(57)【要約】羽根車の低圧側の流体の旋回成分を抑制して高効率で広い安定運転範囲を有するターボ機械を得る。シュラウドを有する羽根車とこの羽根車１の低圧側４１に吸込管あるいは吸出管であるドラフト管２を備えたターボ機械において、ドラフト管の内面に羽根車回転軸方向の溝を円周方向に多数設ける。溝は溝自体の構成、例えば１〜２０ｍｍの浅深さとして、溝内空間部を無体とすることによって旋回成分を抑制するようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項２】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項３】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項４】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が歯車の歯と歯底との関係と同じにして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項５】
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項６】
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、溝自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項７】
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、溝自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項８】
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、溝自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項９】
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト管溝先端部における径をＤとしたときに、
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【請求項１０】シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものでって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト管溝先端部における径をＤとしたときに、
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【請求項１１】シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフ
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したことを特徴とするターボ機械。
【請求項１２】
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものでって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト
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たことを特徴とするターボ機械。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はポンプ、ポンプ水車、水車あるいは圧縮機等のターボ機械に関し、特に羽根車の低圧側の旋回流れを抑制するようにしたターボ機械に関する。
背景技術
従来のターボ機械の一例として、揚水発電所にて用いられるポンプ水車の場合について説明する。ポンプ水車のポンプ運転は下ダムの水を上ダムに汲み上げる運転モードである。この時の羽根車前後では、羽根車の低圧側にある吸出管から羽根車に水が流入する。ポンプ水車の吸出管か曲がり部を有するので、曲がり部で２次流れが発生し、水の流れは旋回成分を有した状態で羽根車に流入する。この旋回成分は効率の低下、不安定運転の原因となっている。
また、ポンプ水車の水車運転では、定格最大出力から部分負荷出力まで運転される。これは羽根車から流出する流れが旋回成分を持たない領域を挟んで、回転方向と同じ方向あるいは反対方向の旋回成分を持った流れが流出される運転領域である。旋回成分を持った流れが流出されると吸出管内で旋回渦流れが発生し、振動あるいは騒音を引き起こすので安定運転の障害となる。
旋回成分を抑制する従来の技術としては、サクションリング、フィンなどが知られている。
特許第２，５９８，１２０号公報には、水車やポンプ、ポンプ水車等の流体回転機械にドラフトを設けたものにおいて、前記ドラフトの内周壁に溝を設け、この溝内に旋回流抑制フィンを流水方向に収容したことを特徴とする旋回流抑制型ドラフト構造が記載されている。
実公昭４４−６４２号公報には、水車の吸出管入口の内部に突出した案内装置を吸出管の内壁周囲に配列し、更に該案内装置を水車運転時において適宜に壁内へ引き入れる装置を設け、該引き入れ装置により調整される前記案内装置によって水車ランナ出口における水流を修正することを特徴とする反動水車の吸出管が記載されている。
発明開示
しかしながら、サクションリングあるいはフィンは旋回成分をある程度抑制するものの、それ自体が流れの障害物となるために効率の低下、あるいは、水車運転時にはサクションリング、フィンの破損、脱落する場合もあり、所望の要求を満足できない。
本発明の目的は、簡単な構造で、羽根車の低圧側の流体の旋回成分を抑制して高効率で広い安定運転範囲を有するターボ機械を得ることにある。
上記の目的を達成するために本発明は、シュラウドを有する羽根車とこの羽根車の低圧側に吸込管あるいは吸出管などのドラフト管を備えたターボ機械において、このドラフト管内面である内壁に羽根車回転軸方向の溝を円周方向に複数あるいは多数設けて、溝自体の作用によって旋回流を抑制するようにしたことにある。溝の深さは浅い形状のものがよく、１〜２０ｍｍの深さが推奨される。
本発明の更なる特徴は、シュラウドを有する羽根車とこの羽根車の低圧側に吸込管あるいは吸出管を備えたターボ機械において、ドラフト管の内面に羽根車回転軸方向の溝を円周方向に複数備えた段を複数段有することにある。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の実施例である水車あるいはポンプ水車等のターボ機械１００の構造断面を示す。水車あるいはポンプ水車等のターボ機械１００は羽根車１と、低圧側４１に吸込管あるいは吸出管であるドラフト管２を備える。羽根車１は、回転軸３（主軸）とシュラウド５を備えたランナ室４および羽根車１を覆う上カバー６および下カバー７を備える。羽根車１の高圧側４２にはガイドベーン８、ステーベーン９そしてケーシング１０が設けられる。
シュラウド５と下カバー７との間の間隙１１を洩れた水が流過する。
羽根車１の回転による回転駆動力は回転軸３を介して図示しない発電機に伝達されるか、発電機からの回転力が回転軸３を介して羽根車１に伝えられる。
羽根車１の下半部を覆う下カバー７にはドラフト管２が一体あるいは一体的に設けられており、ドラフト管２内に流体の流路１２が形成される。
ドラフト管２の羽根車１に面する上端部には上端からシュラウド５に対向する形で多数の溝１３が設けてある。多数の溝１３は群を形成しており、第１図の場合、溝群は１段をなす。
尚、１５は回転軸３の中心線を示すと共に、羽根車の軸方向を示す。また、ドラフト管２の上半部の方向をも示す。
第２図は、シュラウド５と溝１３との配設関係を拡大して示す。第２図に示すように間隙１１の流路間隔を狭めるためにシュラウド５が設けられるが、流れる流量を零にすることは不可能であり、ここを流れる流体が１つの原因として、また羽根車１によって与えられる旋回力によって流体には旋回力が生じ、効率を低下させる。
本実施例ではシュラウド５に対向して溝１３を設けている。
シュラウド５と溝１３との配設関係を誇張して表示すると第３図のようになる。シュラウド５の下端面３１に対向して溝１３の上端開放部３２が対向する。このように配設することによって、間隙１１を流れる洩れによる旋回流あるいは羽根車１による旋回流を抑制することができる。
第４図は、第３図のＩＶ−ＩＶ断面図である。ドラフト管２の内面である内壁部１６には溝１３が形成される。溝１３は、例えば断面矩形状をなし、二つの側方面２１，２２と底面２３とから構成され、二つの側方面２１，２２と底面２３とによって形成される空間部２４には何も設置されず、無体溝とされていることに１つの特徴をなす。溝１３の底面深さは１〜２０ｍｍが実験によれば望ましい範囲であることが判った。この深さは水車、あるいはポンプ水車の大きさに関係なく、旋回流を生じるターボ機械に有効である。このように、溝自身の浅深さ形状によって損失を小さく抑えて旋回成分を抑制する。
旋回流は浅い深さ形状の溝自体の作用に抑制される。深い形状の溝形成とすることは流れに与える損失上望ましいことではない。
また溝１３は隣りにほぼ同じ幅の円周壁２５が残されており、この円周壁２５と一対をなし、隣りの溝１３ａ、１３ｂに隣接する。
また、溝１３は第１図および第２図に示すように、回転軸３の軸方向に延びて形成される。
以上のように、本実施例によれば、ドラフト管２は、ドラフト管内壁にシュラウド５に対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝１３が隣りの円周壁２５と一対をなして、円周壁２５を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してある。
尚、ドラフト管２に溝１３を形成する例について説明したが、ドラフト管２の上側に接続される円筒管に溝１３を設けても同一の作用をなすことは明らかである。この場合にあっては円筒管はドラフト管の一部をなす。
溝形状の１列を示せば、溝深さｄ＝２ｍｍ、溝幅Ｗ＝１０ｍｍ、溝長さ６２．６ｍｍ、溝数ｎ＝３６、ドラフト管入口径（溝先端部）Ｄ＝２５４．５ｍｍとなる。
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くは０．２〜０．５とするのがよい。
第５図は、他の実施例を示す。この例にあっては、溝１３を回転軸３の回転軸方向１５に対して傾斜して設けたことを特徴とする。傾斜は大きく設けることを要せず、回転軸方向に対し１５°以内におさめる。望ましくは、１０℃以内とする。
他の構成は先の実施例と同一であるので、説明を繰り返さない。
第６図は、他の実施例を示す。この例にあっては第１の実施例で示した溝１３，１３′の群５０，５１を上下２つ隣接して設けていることに特徴がある。複数個設けることが可能であるが、２つ設ければ充分である。
他の構成は、先の実施例と同一である。
第２の実施例で採用した傾斜した溝構成を第６図と同じに溝群を２つ上下に隣接して設けてもよい。
第７図は、溝１３と円周壁部２５の斜視図を示す。この図に示すように、一対の溝１３と円周壁部２５は例えば３６個歯車の歯車形状と同じようにして並べることになる。
シュラウド５を有する羽根車１と羽根車１の低圧側４１にドラフト管２の内面の内壁部１６に溝１３が設けられている。
羽根車１をポンプとして使用する場合には、羽根車の低圧側４１から羽根車の高圧側４２の方向に流体が流れる。羽根車１に回転方向の旋回成分を持った流れが流入すると、オイラーヘッドが低下し、揚程が低下し、ポンプ効率が低下する。本発明では、この旋回成分を抑制するために前述した溝１３を設ける。すなわち、溝１３の中を回転軸方向あるいは回転軸と傾斜した方向に流体が流れるので、溝１３の形状によって羽根車の低圧側４１の流体の旋回成分を抑制することができる。
尚、旋回成分を抑制するためにドラフト管２の上端面から設けることなく、第８図に示すようにＴの幅を置いて、近傍から設けてもよい。Ｔは直径Ｄより小さく設定する。また、他の構成は第１図に示す例と同様である。
第９図には本発明によるポンプの特性曲線を示す。横軸は揚水量である。左縦軸はポンプ効率、右縦軸は全揚程である。破線は従来の技術の特性曲線を示す。実線は本発明の特性曲線を示す。本発明により、従来技術に比べ、本発明の溝の効果により、同一揚水量で全揚程が増加し、全揚程の増加分に相当するポンプ効率が増加する。
羽根車１を水車として使用する場合には、羽根車の高圧側４２から羽根車の低圧側４１の方向に流体が流れる。水車運転では、定格最大出力から部分負荷出力まで運転される。これは羽根車１から流出する流れが旋回成分を持たない領域を挟んで、回転方向と同じ方向あるいは反対方向の旋回成分を持った流れが流出される運転領域である。旋回成分を持った流れが流出されるとドラフト管２である吸出管で旋回渦流れが発生し、振動あるいは騒音を引き起こすので安定運転の障害となる。すなわち、本実施例によれば、溝１３の中を回転軸方向に流体が流れるので、羽根車の低圧側４１の流体の旋回成分を抑制することができる。
本発明は、以下の構成を有するターボ機械を提供する。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が歯車の歯と歯底との関係と同じにして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流れが底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであることを特徴とするターボ機械。
シュラウドを有する羽根車と、および該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対抗する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
本発明によれば、羽根車の低圧側の流体の旋回成分を溝により抑制できるので、高効率で安定運転が可能なターボ機械を実現できる効果がある。
また、本発明によれば、シュラウドと下カバーとの間に流れる流体による旋回成分を含めて羽根車の低圧側の流体の旋回成分を溝により抑制できるので、同一揚水量に対して全揚程が増加するので、高効率で安定運転が可能で機械のサイズが小さく低コストのターボ機械を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の一例を示すターボ機械の構成断面図。
第２図は第１図の一部拡大断面図である。
第３図は第１図の一部誇張断面図である。
第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
第５図は他の実施例の構成断面図である。
第６図は他の実施例の構成断面図である。
第７図は第１図の一部構成の斜視図である。
第８図は本発明の他の実施例の一例を示すターボ機械の構成断面図である。
第９図は本発明の実施例のターボ機械の特性曲線を示す線図である。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成13年10月30日(2001.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項２】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項３】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項４】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が歯車の歯と歯底との関係と同じにして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項５】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項６】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、溝自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項７】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、溝自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項８】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、溝自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
【請求項９】
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト管溝先端部における径をＤとしたと
2002084125.tif 000017
【請求項１０】回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト管溝先端部における径をＤとしたと
2002084125.tif 000018
【請求項１１】回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト管溝先端部における径をＤとしたときに、
2002084125.tif 000019
【請求項１２】回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであって、溝数をｎ、溝幅をＷ、ドラフト管溝先端部における径をＤとしたときに、
2002084125.tif 000020
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
定格最大出力から部分負荷出力まで運転される。これは羽根車１から流出する流れが旋回成分を持たない領域を挟んで、回転方向と同じ方向あるいは反対方向の旋回成分を持った流れが流出される運転領域である。旋回成分を持った流れが流出されるとドラフト管２である吸出管で旋回渦流れが発生し、振動あるいは騒音を引き起こすので安定運転の障害となる。すなわち、本実施例によれば、溝１３の中を回転軸方向に流体が流れるので、羽根車の低圧側４１の流体の旋回成分を抑制することができる。
本発明は、以下の構成を有するターボ機械を提供する。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して多数形成してあり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が隣りの円周壁と一対をなして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さの溝が歯車の歯と歯底との関係と同じにして、円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成してあるものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向する形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに対向す


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
る形で１〜２０ｍｍの浅深さを有し、自身の浅深さ形状自体によって流体の旋回成分を抑制する溝を円周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に多数形成して成るものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流れが底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであることを特徴とするターボ機械。
回転軸とシュラウドとを有する羽根車と、羽根車を覆うカバーとおよび該カバーに一体的に設けられた該羽根車の低圧側に設けたドラフト管とを備えたターボ機械において、
前記ドラフト管は、ドラフト管内壁に前記シュラウドに隣接して、浅深さの底面と対向する側面とを有し、対向する側面側から流入した流体の旋回流が底面側に流れて、対向する側面側に流れる形状の溝がほぼ同じ幅の内周壁を置いて隣接して回転軸方向に対して傾斜する方向に対して傾斜する方向に多数設けられ、溝自体形状によって流体の旋回成分を抑制するものであり、かつ多数の溝からなる溝群を隣接して複数段設けたものであることを特徴とするターボ機械。
本発明によれば、羽根車の低圧側の流体の旋回成分を溝により抑制できるので、高効率で安定運転が可能なターボ機械を実現できる効果がある。
また、本発明によれば、シュラウドと下カバーとの間に流れる流体による旋回成分を含めて羽根車の低圧側の流体の旋回成分を溝により抑制できるので、同一揚水量に対して全揚程が増加するので、高効率で安定運転が可能で機械のサイズが小さく低コストのターボ機械を実現できる効果がある。




【国際調査報告】
2002084125.tif 000021
2002084125.tif 000022