JPH0426699Y2

JPH0426699Y2 -

Info

Publication number: JPH0426699Y2
Application number: JP1985070009U
Authority: JP
Priority date: 1985-05-14
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1992-06-26
Also published as: JPS61186768U

Description

【考案の詳細な説明】Ａ産業上の利用分野この考案は水車効率を向上させる貫流水車に係
り、特に貫流水車内水車ランナー（以下、「ラン
ナー」という。）に流水が適度の流入角で流れる
ように改良したものである。[Detailed description of the invention] A. Industrial application field This invention relates to a once-through water turbine that improves the efficiency of the water turbine, and in particular, water flows through the water turbine runner (hereinafter referred to as "runner") in the once-through water turbine at an appropriate inflow angle. This is an improved version.

ｂ考案の概要この考案はランナーの入口側に流路の上下方向
および左右方向に延設した固定案内羽根で形成さ
れた水流案内を設けることに依り、流水の乱れに
よつて生じる二次流れや圧力の不均一さをなく
し、流水がランナーブレードに適度の流入角で流
れ、水車効率を向上するように改良したものであ
る。b Summary of the invention This invention eliminates the secondary flow caused by turbulence of flowing water by providing a water flow guide formed by fixed guide vanes extending in the vertical and horizontal directions of the flow path on the inlet side of the runner. This has been improved to eliminate uneven pressure, allow water to flow into the runner blades at an appropriate angle of inflow, and improve turbine efficiency.

Ｃ従来の技術従来の貫流水車は第３図にその一部断面斜視図
で示すように、ランナー１がケーシング２内に収
納されており、ケーシング２内にランナー１の回
転軸３が回転可能に取りつけられている。C. PRIOR TECHNOLOGY In a conventional once-through water turbine, as shown in a partially cross-sectional perspective view in FIG. It is attached.

ケーシング２の入口管側、つまりランナー１の
上流側に入口管４がフランジを介して接続されて
おり、入口管４の出口側でケーシング２の入口端
には流水量をコントロールするガイドベーン５の
開角によつて、流水路を自由に開閉できるように
なつている。 An inlet pipe 4 is connected to the inlet pipe side of the casing 2, that is, the upstream side of the runner 1 via a flange, and a guide vane 5 is installed at the inlet end of the casing 2 on the outlet side of the inlet pipe 4 to control the flow rate. The opening angle allows the flow channel to be opened and closed freely.

ランナー１の上部後方にはＸ−Ｘ断面（第４
図）に示すように、上ノズル板６ａがケーシング
２と一体的に形成されており、ガイドベーン５の
下側には下ノズル板６ｂが、ケーシング２に取付
け取外し自在に設けられ、入口管４を通して導入
された流水は、ガイドベーン５と前記上ノズル６
ａ，下ノズル６ｂにより適当な流入速度、流入角
を与えられランナー１に流入する構造になつてい
る。 At the rear of the upper part of runner 1 is an X-X cross section (fourth
As shown in the figure, an upper nozzle plate 6a is formed integrally with the casing 2, and a lower nozzle plate 6b is provided below the guide vane 5 so that it can be attached to and removed from the casing 2. The flowing water introduced through the guide vane 5 and the upper nozzle 6
a, the lower nozzle 6b provides a suitable inflow velocity and angle to flow into the runner 1.

さらに、ケーシング２の出口側、つまりランナ
ー１の下流側には、下部にハウジング７が接続さ
れ、ハウジング７には、放水管８が連結されてい
る。 Furthermore, a housing 7 is connected to the lower part of the outlet side of the casing 2, that is, the downstream side of the runner 1, and a water discharge pipe 8 is connected to the housing 7.

そして、ランナー１にはブレード１ａが一定間
隔毎に適度の角度でランナー外周に多数取り付け
られ、上述した上ノズル板６ａ、下ノズル板６ｂ
で定まる流路から流出する流水を適度の流入角で
流入することによつて高い水車効率が得られる。 A large number of blades 1a are attached to the runner outer circumference at regular intervals at appropriate angles to the runner 1, and the above-mentioned upper nozzle plate 6a and lower nozzle plate 6b
High efficiency of the water turbine can be obtained by allowing the flowing water to flow out of the flow path determined by the flow at an appropriate inflow angle.

しかし、ランナー入口部での圧力の不均一や、
二次流れによつて適度の流入角が得られない。ま
た、ガイドベーン５の開閉調整で水車の効率をよ
く保つような水流にすることは困難であつて、ガ
イドベーン５の全開時に開度と水車の効率がよく
とも、開度が小さくなるにつれて水車効率は急激
に低下する傾向がある。これは第５図に示すよう
に、ガイドベーン５の上面および下面側におい
て、矢印Ａ，Ｂに示すような乱れを生じ、水車入
口付近で合流し渦流を伴なう脉流を招く原因とな
るからである。 However, due to uneven pressure at the runner inlet,
An appropriate inflow angle cannot be obtained due to secondary flow. In addition, it is difficult to adjust the opening and closing of the guide vanes 5 to create a water flow that maintains the efficiency of the water turbine. Efficiency tends to decline rapidly. As shown in Fig. 5, this causes turbulence as shown by arrows A and B on the upper and lower surfaces of the guide vane 5, which merges near the turbine inlet and causes a vortex-like flow. It is from.

このような欠点を解消するため、実開昭58−
72464号において、ランナーに対する水の供給を
調節しうる揺動自在の複数のガイドベーンを、ラ
ンナーの回転軸に対して互いに平行となるように
並設し、各ガイドベーンをそれぞれ独立に揺動し
うる揺動開閉装置を取りつけることを教示してい
る。 In order to eliminate these drawbacks, the
In No. 72464, a plurality of swingable guide vanes that can adjust the supply of water to the runner are arranged parallel to each other with respect to the rotational axis of the runner, and each guide vane is swingable independently. It teaches how to install a swinging switchgear.

Ｄ考案が解決しようとする問題点しかし、このような改良によつても、ガイドベ
ーン側面と仕切板あるいはケーシング壁面との間
のギヤツプからのもれ水や流路内流れに起因する
水車効率の低下が大きく、貫流水車の水車効率を
高くすることができなかつた。D. Problems that the invention aims to solve However, even with these improvements, there is a problem with the efficiency of the turbine due to leakage of water from the gap between the guide vane side and the partition plate or casing wall and flow in the channel. The decrease was large, and it was not possible to increase the efficiency of the once-through turbine.

この考案は、従来の貫流水車のランナー入口部
での圧力の不均一や、二次流れあるいはガイドベ
ーンの開度、ガイドベーン側面からのもれ水によ
る水車効率の低下を除去し、水車効率の高い貫流
水車を提供しようとするものである。 This design eliminates the unevenness of pressure at the runner inlet of conventional once-through turbines, the secondary flow, the opening of the guide vanes, and the decrease in turbine efficiency caused by leakage water from the side of the guide vanes. The aim is to provide a high-performance once-through water turbine.

Ｅ問題点を解決するための手段このような目的を達成するため、この考案で
は、流水が供給されるケーシング内に回転自在に
収納され且つこの流水によつて回転する水車ラン
ナーと、この水車ランナーよりも前記流水の上流
側に配置されて当該水車ランナーに対する前記流
水の供給状態を調節し得るガイドベーンと、これ
らガイドベーンと水車ランナーとの間に固定状態
で設けられる水流案内とを有する貫流水車であつ
て、前記水流案内は、前記水車ランナーの回転軸
と平行な方向に延びると共にこの水車ランナーの
外周に沿つて所定間隔で配置されて当該水車ラン
ナーのランナーブレードに対する流水の流入角度
を一定に保持する複数枚の左右方向固定案内羽根
と、これら左右方向固定案内羽根の少なくとも左
右両端部にそれぞれ接合されて前記ケーシングと
前記ガイドベーンの側端部との間からのもれ水を
阻止し得る複数枚の円弧状をなす上下方向固定案
内羽根とからなることを特徴とするものである。E. Means for Solving the Problems In order to achieve such an objective, this invention includes a water wheel runner that is rotatably housed in a casing to which flowing water is supplied and rotated by this flowing water; A once-through water turbine comprising: a guide vane that is arranged upstream of the flowing water to adjust the supply state of the flowing water to the water turbine runner; and a water flow guide that is fixedly provided between the guide vanes and the water turbine runner. The water flow guides extend in a direction parallel to the rotation axis of the water turbine runner and are arranged at predetermined intervals along the outer periphery of the water turbine runner to maintain a constant inflow angle of the flowing water to the runner blades of the water turbine runner. A plurality of left-right fixed guide vanes to be held, and are joined to at least both left and right ends of these left-right fixed guide vanes to prevent water from leaking between the casing and the side ends of the guide vanes. It is characterized by comprising a plurality of arc-shaped vertically fixed guide vanes.

Ｆ作用複数枚の左右方向固定案内羽根は、ガイドベー
ンの開度に全く関係なく水車ランナーに流れ込む
水流の流入角度を一定に保つため、水車ランナー
に対する流入の供給を抑制するようにガイドベー
ンの開度を絞つても、従来のような水車効率の低
下が阻止される。F Function The plurality of left and right fixed guide vanes keep the inflow angle of the water flow into the turbine runner constant regardless of the opening degree of the guide vane, so the opening of the guide vane is controlled to suppress the supply of inflow to the turbine runner. Even if the water pressure is reduced, the efficiency of the water turbine will not decrease as in the case of conventional methods.

又、上下方向固定案内羽根はケーシングとガイ
ドベーンの側端部との間からのもれ水を阻止する
ため、このもれ水に伴う水車効率の低下が阻止さ
れる。 Further, since the vertically fixed guide vanes prevent water from leaking between the casing and the side end portion of the guide vane, a decrease in water turbine efficiency due to this leakage water is prevented.

Ｇ実施例以下、図面を用いてこの考案の代表的な実施例
について説明する。G. Embodiments Hereinafter, typical embodiments of this invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本考案にかかる実施例の貫流水車にお
けるランナーブレードに流入する流路案内の配置
状態を示す断面図、第２図は第１図の貫流水車の
ランナー入口に配置する水流案内の概略構造を示
す斜視図を示し、図中、１はランナー、１ａはランナーブレー
ド、２はケーシング、６ａは上ノズル板、６ｂは
下ノズル板、７はハウジング、８は出口管、１０
は水流案内、１０ａは左右方向固定案内羽根、１
０ｂは上下方向固定案内羽根である。 Fig. 1 is a sectional view showing the arrangement of flow path guides flowing into the runner blades in a once-through water turbine according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a schematic diagram of the water flow guide arranged at the runner inlet of the once-through water turbine shown in Fig. 1. A perspective view showing the structure is shown, in which 1 is a runner, 1a is a runner blade, 2 is a casing, 6a is an upper nozzle plate, 6b is a lower nozzle plate, 7 is a housing, 8 is an outlet pipe, 10
10a is a water flow guide, 10a is a fixed guide vane in the left and right direction, 1
0b is a vertically fixed guide vane.

実施例の貫流水車は、ガイドベーン５の後方の
ランナー１の入口側の流路に、ランナー１に近接
して上ノズル板６ａと下ノズル板６ｂの間に、水
流案内１０を配置したものであつて、この水流案
内１０は、第２図に示すようにランナー回転軸３
およびガイドベーン５の回転軸に多数の固定案内
羽根１０ａおよび１０ｂをそれぞれ流路の左右方
向および上下方向に延在するように配列したもの
である。 The once-through water turbine of the embodiment has a water flow guide 10 arranged in the flow path on the inlet side of the runner 1 behind the guide vane 5, close to the runner 1, and between the upper nozzle plate 6a and the lower nozzle plate 6b. The water flow guide 10 is connected to the runner rotating shaft 3 as shown in FIG.
A large number of fixed guide vanes 10a and 10b are arranged on the rotating shaft of the guide vane 5 so as to extend in the horizontal and vertical directions of the flow path, respectively.

そして、この水流案内１０の左右両側はガイド
ベーン５側面ギヤツプ（ケーシング２壁面或いは
複数のガイドベーンを配設したものにあつては隣
接するガイドベーンの間に設けられる仕切板の端
面間ギヤツプ）が１mm以下で製作されているのに
合せて、このギヤツプによるもれ水を防止するた
めランナー径が小さいものでは10〜20mmに、ラン
ナー径の大きいものでも50〜60mmの余裕を見込ん
で固定案内羽根１０ａ，１０ｂによる水流の案内
ができるように、上下方向固定案内羽根１０ｂを
左右方向固定案内羽根１０ａ端からそれぞれギヤ
ツプ₁を取る必要がある。 On both the left and right sides of this water flow guide 10, there are side gaps of the guide vanes 5 (gap between the end faces of the casing 2 wall or the partition plate provided between adjacent guide vanes in the case where a plurality of guide vanes are arranged). In order to prevent water from leaking due to this gap, the fixed guide vanes are manufactured with a diameter of 1 mm or less, allowing a margin of 10 to 20 mm for small runner diameters, and 50 to 60 mm for large runner diameters. In order to allow the water flow to be guided by the guide vanes 10a and 10b, it is necessary to take a gap ₁ from the ends of the vertical fixed guide vanes 10b and the horizontal fixed guide vanes 10a.

また、上下方向固定案内羽根１０ｂ，１０ｂ間
間隔₂が大きい場合は、第２図に示すように、
その中間にも上下方向固定案内羽根１０ｂを配設
し、二次流れの発生を防止すると共にこれら左右
方向固定案内羽根１０ａの剛性強度を大きくする
構造にした方がよい。この限最上段および最下段
の左右方向固定案内羽根１０ａ，１０ａをそれぞ
れ、上下方向固定案内羽根の上端、下端からそれ
ぞれ一定の間隔ｄをおいて配設した方が、流水に
乱れを生じさることがない。 In addition, when the distance ₂ between the vertical fixed guide vanes 10b and 10b is large, as shown in FIG.
It is preferable to arrange the vertical fixed guide vanes 10b in the middle to prevent the generation of secondary flow and to increase the rigidity of the horizontal fixed guide vanes 10a. In this case, it is better to arrange the uppermost and lowermost left-right fixed guide vanes 10a, 10a at a certain distance d from the upper and lower ends of the vertical fixed guide vanes, respectively, to avoid turbulence in the flowing water. There is no.

このように、ランナー１の入口側に、ランナー
１に近接して水流案内を設けると、ランナーブレ
ード１ａに対する流水の流入角度を均一、かつ適
度に維持することができ、ガイドベーン５側面の
ギヤツプからのもれ水および端効果による乱れた
流水や、二次流れを常に整流された正しい流れに
変えることができ、水車効率を改善することがで
きた。 In this way, by providing a water flow guide close to the runner 1 on the inlet side of the runner 1, the inflow angle of the water to the runner blades 1a can be maintained uniformly and appropriately, and from the gap on the side of the guide vane 5. The turbulent water flow caused by leakage water and end effects, as well as the secondary flow, can be changed into a correct and rectified flow, improving the efficiency of the turbine.

Ｈ考案の効果以上の説明から明らかなように、この考案の貫
流水車はランナーの入口側に流路の左右方向およ
び上下方向にそれぞれ羽根面を延設した少くとも
１対の固定案内羽根で形成した水流案内が配設さ
れているので、ガイドベーンが、いかなる角度、
開度のときも、この水流案内により、常に整流さ
れた流水をガイドベーンに適度の流入角で流入さ
せることができる。H. Effect of the invention As is clear from the above explanation, the once-through water turbine of this invention is formed by at least one pair of fixed guide vanes with blade surfaces extending in the horizontal and vertical directions of the flow path on the inlet side of the runner. Because the guide vane is equipped with a water flow guide, the guide vane can be
Even when the guide vane is open, this water flow guide allows rectified running water to always flow into the guide vane at an appropriate inflow angle.

また、ガイドベーンの側面の間隙からの流水の
もれ水もなくすることができるので、水車効率を
向上させることができるようになつた。 Additionally, water leakage from the gaps on the side surfaces of the guide vanes can be eliminated, making it possible to improve the efficiency of the water turbine.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は実施例の貫流水車の水車ランナー入口
近傍の流水案内の配置状態を示す要部断面図、第
２図は本考案の貫流水車に使用する水流案内の構
造を示す斜視図、第３図は従来の貫流水車の概略
構成を示す一部断面斜視図、第４図は第３図のＸ
−Ｘ断面図、第５図は第３図の貫流水車の水車ラ
ンナー入口近傍の流水径路を示すＸ−Ｘ断面拡大
図である。図中、１……水車ランナー、２……ケーシン
グ、３……ランナー回転軸、４……入口管、５…
…ガイドベーン、６ａ……上ノズル板、６ｂ……
下ノズル板、１０……水流案内、１０ａ……左右
方向固定案内羽根、１０ｂ……上下方向固定案内
羽根である。 Fig. 1 is a sectional view of main parts showing the arrangement of the water flow guide near the water turbine runner inlet of the once-through turbine of the embodiment, Fig. 2 is a perspective view showing the structure of the water flow guide used in the once-through water turbine of the present invention, and Fig. 3 The figure is a partial cross-sectional perspective view showing the schematic configuration of a conventional once-through water turbine, and Figure 4 is an X in Figure 3.
-X sectional view, FIG. 5 is an enlarged XX sectional view showing the flowing water path near the water turbine runner inlet of the once-through water turbine in FIG. 3. In the figure, 1... Water turbine runner, 2... Casing, 3... Runner rotating shaft, 4... Inlet pipe, 5...
...Guide vane, 6a... Upper nozzle plate, 6b...
Lower nozzle plate, 10...water flow guide, 10a...fixed guide vane in the left-right direction, 10b...fixed guide vane in the vertical direction.

Claims

[Scope of utility model registration request]

A water turbine runner rotatably housed in a casing to which running water is supplied and rotated by the flowing water; and a water turbine runner arranged upstream of the water turbine runner to adjust the supply state of the flowing water to the water turbine runner. A once-through water turbine has a guide vane that can be rotated, and a water flow guide that is fixedly provided between the guide vanes and the water turbine runner, the water flow guide extending in a direction parallel to the rotation axis of the water turbine runner and A plurality of left-right fixed guide vanes arranged at predetermined intervals along the outer circumference of the water turbine runner to maintain a constant inflow angle of flowing water to the runner blades of the water turbine runner, and at least both left and right ends of these left-right fixed guide vanes. A once-through water turbine comprising a plurality of circular arc-shaped vertically fixed guide vanes that are joined to the respective parts and can prevent water from leaking between the casing and the side end of the guide vane. .