JP2016136010A - Stay ring of hydraulic machine and hydraulic machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stay ring of a hydraulic machine that can reduce a loss of an inlet flow of guide vanes.SOLUTION: A stay ring 10 of a hydraulic machine according to an embodiment comprises an annular upper wall 11, an annular lower wall 12 opposed to the upper wall 11, and stay vanes 3 provided between the upper wall 11 and the lower wall 12. Each of the stay vanes 3 comprises a vane body part 13, and wall side parts 14 and 15 provided on the side of the upper wall 11 and on the side of the lower wall 12 with respect to the vane body part 13 respectively. An outlet vane angle θ3 of the wall side parts 14 and 15 is smaller than an outlet vane angle θ4 of the vane body part 13.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施の形態は、水力機械のステーリングおよび水力機械に関する。   Embodiments described herein relate generally to a hydraulic machine staying and a hydraulic machine.

従来より知られているフランシス水車の水車運転時においては、上池から水圧鉄管を通って渦巻き状のケーシングに水が流入し、ケーシングに流入した水は、ケーシングからステーベーンおよびガイドベーンを通ってランナに流入する。このランナへ流入する水によってランナが回転駆動され、ランナに主軸を介して連結された発電機が駆動され、発電が行われる。ランナに流入した水は、ランナから吸出し管を通って下池または放水路へ流出される。このような水車運転時には、ガイドベーンの開度を変えることにより、ランナに流入する水量を調整し、発電量を変化させている。   In the conventional turbine operation of a Francis turbine, water flows into the spiral casing from the upper pond through the hydraulic iron pipe, and the water flowing into the casing passes through the stay vane and the guide vane to the runner. Flow into. The runner is rotationally driven by the water flowing into the runner, and the generator connected to the runner via the main shaft is driven to generate power. The water flowing into the runner flows out from the runner through the suction pipe to the lower basin or the water discharge channel. During such a water turbine operation, the amount of power generated is changed by adjusting the amount of water flowing into the runner by changing the opening of the guide vane.

ステーベーンは、その上側に設けられた上壁と、下側に設けられた下壁とに連結されて、支持されている。すなわち、上壁と下壁との間に形成される流路にステーベーンが設けられている。このようにして、ステーベーンは、ケーシングからの水流をガイドベーンまたはランナへ導くための整流羽根の役割を持つとともに、ケーシングからの力を受ける強度部材としての役割を持っている。一般的に、ステーベーンは、高さ方向において同じ水平断面形状となるように形成されている。   The stay vane is connected to and supported by an upper wall provided on the upper side and a lower wall provided on the lower side. That is, a stay vane is provided in a flow path formed between the upper wall and the lower wall. Thus, the stay vane has a role of a rectifying blade for guiding the water flow from the casing to the guide vane or the runner, and also has a role as a strength member that receives a force from the casing. In general, the stay vanes are formed to have the same horizontal cross-sectional shape in the height direction.

上述した上壁と下壁とステーベーンとによって、ステーリングが構成されている。ステーリングの一例としては、上壁と下壁とが互いに平行に配置された平行型ステーリングが挙げられる、平行型ステーリングでは、上壁と下壁との間の流路の高さが、半径方向において同一となっている。一方、ステーリングの他の一例として、上壁と下壁との間隔が、外周側に向って徐々に大きくなるベルマウス型ステーリングがある。ベルマウス型ステーリングは比較的昔の水車に適用されており、近年では平行型ステーリングの方が適用される傾向にある。平行型ステーリングは、ベルマウス型ステーリングに比べて作製コストを低減することができる。   The above-described upper wall, lower wall, and stay vanes constitute a staying. As an example of the staying, there is a parallel staying in which the upper wall and the lower wall are arranged in parallel to each other. In the parallel staying, the height of the flow path between the upper wall and the lower wall is It is the same in the radial direction. On the other hand, as another example of the staying, there is a bell mouth type staying in which the distance between the upper wall and the lower wall gradually increases toward the outer peripheral side. The bellmouth type staying has been applied to relatively old water turbines, and in recent years parallel type staying tends to be applied. The parallel type staying can reduce the manufacturing cost compared to the bellmouth type staying.

図１５および図１６に平行型ステーリングのステーベーン５０およびガイドベーン５１の周りの流れの模式図を示す。このうち図１５は、高さ方向中央位置の断面（以下中央断面と記す）における流れの様子を示している。図１６に示されているように、ケーシングからステーベーン５０に流入する水の流れは、ステーベーン５０の入口羽根角度に沿うように流れており、ステーベーン５０の形状に沿って流れてステーベーン５０から流出する。ステーベーン５０から流出する流れは、ステーベーン５０の出口羽根角度およびガイドベーン５１の入口羽根角度に沿うように流れる。   FIG. 15 and FIG. 16 show schematic views of the flow around the stay vane 50 and the guide vane 51 of the parallel staying. Among these, FIG. 15 shows a flow state in a cross section (hereinafter referred to as a central cross section) at the center position in the height direction. As shown in FIG. 16, the water flowing from the casing into the stay vane 50 flows along the inlet vane angle of the stay vane 50, flows along the shape of the stay vane 50, and flows out of the stay vane 50. . The flow flowing out from the stay vane 50 flows along the outlet blade angle of the stay vane 50 and the inlet blade angle of the guide vane 51.

図１６は、上壁（または下壁）近傍の高さ位置の断面（以下、壁近傍断面と記す）における流れの様子を示している。この壁近傍断面においては、図１６に示されているように、ケーシングからステーベーン５０に流入する水の流れは、ステーベーン５０の入口羽根角度より大きな角度で流れる。この流れの角度は、図１５に示す中央断面における流れの角度より大きくなっている。なお、上壁近傍の高さ位置の断面における流れと、下壁近傍の高さ位置の断面における流れは、ステーリングのタイプに関わることなく、いずれも上述したような流れとなる傾向にある。   FIG. 16 shows a flow state in a cross section at the height position near the upper wall (or the lower wall) (hereinafter referred to as a cross section near the wall). In the cross section near the wall, as shown in FIG. 16, the water flowing from the casing into the stay vane 50 flows at an angle larger than the inlet vane angle of the stay vane 50. This flow angle is larger than the flow angle in the central section shown in FIG. Note that the flow in the cross section at the height position near the upper wall and the flow in the cross section at the height position near the lower wall tend to be as described above, regardless of the type of staying.

図１７に、ステーベーン５０の入口での流れの角度分布を示す。図１７に示されているように、中央断面における流れの角度よりも、壁近傍断面における流れの角度が大きくなっていることがわかる。この流れの角度の違いにより、図１６に示すような、ステーベーン５０の入口の内周側に、損失が発生する損失領域５２が形成され得る。なお、図１７に示すＢ１は、ステーベーン５０の入口での流路の高さを示している。   FIG. 17 shows the angular distribution of the flow at the entrance of the stay vane 50. As shown in FIG. 17, it can be seen that the flow angle in the cross section near the wall is larger than the flow angle in the central cross section. Due to the difference in the flow angle, a loss region 52 where loss occurs can be formed on the inner peripheral side of the entrance of the stay vane 50 as shown in FIG. In addition, B1 shown in FIG. 17 has shown the height of the flow path in the entrance of the stay vane 50. FIG.

図１８にベルマウス型ステーリングのステーベーン５０およびガイドベーン５１の周りの流れの模式図を示す。ここで、中央断面における流れは、図１５に示す平行型ステーリングの場合と同様になるため、図示は省略する。図１８は、図１６と同様に、壁近傍断面における流れの様子を示している。この壁近傍断面においては、図１８に示されているように、ケーシングからステーベーン５０に流入する水の流れは、ステーベーン５０の入口羽根角度より小さな角度で流れる。この流れの角度は、中央断面における流れの角度より小さくなっている。   FIG. 18 shows a schematic diagram of the flow around the stay vane 50 and the guide vane 51 of the bell mouth type staying. Here, the flow in the central section is the same as that in the case of the parallel staying shown in FIG. FIG. 18 shows the flow in the cross section near the wall, as in FIG. In the cross section near the wall, as shown in FIG. 18, the water flowing into the stay vane 50 from the casing flows at an angle smaller than the inlet vane angle of the stay vane 50. This flow angle is smaller than the flow angle in the central section.

図１９に、ステーベーン５０の入口での流れの角度分布を示す。図１９に示されているように、中央断面における流れの角度よりも、壁近傍断面における流れの角度が小さくなっていることがわかる。この流れの角度の違いにより、図１８に示すような、ステーベーン５０の入口の外周側に、損失が発生する損失領域５３が形成され得る。   FIG. 19 shows the angular distribution of the flow at the entrance of the stay vane 50. As shown in FIG. 19, it can be seen that the flow angle in the cross section near the wall is smaller than the flow angle in the central cross section. Due to the difference in the flow angle, a loss region 53 in which loss occurs can be formed on the outer peripheral side of the entrance of the stay vane 50 as shown in FIG.

このように、ステーベーン５０の入口において損失が発生し得るが、これに対する施策は既に知られている。   As described above, a loss may occur at the entrance of the stay vane 50, but measures for this are already known.

特開平８−２１９０００号公報JP-A-8-219000 特開２０００−２９７７３５号公報JP 2000-297735 A

しかしながら、図１６に示すように、平行型ステーリングのガイドベーン５１の入口（ステーベーン５０の出口）では、流れの角度は、図１５に示す中央断面における流れの角度より大きくなっている。   However, as shown in FIG. 16, at the inlet of the guide vane 51 of the parallel staying (outlet of the stay vane 50), the flow angle is larger than the flow angle in the central section shown in FIG.

ここで、図２０に、ガイドベーン５１の入口での流れの角度分布を示す。図２０に示されているように、中央断面における流れの角度よりも、壁近傍断面における流れの角度が大きくなっていることがわかる。この流れの角度の違いにより、図１６に示すような、ガイドベーン５１の入口の内周側に、損失が発生する損失領域５４が形成され得る。なお、図２０に示すＢ２は、ガイドベーン５１の入口での流路の高さを示している。   Here, FIG. 20 shows the angular distribution of the flow at the inlet of the guide vane 51. As shown in FIG. 20, it can be seen that the flow angle in the cross section near the wall is larger than the flow angle in the central cross section. Due to the difference in the flow angle, a loss region 54 in which a loss occurs can be formed on the inner peripheral side of the inlet of the guide vane 51 as shown in FIG. 20 indicates the height of the flow path at the inlet of the guide vane 51.

ベルマウス型ステーリングの場合においても、ガイドベーン５１の入口流れは、平行型ステーリングの流れと同様である。すなわち、図１８に示すように、ベルマウス型ステーリングのガイドベーン５１の入口（ステーベーン５０の出口）では、流れの角度は、中央断面における流れの角度より大きくなっており、この流れの角度の違いにより、図１８に示すような、ガイドベーン５１の入口の内周側に、損失が発生する損失領域５５が形成され得る。   Also in the case of the bellmouth type staying, the inlet flow of the guide vane 51 is the same as the flow of the parallel type staying. That is, as shown in FIG. 18, at the inlet of the guide vane 51 (the outlet of the stay vane 50) of the bell mouth type staying, the flow angle is larger than the flow angle in the central section. Due to the difference, as shown in FIG. 18, a loss region 55 in which loss occurs can be formed on the inner peripheral side of the inlet of the guide vane 51.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ガイドベーンの入口流れの損失を低減することができる水力機械のステーリングおよび水力機械を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a hydraulic machine staying and a hydraulic machine that can reduce the loss of the inlet flow of the guide vane.

実施の形態による水力機械のステーリングは、水車運転時にケーシングからの水流をランナに導くためのものである。この水力機械のステーリングは、環状の上壁と上壁に対向する環状の下壁と、上壁と下壁との間に設けられたステーベーンと、を備えている。ステーベーンは、ベーン本体部分と、ベーン本体部分の上壁の側および下壁の側にそれぞれ設けられた壁側部分と、を有している。壁側部分の出口羽根角度は、ベーン本体部分の出口羽根角度より小さくなっている。   The hydraulic machine staying according to the embodiment is for guiding the water flow from the casing to the runner during the water turbine operation. The staying of the hydraulic machine includes an annular upper wall, an annular lower wall facing the upper wall, and a stay vane provided between the upper wall and the lower wall. The stay vane includes a vane main body portion and wall side portions respectively provided on the upper wall side and the lower wall side of the vane main body portion. The outlet blade angle of the wall side portion is smaller than the outlet blade angle of the vane body portion.

また、実施の形態による水力機械は、上述した水力機械のステーリングを備えている。   The hydraulic machine according to the embodiment includes the above-described hydraulic machine staying.

本発明によれば、ガイドベーンの入口流れの損失を低減することができる。   According to the present invention, the loss of the inlet flow of the guide vane can be reduced.

図１は、第１の実施の形態における水力機械の全体構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the hydraulic machine according to the first embodiment. 図２は、図１の平行型ステーリングを示す部分縦断面図である。FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view showing the parallel staying of FIG. 図３は、図２のステーベーンおよびガイドベーンを示す水平断面図である。FIG. 3 is a horizontal sectional view showing the stay vane and the guide vane of FIG. 図４は、図３の流れを説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the flow of FIG. 図５は、第１の実施の形態における損失を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the loss in the first embodiment. 図６は、第２の実施の形態におけるステーリングであって、ベルマウス型ステーリングを示す部分縦断面図である。FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing a bell mouth type staying, which is a staying according to the second embodiment. 図７は、図６のステーベーンおよびガイドベーンを示す水平断面図である。FIG. 7 is a horizontal sectional view showing the stay vane and the guide vane of FIG. 図８は、図７の流れを説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the flow of FIG. 図９は、第３の実施の形態におけるステーベーンおよびガイドベーンを示す水平断面図である。FIG. 9 is a horizontal sectional view showing a stay vane and a guide vane according to the third embodiment. 図１０は、第４の実施の形態におけるステーベーン及びガイドベーンを示す水平断面図である。FIG. 10 is a horizontal sectional view showing a stay vane and a guide vane according to the fourth embodiment. 図１１は、第５の実施の形態におけるステーベーン及びガイドベーンを示す水平断面図である。FIG. 11 is a horizontal sectional view showing a stay vane and a guide vane according to the fifth embodiment. 図１２は、第５の実施の形態における損失を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a loss in the fifth embodiment. 図１３は、第６の実施の形態におけるステーリングを示す部分縦断面図である。FIG. 13 is a partial longitudinal sectional view showing the staying in the sixth embodiment. 図１４は、第７の実施の形態におけるステーリングを示す部分縦断面図である。FIG. 14 is a partial longitudinal sectional view showing the staying in the seventh embodiment. 図１５は、一般的な平行型ステーリングのステーベーンおよびガイドベーンの周りの流れであって、中央断面における流れを説明するための模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the flow in the central section, which is a flow around a stay vane and a guide vane of a general parallel staying. 図１６は、一般的な平行型ステーリングのステーベーンおよびガイドベーンの周りの流れであって、壁近傍断面における流れを説明するための模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a flow around a stay vane and a guide vane of a general parallel staying and in a cross section near the wall. 図１７は、図１５および図１６のステーベーンの入口における流れ角度の分布を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the distribution of the flow angle at the entrance of the stay vane of FIGS. 15 and 16. 図１８は、一般的なベルマウス型ステーリングのステーベーンおよびガイドベーンの周り流れであって、壁近傍断面における流れを説明するための模式図である。FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a flow around a stay vane and a guide vane of a general bell mouth type staying and in a cross section near the wall. 図１９は、図１８のステーベーンの入口における流れ角度の分布を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the distribution of the flow angle at the entrance of the stay vane of FIG. 図２０は、図１５および図１６のガイドベーンの入口における流れ角度の分布を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the distribution of the flow angle at the inlet of the guide vane of FIGS. 15 and 16.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１乃至図５を用いて、本発明の第１の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (First embodiment)
The staying of the hydraulic machine and the hydraulic machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「同一」等の用語等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めるものとしている。   As used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel”, “vertical”, “identical”, etc. are not restricted to strict meaning. It is intended to include a range where similar functions can be expected.

ここでは、まず、水力機械のステーリングを備えたフランシス水車（水力機械）について説明する。   Here, a Francis turbine (hydraulic machine) equipped with hydraulic machine staying will be described first.

図１に示すように、フランシス水車１は、水車運転時に上池から水圧鉄管（いずれも図示せず）を通って水が流入する渦巻き状のケーシング２と、複数のステーベーン３と、複数のガイドベーン４と、ランナ５と、を備えている。このうちステーベーン３は、ケーシング２に流入した水をガイドベーン４およびランナ５に導くためのものであり、周方向に所定の間隔をあけて配置され、ステーベーン３の間に水が流れる流路が形成されている。ガイドベーン４は、流入した水をランナ５に導くためのものであり、周方向に所定の間隔をあけて配置され、ガイドベーン４の間に水が流れる流路が形成されている。また、各ガイドベーン４は回動可能に構成されており、各ガイドベーン４の回動中心は、ピッチサークル４ａ上に配置されている。各ガイドベーン４が回動して開度を変えることにより、ランナ５に流入する水の流量が調整可能になっている。このようにして、後述する発電機７の発電量が調整可能になっている。   As shown in FIG. 1, the Francis turbine 1 includes a spiral casing 2 into which water flows from the upper pond through a hydraulic iron pipe (none of which is shown), a plurality of stay vanes 3, and a plurality of guides. A vane 4 and a runner 5 are provided. Among them, the stay vane 3 is for guiding the water flowing into the casing 2 to the guide vane 4 and the runner 5, and is disposed at a predetermined interval in the circumferential direction, and a flow path through which water flows between the stay vanes 3. Is formed. The guide vanes 4 are for guiding the inflowing water to the runner 5, are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction, and a flow path through which water flows is formed between the guide vanes 4. Each guide vane 4 is configured to be rotatable, and the rotation center of each guide vane 4 is disposed on the pitch circle 4a. Each guide vane 4 rotates to change the opening so that the flow rate of water flowing into the runner 5 can be adjusted. In this way, the power generation amount of the generator 7 described later can be adjusted.

ランナ５は、ケーシング２に対して回転軸線Ｘを中心に回転可能に構成され、水車運転時にケーシング２から流入する水によって回転駆動される。すなわち、ランナ５は、ランナ５に流入する水の圧力エネルギを回転エネルギへと変換するためのものである。   The runner 5 is configured to be rotatable about the rotation axis X with respect to the casing 2, and is driven to rotate by water flowing from the casing 2 during the water turbine operation. That is, the runner 5 is for converting pressure energy of water flowing into the runner 5 into rotational energy.

ランナ５には、主軸６を介して発電機７が連結されている。この発電機７は、水車運転時には、ランナ５の回転エネルギが伝達されて発電を行うように構成されている。   A generator 7 is connected to the runner 5 via a main shaft 6. The generator 7 is configured to generate power by transmitting the rotational energy of the runner 5 during the water turbine operation.

ランナ５の水車運転時の下流側には、吸出し管８が設けられている。この吸出し管８は、図示しない下池または放水路に連結されており、ランナ５を回転駆動させた水が、圧力を回復して、下池または放水路に放出されるようになっている。   A suction pipe 8 is provided on the downstream side of the runner 5 during the water turbine operation. The suction pipe 8 is connected to a lower pond or a water discharge channel (not shown), and water in which the runner 5 is rotationally driven recovers the pressure and is discharged to the lower pond or the water discharge channel.

なお、発電機７は、電動機としての機能をも有し、電力が供給されることによりランナ５を回転駆動するように構成されていてもよい。この場合、吸出し管８を介して下池の水を吸い上げて上池に放出させることができ、フランシス水車１を、ポンプ水車としてポンプ運転（揚水運転）することが可能になる。この際、ガイドベーン４の開度は、ポンプ揚程に応じて適切な揚水量になるように変えられる。   The generator 7 also has a function as an electric motor, and may be configured to rotationally drive the runner 5 when electric power is supplied. In this case, the water in the lower pond can be sucked through the suction pipe 8 and discharged to the upper pond, and the Francis turbine 1 can be operated as a pump turbine (pumping operation). At this time, the opening degree of the guide vane 4 is changed so as to obtain an appropriate pumping amount according to the pump head.

次に、本実施の形態によるステーリング１０について説明する。ステーリング１０は、水車運転時に、ケーシング２からの水流をランナ５に導くためのものである。   Next, the staying 10 according to the present embodiment will be described. The staying 10 is for guiding the water flow from the casing 2 to the runner 5 during the water turbine operation.

図２に示すように、ステーリング１０は、環状の上壁１１と、上壁１１の下方に設けられ、上壁１１に対向する環状の下壁１２と、上壁１１と下壁１２との間に設けられた上述した複数のステーベーン３と、を有するように構成されている。このうちステーベーン３は、上壁１１と下壁１２とによって画定される流路内において、周方向に配列されている。このようにして、ステーベーン３は、ケーシング２からの水流をガイドベーン４に導くための整流羽根の役割を持っている。また、ステーベーン３は、上壁１１および下壁１２に（例えば溶接によって）連結されて支持されており、ケーシング２からの力を受ける強度部材としての役割を持っている。   As shown in FIG. 2, the staying 10 includes an annular upper wall 11, an annular lower wall 12 that is provided below the upper wall 11 and faces the upper wall 11, and the upper wall 11 and the lower wall 12. The above-described plurality of stay vanes 3 provided therebetween are configured. Among these, the stay vanes 3 are arranged in the circumferential direction in a flow path defined by the upper wall 11 and the lower wall 12. In this way, the stay vane 3 has a role of a rectifying blade for guiding the water flow from the casing 2 to the guide vane 4. The stay vane 3 is connected to and supported by the upper wall 11 and the lower wall 12 (for example, by welding), and has a role as a strength member that receives a force from the casing 2.

本実施の形態におけるステーリング１０は、平行型ステーリングとして構成されている。すなわち、図２に示すように、上壁１１と下壁１２とが互いに平行に配置されており、上壁１１と下壁１２との間の流路の高さ、すなわちステーベーン３の高さＢが、半径方向（図２の左右方向）において同一となっている。   The staying 10 in the present embodiment is configured as a parallel staying. That is, as shown in FIG. 2, the upper wall 11 and the lower wall 12 are arranged in parallel to each other, and the height of the flow path between the upper wall 11 and the lower wall 12, that is, the height B of the stay vane 3. Are the same in the radial direction (left-right direction in FIG. 2).

図２に示すように、ステーベーン３は、ベーン本体部分１３と、ベーン本体部分１３の上壁１１の側および下壁１２の側にそれぞれ設けられた壁側部分（上壁側部分１４、下壁側部分１５）と、を有している。すなわち、ベーン本体部分１３は、ステーベーン３の高さ方向における中央に設けられており、上壁側部分１４は、ベーン本体部分１３の上側に、すなわち上壁１１とベーン本体部分１３との間に設けられ、下壁側部分１５は、ベーン本体部分１３の下側に、すなわち下壁１２とベーン本体部分１３との間に設けられている。ベーン本体部分１３、上壁側部分１４および下壁側部分１５は、一体に形成されている。   As shown in FIG. 2, the stay vane 3 includes a vane main body portion 13 and wall side portions (an upper wall side portion 14 and a lower wall provided respectively on the upper wall 11 side and the lower wall 12 side of the vane main body portion 13. Side portions 15). That is, the vane body portion 13 is provided at the center in the height direction of the stay vane 3, and the upper wall side portion 14 is located above the vane body portion 13, that is, between the upper wall 11 and the vane body portion 13. The lower wall side portion 15 is provided below the vane body portion 13, that is, between the lower wall 12 and the vane body portion 13. The vane body portion 13, the upper wall side portion 14, and the lower wall side portion 15 are integrally formed.

ベーン本体部分１３は、中央本体部分１３ａと、中央本体部分１３ａより入口側（ケーシング２の側）に設けられた入口本体部分１３ｂと、中央本体部分１３ａより出口側（ガイドベーン４の側）に設けられた出口本体部分１３ｃと、を含んでいる。同様に、上壁側部分１４は、中央壁側部分１４ａと、中央壁側部分１４ａより入口側に設けられた入口壁側部分１４ｂと、中央壁側部分１４ａより出口側に設けられた出口壁側部分１４ｃと、を含み、下壁側部分１５は、中央壁側部分１５ａと、中央壁側部分１５ａより入口側に設けられた入口壁側部分１５ｂと、中央壁側部分１５ａより出口側に設けられた出口壁側部分１５ｃと、を含んでいる。   The vane main body part 13 includes a central main body part 13a, an inlet main body part 13b provided on the inlet side (casing 2 side) from the central main body part 13a, and an outlet side (guide vane 4 side) from the central main body part 13a. And an outlet body portion 13c provided. Similarly, the upper wall side portion 14 includes a central wall side portion 14a, an inlet wall side portion 14b provided on the inlet side from the central wall side portion 14a, and an outlet wall provided on the outlet side from the central wall side portion 14a. The lower wall side portion 15 includes a central wall side portion 15a, an inlet wall side portion 15b provided on the inlet side from the central wall side portion 15a, and an outlet side from the central wall side portion 15a. And an outlet wall side portion 15c provided.

図３には、本実施の形態におけるステーベーン３およびガイドベーン４の水平断面が示されている。このうちステーベーン３の上壁側部分１４（または下壁側部分１５）が実線で示されており、ベーン本体部分１３が破線で示されている。本実施の形態においては、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの断面形状と入口本体部分１３ｂの断面形状とが相違するとともに、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの断面形状と出口本体部分１３ｃの断面形状とが相違している。中央本体部分１３ａと中央壁側部分１４ａ、１５ａは、同一の断面形状を有しており、図３の断面では重なっている。   FIG. 3 shows a horizontal cross section of the stay vane 3 and the guide vane 4 in the present embodiment. Among them, the upper wall side portion 14 (or the lower wall side portion 15) of the stay vane 3 is indicated by a solid line, and the vane main body portion 13 is indicated by a broken line. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the inlet wall side portions 14b and 15b and the cross-sectional shape of the inlet main body portion 13b are different, and the cross-sectional shape of the outlet wall side portions 14c and 15c and the cross-sectional shape of the outlet main body portion 13c are Is different. The central body portion 13a and the central wall side portions 14a and 15a have the same cross-sectional shape and overlap in the cross section of FIG.

本実施の形態においては、ステーベーン３の壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１が、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より大きくなっている。より詳細には、壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１が入口壁側部分１４ｂ、１５ｂによって画定され、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２が入口本体部分１３ｂによって画定されており、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）が入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より大きくなっている。ステーベーン３の入口羽根角度は、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。ここで羽根角度とは、水平断面において、ランナ５の回転軸線Ｘを中心とする円弧の接線に対するステーベーン３の延びる方向（例えば、キャンバーライン）の角度を意味しており、羽根角度が小さいとは、接線方向に近づくように形成されることを意味し、羽根角度が大きいとは、半径方向に近づくように形成されることを意味している。後述する流れの角度も同様の意味で用いることとする。なお、入口本体部分１３ｂの羽根厚さ（キャンバーラインに略垂直な方向の寸法）と、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さは、同一となっている。   In the present embodiment, the inlet blade angle θ1 of the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 is larger than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13. More specifically, the inlet vane angle θ1 of the wall-side portions 14, 15 is defined by the inlet wall-side portions 14b, 15b, the inlet vane angle θ2 of the vane body portion 13 is defined by the inlet body portion 13b, and the inlet wall The blade angle (θ1) of the side portions 14b and 15b is larger than the blade angle (θ2) of the inlet body portion 13b. It is preferable that the inlet vane angle of the stay vane 3 is gradually changed over the height direction in order to reduce the flow loss. Here, the blade angle means an angle in a direction in which the stay vane 3 extends (for example, a camber line) with respect to a tangent of an arc centered on the rotation axis X of the runner 5 in a horizontal section, and the blade angle is small. It means that the blade is formed so as to approach the tangential direction, and that the blade angle is large means that the blade is formed so as to approach the radial direction. The flow angle described later is also used in the same meaning. Note that the blade thickness of the inlet main body portion 13b (dimension in the direction substantially perpendicular to the camber line) and the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b are the same.

また、図３に示すように、ステーベーン３の壁側部分１４、１５の出口羽根角度θ３が、ベーン本体部分１３の出口羽根角度θ４より小さくなっている。より詳細には、壁側部分１４、１５の出口羽根角度θ３が出口壁側部分１４ｃ、１５ｃによって画定され、ベーン本体部分１３の出口羽根角度θ４が出口本体部分１３ｃによって画定されており、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）が出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さくなっている。ステーベーン３の出口羽根角度は、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。なお、本実施の形態においては、出口本体部分１３ｃの羽根厚さと、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さは、同一となっている。   As shown in FIG. 3, the outlet blade angle θ <b> 3 of the wall side portions 14, 15 of the stay vane 3 is smaller than the outlet blade angle θ <b> 4 of the vane body portion 13. More specifically, the outlet vane angle θ3 of the wall side portions 14, 15 is defined by the outlet wall side portions 14c, 15c, the outlet vane angle θ4 of the vane body portion 13 is defined by the outlet body portion 13c, and the outlet wall The blade angle (θ3) of the side portions 14c and 15c is smaller than the blade angle (θ4) of the outlet body portion 13c. It is preferable that the outlet vane angle of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss. In the present embodiment, the blade thickness of the outlet body portion 13c and the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c are the same.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

本実施の形態によるフランシス水車において水車運転を行う場合、図示しない上池から水圧鉄管を通ってケーシング２に水が流入する。ケーシング２に流入した水は、ケーシング２からステーベーン３およびガイドベーン４を通ってランナ５に流入する。このランナ５へ流入した水によって、ランナ５が回転駆動される。このことにより、ランナ５に連結された発電機７が駆動され、発電が行われる。ランナ５に流入した水は、ランナ５から吸出し管８を通って、図示しない下池または放水路へ放出される。   When the turbine operation is performed in the Francis turbine according to the present embodiment, water flows into the casing 2 from the upper pond (not shown) through the hydraulic iron pipe. The water flowing into the casing 2 flows into the runner 5 from the casing 2 through the stay vanes 3 and the guide vanes 4. The runner 5 is rotationally driven by the water flowing into the runner 5. As a result, the generator 7 connected to the runner 5 is driven to generate power. The water flowing into the runner 5 is discharged from the runner 5 through the suction pipe 8 to a lower pond or a water discharge channel (not shown).

図４に、水車運転が行われている間のステーベーン３およびガイドベーン４の周囲の水の流れを示す。図４は、上壁１１（または下壁１２）近傍の高さ位置の水平断面（以下、壁近傍断面と記す）における水の流れを示している。   FIG. 4 shows the flow of water around the stay vane 3 and the guide vane 4 during the water turbine operation. FIG. 4 shows the flow of water in a horizontal cross section (hereinafter referred to as a cross section near the wall) at a height position near the upper wall 11 (or the lower wall 12).

ここで、壁近傍断面における一般的な平行型ステーリングのステーベーン５０の入口流れは、図１６に示すように、ステーベーン５０の入口羽根角度より大きな角度でステーベーン５０の間の流路に流入する。これにより、ステーベーン５０の入口の内周側に、損失が発生する損失領域５２が形成され得る。   Here, the inlet flow of the stay vane 50 of a general parallel staying in the cross section near the wall flows into the flow path between the stay vanes 50 at an angle larger than the inlet vane angle of the stay vane 50 as shown in FIG. Thereby, the loss area | region 52 where a loss generate | occur | produces can be formed in the inner peripheral side of the entrance of the stay vane 50. FIG.

これに対して本実施の形態においては、図３に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口羽根角度θ１を、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より大きくしている。このことにより、図４に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口形状を、ステーベーン３に流入する流れに沿わせることができる。このため、ステーベーン３に流入する流れの角度と、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度との差が低減され、ステーベーン３の内周側での損失が低減される。   In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the inlet blade angle θ1 of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is larger than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13. doing. As a result, as shown in FIG. 4, the inlet shapes of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 can be made to follow the flow flowing into the stay vane 3. For this reason, the difference between the angle of the flow flowing into the stay vane 3 and the blade angle of the inlet wall side portions 14b and 15b of the stay vane 3 is reduced, and the loss on the inner peripheral side of the stay vane 3 is reduced.

また、壁近傍断面における一般的なガイドベーン５１の入口（ステーベーン５０の出口）の流れは、図１６に示すように、図１５に示す中央断面における流れの角度より大きくなっている。これにより、ガイドベーン５１の入口の内周側に、損失が発生する損失領域５４が形成され得る。   Moreover, the flow of the general inlet of the guide vane 51 (outlet of the stay vane 50) in the cross section near the wall is larger than the flow angle in the central cross section shown in FIG. 15, as shown in FIG. Thereby, the loss area | region 54 where a loss generate | occur | produces can be formed in the inner peripheral side of the inlet_port | entrance of the guide vane 51. FIG.

これに対して本実施の形態においては、図３に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の出口羽根角度θ３を、ベーン本体部分１３の出口羽根角度θ４より小さくしている。このことにより、図４に示すように、壁近傍断面のガイドベーン４に流入する流れの角度を小さくし、当該流れをガイドベーン４の入口形状に沿わせることができる。このため、ガイドベーン４に流入する流れの角度と、ガイドベーン４の入口羽根角度との差が低減され、ガイドベーン４の内周側での損失が低減される。   In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the outlet blade angle θ3 of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is smaller than the outlet blade angle θ4 of the vane body portion 13. doing. As a result, as shown in FIG. 4, the angle of the flow flowing into the guide vane 4 in the cross section near the wall can be reduced, and the flow can follow the inlet shape of the guide vane 4. For this reason, the difference between the angle of the flow flowing into the guide vane 4 and the inlet vane angle of the guide vane 4 is reduced, and the loss on the inner peripheral side of the guide vane 4 is reduced.

また、ガイドベーン４の開度は運転状態に応じて変えられるため、小流量側にガイドベーン４を回動させた場合には、ステーベーン３の出口羽根角度とガイドベーン４の入口羽根角度との差が大きくなる傾向にある。上述したように、図１６に示す一般的なステーベーン５０の出口（ガイドベーン５１の入口）では、壁近傍断面における流れの角度が、中央断面における流れの角度より大きくなり、壁近傍断面における流れの損失が、中央断面における流れの損失より大きくなる。しかしながら、本実施の形態によれば、上述したように、壁近傍断面におけるガイドベーン４の入口流れの角度を、中央断面における流れの角度に近づけることができるため、壁近傍断面における流れの損失を、中央断面における流れの損失に近づけて、低減させることができる。   Moreover, since the opening degree of the guide vane 4 can be changed according to the operating state, when the guide vane 4 is rotated to the small flow rate side, the exit vane angle of the stay vane 3 and the inlet vane angle of the guide vane 4 The difference tends to increase. As described above, at the outlet of the general stay vane 50 (inlet of the guide vane 51) shown in FIG. 16, the flow angle in the cross section near the wall is larger than the flow angle in the central section, and the flow in the cross section near the wall The loss is greater than the flow loss at the central cross section. However, according to the present embodiment, as described above, since the angle of the inlet flow of the guide vane 4 in the cross section near the wall can be made close to the angle of the flow in the central section, the flow loss in the cross section near the wall is reduced. , Approaching the loss of flow in the central section can be reduced.

図５に、本実施の形態によるステーベーン３およびガイドベーン４の周囲の流れの損失の比較を示す。ここで、図５の実線Ｌ１は、図１５等に示す一般的なステーベーン５０を適用した場合、すなわちステーベーン５０の高さ方向で入口羽根角度および出口羽根角度を変更していない場合の損失を示している。点線Ｌ２は、ステーベーン３の壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１をベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より大きくした場合、すなわちステーベーン３の高さ方向で入口羽根角度を変更するが出口羽根角度を変更していない場合の損失を示している。一点鎖線Ｌ３は、ステーベーン３の壁側部分１４、１５の出口羽根角度θ３をベーン本体部分１３の出口羽根角度θ４よりも小さくした場合、すなわちステーベーン３の高さ方向で出口羽根角度を変更するが入口羽根角度を変更していない場合の損失を示している。破線Ｌ４は、壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１を、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より大きくすると共に、壁側部分１４、１５の出口羽根角度θ１を、ベーン本体部分１３の出口羽根角度θ４よりも小さくした場合、すなわちステーベーン３の高さ方向で入口羽根角度および出口羽根角度を変更する場合の損失を示している。   FIG. 5 shows a comparison of the flow loss around the stay vane 3 and the guide vane 4 according to the present embodiment. Here, the solid line L1 in FIG. 5 shows the loss when the general stay vane 50 shown in FIG. 15 or the like is applied, that is, when the inlet blade angle and the outlet blade angle are not changed in the height direction of the stay vane 50. ing. A dotted line L2 indicates that the inlet blade angle θ1 of the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 is larger than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13, that is, the inlet blade angle is changed in the height direction of the stay vane 3, but the outlet blade The loss is shown when the angle is not changed. An alternate long and short dash line L3 changes the outlet blade angle in the height direction of the stay vane 3 when the outlet blade angle θ3 of the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 is smaller than the outlet blade angle θ4 of the vane body portion 13. The loss is shown when the inlet blade angle is not changed. A broken line L4 indicates that the inlet blade angle θ1 of the wall-side portions 14 and 15 is larger than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13 and the outlet blade angle θ1 of the wall-side portions 14 and 15 is changed to the outlet of the vane body portion 13. The figure shows losses when the blade angle is smaller than the angle θ4, that is, when the inlet blade angle and the outlet blade angle are changed in the height direction of the stay vane 3.

図５に示されているように、入口羽根角度を変更する場合（Ｌ２参照）、一般的なステーベーン５０を適用した場合（Ｌ１参照）よりも損失が低減される。出口羽根角度を変更する場合（Ｌ３参照）、入口羽根角度を変更する場合よりも更に損失が低減される。とりわけ、小流量側における損失の低減効果が大きくなっている。さらに、入口羽根角度および出口羽根角度を変更する場合（Ｌ４参照）、出口羽根角度を変更する場合よりも更に損失が低減される。   As shown in FIG. 5, when the inlet blade angle is changed (see L2), the loss is reduced as compared with the case where a general stay vane 50 is applied (see L1). When the outlet blade angle is changed (see L3), the loss is further reduced as compared with the case where the inlet blade angle is changed. In particular, the loss reduction effect on the small flow rate side is large. Further, when the inlet blade angle and the outlet blade angle are changed (see L4), the loss is further reduced than when the outlet blade angle is changed.

このように本実施の形態によれば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の出口羽根角度θ３を、ベーン本体部分１３の出口羽根角度θ４より小さくしている。このことにより、壁近傍断面のガイドベーン４に流入する流れを、ガイドベーン４の入口形状に沿わせることができる。このため、ガイドベーン４の入口流れの損失を低減することができる。   Thus, according to the present embodiment, the outlet blade angle θ3 of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is made smaller than the outlet blade angle θ4 of the vane body portion 13. Thus, the flow flowing into the guide vane 4 in the cross section near the wall can be made to follow the inlet shape of the guide vane 4. For this reason, the loss of the inlet flow of the guide vane 4 can be reduced.

また、本実施の形態によれば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口羽根角度θ１を、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より大きくしている。このことにより、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口形状を、ステーベーン３に流入する流れに沿わせることができる。このため、平行型ステーリングのステーベーン３の入口流れの損失を低減することができる。   Further, according to the present embodiment, the inlet blade angle θ1 of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is made larger than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13. Thereby, the inlet shapes of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 can be made to follow the flow flowing into the stay vane 3. For this reason, the loss of the inlet flow of the stay vane 3 of a parallel type staying can be reduced.

なお、上述した本実施の形態においては、ステーベーン３の壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１が、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より大きくなっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１は、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２と同一であってもよい。この場合であっても、壁近傍断面のガイドベーン４に流入する流れを、ガイドベーン４の入口形状に沿わせることができ、ガイドベーン４の入口流れの損失を低減することができる。   In the above-described embodiment, an example in which the inlet blade angle θ1 of the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 is larger than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the inlet blade angle θ1 of the wall side portions 14 and 15 may be the same as the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13. Even in this case, the flow flowing into the guide vane 4 in the cross section near the wall can be made to follow the inlet shape of the guide vane 4 and the loss of the inlet flow of the guide vane 4 can be reduced.

（第２の実施の形態）
次に、図６乃至図８を用いて、本発明の第２の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (Second Embodiment)
Next, a hydraulic machine staying and a hydraulic machine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図６乃至図８に示す第２の実施の形態においては、ベルマウス型ステーリングのステーベーンの壁側部分の入口羽根角度が、ベーン本体部分の入口羽根角度より小さい点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６乃至図８において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The second embodiment shown in FIGS. 6 to 8 is mainly different in that the inlet blade angle of the wall side portion of the stay vane of the bell mouth type staying is smaller than the inlet blade angle of the vane body portion. The configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施の形態におけるステーリング１０は、ベルマウス型ステーリングとして構成されている。すなわち、図６に示すように、上壁１１と下壁１２との間の流路の高さ、すなわちステーベーン３の高さが、外周側に向って徐々に大きくなっており、上壁１１および下壁１２とケーシング２とは、滑らかな流路面を形成している。   The staying 10 in the present embodiment is configured as a bell mouth type staying. That is, as shown in FIG. 6, the height of the flow path between the upper wall 11 and the lower wall 12, that is, the height of the stay vane 3, gradually increases toward the outer peripheral side. The lower wall 12 and the casing 2 form a smooth flow path surface.

図７には、本実施の形態におけるステーベーン３およびガイドベーン４の水平断面が示されている。このうちステーベーン３の上壁側部分１４（または下壁側部分１５）が実線で示されており、ベーン本体部分１３が破線で示されている。   FIG. 7 shows a horizontal cross section of the stay vane 3 and the guide vane 4 in the present embodiment. Among them, the upper wall side portion 14 (or the lower wall side portion 15) of the stay vane 3 is indicated by a solid line, and the vane main body portion 13 is indicated by a broken line.

本実施の形態では、図７に示すように、ステーベーン３の壁側部分１４、１５の入口羽根角度θ１は、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より小さくなっている。より詳細には、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）が入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より小さくなっている。ステーベーン３の入口羽根角度は、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。なお、入口本体部分１３ｂの羽根厚さと、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さは、同一となっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the inlet blade angle θ <b> 1 of the wall side portions 14, 15 of the stay vane 3 is smaller than the inlet blade angle θ <b> 2 of the vane body portion 13. More specifically, the blade angle (θ1) of the inlet wall side portions 14b and 15b is smaller than the blade angle (θ2) of the inlet main body portion 13b. It is preferable that the inlet vane angle of the stay vane 3 is gradually changed over the height direction in order to reduce the flow loss. The blade thickness of the inlet body portion 13b and the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b are the same.

ここで、壁近傍断面における一般的なベルマウス型ステーリングのステーベーン５０の入口流れは、図１８に示すように、ステーベーン５０の入口羽根角度より小さな角度でステーベーン５０の間の流路に流入する。これにより、ステーベーン５０の入口の外周側に、損失が発生する損失領域５３が形成され得る。   Here, the inlet flow of the stay vane 50 of the general bell mouth type staying in the cross section near the wall flows into the flow path between the stay vanes 50 at an angle smaller than the inlet vane angle of the stay vane 50 as shown in FIG. . Thereby, the loss area | region 53 where a loss generate | occur | produces can be formed in the outer peripheral side of the entrance of the stay vane 50. FIG.

これに対して本実施の形態においては、図７に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口羽根角度θ１を、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より小さくしている。このことにより、図８に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口形状を、ステーベーン３に流入する流れに沿わせることができる。このため、ステーベーン３に流入する流れの角度と、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度との差が低減され、ステーベーン３の外周側での損失が低減される。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the inlet blade angle θ1 of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is smaller than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13. doing. As a result, as shown in FIG. 8, the inlet shapes of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 can be made to follow the flow flowing into the stay vane 3. For this reason, the difference between the angle of the flow flowing into the stay vane 3 and the blade angle of the inlet wall side portions 14b and 15b of the stay vane 3 is reduced, and the loss on the outer peripheral side of the stay vane 3 is reduced.

このように本実施の形態によれば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口羽根角度θ１を、ベーン本体部分１３の入口羽根角度θ２より小さくしている。このことにより、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口形状を、ステーベーン３に流入する流れに沿わせることができる。このため、ベルマウス型ステーリングのステーベーン３の入口流れの損失を低減することができる。   Thus, according to the present embodiment, the inlet blade angle θ1 of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is made smaller than the inlet blade angle θ2 of the vane body portion 13. Thereby, the inlet shapes of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 can be made to follow the flow flowing into the stay vane 3. For this reason, the loss of the inlet flow of the stay vane 3 of the bell mouth type staying can be reduced.

（第３の実施の形態）
次に、図９を用いて、本発明の第３の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (Third embodiment)
Next, a hydraulic machine staying and a hydraulic machine according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図９に示す第３の実施の形態においては、平行型ステーリングのステーベーンの出口壁側部分の羽根厚さが、出口本体部分の羽根厚さより厚くなっている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図９において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The third embodiment shown in FIG. 9 is mainly different in that the blade thickness of the outlet wall side portion of the stay vane of the parallel type staying is thicker than the blade thickness of the outlet main body portion. Is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIGS. In FIG. 9, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施の形態におけるステーリング１０は、平行型ステーリング（図２参照）として構成されている。   The staying 10 in the present embodiment is configured as a parallel staying (see FIG. 2).

図９には、本実施の形態におけるステーベーン３およびガイドベーン４の水平断面が示されている。このうちステーベーン３の上壁側部分１４（または下壁側部分１５）が実線で示されており、ベーン本体部分１３が破線で示されている。   FIG. 9 shows a horizontal cross section of the stay vane 3 and the guide vane 4 in the present embodiment. Among them, the upper wall side portion 14 (or the lower wall side portion 15) of the stay vane 3 is indicated by a solid line, and the vane main body portion 13 is indicated by a broken line.

本実施の形態においては、図９に示すように、ステーベーン３の出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さは、出口本体部分１３ｃの羽根厚さより厚くなっている。なお、ステーベーン３の羽根厚さは、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the outlet main body portion 13c. In addition, it is preferable that the blade thickness of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss.

より具体的には、図９の断面で見た場合に、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉは、出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉと重なり、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの外周面１４ｃｏ、１５ｃｏは、出口本体部分１３ｃの外周面１３ｃｏよりも外周側に位置している。このようにして、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉと外周面１４ｃｏ、１５ｃｏとの間の距離として画定される羽根厚さが増大している。その結果として、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）が、出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さくなっている。なお、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉおよび外周面１４ｃｏ、１５ｃｏと、出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉおよび外周面１３ｃｏとの位置関係は、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）が出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さければ、これに限られることはない。   More specifically, when viewed in the cross-section of FIG. 9, the inner peripheral surfaces 14ci, 15ci of the outlet wall side portions 14c, 15c overlap the inner peripheral surface 13ci of the outlet main body portion 13c, and the outlet wall side portion 14c, The outer peripheral surfaces 14co and 15co of 15c are located on the outer peripheral side with respect to the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c. In this manner, the blade thickness defined as the distance between the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci of the outlet wall side portions 14c and 15c and the outer peripheral surfaces 14co and 15co is increased. As a result, the blade angle (θ3) of the outlet wall side portions 14c and 15c is smaller than the blade angle (θ4) of the outlet body portion 13c. The positional relationship between the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci and the outer peripheral surfaces 14co and 15co of the outlet wall side portions 14c and 15c and the inner peripheral surface 13ci and the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c is the same as the outlet wall side portions 14c and 15c. If the blade angle (θ3) is smaller than the blade angle (θ4) of the outlet body portion 13c, the present invention is not limited to this.

また、本実施の形態においては、図９に示すように、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さは、入口本体部分１３ｂの羽根厚さより厚くなっている。なお、ステーベーン３の羽根厚さは、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the inlet main body portion 13b. In addition, it is preferable that the blade thickness of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss.

より具体的には、図９の断面で見た場合に、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉは、入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉと重なり、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの外周面１４ｂｏ、１５ｂｏは、入口本体部分１３ｂの外周面１３ｂｏよりも外周側に位置している。このようにして、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉと外周面１４ｂｏ、１５ｂｏとの間の距離として画定される羽根厚さが増大している。その結果として、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）が、入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より大きくなっている。なお、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉおよび外周面１４ｂｏ、１５ｂｏと、入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉおよび外周面１３ｂｏとの位置関係は、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）が入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より大きければ、これに限られることはない。   More specifically, the inner peripheral surfaces 14bi and 15bi of the inlet wall side portions 14b and 15b overlap with the inner peripheral surface 13bi of the inlet main body portion 13b when viewed in the cross section of FIG. The outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of 15b are located in the outer peripheral side rather than the outer peripheral surface 13bo of the inlet main-body part 13b. In this way, the blade thickness defined as the distance between the inner peripheral surfaces 14bi, 15bi of the inlet wall side portions 14b, 15b and the outer peripheral surfaces 14bo, 15bo is increased. As a result, the blade angle (θ1) of the inlet wall side portions 14b and 15b is larger than the blade angle (θ2) of the inlet body portion 13b. The positional relationship between the inner peripheral surfaces 14bi and 15bi and outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of the inlet wall side portions 14b and 15b and the inner peripheral surface 13bi and outer peripheral surface 13bo of the inlet main body portion 13b is the same as that of the inlet wall side portions 14b and 15b. If the blade angle (θ1) is larger than the blade angle (θ2) of the inlet body portion 13b, the present invention is not limited to this.

このように本実施の形態によれば、ステーベーン３の出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さが、出口本体部分１３ｃの羽根厚さより厚くなっている。このことにより、ステーベーン３の出口羽根角度が高さ方向で変更される場合であっても、ステーベーン３の強度を増大させることができる。このため、ステーベーン３の強度を確保しつつ、ガイドベーン４の入口流れの損失を低減することができる。   Thus, according to the present embodiment, the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the outlet main body portion 13c. Thereby, even if the exit vane angle of the stay vane 3 is changed in the height direction, the strength of the stay vane 3 can be increased. For this reason, the loss of the inlet flow of the guide vane 4 can be reduced while ensuring the strength of the stay vane 3.

また、本実施の形態によれば、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さが、入口本体部分１３ｂの羽根厚さより厚くなっている。このことにより、ステーベーン３の入口羽根角度が高さ方向で変更される場合であっても、ステーベーン３の強度を増大させることができる。このため、ステーベーン３の強度を確保しつつ、平行型ステーリングのステーベーン３の入口流れの損失を低減することができる。   Moreover, according to this Embodiment, the blade | wing thickness of the inlet wall side parts 14b and 15b of the stay vane 3 is thicker than the blade | wing thickness of the inlet main-body part 13b. Thereby, even when the inlet blade angle of the stay vane 3 is changed in the height direction, the strength of the stay vane 3 can be increased. For this reason, the loss of the inlet flow of the stay vane 3 of the parallel staying can be reduced while securing the strength of the stay vane 3.

なお、上述した本実施の形態においては、ステーベーン３の出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さが、出口本体部分１３ｃの羽根厚さより厚くなっているとともに、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さが、入口本体部分１３ｂの羽根厚さより厚くなっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、出ステーベーン３の出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さは、出口本体部分１３ｃの羽根厚さより厚くなっていなくてもよい。あるいは、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さは、入口本体部分１３ｂの羽根厚さより厚くなっていなくてもよい。   In the present embodiment described above, the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the outlet main body portion 13c, and the inlet wall side portion 14b of the stay vane 3 The example in which the blade thickness of 15b is thicker than the blade thickness of the inlet main body portion 13b has been described. However, the present invention is not limited to this, and the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c of the exit stay vane 3 may not be thicker than the blade thickness of the outlet main body portion 13c. Or the blade | wing thickness of the inlet wall side parts 14b and 15b does not need to be thicker than the blade | wing thickness of the inlet main body part 13b.

（第４の実施の形態）
次に、図１０を用いて、本発明の第４の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (Fourth embodiment)
Next, a hydraulic machine staying and hydraulic machine according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１０に示す第４の実施の形態においては、ベルマウス型ステーリングのステーベーンの出口壁側部分の羽根厚さが、出口本体部分の羽根厚さより厚くなっている点が主に異なり、他の構成は、図６乃至図８に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図１０において、図６乃至図８に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The fourth embodiment shown in FIG. 10 is mainly different in that the blade thickness of the outlet wall side portion of the stay vane of the bell mouth type staying is thicker than the blade thickness of the outlet main body portion. The configuration is substantially the same as that of the second embodiment shown in FIGS. In FIG. 10, the same parts as those of the second embodiment shown in FIGS. 6 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施の形態におけるステーリング１０は、ベルマウス型ステーリング（図６参照）として構成されている。   The staying 10 in the present embodiment is configured as a bell mouth type staying (see FIG. 6).

図１０には、本実施の形態におけるステーベーン３およびガイドベーン４の水平断面が示されている。このうちステーベーン３の上壁側部分１４（または下壁側部分１５）が実線で示されており、ベーン本体部分１３が破線で示されている。   FIG. 10 shows a horizontal cross section of the stay vane 3 and the guide vane 4 in the present embodiment. Among them, the upper wall side portion 14 (or the lower wall side portion 15) of the stay vane 3 is indicated by a solid line, and the vane main body portion 13 is indicated by a broken line.

本実施の形態においては、図１０に示すように、ステーベーン３の出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さは、出口本体部分１３ｃの羽根厚さより厚くなっている。なお、ステーベーン３の羽根厚さは、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the outlet main body portion 13c. In addition, it is preferable that the blade thickness of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss.

より具体的には、図１０の断面で見た場合に、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉは、出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉと重なり、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの外周面１４ｃｏ、１５ｃｏは、出口本体部分１３ｃの外周面１３ｃｏよりも外周側に位置している。このようにして、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉと外周面１４ｃｏ、１５ｃｏとの間の距離として画定される羽根厚さが増大している。その結果として、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）が、出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さくなっている。なお、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉおよび外周面１４ｃｏ、１５ｃｏと、出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉおよび外周面１３ｃｏとの位置関係は、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）が出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さければ、これに限られることはない。   More specifically, when viewed in the cross-section of FIG. 10, the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci of the outlet wall side portions 14c and 15c overlap the inner peripheral surface 13ci of the outlet main body portion 13c, and the outlet wall side portion 14c and The outer peripheral surfaces 14co and 15co of 15c are located on the outer peripheral side with respect to the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c. In this manner, the blade thickness defined as the distance between the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci of the outlet wall side portions 14c and 15c and the outer peripheral surfaces 14co and 15co is increased. As a result, the blade angle (θ3) of the outlet wall side portions 14c and 15c is smaller than the blade angle (θ4) of the outlet body portion 13c. The positional relationship between the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci and the outer peripheral surfaces 14co and 15co of the outlet wall side portions 14c and 15c and the inner peripheral surface 13ci and the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c is the same as the outlet wall side portions 14c and 15c. If the blade angle (θ3) is smaller than the blade angle (θ4) of the outlet body portion 13c, the present invention is not limited to this.

また、本実施の形態においては、図１０に示すように、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さは、入口本体部分１３ｂの羽根厚さより厚くなっている。なお、ステーベーン３の羽根厚さは、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the inlet main body portion 13b. In addition, it is preferable that the blade thickness of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss.

より具体的には、図１０の断面で見た場合に、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉは、入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉよりも内周側に位置し、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの外周面１４ｂｏ、１５ｂｏは、入口本体部分１３ｂの外周面１３ｂｏと重なっている。このようにして、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉと外周面１４ｂｏ、１５ｂｏとの間の距離として画定される羽根厚さが増大している。その結果として、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）が、入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より小さくなっている。なお、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉおよび外周面１４ｂｏ、１５ｂｏと、入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉおよび外周面１３ｂｏとの位置関係は、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）が入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より小さければ、これに限られることはない。   More specifically, when viewed in the cross section of FIG. 10, the inner peripheral surfaces 14bi and 15bi of the inlet wall side portions 14b and 15b are located on the inner peripheral side with respect to the inner peripheral surface 13bi of the inlet main body portion 13b. The outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of the inlet wall side portions 14b and 15b overlap with the outer peripheral surface 13bo of the inlet main body portion 13b. In this way, the blade thickness defined as the distance between the inner peripheral surfaces 14bi, 15bi of the inlet wall side portions 14b, 15b and the outer peripheral surfaces 14bo, 15bo is increased. As a result, the blade angle (θ1) of the inlet wall side portions 14b and 15b is smaller than the blade angle (θ2) of the inlet body portion 13b. The positional relationship between the inner peripheral surfaces 14bi and 15bi and outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of the inlet wall side portions 14b and 15b and the inner peripheral surface 13bi and outer peripheral surface 13bo of the inlet main body portion 13b is the same as that of the inlet wall side portions 14b and 15b. If the blade angle (θ1) is smaller than the blade angle (θ2) of the inlet body portion 13b, the present invention is not limited to this.

このように本実施の形態によれば、ステーベーン３の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さが、入口本体部分１３ｂの羽根厚さより厚くなっている。このことにより、ステーベーン３の入口羽根角度が高さ方向で変更される場合であっても、ステーベーン３の強度を増大させることができる。このため、ステーベーン３の強度を確保しつつ、ベルマウス型ステーリングのステーベーン３の入口流れの損失を低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b of the stay vane 3 is thicker than the blade thickness of the inlet main body portion 13b. Thereby, even when the inlet blade angle of the stay vane 3 is changed in the height direction, the strength of the stay vane 3 can be increased. For this reason, the loss of the inlet flow of the stay vane 3 of the bell mouth type staying can be reduced while ensuring the strength of the stay vane 3.

（第５の実施の形態）
次に、図１１および図１２を用いて、本発明の第５の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (Fifth embodiment)
Next, a hydraulic machine staying and a hydraulic machine according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

図１１および図１２に示す第５の実施の形態においては、ステーベーンの壁側部分の内径は、ベーン本体部分の内径より小さくなっている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１１および図１２において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The fifth embodiment shown in FIGS. 11 and 12 is mainly different in that the inner diameter of the wall side portion of the stay vane is smaller than the inner diameter of the vane main body portion. This is substantially the same as the first embodiment shown in FIG. 11 and 12, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図１１には、本実施の形態における平行型ステーリングのステーベーン３およびガイドベーン４の水平断面が示されている。このうちステーベーン３の上壁側部分１４（または下壁側部分１５）が実線で示されており、ベーン本体部分１３が破線で示されている。   FIG. 11 shows a horizontal cross section of the stay vane 3 and the guide vane 4 of the parallel staying in the present embodiment. Among them, the upper wall side portion 14 (or the lower wall side portion 15) of the stay vane 3 is indicated by a solid line, and the vane main body portion 13 is indicated by a broken line.

本実施の形態においては、図１１に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の内径は、ベーン本体部分１３の内径よりそれぞれ小さくなっている。このようにして、上壁側部分１４および下壁側部分１５が、ベーン本体部分１３より内周側に延びるように形成されている。ステーベーン３の内径は、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。ここで、壁側部分１４、１５の内径とは、水平断面における壁側部分１４、１５の（出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの）出口端の回転軸線Ｘを中心とする半径をいい、ベーン本体部分１３の内径とは、水平断面におけるベーン本体部分１３の（出口本体部分１３ｃの）出口端の回転軸線Ｘを中心とする半径をいう。   In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the inner diameters of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 are smaller than the inner diameter of the vane body portion 13. Thus, the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 are formed so as to extend from the vane body portion 13 to the inner peripheral side. It is preferable that the inner diameter of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss. Here, the inner diameter of the wall-side portions 14 and 15 refers to a radius centering on the rotation axis X of the outlet end (of the outlet wall-side portions 14c and 15c) of the wall-side portions 14 and 15 in the horizontal cross section. The inner diameter of the portion 13 refers to a radius around the rotation axis X of the outlet end (of the outlet main body portion 13c) of the vane main body portion 13 in the horizontal cross section.

上壁側部分１４および下壁側部分をベーン本体部分１３より内周側に延ばすことにより、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さ、とりわけ、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃのうちの中央壁側部分１４ａ、１５ａの側の部分の羽根厚さを厚くすることができる。このため、ステーベーン３の強度を増大させることができる。   By extending the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion from the vane body portion 13 to the inner peripheral side, the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c, particularly the central wall of the outlet wall side portions 14c and 15c. The blade thickness of the side portions 14a and 15a can be increased. For this reason, the strength of the stay vane 3 can be increased.

本実施の形態では、図１１の断面で見た場合に、上壁側部分１４および下壁側部分１５の出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉの一部は、ベーン本体部分１３の出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉと重なり、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの外周面１４ｃｏ、１５ｃｏは、出口本体部分１３ｃの外周面１３ｃｏよりも外周側に位置している。このようにして、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さを、出口本体部分１３ｃの羽根厚さと同等以上としつつ、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）を、出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さくしている。なお、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉおよび外周面１４ｃｏ、１５ｃｏと、出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉおよび外周面１３ｃｏとの位置関係は、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根角度（θ３）を出口本体部分１３ｃの羽根角度（θ４）より小さくするとともに壁側部分１４、１５の内径をベーン本体部分１３の内径より小さくすることができれば、これに限られることはない。   In the present embodiment, when viewed in the cross section of FIG. 11, the inner wall surfaces 14ci and 15ci of the outlet wall side portions 14c and 15c of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 are part of the vane main body portion. The outer peripheral surfaces 14co and 15co of the outlet wall side portions 14c and 15c are positioned on the outer peripheral side of the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c. In this way, the blade angle (θ3) of the outlet wall side portions 14c and 15c is set to the outlet body portion 13c while the blade thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c is equal to or greater than the blade thickness of the outlet body portion 13c. Smaller than the blade angle (θ4). The positional relationship between the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci and the outer peripheral surfaces 14co and 15co of the outlet wall side portions 14c and 15c and the inner peripheral surface 13ci and the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c is the same as the outlet wall side portions 14c and 15c. If the blade angle (θ3) is smaller than the blade angle (θ4) of the outlet body portion 13c and the inner diameters of the wall side portions 14 and 15 can be made smaller than the inner diameter of the vane body portion 13, the present invention is not limited to this. .

例えば、ベーン本体部分１３の内径をＲ１、上壁側部分１４および下壁側部分１５の内径をＲ２、ステーベーン３の高さをＢとしたときに 、
Ｒ１−Ｒ２＞０．２×Ｂ
を満たしていることが好適である。このため、ステーベーン３が上壁１１および下壁１２に溶接されている場合には、その溶接の隅肉の大きさよりも長い距離で壁側部分１４、１５を内周側に効果的に延ばすことが可能となる。 For example, when the inner diameter of the vane body portion 13 is R1, the inner diameter of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 is R2, and the height of the stay vane 3 is B,
R1-R2> 0.2 × B
It is preferable that For this reason, when the stay vane 3 is welded to the upper wall 11 and the lower wall 12, the wall side portions 14 and 15 are effectively extended to the inner peripheral side at a distance longer than the size of the fillet of the weld. Is possible.

図１２に、本実施の形態によるステーベーン３およびガイドベーン４の周囲の流れの損失を示す。図１２に示されているように、Ｒ１−Ｒ２を大きくする（例えばＲ２を小さくする）ことにより損失が低減され、とりわけ、Ｒ１−Ｒ２が０．２×Ｂよりも大きくなると、損失の低減効果が高まることがわかる。   FIG. 12 shows a loss of flow around the stay vane 3 and the guide vane 4 according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, the loss is reduced by increasing R1-R2 (for example, reducing R2). In particular, when R1-R2 is larger than 0.2 × B, the loss reduction effect is achieved. Can be seen to increase.

また、本実施の形態においては、図１１に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の外径は、ベーン本体部分１３の外径よりそれぞれ大きくなっている。このようにして、上壁側部分１４および下壁側部分１５が、ベーン本体部分１３より外周側に延びるように形成されている。ステーベーン３の外径は、流れの損失を低減するために、高さ方向にわたって徐々に変化していることが好適である。ここで、壁側部分１４、１５の外径とは、水平断面における壁側部分１４、１５の（入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの）入口端の回転軸線Ｘを中心とする半径をいい、ベーン本体部分１３の外径とは、水平断面におけるベーン本体部分１３の（入口本体部分１３ｂの）入口端の回転軸線Ｘを中心とする半径をいう。   In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the outer diameters of the upper wall portion 14 and the lower wall portion 15 of the stay vane 3 are larger than the outer diameter of the vane body portion 13. In this way, the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 are formed so as to extend from the vane body portion 13 to the outer peripheral side. It is preferable that the outer diameter of the stay vane 3 is gradually changed in the height direction in order to reduce the flow loss. Here, the outer diameters of the wall-side portions 14 and 15 are the radii around the rotation axis X of the inlet end (of the inlet wall-side portions 14b and 15b) of the wall-side portions 14 and 15 in the horizontal section. The outer diameter of the main body portion 13 refers to a radius around the rotation axis X of the inlet end (of the inlet main body portion 13b) of the vane main body portion 13 in the horizontal section.

上壁側部分１４および下壁側部分をベーン本体部分１３より外周側に延ばすことにより、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さ、とりわけ、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂのうちの中央壁側部分１４ａ、１５ａの側の部分の羽根厚さを厚くすることができる。このため、ステーベーン３の強度を増大させることができる。   By extending the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion from the vane body portion 13 to the outer peripheral side, the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b, particularly the central wall side of the inlet wall side portions 14b and 15b. The blade thickness of the portion on the side of the portions 14a and 15a can be increased. For this reason, the strength of the stay vane 3 can be increased.

本実施の形態では、図１１の断面で見た場合に、上壁側部分１４および下壁側部分１５の入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉの一部は、ベーン本体部分１３の入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉと重なり、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの外周面１４ｂｏ、１５ｂｏは、入口本体部分１３ｂの外周面１３ｂｏよりも外周側に位置している。このようにして、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さを、入口本体部分１３ｂの羽根厚さと同等以上としつつ、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）を、入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より大きくしている。なお、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉおよび外周面１４ｂｏ、１５ｂｏと、入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉおよび外周面１３ｂｏとの位置関係は、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根角度（θ１）を入口本体部分１３ｂの羽根角度（θ２）より大きくするとともに壁側部分１４、１５の外径をベーン本体部分１３の外径より大きくすることができれば、これに限られることはない。   In the present embodiment, when viewed in the cross section of FIG. 11, the inner wall surfaces 14bi and 15bi of the inlet wall side portions 14b and 15b of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 are part of the vane body portion. The outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of the inlet wall side portions 14b and 15b are located on the outer peripheral side of the outer peripheral surface 13bo of the inlet main body portion 13b. In this way, the blade angle (θ1) of the inlet wall side portions 14b and 15b is set to the inlet main body portion 13b while the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b is equal to or greater than the blade thickness of the inlet main body portion 13b. Larger than the blade angle (θ2). The positional relationship between the inner peripheral surfaces 14bi and 15bi and outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of the inlet wall side portions 14b and 15b and the inner peripheral surface 13bi and outer peripheral surface 13bo of the inlet main body portion 13b is the same as that of the inlet wall side portions 14b and 15b. If the blade angle (θ1) is larger than the blade angle (θ2) of the inlet main body portion 13b and the outer diameters of the wall side portions 14 and 15 can be made larger than the outer diameter of the vane main body portion 13, it is limited to this. There is no.

例えば、ベーン本体部分１３の外径をＲ３、上壁側部分１４および下壁側部分１５の外径をＲ４としたときに、
Ｒ４−Ｒ３＞０．２×Ｂ
を満たしていることが好適である。このため、ステーベーン３が上壁１１および下壁１２に溶接されている場合には、その溶接の隅肉の大きさよりも長い距離で壁側部分１４、１５を外周側に延ばすことが可能となる。 For example, when the outer diameter of the vane body portion 13 is R3 and the outer diameters of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 are R4,
R4-R3> 0.2 × B
It is preferable that For this reason, when the stay vane 3 is welded to the upper wall 11 and the lower wall 12, it becomes possible to extend the wall side parts 14 and 15 to the outer peripheral side at a distance longer than the size of the fillet of the weld. .

このように本実施の形態によれば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の内径が、ベーン本体部分１３の内径よりそれぞれ小さくなっている。このことにより、ステーベーン３の出口羽根角度が高さ方向で変更される場合であっても、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの羽根厚さを確保することができ、ステーベーン３の強度を増大させることができる。このため、ステーベーン３の強度を確保しつつ、ガイドベーン４の入口流れの損失を低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the inner diameter of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is smaller than the inner diameter of the vane main body portion 13. Thus, even when the outlet vane angle of the stay vane 3 is changed in the height direction, the vane thickness of the outlet wall side portions 14c and 15c can be secured, and the strength of the stay vane 3 is increased. Can do. For this reason, the loss of the inlet flow of the guide vane 4 can be reduced while ensuring the strength of the stay vane 3.

また、本実施の形態によれば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の外径が、ベーン本体部分１３の外径よりそれぞれ大きくなっている。このことにより、ステーベーン３の入口羽根角度が高さ方向で変更される場合であっても、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの羽根厚さを確保することができ、ステーベーン３の強度を増大させることができる。このため、ステーベーン３の強度を確保しつつ、ステーベーン３の入口流れの損失を低減することができる。   Further, according to the present embodiment, the outer diameter of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 is larger than the outer diameter of the vane main body portion 13. Thus, even when the inlet blade angle of the stay vane 3 is changed in the height direction, the blade thickness of the inlet wall side portions 14b and 15b can be secured, and the strength of the stay vane 3 is increased. Can do. For this reason, the loss of the inlet flow of the stay vane 3 can be reduced while ensuring the strength of the stay vane 3.

なお、上述した本実施の形態においては、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の内径が、ベーン本体部分１３の内径よりそれぞれ小さくなっているとともに、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の外径が、ベーン本体部分１３の外径よりそれぞれ大きくなっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の外径は、ベーン本体部分１３の外径より大きくなくてもよい。あるいは、テーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の内径は、ベーン本体部分１３の内径より小さくなくてもよい。   In the embodiment described above, the inner diameters of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 are smaller than the inner diameter of the vane main body portion 13, and the upper wall side portion of the stay vane 3. An example in which the outer diameters of 14 and the lower wall side portion 15 are larger than the outer diameter of the vane body portion 13 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the outer diameter of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 may not be larger than the outer diameter of the vane body portion 13. Alternatively, the inner diameter of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the vane 3 may not be smaller than the inner diameter of the vane body portion 13.

また、上述した本実施の形態においては、平行型ステーリングの例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図６等に示すようなベルマウス型ステーリングにも同様にして適用することができる。この場合、例えば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の内径は、ベーン本体部分１３の内径よりそれぞれ小さくし、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの内周面１４ｃｉ、１５ｃｉは、出口本体部分１３ｃの内周面１３ｃｉと重なり、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃの外周面１４ｃｏ、１５ｃｏは、出口本体部分１３ｃの外周面１３ｃｏよりも外周側に位置するようにしてもよい。また、例えば、ステーベーン３の上壁側部分１４および下壁側部分１５の外径は、ベーン本体部分１３の外径よりそれぞれ大きくし、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの内周面１４ｂｉ、１５ｂｉは、入口本体部分１３ｂの内周面１３ｂｉより内周側に位置し、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂの外周面１４ｂｏ、１５ｂｏは、入口本体部分１３ｂの外周面１３ｂｏと重なるようにしてもよい。   Moreover, in this Embodiment mentioned above, the example of the parallel type staying was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to a bell mouth type staying as shown in FIG. In this case, for example, the inner diameters of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 are made smaller than the inner diameter of the vane main body portion 13, and the inner peripheral surfaces 14ci and 15ci of the outlet wall side portions 14c and 15c are The outer peripheral surfaces 14co and 15co of the outlet wall side portions 14c and 15c may be positioned more on the outer peripheral side than the outer peripheral surface 13co of the outlet main body portion 13c, overlapping the inner peripheral surface 13ci of the outlet main body portion 13c. Further, for example, the outer diameters of the upper wall side portion 14 and the lower wall side portion 15 of the stay vane 3 are made larger than the outer diameter of the vane main body portion 13, and the inner peripheral surfaces 14 bi and 15 bi of the inlet wall side portions 14 b and 15 b are The outer peripheral surfaces 14bo and 15bo of the inlet wall side portions 14b and 15b may be overlapped with the outer peripheral surface 13bo of the inlet main body portion 13b.

（第６の実施の形態）
次に、図１３を用いて、本発明の第６の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (Sixth embodiment)
Next, a hydraulic machine staying and a hydraulic machine according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１３に示す第６の実施の形態においては、壁側部分のうちベーン本体部分より内周側に延びている部分と、対応する上壁または下壁との間に隙間が形成されている点が主に異なり、他の構成は、図１１および図１２に示す第５の実施の形態と略同一である。なお、図１３において、図１１および図１２に示す第５の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the sixth embodiment shown in FIG. 13, a gap is formed between a portion of the wall side portion that extends from the vane body portion to the inner peripheral side and the corresponding upper wall or lower wall. However, the other configuration is substantially the same as that of the fifth embodiment shown in FIGS. In FIG. 13, the same parts as those in the fifth embodiment shown in FIGS. 11 and 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図１３には、本実施の形態における平行型のステーリング１０が示されている。図１３の実線は、本実施の形態におけるステーベーン３を示し、破線は、図１５等に示す一般的なステーベーンの形状を示している。   FIG. 13 shows a parallel staying 10 according to the present embodiment. The solid line in FIG. 13 shows the stay vane 3 in the present embodiment, and the broken line shows the general shape of the stay vane shown in FIG.

図１３に示すように、ステーベーン３の上壁側部分１４のうちベーン本体部分１３より内周側に延びている部分と、対応する上壁１１との間に隙間２０ｂが形成されており、この内周側に延びている部分と上壁１１とが切り離されている。同様にして、下壁側部分１５のうちベーン本体部分１３より内周側に延びている部分と、対応する下壁１２との間に隙間２０ｃが形成されており、この内周側に延びている部分と下壁１２とが切り離されている。   As shown in FIG. 13, a gap 20 b is formed between a portion of the upper wall portion 14 of the stay vane 3 that extends from the vane main body portion 13 to the inner peripheral side and the corresponding upper wall 11. A portion extending to the inner peripheral side and the upper wall 11 are separated. Similarly, a gap 20c is formed between a portion of the lower wall side portion 15 extending from the vane main body portion 13 to the inner peripheral side and the corresponding lower wall 12, and extends toward the inner peripheral side. And the lower wall 12 are separated.

また、上壁側部分１４のうちベーン本体部分１３より外周側に延びている部分と、対応する上壁１１との間に隙間２１ｂが形成されており、この外周側に延びている部分と上壁１１とが切り離されている。同様にして、下壁側部分１５のうちベーン本体部分１３より内周側に延びている部分と、対応する下壁１２との間に隙間２１ｃが形成されており、この外周側に延びている部分と下壁１２とが切り離されている。   Further, a gap 21b is formed between a portion of the upper wall side portion 14 that extends to the outer peripheral side from the vane main body portion 13 and the corresponding upper wall 11, and the portion extending to the outer peripheral side and the upper portion The wall 11 is separated. Similarly, a gap 21c is formed between a portion of the lower wall side portion 15 extending from the vane main body portion 13 to the inner peripheral side and the corresponding lower wall 12, and extends to the outer peripheral side. The part and the lower wall 12 are separated.

このように本実施の形態によれば、ステーベーン３の壁側部分１４、１５のうちベーン本体部分１３より内周側に延びている部分と、対応する上壁１１または下壁１１との間に隙間２０ｂ、２０ｃが形成されている。このことにより、この内周側に延びている部分は、強度部材としての役割を逃れることができるため、当該部分の形状の自由度を向上させることができ、例えば、薄い形状とすることもできる。なお、出口壁側部分１４ｃ、１５ｃのうち、この内周側に延びている部分以外の部分を上壁１１または下壁１２に連結することにより、ステーベーン３の強度は確保することが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, between the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 extending from the vane body portion 13 to the inner peripheral side and the corresponding upper wall 11 or lower wall 11. Gaps 20b and 20c are formed. Thus, the portion extending to the inner peripheral side can escape the role as a strength member, so that the degree of freedom of the shape of the portion can be improved, and for example, it can be a thin shape. . In addition, the strength of the stay vane 3 can be ensured by connecting the outlet wall side portions 14c and 15c other than the portion extending to the inner peripheral side to the upper wall 11 or the lower wall 12. .

また、本実施の形態によれば、ステーベーン３の壁側部分１４、１５のうちベーン本体部分１３より外周側に延びている部分と、対応する上壁１１または下壁１１との間に隙間２１ｂ、２１ｃが形成されている。このことにより、この外周側に延びている部分は、強度部材としての役割を逃れることができるため、当該部分の形状の自由度を向上させることができ、例えば、薄い形状とすることもできる。なお、入口壁側部分１４ｂ、１５ｂのうち、この外周側に延びている部分以外の部分を上壁１１または下壁１２に連結することにより、ステーベーン３の強度は確保することが可能となる。   In addition, according to the present embodiment, a gap 21b is provided between a portion of the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 that extends to the outer peripheral side from the vane body portion 13 and the corresponding upper wall 11 or lower wall 11. , 21c are formed. As a result, the portion extending to the outer peripheral side can escape the role as a strength member, so that the degree of freedom of the shape of the portion can be improved, and for example, it can be a thin shape. In addition, the strength of the stay vane 3 can be ensured by connecting the inlet wall side portions 14b and 15b other than the portion extending to the outer peripheral side to the upper wall 11 or the lower wall 12.

なお、上述した本実施の形態においては、ステーベーン３の壁側部分１４、１５のうちベーン本体部分１３より内周側に延びている部分と、対応する上壁１１または下壁１１との間に隙間２０ｂ、２０ｃが形成されるとともに、ステーベーン３の壁側部分１４、１５のうちベーン本体部分１３より外周側に延びている部分と、対応する上壁１１または下壁１１との間に隙間２１ｂ、２１ｃが形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、内周側の隙間２０ｂ、２０ｃおよび外周側の隙間２１ｂ、２１ｃのうちの一方は形成されていなくてもよい。   In the present embodiment described above, between the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 extending from the vane body portion 13 to the inner peripheral side and the corresponding upper wall 11 or lower wall 11. The gaps 20b and 20c are formed, and a gap 21b is formed between a portion of the wall side portions 14 and 15 of the stay vane 3 that extends to the outer peripheral side from the vane body portion 13 and the corresponding upper wall 11 or lower wall 11. , 21c has been described. However, the present invention is not limited to this, and one of the inner circumferential gaps 20b and 20c and the outer circumferential gaps 21b and 21c may not be formed.

また、上述した本実施の形態による隙間２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃは、ベルマウス型ステーリングのステーベーン３にも同様にして適用することが可能である。   Further, the gaps 20b, 20c, 21b, and 21c according to the present embodiment described above can be similarly applied to the stay vane 3 of the bell mouth type staying.

（第７の実施の形態）
次に、図１４を用いて、本発明の第７の実施の形態における水力機械のステーリングおよび水力機械について説明する。 (Seventh embodiment)
Next, a hydraulic machine staying and hydraulic machine according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１４に示す第７の実施の形態においては、隙間に、隙間を閉塞する閉塞部材が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１３に示す第６の実施の形態と略同一である。なお、図１４において、図１３に示す第６の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The seventh embodiment shown in FIG. 14 is mainly different in that a closing member for closing the gap is provided in the gap, and the other configuration is substantially the same as that of the sixth embodiment shown in FIG. Are identical. In FIG. 14, the same parts as those of the sixth embodiment shown in FIG.

図１４には、本実施の形態における平行型のステーリング１０が示されている。図１４の実線は、本実施の形態におけるステーベーン３を示し、破線は、図１５等に示す一般的なステーベーンの形状を示している。   FIG. 14 shows a parallel staying 10 according to the present embodiment. A solid line in FIG. 14 shows the stay vane 3 in the present embodiment, and a broken line shows a general stay vane shape shown in FIG.

図１４に示すように、出口側の各隙間２０ｂ、２０ｃおよび入口側の各隙間２１ｂ、２１ｃに、隙間２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃを閉塞する閉塞部材３０が設けられている。閉塞部材３０には、例えば、コーキング材やシール材を用いることが好適である。   As shown in FIG. 14, a closing member 30 that closes the gaps 20b, 20c, 21b, and 21c is provided in the gaps 20b and 20c on the outlet side and the gaps 21b and 21c on the inlet side. For the closing member 30, for example, a caulking material or a sealing material is preferably used.

このように本実施の形態によれば、隙間２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃに閉塞部材３０が設けられ、隙間２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃが閉塞されている。このことにより、隙間２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃを水が通り抜けることを防止でき、ステーベーン３の入口流れおよび出口流れの損失を低減することができる。   Thus, according to the present embodiment, the closing member 30 is provided in the gaps 20b, 20c, 21b, and 21c, and the gaps 20b, 20c, 21b, and 21c are closed. As a result, water can be prevented from passing through the gaps 20b, 20c, 21b, 21c, and loss of the inlet flow and outlet flow of the stay vane 3 can be reduced.

なお、上述した本実施の形態による閉塞部材３０は、ベルマウス型ステーリングのステーベーン３にも同様にして適用することが可能である。   Note that the closing member 30 according to the present embodiment described above can be similarly applied to the stay vane 3 of the bell mouth type staying.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Moreover, as a matter of course, these embodiments can be partially combined as appropriate within the scope of the present invention.

なお、上述した各実施の形態では、水力機械の一例としてフランシス水車を例にとって説明したが、このことに限られることはなく、フランシス水車以外の水力機械にも、本発明を適用することができる。また、ポンプ運転を行わない水車にも当然に適用することができる。   In each of the above-described embodiments, a Francis turbine has been described as an example of a hydraulic machine. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to hydraulic machines other than Francis turbines. . Of course, the present invention can also be applied to a water turbine that does not perform pump operation.

１：フランシス水車、２：ケーシング、３：ステーベーン、４：ガイドベーン、５：ランナ、１０：ステーリング、１１：上壁、１２：下壁、１３：ベーン本体部分、１３ａ：中央本体部分、１３ｂ：入口本体部分、１３ｃ：出口本体部分、１４：上壁側部分、１４ａ 中央壁側部分、１４ｂ：入口壁側部分、１４ｃ：出口壁側部分、１５：下壁側部分、１５ａ：中央壁側部分、１５ｂ：入口壁側部分、１５ｃ：出口壁側部分、２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃ：隙間、３０：閉塞部材、θ１：壁側部分の入口羽根角度、θ２：ベーン本体部分の入口羽根角度、θ３：壁側部分の出口羽根角度、θ４：ベーン本体部分の出口羽根角度 1: Francis turbine, 2: casing, 3: stay vane, 4: guide vane, 5: runner, 10: staying, 11: upper wall, 12: lower wall, 13: vane main body part, 13a: central main body part, 13b : Inlet main body part, 13c: outlet main body part, 14: upper wall side part, 14a central wall side part, 14b: inlet wall side part, 14c: outlet wall side part, 15: lower wall side part, 15a: central wall side Portion, 15b: inlet wall side portion, 15c: outlet wall side portion, 20b, 20c, 21b, 21c: gap, 30: closing member, θ1: inlet blade angle of wall side portion, θ2: inlet blade angle of vane body portion , Θ3: outlet blade angle of the wall side portion, θ4: outlet blade angle of the vane body portion

Claims (7)

水車運転時にケーシングからの水流をランナに導く水力機械のステーリングであって、
環状の上壁と
前記上壁に対向する環状の下壁と、
前記上壁と前記下壁との間に設けられたステーベーンと、を備え、
前記ステーベーンは、
ベーン本体部分と、
前記ベーン本体部分の前記上壁の側および前記下壁の側にそれぞれ設けられた壁側部分と、を有し、
前記壁側部分の出口羽根角度は、前記ベーン本体部分の出口羽根角度より小さいことを特徴とする水力機械のステーリング。 A hydraulic machine staying that guides the water flow from the casing to the runner when the water turbine is in operation.
An annular upper wall and an annular lower wall facing the upper wall;
A stay vane provided between the upper wall and the lower wall,
The stay vane is
A vane body portion;
A wall side portion provided on each of the upper wall side and the lower wall side of the vane main body portion, and
The hydraulic machine staying characterized in that an outlet blade angle of the wall side portion is smaller than an outlet blade angle of the vane body portion. 前記ステーベーンの高さは、半径方向において同一であり、
前記壁側部分の入口羽根角度は、前記ベーン本体部分の入口羽根角度より大きいことを特徴とする請求項１に記載の水力機械のステーリング。 The height of the stay vanes is the same in the radial direction,
The hydraulic machine staying according to claim 1, wherein an inlet blade angle of the wall side portion is larger than an inlet blade angle of the vane body portion. 前記ステーベーンの高さは、外周側に向って高くなっており、
前記壁側部分の入口羽根角度は、前記ベーン本体部分の入口羽根角度より小さいことを特徴とする請求項１に記載の水力機械のステーリング。 The height of the stay vane is higher toward the outer peripheral side,
The hydraulic machine staying according to claim 1, wherein an inlet blade angle of the wall side portion is smaller than an inlet blade angle of the vane body portion. 前記ベーン本体部分は、中央本体部分と、前記中央本体部分より出口側に設けられ、前記ベーン本体部分の前記出口羽根角度を画定する出口本体部分と、を含み、
前記壁側部分は、中央壁側部分と、前記中央壁側部分より出口側に設けられ、前記壁側部分の前記出口羽根角度を画定する出口壁側部分と、を含み、
前記出口壁側部分の羽根厚さは、前記出口本体部分の羽根厚さより厚いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水力機械のステーリング。 The vane body portion includes a central body portion and an outlet body portion provided on an outlet side from the central body portion and defining the outlet vane angle of the vane body portion;
The wall-side portion includes a central wall-side portion, and an outlet wall-side portion that is provided on the outlet side from the central wall-side portion and defines the outlet blade angle of the wall-side portion,
The staying of a hydraulic machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a blade thickness of the outlet wall side portion is larger than a blade thickness of the outlet main body portion. 前記壁側部分の内径は、前記ベーン本体部分の内径より小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水力機械のステーリング。   5. The hydraulic machine staying according to claim 1, wherein an inner diameter of the wall side portion is smaller than an inner diameter of the vane main body portion. 前記ベーン本体部分の内径をＲ１、前記壁側部分の内径をＲ２、前記ステーベーンの高さをＢとしたときに、
Ｒ１−Ｒ２＞０．２×Ｂ
を満たしていることを特徴とする請求項５に記載の水力機械のステーリング。 When the inner diameter of the vane body portion is R1, the inner diameter of the wall side portion is R2, and the height of the stay vane is B,
R1-R2> 0.2 × B
The hydraulic machine staying according to claim 5, wherein: 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の前記水力機械のステーリングを備えた水力機械。   The hydraulic machine provided with the staying of the said hydraulic machine as described in any one of Claims 1 thru | or 6.
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