[发明专利]液压机的吸出管

说明书

技术领域

本发明涉及具有支柱(或隔板)的液压机的吸出管。

背景技术

液压机的吸出管设置在被旋转自如地支撑的叶轮的尾流侧，将从叶轮流出 的伴随着旋转的流动向排水口(放水口)引导。此时，吸出管内部的截面积随 着朝向下游逐渐增大，使吸出管内部的流动减速，使压力上升，从而起到降低 排出的动能的作用。

液压机的吸出管根据使用状况存在埋入地下或设置在水中的情况。因此由 于内部与外部的压力差，有可能变形或破损。为了避免这种问题，在液压机的 吸出管内部设置被称为支柱的强度部件。

支柱由于具有能承受来自外部的力的厚度和长度，因此由于碰撞、摩擦、 二维流等而产生损失，降低液压机整体的性能。因此，为了抑制由设置支柱而 引起的性能的降低，提出了各种方案。作为例子有专利文献1、专利文献2等。 但是，其大部分是要缓和由支柱隔开的流道内的流动的不均匀性。

专利文献1：日本特开平7-54754号公报

专利文献2：日本特开平7-158550号公报

非专利文献1：C.J.Baker，“The laminar horseshoe vortex”，J.Fluid Mech.， vol.95，part 2，pp.347-368

如吸出管的内壁近旁的流动那样，在逐渐减速的同时沿着壁面流动的水流 容易引起边界层剥离是已知的。而且，在边界层中如支柱那样存在钝的物体的 场合，在该物体与壁面的接合部附近产生被称为马蹄形涡的特征的涡。

在具有支柱的吸出管内部，在支柱的上游侧端部与吸出管内壁的接合部形 成马蹄形涡。对于该马蹄形涡，在非专利文献1中有详细记载。由于形成这种 涡，在支柱的上游侧端部周围引起大规模的边界层剥离，引起明显的损失。因 此，为了降低损失，抑制支柱上游侧端部中的马蹄形涡的形成和边界层剥离极 其重要。

发明内容

本发明鉴于这种情况而做出，目的在于提供一种抑制在支柱上游侧端部与 吸出管内壁的接合部上可能发生的马蹄形涡的形成并可降低在吸出管内部产 生的损失的液压机的吸出管。

为了达到上述目的，本发明的特征在于：将抑制在支柱的上游侧端部与吸 出管内壁的接合部的上游侧形成滞流的整流部件设置在接合部的上游侧。

更优选的是，整流部件以在从吸出管的侧面方向看到的包含支柱断面的平 面内，支柱的上游侧端部与整流部件上面所成的角度为90度以上的方式形成。

而且，更优选的是，整流部件以在将支柱的最大厚度设为D的场合，从 吸出管内壁沿着支柱的上游侧端部测量的到整流部件的表面为止的长度为 0.1D以上的方式形成。

另外，更优选的是，整流部件做成将上游侧作为顶点与吸出管内壁接触， 且将下游侧作为底面侧与支柱的上游侧端部接触的三角锥状的整流部件。

本发明具有以下效果。

液压机的吸出管由于构成为内部的截面积随着朝向下游而增大，因此如果 没有本发明的整流部件，则在支柱的上游侧端部与吸出管内壁的接合部的上游 侧形成滞流，从而形成马蹄形涡。在本发明中，由于设置了整流部件从而抑制 作为该马蹄形涡形成原因的滞流的形成，因此通过该整流部件的作用，阻碍了 接合部近旁的马蹄形涡的形成。其结果，在液压机的吸出管内，能够降低由二 维流引起的损失，并能够提高水轮机效率和泵效率等的液压性能(水力性能)。

附图说明

图1是从垂直于流动的方向观察涉及本发明的液压机的叶轮、吸出管、支 柱及排水口的俯视图。

图2是从垂直于流动的方向观察涉及本发明的液压机的叶轮、吸出管、支 柱及排水口的侧视图。

图3是表示本发明的第一实施例的吸出管的概观图。

图4是表示在本发明的实施例的比较例(没有整流部件的情况)中的支柱 的上游侧端部与吸出管的接合部附近的流动的图，(a)表示俯视图，(b)表示 侧视图。

图5是表示在本发明的实施例(有整流部件的情况)中的支柱的上游侧端 部与吸出管的接合部附近的流动的图，(a)表示俯视图，(b)表示侧视图。

图6是在本发明第一实施例中表示将整流部件做成椭圆形情况的例子的 图，(a)表示从上游侧看到的支柱及整流部件的主视图，(b)表示俯视图。