导流叶片以及流体机械制造技术

本发明专利技术的实施方式涉及导流叶片以及流体机械。在实施方式的导流叶片中，当在与导流叶片转动轴线垂直的截面中，对于导流叶片的成为流道侧翼面的轮廓线的曲率，当在轮廓线形成为凸状的情况下设为正曲率，在轮廓线形成为凹状的情况下设为负曲率时，在流道侧翼面上设置有轮廓线的曲率成为负曲率的负曲率部。负曲率部从流道侧翼面的上端部遍及到下端部地形成。

Guide vanes and fluid machinery

The embodiment of the present invention relates to a guide vane and a fluid machinery. In the guide vane of the implementation mode, in the section perpendicular to the rotating axis of the guide vane, for the curvature of the contour line of the guide vane which forms the flank surface of the channel, the curvature of the contour line is set as positive curvature when the contour line is convex and negative curvature when the contour line is concave, the curvature of the contour line on the flank surface of the channel becomes negative curvature. Rate department. The negative curvature part is formed from the upper end to the lower end of the flow channel flank.

【技术实现步骤摘要】
导流叶片以及流体机械
本专利技术的实施方式涉及导流叶片以及流体机械。
技术介绍
在流体机械中，存在弗朗西斯式水轮机或者轴流水轮机等水轮机或者泵水轮机等。在此，以典型的流体机械的例子即弗朗西斯式水轮机为例进行说明。弗朗西斯式水轮机为，在水轮机运转时，从上池通过铁管向螺旋状的外壳流入水，向外壳流入了的水通过由静叶片以及导流叶片形成的流路向流道引导。通过向该流道引导的流水而流道被旋转驱动，流水的压力能量向旋转能量转换。当流道被旋转驱动时，经由主轴与流道连结的发电机被驱动，而进行发电。使流道旋转驱动后的流水，通过吸出管向下池(或者放水路)排出。导流叶片设置于流道的外周侧，并在以流道旋转轴线为中心的周方向上以等间隔配置。在各导流叶片上连结有连杆机构，各导流叶片构成为能够以导流叶片转动轴线为中心转动。导流叶片能够从全闭状态转动到在连杆机构内允许的最大开度。通过导流叶片转动为所希望的开度，由此能够向流道供给与所希望的发电量相匹配的流量的水。在此，图14以及图15中表示静叶片50和导流叶片51的俯视图。如图14所示那样，多个静叶片50与多个导流叶片51分别在周方向上分离，水在静叶片50之间的流路以及导流叶片51之间的流路中流动。静叶片50以及导流叶片51具有使从外壳向流道的水的流动顺畅那样的翼面形状。导流叶片51如上述那样以导流叶片转动轴线为中心转动，导流叶片51的开度被调整。例如，如图14所示那样，导流叶片51的开度变小，或者如图15所示那样，导流叶片51的开度变大。在这样的情况下，向导流叶片51流入的水的流动的角度、与导流叶片51的入口角度会产生偏差，根据情况不同有可能产生流动的剥离。例如，如图14所示那样，在导流叶片51的开度较小的情况下，在导流叶片51的内周侧(流道侧)有可能产生剥离。如图15所示那样，在导流叶片51的开度较大的情况下，在导流叶片51的外周侧(静叶片50侧)有可能产生剥离。剥离区域不会作为水流动的流路起作用，因此导流叶片51的流路实际上变窄。因此，存在损失增大这样的问题。为了对应于这样的问题，导流叶片的翼面被设计为，在与导流叶片转动轴线垂直的截面中观察时，通常形成为相对于流水面成为凸状(或者直线状)，且不存在凹面形状。其原因在于，在形成为凹状的情况下流路扩大，因此在导流叶片的翼面附近边界层发达、或者流动减速而有可能产生剥离。然而，在设置于导流叶片的流道侧的流道侧翼面、以及设置于静叶片侧的静叶片侧翼面分别在整体上形成为凸状的情况下，导流叶片之间的流路具有复杂的形状，因此有时流动局部地增速。这样的流动的增速，存在导致摩擦损失增大这样的问题。
技术实现思路
实施方式的导流叶片为，设置于流体机械的流道的外周侧，通过以导流叶片转动轴线为中心进行转动来调整向流道的水的流量。该导流叶片为，在与导流叶片转动轴线垂直的截面中，关于成为导流叶片的流道侧翼面的轮廓线的曲率，当在轮廓线形成为凸状的情况下设为正曲率、在轮廓线形成为凹状的情况下设为负曲率时，在流道侧翼面设置轮廓线的曲率成为负曲率的负曲率部。负曲率部从流道侧翼面的上端部遍及到下端部地形成。此外，实施方式的流体机械具备流道、以及设置于流道的外周侧的上述导流叶片。附图说明图1是表示第一实施方式的弗朗西斯式水轮机的整体构成的截面图。图2是表示图1的导流叶片的俯视截面图。图3是图2的A部分放大图。图4是表示图2的流道侧翼面的俯视截面中的轮廓线的曲率的图。图5是在作为比较例的一般的导流叶片中，表示流道侧翼面的俯视截面中的轮廓线的曲率的图。图6是表示形成为凸状的流道侧翼面附近的流动的模式俯视截面图。图7是表示形成为直线状的流道侧翼面附近的流动的模式俯视截面图。图8是表示形成为凹状的流道侧翼面附近的流动的模式俯视截面图。图9是在第二实施方式中表示导流叶片全闭的情况下的静叶片以及导流叶片的俯视图。图10是在第三实施方式的导流叶片中分别表示第一截面以及第二截面中的流道侧翼面的轮廓线的曲率的图。图11是在第三实施方式中表示从导流叶片排出的水的流动的示意图。图12是在第四实施方式的导流叶片中表示流道侧翼面的俯视截面中的轮廓线的曲率的图。图13是表示在流道侧翼面中负曲率部设置在出口端附近的情况下的流动的俯视图。图14是在一般的弗朗西斯式水轮机中表示导流叶片的开度较小的情况下的静叶片以及导流叶片的俯视图。图15是在一般的弗朗西斯式水轮机中表示导流叶片的开度较大的情况下的静叶片以及导流叶片的俯视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式的导流叶片以及流体机械进行说明。(第一实施方式)使用图1～图8对第一实施方式的导流叶片以及流体机械进行说明。在此，首先，使用图1对作为流体机械的一个例子的弗朗西斯式水轮机进行说明。如图1所示那样，弗朗西斯式水轮机1具备：螺旋状的外壳2，在水轮机运转时从上池通过铁管(均未图示)流入水；多个静叶片3，设置于外壳2的内周侧；多个导流叶片4，设置于静叶片3的内周侧；以及流道5，设置于导流叶片4的内周侧。静叶片3在周方向上分离地设置(参照图1、图14、图15)。静叶片3设置在上罩9与下罩10之间，通过相互相邻的一对静叶片3、上罩9以及下罩10划分出流路。从外壳2流出的水沿着各流路流动，流水由静叶片3整流而向导流叶片4引导。导流叶片4在周方向上分离地设置(参照图1、图14、图15)。导流叶片4设置在上罩9与下罩10之间，通过相互相邻的一对导流叶片4、上罩9以及下罩10划分出流路。从静叶片3流出的水沿着各流路流动，流水由导流叶片4向流道5引导。此外，各导流叶片4设置在流道5的外周侧，能够调整向流道5的水的流量。各导流叶片4构成为，能够以与后述的流道旋转轴线X大致平行地延伸的导流叶片转动轴线Y为中心转动。通过这样的多个导流叶片4构成导流叶片装置11。即，导流叶片装置11具有：多个导流叶片4；使各导流叶片4以导流叶片转动轴线Y为中心转动的导流叶片驱动部12；以及将各导流叶片4与导流叶片驱动部12进行连结的连杆机构(未图示)。通过这样的导流叶片装置11的构成，各导流叶片4连动地转动，导流叶片4的流路面积(导流叶片开度)能够调整。因此，能够调整向配置在下游侧的流道5的水的流量，从而能够调整后述的发电机7的发电输出。如图1所示那样，流道5构成为，由来自导流叶片4的流水旋转驱动。即，流道5具有：与后述的主轴6连结的冠部5a；设置在冠部5a的外周侧的带部5b；以及设置在冠部5a与带部5b之间的多个流道叶片5c。其中，流道叶片5c在周方向上分离地设置，通过相互相邻的一对流道叶片5c、冠部5a以及带部5b划分出流路，从导流叶片4流出的水沿着各流路流动。然后，流道5构成为能够以流道旋转轴线X为中心旋转。如此，流道叶片5c承受来自流水压力而流道5被旋转驱动，流水的压力能量被向旋转能量转换。在流道5上经由主轴6连结有发电机7。该发电机7构成为，在水轮机运转时进行发电。在流道5的下游侧设置有吸出管8。该吸出管8与未图示的下池(或者放水路)连结，对流道5进行了旋转驱动的水被向下池放出。在弗朗西斯式水轮机1构成为泵水轮机的情况下，在泵运转时(扬水运转时)，发电机7作为电动机而对流道5进行旋转驱动。由此，吸出管8内的水被吸起。向流道5吸起的水通过导流叶片4以及静叶片3向外壳2流入，并从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导流叶片，设置于流体机械的流道的外周侧，通过以导流叶片转动轴线为中心转动来调整向上述流道的水的流量，其中，在与上述导流叶片转动轴线垂直的截面中，对于上述导流叶片的成为流道侧翼面的轮廓线的曲率，当在上述轮廓线形成为凸状的情况下设为正曲率、在上述轮廓线形成为凹状的情况下设为负曲率时，在上述流道侧翼面上设置有上述轮廓线的曲率成为负曲率的负曲率部，上述负曲率部从上述流道侧翼面的上端部遍及到下端部地形成。

【技术特征摘要】
2017.11.09 JP 2017-2167371.一种导流叶片，设置于流体机械的流道的外周侧，通过以导流叶片转动轴线为中心转动来调整向上述流道的水的流量，其中，在与上述导流叶片转动轴线垂直的截面中，对于上述导流叶片的成为流道侧翼面的轮廓线的曲率，当在上述轮廓线形成为凸状的情况下设为正曲率、在上述轮廓线形成为凹状的情况下设为负曲率时，在上述流道侧翼面上设置有上述轮廓线的曲率成为负曲率的负曲率部，上述负曲率部从上述流道侧翼面的上端部遍及到下端部地形成。2.如权利要求1所述的导流叶片，其中，在比上述负曲率部靠入口端的一侧，设置有上述轮廓线的曲率成为正曲率或者零的入口侧非负曲率部，在比上述负曲率部靠出口端的一侧，设置有上述轮廓线的曲率成为正曲率或者零的出口侧非负曲率部。3.如权利要求1或2所述的导流叶片，其中，上述负曲率部配置于比在全闭时其他上述导流...

【专利技术属性】
技术研发人员：川尻秀之，石川庆拓，小山创，矢田行人，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP