JPS587830B2 - リユウタイチユウニ オケル ブツタイノ カリユウガワタンブノ ケイジヨウ - Google Patents
リユウタイチユウニ オケル ブツタイノ カリユウガワタンブノ ケイジヨウInfo
- Publication number
- JPS587830B2 JPS587830B2 JP48047258A JP4725873A JPS587830B2 JP S587830 B2 JPS587830 B2 JP S587830B2 JP 48047258 A JP48047258 A JP 48047258A JP 4725873 A JP4725873 A JP 4725873A JP S587830 B2 JPS587830 B2 JP S587830B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- outlet end
- shape
- radius
- curvature
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
- B64C23/06—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/10—Drag reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は例えば水車のガイドベーンなど翼の出口端形状
に関するものである。
に関するものである。
水車のランナブレードなど翼の出口端は圧力が低く、翼
の表面に沿って流過する水の一部はその低圧部へ吸引さ
れて流れの方向を変え所謂カルマン渦を発生し、このカ
ルマン渦は翼に外力を与えることか知られている。
の表面に沿って流過する水の一部はその低圧部へ吸引さ
れて流れの方向を変え所謂カルマン渦を発生し、このカ
ルマン渦は翼に外力を与えることか知られている。
そしてこの外力は例えば翼の両側から同じ強さの渦が対
称的に安定して発生したとき、周期的な外力を翼に与え
、この周波数と翼の固有振動数が共振したときに翼は激
しく振動し、翼及び翼を支持している機器に悪影響を与
える。
称的に安定して発生したとき、周期的な外力を翼に与え
、この周波数と翼の固有振動数が共振したときに翼は激
しく振動し、翼及び翼を支持している機器に悪影響を与
える。
カルマン渦は翼の入口側形状あるいは翼相互の関係には
ほとんど影響されず、翼出口端部の形状のみによって支
配されることは周知の事実である。
ほとんど影響されず、翼出口端部の形状のみによって支
配されることは周知の事実である。
しかし翼出口端の形状によりカルマン渦発生状況が異な
り、カルマン渦が発生しないようなあるいはカルマン渦
を非対称に発生させるような翼出口端形状とすれは、翼
の激しい振動を防止することができる。
り、カルマン渦が発生しないようなあるいはカルマン渦
を非対称に発生させるような翼出口端形状とすれは、翼
の激しい振動を防止することができる。
第１図乃至第４図は水車のランナブレードに適用した例
を示し、ランナブレード１の出口端の詳細を第２図乃至
第４図に示す。
を示し、ランナブレード１の出口端の詳細を第２図乃至
第４図に示す。
ランナブレード１はその性能上最も効率のよい曲面Ａ，
Ｂに形成され、入口端２から出口端３まで連続的に形成
されている。
Ｂに形成され、入口端２から出口端３まで連続的に形成
されている。
第２図はランナブレード１の下端部の翼巾の１／２より
すこし小さい寸法の半径Ｒ１の曲率をもって曲面Ａ，Ｂ
が連なるよう出口端３を形成し、また第３図は矩形に出
口端３を形成したものであるが、このような出口端形状
のものにおいては、出口端３を平面的にみるとほぼ左右
対称となっているため、カルマン渦は曲面Ａ，Ｂを流過
する水流によりほぼ対称に矢印で示すごとく発生する。
すこし小さい寸法の半径Ｒ１の曲率をもって曲面Ａ，Ｂ
が連なるよう出口端３を形成し、また第３図は矩形に出
口端３を形成したものであるが、このような出口端形状
のものにおいては、出口端３を平面的にみるとほぼ左右
対称となっているため、カルマン渦は曲面Ａ，Ｂを流過
する水流によりほぼ対称に矢印で示すごとく発生する。
このため第４図に示すととくランナブレード１の出口端
を平面的にみて非対称に形成し、カルマン渦を少なくす
るものが提案されている。
を平面的にみて非対称に形成し、カルマン渦を少なくす
るものが提案されている。
即ち、ランナブレード１の曲面Ｂの出口部を曲面Ａに対
しその角度θが３０°〜４５°にあるよう傾斜させ、曲
面Ｂの出口部と曲面Ａの出口部は翼巾の例えば１／４の
寸法の半径Ｒ１の曲率をもって流体の流れ方向に対して
突出するよう結び、また曲面Ｂとその傾斜が始まる部分
とは曲゜面Ａ面側から半径Ｒ２の曲率でもって両者がな
めらかに連なるよう形成されている。
しその角度θが３０°〜４５°にあるよう傾斜させ、曲
面Ｂの出口部と曲面Ａの出口部は翼巾の例えば１／４の
寸法の半径Ｒ１の曲率をもって流体の流れ方向に対して
突出するよう結び、また曲面Ｂとその傾斜が始まる部分
とは曲゜面Ａ面側から半径Ｒ２の曲率でもって両者がな
めらかに連なるよう形成されている。
しかしながらこのような形状においてもカルマン渦は完
全に消滅せず振動、騒音が発生した例がしばしばある。
全に消滅せず振動、騒音が発生した例がしばしばある。
本発明は上記欠点を改善し、翼の振動を減少することを
目白勺とするものである。
目白勺とするものである。
即ち、本発明の特徴は、両面を流体が流れるように形成
された翼と、この翼の出口端のうち一方の面を他方の面
に対して傾斜させると共に翼の出口端は流体の流れ方向
に対して突出するよう前記両面を結ぶ曲率半径Ｒ０と、
少なくとも前記一方の面の傾斜の始まる部分をなめらか
な曲線状に形成すると共に前記他方の面側に支点を位置
させて上記なめらかな曲線を形成する曲率半径Ｒ２と、
傾斜の始まる部分の翼両面の翼巾をｔｖとした翼の出口
端形状において、 １０の２つの関係を満足するように形成した翼の出口端
形状にある。
された翼と、この翼の出口端のうち一方の面を他方の面
に対して傾斜させると共に翼の出口端は流体の流れ方向
に対して突出するよう前記両面を結ぶ曲率半径Ｒ０と、
少なくとも前記一方の面の傾斜の始まる部分をなめらか
な曲線状に形成すると共に前記他方の面側に支点を位置
させて上記なめらかな曲線を形成する曲率半径Ｒ２と、
傾斜の始まる部分の翼両面の翼巾をｔｖとした翼の出口
端形状において、 １０の２つの関係を満足するように形成した翼の出口端
形状にある。
以下本発明の一実施例を第５図及び第６図の図面によっ
て説明する。
て説明する。
本発明の翼の形状は第４図のものと似ており、翼となる
ランナブレード１の両面Ａ，Ｂほ流体が流れるよう形成
されている。
ランナブレード１の両面Ａ，Ｂほ流体が流れるよう形成
されている。
ランナブレード１の出口端３のうち、面Ｂは面Ａに対し
て傾斜されており、出口端３は流体の流れ方向に対して
突出するよう曲率半径Ｒ１にて面ＡＢは結ばれている。
て傾斜されており、出口端３は流体の流れ方向に対して
突出するよう曲率半径Ｒ１にて面ＡＢは結ばれている。
また面Ｂの傾斜の始まる部分をなめらかな曲線状に形成
するため、Ａ面側に支点を位置させて曲率半径Ｒ２で曲
線状に形成している。
するため、Ａ面側に支点を位置させて曲率半径Ｒ２で曲
線状に形成している。
ｔｖは傾斜の始まる部分のランナブレード１の両面Ａ，
Ｂの翼巾である。
Ｂの翼巾である。
前述のようにカルマン渦の発生状況は出口端３の形状に
よるものであるから、出口端を構成する前記半径Ｒ１，
Ｒ２及び翼巾ｔｖに着眼し、その割合を色々変えて振動
発生状況を観察した。
よるものであるから、出口端を構成する前記半径Ｒ１，
Ｒ２及び翼巾ｔｖに着眼し、その割合を色々変えて振動
発生状況を観察した。
第５図はその実験結果を示すもので、縦軸にカルマン渦
による外力とブレード１との共振による変位量（振巾）
、横軸に半径Ｒ２と翼巾ｔｖの比を現わしている。
による外力とブレード１との共振による変位量（振巾）
、横軸に半径Ｒ２と翼巾ｔｖの比を現わしている。
図でも判るように図の両側において振巾が大きくなって
おり、中ほどは小さい。
おり、中ほどは小さい。
即ちＲ２／ｔｖが大きいということは出口端が対称形に
近づき、Ｒ２／ｔＶが小さいということは矩形に近い形
状となることであり振巾の大きい共振振動が発生する。
近づき、Ｒ２／ｔＶが小さいということは矩形に近い形
状となることであり振巾の大きい共振振動が発生する。
第５図における曲線ＸはＲ１／ｔｖが０．２のときの変
位量変化を表わすもので、出口端形状が完全な矩形であ
る場合の変位量を１００とするとＲ２／ｔｖ＝８の付近
で６．５％であり、実機に使用し得る最大の変位量であ
ることを究明した。
位量変化を表わすもので、出口端形状が完全な矩形であ
る場合の変位量を１００とするとＲ２／ｔｖ＝８の付近
で６．５％であり、実機に使用し得る最大の変位量であ
ることを究明した。
曲線ＹはＲｔ／ｔｖ≒０．１８の場合であり、Ｒ２／ｔ
■が６〜１０のときは５％以下で全く問題ない。
■が６〜１０のときは５％以下で全く問題ない。
更にＲ１／ｔｖが０．１８以下になると共振現象は発生
しないことが判った。
しないことが判った。
要するにＲ１／ｔｖ＜０．２，Ｒ２／ｔｖ＝６〜１０の
範囲に出口端形状を定めるとカルマン渦とランナブレー
ド１との共振による振動の影響は実機運転に際して差支
えない程度であることが判明した。
範囲に出口端形状を定めるとカルマン渦とランナブレー
ド１との共振による振動の影響は実機運転に際して差支
えない程度であることが判明した。
尚出口端３の形状としてはランナブレード１のＡ，Ｂ面
いずれか一方のみを傾斜されておればよく、それはＡ，
Ｂ面いずれでも良い。
いずれか一方のみを傾斜されておればよく、それはＡ，
Ｂ面いずれでも良い。
又半径Ｒ２は半径Ｒ１とＡ，Ｂ面のいずれかを結ぶもの
であるが途中に多少の直線部分が形成されていてもカル
マン渦の発生状況、共振現象にはさほどの影響はない。
であるが途中に多少の直線部分が形成されていてもカル
マン渦の発生状況、共振現象にはさほどの影響はない。
本発明によれば、カルマン渦と翼の共振による振動の影
響は小さく、翼の振動を減少することができる。
響は小さく、翼の振動を減少することができる。
第１図は水車ランナブレードの平面断面図、第２図乃至
第４図は第１図に示すランナブレード出口端の従来の形
状を示す平面断面図、第５図は本発明ランナブレード出
口端形状を示す平面断面図、第６図は本発明ランナブレ
ード出口端形状による変位量変化を示す線図である。 １・・・・・・ランナブレード、２・・・・・・入口端
、３・・・・・・出口端。
第４図は第１図に示すランナブレード出口端の従来の形
状を示す平面断面図、第５図は本発明ランナブレード出
口端形状を示す平面断面図、第６図は本発明ランナブレ
ード出口端形状による変位量変化を示す線図である。 １・・・・・・ランナブレード、２・・・・・・入口端
、３・・・・・・出口端。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両面を流体が流れるように形成された翼と、この翼
の出口端のうち一方の面を他方の面に対して傾斜させる
と共に翼の出口端は流体の流れ方向に対して突出するよ
う前記両面を結ぶ曲率半径Ｒ１と、少なくとも前記一方
の面の傾斜の始まる部分をなめらかな曲線状に形成する
と共に前記他方の面側に支点を位置させて干記なめらか
な曲線を形成する曲率半径Ｒ２と、傾斜の始まる部分の
翼両面の翼巾をｔｖとした翼の出口端形状において、 足するように形成したことを特徴とする翼の出口端形状
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48047258A JPS587830B2 (ja) | 1973-04-27 | 1973-04-27 | リユウタイチユウニ オケル ブツタイノ カリユウガワタンブノ ケイジヨウ |
| US05/463,430 US3937594A (en) | 1973-04-27 | 1974-04-23 | Object disposed in a fluid flow and having a selected configuration to minimize generation of karman's vortex street |
| CA198,092A CA991508A (en) | 1973-04-27 | 1974-04-25 | Object disposed in a fluid flow and having a selected configuration to minimize generation of karman's vortex street |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48047258A JPS587830B2 (ja) | 1973-04-27 | 1973-04-27 | リユウタイチユウニ オケル ブツタイノ カリユウガワタンブノ ケイジヨウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS49133730A JPS49133730A (ja) | 1974-12-23 |
| JPS587830B2 true JPS587830B2 (ja) | 1983-02-12 |
Family
ID=12770241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP48047258A Expired JPS587830B2 (ja) | 1973-04-27 | 1973-04-27 | リユウタイチユウニ オケル ブツタイノ カリユウガワタンブノ ケイジヨウ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3937594A (ja) |
| JP (1) | JPS587830B2 (ja) |
| CA (1) | CA991508A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345708U (ja) * | 1989-09-11 | 1991-04-26 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5928152Y2 (ja) * | 1979-12-28 | 1984-08-14 | 株式会社荏原製作所 | 流体機械用板状体 |
| JPS6015996U (ja) * | 1983-07-12 | 1985-02-02 | ダイキン工業株式会社 | 遠心式圧縮機 |
| US5197854A (en) * | 1991-09-05 | 1993-03-30 | Industrial Design Laboratories, Inc. | Axial flow fan |
| EP0638042A4 (en) * | 1992-04-28 | 1995-07-05 | British Tech Group Usa | BODY HAVING REDUCED LEAK EDGE WAVE. |
| US6484971B2 (en) * | 2000-07-24 | 2002-11-26 | Thombi Layukallo | Control of flow separation and related phenomena on aerodynamic surfaces |
| FR2821605B1 (fr) * | 2001-03-01 | 2003-05-30 | Eads Airbus Sa | Procede et dispositif pour accelerer la destruction d'au moins deux vortex dans le sillage d'un mobile, en particulier d'un avion |
| US6872048B2 (en) * | 2001-11-26 | 2005-03-29 | Lennox Industries, Inc. | Fan with reduced noise generation |
| CN101560936B (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-08 | 南京星飞冷却设备有限公司 | 水动节能型冷却塔直联低速小型混流式水轮机用转轮 |
| CN101560937B (zh) * | 2009-05-27 | 2010-11-10 | 南京星飞冷却设备有限公司 | 应用于水动节能冷却塔的直联低速小型混流式水轮机座环 |
| FR2965591B1 (fr) * | 2010-09-30 | 2012-08-31 | Alstom Hydro France | Poutre de supportage d'un carenage d'hydrolienne et hydrolienne comportant une telle poutre |
| JP5851876B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-02-03 | 三菱重工業株式会社 | 水車用ランナおよび水車 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2441151A (en) * | 1945-04-12 | 1948-05-11 | Robert T Jones | Control surfaces with beveled trailing edge |
| US2597510A (en) * | 1947-04-15 | 1952-05-20 | Worthington Pump & Mach Corp | Blade element for rotary fluid machines |
| US3347520A (en) * | 1966-07-12 | 1967-10-17 | Jerzy A Oweczarek | Turbomachine blading |
-
1973
- 1973-04-27 JP JP48047258A patent/JPS587830B2/ja not_active Expired
-
1974
- 1974-04-23 US US05/463,430 patent/US3937594A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-04-25 CA CA198,092A patent/CA991508A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345708U (ja) * | 1989-09-11 | 1991-04-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3937594A (en) | 1976-02-10 |
| JPS49133730A (ja) | 1974-12-23 |
| CA991508A (en) | 1976-06-22 |
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