JPH0315666A - 水車 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は渦巻ケーシングとステーベーンを備えた水車に
おいて、ステーベーンの形状及びその配置に関する． 〔従来の技術〕 第７図、及び、第８図に従来の水車の一例を示す．渦巻
ケーシング１に流入した水はステーベン２，ガイドベー
ン３を経てランナ羽根４ａに入り、ランナ４を回転させ
る。水の流量を調節するガイドベーン３、及び、ガイド
ベーン３に水を導くステーベーン２は、ランナ４の回り
に，それぞれ，複数枚配置されている。また、複数枚の
ガイドベーン３、及び，ステーベーン２は、それぞれ、
同一半径位置に配置されている。ガイドベーン２は水の
流量を調節する時、ステム軸３ａを軸に回転するが、複
数枚のガイドベーン３全で同じに動く。すなわち、ガイ
ドベーン３へ流入する水に対し、全てのガイドベーン３
が同じ対応をする。従って，水車の水力効率を向上する
ため，ガイドベーン３へ流入する水は、全周にわたって
均一な子午面流量分布になっていることが望ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来は水力効率を向上するため、主に、ランナ４やガイ
ドベーン３の形状の改善が行われて来た。

発明者らは、子午面流量の全周にわたる分布に着目し、
従来の二つの水車について実験した結果，ガイドベーン
３へ水を導くステーベーン２の入口における子午面流量
は、第３図に示すように不均一分布であることが明らか
になった。この様な水がガイドベーン３へ流入すると、
ガイドベーン３で損失が大きくなるとともに，ランナ５
へも影響して水力効率を低下させる。この問題は特公昭
６ｌ−　５４９５４号公報でも指摘され、改善策として
渦巻ケーシングの改良案が示されている。しかし、特公
昭６１−５４９５４　号公報は、製作が難しいこと、コ
ストが高くなること、発電所の立地条件により制約を受
けることなど、実施上で種々の問題が考えられる。

本発明の目的は、子牛面流量の不均一分布を無くするこ
と、さらに．ｔｉ！作コストを上げず、製作技術上は従
来技術で対応でき、発電所の立地条件の制約も受けない
水力効率の高い水車を提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達或するため、子午面流量が低下した部分に
水を多く導き子午面流量分布を均一にするため、子午面
ｄＥＭが低下した部分のステーベーン２を，他のステー
ベーン２よりも半径方向外側へ延長したものである。

さらに、二つの水車の実験結果及び従来の渦巻ケーシン
グエとステーベーン２を備えた水車の構造に鑑み、他の
ステーベーン２よりも半径方向外側へ延長したステーベ
ーン２＆を配置する範囲を、ステーベーン翼列２と渦巻
ケーシング巻終り部外殻の交点１ａより上流の直管部に
対し垂直な位置Ｘから、流れの下流方向に１１０度の間
に限定したものである。

〔作用〕

半径方向外側に延長されたステーベーン２ａは水の持つ
運動エネルギを有効に取り入れるので、他のステーベー
ン２よりも多くの水をガイドベーン３へ導びくことかで
きる。それによって、従来の水車において子牛面流量が
低下した部分に多くの水が導びかれるので、子牛面流量
が均一になる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図，第２図，第３図によ
り説明する。本発明の水車は肩巻ケーシング１とステー
ベーン２とガイドベーン３とランナ４で構成されており
、全体構成は従来の水車と同じであるが、本実施例では
ステーベーン翼列２と’ｉｆｉ４巻ケーシング巻終り部
外殻の交点より上流の直管部に対し、垂直な位１ｘから
、流れの下流方向１１０度の範囲の前半部、すなわち、
位１ｆｉＸに近い部分に、他のステーベーン２よりも半
径方向外側へ延長したステーベーン２ａを配置してある
。

さらに、ステーベーン２ａの形は，第３図に示す従来水
車Ａの改善を目的としているので、延長された部分が流
れの下流方向に向うにつれて徐々に長くなり、頂点に達
した所で徐々に短くなり、他のステーベーン２と滑らか
に継がっている。

この様に、延長したステーベーン２ａを配置することに
より、渦巻ケーシング１から流入した水はステーベーン
２ａで、水自身の持つ運動エネルギにより多くの水がガ
イドベーン３へ尊びかれる。

従って、第３図の従来水車Ａで示されている子午面流量
の低下した部分の流量が増加し、第３図の実線で示すよ
うに均一な分布レこなる。それにより，ガイトベーン３
で生じる損失を低減することができる。また、ランナ４
へも均一に水が流入するので従来の水車に比べて水力効
率が向上する。

第４図には他の実施例を示す。上記位置Ｘから流れ下流
方向１↓Ｏ度の範囲の後半部、すむわち、１１０度近く
の部分に延長したステーベーン２ａを配置したものであ
る。

さらに、ステーベーン２ａの形は、第３図に示す従来水
車Ｂの改善を目的としているので、従来水車Ｂの子午面
流量が低下している部分全体に、延長された長さが同じ
ステーベーン２ａを配置したものである。

第２図は主にフランシス水車で用いられている渦巻ケー
シング１に対する本発明の実施例を縦断面図で示したも
のである。

第５図は，主にポンプ水車で用いられる渦巻ケーシング
１に対する本発明の実施例を示す。ポンプ水車では渦巻
ケー・シングＬとステーベーン２をスピードリング５で
継いでいるが、本実施例は、上記延長されたステーベー
ン２ａとともにスピードリング５を延長したものである
。

第６図には，主に、ポンプ水車で用いられる渦巻ケーシ
ング１に対する本発明の他の実施例を示す。前記実施例
ではステーベーン２とともにスピードリング５も延長し
ているため、製作コストが高くなる。それに対し、第６
図に示す実施例はステーベーン２のみを延長したもので
、製作コストを低減することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、延長したステーベーン２ａを、従来水
車の子午面流量が低下する部分に配置することにより、
水の持つ運動エネルギを利用して多くの水をガイドベー
ンへ導くことができる。それにより、ガイドベーンへ流
入する水の子午面流量を均一にできるので、従来の水車
で生していた子午面流量の不均一によるガイドベーン３
の損失を低減する効果がある。

また、ライナへも均一な流れを提供できるので，ランナ
で生じる損失を低減するとともに、ランすで回収する動
力を多くする効果がある。

以上の効果により、従来の水車に比べて水力効率の高い
水車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す横断面図、第２図は第
１図のｎ−ｎ矢視縦断面図、第３図は渦巻ケーシング内
の子午面流量の分布図、第４図は本発明の他の実施例を
示す横断面図、第５図は本発明の他の実施例を示す縦断
面図、第６図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第
７図は従来の水車の横断面図、第８図は第７図の■一■
矢視縦断面図である。 １・・・渦巻ケーシング、１ａ・・・渦巻ケーシング巻
終り部外殻、２・・・ステーベーン、２ａ・・延長され
たステーベーン、３・・・ガイドベーン，３ａ・・・ス
テム軸、４・・・ランナ、４ａ・・・ランナ羽根，５・
・・スピー第４図 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、渦巻ケーシングとステーベーンとを備えた水車にお
   いて、 前記水車の回転軸を中心に流れの下流方向に正の角度を
   定義し、前記ステーベーンの翼列と前記渦巻ケーシング
   の巻終り部の外殻の交点より上流側の直管部に対し垂直
   な位置から、下流側１１０度の範囲で、他の前記ステー
   ベーンよりも半径方向外側へ延長した前記ステーベーン
   を部分的に配置したことを特徴とする水車。