JP2001234843A - Water turbine moving blade - Google Patents

Water turbine moving blade

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JP2001234843A
JP2001234843A JP2000052098A JP2000052098A JP2001234843A JP 2001234843 A JP2001234843 A JP 2001234843A JP 2000052098 A JP2000052098 A JP 2000052098A JP 2000052098 A JP2000052098 A JP 2000052098A JP 2001234843 A JP2001234843 A JP 2001234843A
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Japan
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moving blade
water turbine
hub
cross
moving
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Application number
JP2000052098A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Ishii
憲法 石居
Katsumasa Shinmei
克真 震明
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water turbine moving blade capable of realizing high cavitation performance and a high work efficiency even under an operating condition having much water flow. SOLUTION: This water turbine moving blade which is provided with a hub 7 connected to a water turbine rotary shaft and a plurality of moving blades 6 which are disposed around the hub and which are attached extending to a radial direction on an outer periphery of the hub 7, the cross section of the blade along the water flow direction of the moving blade 6 is formed in a nearly S-shaped.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水車動翼装置に係わ
り、特に水車動翼が、回転するハブの外周に放射方向に
のびて取り付けられている水車動翼装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbine blade device, and more particularly to a turbine device in which the turbine blade is radially attached to the outer periphery of a rotating hub.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の水車動翼装置を備えた水車は、
図3および図4に示されているように、発電機を内蔵し
ている水車本体ケーシング10の後流側に羽根車,すな
わち動翼6およびランナコーン8を有するハブ7を備
え、水流15により回転するように形成されている。水
車本体のケーシング10は、シャフト11によって流路
内の所定位置に設置され、またこのケーシング外周の流
路には、水の流れを整流するためのステーベーン12お
よび流量を調整するためのガイドベーン13が設けられ
ている。
2. Description of the Related Art A water turbine equipped with this type of water turbine moving blade device is:
As shown in FIGS. 3 and 4, an impeller, that is, a hub 7 having a moving blade 6 and a runner cone 8 is provided on the downstream side of a water turbine main body casing 10 containing a generator, and is rotated by a water flow 15. It is formed so that. A casing 10 of the water turbine main body is installed at a predetermined position in a flow path by a shaft 11, and a stay vane 12 for rectifying a flow of water and a guide vane 13 for adjusting a flow rate are provided in a flow path on the outer periphery of the casing. Is provided.

【0003】羽根車を構成する複数の動翼6は、プロペ
ラ形状をした翼が、ハブの外周に半径方向,すなわち放
射方向にのびて取り付けられ、ダムからの水の流れ15
のエネルギーを翼の揚力として受け止め、羽根車の回転
力へと変換する役割を果たしている。
A plurality of blades 6 constituting an impeller are mounted with propeller-shaped blades mounted on the outer periphery of a hub in a radial direction, that is, in a radial direction.
It takes the energy of the wings as lift of the wings and converts it into rotational force of the impeller.

【0004】回転力によってハブ7と動翼6およびラン
ナコーン8が水車回転軸14を中心に回転し、回転軸に
取り付けられた発電機によって発電される。したがっ
て、この種の水力プラントの発電量はこれら動翼6の流
体性能によって大きく左右されることになり、できるだ
け大きな揚力を動翼に発生させることがプラントの発電
性能向上のために不可欠である。
The hub 7, the rotor blades 6, and the runner cone 8 rotate around the turbine rotation shaft 14 due to the rotation force, and power is generated by a generator attached to the rotation shaft. Therefore, the power generation amount of this type of hydropower plant is largely influenced by the fluid performance of the rotor blades 6, and it is essential to generate as much lift as possible on the rotor blades in order to improve the power generation performance of the plant.

【0005】動翼の典型的な形状は、図5にその断面形
状が示されているように、翼先端(前縁)と後端(後
縁)を結ぶ翼弦16を基準線とした作用面17と反作用
面18で構成される形状をしている。そして、それぞれ
の面にかかる流体の圧力差によって翼の仕事量が決ま
る。
[0005] A typical shape of a moving blade is, as shown in a sectional shape in FIG. 5, an action using a chord 16 connecting a blade tip (leading edge) and a trailing end (trailing edge) as a reference line. It has a shape composed of a surface 17 and a reaction surface 18. The work volume of the blade is determined by the pressure difference of the fluid applied to each surface.

【0006】作用面17と反作用面18との圧力差が大
きければ大きいほど翼の仕事量が増えるため、両者面間
に大きな圧力差が得られるように、この翼形状が種々工
夫され設計されている。
[0006] The greater the pressure difference between the working surface 17 and the reaction surface 18, the greater the amount of work of the wing. Therefore, the shape of the wing is designed and designed so that a large pressure difference can be obtained between the two surfaces. I have.

【0007】しかし、水力機械においては作動流体が水
であるため、圧力が水の飽和蒸気圧以下に低下するとそ
の部分から気泡が発生するキャビテーション現象が生じ
る。翼表面からキャビテーションが発生すると翼の効率
が大きく低下するため、翼表面での最低圧力はキャビテ
ーションが発生しない圧力にコントロールする必要があ
る。翼面上の圧力分布のコントロールも翼断面の形状を
操作することによっておこなわれる。
However, in a hydraulic machine, since the working fluid is water, when the pressure drops below the saturated vapor pressure of water, a cavitation phenomenon occurs in which bubbles are generated from that portion. When cavitation is generated from the wing surface, the efficiency of the wing is greatly reduced. Therefore, it is necessary to control the minimum pressure on the wing surface to a pressure at which cavitation does not occur. Control of the pressure distribution on the wing surface is also performed by manipulating the shape of the wing cross section.

【0008】なお、この種水車動翼に関連するものとし
ては、例えば特開平3−151570号公報あるいは特
開昭53−85501号公報などが挙げられる。
[0008] Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-151570 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-85501, for example, relate to this type of turbine blade.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】水力プラントにおける
水車はダムの水位、流量によって様々な運転条件で運転
されるため、その動翼は対象となるプラントの条件に最
適な形状で設計されていることが求められる。しかし、
前述した従来の単純な翼断面形状をした翼を使用するだ
けでは、要求されている運転条件で必ずしも望ましい性
能が達成できるとは限らない。特に流量が多い運転条件
下では翼チップ側後半部分での圧力低下がキャビテーシ
ョンを引き起こし易く、大きな性能低下となる恐れがあ
った。
Since a water turbine in a hydropower plant is operated under various operating conditions depending on the water level and flow rate of a dam, its moving blade is designed to have an optimum shape for the target plant conditions. Is required. But,
The mere use of the conventional wing having a simple wing cross-sectional shape does not always achieve the desired performance under the required operating conditions. In particular, under operating conditions where the flow rate is high, the pressure drop in the latter half of the blade tip tends to cause cavitation, which may result in a significant performance drop.

【0010】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、流水量が多い運転条件下,すなわ
ち翼のチップ側に大きな負荷のかかる運転条件下でも、
高いキャビテーション性能と高い仕事効率を実現するこ
とが可能なこの種の水車動翼装置を提供することにあ
る。
[0010] The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to operate under a large flow rate of water, that is, under a large load on the blade tip side.
An object of the present invention is to provide a water turbine moving blade apparatus of this type capable of realizing high cavitation performance and high work efficiency.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、水車
回転軸に連結されたハブと、このハブの周囲に配置され
た複数の動翼とを備え、前記動翼が、前記ハブの外周に
放射方向(半径方向)にのびて取り付けられている水車
動翼装置において、前記動翼の水流方向に沿う断面の翼
形状を、ほぼS字型に形成し所期の目的を達成するよう
にしたものである。
That is, the present invention comprises a hub connected to a rotating shaft of a water turbine, and a plurality of moving blades arranged around the hub, wherein the moving blade is provided on an outer periphery of the hub. In a water turbine moving blade device mounted so as to extend in a radial direction (radial direction), a blade shape of a cross section of the moving blade along a water flow direction is formed to be substantially S-shaped, thereby achieving an intended purpose. Things.

【0012】また本発明は、水車回転軸に連結されたハ
ブと、このハブの周囲に配置された複数の動翼とを備
え、前記動翼が、前記ハブの外周に放射方向(半径方
向)にのびて取り付けられている水車動翼装置におい
て、前記動翼の径方向外周側近傍部を水流方向に沿って
断面したときの断面形状を、ほぼS字型に形成するよう
にしたものである。
Further, the present invention includes a hub connected to a water turbine rotating shaft, and a plurality of moving blades arranged around the hub, wherein the moving blades are arranged radially (radially) on the outer periphery of the hub. In a water turbine moving blade device mounted so as to extend, a cross-sectional shape when a portion near a radially outer peripheral side of the moving blade is cut along a water flow direction is formed to be substantially S-shaped. .

【0013】また、水車回転軸に連結されたハブと、こ
のハブの周囲に配置された複数の動翼とを備え、前記動
翼が、前記ハブの外周に放射方向(半径方向)にのびて
取り付けられている水車動翼装置において、前記動翼の
後縁側近傍部を径方向に沿って断面したときの断面形状
を、ほぼS字型に形成するようにしたものである。ま
た、動翼の径方向外周側近傍部を水流方向に沿って断面
したときの断面形状を、ほぼS字型に形成するととも
に、動翼の後縁側近傍部を径方向に沿って断面したとき
の断面形状も、ほぼS字型に形成するようにしたもので
ある。
[0013] In addition, a hub connected to the rotating shaft of the turbine and a plurality of moving blades arranged around the hub are provided, and the moving blades extend radially (radially) around the outer periphery of the hub. In the water turbine moving blade device attached, a cross-sectional shape when a portion near the trailing edge side of the moving blade is radially cross-sectionally formed is substantially S-shaped. In addition, the cross-sectional shape when the radially outer peripheral side portion of the moving blade is sectioned along the water flow direction is formed substantially in an S shape, and the trailing edge side near portion of the moving blade is radially sectioned. Has a substantially S-shaped cross section.

【0014】すなわちこのように形成された水車動翼装
置であると、動翼の水流方向に沿う断面の翼形状が、ほ
ぼS字型に形成されていることから、翼前半部分での反
りは大きく、翼の後半部分の反りが小さくなり、したが
って翼後半部分でのみ圧力を上昇させることができ、詳
細は後述するが、従来のものに比べて翼全体の仕事量を
多くすることができ、キャビテーションを防ぐと同時に
高い効率を実現すことができるのである。
That is, in the water turbine moving blade device thus formed, since the blade shape of the cross section along the water flow direction of the moving blade is formed substantially in an S shape, the warpage in the front half of the blade is reduced. Larger, the warpage of the latter half of the wing is smaller, and therefore the pressure can be increased only in the latter half of the wing.Details will be described later, but the work of the whole wing can be increased compared to the conventional one, High efficiency can be achieved while preventing cavitation.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図1にはその水車動翼装置の動
翼,すなわち一枚の動翼の正面が示されている。動翼6
は、動翼のハブ側の辺4の部分に取り付けられたステム
部5によってハブ7に取り付けられている。ダムからの
水の流れは動翼先端の辺(前縁)1側から後端の辺(後
縁)2側の方向へ流れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a moving blade of the water turbine moving device, that is, a front view of a single moving blade. Bucket 6
Is attached to the hub 7 by a stem portion 5 attached to a portion of the side 4 on the hub side of the rotor blade. The flow of water from the dam flows from the side (front edge) 1 side of the blade tip to the side (rear edge) 2 side of the rear end.

【0016】この動翼6は、特に次のように形成され
る。すなわち、動翼6の径方向(Y矢印方向)の外周側
近傍部(翼チップ側の辺3側)を水流方向(X矢印方
向)に沿って断面したときの断面形状が、ほぼS字型に
形成されている。すなわち、図1(a)のA−A線に沿
う断面翼形状が図1(b)のように、ほぼS字型に形成
されるのである。この場合、動翼6の径方向の内周側近
傍部の断面形状は、勿論S字型でもよいが、図1(c)
のように単に湾曲した形(反り形),強いて云えばU字
状に形成した方が実験の結果では有効であった。
This moving blade 6 is particularly formed as follows. That is, when a portion near the outer peripheral side (the side 3 on the blade tip side) in the radial direction (Y arrow direction) of the rotor blade 6 is sectioned along the water flow direction (X arrow direction), the cross-sectional shape is substantially S-shaped. Is formed. That is, as shown in FIG. 1B, the cross-sectional wing shape along the line AA in FIG. 1A is formed substantially in an S shape. In this case, the sectional shape of the vicinity of the inner peripheral side in the radial direction of the moving blade 6 may be of course an S-shape, but FIG.
As a result of the experiment, it was more effective to simply form a curved shape (warp shape) as described above, in other words, a U-shape.

【0017】このように動翼の径方向の外周近傍におけ
る水の流れに沿う方向の断面形状はS字型をなし、ハブ
側の辺4からチップ側の辺3にかけて、通常の反り形状
図1(b)からこのS字型の反り形状図1(c)まで滑
らかに変化している。
As described above, the cross-sectional shape in the direction along the flow of water in the vicinity of the radial outer periphery of the rotor blade has an S-shape, and the normal warped shape diagram 1 extends from the side 4 on the hub side to the side 3 on the tip side. The shape changes smoothly from (b) to the S-shaped warp shape shown in FIG. 1 (c).

【0018】次にこのように形成されている動翼の作用
を、図6および図7を用いて従来のものと比較しながら
説明する。図6には、翼表面上における典型的な圧力分
布が示されている。横軸に翼先端からの距離をとり、縦
軸に翼表面における圧力の値をとっている。グラフ内の
二本の曲線のうち高い値の分布20が翼の作用面側17
の圧力分布、低い値の分布21が半作用面側18の圧力
分布である。2つの曲線に囲まれた領域の面積22が翼
のする仕事を表す。斜線で示した低い圧力の領域23が
キャビテーションが発生する領域で、反作用面上の圧力
値21がこの領域まで低下するとその部分からキャビテ
ーションが発生し翼の性能は大きく低下する。
Next, the operation of the rotor blade thus formed will be described with reference to FIGS. 6 and 7 in comparison with a conventional blade. FIG. 6 shows a typical pressure distribution on the wing surface. The horizontal axis indicates the distance from the blade tip, and the vertical axis indicates the pressure value on the blade surface. Of the two curves in the graph, the distribution 20 with the higher value is the active surface side 17 of the wing.
Is a pressure distribution on the semi-working surface side 18. The area 22 of the region surrounded by the two curves represents the work done by the wing. A low pressure area 23 indicated by oblique lines is an area where cavitation occurs. When the pressure value 21 on the reaction surface decreases to this area, cavitation occurs from that part and the performance of the blade is greatly reduced.

【0019】通常の反り形状のみを用いた動翼を用いた
場合、水車の運転条件によっては翼チップ側の断面AA
における圧力分布が図7の分布24に示すような状態に
なる。翼後半の圧力が大きく低下した部分25でキャビ
テーションが発生する状態になっているため、この状態
で運転すると水車の効率は大きく低下する。設計段階で
この状態が数値実験などで予測できた場合、キャビテー
ションを回避するために従来とられてきた手法は、図8
に示す通常の反りを持った翼形状の反りの大きさ28
を、図9に示されているように翼断面形状が相似なまま
小さな値の反り29持った形状に変更することであっ
た。
When a rotor blade using only a normal warp shape is used, the cross section AA on the blade tip side depends on the operating conditions of the water turbine.
Is in a state as shown by a distribution 24 in FIG. Since cavitation occurs in the portion 25 where the pressure in the latter half of the blade has greatly decreased, the efficiency of the water turbine is greatly reduced when operating in this state. If this state can be predicted by a numerical experiment or the like at the design stage, a method conventionally used to avoid cavitation is shown in FIG.
The size of the warpage of the wing shape with the normal warpage shown in 28
Was to be changed to a shape having a small value of warpage 29 while keeping the blade cross-sectional shape similar, as shown in FIG.

【0020】このように変更することで、翼表面の圧力
は上昇し図7の分布26に示されているように反作用面
の最低圧力がキャビテーション発生領域にかからないよ
うにすることができ、翼後半部のキャビテーションの発
生を抑制することが可能となる。しかし、この手法では
翼前半部の圧力まで上昇させてしまい、作用面と反作用
面の圧力差が示す翼の行う仕事量は減って翼全体の効率
は下がってしまうのである。
By making such a change, the pressure on the blade surface rises, and as shown by the distribution 26 in FIG. 7, the minimum pressure on the reaction surface can be prevented from being applied to the cavitation generation region, and the latter half of the blade can be obtained. It is possible to suppress the occurrence of cavitation in the part. However, in this method, the pressure in the first half of the blade is increased, and the work performed by the blade, which is indicated by the pressure difference between the working surface and the reaction surface, is reduced, and the efficiency of the whole blade is reduced.

【0021】これに対し、本発明の翼形状にすれば、図
10に示されているように翼前半部分での反り30を元
の形状の反り28よりも減じることなく翼の後半部分の
反り31のみを小さくすることができ、翼後半部分での
み圧力を上昇させることができる。この結果圧力分布は
図7の分布27のようになり、従来手法による分布26
に比べて翼全体の仕事量を多くすることができ、キャビ
テーションを防ぐと同時に高い効率を実現すことができ
るのである。
On the other hand, according to the wing shape of the present invention, as shown in FIG. 10, the warp 30 in the front half of the wing is not reduced from the warp 28 of the original shape and the warp in the rear half of the wing is reduced. 31 can be reduced, and the pressure can be increased only in the latter half of the wing. As a result, the pressure distribution becomes like the distribution 27 in FIG.
As a result, the work amount of the entire wing can be increased, and cavitation can be prevented and, at the same time, high efficiency can be realized.

【0022】次に図1を用い本発明のもう一つの実施例
を説明する。この場合には、動翼の後縁側近傍部を径方
向に沿って断面したときの断面形状,すなわち、図1の
水の流れに垂直な方向の翼後端付近におけるC−C線に
沿う断面形状を、図2に示されているように、ほぼS字
型に形成するのである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this case, the cross-sectional shape of the portion near the trailing edge side of the moving blade along the radial direction, that is, the cross section along the line CC near the trailing edge of the blade in the direction perpendicular to the flow of water in FIG. As shown in FIG. 2, the shape is formed substantially in an S shape.

【0023】この形状でも、翼の後半部分の反りが小さ
くなり、翼チップ側後半部分での圧力低下を局所的に抑
えることができ、翼のチップ側後半部分で負荷が厳しく
なる流量の多い運転条件においても高いキャビテーショ
ン性能と高い効率を同時に実現することができる。この
場合、勿論この形状だけでもよいが、前述した実施例と
組み合わせるようにすることも可能である。
Even in this configuration, the warp in the latter half of the blade is reduced, the pressure drop in the latter half of the blade tip can be locally suppressed, and the load becomes more severe in the latter half of the blade tip, so that a large flow rate operation is performed. Under the conditions, high cavitation performance and high efficiency can be simultaneously realized. In this case, of course, this shape alone may be used, but it is also possible to combine with the above-described embodiment.

【0024】なお、以上の説明では動翼の断面形状をほ
ぼS字型にする旨述べたが、これはある回転方向の場合
で、回転方向が逆な場合には逆S字型になることは勿論
であり、ここでは逆S字型もS字型として説明してい
る。
In the above description, it is described that the cross-sectional shape of the rotor blade is substantially S-shaped. However, this is in the case of a certain rotational direction, and the reverse S-shaped when the rotational direction is reversed. Needless to say, the inverted S-shaped type is also described here as the S-shaped type.

【0025】以上説明してきたようにこのように形成さ
れた水車動翼装置であると、動翼6の水流方向に沿う断
面の翼形状,あるいは動翼6の後縁側近傍部を径方向に
沿って断面したときの断面形状が、ほぼS字型に形成さ
れていることから、翼の後半部分の反りが小さくなり、
翼後半部分でのみ圧力を上昇させることができ、すなわ
ち翼チップ側後半部分での圧力低下を局所的に抑えるこ
とによって、翼のチップ側に大きな負荷のかかる運転条
件において、高いキャビテーション性能と高い仕事効率
を実現することができるのである。
As described above, according to the water turbine moving blade apparatus formed in this manner, the blade shape of the cross section of the moving blade 6 along the water flow direction or the vicinity of the trailing edge side of the moving blade 6 extends in the radial direction. The cross-sectional shape when cross-sectioned is formed in an almost S-shape, so that the warp of the rear half of the wing is reduced,
The pressure can be increased only in the second half of the wing, that is, by locally suppressing the pressure drop in the second half of the wing tip, high cavitation performance and high workability can be achieved under operating conditions where a large load is applied to the wing tip. Efficiency can be realized.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、流水量が多い運転条件下,すなわち翼のチップ側に
大きな負荷のかかる運転条件下でも、高いキャビテーシ
ョン性能と高い仕事効率を実現することが可能なこの種
の水車動翼装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, high cavitation performance and high work efficiency can be realized even under operating conditions where the amount of flowing water is large, that is, under operating conditions where a large load is applied to the tip side of the blade. This kind of water turbine bucket device capable of being obtained can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の水車動翼装置の一実施例の要部を示す
正面図及び動翼断面図である。
FIG. 1 is a front view and a sectional view of a main part of an embodiment of a water turbine moving blade apparatus according to the present invention.

【図2】図1のC−C線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【図3】水車動翼装置を備えた水車を示す側面図であ
る。
FIG. 3 is a side view showing a water turbine provided with a water turbine moving blade device.

【図4】水車動翼装置を備えた水車を示す正面図であ
る。
FIG. 4 is a front view showing a water turbine provided with a water turbine bucket device.

【図5】従来の動翼の断面形状を示す図である。FIG. 5 is a view showing a cross-sectional shape of a conventional moving blade.

【図6】翼表面の圧力分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a pressure distribution on a blade surface.

【図7】翼後半部分で負荷の高い圧力分布を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a pressure distribution with a high load in the latter half of the blade.

【図8】従来の動翼の断面形状を示す図である。FIG. 8 is a view showing a cross-sectional shape of a conventional moving blade.

【図9】従来の動翼の断面形状を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional shape of a conventional moving blade.

【図10】本発明の水車動翼装置における動翼の断面形
状を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional shape of a bucket in the turbine bucket apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…動翼先端の辺、2…動翼後端の辺、3…動翼チップ
側の辺、4…動翼ハブ側の辺、5…ステム、6…動翼、
7…ハブ、8…ランナーコーン、10…ケーシング、1
1…シャフト、12…ステーベーン、13…ガイドベー
ン、14…水車中心軸、15…ダムからの水の流れ、1
6…翼弦、17…作用面、18…反作用面、20…作用
面側の圧力、21…反作用面側の圧力、22…翼のする
仕事、23…キャビテーション発生領域、25…従来技
術による反作用面の圧力分布、26…従来技術による翼
形状修正後の反作用面の圧力分布、27…本発明を用い
た反作用面の圧力分布、28…従来技術による翼断面形
状、29…従来技術による修正後の翼断面形状、30…
本発明を用いた翼断面形状。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... The edge of the blade front end, 2 ... The edge of the blade rear end, 3 ... The edge on the blade tip side, 4 ... The edge on the blade hub side, 5 ... Stem, 6 ...
7 ... hub, 8 ... runner cone, 10 ... casing, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft, 12 ... Stay vane, 13 ... Guide vane, 14 ... Water turbine center axis, 15 ... Water flow from dam 1
6 ... chord, 17 ... working surface, 18 ... reaction surface, 20 ... pressure on the working surface side, 21 ... pressure on the reaction surface side, 22 ... work done by the wing, 23 ... cavitation generation area, 25 ... reaction by the prior art Pressure distribution on the reaction surface, 26: Pressure distribution on the reaction surface after modification of the blade shape by the prior art, 27: Pressure distribution on the reaction surface using the present invention, 28: Cross-sectional shape of the blade by the conventional technology, 29: After modification by the conventional technology Wing cross-sectional shape, 30 ...
The wing cross-sectional shape using the present invention.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水車回転軸に連結されたハブと、該ハブ
の周囲に配置された複数の動翼とを備え、前記動翼が、
前記ハブの外周に放射方向(半径方向)にのびて取り付
けられている水車動翼装置において、 前記動翼の水流方向に沿う断面の形状が、ほぼS字型に
形成されていることを特徴とする水車動翼装置。
1. A vehicle comprising: a hub connected to a rotating shaft of a water turbine; and a plurality of moving blades disposed around the hub.
In a water turbine moving blade device attached to an outer periphery of the hub in a radial direction (radial direction), a cross-sectional shape of the moving blade along a water flow direction is substantially S-shaped. Water turbine moving device.
【請求項2】 水車回転軸に連結されたハブと、該ハブ
の周囲に配置された複数の動翼とを備え、前記動翼が、
前記ハブの外周に放射方向(半径方向)にのびて取り付
けられている水車動翼装置において、 前記動翼の径方向外周側近傍部を水流方向に沿って断面
したときの断面形状が、ほぼS字型に形成されているこ
とを特徴とする水車動翼装置。
2. A vehicle comprising: a hub connected to a rotating shaft of a water turbine; and a plurality of moving blades arranged around the hub.
In a water turbine moving blade device attached to the outer periphery of the hub in a radial direction (radially direction), a cross-sectional shape of a portion of the moving blade near a radial outer peripheral side along a water flow direction is substantially S. A water turbine bucket device characterized by being formed in a character shape.
【請求項3】 水車回転軸に連結されたハブと、該ハブ
の周囲に配置された複数の動翼とを備え、前記動翼が、
前記ハブの外周に放射方向(半径方向)にのびて取り付
けられている水車動翼装置において、 前記動翼の後縁側近傍部を径方向に沿って断面したとき
の断面形状が、ほぼS字型に形成されていることを特徴
とする水車動翼装置。
3. A hub connected to a rotating shaft of a water turbine, and a plurality of moving blades disposed around the hub, wherein the moving blades are:
In a water turbine moving blade device attached to the outer periphery of the hub in a radial direction (radial direction), a cross-sectional shape of a portion near a trailing edge side of the moving blade along a radial direction is substantially S-shaped. A water turbine moving blade device characterized by being formed in.
【請求項4】 水車回転軸に連結されたハブと、該ハブ
の周囲に配置された複数の動翼とを備え、前記動翼が、
前記ハブの外周に放射方向(半径方向)にのびて取り付
けられている水車動翼装置において、 前記動翼の径方向外周側近傍部を水流方向に沿って断面
したときの断面形状が、ほぼS字型に形成されるととも
に、動翼の後縁側近傍部を径方向に沿って断面したとき
の断面形状も、ほぼS字型に形成されていることを特徴
とする水車動翼装置。
And a hub connected to the rotating shaft of the turbine and a plurality of moving blades disposed around the hub.
In a water turbine moving blade device attached to the outer periphery of the hub in a radial direction (radially direction), a cross-sectional shape of a portion of the moving blade near a radial outer peripheral side along a water flow direction is substantially S. A water turbine moving blade device, wherein the water turbine moving blade device has a substantially S-shaped cross-section when a portion near a trailing edge side of the moving blade is radially cross-sectioned.
【請求項5】 水車回転軸に連結されたハブと、該ハブ
の周囲に配置された複数の動翼とを備え、前記動翼が、
前記ハブの外周に放射方向(半径方向)にのびて取り付
けられている水車動翼装置において、 前記動翼の径方向外周側近傍部を水流方向に沿って断面
したときの断面形状が、ほぼS字型に形成されるととも
に、動翼の径方向内周側に向かうにしたがい次第に変化
し動翼の径方向内周側近傍部では、ほぼU字型に形成さ
れていることを特徴とする水車動翼装置。
5. A vehicle comprising: a hub connected to a rotating shaft of a water turbine; and a plurality of moving blades arranged around the hub, wherein the moving blade includes:
In a water turbine moving blade device attached to the outer periphery of the hub in a radial direction (radially direction), a cross-sectional shape of a portion of the moving blade near a radial outer peripheral side along a water flow direction is substantially S. A water turbine, wherein the water turbine is formed in a U-shape, and gradually changes toward the radially inner peripheral side of the moving blade, and is formed substantially U-shaped near a radially inner peripheral side of the moving blade. Moving blade device.
【請求項6】 前記動翼の断面形状のS字型からU字型
への変化の境は、動翼の径方向中心より外周側である請
求項5記載の水車動翼装置。
6. The water turbine moving blade apparatus according to claim 5, wherein the boundary of the change in the cross-sectional shape of the moving blade from the S-shape to the U-shape is on the outer peripheral side from the radial center of the moving blade.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008180130A (en) * 2007-01-24 2008-08-07 Tokyo Electric Power Co Inc:The Axial flow water turbine and its operation method
JP2017120066A (en) * 2015-12-29 2017-07-06 好美 篠田 Water flow dynamic lift rotation power generator
US10012206B2 (en) 2015-02-24 2018-07-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Runner vane of axial hydraulic machine, runner of axial hydraulic machine, and axial hydraulic machine
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CN115009487A (en) * 2022-07-14 2022-09-06 中国人民解放军海军工程大学 Rotor blade S-shaped anti-cavitation section structure and application and design method thereof

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