え第２の目的を達成す
るために、請求項４に記載の本発明の羽根車は、請求項
１、請求項２または請求項３のうちいずれか一項に記載
の羽根車において、前記主羽根の長さをＬ０とし、前記
中間羽根の長さをＬ１とし、０．５０≦Ｌ１／Ｌ０≦
１．０となる長さに、前記中間羽根が形成されたことを
特徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施形態に
ついて、図１から図３を参照して説明する。

【００２４】図１にその一部の断面を拡大して示すフラ
ンシス形ポンプ水車１は、揚水発電により発電を行う水
力発電設備などに用いられる。前記水力発電設備は、高
所に位置する上池と、この上池と相対的に低所に位置す
る下池と、前記ポンプ水車１と、発電電動機などを備え
ている。

【００２５】前記水力発電設備は、主に夜間の剰余電力
を利用して水を下池から上池に汲み上げ位置エネルギと
して貯蔵し、昼間の電力需要の多い時にポンプ水車１を
水車として運転して発電電動機を用いて発電を行う。ポ
ンプ水車１は、瞬時予備動力としてや電力系統の安定化
のためにも用いられる。

【００２６】ポンプ水車１は、水車として駆動される際
には、水の持つ位置及び運動エネルギを軸動力に変換す
るとともに、ポンプとして駆動される際には、軸動力を
水の位置及び運動エネルギに変換するようになってい
る。ポンプ水車１は、その効率などの性能の特性を左右
する重要な要素として、羽根車４を備えている。

【００２７】羽根車４は、図示しない前述した発電電動
機の駆動軸に接続しており、発電電動機または流路６内
を通る流体によって、図中一点鎖線Ｐで示す軸線回りに
回転するようになっている。

【００２８】羽根車４は、ポンプとして駆動する際は、
図２中の矢印Ｊに沿って回転するとともに、水車として
駆動する際は図２中の矢印Ｋに沿って回転するようにな
っている。そして、前記流路６内を通る流体は、羽根車
４がポンプとして駆動すると吸出し管５から上下カバー
２に向って流れるとともに、羽根車４が水車として駆動
すると上下カバー２から吸出し管５に向って流れるよう
になっている。

【００２９】羽根車４は、複数の主羽根１０と、これら
の主羽根１０のうち互いに隣接するものの間に設けられ
た中間羽根１１と、を備えている。主羽根１０は、互い
に、羽根車４が矢印Ｋに沿って回転する水車流れ時の上
流側に位置する縁１０ａから下流側に位置する縁１０ｂ
に亘るキャンバライン（Camber Line ）に沿う長さＬ０
及びこのキャンバラインの曲率などが互いに等しいなど
の略同形状に形成されている。

【００３０】主羽根１０は、それぞれ、羽根車４が前記
矢印Ｊ，Ｋに沿って回転する際に、その表面に沿って流
れる流体が低圧力となる低圧面１２と、この低圧面１２
の反対側に位置し前述した表面に沿って流れる流体が高
圧力となる高圧面１３と、を備えている。

【００３１】また、主羽根１０は、羽根車４の周方向に
沿って等間隔となる位置に、互いの低圧面１２に対し高
圧面１３を相対させた状態で配されている。主羽根１０
は、互いに隣接する主羽根１０の周方向に沿った縁１０
ａの間の間隔λ０が、略一定となるように配されてい
る。なお、前記主羽根１０は、９枚以下設けられるのが
望ましい。

【００３２】中間羽根１１は、水車流れ時の上流側に位
置する縁１１ａから下流側に位置する縁１１ｂに亘るキ
ャンバラインに沿う長さＬ１が主羽根１０のキャンバラ
インに沿う長さＬ０以下の長さに形成されている。中間
羽根１１は、水車流れ時の上流側に位置する縁１１ａに
おいては、前記主羽根１０の縁１０ａにおける径と略同
等の径を有するように形成されている。なお、前記主羽
根１０の縁１０ａ及び中間羽根１１の縁１１ａは、本明
細書に記した羽根車４の外周端部に位置する縁をなして
いる。

【００３３】中間羽根１１は、羽根車４が前記矢印Ｊ，
Ｋに沿って回転する際に、その表面に沿って流れる流体
が低圧力となる低圧面１４と、この低圧面１４の反対側
に位置し前述した表面に沿って流れる流体が高圧力とな
る高圧面１５と、を備えている。

【００３４】中間羽根１１は、隣接する主羽根１０に沿
って形成されている。中間羽根１１は、隣接する主羽根
１０の低圧面１２に対しその高圧面１５を相対させると
ともに、隣接する主羽根１０の高圧面１３に対しその低
圧面１４を相対させた状態で、互いに隣接する主羽根１
０，１０の間に１枚配されている。

【００３５】また、中間羽根１１は、その高圧面１５が
低圧面１２に相対する主羽根１０の縁１０ａと、前述し
た縁１１ａとの周方向に沿った間隔λ１が、前述した間
隔λ０との間に以下に示す式１を満たす位置に配されて
いる。

【００３６】 ０．３５≦λ１／λ０≦０．５０…………式１ このように、前記中間羽根１１は、互いに隣接する主羽
根１０，１０の間において、その高圧面１５が低圧面１
２に相対する主羽根１０寄りに配されている。なお、図
示例においては、中間羽根１１は、互いに隣接する主羽
根１０，１０の間に１枚設けられているが、互いに隣接
する主羽根１０，１０の間に複数枚設けられても良い。
この場合、必ずしも前述した式１を満たさなくても良
い。

【００３７】前述した構成によれは、中間羽根１１を低
圧面１２を相対させる主羽根１０寄りに配置している。
このため、主羽根１０及び中間羽根１１の表面である低
圧面１２，１４及び高圧面１３，１５の近傍での流速の
減速を抑えて、境界層の成長や流れの剥離を抑制するこ
とが可能となる。そして、図３中に実線Ｒ１で示す水車
流れ時の効率特性が、図中一点鎖線Ｑ１で示す従来の羽
根車５４を備えたポンプ水車５１の効率特性に比べて向
上する。なお、図３において、横軸は流量係数Ｑを示
し、縦軸は効率ηを示している。

【００３８】また、従来の羽根車５４を備えたポンプ水
車５１の水車流れ時において、図３に示した効率特性に
おける最高効率点Ｉａ１をはずれると、羽根車５４へ流
入する流体の流れが羽根６０に沿わなくなって、羽根６
０の上流側の縁６０ａの近傍で流れの大きな減速が生じ
流れの剥離を引き起こす可能性がある。

【００３９】しかし、前記ポンプ水車１の羽根車４は、
中間羽根１１を設けたことによって主羽根１０及び中間
羽根１１一枚あたりの負荷が減少するため、前記縁１０
ａ，１１ａの近傍における減速が減少する。このため、
羽根１０，１１の上流側の縁１０ａ，１１ａの近傍にお
ける羽根１０，１１のキャンバラインが流体の流入角度
に沿わなくなっても、従来の羽根車５４に比較して損失
を抑制することができる。

【００４０】このように、本実施形態の羽根車４は、水
車流れ時における効率特性が上述した理由によって、最
高効率点Ｉ１が向上するとともに、この最高効率点Ｉ１
での流量より少ない部分流量時及び、最高効率点での流
量より多い過大流量時の効率が従来例と比較して高くな
り、流量の変化に対する効率の変化が平坦になる。した
がって、上池及び下池の水位変動が大きな場合でも、効
率の向上を図ることができる。

【００４１】次に、本発明の第２の実施形態を図４ない
し図８を参照して説明する。なお、前述した第１の実施
形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００４２】本実施形態の羽根車４の中間羽根１１は、
図４及び図５に示すように、図中のＶ−Ｖ線に沿うキャ
ンバラインに沿う長さＬ１が、主羽根のキャンバライン
に沿う長さＬ０に対し以下の式２を満たすように形成さ
れている。なお、図中のＶ−Ｖ線は、縁１１ａにおける
翼幅Ｓに対し、シュラウド面３を基準として１０％高さ
の部分を示している。

【００４３】 ０．５０≦Ｌ１／Ｌ０≦１．０……………式２ また、本実施形態においても、互いに隣接する主羽根１
０，１０の間に１枚の中間羽根１１が前述した式１を満
たす位置に配されても良く、または互いに隣接する主羽
根１０，１０の間に複数枚配されても良い。

【００４４】前述した構成によれば、図６ないし図８に
示す特性が得られる。図６は、水車流れ時の効率ηを示
し、横軸は流量係数Ｑを示している。図６中実線Ｒ２は
本実施形態の羽根車４を備えたポンプ水車１の特性を示
し、図６中一点鎖線Ｑ２は従来の羽根車５４を備えたポ
ンプ水車５１の特性を示している。

【００４５】中間羽根１１を設けることによって羽根１
０，１１一枚あたりの負荷を減少させることができ、主
羽根１０及び中間羽根１１の低圧面１２，１４及び高圧
面１３，１５の近傍での流速の減少を抑えることがで
き、境界層の成長や流れの剥離を抑制することができ
る。

【００４６】このため、羽根車４は、図６に示すよう
に、最高効率点Ｉ２の向上と部分流量時及び過大流量時
の効率も向上して、従来の羽根車５４に比較して流量の
変化に対する効率の変化が平坦になる。

【００４７】図７は、ポンプ流れ時の効率ηを示し、横
軸は流量係数Ｑを示している。図７中実線Ｒ３は本実施
形態の羽根車４を備えたポンプ水車１の特性を示し、図
７中一点鎖線Ｑ３は従来の羽根車５４を備えたポンプ水
車５１の特性を示している。

【００４８】ポンプ流れにおいても、前述した水車流れ
時と同様に、中間羽根１１を設けることによって、主羽
根１０及び中間羽根１１の低圧面１２，１４及び高圧面
１３，１５の近傍での境界層の成長や流れの剥離を抑制
することができる。このため、羽根車４は、図７に示す
ように、最高効率点Ｉ３の向上と部分流量時及び過大流
量時の効率も向上して、従来の羽根車５４に比較して流
量の変化に対する効率の変化が平坦になる。

【００４９】図８は、ポンプ流れ時の上流側に位置する
縁１０ｂ，１１ｂにおけるキャビテーションの発生を示
すキャビテーション初生曲線を示し、横軸は流量係数Ｑ
を示し、縦軸はキャビテーション係数Ｈを示している。
図８中実線Ｒ４は本実施形態の羽根車４を備えたポンプ
水車１の特性を示し、図８中一点鎖線Ｑ４は従来の羽根
車５４を備えたポンプ水車５１の特性を示している。

【００５０】また、前記実線Ｒ４及び一点鎖線Ｑ４にお
いて、キャビテーション係数Ｈが最も低くなる点Ｉ４を
境に小流量側では、前記低圧面１２において縁１０ｂの
近傍２１にキャビテーションが生じ、大流量側では、前
記高圧面１３において縁１０ｂの近傍２２にキャビテー
ションが生じる。このように、キャビテーションは、ポ
ンプ入口角度と流れの角度との差が大きくなると、流れ
の入ってくる反対側に位置する面で圧力が局所的に低下
して生じる。

【００５１】本実施形態の羽根車４は、中間羽根１１を
設けることによって、前述したキャビテーション係数Ｈ
が最小となる点Ｉ４を境に、大流量側で生じる主羽根１
０の高圧面１３において縁１０ｂの近傍２２で生じる局
所的な静圧の低下を中間羽根１１との干渉で抑制するこ
とができ、キャビテーションの発生を大幅に抑制するこ
とができる。したがって、図８中実線Ｒ４で示したよう
に、従来の羽根車５４と比較してキャビテーション係数
Ｈを低下させることが可能となる。

【００５２】このように、本実施形態の羽根車４は、前
記式２を満たす中間羽根１１を設けることによって、ポ
ンプ水車１の水車流れ時及びポンプ流れ時での効率を改
善することができるとともに、ポンプ流れ時キャビテー
ション特性を改善することが可能となる。

【００５３】したがって、上池及び下池の水位変動が大
きな場合でも効率の向上を図ることができるとともに、
キャビテーションの発生を抑制するなどのキャビテーシ
ョン特性を改善することができる。

【００５４】また、前述した第１及び第２の実施形態に
おいて、互いに隣接する主羽根１０，１０の間に複数枚
の中間羽根１１を設けた場合には、主羽根１０，１０間
における流れを中間羽根１１がより整流することとなっ
て、主羽根１０及び中間羽根１１の低圧面１２，１４及
び高圧面１３，１５の近傍での境界層の成長や流れの剥
離をより一層抑制できる。このため、最高効率点がより
一層向上し部分流量時及び過大流量時の効率もより一層
向上して、流量の変化に対する効率の変化が平坦にな
る。さらに、主羽根１０，１０間における流れがより整
流されるので、キャビテーションの発生をより一層抑制
することが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の羽根車は、９枚以下設けられた
主羽根の互いに間に、これらの主羽根の長さと等しいか
またはこれらの主羽根より短い中間羽根を、１枚配して
いる。このため、主羽根の表面における流速の減速を抑
制することができ、これらの表面における境界層の成長
や表面からの流れの剥離を防止することができる。した
がって、上池及び下池の水位変動が大きな場合でも効率
の向上を図ることができる。

【００５６】また、本発明の羽根車は、中間羽根に低圧
面を相対させる主羽根寄りに中間羽根を設けているの
で、主羽根の表面における流速の減速をより抑制するこ
とができ、これらの表面における境界層の成長や表面か
らの流の剥離をより確実に防止することができる。した
がって、上池及び下池の水位変動が大きな場合でも効率
の向上を図ることができる。

【００５７】本発明の羽根車は、９枚以下設けられた主
羽根の互いに間に、これらの主羽根の長さと等しいかま
たはこれらの主羽根より短い中間羽根を、複数枚配して
いる。このため、互いに隣接する主羽根間における流れ
がより整流されることとなって、これらの羽根の表面に
おける流速の減速を抑制することができ、かつ境界層の
成長や表面からの流れの剥離を防止することができる。
したがって、上池及び下池の水位変動が大きな場合でも
効率の向上をより図ることができる。また、主羽根間に
おける流れが整流されるので、キャビテーションの発生
を抑制するなどのキャビテーション特性を改善すること
が可能となる。

【００５８】さらに、本発明の羽根車は、中間羽根をそ
の長さＬ１が主羽根の長さＬ０の５０％以上１００％以
下の長さとしているので、境界層の成長及び流れの剥離
を抑制できることに加え、主羽根の表面における局所的
な静圧の低下を中間羽根との干渉で抑制することができ
る。したがって、上池及び下池の水位変動が大きな場合
でも、キャビテーションの発生を抑制するなどのキャビ
テーション特性を改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の羽根車の羽根の子午
面に沿ったポンプ水車の一部を示す断面図。

【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。

【図３】同実施形態の水車流れ時における効率特性を示
す図。

【図４】本発明の第２の実施形態の羽根車の羽根の子午
面に沿ったポンプ水車の一部を示す断面図。

【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図。

【図６】同実施形態の水車流れ時における効率特性を示
す図。

【図７】同実施形態のポンプ流れ時における効率特性を
示す図。

【図８】同実施形態のポンプ流れ時におけるキャビテー
ション初生曲線を示す図。

【図９】従来の羽根車の羽根の子午面に沿ったポンプ水
車の一部を示す断面図

【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図。

【図１１】従来の羽根車の水車流れ時における効率特性
を示す図。

【図１２】従来の羽根車のポンプ流れ時における効率特
性を示す図。

【図１３】従来の羽根車のポンプ流れ時におけるキャビ
テーション初生曲線を示す図。

【符号の説明】

１…フランシス形ポンプ水車 ４…羽根車 １０…主羽根 １０ａ…縁 １１…中間羽根 １１ａ…縁 １２…低圧面 １３…高圧面

フロントページの続き (72)発明者 宮川 和芳 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 今村 広嗣 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 松下 広 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 3H072 AA07 AA17 BB20 BB31 CC43 CC85

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の主羽根と、互いに隣接する主羽根の
   間に設けられかつ主羽根より短くもしくは主羽根と等し
   い長さに形成された中間羽根と、を有する羽根車におい
   て、 前記主羽根を９枚以下有し、 前記中間羽根を互いに隣接する主羽根の間に１枚配した
   ことを特徴とする羽根車。
2. 【請求項２】互いに隣接する主羽根の羽根車の外周端部
   に位置する縁の周方向に沿った間隔をλ０とし、 中間羽根の羽根車の外周端部に位置する縁とこの中間羽
   根に低圧面を相対させる主羽根の羽根車の外周端部に位
   置する縁との周方向に沿った間隔をλ１とし、 ０．３５≦λ１／λ０≦０．５０となる位置に、前記中
   間羽根を配したことを特徴とする請求項１記載の羽根
   車。
3. 【請求項３】複数の主羽根と、互いに隣接する主羽根の
   間に設けられかつ主羽根より短くもしくは主羽根と等し
   い長さに形成された中間羽根と、を有する羽根車におい
   て、 前記主羽根を９枚以下有し、 前記中間羽根を互いに隣接する主羽根の間に複数枚配し
   たことを特徴とする羽根車。
4. 【請求項４】前記主羽根の長さをＬ０とし、 前記中間羽根の長さをＬ１とし、 ０．５０≦Ｌ１／Ｌ０≦１．０となる長さに、前記中間
   羽根が形成されたことを特徴とする請求項１、請求項２
   または請求項３のうちいずれか一項に記載の羽根車。