[發明專利]液壓機的吸出管

有效

• 申請號: 200910003118.9
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101487438A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 新谷賢司;野本悟;谷清人
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00;F03B3/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 張敬強

技術領域

本發明涉及具有支柱(或隔板)的液壓機的吸出管。

背景技術

液壓機的吸出管設置在被旋轉自如地支撐的葉輪的尾流側，將從葉輪流出 的伴隨著旋轉的流動向排水口(放水口)引導。此時，吸出管內部的截面積隨 著朝向下游逐漸增大，使吸出管內部的流動減速，使壓力上升，從而起到降低 排出的動能的作用。

液壓機的吸出管根據使用狀況存在埋入地下或設置在水中的情況。因此由 于內部與外部的壓力差，有可能變形或破損。為了避免這種問題，在液壓機的 吸出管內部設置被稱為支柱的強度部件。

支柱由于具有能承受來自外部的力的厚度和長度，因此由于碰撞、摩擦、 二維流等而產生損失，降低液壓機整體的性能。因此，為了抑制由設置支柱而 引起的性能的降低，提出了各種方案。作為例子有專利文獻1、專利文獻2等。 但是，其大部分是要緩和由支柱隔開的流道內的流動的不均勻性。

專利文獻1：日本特開平7-54754號公報

專利文獻2：日本特開平7-158550號公報

非專利文獻1：C.J.Baker，“The?laminar?horseshoe?vortex”，J.Fluid?Mech.， vol.95，part?2，pp.347-368

如吸出管的內壁近旁的流動那樣，在逐漸減速的同時沿著壁面流動的水流 容易引起邊界層剝離是已知的。而且，在邊界層中如支柱那樣存在鈍的物體的 場合，在該物體與壁面的接合部附近產生被稱為馬蹄形渦的特征的渦。

在具有支柱的吸出管內部，在支柱的上游側端部與吸出管內壁的接合部形 成馬蹄形渦。對于該馬蹄形渦，在非專利文獻1中有詳細記載。由于形成這種 渦，在支柱的上游側端部周圍引起大規模的邊界層剝離，引起明顯的損失。因 此，為了降低損失，抑制支柱上游側端部中的馬蹄形渦的形成和邊界層剝離極 其重要。

發明內容

本發明鑒于這種情況而做出，目的在于提供一種抑制在支柱上游側端部與 吸出管內壁的接合部上可能發生的馬蹄形渦的形成并可降低在吸出管內部產 生的損失的液壓機的吸出管。

為了達到上述目的，本發明的特征在于：將抑制在支柱的上游側端部與吸 出管內壁的接合部的上游側形成滯流的整流部件設置在接合部的上游側。

更優選的是，整流部件以在從吸出管的側面方向看到的包含支柱斷面的平 面內，支柱的上游側端部與整流部件上面所成的角度為90度以上的方式形成。

而且，更優選的是，整流部件以在將支柱的最大厚度設為D的場合，從 吸出管內壁沿著支柱的上游側端部測量的到整流部件的表面為止的長度為 0.1D以上的方式形成。

另外，更優選的是，整流部件做成將上游側作為頂點與吸出管內壁接觸， 且將下游側作為底面側與支柱的上游側端部接觸的三角錐狀的整流部件。

本發明具有以下效果。

液壓機的吸出管由于構成為內部的截面積隨著朝向下游而增大，因此如果 沒有本發明的整流部件，則在支柱的上游側端部與吸出管內壁的接合部的上游 側形成滯流，從而形成馬蹄形渦。在本發明中，由于設置了整流部件從而抑制 作為該馬蹄形渦形成原因的滯流的形成，因此通過該整流部件的作用，阻礙了 接合部近旁的馬蹄形渦的形成。其結果，在液壓機的吸出管內，能夠降低由二 維流引起的損失，并能夠提高水輪機效率和泵效率等的液壓性能(水力性能)。

附圖說明

圖1是從垂直于流動的方向觀察涉及本發明的液壓機的葉輪、吸出管、支 柱及排水口的俯視圖。

圖2是從垂直于流動的方向觀察涉及本發明的液壓機的葉輪、吸出管、支 柱及排水口的側視圖。

圖3是表示本發明的第一實施例的吸出管的概觀圖。

圖4是表示在本發明的實施例的比較例(沒有整流部件的情況)中的支柱 的上游側端部與吸出管的接合部附近的流動的圖，(a)表示俯視圖，(b)表示 側視圖。

圖5是表示在本發明的實施例(有整流部件的情況)中的支柱的上游側端 部與吸出管的接合部附近的流動的圖，(a)表示俯視圖，(b)表示側視圖。

圖6是在本發明第一實施例中表示將整流部件做成橢圓形情況的例子的 圖，(a)表示從上游側看到的支柱及整流部件的主視圖，(b)表示俯視圖。