JP2011043095A - Runner for francis turbine, and method for manufacturing the same - Google Patents

Runner for francis turbine, and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve easy construction of coating by thermal spraying or the like to a narrow part on the runner inner diameter side in manufacturing and to dispense with welding construction after thermal spraying. <P>SOLUTION: A runner 1 for a Francis turbine includes a crown 2, a band 3 and a plurality of runner blades 4 arranged between the crown 2 and the band 3. The runner blades 4 are divided into the crown side and the band side, and wear resistant treatment is applied to the respective surfaces of a crown side runner 1a with a crown side runner blade 4a integrated with the crown 2, and a band side runner 1b with a band side runner blade 4b integrated with the band 3. The divided parts of the runner blades 4 are connected by a fastening member. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、フランシス型水車のランナ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a runner for a Francis turbine and a method for manufacturing the runner.

一般に、水車等の水力機械のランナにおいては、動作流体に土砂などの固体を含む河川水を使用するため、土砂摩耗による損傷が生じやすい。特に、フランシス型水車のようなランナ形状においては、流水がランナに流入する羽根入口部や、羽根の厚さが薄くなり摩耗による影響が大きい羽根出口部の損傷が大きな問題となる。   Generally, in a runner of a hydraulic machine such as a water wheel, river water containing solids such as earth and sand is used as a working fluid, and therefore damage due to earth and sand wear is likely to occur. In particular, in a runner shape such as a Francis type turbine, damage to a blade inlet portion where flowing water flows into the runner and a blade outlet portion where the blade thickness is thin and is greatly affected by wear becomes a serious problem.

このような土砂摩耗等による損傷の対策として、従来から羽根表面に塗装や溶接、溶射等のコーティングによる土砂摩耗対策が施されている。近年では、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ：High Velocity Oxygen Fuel）（以下、「溶射」と記す）によるコーティング技術が開発され、タングステンカーバイド（ＷＣ）材料等の高硬度材料を使用することにより耐土砂摩耗に有効であることが知られている。しかしながら、フランシス型水車のランナの場合、クラウン、バンド、及び羽根を溶接組立した後、溶射を適用する場合、機材の寸法による制約からランナの形状によっては、内径側（羽根出口側）の狭隘部への施工が不可能であることがあった。この対策としてクラウン、バンド及び羽根の各部品に溶射を実施した後に、溶接組立する方法を採用している（例えば特許文献１参照）。   As countermeasures against damage due to such earth and sand wear, conventionally, countermeasures against earth and sand wear by coating such as painting, welding and thermal spraying have been applied to the blade surface. In recent years, coating technology by high-speed flame spraying (HVOF) (hereinafter referred to as “thermal spraying”) has been developed, and the use of high-hardness materials such as tungsten carbide (WC) material makes it resistant to earth and sand wear. It is known to be effective. However, in the case of Francis turbine runners, when spraying is applied after the crown, band, and blades are welded and assembled, depending on the size of the equipment, depending on the shape of the runner, the narrow part on the inner diameter side (blade outlet side) In some cases, construction was impossible. As a countermeasure against this, a method of welding and assembling after performing thermal spraying on the crown, band and blade parts (see, for example, Patent Document 1).

特開平８−１９３５６８号公報JP-A-8-193568

従来のフランシス型水車のランナにおいては、溶射等のコーティング後に溶接組立を実施しているが、母材と溶射等のコーティング材とが異材であり熱膨張率が異なるため、高温にするとコーティング材の割れ、剥離等を生じる。このため溶接後の応力除去焼鈍のような熱処理ができないという課題があった。また、長期運用開始後のコーティング損傷部の補修に対しては、溶射等によるコーティングの再施工ができないなどの課題があった。   In conventional Francis type turbine runners, welding assembly is carried out after coating such as spraying, but the base material and the coating material such as spraying are different materials and have different thermal expansion coefficients. Cracking, peeling, etc. occur. For this reason, there existed a subject that heat processing like the stress relief annealing after welding could not be performed. In addition, for the repair of the damaged part of the coating after the start of long-term operation, there is a problem that the coating cannot be reconstructed by thermal spraying or the like.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、製造時にランナ内径側の狭隘部に対しても溶射等によるコーティングを容易に施工可能とし、かつ、溶射後の溶接施工を不要とし、更に、長期運用後のコーティング損傷部の補修に対しても、ランナを分離可能として容易にコーティング部を再処理可能とするフランシス型水車のランナ及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily apply coating by spraying or the like to the narrow portion on the inner diameter side of the runner at the time of manufacture, and does not require welding after the spraying. Furthermore, an object of the present invention is to provide a runner for a Francis-type water turbine capable of separating the runner and easily reprocessing the coating portion for repairing a damaged portion of the coating after a long-term operation, and a method for manufacturing the runner. .

上記課題を解決するため、本発明のフランシス型水車のランナは、クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、前記ランナ羽根はクラウン側とバンド側に分割され、クラウン側ランナ羽根を前記クラウンと一体にしたクラウン側ランナ、及びバンド側ランナ羽根を前記バンドと一体にしたバンド側ランナは各々の表面に耐摩耗処理が施され、前記ランナ羽根の分割部は締結部材で接続されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a runner for a Francis turbine according to the present invention is a runner for a Francis turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band. Is divided into a crown side and a band side, and the crown side runner blade is integrated with the crown, and the band side runner blade is integrated with the band. The split portions of the runner blades are connected by a fastening member.

また、本発明のフランシス型水車のランナは、クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、前記ランナ羽根を前記バンドと一体にした部品、及び前記クラウンは、各々の表面に耐摩耗処理が施され、締結部材で接続されていることを特徴とする。   The runner of the Francis type turbine according to the present invention is a runner of a Francis type turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band. The runner blade is integrated with the band. The above-mentioned parts and the crown are subjected to wear resistance treatment on their respective surfaces and are connected by fastening members.

また、本発明のフランシス型水車のランナは、クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、前記ランナ羽根を前記クラウンと一体にした部品、及び前記バンドは、各々の表面に耐摩耗処理が施され、締結部材で接続されていることを特徴とする。   The runner of the Francis type turbine according to the present invention is a runner of a Francis type turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band. The runner blade is integrated with the crown. The above-described parts and the band are subjected to wear resistance treatment on each surface and are connected by a fastening member.

また、本発明のフランシス型水車のランナは、クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、前記ランナ羽根、前記クラウン、及び前記バンドは、各々の表面に耐摩耗処理が施され、前記ランナ羽根は前記クラウン及び前記バンドに対し締結部材で接続されていることを特徴とする。   Further, the runner of the Francis turbine according to the present invention is a runner of a Francis turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band. Each of the bands is subjected to wear resistance treatment on each surface, and the runner blade is connected to the crown and the band by a fastening member.

本発明により、製造時にランナ内径側の狭隘部に対しても溶射等によるコーティングを容易に施工可能とし、かつ、溶射後の溶接施工が不要である。また、長期運用後のコーティング損傷部の補修に対しても、締結部材を外してランナを分離することにより容易にコーティング部の再処理が可能となる。   According to the present invention, coating by spraying or the like can be easily applied to a narrow portion on the inner diameter side of the runner during manufacturing, and welding after spraying is unnecessary. In addition, for repairing a coating damaged portion after long-term operation, the coating portion can be easily reprocessed by removing the fastening member and separating the runner.

本発明の実施形態１に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the runner of the Francis type | mold water turbine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１におけるＡ−Ａ線の矢視拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG. 1. 同ランナの構造の第１変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st modification of the structure of the same runner. 図３におけるＢ−Ｂ線の矢視拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line BB in FIG. 3. 同ランナの構造の第２変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd modification of the structure of the same runner. 図５におけるＣ−Ｃ線の矢視拡大断面図。FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along line CC in FIG. 5. 本発明の実施形態２に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the runner of the Francis type water turbine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図７におけるＤ−Ｄ線の矢視拡大断面図。FIG. 8 is an enlarged sectional view taken along line DD in FIG. 7. 本発明の実施形態３に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the runner of the Francis type | mold water turbine which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図９におけるＥ−Ｅ線の矢視拡大断面図。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view taken along line EE in FIG. 9. 本発明の実施形態４に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the runner of the Francis type water turbine which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下、本発明に係るフランシス型水車のランナの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、フランシス型ポンプ水車のランナに対しても実施可能である。   Embodiments of a runner of a Francis turbine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention can also be implemented for a runner of a Francis pump turbine.

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るランナの構造を示す断面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線の矢視拡大断面図である。
ランナ１は、クラウン２と、バンド３と、クラウン２及びバンド３間に配置した複数枚のランナ羽根４とからなる。ランナ羽根４が入口側から出口側までの中央流線に沿って分割され、ランナ１は、クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂとから構成されている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a runner according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The runner 1 includes a crown 2, a band 3, and a plurality of runner blades 4 disposed between the crown 2 and the band 3. The runner blade 4 is divided along a central stream line from the inlet side to the outlet side, and the runner 1 is composed of a crown side runner 1a and a band side runner 1b.

ランナ羽根分割部はフランジ５を有し、フランジ５はクラウン側及びバンド側のそれぞれにフランジ５ａ，５ｂが形成されている。クラウン２、クラウン側ランナ羽根４ａ及びフランジ５ａは、溶接又は鋳造により一体構成される。バンド３、バンド側ランナ羽根４ｂ及びフランジ５ｂも同様である。   The runner blade split portion has a flange 5, and the flange 5 is formed with flanges 5 a and 5 b on the crown side and the band side, respectively. The crown 2, the crown-side runner blade 4a, and the flange 5a are integrally formed by welding or casting. The same applies to the band 3, the band-side runner blade 4b, and the flange 5b.

クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂは、単品完成状態で、各々に対し溶射等のコーティングによる耐摩耗処理が実施され、その後、ランナ羽根分割部は締結部材６にて接続される。締結部材６を外すことにより、クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂを分離することができる。
締結部材６は、例えばネジであり、上端部がフランジ面より高さのあるものを使用し、表面をグラインダ加工し滑らかにし、必要に応じて溶射を行う。 The crown-side runner 1 a and the band-side runner 1 b are each in a completed state, and are each subjected to wear resistance treatment by coating such as thermal spraying. After that, the runner blade divided portions are connected by a fastening member 6. By removing the fastening member 6, the crown side runner 1a and the band side runner 1b can be separated.
The fastening member 6 is, for example, a screw, and has a top end that is higher than the flange surface. The surface is grinded and smoothed, and sprayed as necessary.

上記の締結により一体となったランナ１は、ランナ締結ボルト８によって水車主軸７と締結されていて、水車主軸７は図示しない発電機又は発電電動機等に直結されている。   The runner 1 integrated as a result of the above fastening is fastened to the water turbine main shaft 7 by runner fastening bolts 8, and the water turbine main shaft 7 is directly connected to a generator or a generator motor (not shown).

ランナ１は、クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂが、締結部材６で一体構成されることにより、従来のランナと同等の構造を構成し、かつ、ランナ羽根分割部のフランジ５に整流羽根の機能を持たせ、部分負荷運転等において従来以上の水力性能を有する。すなわち、図２において、フランジ５は、適切な長さ、厚み、先端形状を持たせることで、整流効果を最大限、かつ、摩擦損失を最小限となるよう設計し、水力性能を向上させるようにする。
そして、クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂは、締結部材６にて接続したことにより、次のような効果を生ずる。 In the runner 1, the crown side runner 1a and the band side runner 1b are integrally formed by the fastening member 6, thereby forming a structure equivalent to that of the conventional runner, and the flange 5 of the runner blade dividing portion is provided with the rectifying blade. It has a function and has a hydraulic performance that is higher than conventional in partial load operation. That is, in FIG. 2, the flange 5 is designed to maximize the rectifying effect and minimize the friction loss by giving the appropriate length, thickness, and tip shape to improve the hydraulic performance. To.
The crown side runner 1a and the band side runner 1b are connected by the fastening member 6 to produce the following effects.

羽根部が開放され作業スペースが確保されることより、分割部両側から耐摩耗処理のコーティングが可能となる。ランナ及びクラウンやバンド部全表面に対し溶射等のコーティングが容易に施工できる。また、羽根内径側の狭隘部への溶射等によるコーティングが溶接組立及び応力除去焼鈍後に施工できる。このことにより、従来のランナの材料強度を保持したまま、耐摩耗特性を向上させることができる。また、コーティングの損傷部の補修時にバンド側ランナ１ｂを分離することにより溶射等によるコーティングの再施工が容易に実施可能であり、再組立時にも当初の組立状態を再現できるため、当初の構造、及び水力性能を復元することが可能となる。この効果は実施形態２以下においても同様である。   Since the blade part is opened and the work space is secured, it is possible to perform wear-resistant coating from both sides of the divided part. Coating such as thermal spraying can be easily applied to the entire surface of the runner, crown and band part. Moreover, the coating by the thermal spraying etc. to the narrow part of a blade inner diameter side can be applied after welding assembly and stress relief annealing. As a result, the wear resistance can be improved while maintaining the material strength of the conventional runner. Also, by separating the band-side runner 1b when repairing the damaged part of the coating, it is possible to easily re-apply the coating by thermal spraying, etc., and the original assembly state can be reproduced even at the time of re-assembly. In addition, the hydraulic performance can be restored. This effect is the same in the second and subsequent embodiments.

図３は、ランナの構造の第１変形例を示す断面図であり、図４は、図３におけるＢ−Ｂ線の矢視拡大断面図である。
クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂにおいて、クラウン側羽根４ａとバンド側羽根４ｂの間に、ノックピン９等を各羽根につき水車中心軸と平行に１本以上挿入し、変形防止、位置決め機構としている。 3 is a cross-sectional view showing a first modification of the structure of the runner, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line BB in FIG.
In the crown-side runner 1a and the band-side runner 1b, one or more knock pins 9 or the like are inserted between the crown-side blades 4a and the band-side blades 4b in parallel with the central axis of the turbine wheel to form a deformation prevention and positioning mechanism. .

これにより、バンド側ランナ１ｂとクラウン側ランナ１ａのランナ羽根接合部において、運転状態での水圧による変形を抑止することができ、また、再組立時には位置決めに利用することができる。   Thereby, the deformation | transformation by the water pressure in the driving | running state can be suppressed in the runner blade | wing junction part of the band side runner 1b and the crown side runner 1a, and it can utilize for positioning at the time of reassembly.

図５は、ランナの構造の第２変形例を示す断面図であり、図６は、図５におけるＣ−Ｃ線の拡大断面図である。
クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂにおいて、クラウン側羽根４ａとバンド側羽根４ｂの間を、段差１０等による嵌め合いによるインロー構造とし、変形防止、位置決め機構としている。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the structure of the runner, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
In the crown-side runner 1a and the band-side runner 1b, the crown-side blade 4a and the band-side blade 4b are provided with an inlay structure by fitting with a step 10 or the like, thereby providing a deformation prevention and positioning mechanism.

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図であり、図８は、図７におけるＤ−Ｄ線の矢視拡大断面図である。なお、実施形態１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。 (Embodiment 2)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of the runner of the Francis turbine according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line DD in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態において、実施形態１と同様に、ランナ羽根４が入口側から出口側までの中央流線に沿って分割される。クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂは、溶接又は鋳造により一体構成され、単品完成状態で、溶射等のコーティングによる耐摩耗処理が実施された後、ランナ羽根分割部は締結部材６にて接続される。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the runner blade 4 is divided along a central stream line from the inlet side to the outlet side. The crown-side runner 1a and the band-side runner 1b are integrally formed by welding or casting, and after being subjected to wear resistance treatment by coating such as thermal spraying in a single product completed state, the runner blade split portion is connected by a fastening member 6. The

本実施形態では、ランナ羽根分割部は、表面がなめらか曲面の膨出部１１が形成されている。締結部材６は、上端部が膨出部１１の面より高さのあるものを使用し、表面をグラインダ加工し滑らかにし、必要に応じて溶射を行う。クラウン側羽根４ａとバンド側羽根４ｂの間を、段差１０等による嵌め合いによるインロー構造とし、また、ノックピン９を挿入し、変形防止、位置決め機構とすることもできる。   In the present embodiment, the runner blade dividing portion is formed with a bulged portion 11 having a smooth surface and a curved surface. The fastening member 6 has an upper end portion that is higher than the surface of the bulging portion 11, and the surface is grinded and smoothed, and sprayed as necessary. An inlay structure by fitting with a step 10 or the like is provided between the crown side blade 4a and the band side blade 4b, and a knock pin 9 can be inserted to form a deformation prevention and positioning mechanism.

クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂが、締結部材６で一体構成されることにより、従来のランナと同等の構造を構成し、かつ、ランナ羽根分割部の膨出部１１に整流羽根の機能を持たせ、従来以上の水力性能を有する。すなわち、ランナ羽根分割部の形状に関し、実施形態１の場合、フランジ５により、部分負荷において従来以上の水力性能を有するように設計し、荷重平均効率を上げることが可能である。一方、本実施形態では、膨出部１１により、部分負荷における効率は実施形態１の場合より下がるとしても、羽根の濡れ面積が少なく、摩擦損失が減るため、最高効率点における効率を、実施形態１の場合より上げることができる。   The crown-side runner 1a and the band-side runner 1b are configured integrally with the fastening member 6, thereby forming a structure equivalent to that of the conventional runner and the function of the rectifying blades on the bulging portion 11 of the runner blade split portion. It has a hydraulic performance higher than conventional. That is, with respect to the shape of the runner blade split portion, in the case of the first embodiment, the flange 5 can be designed to have a hydraulic performance that is higher than that of a conventional part load, and the load average efficiency can be increased. On the other hand, in the present embodiment, even if the efficiency at the partial load is lower than in the case of the first embodiment due to the bulging portion 11, the blade wetting area is small and the friction loss is reduced. It can be raised from the case of 1.

本実施形態のランナは、整流効果、最高効率点における効率の双方のバランスが取れたランナであり、全体的な性能を維持することができる。更に、軽量で製造コストも抑えることができる。
そして、クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂは、締結部材６にて接続したことにより、実施形態１と同様の効果を生ずる。 The runner of this embodiment is a runner that balances both the rectifying effect and the efficiency at the highest efficiency point, and can maintain the overall performance. Furthermore, it is lightweight and can reduce manufacturing costs.
The crown side runner 1 a and the band side runner 1 b are connected by the fastening member 6, thereby producing the same effect as in the first embodiment.

（実施形態３）
図９は、本発明の実施形態３に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図であり、図１０は、図９におけるＥ−Ｅ線の矢視拡大断面図である。なお、実施形態１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。 (Embodiment 3)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure of a runner of a Francis turbine according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view taken along line EE in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態は、ランナ羽根４は、入口側から出口側まで直線で分割することにより、施工難度の軽減化を図ることができ、かつ、実施形態１と同様に羽根及びクラウンやバンド部全表面のコーティングが容易に施工可能となる。   In the present embodiment, the runner blade 4 can be divided into a straight line from the inlet side to the outlet side, so that the construction difficulty can be reduced. The coating can be easily applied.

クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂは、溶接又は鋳造により一体構成される。それらは、単品完成状態で、溶射等のコーティングによる耐摩耗処理が実施された後、ランナ羽根分割部はライナ１２を用いて締結部材６にて接続される。   The crown side runner 1a and the band side runner 1b are integrally formed by welding or casting. In a single product completed state, they are subjected to wear resistance treatment by coating such as thermal spraying, and then the runner blade divided portions are connected by a fastening member 6 using a liner 12.

ライナ１２の表面は、クラウン側ランナ羽根４ａとバンド側ランナ羽根４ｂの表面に対する凹凸がない連続的な面である。締結部材６は、上端部がライナ１２の面より高さのあるものを使用し、表面にグラインダ加工を施し滑らかにし、必要に応じて溶射を行う。   The surface of the liner 12 is a continuous surface having no irregularities with respect to the surfaces of the crown-side runner blade 4a and the band-side runner blade 4b. The fastening member 6 has an upper end that is higher than the surface of the liner 12 and is subjected to a grinder process to make the surface smooth and sprayed as necessary.

クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂが、締結部材６で一体構成されることにより、従来のランナと同等の構造を構成し、かつ、従来と同等の水力性能を有する。   The crown-side runner 1a and the band-side runner 1b are configured integrally with the fastening member 6, thereby constituting a structure equivalent to that of the conventional runner and having hydraulic performance equivalent to that of the conventional runner.

また、実施形態１の変形例と同様に、クラウン側ランナ羽根４ａとバンド側ランナ羽根４ｂの間を、段差等による嵌め合いによるインロー構造とし、また、ノックピンを挿入し、変形防止、位置決め機構とすることもできる。   Similarly to the modification of the first embodiment, the crown-side runner blade 4a and the band-side runner blade 4b have an inlay structure by fitting with a step or the like, and a knock pin is inserted to prevent deformation and positioning mechanism. You can also

そして、クラウン側ランナ１ａとバンド側ランナ１ｂは、締結部材６にて接続したことにより、実施形態１と同様な効果を生ずる。   The crown side runner 1 a and the band side runner 1 b are connected by the fastening member 6, thereby producing the same effect as in the first embodiment.

（実施形態４）
図１１は、本発明の実施形態４に係るフランシス型水車のランナの構造を示す断面図である。
本実施形態は、ランナ羽根４が、クラウン２に対し分割され、バンド３と溶接又は鋳造により一体構成される。ランナ羽根４とバンド３を一体とした部品、及びクラウン２は、個別に製作され、単品完成状態で、各々に対し溶射等のコーティングによる耐摩耗処理が実施された後、分割部は締結部材６にて接続される。締結部材６を外すことにより、バンド３に一体としたランナ羽根４とクラウン２を分離することができる。 (Embodiment 4)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the runner of the Francis turbine according to the fourth embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the runner blade 4 is divided with respect to the crown 2 and is integrally formed with the band 3 by welding or casting. The parts in which the runner blades 4 and the band 3 are integrated, and the crown 2 are individually manufactured, and in a single product completed state, each part is subjected to wear resistance treatment by coating such as thermal spraying. Connected at. By removing the fastening member 6, the runner blade 4 and the crown 2 integrated with the band 3 can be separated.

締結部材６は、上端部がフランジ面より高さのあるものを使用し、表面をグラインダ加工し滑らかにし、必要に応じて溶射を行う。クラウン２のラビリンス部等の厚みがある部分には、当該クラウン２の他の部分よりも径、長さの大きい締結部材を使用することで強度を増すことも可能である。ランナ羽根４、クラウン２、バンド３、締結部材６で一体構造されることにより、従来のランナと同等の構造を構成し、かつ、同等の水力性能を実現している。   The fastening member 6 has an upper end that is higher than the flange surface. The surface of the fastening member 6 is smoothed by grinding, and sprayed as necessary. It is also possible to increase the strength by using a fastening member having a larger diameter and length than other portions of the crown 2 in a portion having a thickness such as a labyrinth portion of the crown 2. The runner blade 4, crown 2, band 3, and fastening member 6 are integrated to form a structure equivalent to that of a conventional runner and realize equivalent hydraulic performance.

フランジ１３によりクラウン２とランナ羽根４の間を、嵌め合いによるインロー構造としており、更に、ノックピンを挿入し、変形防止、位置決め機構とすることもできる。
なお、ランナ羽根４を、バンド３に対し分割し、クラウン２と一体にして実施してもよい。また、ランナ羽根４を、クラウン２、バンド３の双方に対し分割して実施してもよい。 The flange 13 has an inlay structure by fitting between the crown 2 and the runner blade 4, and further, a knock pin can be inserted to form a deformation preventing and positioning mechanism.
The runner blade 4 may be divided into the band 3 and integrated with the crown 2. Further, the runner blade 4 may be divided and implemented on both the crown 2 and the band 3.

このように、ランナ羽根４は、クラウン２又はバンド３の少なくとも一方と締結部材６にて接続したことにより、実施形態１と同様な効果を生ずる。   As described above, the runner blade 4 is connected to at least one of the crown 2 or the band 3 by the fastening member 6, thereby producing the same effect as that of the first embodiment.

１…ランナ、１ａ…クラウン側ランナ、１ｂ…バンド側ランナ、２…クラウン、３…バンド、４…ランナ羽根、４ａ…クラウン側ランナ羽根、４ｂ…バンド側ランナ羽根、５（５ａ，５ｂ），１３…フランジ、６…締結部材、７…水車主軸、８…ランナ締結ボルト、９…ノックピン、１０…段差、１１…膨出部、１２…ライナ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Runner, 1a ... Crown side runner, 1b ... Band side runner, 2 ... Crown, 3 ... Band, 4 ... Runner blade, 4a ... Crown side runner blade, 4b ... Band side runner blade, 5 (5a, 5b), DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Flange, 6 ... Fastening member, 7 ... Turbine spindle, 8 ... Runner fastening bolt, 9 ... Knock pin, 10 ... Step, 11 ... Swelling part, 12 ... Liner.

Claims (10)

クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、
前記ランナ羽根はクラウン側とバンド側に分割され、クラウン側ランナ羽根を前記クラウンと一体にしたクラウン側ランナ、及びバンド側ランナ羽根を前記バンドと一体にしたバンド側ランナは各々の表面に耐摩耗処理が施され、前記ランナ羽根の分割部は締結部材で接続されていることを特徴とするフランシス型水車のランナ。 In the runner of a Francis-type water turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band,
The runner blades are divided into a crown side and a band side. The crown side runner blades are integrated with the crown, and the band side runner blades are integrated with the band. A runner for a Francis turbine, characterized in that the runner blade split portions are connected by fastening members. 前記ランナ羽根は入口側から出口側までの流線に沿って分割され、前記ランナ羽根の分割部は、整流効果を有するフランジが形成されることを特徴とする請求項１に記載のフランシス型水車のランナ。   The Francis turbine according to claim 1, wherein the runner blades are divided along a streamline from an inlet side to an outlet side, and a flange having a rectifying effect is formed in the divided portion of the runner blades. Runners. 前記ランナ羽根は入口側から出口側までの流線に沿って分割され、前記ランナ羽根の分割部は、整流効果を有する膨出部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフランシス型水車のランナ。   2. The Francis according to claim 1, wherein the runner blades are divided along a streamline from an inlet side to an outlet side, and a bulging portion having a rectifying effect is formed in the divided portion of the runner blades. Runner of type water wheel. 前記ランナ羽根は、入口側から出口側に至る直線で分割されていることを特徴とする請求項１に記載のフランシス型水車のランナ。   The runner for a Francis turbine according to claim 1, wherein the runner blades are divided by a straight line from the inlet side to the outlet side. クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、
前記ランナ羽根を前記バンドと一体にした部品、及び前記クラウンは、各々の表面に耐摩耗処理が施され、締結部材で接続されていることを特徴とするフランシス型水車のランナ。 In the runner of a Francis-type water turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band,
The runner of the Francis type turbine according to claim 1, wherein the runner blades are integrated with the band, and the crown is subjected to wear resistance treatment on each surface and connected by a fastening member. クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、
前記ランナ羽根を前記クラウンと一体にした部品、及び前記バンドは、各々の表面に耐摩耗処理が施され、締結部材で接続されていることを特徴とするフランシス型水車のランナ。 In the runner of a Francis-type water turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band,
The runner of the Francis type turbine according to claim 1, wherein the runner blade is integrated with the crown, and the band is subjected to wear resistance treatment on each surface and connected by a fastening member. クラウンと、バンドと、前記クラウン及びバンド間に配置された複数枚のランナ羽根とからなるフランシス型水車のランナにおいて、
前記ランナ羽根、前記クラウン、及び前記バンドは、各々の表面に耐摩耗処理が施され、前記ランナ羽根は前記クラウン及び前記バンドに対し、締結部材で接続されていることを特徴とするフランシス型水車のランナ。 In the runner of a Francis-type water turbine comprising a crown, a band, and a plurality of runner blades disposed between the crown and the band,
The runner blade, the crown, and the band are each subjected to wear resistance treatment, and the runner blade is connected to the crown and the band by a fastening member. Runners. 前記締結部材で接続する個所は、ノックピンを用いた位置決め及び変形防止機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし７に記載のフランシス型水車のランナ。   The runner of a Francis turbine according to any one of claims 1 to 7, wherein the portion connected by the fastening member includes a positioning and deformation preventing mechanism using a knock pin. 前記締結部材で接続する個所は、インロー構造を用いた位置決め及び変形防止機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし８に記載のフランシス型水車のランナ。   The runner of a Francis turbine according to any one of claims 1 to 8, wherein the portion connected by the fastening member includes a positioning and deformation preventing mechanism using an inlay structure. 請求項１のフランシス型水車のランナを製造する方法であって、
前記クラウンとクラウン側ランナ羽根を一体にしたクラウン側ランナ、及び前記バンドとバンド側ランナ羽根を一体にしたバンド側ランナを製作する工程、前記工程で製作した各々の部品に対し表面に耐摩耗処理を施す工程、前記ランナ羽根の分割部を締結部材で接続する工程、を有することを特徴とするフランシス型水車のランナの製造方法。 A method for producing a runner for a Francis turbine according to claim 1, comprising:
A process of manufacturing a crown-side runner in which the crown and the crown-side runner blade are integrated, and a band-side runner in which the band and the band-side runner blade are integrated. And a step of connecting the split portions of the runner blades with a fastening member. A method of manufacturing a runner for a Francis turbine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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