(57)【要約】【課題】耐久性を高い貫流水車のランナーを製造する。【解決手段】貫流水車は、水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根５と該ランナー羽根５の両端を固定する２枚の側板６とを有すると共に回転軸により支持されて導水管により導入された流水をランナー羽根５に受けて回転するランナー３とを備えている。ランナー３は、複数のランナー羽根５の両端が２枚の側板６によって固定されることによって形成されている。ランナー３は、ランナー羽根５に突起８を形成するとともに側板６に透孔７を形成し、突起８を透孔７に挿入し、治具９により突起８に割れ目８ａを入れて突起８を割れ目８ａから離れるように変形させてランナー羽根５を側板６に固定することによって製造される。【選択図】図４
2007051617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて前記導水管により導入された流水を前記ランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車の前記ランナーの製造方法であって、
前記ランナー羽根の両端に突起を形成する突起形成工程と、
前記側板に前記突起を挿入するための透孔を形成する透孔形成工程と、
前記透孔に前記突起を挿入する挿入工程と、
前記透孔に挿入された前記突起に割れ目を入れ、前記突起を前記割れ目から離れるように変形させて、前記ランナー羽根を前記側板に固定する固定工程とを有することを特徴とするランナーの製造方法。
【請求項２】
水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて前記導水管により導入された流水を前記ランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車の前記ランナーの製造方法であって、
前記側板に前記ランナー羽根の端部の少なくとも一部を挿入するための透孔を形成する透孔形成工程と、
前記透孔に前記ランナー羽根の端部の少なくとも一部を挿入する挿入工程と、
前記ランナー羽根の端部の前記透孔に挿入された部分を折り曲げて前記ランナー羽根を前記側板に固定する固定工程とを有することを特徴とするランナーの製造方法。
【請求項３】
前記ランナー羽根の両端部に突起を形成する突起形成工程をさらに有し、
前記挿入工程において、前記突起を前記透孔に挿入し、
前記固定工程において、前記突起を折り曲げることを特徴とする請求項２に記載のランナーの製造方法。
【請求項４】
前記挿入工程において、前記ランナー羽根の端部全体を前記透孔に挿入し、
前記固定工程において前記透孔に挿入した前記ランナー羽根の端部全体を折り曲げることを特徴とする請求項２に記載のランナーの製造方法。
【請求項５】
水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて前記導水管により導入された流水を前記ランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車のランナーであって、
前記側板には透孔が形成され、前記ランナー羽根の両端には突起が形成されて前記透孔に挿入されており、
前記突起には割れ目が形成され、前記突起が前記割れ目から離れるように変形していることにより、前記ランナー羽根が前記側板に固定されていることを特徴とするランナー。
【請求項６】
水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて前記導水管により導入された流水を前記ランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車のランナーであって、
前記側板には透孔が形成され、前記ランナー羽根の端部の少なくとも一部が前記透孔に挿入されており、
前記ランナー羽根の端部の前記透孔に挿入された部分が折り曲げられていることにより、前記ランナー羽根が前記側板に固定されていることを特徴とするランナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導水管とランナーとを有する貫流水車に使用されるランナーの製造方法およびランナーに関する。さらに詳述すると、本発明はランナーにおけるランナー羽根の取り付け構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水路から導水管に導入された水によりランナーが回転する貫流水車において、ランナーが、側板に複数のランナー羽根が取り付けられることによって形成されているものがある。例えば、特許文献１に記載のクロスフロー水車（貫流水車）では、側板に複数のランナー羽根が分散配置され、側板と複数のランナー羽根とが溶接により接合されることによりランナーが形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−２００７４号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のランナーでは、ランナー羽根が溶接により側板に固定されているので、溶接に起因する腐食や、疲労による強度低下を招き、ランナーの耐久性が低下してしまう虞がある。これらは材質としてステンレスを使用しても同様である。
【０００５】
本発明の目的は、耐久性の低下が生じにくいランナーの製造方法および耐久性の高いランナーを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明のランナーの製造方法は、水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて導水管により導入された流水をランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車のランナーの製造方法であって、ランナー羽根の両端に突起を形成する突起形成工程と、側板に突起を挿入するための透孔を形成する透孔形成工程と、透孔に突起を挿入する挿入工程と、透孔に挿入された突起に割れ目を入れ、突起を割れ目から離れるように変形させてランナー羽根を側板に固定する固定工程とを有する。
【０００７】
これによると、ランナー羽根の突起を側板の透孔に挿入し、割れ目を入れて突起を割れ目から離れるように変形させることによりランナー羽根を側板に固定するため、両者の接合部分を腐食し易くさせたり、両者の接合部分の強度を低下させたりしてしまうことなくランナーを製造することができる。また、ランナー羽根の突起を側板の透孔に挿入して割れ目を入れるという簡単な方法によりランナー羽根を側板に固定することができるので、両者を溶接により接合した場合と比べて、ランナー製造が容易になる。
【０００８】
別の観点から、本発明のランナーの製造方法は、水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて導水管により導入された流水をランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車の前記ランナーの製造方法であって、側板にランナー羽根の端部の少なくとも一部を挿入するための透孔を形成する透孔形成工程と、透孔にランナー羽根の端部の少なくとも一部を挿入する挿入工程と、ランナー羽根の端部の透孔に挿入された部分を折り曲げてランナー羽根を側板に固定する固定工程とを有する。
【０００９】
これによると、ランナー羽根の突起を側板の透孔に挿入して折り曲げることによりランナー羽根を側板に固定するため、両者の接合部分を腐食し易くさせたり、両者の接合部分の強度を低下させたりしてしまうことなくランナーを製造することができる。また、ランナー羽根の突起を側板の透孔に挿入して折り曲げるという簡単な方法によりランナー羽根を側板に固定することができるので、両者を溶接により接合した場合と比べて、ランナーを製造が容易になる。
【００１０】
このとき、ランナー羽根の両端部に突起を形成する突起形成工程をさらに有し、挿入工程において、突起を透孔に挿入し、固定工程において、突起を折り曲げてもよい。これによると、突起を折り曲げることにより容易にランナー羽根を側板に固定することができる。
【００１１】
又は、このとき、挿入工程において、ランナー羽根の端部全体を透孔に挿入し、固定工程において透孔に挿入したランナー羽根の全体を折り曲げてもよい。これによると、ランナー羽根がその端部全体において側板に固定されているため、両者の接合強度が高くなる。
【００１２】
本発明のランナーは、水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて導水管により導入された流水をランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車のランナーであって、側板には透孔が形成され、ランナー羽根の両端には突起が形成されて透孔に挿入されており、突起には割れ目が形成され、突起が割れ目から離れるように変形していることによりランナー羽根が側板に固定されている。
【００１３】
これによると、ランナー羽根の突起が側板の透孔に挿入され、突起に割れ目が形成されて突起が割れ目から離れるように変形していることによりランナー羽根が側板に固定されているため、ランナーの製造時に両者の接合部分が腐食し易くなったり、両者の接続部分において強度が低下したりすることがなく、ランナーの耐久性が向上する。
【００１４】
別の観点から、本発明のランナーは、水路からの流水を導入する導水管と、複数のランナー羽根と該ランナー羽根の両端を固定する２枚の側板とを有すると共に回転軸により支持されて導水管により導入された流水を前記ランナー羽根に受けて回転するランナーとを備える貫流水車のランナーであって、側板には透孔が形成され、ランナー羽根の端部の少なくとも一部が透孔に挿入されており、ランナー羽根の端部の透孔に挿入された部分が折り曲げられていることにより、ランナー羽根が側板に固定されている。
【００１５】
これによると、ランナー羽根の突起が側板の透孔に挿入されて折り曲げられることによりランナー羽根が側板に固定されているため、ランナーの製造時に両者の接合部分が腐食し易くなったり、両者の接合部分の強度が低下したりすることがなく、ランナーの耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は第１の実施の形態に係る貫流水車１を示す側面図である。貫流水車１は導水管２とランナー３とを有する。導水管２は川などの水路から水を導入する。ランナー３は、複数のランナー羽根５と該ランナー羽根５の両端を固定する２枚の側板６とを有する。そして、ランナー３は回転軸４により支持されて、導水管２により導入された流水（図中矢印Ａ，Ｂ）をランナー羽根５に受けて回転する。この貫流水車１の動作時には、導水管２からランナー３に水が流れ込む。これにより、水がランナー羽根５を押し下げるように作用し（図１中、矢印Ａ）、さらにランナー３に流れ込んだ水が外部に放出されるときにはランナー羽根５を押し上げるように作用する（図１中、矢印Ｂ）。よって、ランナー３が回転軸４を中心に回転する。ランナー３には例えば発電機が取り付けられており、ランナー３の回転により発電が行われる。
【００１８】
図２はランナー３でのランナー羽根５と側板６との関係を示す斜視図である。図３はその接合部分を拡大した正面図である。ランナー３は、側板６に形成された透孔７と、ランナー羽根５の回転軸４に沿った両端に形成され、透孔７に挿入されて割れ目８ａが入れられて後述するように側板６に固定された突起８とを有する。ここで、突起８はランナー羽根５の片端に２箇所、全部で４箇所に形成されている。なお、ランナー羽根５は金属材料からなる。
【００１９】
ここで、ランナー３を製造する方法について説明する。ランナー３を製造するには、まず、ランナー羽根５の両端に突起８を形成する（突起形成工程）とともに、側板６に突起８を挿入するための透孔７を形成する（透孔形成工程）。次に、透孔７に突起８を挿入する（挿入工程）。
【００２０】
次に、図４（ａ）に示すように、先細形状になった治具９により透孔７に挿入された突起８の中央部を押圧して、突起８に割れ目８ａを入れる。すると、図４（ｂ）に示すように、突起８がこの割れ目８ａから離れるように外側（図４（ｂ）の左右方向）に変形するため、突起８が透孔７から抜けなくなり、ランナー羽根５が側板６に固定される（固定工程）。そして、同様の工程により複数のランナー羽根５が２つの側板６に固定されることによりランナー３が製造される。
【００２１】
以上、説明した第１の実施の形態によると、ランナー羽根５の突起８を側板６の透孔７に挿入し、突起８に割れ目８ａを入れて突起８を割れ目８ａから離れるように変形させることによりランナー羽根５を側板６に固定することができる。したがって、両者の接合部分を腐食し易くさせたり、両者の接合部分の強度を低下させたりしてしまうことなくランナー３を製造することができ、ランナー３の耐久性が向上する。また、ランナー羽根５の突起８を側板６の透孔７に挿入して割れ目８ａを形成するという簡単な方法によりランナー羽根５を側板６に固定することができるので、両者を溶接により接合する場合と比べてランナー３の製造が容易になる。
【００２２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明における第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態においては、ランナー羽根を側板に固定する方法が第１の実施の形態と異なるので、この部分について説明する。
【００２３】
図５は、第２の実施の形態に係るランナー１３の側板１６とランナー羽根１５との接合部分の拡大斜視図である。ランナー１３は第１の実施の形態の場合と同様、側板１６とランナー羽根１５とを有し、側板１６には透孔１７が形成され、ランナー羽根１５には、突起１８が形成されている。突起１８は透孔１７に挿入されて折り曲げられており、これにより、ランナー羽根１５が側板１６に固定されている。なお、ランナー羽根１５は、金属材料又は合成樹脂材料からなる。また、突起１８は、第１の実施の形態の突起８と同様、各ランナー羽根１５の片端に２箇所、全部で４箇所形成されている（図２参照）。
【００２４】
ここで、ランナー１３の製造方法について説明する。ランナー１３を製造するには、まず、ランナー羽根１５の両端に突起１８を形成する（突起形成工程）とともに、側板１６に突起１８を挿入するための透孔１７を形成する（透孔形成工程）。そして、透孔１７に突起１８を挿入し（挿入工程）、透孔１７に挿入された突起１８を折り曲げてランナー羽根１５を側板１６に固定する（固定工程）。これにより、突起１８が透孔１７から抜けなくなり、ランナー羽根１５が側板１６に固定される。そして、同様の工程により複数のランナー羽根１５が２つの側板１６に固定されることによりランナー１３が製造される。
【００２５】
以上、説明した第２の実施の形態によると、ランナー羽根１５の突起１８を側板１６の透孔１７に挿入して折り曲げることによりランナー羽根１５を側板１６に固定することができる。したがって、両者の接合部分を腐食し易くさせたり、両者の接合部分の強度を低下させたりしてしまうことなくランナー１３を製造することができ、ランナー１３の耐久性が向上する。また、ランナー羽根１５の突起１８を側板１６の透孔１７に挿入して折り曲げるという簡単な方法によりランナー羽根１５を側板１６に固定することができるので、両者を溶接により接合する場合と比べてランナー１３の製造が容易になる。
【００２６】
次に第１、第２の実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
【００２７】
第１、第２の実施の形態ではランナー羽根の４箇所に突起を形成しているが、突起の数はこれには限られず必要に応じて適宜変更してもよい（変形例１）。
【００２８】
また、第２の実施の形態においては、突起１８をランナー羽根１５の端部に形成し、突起１８を透孔１７に挿入して折り曲げたが、ランナー羽根の厚みが薄い場合には、図６に示すように、ランナー羽根２５に突起を形成せず、ランナー羽根２５の端部２５ａを透孔２７に挿入し、端部２５ａを折り曲げてもよい（変形例２）。この場合、ランナー羽根２５が端部２５ａにおいて側板２６に固定されているため両者の接合強度が大きくなる。なお、このようにランナー羽根２５の端部２５ａを折り曲げると、ランナー羽根２５に歪みが生じる虞があるが、例えば、ランナー羽根２５の端部２５ａに予め切れ込みを形成するなどしておくことによりこのような歪みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る貫流水車を示す側面図である。
【図２】図１のランナーにおけるランナー羽根と側板との関係を示す斜視図である。
【図３】図２のランナー羽根と側板との接合部分を拡大した正面図である。
【図４】図３のランナー羽根を側板に固定する際の正面図であり、（ａ）は突起に割れ目を入れる直前の状態、（ｂ）は突起に割れ目を入れた後の状態をそれぞれ示す。
【図５】本発明における第２の実施の形態に係るランナーの、ランナー羽根と側板との接合部分を示す斜視図である。
【図６】変形例２のランナー羽根と側板との接合部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  貫流水車
２  導水管
３  ランナー
４  回転軸
５  ランナー羽根
６  側板
７  透孔
８  突起
８ａ  割れ目
１３  ランナー
１５  ランナー羽根
１６  側板
１７  透孔
１８  突起
２５  ランナー羽根
２６  側板
２７  透孔
【図１】
2007051617.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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