JPS61129474A - 水車ケ−シング - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は水車ケーシングに係り、特に流路断面の大きさ
が一様な円管をスパイラル状に形成し、その流路の内側
に円周方向に沿って流路面積を調節するための内板を配
設した水車ケーシングに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に水力発電所で使用される水車ケーシングは入口弁
を介して水圧鉄管に接続され、下流側に向ってスパイラ
ル状にわん画形成され、その流路断面の大きさは下流に
向って漸減し、ランナ室への水の流入量が等しくなるよ
うに設定されている。

第７図および第８図は鋳造法によって成形した従来の水
車ケーシングを示しており、スパイラル状のケーシング
２１の内側の横断面がほず円形の流路２２となっており
、このケーシング２１の内側にはステーリング２３が挾
持されている。このように従来の水車ケーシングのほと
んどは鋳造法によって製作されている。この鋳造法に代
わるものとして、第９図に示したように、鋼板を短円筒
状にわん曲してなる多数のケーシング部片２４を順次溶
接結合して全体としてスパイラル状にわん凸形成したも
のもある。

しかしながら、上述した従来の鋳造法によるものでは、
あらかじめ同形状同寸法の木型を製作し、その優に鋳造
工程に入るため時間的及び経済的に不利な点が多かった
。一方、鋼板構造の場合には木型を製作する必要はない
が、小水力発電用水車ケーシングのように曲率半径が小
さいものでは鋼　。

板の板厚の曲率半径に対する比が大きくなって曲げ成形
が難しくなるという問題があった。また、多数のケーシ
ング部片２４．２４．・・・、２４の曲率半径が全て相
違しているために寸法管理−が難しく、鋼板のケーシン
グ部片と部片との溶接箇所が多いので長時間にわたる溶
接作業を必要とし生産能率が悪かった。さらには、ケー
シング部片と部片との接合部分において水路の面が急激
に変化するために水力損失が増大するという問題点もあ
った。

（発明の目的） そこで、本発明の目的は上述した従来技術が有する問題
点を解消し、流路断面の大きさが一様なうず巻ケーシン
グ内に内板を配置することにより容易かつ能率よく生産
しうるようにした水車ケーシングを提供することにある
。

（発明の概要） 上記目的を達成するため、本発明は、入口から出口に向
って流路断面の大きさが一様な管状部材でうず巻ケーシ
ングを形成し、このケーシングの流路の内側に流路壁に
そって内板を配設し、この内板の内側に形成される流路
の横断面の大きさが入口から出口に向って漸減するよう
にしたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による水車ケーシングの実施例を第１図乃
至第６図を参照して説明する。

第１図において、符号１は水車ケーシングの全体を示し
ており、水車ケーシング１は水圧鉄管に連設された直管
状の入口管２を有し、この入口管２の先端はうず巻ケー
シング３が連設されている。

このうずＷ／、−シンク３はケーシング片３Ａ、３Ｂ、
３Ｃおよび３Ｄをスパイラル状に連設してなり、このう
ちケーシング片３Ａ、３Ｂ、および３Ｃはベント角θ−
９０℃のベント管で構成される。

これらのケーシング片３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、第２
図に示されたように内径りが一様な横断面が円形の管で
構成され、その内側壁の一部は切欠かれて開口４が形成
され、その開口４にはステーリング５が挟着される。こ
のステーリング５は平行して配置された２枚の環状板７
，７と複数枚のステーベーン８とから構成される。

うず巻ケーシング３内の流路断面の大きさが円周方向に
沿って一様であると、ステーベーン８を通じて等しい流
量の水をランナ室内へ流入さけることができないから、
本発明では、上記うず巻ケーシング３の流路９の内側に
円周方向に沿って内板１０が図示のように配置され、こ
れにより下流に向って流路９の横断面積を漸減している
。この内板１０は、板面が流路の中心を通る垂線Ｙ−Ｙ
に対して平行であって、内板１０の両端がケーシング３
の内壁に対して接合部１１．１１のところで溶接結合さ
れている。第２図において、水は内板１０の左側の流路
９内を流れるわけである。そして、本発明によれば、内
板１０の設置位置は、第３図に示したように、ケーシン
グ片３Ａの入口へを基準位置とし、かつその位置におけ
る流路面積をＡ。とじ、基準位置から角θだけ離れた位
置における流路の面積をＡとしたとき、ＡのＡ。に対す
る比△／Ａｏと角度θとは反比例する関係となるように
定められる。づ゛なわち、第１図中Ａ点で示した巻始部
（第３図におけるθ＝ｏ’　＞から１点で示す巻終部（
第３図におけるθ＝３６０°）までの流路面積は上記面
積比Ａ／Ａｏが逆比例するように設定され、これにより
うず巻ケーシング３の流路９内の水がステーベーンを通
して一様にランナ室内へ流入することができる。

第４図は本発明の他の実施例を示したものであり、内板
１０の適当な箇所に複数個のバランス孔１２．１２．・
・・、１２が穿設されている。このバランス孔１２を設
けることにより、流路９内を流れる水はバランス孔１２
．１２．・・・、１２を通して内板１０の背面側に入り
込み、内板１０の＃ｉ債の圧力差をバランスさせること
ができる。したがって、内板１０の板厚を減少させるこ
とができる。

第５図に示した実施例は、上記内板１０の背面側の中央
部に補強リブ板１３を設けた例であり、これにより内板
１０の剛性が増大し、内板１０の強度を強化させること
ができる。

なお、補強リブ板１３を設けた実施例においても、内板
１０に対してバランス孔１２を穿設することができ、そ
の場合には内板１０の板厚・を減少させて材料費を節約
することができる。

また、第１図および第２図に示した実／Ｉｌ！−例にお
いては、うず巻ケーシング３内の流路９の横断面積が第
３図に示した関係を満たずように変化させたが、本発明
の他の実施例によれば第１図において巻終り付近である
Ｄ点付近から巻終部１点にかけて流路９の面積を一定に
することもできる。このような実施例によれば、巻終り
付近にお【プるランナ室への水の流入がより一様となり
水力的損失を低減させることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、半径
がほず一定の流路断面を有するうず巻ケーシングの流路
内に円周方向に沿って内板を配置して流路の横断面積が
下流に向って漸減するようにしたから、鋳造法による従
来技術に比べて木型等を製作する必要もなく、ケーシン
グ片の内径が一定であるために製作上の寸法管理が容易
であって溶接箇所も少ないことから生産能率を上げるこ
とができる。また、内板の流路壁となる側の面を流線に
沿って連続的に変化する面とすることができることから
水力損失を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による水車ケーシングの一実施例を示し
た横断面図、第２図は第１図の１［−Ｉ線に沿った横断
面図、第３図は面積比Ａ／Ａｏと角度θとの関係を示し
た線図、第４図は本発明の他の実施例による横断面図、
第５図はさらに他の実施例による横断面図、第６図は他
の実ＯＩ！ｉ例による第３図相当図、第７図は従来の水
車ケーシングを示した平面図、第８図は第７図の■−■
線に相当する横断面図、第９図はさらに他の実施例を示
した平面図である。 ３・・・うず巻ケーシング、３Ａ、３Ｂ、３Ｇ。 ３Ｄ・・・ケーシング片、９・・・流路、１０・・・内
板。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 ６１　閉 ５２　尺 ５３　図 Ａ も　４　図 も　５　図 も６　口 門極Ｆ’ｌ漠−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入口から出口に向って流路断面の大きさが一様な管
   状部材でうず巻ケーシングを形成し、このケーシングの
   流路の内側に流路壁に沿って内板を配設し、この内板の
   内側に形成される流路の横断面の大きさが入口から出口
   に向って漸減するようにしたことを特徴とする水車ケー
   シング。 ２、上記内板は、その流路を構成する側の面が流路の中
   心を通る垂線と平行であって、かつ半径が漸減する線分
   の連続した回転面によって形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の水車ケーシング。 ３、上記内板には、複数個のバランス孔が穿孔されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の水車
   ケーシング。 ４、上記内板はその背面側に補強板が設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の水車ケー
   シング。