JP2002235652A - フランシス水車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シール用連通路からドラフトチューブ内に流出
する水流による水車の水車効率の低下を抑制できるフラ
ンシス水車を提供する。 【解決手段】フランシス水車１の主軸２と一体に回転す
るランナ３の外周部３ａに設けたシュラウドリング５の
外周に、ランナ３の上流側１３と下流側１４とを連通す
るシール用連通路１５を形成し、その上流側端部１５ａ
をシールするように下カバー７を配設する。ランナ３の
下流側にドラフトチューブ４を設置する。連通路１５の
チューブ４側部分である下流側端部１５ｂを、チューブ
４の入口部４ａを通る主流の流れ方向に対して順方向に
傾け、その上流側でリング５との間をシールするように
カバー７の下流側端部７ａにシールリング６を設ける。
連通路１５内に流入した水を、チューブ４の入口部４ａ
において、主流に対して斜めとなる順方向から合流させ
て主流を乱さないようにしたこと特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ダムや堰
などの内部に設置されて水力発電に用いられるフランシ
ス水車に関する。

【０００２】

【従来の技術】フランシス水車は、主軸に連結されてい
るランナ（羽根車）が有している複数枚のランナベーン
が水流を受けることにより回転する。

【０００３】ランナを回転させる水は、例えば、ダムな
どの貯水槽から取水口などを通して水圧管路内に取り入
れられる。この水圧管路内に取り入れられた水は、貯水
槽に貯えられていた状態で有していた位置エネルギーに
相当するエネルギーがランナにより取り出され、エネル
ギーを失った低圧の水がドラフトチューブから放出され
る。

【０００４】ランナの周囲には、水圧管路によって導か
れた水流を、ランナに向けてその外周側から周方向に沿
って略一定の向きに流すための渦巻形のケーシング（渦
巻室）が、ランナをその外側から囲むように配設されて
いる。このケーシングの中には、その中央部にランナが
回転自在に配置されている。このランナの周囲には、ケ
ーシング内を流れる水流が各ランナベーンに効率よく当
たるように、ランナベーンに向かう水流の流量などを加
減しつつ案内するための複数枚のガイドベーン（案内羽
根）が配置されている。これらのガイドベーンの周囲に
は、水流の流れを整える（整流する）ため、および構造
強度の上での複数枚のステーベーンを有するスピードリ
ングが配置されている。また、ランナの下流側には、ラ
ンナを回転させた後の水流を、水車の外部、例えば、放
水路などに放出するためのドラフトチューブ（吸出し
管）が設けられている。

【０００５】また、ランナの外周部にはシュラウドリン
グが設けられ、このリングの外周部には、ランナの上流
側とドラフトチューブの上流側端部とを連通する隙間が
設けられている。この隙間は、ここから水車の外部に水
が漏れないように、ケーシングをその下方から支持する
ように設けられた下カバーによって覆われている。すな
わち、前記隙間は、ケーシングとドラフトチューブとを
連通するシール用連通路として形成されている。これに
より、ケーシング内の水流の一部は、ランナの内部を通
ることなく、シール用連通路を通ってランナの上流側か
らドラフトチューブ内に直接流れ込む。

【０００６】このシール用連通路を通る水流の流量が増
えると、ランナを回転させる水流の流量が減り、水車の
発電効率が損われる。この損失を抑制するために、シー
ル用連通路は、その入口において下カバーのランナの上
流側とシュラウドリングの上部との間を接近させて絞ら
れている。それとともに、シール用連通路の出口におい
て下カバーに設けられたシールリングで、シュラウドリ
ングの下流側端部とドラフトチューブの上流側端部との
間を絞られている。

【０００７】以上説明した構成により、水圧管路からケ
ーシング内に流れ込んだ水流は、その殆どがスピードリ
ングおよびガイドベーンによって所定の流れ状態に調節
された後、ランナに向けて流される。ランナは、ランナ
ベーンが水流を受けることにより回転する。ランナが回
転すると、このランナに連結されている主軸が回転す
る。主軸は発電機に連結されており、主軸が回転するこ
とにより、発電機は発電する。水流は、ランナを回転さ
せた後、ドラフトチューブを通って放水路に放出され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ランナの上流側からシ
ール用連通路内に流れ込んだ水は、ドラフトチューブの
上流側端部からドラフトチューブ内に流出される。シー
ル用連通路の出口側端部は、簡単に形成できるように、
一般にはドラフトチューブの入口側壁面に対して略直角
に形成されて、ドラフトチューブの入口に連通されてい
る。したがって、シール用連通路からドラフトチューブ
内に流出する水の流れは、ランナを通過してドラフトチ
ューブ内に流れ込む水流（主流）の流れに対して略直角
方向から合流する。これにより、主流の流れが容易に乱
される。主流の流れが乱されると、エネルギー損失を生
じ、水車の効率が損われる。

【０００９】よって、本発明が解決しようとする課題
は、シール用連通路からドラフトチューブ内に流出する
水流によるランナの効率の低下を抑制できるフランシス
水車を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係るフランシス水車は、主軸と、水流を受
けて前記主軸と一体に回転するランナと、このランナの
下流側に設けられて前記水流を放出するドラフトチュー
ブと、前記ランナの外周部に設けられたシュラウドリン
グと、このシュラウドリングの外周に、前記ランナの上
流側と下流側とを連通するシール用連通路を前記シュラ
ウドリングとの間に形成して設けられ、かつ、前記シー
ル用連通路の前記ドラフトチューブ側部分を、前記ドラ
フトチューブの入口部を通る水流の流れ方向に対して順
方向に傾けるとともに、その上流側で前記シュラウドリ
ングとの間をシールするシールリングを有した下カバー
とを具備することを特徴とするものである。

【００１１】また、前記課題を解決するために、本発明
に係るフランシス水車は、主軸と、水流を受けて前記主
軸と一体に回転するランナと、このランナの下流側に設
けられて前記水流を放出するドラフトチューブと、前記
ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、この
シュラウドリングの外周に、前記ランナの上流側と下流
側とを連通するシール用連通路を前記シュラウドリング
との間に形成して設けられ、かつ、一端部で前記シュラ
ウドリングとの間をシールする外側シールリング、この
外側シールリングによるシール部より下流側に前記シュ
ラウドリングの下流側端面に近接して連続するように前
記外側シールリングの内側に配設された内側シールリン
グ、および前記ドラフトチューブの入口部を通る水流の
流れ方向に対して順方向に傾いた通路出口を有して前記
両シールリング間に形成された漏れ通路を有した下カバ
ーとを具備することを特徴とするものである。

【００１２】また、前記課題を解決するために、本発明
に係るフランシス水車は、主軸と、水流を受けて前記主
軸と一体に回転するランナと、このランナの下流側に設
けられて前記水流を放出するドラフトチューブと、前記
ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、この
シュラウドリングの下流側端部から前記ドラフトチュー
ブの入口部を通る水流の流れ方向と略同方向に向けて設
けられたフローガイドと、前記シュラウドリングの外周
に、前記ランナの上流側と下流側とを連通するシール用
連通路を前記シュラウドリングとの間に形成して設けら
れ、かつ、このシール用連通路の前記ドラフトチューブ
側部分の一部を、前記シュラウドリングとともにシール
するとともに、そのシール部より下流側において、前記
ドラフトチューブの入口部を通る水流の流れ方向と略同
方向に向けて、前記フローガイドとともに、前記シール
用連通路の出口側での流れを案内するシールリングを有
した下カバーとを具備することを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、前記課題を解決するために、本発明
に係るフランシス水車は、主軸と、水流を受けて前記主
軸と一体に回転するランナと、このランナの下流側に設
けられて前記水流を放出するドラフトチューブと、前記
ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、この
シュラウドリングの外周に、前記ランナの上流側と下流
側とを連通するシール用連通路を前記シュラウドリング
との間に形成して設けられた下カバーと、前記ランナが
有するランナベーンと前記シュラウドリングとにわたっ
て設けられ、一端が前記シール用連通路に開口されると
ともに、他端の吹き出し口が前記ランナを通る水流に対
して順方向に水を吹き出すように前記ランナベーンに開
口された吹き出し通路とを具備することを特徴とするも
のである。

【００１４】また、本発明を実施するにあたり、前記吹
き出し口を、前記ランナを通る水流が作用する前記ラン
ナベーンの圧力翼面とは反対側の、水流の作用圧力が低
い負圧翼面に設けた構成とするとよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
に係るフランシス水車１を、図１および図２に基づいて
説明する。

【００１６】本実施形態のフランシス水車１は、図１に
示すように、立軸単輪単流型であり、主軸２と、主軸２
と一体に回転するランナ３と、水流を放出するドラフト
チューブ４と、ランナ３の外周部３ａに設けられたシュ
ラウドリング５と、シュラウドリング５との間をシール
するシールリング６を有した下カバー７とを具備してい
る。

【００１７】主軸２は、図１に示すように、略円筒形状
に形成されている上カバー８の内部に回転自在に配置さ
れている。上下方向に延びる主軸２は、図示しない主軸
受けにより回転自在に、かつ、殆どずれないように支持
されている。主軸２の上端部は、図示しない発電機に連
結されている。後述するランナ３が水流を受けて回転す
ることにより主軸２は回転し、発電機を作動させて電力
を発生させる。

【００１８】主軸２の下端部に接続されたランナ３は、
図１に示すように、複数枚のランナベーン９を有してお
り、これらのランナベーン９が水流を受けることにより
回転する。ランナ３の上流側には、このランナ３に向け
て水流を送る図示しないケーシングが、ランナ３をその
外側から囲むように取り付けられている。このケーシン
グは、渦巻形状に形成されており、図示しない水圧管路
によって所定の水圧で運ばれる水流を、ランナ３の周方
向に沿って一定の回転の向きでランナベーン９に当てる
ように導くことができる。水流は、この渦巻形状のケー
シング内を１周する間に後述する複数枚のガイドベーン
１２の間を通り、ランナ３の全周に略一様に流入する。

【００１９】ケーシングの内周側には、ケーシング内の
水流を整流するためのスピードリング１０が取り付けら
れている。スピードリング１０はケーシングの補強も兼
ねている。スピードリング１０には、その周方向に沿っ
て所定の半径上に、水圧管路からケーシング内に流れ込
んだ水流の整流および強度補強のため、複数枚のステー
ベーン１１が取り付けられている。

【００２０】これらスピードリング１０とランナ３との
間には、ランナ３の外周方向に沿って所定の半径上に、
ケーシング内からランナ３に向かって流れる水流を、そ
の流量などを加減しつつ案内するための、複数枚のガイ
ドベーン１２が回動自在に取り付けられている。各ガイ
ドベーン１２は、図示しないガイドベーン駆動装置によ
りそれらが有している軸周りに回動される。各ガイドベ
ーン１２は、ケーシング内からランナ３に向かって流れ
る水流の各ランナベーン９に流入する量を調節しつつ導
いて、所定の流量出力を得られるように、それらの姿勢
が制御される。

【００２１】ランナ３の下流側には、図１中白抜き矢印
Ｘで示すランナ３を回転させた後の水流（主流）を、図
示しない放水路などに放出するためのドラフトチューブ
４が設けられている。ドラフトチューブ４は、その入口
部４ａを水流が通過して、図示しない下流側端部として
の出口部に向けて円滑に流動できる程度の大きさに設定
されている。

【００２２】ドラフトチューブ４は、その上流側端部と
しての入口部４ａから出口部に向けて、その流路断面積
が徐々に拡大するように形成されている。ドラフトチュ
ーブ４は、例えば、図１中二点鎖線で示すように、その
入口部４ａの開口の直径の大きさを基準として、そこか
ら外側に拡大される（傾けられる）角度をφとすると、
この角度φ（拡大角とも称する。）を適正化することに
より主流が円滑に流れるように設定できる。これによ
り、出口部における主流の流速を減少させ、その流出速
度に相当する速度エネルギーの損失を少なくできる。ま
た、ドラフトチューブ４の拡大角φを適正化することに
よって、このドラフトチューブ４内を流れる水流のう
ち、ドラフトチューブ４の内壁面４ｂ付近を流れる水流
が、内壁面４ｂ付近から剥離するのを抑制できる。した
がって、ドラフトチューブ４の拡大角φを適正化するこ
とによって、主流の流れが乱れたり、あるいは妨げられ
たりするおそれを抑制して、その流動が滞ることなく円
滑に流れることができるように設定できる。さらに、ド
ラフトチューブ４の拡大角φを適正な範囲内で大きくす
ることによって、その内部を流れる水流の流動性を殆ど
妨げることなく、ドラフトチューブ４の全長を短縮でき
る。これにより、このフランシス水車１全体をコンパク
ト化できる。

【００２３】以上説明した水圧管路、ケーシング、スピ
ードリング１０、およびドラフトチューブ４などから構
成される流水路によれば、乱流状態の水流は、図１中白
抜き矢印で示すように、ケーシング内を１周する間に各
ステーベーン１１の間および各ガイドベーン１２の間を
通り抜けることにより所定の状態に整流されて、ランナ
３の外周の上流（入口）側１３からランナ３の全周に一
様に流入する。この状態において、水流の大部分はラン
ナ３を一定の速度で回転させるように、各ランナベーン
９を一定の向きに押しつつ流れる。ランナ３を回転させ
る水流は、各ランナベーン９の表面に沿って流れて、図
１中白抜き矢印Ｘで示すように、ランナ３の下方の下流
（出口）側１４に主流となって流れ出る。この主流は、
ドラフトチューブ４内にその入口部４ａを通して流入
し、ドラフトチューブ４によって円滑な流動状態を保持
されたまま出口部まで運ばれる。ドラフトチューブ４の
出口部は放水路に連通されており、水流は出口部を通し
て放水路に放水される。

【００２４】シュラウドリング５は、図１に示すよう
に、ランナ３の外周部３ａにこれを全周にわたって囲む
ように設けられている。また、シュラウドリング５は、
その内周側の形状が、ランナの流水路を形成し、本水車
１が用いられる落差、流量、および回転数においてラン
ナ３内を水がスムーズに流れ、その水の持つ圧力および
速度のエネルギーを各ランナベーン９で効率よく受け取
ることができる形状に形成されている。このシュラウド
リング５を含むランナ３の採用により、各ランナベーン
９を押す水流のエネルギーでランナ３を効率よく回転さ
せることができる。

【００２５】また、各ランナベーン９自体も水流を殆ど
まんべんなく受け止めて、そのエネルギーを効率よくラ
ンナ３の回転運動エネルギーに変換できる形状に形成さ
れている。各ランナベーン９は、ランナ３を回転させた
後の水流が円滑にランナ３の下流側１４に流出できる形
状に形成されている。

【００２６】シュラウドリング５の外周側の形状は、回
転しているランナ３と、固設されている後述する下カバ
ー６、およびドラフトチューブ４との間に設けられてい
る隙間をシールする、後述のシール用連通路１５を形成
するのに適した形状に形成されている。

【００２７】下カバー７は、図１に示すように、スピー
ドリング１０、回転するランナ３、およびランナ３の下
方において固設されているドラフトチューブ４などを、
それらの外側から全周にわたって覆う形状に形成されて
いる。この下カバー７は、スピードリング１０およびド
ラフトチューブ４などを外側から支持できる形状に形成
されており、かつ、そのための十分な支持強度を有して
いる。また、下カバー７は、その内側の形状が、これと
シュラウドリング５との間にランナ３が円滑に回転でき
る程度の隙間を形成するとともに、この隙間内にランナ
上流側１３から水が流入するのを抑制するように、その
隙間のランナ上流側１３付近を絞る形状に形成されてい
る。ドラフトチューブ４の入口部４ａとランナ３との間
にも、ランナ３が円滑に回転できるように隙間が設けら
れている。下カバー７のドラフトチューブ側端部（下流
側端部）７ａの内側には、上流からの漏れ流れを抑制す
るように、その隙間の一部であるシュラウドリング５の
ドラフトチューブ側端部（下流側端部）５ａの外周付近
を絞るためのシールリング６が、ドラフトチューブ４の
全周にわたって配設されている。

【００２８】このように、このフランシス水車１には、
下カバー７およびこの下カバー７が有しているシールリ
ング６の内側と、シュラウドリング５の外側との間に挟
まれるように、ランナ３の上流側１３と下流側１４とを
連通する隙間がランナ３の全周にわたって設けられてい
る。

【００２９】ランナ上流側１３において、水流の一部
は、図１中実線矢印で示すように、各ランナベーン９に
当たることなく、前記隙間内に流入する。隙間内に流入
した水は、この隙間に案内されてランナ下流側１４に流
出し、主流と合流してドラフトチューブ４内を流されて
放水される。このように、前記隙間は、ランナ上流側１
３とランナ下流側１４とを連通したシール用連通路１５
として形成されている。

【００３０】このシール用連通路１５の上流側端部とし
てのランナ上流側１３に連通している連通路入口部１５
ａは、前述したように、このシール用連通路１５内に水
が流入するのを抑制するために、シュラウドリング５の
上流側端部５ｂと下カバー７の上流側端部７ｂとによっ
て絞られている（シールされている）。それとともに、
このシール用連通路１５のランナ下流側１４に連通して
いるドラフトチューブ側部分としての、下流側端部とし
ての連通路出口部１５ｂの一部も、前述したように、上
流からの漏れ流れを抑制するために、シュラウドリング
５の下流側端部５ａとシールリング６によって絞られて
いる（シールされている）。

【００３１】このシール用連通路１５の連通路出口部１
５ｂは、そのシールされている部分から下流側の部分
が、図１および図２に示すように、ドラフトチューブ４
の入口部４ａを通る白抜き矢印Ｘで示されている主流の
流れ方向に対して、順方向に傾けられて形成されてい
る。

【００３２】詳しく説明すると、シュラウドリング５の
下流側端部５ａは、シール用連通路１５の連通路出口部
１５ｂが、ドラフトチューブ４の入口部４ａを通る水流
の流れ方向に対して順方向に傾くように、その下流側端
面５ｃがシュラウドリング５の下流側端部５ａの内壁面
５ｄに対して角度θだけ傾けられて形成されている。こ
の角度θの大きさは、０°〜９０°未満で任意の大きさ
に設定されるが、小さい程好ましく、実用上可能な鋭
角、例えば４５°以下に設定することが好ましい。この
ように、シール用連通路１５の連通路出口部１５ｂを順
方向に傾けて、前記角度θの大きさを小さくすることに
より、シール用連通路１５内からドラフトチューブ４内
に流出する水を、図２中実線矢印で示すように、図２中
白抜き矢印Ｘで示されている主流に、その流れの向きに
沿って円滑に合流するようにドラフトチューブ４内に流
入させることができる。したがって、シール用連通路１
５内からドラフトチューブ４内に流出する水は、その流
量が主流の流量よりもかなり小さいことと相まって、ド
ラフトチューブ４の入口部４ａにおいて、ここを通過す
る主流の流れを乱したり、あるいは妨げたりするおそれ
を抑制される。

【００３３】また、シール用連通路１５内からドラフト
チューブ４内に流出する水が主流と円滑に合流すること
により、ドラフトチューブ４の内壁面４ｂに接して流れ
ている主流の一部が内壁面４ｂ付近から剥離して乱れを
作ったり、さらには境界層を発達させたりすることが抑
制される。これにより、シール用連通路１５内からドラ
フトチューブ４内に流出する水が主流の流れを乱した
り、あるいは妨げたりするおそれも抑制できる。したが
って、主流の流れが乱れることによるランナ３における
エネルギー吸収効率の低下を抑制できる。

【００３４】さらに、このシールリング６の下流側端部
６ａは、そのドラフトチューブ４との接続部分が、シュ
ラウドリング５の下流側端部５ａの内壁面５ｄと、ドラ
フトチューブ４の入口部４ａの開口の縁とを結ぶ面上に
位置するように形成されている。これにより、このシー
ル用連通路１５内に流入した水は、その連通路入口部１
５ａと連通路出口部１５ｂとの圧力差によって、ドラフ
トチューブ４内に排出される。

【００３５】以上説明した構成および形状からなるシー
ル用連通路１５によれば、各ランナベーン９に当たるこ
となく、ランナ上流側１３からこのシール用連通路１５
内に流入する水の量を減らすことができるので、ランナ
３を回転させる水流の量が減るのを抑制できる。また、
このシール用連通路１５からドラフトチューブ４内に排
出される水により、主流の流れが乱されることが抑制さ
れるので、主流の乱れによるランナ３の効率の低下を抑
制できる。それとともに、ドラフトチューブ４の入口に
おける流れの剥離が生じ難いことから、前記拡大角φを
大きくすることができるので、ドラフトチューブ４のコ
ンパクト化、ひいてはこのドラフトチューブ４を具備す
るフランシス水車１のコンパクト化を促進できる。

【００３６】以上説明した構成からなる本実施形態のフ
ランシス水車１においては、水圧管路からケーシング内
に流れ込んだ水流は、その殆どがランナ３を回転させる
ように各ランナベーン９に向けて流される。ランナ３
は、各ランナベーン９が水流を受けることにより一定の
速度で回転する。ランナ３が回転すると、このランナ３
に連結されている主軸２が回転する。主軸２は発電機に
連結されており、主軸２が回転することにより、発電機
は作動して発電できる。ランナ３を回転させた水流は主
流となってドラフトチューブ４内に流入する。また、ケ
ーシング内に流れ込んだ水流は、その一部がシール用連
通路１５内に流入し、ランナ３を回転させることなく直
接ドラフトチューブ４内に排出されて、主流に対しその
流れの順方向から合流する。これらの合流した水流は、
ドラフトチューブ４内を通って円滑に放水路に放出され
る。

【００３７】前述したシール用連通路１５を備えている
本実施形態のフランシス水車１によれば、水流のエネル
ギーをランナ３の回転運動に変換するエネルギーの変換
効率の損失、ひいては、このフランシス水車１に連結さ
れている発電機を含めた発電効率の損失を低減できる。
すなわち、水力発電効率を向上できる。

【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態に係るフ
ランシス水車２１を、図３に基づいて説明する。

【００３９】この第２実施形態のフランシス水車２１
は、これが具備しているシュラウドリング２２、シール
リング２３、および下カバー２４の構造が、前述した第
１実施形態のシュラウドリング５、シールリング６、お
よび下カバー７の構造と異なっており、その他の構成、
作用、および効果は同様である。よって、その異なって
いる部分について説明し、前述した第１実施形態と同一
の構成部分については同一符号を付してその説明を省略
する。

【００４０】本実施形態のフランシス水車２１は、これ
が具備する下カバー２４が有しているシールリング２３
が、外側シールリング２５、およびこの外側シールリン
グ２５の内側に配設された内側シールリング２６の２つ
のシール部材から構成されている。

【００４１】本実施形態のランナ３が有しているシュラ
ウドリング２２は、その下流側端面２２ａが平面で形成
されている。内側シールリング２６は、その上流側端面
２６ａがシュラウドリング２２の下流側端面２２ａに平
行に対向できるように平面で形成されている。この内側
シールリング２６は、ランナ３の回転の支障とならない
程度の僅かな隙間を空けて、シュラウドリング２２の下
流側端面２２ａに近接して連続するように配設されてい
る。

【００４２】内側シールリング２６は、その上流側から
下流側に向けて所定の長さだけ延ばされた略円筒形状に
形成されている。この内側シールリング２６は、その厚
みがシュラウドリング２２の下端部２２ｂの厚みよりも
薄肉に形成されている。また、この内側シールリング２
６は、その流路断面積が上流側から下流側に向けて徐々
に広がるように、その内壁面２６ｃにテーパーを付けら
れている。詳しく説明すると、本実施形態のフランシス
水車２１において、ドラフトチューブ４は、その入口側
端部４ｃを後述する外側シールリング２５の下端部２５
ｂに接続されて設けられている。このドラフトチューブ
４は、図３中二点鎖線で示すように、その入口部４ａか
ら出口部に向けて、その流路断面積が徐々に拡大するよ
うに、シュラウドリング２２の下流側端面２２ａの内側
縁の径の大きさを基準として、ここから拡大角φだけ傾
けられて形成されている。内側シールリング２６の内壁
面２６ｃは、シュラウドリング２２の下流側端面２２ａ
の内側縁と、ドラフトチューブ４の入口部４ａの開口の
縁とを結ぶ面上に位置するようなテーパー形状に形成さ
れている。

【００４３】また、内側シールリング２６は、これと後
述する外側シールリング２５とで形成する漏れ通路２７
の通路出口２７ａを、ドラフトチューブ４の入口部４ａ
を通る水流の流れ方向に対して順方向に傾けるように、
その下流側端面２６ｄが内壁面２６ｃに対して鋭角とな
る角度δ傾けられて形成されている。この角度δも、前
述した角度θと同様に、小さい程好ましく、実用可能な
範囲で、４５°以下に設定することが好ましい。

【００４４】さらに、内側シールリング２６は、外側シ
ールリング２５の内壁面２５ａから所定の間隔を空けて
離間されて、外側シールリング２５と同心状に設けられ
ている。内側シールリング２６は、外側シールリング２
５の内壁面２５ａに図示しない幾つかの接続部材を用い
て接続されて支持されている。

【００４５】外側シールリング２５は、その内側におい
て前述した内側シールリング２６と同心状に対向できる
ように、上流側から下流側に向けて所定の長さ延ばされ
て略円筒形状に形成されている。この外側シールリング
２５は、その上流側端部２５ａとシュラウドリング２２
の下流側端部２２ｂとで、シール用連通路１５のドラフ
トチューブ側部分の一部をシールするシール用連通路下
流側シール部２８を形成するように配設されている。ま
た、この外側シールリング２５の下流側端部２５ｂは、
そのドラフトチューブ４との接続部分が、シュラウドリ
ング２２の下流側端面２２ａの内側縁と、ドラフトチュ
ーブ４の入口部４ａの開口の縁とを結ぶ面上に位置する
ように、テーパーを付けられている。

【００４６】以上説明した構成からなる外側シールリン
グ２５および内側シールリング２６においては、これら
両シールリング２５および２６で、シール用連通路１５
にその下流端で連通する漏れ通路２７を形成している。
この漏れ通路２７の幅は、シール用連通路１５の下流側
シール部２８の幅、およびシュラウドリング２２の下流
側端面２２ａと内側シールリング２６の上流側端面２６
ａとの対向部分の隙間の幅よりも大きく設定されてい
る。また、漏れ通路２７の通路出口２７ａは、図３中実
線矢印で示すように、ここから排出される水の流れの角
度が、ドラフトチューブ４の入口部４ａを通る水流の流
れ方向に対して順方向に傾くように形成されている。

【００４７】下カバー２４は、外側シールリング２５
を、その外周側から全長にわたって支持できるように、
上流側から下流側に向けて所定の長さだけ延ばされて形
成されている。

【００４８】この第２実施形態のフランシス水車２１
は、以上説明した点以外は、第１実施形態のフランシス
水車１と同じであり、本発明の課題を解決できるのはも
ちろんであるが、前記構造からなるシュラウドリング２
２、シールリング２３、および下カバー２４、ならびに
外側シールリング２５と内側シールリング２６とで形成
された漏れ通路２７などを具備しているので、以下の点
で優れている。

【００４９】本実施形態のフランシス水車２１において
は、ドラフトチューブ４の入口部４ａは、漏れ通路２７
の略全長分ランナ３の下流側１４から離間されて、ラン
ナ３の下方に設置されている。したがって、ランナ３を
通過した主流は、図３中白抜き矢印Ｘで示すように、内
側シールリング２６の長さに応じて減速され、この減速
された状態でドラフトチューブ４内に流入できる。これ
により、漏れ流れによる主流の流動が乱され、この水車
２１の効率を低下させるおそれをより低減できる。

【００５０】また、漏れ通路２７の幅は、シール用連通
路１５の下流側シール部２８の幅、およびシュラウドリ
ング２２の下流側端面２２ａと内側シールリング２６の
上流側端面２６ａとの対向部分の隙間の幅よりも大きく
形成されている。したがって、ランナ３の上流側１３か
ら漏れてシール用連通路１５内に流入した水は、その漏
れ流量の大部分が、下流側シール部２８を通過した後、
漏れ通路２７内に流入し、その通路出口２７ａおよびド
ラフトチューブ４の入口部４ａを通過してドラフトチュ
ーブ４の内部へより円滑に流入できる。これにより、図
３中破線矢印で示すように、ランナ３直下である、シュ
ラウドリング２２の下流側端面２２ａと内側シールリン
グ２６の上流側端面２６ａとの対向部分間の極小幅の隙
間から内側シールリング２６内に流れ込む水の量を大幅
に低減でき、その隙間を通過する水が、主流の流れに対
して直角に合流する量を抑制できる。

【００５１】以上説明したように、本実施形態のフラン
シス水車２１においては、内側シールリング２６によっ
て、これを通過する主流に対して漏れによる乱れを生じ
ることなく減速できる。すなわち、シール用連通路１５
内に流入した水の殆どを漏れ通路２７内に通すことによ
って、ランナ３直下からより下流側に遠ざけた位置にお
いて、減速された状態の主流にその流れに沿うように順
方向から円滑に合流させることができる。そのため、ド
ラフトチューブ４の入口部４ａにおいて、漏れ通路２７
の通路出口２７ａから流出するシール水の吹き出しによ
る主流の流れの乱れを抑制したり、あるいはドラフトチ
ューブ４内を流れる主流のうち、ドラフトチューブ４の
内壁面４ｂに沿って流れている流れの剥離発生をより低
減したりできる。したがって、このフランシス水車２１
においては、主流の損失をより低減して、水車効率を向
上させることができる。

【００５２】次に、本発明の第３の実施の形態に係るフ
ランシス水車３１を、図４に基づいて説明する。

【００５３】この第３実施形態のフランシス水車３１
は、これが具備しているシュラウドリング３２およびシ
ールリング３３の構造が、前述した第１実施形態のシュ
ラウドリング５およびシールリング６の構造と異なって
おり、その他の構成、作用、および効果は同様である。
よって、その異なっている部分について説明し、前述し
た第１実施形態と同一の構成部分については同一符号を
付してその説明を省略する。

【００５４】本実施形態のフランシス水車３１は、図４
に示すように、これが具備しているシュラウドリング３
２の下流側端部３２ａの一部が、他の部分よりも薄肉に
形成されて、かつ、ドラフトチューブ４の入口部４ａを
通る水流の流れ方向と略同方向に延出されて設けられて
いる。この延出された部分は、シュラウドリング３２と
後述するシールリング３３とによって形成されているシ
ール用連通路１５を通過してドラフトチューブ４内に流
出する水（吹き出し流れ）の、シール用連通路１５の出
口側での流れをドラフトチューブ４の入口部４ａを通る
水流の流れ方向と略同方向に案内するフローガイド３４
として形成されている。

【００５５】シールリング３３は、シュラウドリング３
２とともにシール用連通路１５の下流側部分であるドラ
フトチューブ側部分を形成するように、シュラウドリン
グ３２の外側に対向して配設されている。このシールリ
ング３３の内周側の形状は、その上流側端部３３ａとシ
ュラウドリング３２の下流側端部３２ａとで、シール用
連通路１５のドラフトチューブ側部分の一部をシールす
るシール用連通路下流側シール部３５を形成するように
形成されている。外側シールリング３３の内周側の形状
は、その下流側端部３３ｂとフローガイド３４の外周壁
面３４ａとで、シール用連通路１５を通過してドラフト
チューブ４内に流出する吹き出し流れの、シール用連通
路１５の出口側での流れをドラフトチューブ４の入口部
４ａを通る水流の流れ方向と略同方向に案内するように
形成されている。また、この外側シールリング３３の下
流側端部３３ｂの径方向に沿った厚みは、シール用連通
路下流側シール部３５から下流側におけるシール用連通
路１５の幅が、この下流側シール部３５の幅よりも広く
なるように形成されている。

【００５６】この第３実施形態のフランシス水車３１
は、以上説明した点以外は、第１実施形態のフランシス
水車１と同じであり、本発明の課題を解決できるのはも
ちろんであるが、前記構造からなるシュラウドリング３
２およびシールリング３３、ならびにフローガイドなど
を具備しているので、以下の点で優れている。

【００５７】本実施形態のフランシス水車３１において
は、シール用連通路１５の下流側シール部３５から下流
側におけるシール用連通路１５の幅が、この下流側シー
ル部３５の幅よりも広くなるように形成されている。し
たがって、ランナ３の上流側１３から漏れてシール用連
通路１５内に流入した水は、ドラフトチューブ４内に円
滑に流入できる。

【００５８】また、シール用連通路１５の下流側シール
部３５から下流側部分を流れる吹き出し流れは、図４中
実線矢印で示すように、その出口側での流れをフローガ
イド３４によってドラフトチューブ４の入口部４ａを通
る水流の流れ方向と略同方向に向けて案内されて、ドラ
フトチューブ４内に向けて排出される。したがって、シ
ール用連通路１５から排出される吹き出し流れは、図４
中白抜き矢印Ｘで示すランナ３を回転させた後の主流の
流れを乱したり、あるいは妨げたりするおそれが殆どな
い。それとともに、吹き出し流れは、ドラフトチューブ
４内を流れる主流のうち、ドラフトチューブ４の内壁面
４ｂに沿って、その付近を流れている流れの剥離発生の
原因となるおそれが殆どない。すなわち、吹き出し流れ
は主流と極めて円滑に合流できる。これらにより、この
フランシス水車３１においては、主流の損失をさらに低
減して、水車効率をさらに向上させることができる。

【００５９】次に、本発明の第４の実施の形態に係るフ
ランシス水車４１を、図５および図６に基づいて説明す
る。

【００６０】この第４実施形態のフランシス水車４１
は、これが具備しているシュラウドリング４２、ランナ
ベーン４３、およびシールリング４４の構造が、前述し
た第１実施形態のシュラウドリング５、ランナベーン
９、およびシールリング６の構造と異なっており、その
他の構成、作用、および効果は同様である。よって、そ
の異なっている部分について説明し、前述した第１実施
形態と同一の構成部分については同一符号を付してその
説明を省略する。

【００６１】本実施形態のフランシス水車４１は、図５
に示すように、これが具備しているランナ３に、シール
用連通路１５に流入した水（シール水）を、シール用連
通路１５の出口部１５ｂを通さずにランナ３の下流側１
４に排出する吹き出し通路４５が、ランナベーン４３の
枚数分、シュラウドリング４２および各ランナベーン４
３にわたって貫通して設けられている。各吹き出し通路
４５は、各ランナベーン４３の下流側端部において、そ
れらの内部を、それらの形状に沿った滑らかな流水路と
なるように設けられている。

【００６２】これらの吹き出し通路４５の一端としての
入口部４５ａは、シール用連通路１５の入口部１５ａと
下流側シール部１５ｃとの中間部に連通するように、シ
ュラウドリング４３の外周面に開口されて設けられてい
る。各吹き出し通路４５は、これらの他端として、これ
らの内部に流入したシール水を外部に吹き出すための出
口部としての吹き出し口４５ｂを複数個、本実施形態に
おいては、各吹き出し通路４５ごとに４個ずつ有してい
る。本実施形態においては、各吹き出し通路４５は、ラ
ンナ３の上流側１３からシール用連通路１５内に流入し
たシール水の多くが、シール用連通路入口部１５ａから
各吹き出し通路入口部４５ａにかけての圧力差により、
各吹き出し通路入口部４５ａを通過して各吹き出し通路
４５内に流入し、各吹き出し通路吹き出し口４５ｂから
ランナ３の下流側１４に向けて吹き出されるように設け
られている。

【００６３】また、各吹き出し口４５ｂは、ランナ３を
通る水流に対して順方向にシール水を吹き出すように、
各ランナベーン４３の内部をその流れ方向に向けて設け
られている。

【００６４】詳しく説明すると、各ランナベーン４３
に、図５および図６中白抜き矢印Ｙで示すように、ラン
ナ３の上流側１３から水流が当たると、各ランナベーン
４３を有したランナ３は、図５および図６中斜線入り矢
印で示す向きに回転する。この際、図６に示すように、
各ランナベーン４３の水流が主に作用する面、すなわ
ち、水流によって押される面を圧力翼面４３ａと称し、
各ランナベーン４３の水流による作用圧力（押圧力）が
低い面、すなわち、圧力翼面４３ａとは略反対側の面を
負圧翼面４３ｂと称する。本実施形態において、各ラン
ナベーン４３の図５中Ａ−Ａ線に沿って示す断面形状
は、図６に示すように形成されているので、各ランナベ
ーン４３の圧力翼面４３ａの大部分は、各ランナ３の回
転方向に対して後ろ側となる。また、各ランナベーン４
３の負圧翼面４３ｂの大部分は、各ランナ３の回転方向
に対して前側となる。

【００６５】本実施形態においては、シール用連通路１
５、各ランナベーン４３、および各吹き出し通路４５
は、ランナ３の上流側１３からシール用連通路１５内に
流入したシール水の殆どが、前述したシール用連通路入
口部１５ａから各吹き出し通路入口部４５ａにかけての
圧力差、およびシール用連通路１５内の圧力と各ランナ
ベーン４３の負圧翼面４３ｂ側の圧力との差により、各
吹き出し通路入口部４５ａを通過して各吹き出し通路４
５内に流入し、各吹き出し通路吹き出し口４５ｂからラ
ンナ３の下流側１４に向けて吹き出されるように設定さ
れることが好ましい。

【００６６】各吹き出し通路４５は、各ランナベーン４
３の下流側端部に設けられている。各吹き出し通路４５
の各吹き出し口４５ｂは、図６に示すように、各吹き出
し通路４５からその下方および回転方向後ろ側に向けて
延ばされて、各ランナベーン４３の負圧翼面４３ｂの回
転方向下流側端部に開口されて設けられている。このよ
うな構造により、各吹き出し通路４５内に流入したシー
ル水は、図６中破線矢印で示す向きに、各吹き出し通路
４５内からランナ３の下流側１４である、ランナ３の下
方かつ回転方向下流側に向けて、各吹き出し口４５ｂを
通過して吹き出される。

【００６７】主軸２およびランナ３が、図５中斜線入り
矢印で示す向きに回転する場合、シール用連通路１５内
から各吹き出し通路４５内に流入したシール水は、図５
中破線矢印で示すように、各ランナベーン４３の上方か
ら下方に向けて、かつ、図面の奥側から手前側に向け
て、あるいは図５中一点鎖線矢印で示すように、各ラン
ナベーン４３の上方から下方に向けて、かつ、図面の手
前側から奥側に向けて各吹き出し口４５ｂから吹き出さ
れる。すなわち、各吹き出し通路４５内に流入したシー
ル水は、図５中白抜き矢印Ｘで示す主流の流れに略沿う
向きに、各吹き出し口４５ｂから吹き出される。

【００６８】シュラウドリング４２、ランナベーン４
３、およびシールリング４４から形成されているシール
用連通路１５は、その出口部１５ｂが、ここを通過して
ドラフトチューブ４の入口部４ａに流入するシール水の
流れの向きが、図５中実線矢印で示すように、主流に対
して略直角に合流するように形成されている。

【００６９】この第４実施形態のフランシス水車４１
は、以上説明した点以外は、第１実施形態のフランシス
水車１と同じであり、本発明の課題を解決できるのはも
ちろんであるが、前記構造からなるシュラウドリング４
２、ランナベーン４３、およびシールリング４４、なら
びに吹き出し通路４５などを具備しているので、以下の
点で優れている。

【００７０】本実施形態のフランシス水車４１において
は、シュラウドリング４２および各ランナベーン４３に
わたってこれらを貫通して、シール用連通路１５とラン
ナ３の下流側１４とを連通する吹き出し通路４５を各ラ
ンナベーン４３に設けた。各吹き出し通路４５は、シー
ル用連通路１５内に流入したシール水がそれらの内部に
流入して、シール用連通路１５の出口部１５ｂに流れる
量が少なくなるように設定されている。したがって、シ
ール用連通路１５の出口部１５ｂから流出するシール水
の流れの勢いは弱く、この流れが略直角に合流する主流
の流れを乱したり、あるいは妨げたりするおそれが殆ど
ない。これにより、本実施形態のフランシス水車４１に
おいては、主流の損失を低減して、水車効率を向上させ
ることができる。

【００７１】また、各吹き出し通路４５が有する各吹き
出し口４５ｂを、各吹き出し通路４５から下方かつ回転
方向下流側に向けて延ばし、各ランナベーン４３の負圧
翼面４３ｂの回転方向下流側端部に開口して設けた。し
たがって、各ランナベーン４３の負圧翼面４３ｂの回転
方向下流側端部において、負圧翼面４３ｂに沿って流れ
る水流よりも高い圧力で、各吹き出し口４５ｂからシー
ル水を吹き出すことができる。これにより、各ランナベ
ーン４３の負圧翼面４３ｂに沿って流れる水流の、各吹
き出し口４５ｂよりも回転方向下流側における剥離を抑
制できるとともに、この部分におけるキャビテーション
（泡）、およびエロージョンの発生（発達）を抑制でき
る。

【００７２】なお、本発明に係るフランシス水車は、前
述した第１〜第４の実施の形態には制約されない。例え
ば、本発明に係るフランシス水車を、立軸単輪単流型以
外のタイプに用いても構わない。また、第１および第４
実施形態のシュラウドリング５，４２に、第３実施形態
のシュラウドリング３２が有しているフローガイド３４
を設けても構わない。あるいは、第２実施形態のシュラ
ウドリング２２に、フローガイド３４を設けても構わな
い。さらには、第４実施形態のシールリング４４を、第
２実施形態のシールリング２３のように、外側シールリ
ング２５および内側シールリング２６の２つの部材で構
成しても構わない。

【００７３】

【発明の効果】本発明に係るフランシス水車によれば、
シール用連通路のドラフトチューブ側部分を、ドラフト
チューブの入口部を通る水流の流れ方向に対して順方向
に傾けて設けたので、ドラフトチューブの入口部を通る
水流の流れを乱すことを抑制しつつシール用連通路から
水を流出させることができ、このフランシス水車の水車
効率が低下するおそれを抑制できる。

【００７４】本発明に係るフランシス水車によれば、ド
ラフトチューブの入口部を通る水流の流れ方向に対して
順方向に傾いた通路出口が形成された漏れ通路を、シュ
ラウドリングとの間をシールする外側シールリングと、
シュラウドリングの下流側端面に近接して連続するよう
に外側シールリングの内側に配設された内側シールリン
グとの間に設けたので、シール用連通路に流入した水を
漏れ通路に通すことにより、ドラフトチューブの入口部
を通る水流の流れを乱すことを抑制しつつ、より下流側
において水を流出させることができ、このフランシス水
車の水車効率が低下するおそれをより抑制できる。

【００７５】本発明に係るフランシス水車によれば、シ
ュラウドリングの下流側端部に設けられているフローガ
イドとシールリングとによって、シュラウドリングとシ
ールリングとのシール部より下流側において、シール用
連通路内を流れる水のシール用連通路の出口側での流れ
を、ドラフトチューブの入口部を通る水流の流れ方向と
略同方向に向けて案内できるので、ドラフトチューブの
入口部を通る水流の流れを乱すことを抑制しつつシール
用連通路から水を流出させることができ、このフランシ
ス水車の水車効率が低下するおそれをより抑制できる。

【００７６】本発明に係るフランシス水車によれば、一
端がランナの上流側と下流側とを連通するシール用連通
路に連通されるとともに、他端側の吹き出し口がランナ
を通る水流に対して順方向に水を吹き出すようにランナ
ベーンに開口された吹き出し通路を、ランナが有するラ
ンナベーンとシュラウドリングとにわたって設けたの
で、ドラフトチューブの入口部を通る水流の流れを乱す
ことを抑制しつつシール用連通路から水を流出させるこ
とができるとともに、この吹き出し通路から吹き出され
る水流の高エネルギーを利用してランナの効率を向上さ
せることができ、このフランシス水車のランナの水車効
率が低下するおそれをさらに抑制できる。

【００７７】本発明に係るフランシス水車において、ラ
ンナを通る水流が主に作用するランナベーンの圧力翼面
とは反対側の、水流の作用圧力が低い負圧翼面に吹き出
し口を設けた構成によれば、負圧翼面の吹き出し口より
も回転方向下流側における水流の剥離、およびキャビテ
ーション（泡）の発達などを抑制できるので、ランナの
効率、および信頼性を向上させることができ、このフラ
ンシス水車の水車効率が低下するおそれを極めてよく抑
制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフランシス水
車の要部を示す断面図。

【図２】図１のフランシス水車のシール用連通路のドラ
フトチューブ側部分を拡大して示す断面図。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るフランシス水
車の要部を示す断面図。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係るフランシス水
車の要部を示す断面図。

【図５】本発明の第４の実施の形態に係るフランシス水
車の要部を示す断面図。

【図６】図５中Ａ−Ａ線に沿って示すランナベーンの断
面図。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１…フランシス水車 ２…主軸 ３…ランナ ３ａ…ランナ外周部 ４…ドラフトチューブ ４ａ…ドラフトチューブ入口部 ５，２２，３２，４２…シュラウドリング ５ａ…シュラウドリングドラフトチューブ側端部（下流
側端部） ５ｂ…シュラウドリング上流側端部 ６，２３，３３，４４…シールリング ７，２４…下カバー ７ａ…下カバードラフトチューブ側端部（下流側端部） ７ｂ…下カバー上流側端部 ８…上カバー ９，４３…ランナベーン １３…ランナ上流（入口）側 １４…ランナ下流（出口）側 １５…シール用連通路 １５ａ…シール用連通路入口部（シール用連通路上流側
端部） １５ｂ…シール用連通路出口部（シール用連通路下流側
端部） １５ｃ，２８，３５…シール用連通路下流側シール部 ２１…フランシス水車 ２２ａ…シュラウドリング下流側端面 ２５…外側シールリング ２６…内側シールリング ２７…漏れ通路 ２７ａ…漏れ通路出口 ３４…フローガイド ４３ａ…ランナベーン圧力翼面 ４３ｂ…ランナベーン負圧翼面 ４５…吹き出し通路 ４５ｂ…吹き出し口 Ｘ…ドラフトチューブの入口部を通る水流 Ｙ…ランナを通る水流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 暢英 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 3H072 AA07 AA27 BB20 BB27 BB31 CC42 CC69 CC74

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と、 水流を受けて前記主軸と一体に回転するランナと、 このランナの下流側に設けられて前記水流を放出するド
   ラフトチューブと、 前記ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、 このシュラウドリングの外周に、前記ランナの上流側と
   下流側とを連通するシール用連通路を前記シュラウドリ
   ングとの間に形成して設けられ、かつ、前記シール用連
   通路の前記ドラフトチューブ側部分を、前記ドラフトチ
   ューブの入口部を通る水流の流れ方向に対して順方向に
   傾けるとともに、その上流側で前記シュラウドリングと
   の間をシールするシールリングを有した下カバーとを具
   備することを特徴とするフランシス水車。
2. 【請求項２】 主軸と、 水流を受けて前記主軸と一体に回転するランナと、 このランナの下流側に設けられて前記水流を放出するド
   ラフトチューブと、 前記ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、 このシュラウドリングの外周に、前記ランナの上流側と
   下流側とを連通するシール用連通路を前記シュラウドリ
   ングとの間に形成して設けられ、かつ、一端部で前記シ
   ュラウドリングとの間をシールする外側シールリング、
   この外側シールリングによるシール部より下流側に前記
   シュラウドリングの下流側端面に近接して連続するよう
   に前記外側シールリングの内側に配設された内側シール
   リング、および前記ドラフトチューブの入口部を通る水
   流の流れ方向に対して順方向に傾いた通路出口を有して
   前記両シールリング間に形成された漏れ通路を有した下
   カバーとを具備することを特徴とするフランシス水車。
3. 【請求項３】 主軸と、 水流を受けて前記主軸と一体に回転するランナと、 このランナの下流側に設けられて前記水流を放出するド
   ラフトチューブと、 前記ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、 このシュラウドリングの下流側端部から前記ドラフトチ
   ューブの入口部を通る水流の流れ方向と略同方向に向け
   て設けられたフローガイドと、 前記シュラウドリングの外周に、前記ランナの上流側と
   下流側とを連通するシール用連通路を前記シュラウドリ
   ングとの間に形成して設けられ、かつ、このシール用連
   通路の前記ドラフトチューブ側部分の一部を、前記シュ
   ラウドリングとともにシールするとともに、そのシール
   部より下流側において、前記ドラフトチューブの入口部
   を通る水流の流れ方向と略同方向に向けて、前記フロー
   ガイドとともに、前記シール用連通路の出口側での流れ
   を案内するシールリングを有した下カバーとを具備する
   ことを特徴とするフランシス水車。
4. 【請求項４】 主軸と、 水流を受けて前記主軸と一体に回転するランナと、 このランナの下流側に設けられて前記水流を放出するド
   ラフトチューブと、 前記ランナの外周部に設けられたシュラウドリングと、 このシュラウドリングの外周に、前記ランナの上流側と
   下流側とを連通するシール用連通路を前記シュラウドリ
   ングとの間に形成して設けられた下カバーと、 前記ランナが有するランナベーンと前記シュラウドリン
   グとにわたって設けられ、一端が前記シール用連通路に
   開口されるとともに、他端の吹き出し口が前記ランナを
   通る水流に対して順方向に水を吹き出すように前記ラン
   ナベーンに開口された吹き出し通路とを具備することを
   特徴とするフランシス水車。
5. 【請求項５】 前記吹き出し口を、前記ランナを通る水
   流が主に作用する前記ランナベーンの圧力翼面とは反対
   側の、水流の作用圧力が低い負圧翼面に設けたことを特
   徴とする請求項４に記載のフランシス水車。