JPH08219001A

JPH08219001A - フランシス型ポンプ水車

Info

Publication number: JPH08219001A
Application number: JP7020166A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Oshima; 勝宏大嶋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】フランシス型ポンプ水車のランナに発生する変
動応力を大きく低減でき、かつ設置が容易な変動応力低
減機構を提供する。【構成】クラウン板１ａ、シュラウド板１ｂ及びランナ
ベーン１ｃにより構成され、クラウン板１ａとシュラウ
ド板１ｂとの間に、ケーシング９からガイドベーン４を
経由して水が供給される水路が形成され、この水路中に
複数のランナベーン１ｃが配置されるランナ１、クラウ
ン板１ａの上方に上カバー、シュラウド板１ｂの下方に
下カバー３がそれぞれ配置されているフランシス型ポン
プ水車の要部の構成において、上カバー２の下面には上
カバー側リブ状突起１１、下カバー３の上面には下カバ
ー側リブ状突起１２を、それぞれ複数個、全周に亘って
放射状に配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフランシス型ポンプ水車
に関する。

【０００２】

【従来の技術】フランシス型ポンプ水車は、経済性の面
から、高落差・大容量・高速度化する傾向にある。これ
に伴い静的応力が上昇し、また、フランシス型ポンプ水
車用ランナ（以後、ランナと略称）に作用する水圧加振
周波数が、ランナの水中共振周波数すなわち固有振動数
に接近するため、変動応力が増大する。

【０００３】フランシス型ポンプ水車が、従来のような
中・低落差用の低速度機の場合には、ランナの水中共振
周波数が水圧加振周波数より低いために、静的応力や変
動応力について問題になることは少ないが、高速度化す
ると水中共振周波数に水圧加振周波数が必然的に近づく
ことになるため、ランナに共振が発生しやすい。

【０００４】また、フランシス型ポンプ水車を、より効
率良く運転するために、落差や負荷変動に応じて、ラン
ナの回転速度を制御する可変速運転制御が採用される傾
向にある。しかし、可変速運転では、回転速度変動によ
り加振周波数に変動幅が生じるため、水圧加振周波数が
水中共振周波数と一致して、ランナが共振する危険性が
増す。

【０００５】そして、ランナに共振が起きると、ランナ
への変動応力の発生が急増するため、この共振はランナ
の疲労破壊の発生原因となる。フランシス型ポンプ水車
の中でも、最も重要な部品であるランナが疲労破壊を起
こすと、その被害は固定側にも及ぶ重大な事故となるた
め、ランナへの共振発生の回避は、フランシス型ポンプ
水車の信頼性確保のため、不可欠なことである。

【０００６】また、ランナが定常運転中において、仮に
共振を回避できたとしても、運転開始過程の加速時、又
は運転終了過程の減速時に共振点を通過したり、可変速
運転において、運転範囲を共振点から充分に離しておく
ことができない場合がある。したがって、共振時におけ
る変動応力の低減は重要な課題である。

【０００７】ランナ自体の空中固有振動数は、ランナの
形状及び厚みなどにより決定されるため、比較的容易
に、かつ正確に予測することができる。しかし、ランナ
の変動応力に直接関係する水中共振周波数は、ランナ自
体の形状だけでなく、ランナ周囲のランナ室形状によっ
ても変化するなどの影響因子が多いことから、正確な予
測が極めてむずかしい。

【０００８】ランナの変動応力の低減に関連する従来技
術としては、次のようなものが挙げられる。

【０００９】（１）ランナの水中固有振動数を調整する
技術については、次のとおりである。

【００１０】特開昭５７−１６３１６４号公報には、水
力機械において、ランナ背圧室にエアチャンバを設け、
このエアチャンバに圧縮空気を供給することにより、ラ
ンナ背面の水深を変化させて固有振動数を調整すること
が開示されている。

【００１１】特開昭５７−１９５８７４号公報には、水
力機械のフランシス型ランナにおいて、クラウン板又は
シュラウド板の肉厚分布などを変化させて固有振動数を
調整することが開示されている。

【００１２】特開昭６０−２２０７６号公報には、水力
機械において、ランナの背圧室又は側圧室に外周側を固
定した振動体を設けることにより、固有振動数を変化さ
せることが開示されている。

【００１３】平３−２３３７６号公報には、水力機械及
びその運転制御方法において、ランナ外周にシリンダゲ
ートを設け、ランナ外周ギャップを調整することによ
り、固有振動数を調整すること開示されている。

【００１４】特開平４−３６５９７４号公報には、水力
機械及びその運転方法において、ランナと上カバーとの
間隔を変化させることにより、固有振動数を調整するこ
とが開示されている。

【００１５】特開平４−８７７３号公報には、水車ラン
ナにおいて、ランナ外周部に溝を設けることにより、流
体の付加質量を変化させ、固有振動数を調整することが
開示されている。

【００１６】（２）ランナへの加振周波数を調整、及び
加振力を低減する方法については、次のとおりである。

【００１７】特開昭５８−１８３８６６号公報には、ガ
イドベーンを備えたポンプ水車及び遠心ポンプにおい
て、適正なガイドベーン枚数を選定することによりラン
ナの共振を避けることが開示されている。

【００１８】）実開昭６０−６８８６号公報には、水車
及びポンプにおいて、ランナ側のガイドベーンの端部を
切り欠くことにより、正規のものより短いガイドベーン
を一部に配置して、周期的加振力を減少させ、変動応力
を低減することが開示されている。

【００１９】実開昭５８−１１８２７３号公報には、ラ
ンナ背圧脈動軽減装置において、ランナ背圧室に連通す
る空気タンクを設置し、ダンパ作用をもたせることが開
示されている。

【００２０】（３）ランナ自体を制御する方法について
は、次のとおりである。

【００２１】実開昭６３−７９４９３号公報には、ター
ボ機械において、固定側に電磁石を、回転側に永久磁石
をそれぞれ設け、ランナと固定部との隙間を一定に保つ
ように電磁石を制御することが開示されている。

【００２２】以上、ランナの変動応力の低減に関連する
従来技術を挙げたが、それらを纏めると、次のとおりで
ある。すなわち、従来技術として、上記（１）のよう
に、ランナ自体の板厚・形状調整、ランナと固定部との
平面間の隙間や外周の隙間調整、ランナ背面の水位調
整、又はランナと固定部との間への振動体の設置により
水中固有振動数を調整する方法があった。また、上記
（２）のように、ガイドベーン枚数を適正に設定してラ
ンナへの加振周波数を調整、又はガイドベーン形状変更
・ダンパ設置により加振力を低減する方法があった。更
に、上記（３）のように電磁力より振動を積極的に制御
する方法があった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ランナは、ガイドベー
ンとランナベーンとの相互干渉によって生ずる水圧加振
力を受けて振動し、この振動によりランナに変動応力が
発生する。この変動応力を低減するため、従来技術に
は、上記(１)、（２）のように、ランナの水中固有振動
数を調整するか、又は水圧加振周波数を調整して共振を
避ける方法と、水圧加振力そのものを小さくする方法と
があった。また、上記の（３）のように、外部からの力
により振動を抑制する方法があった。すなわち、これら
の従来技術は、ランナ自体の形状・構造の調整、又は固
定部との隙間調整や外部に振動の抑制装置を設置するこ
とにより、変動応力を低減しようとするものであった。

【００２４】しかし、ランナ自体の形状や構造を変更又
は調整する場合には、同時に流体性能と強度確保の各条
件が満足されている必要がある。したがって、このよう
な変更又は調整を行う場合は、かなりの制約を受けるた
め、固有振動数の調整幅を大きく拡げることは不可能に
近い。また、上カバーに連通したエアチャンバと圧縮空
気の補給・制御装置とを設置する方法や、電磁力の発生
・制御装置を設置する方法は、外部に大規模な装置を設
置することになるので、これらの方法の適用は、機器の
経済性や耐久性の面から容易なことではない。

【００２５】本発明は、このような事情に鑑み行ったも
のであり、フランシス型ポンプ水車のランナに発生する
変動応力を大きく低減でき、かつ設置が容易な変動応力
低減機構を提供することを目的にしている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。

【００２７】（１）ケーシング内に形成されるケーシン
グ内水路、クラウン板とシュラウド板とを有し、クラウ
ン板とシュラウド板との間にランナベーンが取り付けら
れ、ケーシング内水路と連通するランナ内水路が形成さ
れ、回転自在に固定されているフランシス型ポンプ水車
用ランナ、クラウン板の上方に配置され、クラウン板と
の間に背圧室を形成する上カバー、及びシュラウド板の
下方に配置され、シュラウド板との間に側圧室を形成す
る下カバーを具備したフランシス型ポンプ水車におい
て、背圧室側に面する上カバーの下面、及び側圧室側に
面する下カバーの上面のうちの少なくともいずれかに、
リブ状突起を放射状に複数個配置していること。

【００２８】（２）(１)において、リブ状突起の長さを
Ｗ、フランシス型ポンプ水車用ランナの羽根外径をＤと
した場合、リブ状突起の長さが、０.２≧Ｗ／Ｄ≧０.１
の範囲内にあること。

【００２９】（３）(１)又は(２)において、リブ状突起
が上カバーの下面、及び下カバーの上面のうちのいずれ
に配置されたものも、リブ状突起の数がフランシス型ポ
ンプ水車用ランナの羽根枚数の整数倍より１枚多いか、
又は１枚少ないこと。

【００３０】（４）(１)、(２)又は(３)記載のリブ状突
起のうち、上カバーの下面に配置されたものとクラウン
板との間隔、及び下カバーの上面に配置されているもの
とシュラウド板との間隔のうちの少なくともいずれか
が、リブ状突起の長さ方向において一定であるように、
リブ状突起が形成されていること。

【００３１】

【作用】本発明における作用を説明する前に、ランナに
おける加振力及び振動の特徴について説明する。

【００３２】フランシス型ポンプ水車において、クラウ
ン板とシュラウド板との間にランナベーンを有するラン
ナは、背圧室、側圧室及びランナ内水路からなるランナ
室において回転自在なるように設置され、ランナ室に水
が充満すると回転するようになっている。

【００３３】水車運転時には、水はケーシングからガイ
ドベーンを経てランナに流れ込むが、この時、ガイドベ
ーンの後流では流速が小さく、ガイドベーン間では流速
が大きくなり、場所によって流速が不均一になる。した
がって、このような不均一な流速の状態において、ラン
ナが回転すると、ランナベーンがガイドベーンの後流を
通過する度に、ランナは水圧変動を受けて振動する。

【００３４】水中で共振によりランナに振動が発生した
ときの状態を、図５及び図６を用いて説明する。図５は
ランナに発生する変動応力を説明するためのランナの要
部縦断面図、図６はランナの振動モードを説明するため
のランナの周方向断面の展開図である。

【００３５】水中で共振によりランナに振動が発生した
とき、ランナベーン１ｃでは振動が小さく、クラウン板
１ａ及びシュラウド１ｂとも、ランナベーン１ｃ間に位
置しているものでは振動が大きい。また、ランナ１の羽
根外径Ｄの約５〜１０％の幅Ｗｒ、すなわちＷｒ≒０.
０５〜０.１Ｄのランナ外周部には波打つ円板振動が発
生し、更に、クラウン板１ａとシュラウド板１ｂに上下
端部がそれぞれ接続しているランナベーン１ｃの付根先
端では、一般に変動応力が高くなりやすい。

【００３６】一方、共振が回避できた場合には、円板振
動は小さくなるので、ランナベーン１ｃの付根先端の変
動応力も小さくなる。なお、共振が発生しても、振動の
減衰率が大きければ、振動応力は極端には大きくならな
い。

【００３７】次に、構造物であるランナ、上カバー及び
下カバーと、流体である水との連成振動について説明す
る。

【００３８】ランナ１のクラウン板１ａとシュラウド板
１ｂとの外周部に、波打つ円板振動が発生した場合、こ
れらの箇所は、いずれも水の抵抗力を受ける。この抵抗
力は振動加速度に比例するため、見掛け上、ランナ１の
振動部分の質量が増加したようになり、これは付加され
た質量として振動に影響を与える。この付加された質量
は、一般に付加質量と呼ばれ、水中で固有振動数を低下
させる要因となる。

【００３９】このときの振動現象を、図７を用いて説明
する。図７は、ランナ１、上カバー２、下カバー３及び
水を、等価な、質量、バネ及び減衰のいずれかに置換し
て単純化した振動系の概念図である。ここで、ランナ１
及び上カバー２自体の減衰については、共に減衰量が少
ないので無視している。

【００４０】ランナ１は、図５及び図６に示したよう
に、クラウン板１ａ及びシュラウド板１ｂの各外周部が
振動するので、主軸に固定された等価バネＫｒと等価質
量Ｍｒとからなる振動系とみなした。また、上カバー２
は外周側をコンクリートに固定された等価バネＫｃと、
等価質量Ｍｃとからなる振動系とみなした。下カバー３
は、通常コンクリートに埋設されるので振動系としては
表れない。

【００４１】クラウン板１ａと上カバー２との間の水に
よる付加質量をＭｗｈ、上カバー側の水による減衰率を
Ｃｗｈ、シュラウド板１ｂと下カバー３との間の水によ
る付加質量をＭｗｂ、下カバー３側の水による減衰率を
Ｃｗｂとすると、付加質量Ｍｗｈ、Ｍｗｂは、共にラン
ナ１の固有振動数を低下させる。

【００４２】ここで、本発明の、クラウン板１ａ側に面
する上カバーの下面、及びシュラウド板１ｂ側に面する
下カバーの上面のうちの少なくともいずれかに、複数個
のリブ状突起を配置した場合を、図８を用いて説明す
る。

【００４３】図８は、上カバーの下面及び下カバーの上
面に、本発明のリブ状突起を複数個配置したときのラン
ナ１の周方向断面の展開図である。すなわち、クラウン
板１ａとシュラウド板１ｂの外周部の振動によって押し
出された水の流れが、図８に示すように、上カバー側リ
ブ状突起１１及び下カバー側リブ状突起１２により阻止
されるため、減衰率Ｃｗｈ、Ｃｗｂが共に増加する。

【００４４】図９は、ランナ１における回転速度と変動
応力との関係線図であるが、上述のように減衰率が増加
すると、ランナ１における回転速度と変動応力との関係
線図は、図９に示すように、緩やかなものとなるので、
共振時の変動応力は低下する。

【００４５】次に、リブ状突起の数の選定について説明
する。ガイドベーンの枚数をＺｇ、ランナベーンの枚数
をＺｒとした場合、ＺｇとＺｒとが、それぞれ種々の枚
数のときのＺｇとＺｒとの組み合わせにおいて、ランナ
ベーンがガイドベーン後流を通過する度にランナが受け
る水圧加振力は、一般に、ｎ直径節の分布状態によって
表すことができる。ここに、ｎ直径節とは、ｎ本の直径
線上ではゼロとなる、円周方向にｎ個の正弦波状の分布
をもつものを意味する。

【００４６】また、水圧加振力の状態は、ｍを任意の整
数とすると、（１）式により表されることが知られてい
る。

【００４７】

【数１】Ｚｇ±ｎ＝ｍ・Ｚｒ…………………………………（１）すなわち、ガイドベーン枚数Ｚｇとランナベーン枚数Ｚ
ｒとが設定されると、（１）式が成立する条件で加振力
の状態が決定されることになる。リブ状突起は、ガイド
ベーンと同様に加振源となるので、リブ状突起の数は、
（１）式を考慮した上でランナ強度が低下しないように
選定することが必要になる。

【００４８】仮に、ランナベーン枚数Ｚｒに一致した直
径節の加振力が作用したとき、ランナベーンの位置と直
径節の位置が一致してしまうので、ランナベーン間のク
ラウン板及びシュラウド板の振動を助長させることにな
り強度上好ましくない。したがって、ランナベーン枚数
に一致しない直径節の加振力になるように、リブ状突起
の数を選定する必要がある。

【００４９】ランナベーン枚数Ｚｒは、流体設計と強度
設計との両面からＺr＝６又は７に設定されることが多
いが、Ｚｒ＝７の場合を例にとって説明する。リブ状突
起は、加振源となり得るという観点からは、ガイドベー
ンと同じであるとの考えにより、（１）式におけるガイ
ドベーン枚数Ｚｇを、リブ状突起の数Ｚribに置き換
え、すなわちＺg＝Ｚribとして考える。例えば、Ｚrib
＝１９と仮定すると、ｍ＝２又は３のときは、それぞれ
直径節ｎ＝５又は２が成立する。これは、５直径節と２
直径節の加振力が同時に作用することを意味する。

【００５０】以上、一例について説明したが、Ｚribに
他の数を選定した場合でも、上述の二つの直径節の和
は、ランナベーン枚数Ｚｒに等しくなる性質がある。す
なわち、Ｚr＝７のとき、リブ状突起の数Ｚribを変えた
ときの組み合わせとしては、（１＋６）直径節、（２＋
５）直径節及び（３＋４）直径節の加振力が挙げられ
る。強度上は、経験上、二つの直径節の数が離れていた
ほうが有利になる傾向にあるから、（１＋６）直径節の
条件、すなわち直径節

【００５１】

【数２】ｎ＝Ｚr−１…………………………………………（２）の条件を満足している必要があり、換言すれば、加振力
の直径節の数ｎをランナベーン枚数Ｚｒから最小限ずら
すに必要な条件を選定すると、（１）式から、リブ状突
起の数Ｚribは、

【００５２】

【数３】Ｚrib＝ｍ・Ｚr±１ ………………………………（３）となる。これは、リブ状突起の数が、ランナ羽根枚数の
整数倍より１枚多いか、または１枚少ない条件を満足す
る場合には、減衰率が大きいので、ランナの強度上有利
であることを意味している。

【００５３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１、図２及び
図３を用いて説明する。

【００５４】図１は本実施例におけるフランシス型ポン
プ水車の要部縦断面図、図２は図１の要部拡大図、図３
は図２のリブ状突起の配置状況の説明図である。

【００５５】ポンプ水車ランナ１はクラウン板１ａ、シ
ュラウド板１ｂ及びランナベーン１ｃにより構成されて
おり、クラウン板１ａの上面中央部に主軸５が固定され
ている。主軸５の他端は発電電動機（図示せず）に連結
されており、主軸５は軸受６を介してケーシング９に回
転自在に固定されている。クラウン板１ａとシュラウド
板１ｂとの間には水路が形成され、この水路中に複数の
ランナベーン１ｃが配置されている。

【００５６】運転時、ランナベーン１ｃには、ケーシン
グ９のガイドベーン４を通過した水が供給される。クラ
ウン板１ａの上方には上カバー２が配置され、クラウン
板１ａを覆うようになっており、クラウン板１ａと上カ
バー２との間に背圧室７が形成されている。

【００５７】一方、シュラウド板１ｂの下方には下カバ
ー３が配置されており、下カバー３はケーシング９と共
にコンクリート１０によって固定されている。また、下
カバー３とシュラウド板１ｂとの間には側圧室８が形成
されている。

【００５８】本実施例は、上述のようなフランシス型ポ
ンプ水車の要部の構成において、上カバー２の下面に上
カバー側リブ状突起１１、及び下カバー３の上面に下カ
バー側リブ状突起１２を、それぞれ各全周に亘って、図
３に示すように放射状に、複数個配置した場合である。

【００５９】水中でランナに共振が発生した場合、図５
及び図６に示したように、ランナベーン１ｃでは振動が
小さく、クラウン板１ａ及びシュラウド板１ｂではラン
ナベーン１ｃ間の位置しているものの振動が大きく、更
に、ランナ１の外径Ｄの約５〜１０％の幅Ｗｒ（Ｗｒ＝
０.０５〜０.１Ｄ）の外周部には波打つ円板振動が発生
する。このため、本実施例では、上カバー側リブ状突起
１１、及び下カバー３の上面に下カバー側リブ状突起１
２とも、リブ状突起の長さＷとランナの羽根外径Ｄとの
比、すなわちＷ／Ｄを、０．２≧Ｗ／Ｄ≧０.１の範囲
内にあるような長さとした。

【００６０】このように、上カバー側リブ状突起１１及
び下カバー側リブ状突起１２を配置した場合には、共振
時において、図８により説明したように、クラウン板１
ａとシュラウド板１ｂとの各外周部の振動によって押し
出された水の流れがリブ状突起により阻止されるため減
衰率が増加し、図９により説明したように、共振時の変
動応力が低下する。

【００６１】なお、上カバー側リブ状突起１１及び下カ
バー側リブ状突起１２を設置する際は、これらはガイド
ベーン４と同様に、ランナの加振源となるので、ランナ
強度を低下させないように設置する必要がある。すなわ
ち、前述したように、ランナの振動強度の低下を防止す
る点から、リブ状突起の数をランナ羽根枚数の整数倍よ
り１枚多いか、又は１枚少ないように設定する必要があ
り、本実施例では、リブ状突起の数Ｚribを、１９、２
１、２７及び２９などの中から選択した。

【００６２】次に、本発明の他の実施例を、図４を用い
て説明する。図４は本実施例におけるフランシス型ポン
プ水車の要部縦断面図である。

【００６３】クラウン板１ａ又はシュラウド板１ｂがど
のような形状であっても、クラウン板１ａと、上カバー
２の下面との間に形成される隙間、及びシュラウド板１
ｂとシュラウド板１ｂ側の面する下カバー３の上面との
間に形成される隙間のうちの少なくともいずれかを、リ
ブ状突起の長手方向に亘って一定となるようにすれば、
リブ状突起の設置は一層効果的なものとなる。

【００６４】本実施例は、クラウン板１ａと上カバー２
の下面との間に形成される隙間、及びシュラウド板１ｂ
と下カバー３の上面との間に形成される隙間が、共にリ
ブ状突起の長手方向に亘って一定となるように、上カバ
ー２の下面及び下カバー３の上面を形成させた場合であ
る。これにより、リブ状突起の設置によるランナの振動
防止効果を、更に向上させることができた。

【００６５】また、ランナ室内の水は、一般に回転する
ランナに引きずられて旋回するので、遠心力の作用で外
周部の水圧が高く、内周側に向かって低くなる分布を示
す。すなわち、固定側にリブ状突起を配置すると、これ
により旋回流が弱められるため、内周側の圧力が高くな
る傾向がある。したがって、例えば、上カバー側のみに
リブ状突起を設置した場合は、背圧室の圧力が高くなる
ため、ランナの下向きのスラスト力が増加する。

【００６６】しかし、上述の二つの実施例の場合とも、
上カバー及び下カバーの両方にリブ状突起を設置してい
る。したがって、背圧室及び側圧室共に、互いに上下の
向きを異にするが、同じ分布形状の圧力が同時に作用す
るので、上向きと下向きの水スラストが相殺されること
になり、水スラストの増加を防止することができる。

【００６７】また、上カバー及び下カバーのうちの片方
のみにリブ状突起を設置した場合、でも、背圧室と側圧
室とを接続するバランス管を設置することにより、スラ
スト力を低減することが可能である。したがって、この
ようなバランス管の設置により、スラスト力が発生しな
いようにして、上カバー及び下カバーのうちの片方のみ
にリブ状突起を設置し、ランナの振動を防止することも
できる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、フランシス型ポンプ水
車において、クラウン板側に面する上カバーの下面、及
びシュラウド板側に面する下カバーの上面のうちの少な
くともいずれかに、複数個のリブ状突起を放射状に配置
することにより、共振時の変動応力の低減が可能とな
り、信頼性向上に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２のリブ状突起の配置状況の説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す要部縦断面図であ
る。

【図５】ランナに発生する変動応力の説明図である。

【図６】ランナの振動モードの説明図である。

【図７】ランナの振動に関する振動系の概念図である。

【図８】本発明におけるリブ状突起とランナの周方向断
面展開図である。

【図９】共振時のランナ変動応力の説明図である。

【符号の説明】

１…ランナ、１ａ…クラウン板、１ｂ…シュラウド板、
１ｃ…ランナベーン、２…上カバー、３…下カバー、４
…ガイドベーン、５…主軸、６…軸受、７…背圧室、８
…側圧室、９…ケーシング、１０…コンクリート、１１
…上カバー側リブ状突起、１２…下カバー側リブ状突
起。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング内に形成されるケーシング内
水路、クラウン板とシュラウド板とを有し、前記クラウ
ン板と前記シュラウド板との間にランナベーンが取り付
けられ、前記ケーシング内水路と連通するランナ内水路
が形成され、回転自在に固定されているフランシス型ポ
ンプ水車用ランナ、前記クラウン板の上方に配置され、
前記クラウン板との間に背圧室を形成する上カバー、及
び前記シュラウド板の下方に配置され、前記シュラウド
板との間に側圧室を形成する下カバーを具備したフラン
シス型ポンプ水車において、前記背圧室側に面する前記
上カバーの下面、及び前記側圧室側に面する前記下カバ
ーの上面のうちの少なくともいずれかに、リブ状突起を
放射状に複数個配置していることを特徴とするフランシ
ス型ポンプ水車。
【請求項２】前記リブ状突起の長さをＷ、前記フラン
シス型ポンプ水車用ランナの羽根外径をＤとした場合、
前記リブ状突起の長さが、０.２≧Ｗ／Ｄ≧０.１の範囲
内にある請求項１記載のフランシス型ポンプ水車。
【請求項３】前記リブ状突起が前記上カバーの下面、
及び前記下カバーの上面のうちのいずれに配置されたも
のも、前記リブ状突起の数が前記フランシス型ポンプ水
車用ランナの羽根枚数の整数倍より１枚多いか、又は１
枚少ない請求項１又は請求項２記載のフランシス型ポン
プ水車。
【請求項４】前記リブ状突起のうち、前記上カバーの
下面に配置されたものと前記クラウン板との間隔、及び
前記下カバーの上面に配置されているものと前記シュラ
ウド板との間隔のうちの少なくともいずれかが、前記リ
ブ状突起の長さ方向において一定であるように、前記リ
ブ状突起が形成されている請求項１、２又は３記載のフ
ランシス型ポンプ水車。