JPH01170765A - 水力機械のシール装置 - Google Patents
水力機械のシール装置Info
- Publication number
- JPH01170765A JPH01170765A JP62327042A JP32704287A JPH01170765A JP H01170765 A JPH01170765 A JP H01170765A JP 62327042 A JP62327042 A JP 62327042A JP 32704287 A JP32704287 A JP 32704287A JP H01170765 A JPH01170765 A JP H01170765A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- runner
- seal
- flow
- water
- jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
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- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 4
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、固体粒子と含有する液体を扱う水力機械に係
り、特に土砂を含有する水を扱う水車及びポンプなどの
水力機械のシール装置に関する。
り、特に土砂を含有する水を扱う水車及びポンプなどの
水力機械のシール装置に関する。
従来の実施例を第７図に示す。第７図は、第１図の水車
ランナ外周部のシュラウド側のシール部Ａの詳細図であ
る。ランナ１とシールリング８との間にはシール細隙部
７が形成され、隙間を通って漏れる流れを抑制している
。シールリング８は、断面がＬ形で、摺動特性が優れた
材料で製作されている。このような構成のシール部に水
が流れると、シール部の出口端では環状噴流１ｏとなり
広い空間１３に放出される。その際噴流のシールリング
側は、第８図、第９図に示すように噴流に平行な部分で
は流れの急広大により境界層の剥離が生じ始め、多くの
微小渦の層からなる噴流剪断層１０ａが形成される。ま
た噴流は更に下流でシールリング４ａに衝突し激しい乱
れた流れとなる。
ランナ外周部のシュラウド側のシール部Ａの詳細図であ
る。ランナ１とシールリング８との間にはシール細隙部
７が形成され、隙間を通って漏れる流れを抑制している
。シールリング８は、断面がＬ形で、摺動特性が優れた
材料で製作されている。このような構成のシール部に水
が流れると、シール部の出口端では環状噴流１ｏとなり
広い空間１３に放出される。その際噴流のシールリング
側は、第８図、第９図に示すように噴流に平行な部分で
は流れの急広大により境界層の剥離が生じ始め、多くの
微小渦の層からなる噴流剪断層１０ａが形成される。ま
た噴流は更に下流でシールリング４ａに衝突し激しい乱
れた流れとなる。
一方、第１０図に示すように微小渦１１中に土砂粒子１
２が含まれていると、自由渦のフローバタンではＲＶ
＝ ｃｏｎｓｔであるため半径Ｒが小さくなると渦運動
をする粒子の速度Ｖは非常に速くなる。
２が含まれていると、自由渦のフローバタンではＲＶ
＝ ｃｏｎｓｔであるため半径Ｒが小さくなると渦運動
をする粒子の速度Ｖは非常に速くなる。
従って、流れ中の粒子はシールリング８に高速で衝突し
たりあるいはシールリング面を引掻いたりして二〇−ジ
ョンをもたらす、二ローションの進行速度は粒子の速度
の約３乗で増加するので速度が高い場合は激しい二ロー
ションが発生することになる。
たりあるいはシールリング面を引掻いたりして二〇−ジ
ョンをもたらす、二ローションの進行速度は粒子の速度
の約３乗で増加するので速度が高い場合は激しい二ロー
ションが発生することになる。
また、従来例として特開昭５８−２１１５７６号公報に
記載されているように、多段シールを設けているものも
ある。
記載されているように、多段シールを設けているものも
ある。
上記従来技術は、土砂含有水による封水のための摺動部
の壊食について十分配慮されておらず、このような水力
機械を土砂含有水に適用すると寿命が大幅に低下すると
いう問題があった。
の壊食について十分配慮されておらず、このような水力
機械を土砂含有水に適用すると寿命が大幅に低下すると
いう問題があった。
本発明の目的は、土砂等固体粒子を含有する水を扱う水
力機械の寿命を大幅に延ばすことにある。
力機械の寿命を大幅に延ばすことにある。
上記目的は、回転シール部から放出される円環状噴流が
衝突したり接する固定壁に多数の溝を流れの方向に沿う
ように設け、噴流の混合域の流れを安定させることによ
り、達成される。
衝突したり接する固定壁に多数の溝を流れの方向に沿う
ように設け、噴流の混合域の流れを安定させることによ
り、達成される。
噴流が細隙部から自由空間に放出される部分の境界壁に
多くの細い溝からなる噴流の案内溝を設け、流れを強制
的に溝う方向に案内して流れが変動することを抑制する
。これにより、剪断層の乱れた流れを変動の小さい安定
した流れにすることができ、渦の発生も抑制することが
できる。
多くの細い溝からなる噴流の案内溝を設け、流れを強制
的に溝う方向に案内して流れが変動することを抑制する
。これにより、剪断層の乱れた流れを変動の小さい安定
した流れにすることができ、渦の発生も抑制することが
できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図において、圧力管から導かれた水はボリュート形
のケーシング４．ステーベーン３．ガイドベーン２を経
てランナ１に入すランナ１及び主軸６を回転させドラフ
トバイブ５を経て外部に放出される。ランナシール部７
は径方向の細隙が設けられており、そこを通った流れは
、ランナ１の裏側を通りバランスホール１ａを通すラン
ナ出口に排出される。
のケーシング４．ステーベーン３．ガイドベーン２を経
てランナ１に入すランナ１及び主軸６を回転させドラフ
トバイブ５を経て外部に放出される。ランナシール部７
は径方向の細隙が設けられており、そこを通った流れは
、ランナ１の裏側を通りバランスホール１ａを通すラン
ナ出口に排出される。
ランナシール部７付近Ａの詳細を第２図に示す。
ケーシング４にはシールリング８が納められておりラン
ナー外周部１ｂとシールリングの内面８ａとの間には隙
間Δｒが形成されている。そして、この隙間はランナ径
に比べて十分小さく、シール隙間からの漏れ量が少なく
なるように設定されている。シールリングの断面はＬ形
をしており、その内側のコーナ部には第３図及び第４図
に示すような多くの細い溝９が形成されている。第３図
は第２図中のＢの方向、から見た円筒シール面を展開し
た形状を示す、溝の方向θはランナの周速度ｖｕと漏れ
流れの軸方向速度成分Ｖ＆とからなる角度θになるよう
設定されている。第３図のＣ−Ｃ′断面の溝の形状を第
４図に示す、？ｌ＃９の断面形状は長方形でこの場合溝
巾と溝間隔は同一寸法に設定しである。第５図はシール
リングを軸方向から見た形状を示しである。第５図のＤ
−Ｄ’断面形状を第６図に示す。
ナー外周部１ｂとシールリングの内面８ａとの間には隙
間Δｒが形成されている。そして、この隙間はランナ径
に比べて十分小さく、シール隙間からの漏れ量が少なく
なるように設定されている。シールリングの断面はＬ形
をしており、その内側のコーナ部には第３図及び第４図
に示すような多くの細い溝９が形成されている。第３図
は第２図中のＢの方向、から見た円筒シール面を展開し
た形状を示す、溝の方向θはランナの周速度ｖｕと漏れ
流れの軸方向速度成分Ｖ＆とからなる角度θになるよう
設定されている。第３図のＣ−Ｃ′断面の溝の形状を第
４図に示す、？ｌ＃９の断面形状は長方形でこの場合溝
巾と溝間隔は同一寸法に設定しである。第５図はシール
リングを軸方向から見た形状を示しである。第５図のＤ
−Ｄ’断面形状を第６図に示す。
このように構成されたシール部に漏れ流れが生ずると、
細隙部を出た円環状の噴流１０は多くの案内溝９により
溝の方向に案内され安定した流れとなる。従って、従来
の案内溝がない場合に比べ噴流の剪断層における激しい
渦の発生が抑制される。その結果、噴流とシール部が接
触する部分には局所的に流速の極端に速い箇所がなくな
る。−方、土砂等の粒子を含む流水による材料の二ロー
ション速度は流速の約３乗に比例すると言われ、また土
砂を含まない通常水中に生ずるキャビテーションエロー
ジョンの進行速度は流速の約６乗に比例すると言われ、
局所的な流速の低減は、二ローション発生の抑制に大へ
ん効果がある。従って、ランナ外周とシールリングの隙
間から噴出する円環状の噴流では、多くの溝の案内作用
により局所的に高速となる微小滴の発生が抑制され、低
速の安定した流れとなるので、シール面のエロージョン
は抑制される。
細隙部を出た円環状の噴流１０は多くの案内溝９により
溝の方向に案内され安定した流れとなる。従って、従来
の案内溝がない場合に比べ噴流の剪断層における激しい
渦の発生が抑制される。その結果、噴流とシール部が接
触する部分には局所的に流速の極端に速い箇所がなくな
る。−方、土砂等の粒子を含む流水による材料の二ロー
ション速度は流速の約３乗に比例すると言われ、また土
砂を含まない通常水中に生ずるキャビテーションエロー
ジョンの進行速度は流速の約６乗に比例すると言われ、
局所的な流速の低減は、二ローション発生の抑制に大へ
ん効果がある。従って、ランナ外周とシールリングの隙
間から噴出する円環状の噴流では、多くの溝の案内作用
により局所的に高速となる微小滴の発生が抑制され、低
速の安定した流れとなるので、シール面のエロージョン
は抑制される。
以上の実施例は、ランナ外周のクラウン側のシール部に
適用した例であるが、同様にランナ外周のシュラウド側
のシール及びランナ出口付近のシュラウドのシール部に
同様に適用可能である。
適用した例であるが、同様にランナ外周のシュラウド側
のシール及びランナ出口付近のシュラウドのシール部に
同様に適用可能である。
以上の通り本実施例によれば、シール面の二ローション
が抑制され水車のシール部の寿命を大幅に増すことが可
能となる。
が抑制され水車のシール部の寿命を大幅に増すことが可
能となる。
本発明によれば、水力機械の回転封水部から放出される
環状噴流の剪断流れの層の乱れた流れの発生を抑制し流
れを安定させるので、乱れに流れ中の微小滴によるキャ
ビテーションによる壊食及び水中に含まれる固体粒子の
渦流による摩耗等の二ローションを大幅に軽減できる効
果がある。
環状噴流の剪断流れの層の乱れた流れの発生を抑制し流
れを安定させるので、乱れに流れ中の微小滴によるキャ
ビテーションによる壊食及び水中に含まれる固体粒子の
渦流による摩耗等の二ローションを大幅に軽減できる効
果がある。
第１図は本発明の装置の一実施例を備えたフランシス水
車の縦断面図、第２図は、第１図におけるＡ部の詳細図
、第３図は溝部の展開図、第４図は第３図のＣ−Ｃ’線
断面図、第５図は溝部の正面図、第６図は第５１！ｌの
Ｄ−Ｄ’線の断面図、第７図は従来技術のシール部の断
面詳細図、第８図はシールの噴流を示す断面図、第９図
はシール部の噴流を示す正面図、第１０図は渦と粒子の
動きを説明する図である。 １・・・ランナ、２・・・ガイドベーン、３・・・ステ
ーベーン、４・・・ケーシング、７・・・ランナシール
細隙、８・・・シールリング、９・・・案内溝、１０・
・・噴流、１１・・・渦、１２・・・土砂粒子。 ■ ／ρ 図
車の縦断面図、第２図は、第１図におけるＡ部の詳細図
、第３図は溝部の展開図、第４図は第３図のＣ−Ｃ’線
断面図、第５図は溝部の正面図、第６図は第５１！ｌの
Ｄ−Ｄ’線の断面図、第７図は従来技術のシール部の断
面詳細図、第８図はシールの噴流を示す断面図、第９図
はシール部の噴流を示す正面図、第１０図は渦と粒子の
動きを説明する図である。 １・・・ランナ、２・・・ガイドベーン、３・・・ステ
ーベーン、４・・・ケーシング、７・・・ランナシール
細隙、８・・・シールリング、９・・・案内溝、１０・
・・噴流、１１・・・渦、１２・・・土砂粒子。 ■ ／ρ 図
Claims (1)
- １、羽根車の主板外周端面あるいは側板内、外周端面と
静止ケーシングとで形成される羽根車シール部において
、シール出口から下流の静止側側壁に多数の案内溝を設
けたことを特徴とする水力機械のシール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327042A JPH01170765A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 水力機械のシール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327042A JPH01170765A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 水力機械のシール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01170765A true JPH01170765A (ja) | 1989-07-05 |
Family
ID=18194659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62327042A Pending JPH01170765A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 水力機械のシール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01170765A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008038609A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | 水車のシール装置 |
| US20120063889A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-15 | Kawajiri Hideyuku | Fluid machine |
| AU2013273757B2 (en) * | 2010-09-13 | 2015-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fluid machine |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62327042A patent/JPH01170765A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008038609A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | 水車のシール装置 |
| US20120063889A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-15 | Kawajiri Hideyuku | Fluid machine |
| US8944757B2 (en) * | 2010-09-13 | 2015-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fluid machine |
| AU2013273757B2 (en) * | 2010-09-13 | 2015-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fluid machine |
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