JPH0674138A - 水力機械のシール構造 - Google Patents
水力機械のシール構造Info
- Publication number
- JPH0674138A JPH0674138A JP4228316A JP22831692A JPH0674138A JP H0674138 A JPH0674138 A JP H0674138A JP 4228316 A JP4228316 A JP 4228316A JP 22831692 A JP22831692 A JP 22831692A JP H0674138 A JPH0674138 A JP H0674138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- crown
- band
- runner
- outer diameter
- 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
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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
Abstract
(57)【要約】
【構成】クラウン１ａ，バンド１ｂの間に複数枚の羽根
１ｃをもつランナ１が、上カバー２ａ及び下カバー２ｂ
の間に回転自在に保持され、クラウン１ａの外径端部分
とこれに相対する上カバー２ａの間に円筒状のシール３
ａを、バンド１ｂの外径端部分とこれに相対する下カバ
ー２ｂの間に円筒状のシール３ｂを有し、円筒状のシー
ル３ａ及び３ｂのランナ回転軸を含む縦断面形状が、テ
ーパ形状をなす。 【効果】テーパ形状シールの最もくびれた部分以外では
シール幅を大きく取ることが出来るので摩擦損失を低減
でき、従来と同等のシール効果を維持することが出来
る。
１ｃをもつランナ１が、上カバー２ａ及び下カバー２ｂ
の間に回転自在に保持され、クラウン１ａの外径端部分
とこれに相対する上カバー２ａの間に円筒状のシール３
ａを、バンド１ｂの外径端部分とこれに相対する下カバ
ー２ｂの間に円筒状のシール３ｂを有し、円筒状のシー
ル３ａ及び３ｂのランナ回転軸を含む縦断面形状が、テ
ーパ形状をなす。 【効果】テーパ形状シールの最もくびれた部分以外では
シール幅を大きく取ることが出来るので摩擦損失を低減
でき、従来と同等のシール効果を維持することが出来
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフランシス型水車及びポ
ンプ水車などの水力機械のシール構造に関する。
ンプ水車などの水力機械のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にクラウンとバンドを有し、クラウ
ン，バンドの間に複数枚の羽根をもつランナが、上カバ
ー及び下カバーの間に回転自在に保持された水車は、図
２に示すようにクラウン１ａの外径端部分とこれに相対
する上カバー２ａの間に円筒状のシール３ａを、また、
バンド１ｂの外径端部分とこれに相対する下カバー２ｂ
の間に円筒状のシール３ｂをもっている。このシールは
高圧力の水流が、クラウン１ａと上カバー２ａのすきま
及びバンド１ｂと下カバー２ｂのすきまを通り、低圧力
部分に漏れるのを防ぐために設けられているが、一方、
上カバー２ａ及び下カバー２ｂが静止しているのにたい
しクラウン１ａとバンド１ｂは回転するため、シール部
分に充満している水の粘性効果により摩擦損失が生じる
ことが一般的に知られており、例えば、日本機械学会論
文集(Ｂ編)５６巻５３１号３３８９ページには摩擦損失
の計算式が示されている。
ン，バンドの間に複数枚の羽根をもつランナが、上カバ
ー及び下カバーの間に回転自在に保持された水車は、図
２に示すようにクラウン１ａの外径端部分とこれに相対
する上カバー２ａの間に円筒状のシール３ａを、また、
バンド１ｂの外径端部分とこれに相対する下カバー２ｂ
の間に円筒状のシール３ｂをもっている。このシールは
高圧力の水流が、クラウン１ａと上カバー２ａのすきま
及びバンド１ｂと下カバー２ｂのすきまを通り、低圧力
部分に漏れるのを防ぐために設けられているが、一方、
上カバー２ａ及び下カバー２ｂが静止しているのにたい
しクラウン１ａとバンド１ｂは回転するため、シール部
分に充満している水の粘性効果により摩擦損失が生じる
ことが一般的に知られており、例えば、日本機械学会論
文集(Ｂ編)５６巻５３１号３３８９ページには摩擦損失
の計算式が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】摩擦損失は水車の効率
を低下させるため、水車のように数十年にわたり運転さ
れる機械では、わずかな効率低下も累積すると多大な損
失となり問題である。本発明は高効率の水車を提供する
ために、クラウン１ａの外径端部分とこれに相対する上
カバー２ａの間に円筒状のシール３ａ及びバンド１ｂの
外径端部分とこれに相対する下カバー２ｂの間に円筒状
のシール３ｂに生じる摩擦損失を低減するものである。
を低下させるため、水車のように数十年にわたり運転さ
れる機械では、わずかな効率低下も累積すると多大な損
失となり問題である。本発明は高効率の水車を提供する
ために、クラウン１ａの外径端部分とこれに相対する上
カバー２ａの間に円筒状のシール３ａ及びバンド１ｂの
外径端部分とこれに相対する下カバー２ｂの間に円筒状
のシール３ｂに生じる摩擦損失を低減するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】クラウン１ａの外径端部
分とこれに相対する上カバー２ａの間に円筒状のシール
３ａ及びバンド１ｂの外径端部分とこれに相対する下カ
バー２ｂの間に円筒状のシール３ｂに生じる摩擦損失と
シール構造の関係を前述の計算式により研究した。その
結果、図３に示すようにシール長さｌを小さくするとほ
ぼ比例して摩擦損失が低下する。一方、漏れ流量はほと
んど変化しないが、これはクラウン１ａの内径側に設け
られているシール７ａ及びバンド１ｂの内径側に設けら
れているシール７ｂのシール効果が大きいためであるこ
とが分かった。また、図４に示すように、シール幅を大
きくすると摩擦損失は大きく低下するが、漏れ流量の増
加は小さいことも分かった。
分とこれに相対する上カバー２ａの間に円筒状のシール
３ａ及びバンド１ｂの外径端部分とこれに相対する下カ
バー２ｂの間に円筒状のシール３ｂに生じる摩擦損失と
シール構造の関係を前述の計算式により研究した。その
結果、図３に示すようにシール長さｌを小さくするとほ
ぼ比例して摩擦損失が低下する。一方、漏れ流量はほと
んど変化しないが、これはクラウン１ａの内径側に設け
られているシール７ａ及びバンド１ｂの内径側に設けら
れているシール７ｂのシール効果が大きいためであるこ
とが分かった。また、図４に示すように、シール幅を大
きくすると摩擦損失は大きく低下するが、漏れ流量の増
加は小さいことも分かった。
【０００５】本発明のシール構造は、クラウン１ａの外
径端部分とこれに相対する上カバー２ａの間に円筒状の
シール３ａ、及びバンド１ｂの外径端部分とこれに相対
する下カバー２ｂの間に円筒状のシール３ｂのランナ回
転軸を含む縦断面形状を、テーパ状に形成することを特
徴とする。
径端部分とこれに相対する上カバー２ａの間に円筒状の
シール３ａ、及びバンド１ｂの外径端部分とこれに相対
する下カバー２ｂの間に円筒状のシール３ｂのランナ回
転軸を含む縦断面形状を、テーパ状に形成することを特
徴とする。
【０００６】
【作用】本発明によれば、テーパ形状シールの最もくび
れた部分以外ではシール幅を大きく取ることが出来るの
で摩擦損失を低減でき、かつ、テーパ形状シールの最も
くびれた部分では従来と同等のシール幅を保つことが出
来るので、従来と同等のシール効果を維持することが出
来る。
れた部分以外ではシール幅を大きく取ることが出来るの
で摩擦損失を低減でき、かつ、テーパ形状シールの最も
くびれた部分では従来と同等のシール幅を保つことが出
来るので、従来と同等のシール効果を維持することが出
来る。
【０００７】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の実施例を示す縦断面図で、クラウン
１ａの外径端部分を傾斜して製作することにより上側に
大きいテーパ状のシール３ａを形成し、バンド１ｂの外
径端部分はクラウン１ａと逆傾斜に製作して下側に大き
いテーパ状のシール３ｂを形成したものである。図５は
第二の実施例を示す縦断面図で、クラウン１ａの外径端
と相対する上カバー２ａを傾斜して製作することによ
り、上側に大きいテーパ状のシール３ａを形成したもの
である。これによりランナは形状の制約がなくなり、振
動応力等に対し、適切なランナ形状とすることが出来
る。図６はクラウン１ａの肉厚が大きい分割構造のラン
ナの第三の実施例を示す縦断面図で、クラウン１ａの外
径端の一部分に設けられているシール部分のクラウン１
ａを傾斜して製作することにより、上側に大きいテーパ
状のシール３ａを形成したものである。図７は第四の実
施例を示す縦断面図で、水車の組立許容誤差によりラン
ナが多少上下してもテーパ状のシールの最もくびれた部
分がシールから外れないようにするため、上側に大きい
テーパ状のシールと下側に大きいテーパ状のシールをク
ラウン１ａに併設し、テーパ状のシールの最もくびれた
部分がシールの長さ方向の中間に設けられるようにした
ものである。これにより組立許容誤差からランナが多少
上下してもテーパ状のシールの最もくびれた部分がシー
ルから外れないため従来と同等の組立作業性が得られ
る。図８は第五の実施例を示す縦断面図で、摩擦損失を
極力小さくするためシール長さｌ1 を従来のシール長さ
ｌに比べ大幅に小さくし、かつ、テーパ状のシール構造
にしたものである。これによればシール３ａで生じる摩
擦損失を大幅に低減できる。図９は第六の実施例を示す
縦断面図で、上カバー２ａのシール部分を上カバー２ａ
とシール部品８ａで構成し、かつ、シール部品８ａを容
易に脱着可能な構造にしたものである。これにより、万
一、ランナの振動によりシール部分が接触してシールが
破壊された場合でも、シール部品８ａを交換するだけで
容易にもとの性能が回復できる。
る。図１は本発明の実施例を示す縦断面図で、クラウン
１ａの外径端部分を傾斜して製作することにより上側に
大きいテーパ状のシール３ａを形成し、バンド１ｂの外
径端部分はクラウン１ａと逆傾斜に製作して下側に大き
いテーパ状のシール３ｂを形成したものである。図５は
第二の実施例を示す縦断面図で、クラウン１ａの外径端
と相対する上カバー２ａを傾斜して製作することによ
り、上側に大きいテーパ状のシール３ａを形成したもの
である。これによりランナは形状の制約がなくなり、振
動応力等に対し、適切なランナ形状とすることが出来
る。図６はクラウン１ａの肉厚が大きい分割構造のラン
ナの第三の実施例を示す縦断面図で、クラウン１ａの外
径端の一部分に設けられているシール部分のクラウン１
ａを傾斜して製作することにより、上側に大きいテーパ
状のシール３ａを形成したものである。図７は第四の実
施例を示す縦断面図で、水車の組立許容誤差によりラン
ナが多少上下してもテーパ状のシールの最もくびれた部
分がシールから外れないようにするため、上側に大きい
テーパ状のシールと下側に大きいテーパ状のシールをク
ラウン１ａに併設し、テーパ状のシールの最もくびれた
部分がシールの長さ方向の中間に設けられるようにした
ものである。これにより組立許容誤差からランナが多少
上下してもテーパ状のシールの最もくびれた部分がシー
ルから外れないため従来と同等の組立作業性が得られ
る。図８は第五の実施例を示す縦断面図で、摩擦損失を
極力小さくするためシール長さｌ1 を従来のシール長さ
ｌに比べ大幅に小さくし、かつ、テーパ状のシール構造
にしたものである。これによればシール３ａで生じる摩
擦損失を大幅に低減できる。図９は第六の実施例を示す
縦断面図で、上カバー２ａのシール部分を上カバー２ａ
とシール部品８ａで構成し、かつ、シール部品８ａを容
易に脱着可能な構造にしたものである。これにより、万
一、ランナの振動によりシール部分が接触してシールが
破壊された場合でも、シール部品８ａを交換するだけで
容易にもとの性能が回復できる。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、テーパ形状シールの最
もくびれた部分以外ではシール幅を大きく取ることが出
来るので摩擦損失を低減でき、かつ、テーパ形状シール
の最もくびれた部分では従来と同等のシール幅を保つこ
とが出来るので、従来と同等のシール効果を維持するこ
とが出来る。
もくびれた部分以外ではシール幅を大きく取ることが出
来るので摩擦損失を低減でき、かつ、テーパ形状シール
の最もくびれた部分では従来と同等のシール幅を保つこ
とが出来るので、従来と同等のシール効果を維持するこ
とが出来る。
【図１】本発明の一実施例を示す水車の縦断面図。
【図２】従来の水車のクラウン外径端及びバンド外径端
のシール構造を示す縦断面図。
のシール構造を示す縦断面図。
【図３】シール長さと摩擦損失及び漏れ流量の関係を示
す説明図。
す説明図。
【図４】シール幅と摩擦損失及び漏れ流量の関係を示す
説明図。
説明図。
【図５】本発明の第二の実施例を示すクラウン外径端の
シール構造を示す縦断面図。
シール構造を示す縦断面図。
【図６】本発明の第三の実施例を示すクラウン外径端の
シール構造を示す縦断面図。
シール構造を示す縦断面図。
【図７】本発明の第四の実施例を示すクラウン外径端の
シール構造を示す縦断面図。
シール構造を示す縦断面図。
【図８】本発明の第五の実施例を示すクラウン外径端の
シール構造を示す縦断面図。
シール構造を示す縦断面図。
【図９】本発明の第六の実施例を示すクラウン外径端の
シール構造を示す縦断面図。
シール構造を示す縦断面図。
１…ランナ、１ａ…クラウン、１ｂ…バンド、１ｃ…ラ
ンナ羽根、２ａ…上カバー、２ｂ…下カバー、３ａ…ク
ラウン外径側シール、３ｂ…バンド外径側シール、４…
ガイドベーン、５…ステーベーン、６…渦巻ケーシン
グ、７ａ…クラウン内径側シール、７ｂ…バンド内径側
シール。
ンナ羽根、２ａ…上カバー、２ｂ…下カバー、３ａ…ク
ラウン外径側シール、３ｂ…バンド外径側シール、４…
ガイドベーン、５…ステーベーン、６…渦巻ケーシン
グ、７ａ…クラウン内径側シール、７ｂ…バンド内径側
シール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原野 正実 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 震明 克真 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (1)
- 【請求項１】クラウンとバンドを有し、前記クラウン，
前記バンドの間に複数枚の羽根をもつランナが、上カバ
ー及び下カバーの間に回転自在に保持され、前記クラウ
ンの外径端部分とこれに相対する前記上カバーの間及び
前記バンド外径端部分とこれに相対する前記下カバーの
間に、円筒状のシールを有する水力機械において、前記
円筒状のシールのランナ回転軸を含む縦断面形状が、テ
ーパ形状となっていることを特徴とする水力機械のシー
ル構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4228316A JPH0674138A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 水力機械のシール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4228316A JPH0674138A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 水力機械のシール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674138A true JPH0674138A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=16874538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4228316A Pending JPH0674138A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 水力機械のシール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674138A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5984629A (en) * | 1993-09-25 | 1999-11-16 | Ksb Aktiengesellscaft | Turbo-machine with reduced abrasive wear |
| JP2003013837A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ポンプ水車のランナ |
| EP3276157A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-31 | GE Renewable Technologies | Hydraulic turbine |
| JP2019085960A (ja) * | 2017-11-09 | 2019-06-06 | 株式会社東芝 | 水力機械、そのランナ、カバー及び改修方法 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP4228316A patent/JPH0674138A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5984629A (en) * | 1993-09-25 | 1999-11-16 | Ksb Aktiengesellscaft | Turbo-machine with reduced abrasive wear |
| JP2003013837A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ポンプ水車のランナ |
| EP3276157A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-31 | GE Renewable Technologies | Hydraulic turbine |
| JP2018017234A (ja) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | ジーイー・リニューワブル・テクノロジーズＧｅ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｇｉｅｓ | ハイドロタービン |
| CN107654329A (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 通用电气再生能源技术公司 | 水力涡轮 |
| US10480480B2 (en) | 2016-07-25 | 2019-11-19 | Ge Renewable Technologies | Hydraulic turbine |
| US11073124B2 (en) | 2016-07-25 | 2021-07-27 | Ge Renewable Technologies | Hydraulic turbine |
| JP2019085960A (ja) * | 2017-11-09 | 2019-06-06 | 株式会社東芝 | 水力機械、そのランナ、カバー及び改修方法 |
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