JPS6041233B2 - フランシス形ランナの製造方法 - Google Patents
フランシス形ランナの製造方法Info
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- JPS6041233B2 JPS6041233B2 JP52093908A JP9390877A JPS6041233B2 JP S6041233 B2 JPS6041233 B2 JP S6041233B2 JP 52093908 A JP52093908 A JP 52093908A JP 9390877 A JP9390877 A JP 9390877A JP S6041233 B2 JPS6041233 B2 JP S6041233B2
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- Japan
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- blade
- runner
- band
- area
- divided
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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
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフランシス形ランナの製造方法に係り、特にポ
ンプ、水車またはポンプ水車などの水力機械に適用され
るフランシス形ランナを数片に分割して製造した後、分
割各片を再度結合して一体のランナを構成するフランシ
ス形ランナの製造方法に関する。
ンプ、水車またはポンプ水車などの水力機械に適用され
るフランシス形ランナを数片に分割して製造した後、分
割各片を再度結合して一体のランナを構成するフランシ
ス形ランナの製造方法に関する。
一般にフランシス形ランナは、第１図に示されるように
、クラウン１とバンド２と、これらの間に固定され、周
万向への懐きをもって円形翼列状に配置された複数枚の
羽根３とによって構成されている。
、クラウン１とバンド２と、これらの間に固定され、周
万向への懐きをもって円形翼列状に配置された複数枚の
羽根３とによって構成されている。
従来、このような構造のフランシス形ランナを製造する
には、先ずランナの全体構造を一体構造のものとして鋳
造し、鋳造後、グラィンダ仕上および機械加工仕上を併
用して完成させていた。ところが、高落差の水流に適用
されるフランシス形ランナは、羽根入口高さが低い偏平
な狭い羽根流路形状となり、そのために、クラウン１お
よびバンド２で被われているランナ内部の羽根間流路の
整形作業が極めて困難となるし、また、羽根を設計仕様
どうりに仕上げることが困難をなって水力性能的に信頼
性の高いランナを製作することが難しく、さらに、ラン
ナ内部の材質的欠陥の検出、補修溶接も困難である等の
問題を有していた。
には、先ずランナの全体構造を一体構造のものとして鋳
造し、鋳造後、グラィンダ仕上および機械加工仕上を併
用して完成させていた。ところが、高落差の水流に適用
されるフランシス形ランナは、羽根入口高さが低い偏平
な狭い羽根流路形状となり、そのために、クラウン１お
よびバンド２で被われているランナ内部の羽根間流路の
整形作業が極めて困難となるし、また、羽根を設計仕様
どうりに仕上げることが困難をなって水力性能的に信頼
性の高いランナを製作することが難しく、さらに、ラン
ナ内部の材質的欠陥の検出、補修溶接も困難である等の
問題を有していた。
そこで、本発明の目的は、ランナに作用する応力状況を
考慮し、強度的に合理的な構造を有し、かつランナ内流
路の整形作業あるいは補修作業が容易に行えるようにし
たフランシス形ランナの製造方法を提供することにある
。
考慮し、強度的に合理的な構造を有し、かつランナ内流
路の整形作業あるいは補修作業が容易に行えるようにし
たフランシス形ランナの製造方法を提供することにある
。
しかして、上記目的を達成するため、本発明はクラウン
とバンドとの間に複数枚のランナ羽根を狭持してなるフ
ランシス形ランナの製造方法であって、上記ランナの羽
根出口端を起点とし羽根入口端を終点としてこの間を羽
根に沿って１僕等分し起点から終点まで順次目盛を付し
て侍定した場合、クラウン側では羽根出口端０から２．
０までの領域、バンド側では羽根出口端０から３．５ま
での領域内の羽根の一部に設定された分割線に沿って羽
根の一部を切り離して分割片とし、羽根の流路の検査、
補修、整形等の諸作業を施したのち、前記分割片を元の
位置におさめて結合し、一体のランナとしたことを特徴
とするものである。
とバンドとの間に複数枚のランナ羽根を狭持してなるフ
ランシス形ランナの製造方法であって、上記ランナの羽
根出口端を起点とし羽根入口端を終点としてこの間を羽
根に沿って１僕等分し起点から終点まで順次目盛を付し
て侍定した場合、クラウン側では羽根出口端０から２．
０までの領域、バンド側では羽根出口端０から３．５ま
での領域内の羽根の一部に設定された分割線に沿って羽
根の一部を切り離して分割片とし、羽根の流路の検査、
補修、整形等の諸作業を施したのち、前記分割片を元の
位置におさめて結合し、一体のランナとしたことを特徴
とするものである。
また、他の本発明は、クラウンとバンドとの間に複数枚
のランナ羽根を狭持してなるフランシス形ランナの製造
方法であって、上記ランナの羽根出口端を起点とし羽根
入口端を終点としてこの間を羽根に沿って１僕等分し起
点から終点まで順次目盛を付して特定した場合、クラウ
ン側では羽根出口端０から２．０までの領域、バンド側
では羽根出口端０から３．５までの領域内の羽根の一部
およびバンドの円周方向に設定された分割線に沿ってバ
ンドおよび羽根の一部を切り離してリング状の分割片と
し、羽根の稀路の検査、補修、整形等の諸作業を施した
のち、前記分割片を元の位置におさめて結合し、一体の
ランナとしたことを特徴とするものである。
のランナ羽根を狭持してなるフランシス形ランナの製造
方法であって、上記ランナの羽根出口端を起点とし羽根
入口端を終点としてこの間を羽根に沿って１僕等分し起
点から終点まで順次目盛を付して特定した場合、クラウ
ン側では羽根出口端０から２．０までの領域、バンド側
では羽根出口端０から３．５までの領域内の羽根の一部
およびバンドの円周方向に設定された分割線に沿ってバ
ンドおよび羽根の一部を切り離してリング状の分割片と
し、羽根の稀路の検査、補修、整形等の諸作業を施した
のち、前記分割片を元の位置におさめて結合し、一体の
ランナとしたことを特徴とするものである。
このような本発明によれば、羽根と羽根との間の流路の
検査、補修および整形作業をきわめて容易に行なうこと
ができ、羽根の形状を水力特性を考慮した設計仕様どお
りに製造することができる。以下本発明によるフランシ
ス形ランナの製造方法について説明する。
検査、補修および整形作業をきわめて容易に行なうこと
ができ、羽根の形状を水力特性を考慮した設計仕様どお
りに製造することができる。以下本発明によるフランシ
ス形ランナの製造方法について説明する。
本発明によるフランシス形ランナ製造方法を説明するに
先立って、運転状態にあるランナ内に生ずる応力の発生
状況を述べておく。ランナに作用する応力はランナの回
転によって生ずる遠心力に基因したものがほとんどで、
クラウン１およびバンド２では半径方向応力は小さいが
周方向応力は大きいという応力状態にある。
先立って、運転状態にあるランナ内に生ずる応力の発生
状況を述べておく。ランナに作用する応力はランナの回
転によって生ずる遠心力に基因したものがほとんどで、
クラウン１およびバンド２では半径方向応力は小さいが
周方向応力は大きいという応力状態にある。
一方、遠心力作用によりバンド２は外側に拡大変形しよ
うとするので「羽根３には、流水方向と直交する方向す
なわちクラウン１あるいはバンド２と直交する方向に羽
根３を曲げようとする力が主に作用し、この結果、第１
図に示すように、流水方向の応力〇，は４・さし、が流
水方向と直交する方向の応力。２は大きいという応力状
態となっている。ちなみに、このような応力。２は、応
力集中作用のため羽根３の付根の近傍においてもっとも
苛酷になる。
うとするので「羽根３には、流水方向と直交する方向す
なわちクラウン１あるいはバンド２と直交する方向に羽
根３を曲げようとする力が主に作用し、この結果、第１
図に示すように、流水方向の応力〇，は４・さし、が流
水方向と直交する方向の応力。２は大きいという応力状
態となっている。ちなみに、このような応力。２は、応
力集中作用のため羽根３の付根の近傍においてもっとも
苛酷になる。
第２図は、クラウン１およびバンド２の側の羽根３の付
根近傍の応力。２の羽根出口から羽根入口に至る分布状
態を示したものであり、ここで機軸は、第３図に示すよ
うに、羽根３のクラウン側付根およびバンド側付根の各
々について、羽根出口端を起点（目盛０）とし、羽根入
口端（目盛１０）を終点としてこの間を羽根に沿って１
僕等分した目盛によって羽根３の位鷹そ′Ｌを表わした
ものである。
根近傍の応力。２の羽根出口から羽根入口に至る分布状
態を示したものであり、ここで機軸は、第３図に示すよ
うに、羽根３のクラウン側付根およびバンド側付根の各
々について、羽根出口端を起点（目盛０）とし、羽根入
口端（目盛１０）を終点としてこの間を羽根に沿って１
僕等分した目盛によって羽根３の位鷹そ′Ｌを表わした
ものである。
一方、たて軸は、クラウン側羽根入口の付糠部の応力。
２。との比からなる応力比率０２／〇２。〔％〕でもつ
て各位魔の応力０２の大きさを表わしたものである。こ
の図より、高落差用ランナ（計算値；実線、実測値：○
印）と低落差用ランナ（計算値：破線Ｌ実測値△印）と
ではランナ形状が互いに異なるので相対的なずれは認め
られるが、相互にほぼ相似な応力分布状態にあることが
わかる。さらに、クラウン側およびバンド側とも羽根の
付根の近傍の応力け２ は羽根入口部と中央部では高い
が、入口部から中央部に至る部分では逆に低くなり、出
口部でも低くなるという応力状態にあることがわかる。
本発明はこのようなランナにおける応力の発生状態を考
慮し、応力の低い領域内に分割面の位置を定めている。
すなわち、羽根３については羽根３の付根近傍をさげて
分割し、またバンド２についてはリング状に分割するよ
うにしている。ところで、一体構造ランナの強度設計に
おいて、ランナに作用する最大の応力と考えられる羽根
３の入口のクラウン側の付根部の応力を菱頃十応力値と
して定め、他部分における発生応力はすべて上記設計応
力値以下とすることが必要である。分割面を溶接などで
縫合した場合、溶接結合部についても設計応力値以下に
抑えることが強度上安全な設計といえるが、溶接歪など
による残留応力の影響を考慮すれば、溶接部のない一体
構造の場合の応力に比べて少なくとも１．３音以上の応
力増加を予測しておくことが必要である。このことは、
第２図において、分割面の位置として、作用応力旭鰍計
応力値‘こ対して古５以下つまりひ２／〇２。が約６７
％以下になる部分を選定すれば良いことを意味する。上
記。
て各位魔の応力０２の大きさを表わしたものである。こ
の図より、高落差用ランナ（計算値；実線、実測値：○
印）と低落差用ランナ（計算値：破線Ｌ実測値△印）と
ではランナ形状が互いに異なるので相対的なずれは認め
られるが、相互にほぼ相似な応力分布状態にあることが
わかる。さらに、クラウン側およびバンド側とも羽根の
付根の近傍の応力け２ は羽根入口部と中央部では高い
が、入口部から中央部に至る部分では逆に低くなり、出
口部でも低くなるという応力状態にあることがわかる。
本発明はこのようなランナにおける応力の発生状態を考
慮し、応力の低い領域内に分割面の位置を定めている。
すなわち、羽根３については羽根３の付根近傍をさげて
分割し、またバンド２についてはリング状に分割するよ
うにしている。ところで、一体構造ランナの強度設計に
おいて、ランナに作用する最大の応力と考えられる羽根
３の入口のクラウン側の付根部の応力を菱頃十応力値と
して定め、他部分における発生応力はすべて上記設計応
力値以下とすることが必要である。分割面を溶接などで
縫合した場合、溶接結合部についても設計応力値以下に
抑えることが強度上安全な設計といえるが、溶接歪など
による残留応力の影響を考慮すれば、溶接部のない一体
構造の場合の応力に比べて少なくとも１．３音以上の応
力増加を予測しておくことが必要である。このことは、
第２図において、分割面の位置として、作用応力旭鰍計
応力値‘こ対して古５以下つまりひ２／〇２。が約６７
％以下になる部分を選定すれば良いことを意味する。上
記。
２／り２。
が６７％に相当するそ／Ｌを第２図によって求めると、
クラウン１の側では羽根出口端０から２０までの領域、
一方、ハンド２の側では羽根出口端０から３．５までの
領域であることがわかる。したがって、分割面が上記領
域内に位置するようにして羽根３およびバンド２のいず
れか一方あるいは両方の一部を所定の分割線に沿って分
割し、羽根流路の整形補修等の作業を終了後に溶接結合
すれば良い。次に上述した本発明の具体的な実施例を第
４図乃至第７図を参照して説明する。
クラウン１の側では羽根出口端０から２０までの領域、
一方、ハンド２の側では羽根出口端０から３．５までの
領域であることがわかる。したがって、分割面が上記領
域内に位置するようにして羽根３およびバンド２のいず
れか一方あるいは両方の一部を所定の分割線に沿って分
割し、羽根流路の整形補修等の作業を終了後に溶接結合
すれば良い。次に上述した本発明の具体的な実施例を第
４図乃至第７図を参照して説明する。
第４図ないし第６図に示した実施例は、羽根３の出口側
に近い一部を分割線５，６，７に沿って分割し、分割片
８を除去したのち、羽根の流路間の検査、補修、仕上等
の諸作業を施し、それらの作業完了後に分割線５，６，
７に沿って再度溶接結合してランナを製造する例である
。
に近い一部を分割線５，６，７に沿って分割し、分割片
８を除去したのち、羽根の流路間の検査、補修、仕上等
の諸作業を施し、それらの作業完了後に分割線５，６，
７に沿って再度溶接結合してランナを製造する例である
。
なお、上記分割線５および６は、羽根３のクラウン１お
よびバンド２に対する付け根から離れた位置に設定され
、羽根３の付根に生じやすい応力集中による影響を防ぐ
ようになっている。
よびバンド２に対する付け根から離れた位置に設定され
、羽根３の付根に生じやすい応力集中による影響を防ぐ
ようになっている。
このような実施例によれば、分割片８の部分を作業スペ
ースとして利用できるから、羽根と羽根との間の狭い部
分の流路を設計仕様に合致するように整形する作業が可
能となり、さらに、分割片を羽根の本体から切離して機
械加工が可能となるから、水力特性を満たすような羽根
の形状が容易に得られる。
ースとして利用できるから、羽根と羽根との間の狭い部
分の流路を設計仕様に合致するように整形する作業が可
能となり、さらに、分割片を羽根の本体から切離して機
械加工が可能となるから、水力特性を満たすような羽根
の形状が容易に得られる。
第７図に示した実施例は、羽根３の出口端の一部をバン
ド２を含めてリング状に分割するようにした例であり、
分割線５，７に沿って分割片８が切離され、分割片８は
、バンド２の内側の部分がリング状に分割される。
ド２を含めてリング状に分割するようにした例であり、
分割線５，７に沿って分割片８が切離され、分割片８は
、バンド２の内側の部分がリング状に分割される。
このようにバンドの円周方向に分割線を設定した場合に
は、半径方向の切断面が存在しないのでバンドに発生す
る主応力である周方向応力に対して十分な強度を維持で
きる。この実施例においても、ランナの羽根の間の流略
の検査、補修、整形等の所作業を実施したのち、分割線
５および７に沿って溶接結合すれば良い。この実施例に
おいても、分割線５は羽根３の上側の付け根よりも離れ
た位置に設定する必要がある。
は、半径方向の切断面が存在しないのでバンドに発生す
る主応力である周方向応力に対して十分な強度を維持で
きる。この実施例においても、ランナの羽根の間の流略
の検査、補修、整形等の所作業を実施したのち、分割線
５および７に沿って溶接結合すれば良い。この実施例に
おいても、分割線５は羽根３の上側の付け根よりも離れ
た位置に設定する必要がある。
また、分割片８をランナ本体に結合する手段としては、
溶接に根らず、第８図に示されるように、分割面の両側
にフランジ９，１０を設け、ボルト１１を使って繁締結
合しても良い。
溶接に根らず、第８図に示されるように、分割面の両側
にフランジ９，１０を設け、ボルト１１を使って繁締結
合しても良い。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ラン
ナの羽根およびまたはバンドの内側の−都であって発生
する応力の低い領域に分割線を設定し、この分割線に沿
って分割片をいったん切離したのち再度溶接等によって
結合して一体のランナを製造できるようにしたから、羽
根と羽根との間の流路の検査、補修および整形作業をき
わめて容易に行なうことができ、羽根の形状を水力特性
を考慮した設計仕様どおりに製造することができる。
ナの羽根およびまたはバンドの内側の−都であって発生
する応力の低い領域に分割線を設定し、この分割線に沿
って分割片をいったん切離したのち再度溶接等によって
結合して一体のランナを製造できるようにしたから、羽
根と羽根との間の流路の検査、補修および整形作業をき
わめて容易に行なうことができ、羽根の形状を水力特性
を考慮した設計仕様どおりに製造することができる。
第１図はフランシス形ランナを示す縄断面図、第２図は
ランナのクラウンおよびバンドの付板に発生する応力の
分布状態を示す線図、第３図はランナの羽根に生ずる応
力を測定する位置を示したラソナを示す縦断面図、第４
図はランナの羽根の一部を切離す分割位置を示したラン
ナの縦断面図、第５図は分割位置を拡大して示したし図
、第６図は第５図のけ−の線に沿う断面図、第７図はラ
ンナの分割位贋の他の例を示したランナの縦断面図、第
８図は、分割片の組立て方の他の態様を示した断面図で
ある。 １…クラウン、２…バンド、３…羽根、５，６，７・・
・分割線、８・・・分割片、９，１０・・・フランジ、
１１・・・ボルト。 弟ヱ鰯 第２図 弟３図 弟４図 弟３図 弟６図 第７図 発ａ図
ランナのクラウンおよびバンドの付板に発生する応力の
分布状態を示す線図、第３図はランナの羽根に生ずる応
力を測定する位置を示したラソナを示す縦断面図、第４
図はランナの羽根の一部を切離す分割位置を示したラン
ナの縦断面図、第５図は分割位置を拡大して示したし図
、第６図は第５図のけ−の線に沿う断面図、第７図はラ
ンナの分割位贋の他の例を示したランナの縦断面図、第
８図は、分割片の組立て方の他の態様を示した断面図で
ある。 １…クラウン、２…バンド、３…羽根、５，６，７・・
・分割線、８・・・分割片、９，１０・・・フランジ、
１１・・・ボルト。 弟ヱ鰯 第２図 弟３図 弟４図 弟３図 弟６図 第７図 発ａ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ クラウンとバンドとの間に複数枚のランナ羽根を狭
持してなるフランシス形ランナの製造方法であつて、上
記ランナの羽根出口端を起点とし羽根入口端を終点とし
てこの間を羽根に沿つて１０等分し起点から終点まで順
次目盛を付して特定した場合、クラウン側では羽根出口
端Ｏから２．０までの領域、ハンド側では羽根出口端Ｏ
から３．５までの領域内の羽根の一部に設定された分割
線に沿つて羽根の一部を切り離して分割片とし、羽根の
流路の検査、補修、整形等の諸作業を施したのち、前記
分割片を元の位置におさめて結合し、一体のランナとし
たことを特徴とするフランシス形ランナの製造方法。 ２ クラウンとバンドとの間に複数枚のランナ羽根を狭
持してなるフランシス形ランナの製造方法であつて、上
記ランナの羽根出口端を起点とし羽根入口端を終点とし
てこの間を羽根に沿つて１０等分し起点から終点まで順
次目盛を付して特定した場合、クラウン側では羽根出口
端Ｏから２．０までの領域、バンド側では羽根出口端Ｏ
から３．５までの領域内の羽根の一部およびバンドの円
周方向に設定された分割線に沿つてバンドおよび羽根の
一部を切り離してリング状の分割片とし、羽根の流路の
検査、補修、整形等の諸作業を施したのち、前記分割片
を元の位置におさめて結合し、一体のランナとしたこと
を特徴とするフランシス形ランナの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093908A JPS6041233B2 (ja) | 1977-08-05 | 1977-08-05 | フランシス形ランナの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093908A JPS6041233B2 (ja) | 1977-08-05 | 1977-08-05 | フランシス形ランナの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5428953A JPS5428953A (en) | 1979-03-03 |
| JPS6041233B2 true JPS6041233B2 (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=14095569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52093908A Expired JPS6041233B2 (ja) | 1977-08-05 | 1977-08-05 | フランシス形ランナの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041233B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797073A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Toshiba Corp | Production of francis type runner |
| JPS6067779A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-18 | Toshiba Corp | フランシス形ランナの製作方法 |
-
1977
- 1977-08-05 JP JP52093908A patent/JPS6041233B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5428953A (en) | 1979-03-03 |
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