[发明专利]水轮机的导流叶片装置以及具备该导流叶片装置的水轮机

说明书

本发明的课题是提供一种通过减少在叶轮与导流叶片之间产生的水压脉动来提高水轮机运转时的稳定性，进而能够实现设备的长寿命化的导流叶片。本发明的实施方式是能够绕轴线(L)转动的、水轮机(200)的导流叶片(100)，具备朝向下游侧对所供给的流水进行整流的导流叶片(110)，导流叶片(110)具有包含上端部(112)和下端部(113)的下游端缘(111)，下游端缘(111)的下端部(113)从下游侧观察时，相对于下游端缘(111)的上端部(112)在与轴线L正交的方向错开。

技术领域

本发明的实施方式涉及水轮机的导流叶片装置以及具备该导流叶片装置的水轮机。

背景技术

通常，在凸缘西斯式水轮机中，供给至被旋转驱动的叶轮的流水通过多个导流叶片来进行流量调整。以往的凸缘西斯式水轮机中的导流叶片3以及叶轮4如图10以及图11所示。如这些图中所示，各导流叶片 3具有下游端缘31，该下游端缘31与叶轮4的旋转轴线平行地延伸。

如图10以及图11所示，叶轮4具有在周向以相等间隔配置的多个叶轮翼7。对于各叶轮翼7，其上游端缘71的下端部73相对于其上端部72在叶轮4的周向错开。在本说明书中，叶轮4的周向被用作包含叶轮4的旋转方向(例如发电运转旋转方向)R以及其反方向的两个意思。在图10以及图11所示的例子中，对于各叶轮翼7，其上游端缘71 的下端部73以相对于其上端部72向上述周向中的叶轮4的旋转方向R 前进的位置(图11中的顺时针的方向)错开的方式配置。由此，叶轮翼7的上游端缘71相对于叶轮4的旋转轴线倾斜。

再者，凸缘西斯式水轮机10(包含凸缘西斯式水泵水轮机)中，公知在导流叶片3与叶轮4之间，因静动翼间的翼列干渉会产生水压脉动。该水压脉动会有损发电的稳定性或成为设备损伤的原因，因此，可能成为问题所在。

对于该水压脉动，参照图12以及图13加以说明。图12是用于说明叶轮翼7与导流叶片3之间的水压脉动的产生原因的图，图13是示意地表示叶轮4与导流叶片3之间的假想圆筒面C上的全压分布的图。在此，假想圆筒面C是与叶轮4同心且同径的圆筒面。

如图12所示，凸缘西斯式水轮机10运转时，由设于导流叶片3的上游侧的固定叶片2整流后的流水沿着具有有限厚度的导流叶片3流动。此时，在导流叶片3的下游端缘31产生尾流8。

通常，公知尾流8的内部的流体能量(全压)低。因此，如图13 所示，在假想圆筒面C，在与尾流8交叉的区域会产生低压部。该低压部沿着假想圆筒面C的周向，存在于与导流叶片3的片数相同数量的部位。在以高速旋转的叶轮翼7横穿这些低压部时，压力急剧地变动而产生水压脉动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－113554号公报

专利文献2：日本特开平11－141449号公报

专利文献3：日本专利第4187640号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是基于以上的见解而作出的。即，本发明的目的在于提供一种通过减少叶轮与导流叶片之间产生的水压脉动来提高水轮机的运转时的稳定性，进而能够实现设备的长寿命化的导流叶片以及具备此导流叶片的水轮机。

用于解决课题的方法

本实施方式是能够绕轴线转动的水轮机的导流叶片装置，具备朝向下游侧对所供给的流水进行整流的导流叶片，上述导流叶片具有包含上端部和下端部的下游端缘，上述下游端缘的上述下端部从下游侧观察时，相对于上述下游端缘的上述上端部在与上述轴线正交的方向错开。