(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止構造物（９）に関して静止軸（Ｘ2）を中心として回転運動するように取り付けられたホイール（２）を有する水力装置（１）であって、前記ホイールが、強制水流（Ｅ）を通過させるように設計されており、前記水力装置が、
ホイール（２）を、ホイールの回転軸（Ｘ2）に関してセンタリングするようにされた流体力学軸受（１００）を備え、前記流体力学軸受（１００）が、第１に前記ホイールと共に回転するように拘束された要素（１１１、１１３；２５、１１３；２６）と、第２に前記静止構造物の一部分（９１）と、の間に設けられ、前記水力装置の第１の領域（Ｚ1）と第２の領域（Ｚ2）との間に配置され、
前記第１の領域（Ｚ1）が、前記強制水流（Ｅ）との流体連通状態にあり、運転中に、前記第１の領域（Ｚ1）の圧力（Ｐ’E）が、前記強制水流の圧力（ＰE）とほぼ同一であり、
前記第２の領域（Ｚ2）が、前記軸受によって前記強制水流から隔離されており、
水力装置（１）に水を供給するための供給ダクト（４）から水を供給される注水手段（９２から９６、１５０から１５５）と、注入される水の圧力を、前記供給ダクト（４）内の水の圧力に対して増加させる手段（１５３）と、を有し、
前記注水手段が、順次取り付けられた一連のダイアフラム（９２）を複数連備え、圧力増加手段（１５３）とともに、軸受（１００）内に注入される水の圧力を制御するように働くことを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記流体力学軸受（１００）が、前記ホイールと前記ホイールを支持するシャフト（１１）との間の接合部の領域の近傍で又は前記領域で、前記ホイール（２）の前記回転軸（Ｘ2）に沿って設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記注水手段（９２から９６、１５０から１５５）が、前記静止構造物の一部分（９１）を通って、前記軸受（１００）内に開口していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記ホイール（２）と共に回転するように拘束された前記要素（１１３）が、前記ホイールを支持するシャフト（１１）の端部（１１１）によって形成され、又は前記端部に取り付けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ホイール（２）と共に回転するように拘束された前記要素（１１３）が、前記ホイールと一体の部材（２５）によって形成され、又は前記部材に取り付けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ホイール（２）と共に回転するように拘束された前記要素（２６）が、前記ホイールに、取り外しできるように取り付けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記注水手段（９３から９６、１５０から１５５）が、対向する表面（９１ａ、１１３ａ）、すなわち前記ホイール（２）と共に回転するように拘束された前記要素（１１１と１１３、２５と１１３、２６）の表面と、前記静止構造物（９）の前記一部分（９１）の表面と、のうちの一方に設けられ、前記ホイール（２）の回転軸（Ｘ2）周りに均等に分布した複数の空洞（９７）内に開口し、これらの表面の間に、前記流体力学軸受（１００）が設けられていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
軸受が、１．５ｍから２ｍの範囲の直径（Ｄ100）を有する場合に、前記軸受の半径隙間（ｄ）が、０．５ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記軸受の半径隙間（ｄ）が、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
水力エネルギーを電気エネルギーに変換する、又はこの逆の変換をする設備（Ｉ）であって、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置（１）を含むことを特徴とする、設備。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか１項に記載の水力装置（１）における流体力学ラビリンス軸受の使用方法であって、
第１に前記水力装置のホイール（２）を通って流れる強制水流（Ｅ）との流体連通状態（Ｆ1）にある第１の領域（Ｚ1）と、第２に前記水力装置の第２の領域と、の間における流体の隔離を行う機能であって、前記第１の領域が、運転中に、前記強制水流の圧力（ＰE）とほぼ同一の圧力（Ｐ’E）であり、前記第２の領域が、前記第１の領域の前記圧力よりも小さい圧力である、流体の隔離を行う機能と、
注水手段が、圧力増加手段（１５３）とともに、軸受（１００）内に注入される水の圧力を制御するように働くことにより、ホイール（２）を、回転軸（Ｘ2）に関してセンタリングする機能と、
を発揮させる、使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止構造物との関係において静止軸を中心として回転運動するように取り付けられたホイールを有する水力装置に関し、ホイールは、強制水流を通過させるように設計されている。このような水流は、比較的高い圧力を有し、この圧力は、特に、水力装置の形状と、水力装置がその一部をなす設備の全体的な構成と、特に、水力装置がタービンである場合には、水頭と、に依存する。この水流の圧力は、一般に、３バールから８０バールの範囲である。水力装置のホイールを通過する強制水流は、水力装置がタービンである場合には、ホイールを回転駆動する。水力装置がポンプである場合には、回転された結果、水流が得られる。本発明は、タービンタイプ、ポンプタイプ、又はポンプタービンタイプの水力装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
フランシスタイプの水力タービンなどの水力装置では、第１に、水流の圧力とほぼ同一の水圧が加わるタービンの一部分と、第２に、ラビリンスを通って流れる水を設備の下流端に向かって排出することができる「低圧」チャンバと、の間に、ラビリンスを配設できることが知られている。ラビリンスを通過する水の流量は、タービンホイールに供給される水量に関して無視できない漏洩量を与える。この漏洩は、駆動水流ではなく、すなわち、ホイールの軸を中心としてタービンホイールを回転駆動するために使用されるものではない。一般に、フランシスタービンは、軸受を備えており、軸受は、回転軸に関してホイールを支持するシャフトをセンタリングするように設計されている。通常、シャフトシールも備えられ、シャフトシールは、水が交流発電機又は発電所のその他の部分に流入することを防止するように設計されている。装置のこれらの様々な品目、すなわち、ラビリンスと、軸受と、シャフトシールとは、比較的高価であり、これらの各々は、定期的な保守を必要とし、保守は、従来のフランシスタービンを稼働するコストを更に上昇させる。
【０００３】
同様の問題点が、ポンプ、特に、遠心ポンプと、タービンポンプにも発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に、本発明の目的は、公知の水力装置内のラビリンスに存在する漏洩を大幅に低減し、これにより、このような水力装置を組み込んだ設備の全体的な効率を向上させることができる、新しい水力装置を提案することによって、これらの欠点を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このために、本発明は、静止構造物に関して静止軸を中心として回転運動するように取り付けられたホイールを有する水力装置を備え、ホイールは、強制水流を通過させるように設計されている。この水力装置は、ホイールを、ホイールの回転軸に関してセンタリングするようにされた流体力学軸受を備え、この流体力学軸受は、第１に、ホイールと共に回転するように拘束された要素と、第２に、静止構造物の一部分と、の間に設けられており、更に、水力装置の第１の領域と第２の領域との間に配置され、第１の領域が、強制水流と流体連通状態にあり、運転中は、第１の領域の圧力は、強制水流の圧力とほぼ同一であり、第２の領域が、前述の軸受によって強制水流から隔離されていることを特徴としている。
【０００６】
本発明の意味においては、第１の領域内の圧力と強制水流の圧力とが同一のオーダーであるという意味において、第１の領域内の圧力は、強制水流の圧力とほぼ同一であると記載している。特に、第１の領域内の圧力は、水頭損失を無視すれば、強制水流の平均圧力とほぼ同一である。第１の領域内の圧力は、前述の強制水流の圧力の６０％より大きく、前述の強制水流の圧力の８０％より大きいことが好ましい。
【０００７】
本発明により、流体力学軸受は、従来の水力装置のラビリンス、軸受、及びシャフトシールの機能を、同時に発揮することができる。特に、流体力学軸受は、水力装置の第１の領域を第２の領域から効果的に隔離し、漏洩は、従来のラビリンスに伴って生じるものよりも非常に少ない。従って、タービンのホイールの近傍に供給された水量の大部分を回収することができ、この結果、この水は、ホイールを回転駆動することになる。この水力装置がポンプである場合には、従来の水力装置と比べて、ホイールによって搬送される水の大きな比率の部分を、水力装置の出口において回収することができる。
【０００８】
本発明の実施形態においては、水力装置が、技術的に可能な組合せにおいて、以下の特徴のうちの１つ又は複数のものを組み込むことができると有利であるが、必須ではない。
【０００９】
・ホイールとホイールを支持するシャフトとの間の接合部の領域の近傍に、又はこの領域内に、ホイールの回転軸に沿って、流体力学軸受を設ける。
【００１０】
・水力装置に水を供給する供給ダクトから水の供給を受ける注水手段が、静止構造物の部分を通って軸受内に開口しており、この場合、注入された水の圧力をダクト内の水の圧力に対して増加させる手段を備えると、有利である。
・この注水手段は、順次取り付けられた一連のダイアフラムを複数連備え、圧力増加手段とともに、軸受内に注入された水の圧力を制御するように働く。
【００１１】
・本発明の第１の実施形態では、ホイールと共に回転するように拘束された要素は、ホイールを支持するシャフトの端部によって形成されるか、又はシャフトの端部に取り付けられ、第２の実施形態においては、ホイールと共に回転するように拘束された要素は、ホイールと一体である部材によって形成されるか、又はホイールと一体である部材に取り付けられ、第３の実施形態においては、ホイールと共に回転するように拘束された要素は、ホイールに、取り外しできるように取り付けられている。
【００１２】
・注水手段は、ホイールと共に回転するように拘束された要素の表面と、この表面と対向する静止構造物の一部分の表面と、のうちの一方に設けられ、ホイールの回転軸周りに均等に分布した複数の空洞内に開口し、これらの表面の間に、流体力学軸受が設けられている。
【００１３】
・軸受の半径隙間は、１．５ｍから２ｍの範囲の直径を有する軸受に対して、０．５ｍｍ未満であり、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲内であることが好ましく、この軸受の小さな隙間により、軸受を通る水の漏洩を、非常に制限することができる。
【００１４】
本発明はまた、水力エネルギーを電気エネルギーに変換する、又はこの逆の変換をする設備を提供し、この設備は、前述の水力装置を備える。この設備は、製造が容易であり、特に、保守が簡単になるため、従来の水力装置よりも技術的性能が良く、経済的性能が良い。
【００１５】
本発明はまた、前述の条件下における流体力学ラビリンス軸受の使用方法をも提供する。すなわち、第１に水力装置の第１の領域と、第２に水力装置の第２の領域と、の間で流体隔離を行うという機能と、ホイールの回転軸に関してホイールをセンタリングするという機能と、を実施するための、流体力学ラビリンス軸受の使用方法を提供し、ここで、第１の領域は、水力装置のホイールを通って流れる強制水流と流体連通状態にあり、運転中は、強制水流の圧力とほぼ同一の圧力であり、第２の領域は、第１の領域内の圧力よりも小さい圧力である。
【００１６】
本発明の原理に準拠した水力装置と設備の３つの実施形態に関する以下の説明から、本発明について更に理解することができ、本発明のその他の利点が更に明らかとなるが、添付の図面を参照して付与される以下の説明は、例示を目的としたものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のフランシスタービンを含む本発明のエネルギー変換設備の原理を示す断面図である。
【図２】図１の部分ＩＩの拡大詳細図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の設備と水力装置を示す図であり、図１の右下部分に対応する半分を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の設備と水力装置を示す図であり、図３に類似した半分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示されている設備Ｉは、フランシスタービン１を含み、このフランシスタービンのホイール又は「ランナ」２が、ケーシング３から供給を受けており、このケーシングの内部には、強制水流ダクト４が開口している。タービン１は、シャフト１１を介して交流発電機５に結合されている。ケーシング３とホイール２との間には、一連のステーベーン６及びガイドベーン７が配設されており、この機能は、ダクト４及びケーシング３から流入してホイール２を通過し、排出コンジット８に向かう水流Ｅを、案内することである。
【００１９】
ホイールの回転軸は、静止しており、これには、参照符号Ｘ2が付与されている。
【００２０】
ホイール２には、ランナクラウン２２とランナバンド２３との間に延びるブレード２１が備えられている。これらのブレードは、ランナクラウン２２及びランナバンド２３とともに、ブレード間空間ＩＡを形成しており、水流Ｅは、ホイール２を通って流れる場合に、これらのブレードを通過する。
【００２１】
ホイール２は、ピン１２により、シャフト１１の下端部１１１に固定されており、これらのピンは、端部１１１内に設けられたオリフィス１１２を貫通し、ランナクラウン２２内に設けられたねじ穴２２１内に係合している。これらのピンが、対応するねじ穴２２１内に締結されたら、ナット１３が、多角形の頭部１２１により、それぞれのピン１２の周りに取り付けられる。
【００２２】
ケーシング３、ダクト４、及びコンジット８は、静止構造物９の一部分であって、この静止構造物は、図１及び図２には、断片的にのみ示されており、タービン１の回転部分、特に、シャフト１１及びホイール２を、支持している。
【００２３】
流体力学軸受１００が、シャフト１１の端部１１１の周りに形成されている。この軸受１００は、端部１１１の周りに取り付けられたリング又はバンド１１３と、このリングの周りに配設された環状の要素９１と、の間にわずかな隙間を有して、形成されている。環状の要素９１は、静止構造物９の一部を構成する。従って、これは、軸Ｘ2に関する回転中に、静止状態にある。
【００２４】
参照符号ｄは、リング１１３の半径方向外側表面１１３ａと、要素９１の半径方向内側表面９１ａとの間において、軸Ｘ2に関して半径方向に測定された距離を示している。距離ｄは、これらの表面の間に形成される、軸受１００の半径隙間である。半径隙間は、軸受の直径Ｄ100が１．５ｍから２ｍの範囲内である場合には、０．５ｍｍ未満の値を有する。半径隙間ｄの値は、前述の条件下において、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲内にあると、有利である。図２においては、この値が誇張されている。半径隙間ｄの値は、軸受１００が流体力学的に確実に作動するように決定される。
【００２５】
この値は、ラビリンスの通常の隙間よりも、大幅に小さく、ラビリンスの通常の隙間は、約１ｍｍから約３ｍｍの範囲である。
【００２６】
軸受１００には、強制水流ダクト４から水が供給される。パイプ１５０が、ダクト４内に設けられた取水口１５１を、ダクト４から流入する水から不純物を除去するフィルタ１５２に対して接続しているが、このような不純物は、特に、前述の水が搬送する砂の粒である。パイプ１５０を通る水流には、参照符号Ｅ1が付与されている。この水流は、前述のように、要素６、７、及び２を通過する水流Ｅの流量よりもはるかに小さい流量を有する。実際には、水流Ｅ1の流量は、従来のタービンの従来のラビリンスを通った水流の流量の１／３未満の値を有する。
【００２７】
パイプ１５０は、フィルタ１５２から下流のポンプ１５３に延びており、ポンプ１５３により、水流Ｅ1の水の圧力を増加させることができる。パイプ１５０は、軸Ｘ2に中心を持つトーラス形状のダクト１５４に接続されている。ダクト１５４により、軸Ｘ2の周りに分布した複数の地点において、要素９１を通して軸受１００に対して水を供給することができる。図示の例においては、軸Ｘ2を中心として均等に分布した１２個の給水点が軸受Ｐのために設けられており、２つの隣接する給水点の間の角度の差は、３０°である。
【００２８】
ポンプ１５３は、取水口１５１における水流Ｅ1の圧力を軸受１００に供給するのに十分なものにすることができるという意味において任意に選択できる。
【００２９】
給水点において、ダクト１５４は、取水口１５５を介して、一連のダイアフラム９２に対して接続されており、一連のダイアフラム９２は、要素９１内に設けられたコンジット９３内に、順次配設された状態で取り付けられている。このコンジット９３は、軸Ｘ2に関して半径方向である方向Ｄ1に延び、第２のコンジット９４内に開口しているが、第２コンジット９４の主方向Ｄ94は、コンジット９３の方向に対して垂直であると共に軸Ｘ2に対して平行である。このコンジット９３は、ねじ９５により、要素９１の上部部分を閉じられている。
【００３０】
第３のコンジット９６が、コンジット９３に対して平行に、すなわち、軸Ｘ2に関して半径方向である方向Ｄ96に延びており、コンジット９６は、表面９１ａ内に設けられた空洞９７に対してコンジット９４を接続している。従って、ダクト４から到来した水は、ポンプ１５３と、一連のダイアフラム９２と、によって制御された圧力で、１２個の空洞９７において、軸受１００内に注入することができる。
【００３１】
この軸Ｘ2の周りに分布した水の注入は、ホイール２及びシャフト１が構造９に関して回転運動する間、流体力学軸受を潤滑することができる。
【００３２】
この流体力学軸受内に水を注入する方式は、軸Ｘ2を中心としたホイール２の回転運動をバランスさせることができる。図１の左側及び右側にそれぞれ示されている２つの水注入点を考慮すれば、ホイール２が、例えば、過渡的な不均衡の影響を受け、軸Ｘ2に関して図１の左側に偏ることを想像することができる。このような状態では、軸受１００の隙間ｄは、図１の右側に位置する注入点と同一の側で増加する傾向を有し、図１の右側に位置する空洞９７から排出される水の絞りが少なく、この結果、この空洞から排出される水の流量を増加させることになる。この結果、一連のダイアフラム９２内の水頭損失が増加し、これにより、コンジット９４及び９６を通って空洞９７に流入する水の圧力が減少する。換言すれば、図１の左側へのホイール２の偏りは、この図の右側に示されている注入点において、水を軸受１００内に注入する圧力を低減することになる。
【００３３】
逆に、この偏りは、図１の左側に示されている注入点における軸受の隙間ｄを低減する。これは、この注入点の一連のダイアフラム９２を通る流量の減少を引き起こす。この流量の減少は、この一連のダイアフラム９２を通る水の水頭損失の減少と、この結果、前述の注入点で軸受１００内に注入される水の圧力の増加と、を引き起こす。
【００３４】
従って、図１において左側に偏るホイール２は、この図の右側に示されている注入点では、軸受１００内の圧力を低減し、この図の左側に示されている注入点では、水が軸受内に注入される圧力を増加させる。これらの圧力変動は、軸Ｘ2上においてホイール２を再度芯合わせすることになる。従って、流体力学軸受１００は、その回転軸Ｘ2上においてホイール２をセンタリングする機能を発揮する。
【００３５】
参照符号ＰEは、ホイール２の入口における、すなわち、ガイドベーン７の直ぐ下流のブレード２１の前縁２１ａの近傍における、水流Ｅの圧力を示している。参照符号９８は、支持部を示しており、この支持部は、静止構造物９の一部であり、その上部に要素９１が取り付けられている。ホイール２が構造９に関して回転することができるように、ランナクラウン２２の半径方向外側エッジ２２と支持部９８の間に隙間ＩNが設けられている。この隙間の存在により、水は、矢印Ｆ1によって示されているように、ホイール２の入口領域から領域Ｚ1内に流れ、この領域を圧力ＰEと同一のオーダーを有する圧力Ｐ’Eで満たす。実際には、領域Ｚ1は、軸受１００の直ぐ下方に位置し、圧力Ｐ’Eの値は、圧力ＰEの値の６０％超であり、圧力ＰEの値の８０％超であることが好ましい。
【００３６】
ピン１２の頭部１２１の近傍では、シャフト１１を取り囲むタービン１の第２の領域Ｚ2が形成される。通常、この領域には、水流Ｅの圧力ＰEは働かない。領域Ｚ2内には、最小限の量の水が必要である。領域Ｚ2内の圧力は、領域Ｚ1内の圧力未満であり、大気圧に等しいことが好ましい。
【００３７】
従って、軸受１００は、比較的高い圧力Ｐ’Eの水が存在する領域Ｚ1と、低い圧力を有する残りの量の水が存在する領域Ｚ2と、の間を隔離する機能を発揮する。従って、軸受１００は、「ラビリンス軸受」と呼称することができる。この隔離機能は、運転中に、パイプ１５０、ダクト１５４、及び様々なコンジット９５、９６、並びに、空洞９７を通って軸受に水が供給されることによって得られる。空洞９７内に注入された加圧水は、軸受１００内に分散し、この結果、領域Ｚ1から到来する水が領域Ｚ2に向かって流れることを防止する。水が、ポンプ１５３によって又は取水口１５１における圧力によって空洞９７内に注入される圧力ＰIは、圧力Ｐ’Eよりも大きい。
【００３８】
従って、流体力学軸受１００は、従来の水力装置にラビリンスが設置された場合と同様に、ステーベーン６及びガイドベーン７を通って流れる水流Ｅの一部分が領域Ｚ1での漏洩によって失われることを、防止する。領域Ｚ1とＺ2との間の流体力学軸受１００の存在は、このような漏洩を回避できるか、又は、このような漏洩を非常に制限することができることが、対照的である。多数の空洞９７を通って注入された水の量は、軸受１００内に分散し、一部の量が、重力により、領域Ｚ1内に流れる。換言すれば、水流Ｅ1の一部分Ｅ2が領域Ｚ1に向かって流れ、隙間ＩNを通り、水流Ｅに加わって、ホイール２の回転駆動に参加することができる。従って、この水流の一部分Ｅ2は、水力装置を駆動する駆動水流である。
【００３９】
水流Ｅ1の別の一部分Ｅ3は、領域Ｚ2に向かって流れるが、この部分は、水流ＥとＥ1の合計からの純粋な漏洩である。軸受１００の小さな半径方向の隙間ｄに鑑み、この水流の一部分Ｅ3は、水流Ｅの流量と比べて非常に小さな流量であり、これは、従来の水力装置と比較した改善点である。
【００４０】
キャップ１６０が、領域Ｚ2の周りに配設されており、水流Ｅ3によって蓄積される少量の水を保持することができる。ドレン管（図示せず）が、この少量の水を、ドレン貯めに導くことができる。シャフト１１とキャップ１６０との間の境界には、水跳ねの防止に、１組のバッフル１６１が備えられている。
【００４１】
表面１１３ａ及び９１ａは、水の供給中断という非常事態での磨耗及び焼付きに耐えるように処理されている。コーティング又はライニングの存在は、そのような非常事態において軸受１００が損傷することを防止する。
【００４２】
第１の実施形態においては、リング又はバンド１１３は、不可欠ではなく、前述のコーティングは、端部１１１の半径方向外側表面上に直接施工することができる。
【００４３】
図３に示す本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態の要素に類似した要素には、同様の参照符号が付与されている。以下の説明では、第１の実施形態と第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４４】
流体力学軸受１００は、静止構造物に属する環状の要素９１と、ホイール２のランナクラウン２２と一体であるフィン２５と、の間に設けられている。バンド１１３が、フィン２５の周りに取り付けられており、その半径方向外側表面１１３ａは、要素９１の半径方向内側表面９１ａとともに、軸受１００を形成する。領域Ｚ1は、要素９１の直下に形成され、ホイール２を通って流れる水流Ｅと隙間Ｉを介して流体連通状態にある。領域Ｚ2は、フィン２５とシャフト１１の下端部１１１との間に、半径方向に形成されている。流体力学軸受１００は、水が比較的高い圧力をその内部に有する領域Ｚ1を、水が低い圧力をその内部に有する領域Ｚ2から隔離することができ、領域Ｚ2内の圧力は、大気圧に等しいことが好ましい。
【００４５】
第１の実施形態と同様に、バンド１１３は、省略することができる。この場合、軸受１００は、フィン２５の半径方向外側表面と表面９１ａとの間に形成され、フィン２５の半径方向外側表面は、任意に適切な被膜によって被覆されている。
【００４６】
図４に示す本発明の第３の実施形態では、第１の実施形態の要素に類似した要素には、同様の参照符号が付与されている。以下の説明では、第３の実施形態と第１の実施形態の相違点についてのみ説明する。
【００４７】
リング２６が、ねじ２７によって、ホイール２のランナクラウン２２に取り付けられており、ねじ２７は、前述のランナクラウンの周囲に分布配置されている。リング２６は、第１及び第２の実施形態のバンド１１３の材料に類似した材料でできている。リング２６は、半径方向外側表面１１３ａに、任意に適切な被覆が施されており、半径方向外側表面１１３ａは、静止部の要素９１の半径方向外側表面９１ａに対向しており、半径方向外側表面９１ａとともに流体力学軸受１００を形成する。前述のように、軸受１００は、高圧領域Ｚ1と低圧領域Ｚ２とを相互に隔離することができ、高圧領域Ｚ1は、要素９１の下方に位置し、ホイール２を介して流れる水流Ｅと隙間ＩNを通して流体連通状態にあり、低圧領域Ｚ２は、リング２６とタービン１のシャフト１１の下端部１１１との間に位置する。
【００４８】
第２及び第３の実施形態の軸受１００は、第１の実施形態の軸受と同様に、センタリング機能を発揮する。これらは、同一の方式によって作動し、従って、更に詳細な説明は省略する。
【００４９】
対象とする実施形態とは無関係に、従来の水力装置のラビリンスの隙間と比較して、流体力学軸受の半径隙間を低減することは、すなわち、隙間ｄを低減することは、漏洩による損失を非常に制限し、タービン１の効率を向上させることができる。漏洩による損失は、第１の実施形態の水流Ｅ3と、その他の実施形態の対応する水流に限定されている。更に、流体力学軸受１００の位置を、軸Ｘ2に比較的近接させて直径２ｍ未満とすると、ホイールの運転中にホイールを適切にセンタリングすることができ、軸Ｘ2に垂直なシャフトの運動を低減することができる。この望ましくない運動の低減は、ランナバンド２３と静止構造物９との間に設置されるラビリンス１７０の設計を容易にし、ホイールの下流領域における漏洩を制限する。又、これにより、タービン１の効率も改善される。
【００５０】
水力装置１における流体力学軸受１００の設計及び流体力学軸受１００の配置は、流体力学軸受１００に、従来の水力装置のラビリンス、軸受、及びシャフトシールのそれぞれの機能を実施させ、製造コストと、保守コストと、において有利である。
【００５１】
本発明は、以上に記述した例に限定せず、フランシスタービン以外のタービン、ポンプ、特に、遠心ポンプ、又はポンプタービンと共に実施することができる。
【図１】
0005550562.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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