JP2019007374A - Runner of movable blade water turbine, discharge ring of movable blade water turbine, and movable blade water turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態は、可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車に関する。 Embodiments of the present invention relate to a runner of a movable blade turbine, a discharge ring of the movable blade turbine, and a movable blade turbine.
水力発電で使用される水力機械は衝動水車と反動水車に大きく分けられる。このうち反動水車の例としては、フランシス水車に代表される遠心水車と、デリア水車に代表される斜流水車と、カプラン水車、プロペラ水車またはバルブ水車等の軸流水車とが挙げられる。 Hydropower machines used in hydropower generation can be broadly divided into impulse turbines and reaction turbines. Examples of the reaction water turbine include a centrifugal water turbine represented by a Francis turbine, a diagonal water turbine represented by a Delia turbine, and an axial flow turbine such as a Kaplan turbine, a propeller turbine, or a valve turbine.
軸流水車のランナは、ランナボスと、ランナボスに設けられたランナベーンと、を備えている。カプラン水車やバルブ水車等の可動羽根水車では、ランナベーン全体がランナボスに対して回動可能になっている。一方、プロペラ水車では、ランナベーンは、ランナボスに溶接接合やボルト締結により固定されている。 The runner of the axial flow turbine includes a runner boss and a runner vane provided on the runner boss. In movable vane turbines such as Kaplan turbines and valve turbines, the entire runner vane is rotatable relative to the runner boss. On the other hand, in the propeller turbine, the runner vane is fixed to the runner boss by welding or bolt fastening.
可動羽根水車では、必要とされる負荷、運転落差に応じて、ランナベーンの角度とガイドベーンの開度をそれぞれ最適な状態に制御することが可能になっている。このため、可動羽根水車は、フランシス水車やプロペラ水車のようにランナベーンが固定されている水車に比べて広い運転範囲で高効率な運転が可能になっている。 In the movable impeller turbine, it is possible to control the runner vane angle and the guide vane opening to optimum states according to the required load and operating head. For this reason, the movable impeller turbine can be operated with high efficiency in a wider operation range compared to a turbine in which a runner vane is fixed like a Francis turbine or a propeller turbine.
しかしながら、ランナベーンを運転状態に応じて回動するため、ランナベーンの外周端面(チップ側端面)と静止部(ディスチャージリング)との間には隙間が設けられている。この隙間には、漏れ流れとなる水の流れが形成される。この漏れ流れは、ランナにエネルギーを与えることがないため、単に損失が発生してしまう。また、ランナベーンの内周端面(ボス側端面)とランナボスとの間にも隙間が設けられており、この隙間にも漏れ流れが形成されてしまい、損失が発生してしまう。 However, in order to rotate the runner vanes according to the operating state, a gap is provided between the outer peripheral end face (chip side end face) of the runner vane and the stationary part (discharge ring). In this gap, a water flow is formed as a leakage flow. Since this leakage flow does not give energy to the runner, it simply causes a loss. Further, a gap is also provided between the inner peripheral end surface (boss side end surface) of the runner vane and the runner boss, and a leakage flow is also formed in this gap, resulting in a loss.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ランナベーンの周囲に形成される漏れ流れを抑制し、性能を向上させることができる可動羽根水車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 of the present invention is to provide a movable impeller turbine capable of suppressing the leakage flow formed around the runner vane and improving the performance.
実施の形態による可動羽根水車のランナは、ランナボスと、ランナボスに回動可能に設けられたランナベーンと、を備えている。ランナボスは、球面状に形成された中央外周面と、中央外周面よりも上流側に設けられた上流側外周面と、中央外周面よりも下流側に設けられた下流側外周面と、を有している。上流側外周面および下流側外周面は、中央外周面の延長面よりも外周側に形成されている。上流側外周面または下流側外周面に、凹部が設けられている。ランナベーンは、ランナボスの中央外周面に対向する、球面状に形成された中央内周端面と、ランナベーンの角度が最大角度になった場合に、凹部に入り込むベーン延長部と、を有している。ベーン延長部の内周端面は、中央内周端面の延長面上に形成されている。 The runner of the movable impeller turbine according to the embodiment includes a runner boss and a runner vane that is rotatably provided on the runner boss. The runner boss has a central outer peripheral surface formed in a spherical shape, an upstream outer peripheral surface provided upstream from the central outer peripheral surface, and a downstream outer peripheral surface provided downstream from the central outer peripheral surface. doing. The upstream outer peripheral surface and the downstream outer peripheral surface are formed on the outer peripheral side with respect to the extended surface of the central outer peripheral surface. A recess is provided on the upstream outer peripheral surface or the downstream outer peripheral surface. The runner vane has a central inner peripheral end surface formed in a spherical shape that faces the central outer peripheral surface of the runner boss, and a vane extension that enters the recess when the runner vane angle reaches the maximum angle. The inner peripheral end surface of the vane extension is formed on the extended surface of the central inner peripheral end surface.
実施の形態による可動羽根水車のランナは、球面状に形成された球状内周面を有するディスチャージリングの内周側に設けられる可動羽根水車のランナである。この可動羽根水車のランナは、ランナボスと、ランナボスに回動可能に設けられたランナベーンと、を備えている。ランナベーンは、ディスチャージリングの球状内周面に対向する、球面状に形成された外周端面と、外周端面に設けられたベーン溝と、を有している。ベーン溝は、ランナベーンの外周端面とディスチャージリングの球状内周面との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている。 The runner of the movable vane turbine according to the embodiment is a runner of a movable vane turbine provided on the inner peripheral side of a discharge ring having a spherical inner peripheral surface formed in a spherical shape. The runner of the movable impeller turbine includes a runner boss and a runner vane that is rotatably provided on the runner boss. The runner vane has a spherical outer peripheral end surface facing the spherical inner peripheral surface of the discharge ring, and a vane groove provided on the outer peripheral end surface. The vane groove extends in a direction intersecting with the flow direction of the leakage flow formed in the gap between the outer peripheral end surface of the runner vane and the spherical inner peripheral surface of the discharge ring.
実施の形態による可動羽根水車は、上述した可動羽根水車のランナと、可動羽根水車のランナの外周側に設けられたディスチャージリングと、を備えている。 The movable vane turbine according to the embodiment includes the above-described runner of the movable vane turbine and a discharge ring provided on the outer peripheral side of the runner of the movable vane turbine.
実施の形態による可動羽根水車のディスチャージリングは、ランナボスと、ランナボスに回動可能に設けられた、球面状に形成された外周端面を含むランナベーンとを有するランナの外周側に設けられる可動羽根水車のディスチャージリングである。この可動羽根水車のディスチャージリングは、ランナベーンの外周端面に対向する、球面状に形成された球状内周面と、球状内周面に設けられたリング溝と、を備えている。リング溝は、ランナベーンの外周端面とディスチャージリングの球状内周面との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている。 The discharge ring of the movable impeller turbine according to the embodiment is a movable impeller turbine provided on the outer peripheral side of a runner having a runner boss and a runner vane including a peripheral end surface formed in a spherical shape and rotatably provided on the runner boss. It is a discharge ring. The discharge ring of the movable impeller water turbine includes a spherical inner peripheral surface formed in a spherical shape facing the outer peripheral end surface of the runner vane, and a ring groove provided in the spherical inner peripheral surface. The ring groove extends in a direction crossing the flow direction of the leakage flow formed in the gap between the outer peripheral end surface of the runner vane and the spherical inner peripheral surface of the discharge ring.
実施の形態による可動羽根水車は、上述した可動羽根水車のディスチャージリングと、ディスチャージリングの内周側に設けられたランナと、を備えている。 The movable vane turbine according to the embodiment includes the discharge ring of the movable vane turbine described above and a runner provided on the inner peripheral side of the discharge ring.
本発明によれば、ランナベーンの周囲に形成される漏れ流れを抑制し、性能を向上させることができる。 According to the present invention, the leakage flow formed around the runner vanes can be suppressed, and the performance can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車について説明する。 Hereinafter, a runner of a movable impeller turbine, a discharge ring of a movable impeller turbine, and a movable impeller turbine in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
まず、図1〜図8を用いて、第1の実施の形態における可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車について説明する。ここでは、まず、図1を用いて可動羽根水車の一例であるカプラン水車について説明する。
(First embodiment)
First, the runner of the movable blade turbine, the discharge ring of the movable blade turbine, and the movable blade turbine according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. Here, first, a Kaplan turbine, which is an example of a movable vane turbine, will be described with reference to FIG.
図1に示すように、カプラン水車1は、図示しない上池から水が流入するケーシング2と、ケーシング2に対して回転可能に設けられた、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を通って流入する水により回転駆動されるランナ5と、ランナ5の外周側に設けられたディスチャージリング60と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a Kaplan water turbine 1 flows from a casing 2 into which water flows from an unillustrated upper pond and a casing 2 rotatably provided to the casing 2 through a
ステーベーン3は、ケーシング2からランナ5への流路を形成するためのものであり、ケーシング2より内周側に配置されている。ガイドベーン4は、ランナ5に流入される水の流量を調整するためのものであり、ステーベーン3より内周側に配置されている。ガイドベーン4の開度を変えることにより、ケーシング2からランナ5に流入する水量を調整し、発電量を変化させるように構成されている。
The
ランナ5は、ガイドベーン4より内周側に、かつ下流側に配置されている。ケーシング2から流入する水の主流方向は、ステーベーン3およびガイドベーン4においては略半径方向を向いているが、ランナ5においてはランナ回転軸線Xの方向(鉛直方向)を向くようになっている。
The
ランナ5には、回転主軸6を介して発電機7が連結されている。流入した水によりランナ5が回転駆動されると、発電機7において発電が行われる。
A generator 7 is connected to the
ランナ5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、図示しない下池に連結されており、ランナ5を回転駆動させた水が下池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
ランナベーン20の外周側には、上述したディスチャージリング60が設けられている。このディスチャージリング60により、ランナ5を通過する水の流路が画定されている。
The
次に、本実施の形態によるランナ5についてより詳細に説明する。
Next, the
図1に示すように、ランナ5は、ランナ回転軸線Xを中心に回転可能なランナボス10と、ランナボス10に回動可能に設けられた複数のランナベーン20と、を有している。このうちランナベーン20は、ベーン回動軸線Yを中心に回動可能になっている。また、ランナベーン20は、周方向に所定の間隔で配置されており、各ランナベーン20が回動することにより、必要とされる負荷(水の流量)や運転落差に応じてランナベーン20の角度が調整され、広い運転範囲で高効率な運転が可能になっている。なお、ランナボス10は、上述した回転主軸6に連結され、ランナボス10の回転が、回転主軸6を介して発電機7に伝達されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
図2Aおよび図2Bに示すように、ランナボス10は、球面状に形成された中央外周面11と、中央外周面11よりも上流側に設けられた上流側外周面12と、中央外周面11よりも下流側に設けられた下流側外周面13と、を有している。上流側外周面12および下流側外周面13は、中央外周面11の延長面11aよりも外周側に配置されるように、非球面状(例えば、円錐状または円筒状)に形成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
ランナベーン20は、ランナボス10の中央外周面11に対向する、球面状に形成された中央内周端面21と、上流側ベーン延長部22および下流側ベーン延長部23と、を有している。このうちランナベーン20の中央内周端面21と、ランナボス10の中央外周面11との間には、隙間が形成されており、ランナベーン20がランナボス10に対してスムースに回動可能になっている。
The
上流側ベーン延長部22は、中央内周端面21よりも上流側に形成されており、下流側ベーン延長部23は、中央内周端面21よりも下流側に形成されている。各々のベーン延長部22、23は、中央内周端面21の延長面上で球面状に形成された内周端面22a、23aを含んでいる。すなわち、上流側ベーン延長部22は、中央内周端面21の延長面上で球面状に形成された上流側内周端面22aを含んでおり、下流側ベーン延長部23は、中央内周端面21の延長面上で球面状に形成された下流側内周端面23aを含んでいる。上流側内周端面22aおよび下流側内周端面23aは、中央内周端面21と同一球面をなしており、上流側内周端面22a、中央内周端面21および下流側内周端面23aは、連続した球面状に形成されている。
The
図2A〜図2C及び図3(a)に示すように、ランナボス10の上流側外周面12に、ランナベーン9と同数の上流側凹部14が設けられている。各々の上流側凹部14には、対応するランナベーン20の角度が最大角度になった場合に、当該ランナベーン20の上流側ベーン延長部22が入り込むようになっている。上流側凹部14は、ランナボス10の中央外周面11の延長面11a上で球面状に形成された上流側底面14aを含んでいる。上流側底面14aは、中央外周面11と同一球面をなしており、上流側底面14aと中央外周面11は、連続した球面状に形成されている。上流側凹部14は、中央外周面11まで延びている。
As shown in FIGS. 2A to 2C and FIG. 3A, the same number of
図2A〜図2Cに示すように、本実施の形態では、上流側凹部14は、ランナベーン20の角度が最大角度から所定の角度まで、ランナベーン20の上流側ベーン延長部22が入り込むように形成されている。そして、上流側凹部14は、ランナベーン20の上流側ベーン延長部22の回動軌跡に沿う方向において、ランナベーン20の角度が小さくなるに従って浅くなるように形成されている。図4A〜図4Cに示すように、本実施の形態では、上流側凹部14は、ランナベーン20の角度が最小角度になった場合においても、ランナベーン20の上流側ベーン延長部22が入り込むようになっている。すなわち、ランナベーン20の全角度範囲で、上流側ベーン延長部22が上流側凹部14に入り込んでいる。
As shown in FIGS. 2A to 2C, in the present embodiment, the
図2A〜図2Cおよび図3(b)に示すように、ランナボス10の下流側外周面13に、ランナベーン20と同数の下流側凹部15が設けられている。各々の下流側凹部15には、対応するランナベーン20の角度が最大角度になった場合に、当該ランナベーン20の下流側ベーン延長部23が入り込むようになっている。下流側凹部15は、ランナボス10の中央外周面11の延長面11a上で球面状に形成された下流側底面15aを含んでいる。下流側底面15aは、中央外周面11と同一球面をなしており、下流側底面15aと中央外周面11とは、連続した球面状に形成されている。下流側凹部15は、中央外周面11まで延びている。
As shown in FIGS. 2A to 2C and FIG. 3B, the same number of
図2A〜図2Cに示すように、本実施の形態では、下流側凹部15は、ランナベーン20の角度が最大角度から所定の角度まで、ランナベーン20の下流側ベーン延長部23が入り込むように形成されている。そして、下流側凹部15は、ランナベーン20の下流側ベーン延長部23の回動軌跡に沿う方向において、ランナベーン20の角度が小さくなるに従って浅くなるように形成されている。図4A〜図4Cに示すように、本実施の形態では、下流側凹部15は、ランナベーン20の角度が最小角度になった場合においても、ランナベーン20の下流側ベーン延長部23が入り込むようになっている。すなわち、ランナベーン20の全角度範囲で、下流側ベーン延長部23が下流側凹部15に入り込んでいる。
As shown in FIGS. 2A to 2C, in the present embodiment, the
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.
まず、図5A〜図6Bを用いて、比較例としての一般的なカプラン水車のランナについて説明する。 First, a general Kaplan turbine runner as a comparative example will be described with reference to FIGS. 5A to 6B.
一般的に、ランナベーン20を運転状態に応じて回動するために、ランナベーン20とランナボス10との間には、隙間が設けられている。この隙間は、損失となる漏れ流れが形成されるため、隙間は小さい方が好ましい。
Generally, a gap is provided between the
このような隙間を小さくするためには、ランナベーン20の内周端面とランナボス10の外周面をともに球面形状に形成することが好適である。しかしながら、ランナボス10の内部には、ランナベーン20を回動させるためのリンク機構(図示せず)等が設けられているために、ランナボス10の外周面のうち、最大角度になったランナベーン20の内周端面に対向する部分を、球面状に形成することは困難になっている。このことにより、ランナボス10の上流側外周面12および下流側外周面13は、中央外周面11の延長面11aよりも外周側に配置されて、円錐状または円筒状に形成されている。このため、図5Aおよび図5Bに示すように、ランナベーン20の角度が最大角度になった場合においてもランナボス10に干渉しないように、ランナベーン20の上流側内周端部および下流側内周端部が、削がれており、切欠部CUが形成されている。しかしながら、このような切欠部CUが形成されていることにより、図6Aおよび図6Bに示すように、ランナベーン20の角度が小さい場合には、これらの切欠部CUとランナボス10との間に形成される隙間が大きくなる。
In order to reduce such a gap, it is preferable to form both the inner peripheral end surface of the
図7に示すように、ランナベーン20に形成された上流側の切欠部CUとランナボス10との間に形成される隙間には、破線で示したような漏れ流れが形成される。この漏れ流れは、ランナベーン20の圧力面を通らないため、ランナ5のトルクの低下をもたらす。また、この漏れ流れは、隙間を通過すると、隣り合うランナベーン20の間を流れる主流を乱し、損失の増大をもたらし得る。場合によっては、キャビテーションが発生することも考えられる。
As shown in FIG. 7, a leakage flow as shown by a broken line is formed in a gap formed between the cutout portion CU on the upstream side formed in the
ランナベーン20の下流側の切欠部CUとランナボス10との間に形成される隙間には、ランナベーン20の圧力面上においてランナボス10の中央外周面11に沿って流れていた水の流れが流入しやすくなる。このことにより、圧力面において偏った流れが発生し、損失の増大を招く。
In the gap formed between the cutout CU on the downstream side of the
これに対して本実施の形態では、図5A〜図6Bに示す切欠部CUの箇所に、図2A〜図2Cおよび図4A〜図4Cに示す上流側ベーン延長部22および下流側ベーン延長部23がそれぞれ設けられている。そして、上流側ベーン延長部22の上流側内周端面22aが、中央内周端面21の延長面上で球面状に形成されており、下流側ベーン延長部23の下流側内周端面23aが、中央内周端面21の延長面上で球面状に形成されている。このようにして、ランナベーン20の角度が最小角度になった場合においても、ランナベーン20の上流側内周端面22aとランナボス10の上流側外周面12との間の隙間が小さくなっている。同様に、ランナベーン20の下流側内周端面23aとランナボス10の下流側外周面13との間の隙間が小さくなっている。このため、図8に示すように、圧力面を通らない漏れ流れが形成されることが抑制され、ランナ5のトルクを増大させることができる。また、この場合、隙間を通過する漏れ流れが形成されることが抑制されるため、隣り合うランナベーン20の間を流れる主流が乱れることが抑制される。
On the other hand, in the present embodiment, the
このように本実施の形態によれば、ランナベーン20の角度が最小角度になった場合においても、ランナベーン20とランナボス10との間の隙間に形成される漏れ流れを抑制することができる。このため、損失の発生を抑制するとともに、キャビテーションの発生を抑制することができ、その結果、性能を向上させることができる。一方、ランナベーン20の角度が最大角度になった場合には、ランナベーン20の上流側ベーン延長部22は、ランナボス10の対応する上流側凹部14に入り込み、ランナベーン20の下流側ベーン延長部23は、ランナボス10の対応する下流側凹部15に入り込んでいる。このことにより、ランナベーン20がランナボス10に干渉することを回避でき、ランナベーン20をスムースに回動することができる。
Thus, according to the present embodiment, even when the angle of the
また、本実施の形態によれば、上流側凹部14は、中央外周面11の延長面11a上で球面状に形成された上流側底面14aを含んでいる。このことにより、上流側ベーン延長部22の上流側内周端面22aと、上流側底面14aとの間の隙間を小さくするこができる。このため、この隙間に漏れ流れが形成されることを抑制でき、損失の発生を抑制できる。同様に、下流側凹部15は、中央外周面11の延長面11a上で球面状に形成された下流側底面15aを含んでいる。このことにより、下流側ベーン延長部23の下流側内周端面23aと、下流側外周面13との間の隙間を小さくすることができる。このため、この隙間に漏れ流れが形成されることを抑制でき、損失の発生を抑制できる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、上述した本実施の形態においては、ランナボス10の上流側外周面12に上流側凹部14が設けられているとともに、下流側外周面13に下流側凹部15が設けられており、ランナベーン20が上流側ベーン延長部22および下流側ベーン延長部23を有し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、ランナベーン20は、上流側ベーン延長部22および下流側ベーン延長部23のうちの一方を有していなくてもよい。例えば、ランナベーン20が上流側ベーン延長部22を有しておらず、上流側外周面12に上流側凹部14が設けられていなくてもよい。あるいは、ランナベーン20が下流側ベーン延長部23を有しておらず、下流側外周面13に下流側凹部15が設けられていなくてもよい。この場合であっても、ランナベーン20とランナボス10との間の隙間に形成される漏れ流れを抑制することができる。
In the present embodiment described above, the upstream
(第2の実施の形態)
次に、図9を用いて、本発明の第2の実施の形態における可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the runner of the movable vane turbine, the discharge ring of the movable vane turbine, and the movable vane turbine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図9に示す第2の実施の形態においては、上流側凹部内および可動側凹部内に、可動壁が進退可能に設けられている点が主に異なり、他の構成は、図1〜図8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〜図8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 FIG. 9 is mainly different in that a movable wall is provided in the upstream recess and the movable recess so as to be able to advance and retreat. This is substantially the same as the first embodiment shown in FIG. In FIG. 9, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態においては、図9(a)および図9(b)に示すように、各々の上流側凹部14内に上流側可動壁30が進退可能に設けられている。上流側可動壁30は、ランナ回転軸線Xを中心にした円周方向に(図9(a)において左右方向に)移動可能に設けられている。上流側可動壁30は、概略的には、上流側凹部14内において、ランナベーン20の角度が小さくなる方向に進出可能になっている。上流側可動壁30は、後退時には、ランナボス10の内部に位置付けられる。上流側凹部14の壁面には、上流側可動壁30が通過する開口部(図示せず)が設けられている。この開口部において、上流側可動壁30の周囲にはシール部材(図示せず)が設けられており、ランナボス10の内部に水が進入することを防止している。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, the upstream
ランナボス10の内部には、上流側可動壁30を上流側凹部14内に進出および後退させる上流側可動壁駆動部32が設けられている。一の上流側可動壁駆動部32により、複数の上流側可動壁30を進退させるようにしてもよい。また、上流側可動壁駆動部32は、図示しない制御装置によって、ランナベーン20を回動させるベーン駆動部(図示せず)と連動することが好適である。このようにして連動させることにより、ランナベーン20の回動に伴って、上流側可動壁30を自動的に進退させることができる。上流側可動壁駆動部32は、例えば、モータによって構成することができる。
Inside the
同様にして、図9(a)および図9(c)に示すように、各々の下流側凹部15内に下流側可動壁31が進退可能に設けられている。下流側可動壁31は、ランナ回転軸線Xを中心にした円周方向に移動可能に設けられている。下流側可動壁31は、概略的には、下流側凹部15内において、ランナベーン20の角度が小さくなる方向に進出可能になっている。下流側可動壁31は、後退時には、ランナボス10の内部に位置付けられる。下流側凹部15の壁面には、下流側可動壁31が通過する開口部(図示せず)が設けられている。この開口部において、下流側可動壁31の周囲にはシール部材(図示せず)が設けられており、ランナボス10の内部に水が進入することを防止している。
Similarly, as shown in FIGS. 9A and 9C, a downstream
ランナボス10の内部には、下流側可動壁31を下流側凹部15内に進出および後退させる下流側可動壁駆動部33が設けられている。一の下流側可動壁駆動部33により、複数の下流側可動壁31を進退させるようにしてもよい。また、下流側可動壁駆動部33は、図示しない制御装置によって、ランナベーン20を回動させるベーン駆動部(図示せず)と連動することが好適である。このようにして連動させることにより、ランナベーン20の回動に伴って、下流側可動壁31を自動的に進退させることができる。下流側可動壁駆動部33は、例えば、モータによって構成することができる。
Inside the
ランナベーン20の角度が最大角度になった場合には、上流側可動壁30は、上流側凹部14から後退し、上流側凹部14は全体的に開放される。同様に、下流側可動壁31は、下流側凹部15から後退し、下流側凹部15は全体的に開放される。
When the angle of the
一方、ランナベーン20の角度が最小角度になった場合には、図9(a)に示すように、上流側可動壁30は、上流側凹部14内に進出し、ランナベーン20の上流側ベーン延長部22と干渉しない程度に、上流側凹部14を閉塞する。下流側可動壁31は、下流側凹部15内に進出し、ランナベーン20の下流側ベーン延長部23と干渉しない程度に、下流側凹部15を閉塞する。
On the other hand, when the angle of the
このように本実施の形態によれば、上流側可動壁30が上流側凹部14を部分的に閉塞することができる。このことにより、上流側凹部14によって主流が乱れることを抑制することができる。同様に、下流側可動壁31が下流側凹部15を部分的に閉塞することができ、下流側凹部15によって主流が乱れることを抑制することができる。このため、損失をより一層低減することができ、性能をより一層向上させることができる。
Thus, according to the present embodiment, the upstream
(第3の実施の形態)
次に、図10を用いて、本発明の第3の実施の形態における可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車について説明する。
(Third embodiment)
Next, the runner of the movable blade turbine, the discharge ring of the movable blade turbine, and the movable blade turbine according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図10に示す第3の実施の形態においては、上流側凹部内および下流側凹部内に、弾性体が充填されている点が主に異なり、他の構成は、図1〜図8に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図10において、図1〜図8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. 10 is mainly different in that the elastic body is filled in the upstream concave portion and the downstream concave portion, and other configurations are the same as those shown in FIGS. This is substantially the same as the first embodiment. In FIG. 10, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態においては、図10(a)および図10(b)に示すように、上流側凹部14内および下流側凹部15内に、例えばゴム等によって形成された弾性体40がそれぞれ充填されている。上流側凹部14内に充填された弾性体40は、上流側ベーン延長部22が上流側凹部14内に入り込む場合には凹状に弾性変形して上流側ベーン延長部22を受け入れ、上流側ベーン延長部22が上流側凹部14内に入り込まない場合には、後述する低摩擦部材41が上流側外周面12の延長面を形成する状態に復元可能な程度の弾力性を有していることが好適である。同様に、下流側凹部15内に充填された弾性体40は、下流側ベーン延長部23が下流側凹部15内に入り込む場合には凹状に弾性変形して下流側ベーン延長部23を受け入れ、下流側ベーン延長部23が下流側凹部15内に入り込まない場合には、後述する低摩擦部材41が下流側外周面13の延長面を形成する状態に復元可能な程度の弾力性を有していることが好適である。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the upstream
図10(b)に示すように、弾性体40の表面(外周側面)には、低摩擦部材41が設けられている。この低摩擦部材41は、比較的小さな摩擦係数を有している。すなわち、ランナベーン20と弾性体40との摩擦係数よりも、ランナベーン20と低摩擦部材41との摩擦係数が小さくなっている。低摩擦部材41は、弾性体40の表面全体にわたって形成されていることが好適である。
As shown in FIG. 10B, a
このように本実施の形態によれば、上流側凹部14および下流側凹部15が弾性体40によってそれぞれ充填されているため、上流側凹部14および下流側凹部15によって主流が乱れることを抑制することができる。一方、上流側ベーン延長部22および下流側ベーン延長部23は、弾性体40を弾性変形させて対応する凹部14、15に入り込むことができる。そして、弾性体40の表面に低摩擦部材41が設けられていることにより、ランナベーン20をスムースに回動させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the upstream
(第4の実施の形態)
次に、図11〜図15を用いて、本発明の第4の実施の形態における可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, the runner of the movable blade turbine, the discharge ring of the movable blade turbine, and the movable blade turbine according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図11〜図15に示す第4の実施の形態においては、ディスチャージリングの球状内周面に対向する球面状に形成されたランナベーンの外周端面にベーン溝が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図1〜図8に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図11〜図15において、図1〜図8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 fourth embodiment shown in FIGS. 11 to 15 is mainly different in that a vane groove is provided on the outer peripheral end surface of the runner vane formed in a spherical shape facing the spherical inner peripheral surface of the discharge ring, Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 11 to 15, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態においては、図11に示すように、ディスチャージリング60は、球面状に形成された球状内周面61を有している。ランナ5は、ディスチャージリング60の内周側に配置されている。ランナベーン20は、ディスチャージリング60の球状内周面61に対向する球面状に形成された外周端面50と、外周端面50に設けられたベーン溝51と、を有している。なお、図11に示す形態においては、ランナベーン20に上流側ベーン延長部22も下流側ベーン延長部23も設けられておらず、ランナボス10に上流側凹部14も下流側凹部15も設けられていない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the
ベーン溝51は、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている。ここで、ランナベーン20の外周端面50における漏れ流れの流れ方向は、ランナベーン20の角度に応じて変化する。このため、ランナベーン20が所望の角度(ランナベーン20が最も損失を低減すべき角度)に位置付けられた場合に、ベーン溝51を、漏れ流れの流れ方向に対して最も大きな交差角度で交差させることが好適である。
The
本実施の形態では、ベーン溝51は、ランナベーン20の外周端面50におけるキャンバーラインCに沿って延びるように形成されている。図11に示す形態では、外周端面50に1つのベーン溝51が形成されており、このベーン溝51は、全体的にキャンバーラインCに沿って延びるように形成されている。
In the present embodiment, the
ベーン溝51は、ランナ5のランナ回転軸線Xに沿う方向において、ディスチャージリング60の球状内周面61の上流端と、球状内周面61の下流端との間の高さ位置に配置されている。より具体的には、図11に示すように、
LR1<LD1、LR2<LD2
が満たされている。ここで、LR1は、ベーン回動軸線Yからベーン溝51の上流端までの寸法であり、LR2は、ベーン回動軸線Yからベーン溝51の下流端までの寸法である。LD1は、ベーン回動軸線Yからディスチャージリング60の球状内周面61の上流端までの寸法であり、LD2は、ベーン回動軸線Yからディスチャージリング60の球状内周面61の下流端までの寸法である。
The
LR1 <LD1, LR2 <LD2
Is satisfied. Here, LR1 is a dimension from the vane rotation axis Y to the upstream end of the
このようなベーン溝51の配置は、ランナベーン20の全角度範囲のうちの少なくとも一部において満たされていることが好適である。より好適には、ランナベーン20の角度が最大角度になった場合においても満たされていることが好適である。この場合には、ランナベーン20の角度に関わることなく、ベーン溝51を、全体的に、ディスチャージリング60の球状内周面61に対向させることができる。
Such an arrangement of the
ここで、一般的に、ランナベーン20を運転状態に応じて回動するために、ランナベーン20とディスチャージリング60との間には、隙間が設けられている。この隙間は、損失となる漏れ流れが形成されるため、隙間は小さい方が好ましい。
Here, in general, a gap is provided between the
このような隙間を小さくするためには、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の内周面をともに、球面形状に形成することが好適である。しかしながら、ランナの組立性や、上流側の流路と下流側の流路との接続のために、ディスチャージリング60の内周面のうち最大角度になったランナベーン20の外周端面50に対向する部分を、球面状に形成することは困難になっている。このため、ランナベーン20の角度が大きい場合に、上流側端部におけるランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の内周面との間に形成される隙間が大きくなる。また、下流側端部におけるランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の内周面との間に形成される隙間も大きくなる。
In order to reduce such a gap, it is preferable to form both the outer peripheral end face 50 of the
図12に示すように、ランナベーン20の上流側端部における外周端面50とディスチャージリング60の内周面との間に形成される隙間には、破線で示したような漏れ流れが形成される。この漏れ流れは、圧力面を通らないため、ランナ5のトルクの低下をもたらす。また、この漏れ流れは、隙間を通過すると、隣り合うランナベーン20の間を流れる主流を乱し、損失の増大をもたらし得る。場合によっては、キャビテーションが発生することも考えられる。
As shown in FIG. 12, a leakage flow as shown by a broken line is formed in a gap formed between the outer
ランナベーン20の下流側端部における外周端面50とディスチャージリング60の内周面との間に形成される隙間には、ランナベーン20の圧力面上においてディスチャージリング60の内周面に沿って流れていた水の流れが流入しやすくなる。このことにより、圧力面において偏った流れが発生し、損失の増大を招く。
The gap formed between the outer
これに対して本実施の形態では、図11に示すように、ランナベーン20の外周端面50に、ベーン溝51が設けられている。そして、このベーン溝51の延びる方向が、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間に形成される漏れ流れの方向に対して交差している。すなわち、図11に矢印で示すように、当該隙間において形成される漏れ流れは、ランナベーン20の圧力面から負圧面に向かって流れるが、キャンバーラインCに直交する方向よりも下流側に向かうようになる。このことにより、漏れ流れは、ベーン溝51を交差して流れる。このため、図13に示すように、漏れ流れの一部がベーン溝51に入り込み、ベーン溝51内に渦が形成される。この渦は、この隙間を流れる漏れ流れに対する損失として作用し、隙間を通過する漏れ流れが抑制される。
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, a
このように本実施の形態によれば、ランナベーン20の外周端面50にベーン溝51が設けられていることにより、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間において漏れ流れが形成されることを抑制できる。このことにより、主流に対する損失の発生を抑制することができる。また、ランナベーン20の圧力面から隙間に向かう偏った流れ(2次流れ)が発生することを抑制でき、2次流れ損失の低減を図ることもできる。このため、損失の発生を抑制するとともに、キャビテーションの発生を抑制することができ、その結果、性能を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、ベーン溝51は、ランナ5のランナ回転軸線Xに沿う方向において、ディスチャージリング60の球状内周面61の上流端と、球状内周面61の下流端との間の高さ位置に配置されている。このことにより、ベーン溝51を、ディスチャージリング60の球状内周面61に対向させることができる。すなわち、ベーン溝51は、ディスチャージリング60の球状内周面61よりも上流側の面または下流側の面に対向する場合には、ランナベーン20とディスチャージリング60との間の大きな隙間に対向してしまう。この場合、ベーン溝51を通り抜ける流れが発生しやすくなり、漏れ損失が増大し得る。これに対して本実施の形態によれば、ベーン溝51がディスチャージリング60の球状内周面61に対向しているため、対向する隙間が小さくなる。このため、通り抜け流れが発生することを抑制でき、漏れ損失を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、上述した本実施の形態においては、ベーン溝51が、ランナベーン20の外周端面50におけるキャンバーラインCに沿って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、ベーン溝51が、漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びていれば、任意である。
In the above-described embodiment, the example in which the
例えば、図14に示すように、ベーン溝51が、ランナベーン20が所望の角度に位置付けられた場合に、ランナ回転軸線Xに対して直交する方向(水平方向)に延びるように形成されていてもよい。図14においては、ランナベーン20の外周端面50に、複数のベーン溝51が設けられており、各ベーン溝51が、ランナ回転軸線Xに対して直交する方向に延びている例が示されている。複数のベーン溝51は、ランナ回転軸線Xに沿う方向において、互いに異なる位置に離間して配置されている。
For example, as shown in FIG. 14, the
また、例えば、ランナベーン20の外周端面50に、互いに異なる方向に延びる複数のベーン溝51a、51b、51cが設けられていてもよい。図15に示す形態においては、ランナベーン20の外周端面50に第1のベーン溝51aと、複数の第2のベーン溝51bと、複数の第3のベーン溝51cとが設けられている。このうち第1のベーン溝51aが、図11に示すベーン溝51と同様に、キャンバーラインCに沿って延びるように形成されている。第2のベーン溝51bが、図14に示すベーン溝51と同様にランナ回転軸線Xに対して直交する方向に延びるように形成されている。そして、第3のベーン溝51cが、ランナ回転軸線Xに沿う方向に延びるように形成されている。第1のベーン溝51aに、第2のベーン溝51bおよび第3のベーン溝51cが連通している。このように、互いに異なる方向に延びる複数のベーン溝51a、51b、51cを設けることにより、ランナベーン20の角度に関わることなく、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間を通過する漏れ流れを、ベーン溝51a、51b、51cの少なくとも一部を交差させることができ、漏れ流れが形成されることを抑制できる。
Further, for example, a plurality of
(第5の実施の形態)
次に、図16〜図18を用いて、本発明の第5の実施の形態における可動羽根水車のランナ、可動羽根水車のディスチャージリングおよび可動羽根水車について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, the runner of the movable blade turbine, the discharge ring of the movable blade turbine, and the movable blade turbine according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図16〜図18に示す第4の実施の形態においては、ランナベーンの外周端面に対向する球面状に形成されたディスチャージリングの球状内周面にベーン溝が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図11〜図15に示す第4の実施の形態と略同一である。なお、図16〜図18において、図11〜図15に示す第4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 FIGS. 16 to 18 is mainly different in that a vane groove is provided on the spherical inner peripheral surface of the discharge ring formed in a spherical shape facing the outer peripheral end surface of the runner vane. Other configurations are substantially the same as those of the fourth embodiment shown in FIGS. 16 to 18, the same parts as those of the fourth embodiment shown in FIGS. 11 to 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態においては、図16に示すように、ディスチャージリング60の球状内周面61に、リング溝62が設けられている。なお、本実施の形態においては、ランナベーン20にベーン溝51は設けられていない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, a
リング溝62は、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている。ここで、ランナベーン20が最も損失を低減すべき角度に位置付けられた場合に、リング溝62を、漏れ流れの流れ方向に対して最も大きな交差角度で交差させることが好適である。
The
本実施の形態では、球状内周面61に、複数のリング溝62が設けられており、各リング溝62が、ランナ回転軸線Xに直交する方向(水平方向)延びている。そして、各リング溝62は、環状に、すなわちランナ回転軸線Xを中心にして全周にわたって形成されている。複数のリング溝62は、ランナ回転軸線Xに沿う方向において、互いに異なる位置に離間して配置されている。図16においては、紙面手前側に形成されるリング溝62を二点鎖線で示している。
In the present embodiment, a plurality of
このように本実施の形態によれば、ディスチャージリング60の球状内周面61にリング溝62が設けられ、リング溝62が、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている。この場合、図17に示すように、漏れ流れの一部がリング溝62に入り込み、リング溝62内に渦が形成される。そして、この渦が損失として漏れ流れに作用して、漏れ流れを抑制することができる。このことにより、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間において漏れ流れが形成されることを抑制できる。このため、主流に対する損失の発生を抑制することができる。また、ランナベーン20の圧力面から隙間に向かう偏った流れ(2次流れ)が発生することを抑制でき、2次流れ損失の低減を図ることもできる。従って、損失の発生を抑制するとともに、キャビテーションの発生を抑制することができ、その結果、性能を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、リング溝62が、ランナ回転軸線Xに直交する方向に延びている。このことにより、ランナ5が回転している間、ランナベーン20の位置に関わることなく、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間に漏れ流れが形成されることを抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、上述した本実施の形態においては、リング溝62が、ランナ回転軸線Xに直交する方向に延び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、リング溝62は、図18に示すように、ランナベーン20の外周端面50におけるキャンバーラインCに直交する方向に延びていてもよい。この場合においても、ランナベーン20の外周端面50とディスチャージリング60の球状内周面61との間の隙間を通過する漏れ流れを、リング溝62を交差させることができ、漏れ流れが形成されることを抑制できる。図18においては、紙面手前側に形成されるリング溝62を二点鎖線で示している。
In the above-described embodiment, the example in which the
以上述べた実施の形態によれば、ランナベーンの周囲に形成される漏れ流れを抑制し、性能を向上させることができる。 According to the embodiment described above, the leakage flow formed around the runner vanes can be suppressed and the performance can be improved.
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.
例えば、第1の実施の形態と第2の実施の形態とを組み合わせてもよく、あるいは、第1の実施の形態と第3の実施の形態とを組み合わせてもよい。この場合には、ランナベーン20とランナボス10との間の隙間に漏れ流れが形成されることを抑制することができるとともに、ランナベーン20とディスチャージリング60との間の隙間に漏れ流れが形成されることを抑制することができ、性能をより一層向上させることができる。
For example, the first embodiment and the second embodiment may be combined, or the first embodiment and the third embodiment may be combined. In this case, it is possible to suppress a leakage flow from being formed in the gap between the
1:カプラン水車、5:ランナ、10:ランナボス、11:中央外周面、11a:延長面、12:上流側外周面、13:下流側外周面、14:上流側凹部、14a:上流側底面、15:下流側凹部、15a:下流側底面、20:ランナベーン、21:中央内周端面、22:上流側ベーン延長部、22a:上流側内周端面、23:下流側ベーン延長部、23a:下流側内周端面、30:上流側可動壁、31:下流側可動壁、32:上流側可動壁駆動部、33:下流側可動壁駆動部、40:弾性体、50:外周端面、51:ベーン溝、60:ディスチャージリング、61:球状内周面、62:リング溝、C:キャンバーライン、X:ランナ回転軸線 1: Kaplan water wheel, 5: Runner, 10: Runner boss, 11: Center outer peripheral surface, 11a: Extension surface, 12: Upstream outer peripheral surface, 13: Downstream outer peripheral surface, 14: Upstream concave portion, 14a: Upstream bottom surface, 15: Downstream concave portion, 15a: Downstream bottom surface, 20: Runner vane, 21: Central inner peripheral end surface, 22: Upstream vane extension, 22a: Upstream inner peripheral end surface, 23: Downstream vane extension, 23a: Downstream Side inner peripheral end surface, 30: upstream movable wall, 31: downstream movable wall, 32: upstream movable wall drive unit, 33: downstream movable wall drive unit, 40: elastic body, 50: outer peripheral end surface, 51: vane Groove, 60: discharge ring, 61: spherical inner peripheral surface, 62: ring groove, C: camber line, X: runner rotation axis
Claims (11)
前記ランナボスに回動可能に設けられたランナベーンと、を備え、
前記ランナボスは、球面状に形成された中央外周面と、前記中央外周面よりも上流側に設けられた上流側外周面と、前記中央外周面よりも下流側に設けられた下流側外周面と、を有し、
前記上流側外周面および前記下流側外周面は、前記中央外周面の延長面よりも外周側に形成され、
前記上流側外周面または前記下流側外周面に、凹部が設けられ、
前記ランナベーンは、前記ランナボスの前記中央外周面に対向する、球面状に形成された中央内周端面と、前記ランナベーンの角度が最大角度になった場合に、前記凹部に入り込むベーン延長部と、を有し、
前記ベーン延長部の内周端面は、前記中央内周端面の延長面上に形成されている、可動羽根水車のランナ。 With Lanna Boss,
A runner vane rotatably provided on the runner boss,
The runner boss includes a spherical outer peripheral surface, an upstream outer peripheral surface provided upstream of the central outer peripheral surface, and a downstream outer peripheral surface provided downstream of the central outer peripheral surface. Have
The upstream outer peripheral surface and the downstream outer peripheral surface are formed on the outer peripheral side than the extended surface of the central outer peripheral surface,
A concave portion is provided on the upstream outer peripheral surface or the downstream outer peripheral surface,
The runner vane has a central inner peripheral end surface formed in a spherical shape facing the central outer peripheral surface of the runner boss, and a vane extension portion that enters the recess when the angle of the runner vane reaches a maximum angle. Have
An inner peripheral end surface of the vane extension portion is a runner of a movable vane turbine, which is formed on an extended surface of the central inner peripheral end surface.
前記可動壁を前記凹部内に進出および後退させる可動壁駆動部と、を更に備えた、請求項1または2に記載の可動羽根水車のランナ。 A movable wall provided in the recess so as to be capable of advancing and retracting;
The runner of the movable vane turbine according to claim 1, further comprising: a movable wall driving unit that moves the movable wall into and out of the recessed portion.
前記ベーン溝は、前記ランナベーンの前記外周端面と前記ディスチャージリングの前記球状内周面との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の可動羽根水車のランナ。 The runner vane further includes a spherical outer peripheral end surface facing a spherical inner peripheral surface of a discharge ring provided on the outer peripheral side of the runner, and a vane groove provided on the outer peripheral end surface,
The vane groove extends in a direction intersecting with a flow direction of a leakage flow formed in a gap between the outer peripheral end surface of the runner vane and the spherical inner peripheral surface of the discharge ring. The runner of the movable impeller water wheel as described in any one of Claims.
前記可動羽根水車のランナの外周側に設けられたディスチャージリングと、を備え、
前記ディスチャージリングは、前記ランナベーンの外周端面に対向する、球面状に形成された球状内周面と、前記球状内周面に設けられたリング溝と、を有し、
前記リング溝は、前記ランナベーンの前記外周端面と前記ディスチャージリングの前記球状内周面との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている、可動羽根水車。 The runner of the movable impeller turbine according to any one of claims 1 to 4,
A discharge ring provided on the outer peripheral side of the runner of the movable impeller, and
The discharge ring has a spherical inner peripheral surface formed in a spherical shape facing the outer peripheral end surface of the runner vane, and a ring groove provided in the spherical inner peripheral surface,
The ring groove is a movable impeller turbine that extends in a direction intersecting a flow direction of a leakage flow formed in a gap between the outer peripheral end surface of the runner vane and the spherical inner peripheral surface of the discharge ring.
ランナボスと、
前記ランナボスに回動可能に設けられたランナベーンと、を備え、
前記ランナベーンは、前記ディスチャージリングの前記球状内周面に対向する、球面状に形成された外周端面と、前記外周端面に設けられたベーン溝と、を有し、
前記ベーン溝は、前記ランナベーンの前記外周端面と前記ディスチャージリングの前記球状内周面との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている、可動羽根水車のランナ。 A runner of a movable vane turbine provided on the inner peripheral side of a discharge ring having a spherical inner peripheral surface formed in a spherical shape,
With Lanna Boss,
A runner vane rotatably provided on the runner boss,
The runner vane has a spherical outer peripheral end surface facing the spherical inner peripheral surface of the discharge ring, and a vane groove provided in the outer peripheral end surface,
The vane groove is a runner of a movable vane turbine that extends in a direction intersecting a flow direction of a leakage flow formed in a gap between the outer peripheral end surface of the runner vane and the spherical inner peripheral surface of the discharge ring.
前記可動羽根水車のランナの外周側に設けられたディスチャージリングと、を備えた、可動羽根水車。 A runner of the movable impeller water wheel according to any one of claims 1 to 5, 7 and 8,
A movable impeller turbine comprising: a discharge ring provided on an outer peripheral side of a runner of the movable impeller turbine.
前記ランナベーンの前記外周端面に対向する、球面状に形成された球状内周面と、
前記球状内周面に設けられたリング溝と、を備え、
前記リング溝は、前記ランナベーンの前記外周端面と前記ディスチャージリングの前記球状内周面との間の隙間に形成される漏れ流れの流れ方向に交差する方向に延びている、可動羽根水車のディスチャージリング。 A discharge ring of a movable impeller turbine provided on the outer peripheral side of a runner having a runner boss and a runner vane including a runner vane formed in a spherical shape and rotatably provided on the runner boss,
A spherical inner peripheral surface formed in a spherical shape opposite to the outer peripheral end surface of the runner vane;
A ring groove provided on the spherical inner peripheral surface,
The ring groove extends in a direction intersecting a flow direction of a leakage flow formed in a gap between the outer peripheral end surface of the runner vane and the spherical inner peripheral surface of the discharge ring. .
前記可動羽根水車のディスチャージリングの内周側に設けられた前記ランナと、を備えた、可動羽根水車。 A discharge ring of the movable impeller turbine according to claim 10;
A movable impeller turbine comprising: the runner provided on an inner peripheral side of a discharge ring of the movable impeller turbine.
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