JPH11257199A - フランシス型の水力機械用のランナ - Google Patents
フランシス型の水力機械用のランナInfo
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- JPH11257199A JPH11257199A JP11006221A JP622199A JPH11257199A JP H11257199 A JPH11257199 A JP H11257199A JP 11006221 A JP11006221 A JP 11006221A JP 622199 A JP622199 A JP 622199A JP H11257199 A JPH11257199 A JP H11257199A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
- F03B3/125—Rotors for radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side, e.g. for Francis-type turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
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- 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
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- Motor Power Transmission Devices (AREA)
Abstract
し易い個所を、最小限のコストで、タービンの耐用年数
に十分見合う強度を有するような形状にする。 【解決手段】 本発明は、フランシス型水力機械用、特
に水力タービン用のランナに関する。このランナは、ラ
ンナ底部、ランナリム、および多数のブレードを備え、
各ブレードは、入口縁と出口縁とを有している。ブレー
ドの出口縁を、ランナ底部領域内のある点で偏倚させる
ことによって、ランナ底部における出口縁を、偏倚させ
ない場合における交点と比較して、下流側に位置させ
る。
Description
ン、ポンプタ−ビン、またはポンプのようなランナ、お
よび水の出入りのための接続部を囲むハウジングを備え
る、フランシス型水力機械用のランナに関する。この種
のタービンは、一般に、多数のブレードが、当該ランナ
または別のランナの前方または後方で配置されたディフ
ューザを備えている。この種のタービンについては、た
とえば米国特許第4,496,282号明細書を参照され
たい。
力によって、運転中に高い応力を受け易い。この問題
は、特に、各ブレードとランナ底部およびランナリムと
の間の接続部におこる。高い応力のピークは、ブレード
とランナ底部との間の遷移部で発生する。そのため、過
度の負荷がかかった時に、一定の場所に亀裂を生じさせ
ることとなる。
では、一定限度の成果しか得られない。すなわち、たと
えばブレードを部分的または全面的に厚くすることが行
われてきた。しかし、それでも亀裂は発生した。さらに
この解決方法では、水力学的に最適な形状から逸脱した
形状となってしまう。
ランナの形状を、タービンのための最適形状を損うこと
なく、また損傷し易い特定の個所における強度を、耐用
年数に十分に耐え得るようなものとするとともに、これ
に要する費用を最小限に抑えるようにすることにある。
これにより、ブレードの厚さを、極力薄くすることがで
きる。
て解決される。
域で、かつランナ底部との接続領域において、下流方向
を向く小表面の付加的ブレード部によって拡大されてい
る。そのため、連続線を有するブレードの出口縁は、ラ
ンナ底部から一定距離のところで偏倚され、ランナ底部
領域における出口縁の終端部は、通常の場合よりさらに
下流側に位置している。
は、ブレードの剛性を増大させ、従来の急角度の接続部
において発生する構造的応力を、付加的ブレード部の表
面領域に移行させ、かつ応力レベルを低下させることと
なる。
ものである。付加的ブレード部の厚さは、出口領域にお
けるブレードのそれより厚くする必要はない。
対する適用事項は、ブレードとランナリムとの間の遷移
領域にも適用できる。しかし、ランナ底部に至る遷移領
域の応力は、一般により大きく、かつ危険性も高いた
め、この領域における本発明による解決策の重要性は、
より高い。
説明する。ランナは、ランナ底部(1.1)、ランナリ
ム(1.2)、および多数のブレード(1.3)を備えて
いる。タービンカバー(2.1)とランナ底部(1.1)
との間には、空間(5)が、またランナリム(1.2)
とハウジング(2)との間には、空間(6)がある。
部(1.1)、ランナリム(1.2)、およびブレード
(1.3)が示されている。ブレード(1.3)には、入
口縁(1.3.1)と出口縁(1.3.2)がある。
1)の近くにおいて撓んでいる。1点鎖線は、従来のブ
レードの出口縁(1.3.2)の輪郭を示す。本発明によ
ると、ブレード(1.3)は、従来のブレードとは対照
的に、出口縁(1.3.2)には、従来の円弧形曲線から
張り出す大きい付加的ブレード部(1.3.3)が設けら
れている。本件の場合、このブレード部(1.3.3)
は、おおむね三角形である。
う。図3から分かるように、従来のブレードでは、1点
鎖線で示すように、出口縁(1.3.2)の一部は、点
(A)でランナ底部(1.1)と交わっている。他方本
発明の場合、出口縁(1.3.2)は、点(B)でランナ
底部(1.1)と交わっている。すなわち、発明による
ブレードの場合、点(B)は、従来のブレードの点
(A)よりも下流側に位置している。
向に見て、次の通りである。まず、出口縁(1.3.2)
の広範囲の直線部に続いて、最初の丸みが現れる。この
最初の丸みは、凸状をなし、つぎに別の丸みが現れる。
これは、上向きをなし、点(B)でランナ底部(1.
1)に緩やかに移行していく。
ド部(1.3.3)は、上記の形状から外れて、線形にす
ることもできる。さらに、概して若干凹入気味に、すな
わち、その全域の大半にわたって設けることもできる。
3)は、ブレード(1.3)と一体的に形成することが
できる。ランナ全体を鋳造して製造する場合は、特にそ
うである。しかし、分割して製造することもできる。ま
た残りの出口縁(1.3.2)と同一厚さにすることがで
きるが、2つの部分とは異なる厚さとすることもでき
る。さらに、ブレード(1.3)の主要部分の反対側に
傾斜させることによって、流れをある程度、一方向また
は他方向に偏向させることもできる。
3)の出口側である点(C)の位置を、ケース毎に変え
ることができる。例えば、点(A)と(C)との間の距
離を、ブレード出口縁(1.3.2)の全長の0.1〜
0.3にすることができる。この値は、0.2である
と、特に有利であることが証明されている。ある部分か
ら上下方向へ逸らせることも可能である。
法(A−C)を、流れ方向に測定したブレードの長さの
少なくとも5%にしなければならないことが分かってい
る。しかし、所期の課題を解決するという意味では、寸
法をさらに小としても効果があるので、このようにして
もよい。
る。
断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 水力タービン等のフランシス型水力機械
用のランナであって、ランナ底部(1.1)、ランナリ
ム(1.2)および多数のブレード(1.3)を備え、各
ブレード (1.3)が、入口縁(1.3.1)と出口縁
(1.3.2)とを有し、出口縁(1.3.2)の形状を、
ランナ底部(1.1)領域内の点(C)で偏倚させるこ
とによって、ランナ底部(1.1)における出口縁(1.
3.2)に続く付加的ブレード部(1.3.3)が、出口
縁(1.3.2)を偏倚させない場合における点(A)よ
りも下流に位置する点(B)で、ランナ底部(1.1)
と交わるようにしたことを特徴とするランナ。 - 【請求項2】 点(C)と点(B)との間における出口
縁(1.3.2)の付加的ブレード部(1.3.3)が線形
であることを特徴とする請求項1によるランナ。 - 【請求項3】 さらに、偏倚点(C)と交点(B)との
間に位置する出口縁(1.3.2)の付加的ブレード部
(1.3.3)が、凹状であることを特徴とする請求項1
記載のランナ。 - 【請求項4】 点(C)と点(B)との間における出口
縁(1.3.2)の付加的ブレード部(1.3.3)が凸状
であることを特徴とする請求項1記載のランナ。 - 【請求項5】 点(A)と(B)との間における付加的
ブレード部(1.3.3)が、ランナ底部における入口縁
と点(A)との間のブレードの長さの少なくとも3%で
あることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
ランナ。 - 【請求項6】 点(A)と(B)との間における付加的
ブレード部(1.3.3)が、ランナ底部における入口縁
と点(A)との間のブレードの長さの少なくとも5%で
あることを特徴とする請求項5記載のランナ。 - 【請求項7】 点(A)と(C)との間の長さが、ラン
ナ底部における入口縁と点(A)との間における付加的
ブレード部の長さの少なくとも3%であることを特徴と
する請求項1〜6のいずれかに記載のランナ。 - 【請求項8】 点(A)と(C)との間の長さが、ラン
ナ底部における入口縁と点(A)との間における付加的
ブレード部の長さの少なくとも5%であることを特徴と
する請求項1〜7のいずれかに記載のランナ。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のランナ
を備えることを特徴とするフランシス構成型の水力ター
ビン。
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