JPS6067779A - フランシス形ランナの製作方法 - Google Patents
フランシス形ランナの製作方法Info
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- JPS6067779A JPS6067779A JP58175055A JP17505583A JPS6067779A JP S6067779 A JPS6067779 A JP S6067779A JP 58175055 A JP58175055 A JP 58175055A JP 17505583 A JP17505583 A JP 17505583A JP S6067779 A JPS6067779 A JP S6067779A
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- JP
- Japan
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- runner
- launch
- piece
- manufacturing
- francis
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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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はフランシス形ランチの製作方法に係シ。
特に鋳造により製作したランナ本体に対して鍛造で製作
した外側ランチ部片を溶接結合したフランシス形ランナ
の製作方法に関する。
した外側ランチ部片を溶接結合したフランシス形ランナ
の製作方法に関する。
一般にフランシス形ランチは、ランナクラウンとランナ
ノ９ンｒとこれらの間に挾持された複数枚のランチ羽根
とから構成されている。このような構造のフランシス形
ランチは通常、ランチ全体を一体鋳造することにより製
作されその後流路壁面に対して必要な機械加工やグラ１
ンダ加工が加えられる。
ノ９ンｒとこれらの間に挾持された複数枚のランチ羽根
とから構成されている。このような構造のフランシス形
ランチは通常、ランチ全体を一体鋳造することにより製
作されその後流路壁面に対して必要な機械加工やグラ１
ンダ加工が加えられる。
ところで、高落差水力発電所で用いられている７ランシ
ス水車においては、案内羽根を通過した水流が水流脈動
を伴ってランナ入口へ流入する。
ス水車においては、案内羽根を通過した水流が水流脈動
を伴ってランナ入口へ流入する。
このため水流脈動に起因した大きな水圧力がランナ入口
外周側に作用し、これによってランプ羽根入口側のラン
チクラウンおよびノ々ンｒとランナ羽根との接続部付近
に大礫な変動応力が発生する。
外周側に作用し、これによってランプ羽根入口側のラン
チクラウンおよびノ々ンｒとランナ羽根との接続部付近
に大礫な変動応力が発生する。
この変動応力はランナの回転数と案内羽根の枚数との積
に相当する変動周期で繰返し生ずるため。
に相当する変動周期で繰返し生ずるため。
ランチが高速回転になるほど疲労強度上きびしくなる。
ところが、従来のような鋳造によって一体形成されたラ
ンナではシュリンケージやポロシティ、砂かみなどの鋳
造欠陥をさけることができない。また、このような鋳造
欠陥を鋳造後のランチから全てを検出することは難しく
、さらに、内部に存在する欠陥部を完全に補修すること
は難しかった。しかるに鋳造欠陥を有する材料の疲労強
度は鋳造欠陥のないものに比べてＳ割程度低下するから
、高落差水力機械用のランナにとってはこの点が大會な
問題となっている。
ンナではシュリンケージやポロシティ、砂かみなどの鋳
造欠陥をさけることができない。また、このような鋳造
欠陥を鋳造後のランチから全てを検出することは難しく
、さらに、内部に存在する欠陥部を完全に補修すること
は難しかった。しかるに鋳造欠陥を有する材料の疲労強
度は鋳造欠陥のないものに比べてＳ割程度低下するから
、高落差水力機械用のランナにとってはこの点が大會な
問題となっている。
また落差が大きくなると単位落差当りの単位流量が相対
的に小さくなるため、ランナの半径方向に対して軸方向
寸法が相対的に小さく全体として扁平な流路縦断面形状
となる。特に揚水発電所で使用されるランチは、揚水運
転時にランナ内で水流に遠心力を効果的に与える必要が
あることがら、ランナ内の流路はランナ羽根が長く奥行
きの深い狭小な形状になりがちである。このため、ラン
チ内を設計寸法通りに仕上げる整形作業や、内部の材質
的欠陥の検査作業、およびこの欠陥の除去補修作業など
が極めて困難となり、水力性能上および強度上信頼性の
高いランチを製作することは極めて難しいことであった
。
的に小さくなるため、ランナの半径方向に対して軸方向
寸法が相対的に小さく全体として扁平な流路縦断面形状
となる。特に揚水発電所で使用されるランチは、揚水運
転時にランナ内で水流に遠心力を効果的に与える必要が
あることがら、ランナ内の流路はランナ羽根が長く奥行
きの深い狭小な形状になりがちである。このため、ラン
チ内を設計寸法通りに仕上げる整形作業や、内部の材質
的欠陥の検査作業、およびこの欠陥の除去補修作業など
が極めて困難となり、水力性能上および強度上信頼性の
高いランチを製作することは極めて難しいことであった
。
そこで１本発明の目的は１強度的に充分信頼性が高く、
かつランチ流路の整形５検査、補修などの諸作業を容易
に行えるようにしたフランシス形ランナの製作方法を提
供することにある。
かつランチ流路の整形５検査、補修などの諸作業を容易
に行えるようにしたフランシス形ランナの製作方法を提
供することにある。
上記目的を達成するため１本発明は、ランナクラウンと
ランナノセンドとの間に複数枚のランナ羽根を挾持して
なる７ランシス形ランナの製作方法において；内側ラン
ナ本体を鋳造にょシ製作する一方、外側ランチ部片を鍛
造により製作し、しかるのち、上記内側ランチ本体と外
側ランチ部片との接合面を溶接結合するようにしたこと
を特徴とするものである。
ランナノセンドとの間に複数枚のランナ羽根を挾持して
なる７ランシス形ランナの製作方法において；内側ラン
ナ本体を鋳造にょシ製作する一方、外側ランチ部片を鍛
造により製作し、しかるのち、上記内側ランチ本体と外
側ランチ部片との接合面を溶接結合するようにしたこと
を特徴とするものである。
以下本発明によるフランシス形ランチの製作方法の実施
例を図面を参照して説明する。
例を図面を参照して説明する。
第７図は本願発明によって製作されたフランシス形ラン
チを示したもので、ランナはランナクラウン／とランナ
ノ９ン）′λと、これらの間に挾持され円形翼列状に配
置された複数枚のランチ羽根とから構成されている。こ
のランナは、回転中心軸０１を中心とした円筒状の接合
面ダのところで接合された内側ランチ本体Ｓとリング状
の外側ランナ部片６とを組合せてなり２両者はランチク
ラウンｌとランナ、Ｓンドコの表面側に形成された溶接
用の開先４’ａ、４１ｂのところで溶接結合されている
。上記接合面ダは直円筒面で形成されているが、テーパ
円筒面であってもよい。
チを示したもので、ランナはランナクラウン／とランナ
ノ９ン）′λと、これらの間に挾持され円形翼列状に配
置された複数枚のランチ羽根とから構成されている。こ
のランナは、回転中心軸０１を中心とした円筒状の接合
面ダのところで接合された内側ランチ本体Ｓとリング状
の外側ランナ部片６とを組合せてなり２両者はランチク
ラウンｌとランナ、Ｓンドコの表面側に形成された溶接
用の開先４’ａ、４１ｂのところで溶接結合されている
。上記接合面ダは直円筒面で形成されているが、テーパ
円筒面であってもよい。
また、内側ランナ本体Ｓと外側ランナ部片ｔとを溶接結
合することに代え、第一図に示すようにポルトクとツー
シトｇで結合することもできるし。
合することに代え、第一図に示すようにポルトクとツー
シトｇで結合することもできるし。
第３図に示されるようにボルトクとインローにょシ機械
的に結合することもできる。
的に結合することもできる。
さらに、上記接合面グの位置け１作用応力が低い特定の
範囲内に設定することが望ましＶ、この範聞け、第４図
に示したように、ランナ羽根３クラウｙ 側付根および
・々ンｌ？側付根の各々を、ランナ羽根出口端から羽根
入口端祉で内壁面１０およびｌ／に沿って１０等分し位
置配分した場合、クラウン側ではＳ、Ｓがら９．０まで
の範囲内であシ、またノ々ンド側では６．５から９．０
までの範囲内である。この範囲の根拠は実験によって確
認されている（特開昭！；３−／／ｇ乙グ１号公報参照
）。
範囲内に設定することが望ましＶ、この範聞け、第４図
に示したように、ランナ羽根３クラウｙ 側付根および
・々ンｌ？側付根の各々を、ランナ羽根出口端から羽根
入口端祉で内壁面１０およびｌ／に沿って１０等分し位
置配分した場合、クラウン側ではＳ、Ｓがら９．０まで
の範囲内であシ、またノ々ンド側では６．５から９．０
までの範囲内である。この範囲の根拠は実験によって確
認されている（特開昭！；３−／／ｇ乙グ１号公報参照
）。
しかして１本発明によれば、上記内側ランナ本体Ｓは従
来のように鋳造によって製作されるが。
来のように鋳造によって製作されるが。
外側ランナ部片６は鍛造によって製作される・そのため
に、外側ランナ部片６は鍛造しゃすいような形態に製作
されることが望ましい。
に、外側ランナ部片６は鍛造しゃすいような形態に製作
されることが望ましい。
次に外側ランナ部片６の形態を第５図乃至第３図を参照
して説明する。第３図に示された例は外側ランチ部片６
が円筒状の接合面グを内径とした完全なリングとして構
成されている。第６図に示されたものは、ｍｓ図に示さ
れたリンダをランナ羽根Ｊの数に相当する数だけ円周方
向に分割し。
して説明する。第３図に示された例は外側ランチ部片６
が円筒状の接合面グを内径とした完全なリングとして構
成されている。第６図に示されたものは、ｍｓ図に示さ
れたリンダをランナ羽根Ｊの数に相当する数だけ円周方
向に分割し。
各々が７個の羽根を含むようにした分割片Ａａ。
Ａｂ、６ａ、・・・として構成した例である。
また、第７図に示した例は、外側ランチ部片がランチ羽
根Ｊを７個づつ含む扇形ブロック／、２として構成した
例を示しておシュ隣接した扇形ブロック／、２と／コと
の間に円周方向の間隔がおかれている点において第６図
忙示した実施例のものと異っている。さらに、第３図に
示した実施例は、第７図に示したものに近似しているが
、外側ランナ部片が円弧ブロック１１として構成された
点において相異している。
根Ｊを７個づつ含む扇形ブロック／、２として構成した
例を示しておシュ隣接した扇形ブロック／、２と／コと
の間に円周方向の間隔がおかれている点において第６図
忙示した実施例のものと異っている。さらに、第３図に
示した実施例は、第７図に示したものに近似しているが
、外側ランナ部片が円弧ブロック１１として構成された
点において相異している。
以上の実施例はめずれも外側ランナ部片６がランナクラ
ウンｌとランナ羽根３とランナノンｒ２とをあらかじめ
一体に形成したものであるが、外側ランナ部片６自体を
第９図乃至第１／図に示したように構成することもでき
る。すなわち、第９図に示した例は１回転中心軸ｏ１と
直交する面／Ｓでランナ羽根３を接合するようにあらか
じめ外側ランナ部片６を上下−個のブロック１６および
１７から構成した例である。分割面／３をランナクラウ
ンｌとランナノ々ンドコとの中間位置に選定した理由は
。
ウンｌとランナ羽根３とランナノンｒ２とをあらかじめ
一体に形成したものであるが、外側ランナ部片６自体を
第９図乃至第１／図に示したように構成することもでき
る。すなわち、第９図に示した例は１回転中心軸ｏ１と
直交する面／Ｓでランナ羽根３を接合するようにあらか
じめ外側ランナ部片６を上下−個のブロック１６および
１７から構成した例である。分割面／３をランナクラウ
ンｌとランナノ々ンドコとの中間位置に選定した理由は
。
ランチクラウンｌとランチ羽根３との接続部付近や、ラ
ンナノ９ンドとランナ羽根接続部付近は作用する応力レ
ベルが高いため、このような接続部付近に分割面を設定
することは強度上望ましくないためである。
ンナノ９ンドとランナ羽根接続部付近は作用する応力レ
ベルが高いため、このような接続部付近に分割面を設定
することは強度上望ましくないためである。
また、第１θ図および第１／図に示した例は、外側ラン
チ部片をランチクラウン／またはランナノ９ンド２のい
ずれか一方の側に接合した例である。このうち第１θ図
は２ンナクラウン／の側に鍛造製のランナ片／ｇを溶接
結合した例を示し、第１／図はランナノ々ンドコの側に
鍛造製のランナ部片ｌ？を溶接結合した例を示している
。なお、これらの実施例においては、第１Ｏ図のランチ
バンド側および第１／図のランチクラウン側はいずれも
内側ランナ本体と一体に鋳造によって製作される。
チ部片をランチクラウン／またはランナノ９ンド２のい
ずれか一方の側に接合した例である。このうち第１θ図
は２ンナクラウン／の側に鍛造製のランナ片／ｇを溶接
結合した例を示し、第１／図はランナノ々ンドコの側に
鍛造製のランナ部片ｌ？を溶接結合した例を示している
。なお、これらの実施例においては、第１Ｏ図のランチ
バンド側および第１／図のランチクラウン側はいずれも
内側ランナ本体と一体に鋳造によって製作される。
以上の説明から明らかなように１本発明によれば、内側
ランチ本体に対して溶接結合される外側ランナ部片を鍛
造によりて製作したから、全体を一体鋳造により製作し
た時忙必ず問題とがるシュリンケージ、ポロシティ、砂
かみ等の鋳造欠陥を回避でき、さらに鋳造欠陥の溶接補
修作業に伴なうスラグ巻き込みやアンダカットや溶接割
れ等の溶接欠陥を回避することができる６また。外側ラ
ンチ部片を鋳造で製作した場合には金属結晶組繊が小さ
く、かつ整っているため磁粉探傷試験の欠陥検出能力を
高くすることができる。
ランチ本体に対して溶接結合される外側ランナ部片を鍛
造によりて製作したから、全体を一体鋳造により製作し
た時忙必ず問題とがるシュリンケージ、ポロシティ、砂
かみ等の鋳造欠陥を回避でき、さらに鋳造欠陥の溶接補
修作業に伴なうスラグ巻き込みやアンダカットや溶接割
れ等の溶接欠陥を回避することができる６また。外側ラ
ンチ部片を鋳造で製作した場合には金属結晶組繊が小さ
く、かつ整っているため磁粉探傷試験の欠陥検出能力を
高くすることができる。
さらに、ランチ内部の材料欠陥の非破壊検査手法である
超音波探傷試験においても鍛造品の場合には鍛造品よシ
も高い周波数の超音波を適用することができ減衰も小さ
いため高精度の欠陥検出が可能となる。
超音波探傷試験においても鍛造品の場合には鍛造品よシ
も高い周波数の超音波を適用することができ減衰も小さ
いため高精度の欠陥検出が可能となる。
また、高変動応力が作用するランナの外側を鍛造品で製
作することＫよυ疲労強度に対して十分な信頼性を確保
できる。
作することＫよυ疲労強度に対して十分な信頼性を確保
できる。
第１図は本発明によって製作されたフランシス形ランナ
を示した半部縦断面図、第一図および第３図は内側ラン
ナ本体と外側ランチ部片の他の結合態様を示した断面図
、第を図はランナクラウンとランナバンドの入口と出口
との間をＩＯ分割して示した説明図、第Ｓ図乃至第３図
は外側ランチ部片の種々の形態例を示した部分平面図、
第９図乃至第１／図は本発明の他の実施例によって製作
されたフランシス形ランチを示した半部縦断面図である
。 ／・・・ランナクラウン、コ・・・ランナノセンｒ、３
・・・ランナ羽根、グ・・・接合面、３・・・内側ラン
ナ本体。 ６・・・外側ランナ部片、／コ・・・扇形ブロック、／
グ・・・円弧ブロック。 出願人代理人 猪 股 清 躬１目 躬２目 ８３目 筋４−目 ５５目 第０図 ｈ 躬７図 ８８図 躬９図 躬１０目 名１１目
を示した半部縦断面図、第一図および第３図は内側ラン
ナ本体と外側ランチ部片の他の結合態様を示した断面図
、第を図はランナクラウンとランナバンドの入口と出口
との間をＩＯ分割して示した説明図、第Ｓ図乃至第３図
は外側ランチ部片の種々の形態例を示した部分平面図、
第９図乃至第１／図は本発明の他の実施例によって製作
されたフランシス形ランチを示した半部縦断面図である
。 ／・・・ランナクラウン、コ・・・ランナノセンｒ、３
・・・ランナ羽根、グ・・・接合面、３・・・内側ラン
ナ本体。 ６・・・外側ランナ部片、／コ・・・扇形ブロック、／
グ・・・円弧ブロック。 出願人代理人 猪 股 清 躬１目 躬２目 ８３目 筋４−目 ５５目 第０図 ｈ 躬７図 ８８図 躬９図 躬１０目 名１１目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ／、ランナクラウンとランナノセンドとの間に複数枚、
のランナ羽根を挾持してなる７ランシス形ランチの製作
方法において；内側ランナ本体を鋳造によシ製作する一
方、外側ランチ部片を鍛造により製作し、しかるのち、
上記内側ランナ本体と外側ランチ部片との接合面を溶接
結合するようにしたことを特徴とするフランシス形ラン
チの製作方法。 コ、上記内側ランチ本体と外側ランチ部片との接合位置
は、ランナ羽根のクラウン側付根およびランナノ々ンＰ
側付根の各々を羽根出口端から羽根入口端まで羽根に沿
りて７０等分し位置配分した場合、クラウン側ではＳ、
ｊから９９．０までの範囲内、またノ々ンド側では６４
から９．０までの範囲内に設定したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のフランシス形ランナの製作方
法。 ３、上記外側ランナ部片はランチクラウンとランチ羽根
とランナノセンドとが一体に形成されたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のフランシス形ランチの製
作方法。 ダ、上記外側ランナ部片はランナ羽根のはソ中央部を接
合面とした２つの部材によって形成されたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の７ランシス形ランチの
製作方法。 ５、上記外側ランナ部片は平面形状がリング状に形成さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフラ
ンシス形ランナの製作方法。 ６、上記外側ランチ部片は平面形状が１つのランチ羽根
を含む扇形状に形成されたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のフランシス形ランナの製作方法。 ７、上記外側ランナ部片は平面形状が１つのランチ羽根
を含む円弧状に形成されたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の７ランシス形ランナの製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175055A JPS6067779A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | フランシス形ランナの製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175055A JPS6067779A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | フランシス形ランナの製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067779A true JPS6067779A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0468471B2 JPH0468471B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=15989440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175055A Granted JPS6067779A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | フランシス形ランナの製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067779A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011017260A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Hitachi Ltd | フランシス型ランナ及びフランシス型水車 |
| CN108035833A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-15 | 重庆水轮机厂有限责任公司 | 一种水轮机低比速混流式小直径转轮制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53118641A (en) * | 1977-03-24 | 1978-10-17 | Toshiba Corp | Francis type runner and production method therefor |
| JPS5428953A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-03 | Toshiba Corp | Francis type runner manufacturing process |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP58175055A patent/JPS6067779A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53118641A (en) * | 1977-03-24 | 1978-10-17 | Toshiba Corp | Francis type runner and production method therefor |
| JPS5428953A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-03 | Toshiba Corp | Francis type runner manufacturing process |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011017260A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Hitachi Ltd | フランシス型ランナ及びフランシス型水車 |
| CN108035833A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-15 | 重庆水轮机厂有限责任公司 | 一种水轮机低比速混流式小直径转轮制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0468471B2 (ja) | 1992-11-02 |
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