JP2534738B2 - 水車調速機 - Google Patents
水車調速機Info
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- JP2534738B2 JP2534738B2 JP62298065A JP29806587A JP2534738B2 JP 2534738 B2 JP2534738 B2 JP 2534738B2 JP 62298065 A JP62298065 A JP 62298065A JP 29806587 A JP29806587 A JP 29806587A JP 2534738 B2 JP2534738 B2 JP 2534738B2
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- closed
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は水車調速機に係り、特にガイドベーンの緩閉
鎖機構の改良に関する。
鎖機構の改良に関する。
(従来の技術) 一般に、水車のガイドベーンは、水車の回転速度を一
定に保ったり、あるいは出力を調整するため、水車調速
機により開閉制御される。
定に保ったり、あるいは出力を調整するため、水車調速
機により開閉制御される。
第2図はこの種の従来の水車調速機を示すもので、現
状の水車の回転速度、ガイドベーン開度が検知され、そ
の信号がアクチュエータ1およびレギュレータ2に入力
されると、適正ガイドベーン開度が演算され、これに対
応する信号がレギュレータ2からアクチュエータ1に出
力される。このため、その信号に対応してコンバータ3
が動作し、圧油の流れを、配圧弁4を介してサーボモー
タ5の開側ポート5aあるいは閉側ポート5bにコントロー
ルする。
状の水車の回転速度、ガイドベーン開度が検知され、そ
の信号がアクチュエータ1およびレギュレータ2に入力
されると、適正ガイドベーン開度が演算され、これに対
応する信号がレギュレータ2からアクチュエータ1に出
力される。このため、その信号に対応してコンバータ3
が動作し、圧油の流れを、配圧弁4を介してサーボモー
タ5の開側ポート5aあるいは閉側ポート5bにコントロー
ルする。
サーボモータ5は、このような配圧弁4の動きに応じ
て開操作あるいは閉操作され、それに連動してガイドベ
ーンも開操作あるいは閉操作されるが、このサーボモー
タ5の動作量を、アクチュエータ1ひいてはレギュレー
タ2へフィードバックする方法として、例えば、サーボ
モータ5に取付けたレターンポスト6とレターンシャフ
ト7に取付けた扇形アーム8との間を、所要数の滑車9
を介してワイヤロープ10で接続することが行なわれる。
レターンシャフト7にはまた、第2図に示すように別の
扇形アーム11が取付けられ、この扇形アーム11には、ワ
イヤロープ10に常に張力を与えるよう、ワイヤ12を介し
てウェイト13が取付けられる。
て開操作あるいは閉操作され、それに連動してガイドベ
ーンも開操作あるいは閉操作されるが、このサーボモー
タ5の動作量を、アクチュエータ1ひいてはレギュレー
タ2へフィードバックする方法として、例えば、サーボ
モータ5に取付けたレターンポスト6とレターンシャフ
ト7に取付けた扇形アーム8との間を、所要数の滑車9
を介してワイヤロープ10で接続することが行なわれる。
レターンシャフト7にはまた、第2図に示すように別の
扇形アーム11が取付けられ、この扇形アーム11には、ワ
イヤロープ10に常に張力を与えるよう、ワイヤ12を介し
てウェイト13が取付けられる。
また、レターンシャフト7の他端側には、第2図に示
すようにカム14が取付けられ、このカム14は、ガイドベ
ーン閉操作時にサーボモータ5に連動して回動し、サー
ボモータ5の開度が緩閉鎖の動作開度になると、カム14
により緩閉鎖配圧器15が切換わり、サーボモータ5の開
側ポート5aからの排油は、サーボモータ5と配圧弁4と
の間に位置する緩閉鎖弁16により絞られる。このため、
流量小となってサーボモータ5の閉鎖速度が遅くなり、
第3図に示す実線グラフのようなガイドベーンの閉鎖特
性が得られる。
すようにカム14が取付けられ、このカム14は、ガイドベ
ーン閉操作時にサーボモータ5に連動して回動し、サー
ボモータ5の開度が緩閉鎖の動作開度になると、カム14
により緩閉鎖配圧器15が切換わり、サーボモータ5の開
側ポート5aからの排油は、サーボモータ5と配圧弁4と
の間に位置する緩閉鎖弁16により絞られる。このため、
流量小となってサーボモータ5の閉鎖速度が遅くなり、
第3図に示す実線グラフのようなガイドベーンの閉鎖特
性が得られる。
一般に、ガイドベーン閉鎖時間をTc、ガイドベーン開
閉操作時に圧力波が水圧鉄管を往復する時間をTr,管路
長をL,ガイドベーン閉鎖前の管路流速をV,重力加速度を
g,係数をKとすると、Tc>Trの場合の水圧変動ΔHは、 で表わされる。
閉操作時に圧力波が水圧鉄管を往復する時間をTr,管路
長をL,ガイドベーン閉鎖前の管路流速をV,重力加速度を
g,係数をKとすると、Tc>Trの場合の水圧変動ΔHは、 で表わされる。
前記(1)式からも明らかなように、ガイドベーンの
閉鎖時間Tcが小さい程、換言すればガイドベーンを急閉
鎖する程、水圧変動ΔH、すなち鉄管の水圧上昇は大き
くなる。したがって、第3図に示す実線グラフのよう
に、ガイドベーンを緩閉鎖させることにより、ガイドベ
ーン閉鎖時間Tcが大きな値となって水圧変動ΔHが小さ
な値に抑えられるので、緩閉鎖機構が有効であることが
判る。
閉鎖時間Tcが小さい程、換言すればガイドベーンを急閉
鎖する程、水圧変動ΔH、すなち鉄管の水圧上昇は大き
くなる。したがって、第3図に示す実線グラフのよう
に、ガイドベーンを緩閉鎖させることにより、ガイドベ
ーン閉鎖時間Tcが大きな値となって水圧変動ΔHが小さ
な値に抑えられるので、緩閉鎖機構が有効であることが
判る。
(発明が解決しようとする問題点) 一般に、可逆ポンプ水車のように発電,揚水両方向運
転を行ない、どちらかというと振動の生じ易い水力機械
あるいは落下変動の大きな水力機械において、原動機で
ある水車に振動が起こると、振動は、上カバー,ガイド
ベーン開閉機構部品等を介してサーボモータ5へ伝達さ
れ、さらにレターンポスト6を介してワイヤロープ10に
伝達される。すると、第4図に示すように隣接する滑車
9間でワイヤロープ10が共振し、滑車9との摺り合わせ
を継続すると、ワイヤロープ10の素線が摩滅,切断して
ついにはワイヤロープ10が切断されることがある。
転を行ない、どちらかというと振動の生じ易い水力機械
あるいは落下変動の大きな水力機械において、原動機で
ある水車に振動が起こると、振動は、上カバー,ガイド
ベーン開閉機構部品等を介してサーボモータ5へ伝達さ
れ、さらにレターンポスト6を介してワイヤロープ10に
伝達される。すると、第4図に示すように隣接する滑車
9間でワイヤロープ10が共振し、滑車9との摺り合わせ
を継続すると、ワイヤロープ10の素線が摩滅,切断して
ついにはワイヤロープ10が切断されることがある。
ワイヤロープ10が切断されると、レターンシャフト7
はウエイト13の自重によるモーメントで回動し、カム14
が全開位置となって緩閉鎖配圧器15も全開位置に保持さ
れるため、緩閉鎖弁16はスプリング17により開位置に保
持され、サーボモータ5から配圧弁4への油の流れは、
この緩閉鎖弁16で絞られない状態となる。
はウエイト13の自重によるモーメントで回動し、カム14
が全開位置となって緩閉鎖配圧器15も全開位置に保持さ
れるため、緩閉鎖弁16はスプリング17により開位置に保
持され、サーボモータ5から配圧弁4への油の流れは、
この緩閉鎖弁16で絞られない状態となる。
一方、レターンシャフト7の動きは、レギュレータ2
側へ同時にフィードバックされ、ガイドベーンは全開状
態にあるとの信号が入力されるため、ワイヤロープ10切
断前のガイドベーン開度に戻すべくガイドベーン閉指令
が出される。ところが、ワイヤロープ10が切断されてい
るため、サーボモータ5の動作量のフィードバックはア
クチュエータ1側,レギュレータ2側へはなされず、し
たがってさらに閉指令が出され続ける。このため、第3
図に破線グラフで示すように、急な閉鎖速度でガイドベ
ーンが閉鎖される。
側へ同時にフィードバックされ、ガイドベーンは全開状
態にあるとの信号が入力されるため、ワイヤロープ10切
断前のガイドベーン開度に戻すべくガイドベーン閉指令
が出される。ところが、ワイヤロープ10が切断されてい
るため、サーボモータ5の動作量のフィードバックはア
クチュエータ1側,レギュレータ2側へはなされず、し
たがってさらに閉指令が出され続ける。このため、第3
図に破線グラフで示すように、急な閉鎖速度でガイドベ
ーンが閉鎖される。
すなわち、サーボストロークaの時点でワイヤロープ
10が切断されると、本来であれば閉鎖時間Tc′で閉鎖す
るところ、閉鎖時間Tc″で閉鎖することになるため、鉄
管水圧は異常上昇を起こし、鉄管、ケーシング破損とい
う危険な状態につながるおそれがある。
10が切断されると、本来であれば閉鎖時間Tc′で閉鎖す
るところ、閉鎖時間Tc″で閉鎖することになるため、鉄
管水圧は異常上昇を起こし、鉄管、ケーシング破損とい
う危険な状態につながるおそれがある。
ところで従来の水車調速機においてこのような不具合
が生じるのは、緩閉鎖配圧器を操作するカム機構をレタ
ーンシャフトに設け、サーボモータの動作を間接的にカ
ム機構に伝達して駆動しているからであることがわかっ
た。
が生じるのは、緩閉鎖配圧器を操作するカム機構をレタ
ーンシャフトに設け、サーボモータの動作を間接的にカ
ム機構に伝達して駆動しているからであることがわかっ
た。
本発明は、このような点を考慮してなされたもので、
ワイヤロープの切断等が生じた場合でも、確実にサーボ
モータを緩閉鎖することができる水車調速機を提供する
ことを目的とする。
ワイヤロープの切断等が生じた場合でも、確実にサーボ
モータを緩閉鎖することができる水車調速機を提供する
ことを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、サーボモータとアクチュエータの配圧弁へ
の排油量を絞り制御する緩閉鎖弁を操作するカム機構と
を有する水車調速機であって、サーボモータとカム機構
との間に、サーボモータの動作で直接カム機構を操作す
る機械的な連動機構をサーボモータの動作量をアクチュ
エータのレターンシャフトに伝達する伝達機構とは別個
独立に設けるようにしたことを特徴とする。
の排油量を絞り制御する緩閉鎖弁を操作するカム機構と
を有する水車調速機であって、サーボモータとカム機構
との間に、サーボモータの動作で直接カム機構を操作す
る機械的な連動機構をサーボモータの動作量をアクチュ
エータのレターンシャフトに伝達する伝達機構とは別個
独立に設けるようにしたことを特徴とする。
(作用) 本発明に係る水車調速機においては、緩閉鎖配圧器を
操作するカム機構が、機械的な連動機構により、サーボ
モータの動作で直接操作される。このため、サーボモー
タの動作量をアクチュエータのレターンシャフトに機械
的に伝達する伝達機構等が損傷した場合でも、確実にサ
ーボモータを緩閉鎖することが可能となる。
操作するカム機構が、機械的な連動機構により、サーボ
モータの動作で直接操作される。このため、サーボモー
タの動作量をアクチュエータのレターンシャフトに機械
的に伝達する伝達機構等が損傷した場合でも、確実にサ
ーボモータを緩閉鎖することが可能となる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
第1図において符号1はアクチュエータ、符号2はレ
ギュレータであり、このレギュレータ2は、コンバータ
3を介して配圧弁4に接続され、配圧弁4を切換制御す
るようになっている。この配圧弁4には、第1図に示す
ように圧油タンク20が接続されており、この圧油タンク
20は配圧弁4を介しサーボモータ5の開側ポート5aある
いは閉側ポート5bに接続されている。
ギュレータであり、このレギュレータ2は、コンバータ
3を介して配圧弁4に接続され、配圧弁4を切換制御す
るようになっている。この配圧弁4には、第1図に示す
ように圧油タンク20が接続されており、この圧油タンク
20は配圧弁4を介しサーボモータ5の開側ポート5aある
いは閉側ポート5bに接続されている。
サーボモータ5と配圧弁4との間には、第1図に示す
ようにガイドベーン閉操作時にサーボモータ5の開側ポ
ート5aから配圧弁4に排油される油量を絞り制御する緩
閉鎖弁16が配されており、この緩閉鎖弁16は、内蔵する
スプリング17の付勢力により、通常は絞りを行なわない
側に切換えられている。
ようにガイドベーン閉操作時にサーボモータ5の開側ポ
ート5aから配圧弁4に排油される油量を絞り制御する緩
閉鎖弁16が配されており、この緩閉鎖弁16は、内蔵する
スプリング17の付勢力により、通常は絞りを行なわない
側に切換えられている。
一方サーボモータ5の近傍位置には、第1図に示すよ
うに緩閉鎖弁16を開閉制御する緩閉鎖配圧器15が設けら
れており、この緩閉鎖配圧器15は、カム14の回動により
切換えられるようになっている。このカム14は、第1図
に示すようにサーボモータ5にリンク機構21を介して連
結され、サーボモータ5の動作で直接駆動されるように
なっている。
うに緩閉鎖弁16を開閉制御する緩閉鎖配圧器15が設けら
れており、この緩閉鎖配圧器15は、カム14の回動により
切換えられるようになっている。このカム14は、第1図
に示すようにサーボモータ5にリンク機構21を介して連
結され、サーボモータ5の動作で直接駆動されるように
なっている。
サーボモータ5にはまた、第1図に示すように、レタ
ーンポスト6が設けられており、またアクチュエータ1
のレターンシャフト7には、扇形アーム8,11がそれぞれ
設けられている。そしてレターンポスト6と一方の扇形
アーム8とは、所要数の滑車9に巻掛けて配したワイヤ
ロープ10を介して連結され、このワイヤロープ10を介し
てサーボモータ5の動作量がアクチュエータ1ひいては
レギュレータ2にフィードバックされるようになってい
る。他方の扇形アーム11には、第1図に示すようにワイ
ヤ12を介してウェイト13が取付けられ、ワイヤロープ10
に常に一定の張力を与えるようになっている。
ーンポスト6が設けられており、またアクチュエータ1
のレターンシャフト7には、扇形アーム8,11がそれぞれ
設けられている。そしてレターンポスト6と一方の扇形
アーム8とは、所要数の滑車9に巻掛けて配したワイヤ
ロープ10を介して連結され、このワイヤロープ10を介し
てサーボモータ5の動作量がアクチュエータ1ひいては
レギュレータ2にフィードバックされるようになってい
る。他方の扇形アーム11には、第1図に示すようにワイ
ヤ12を介してウェイト13が取付けられ、ワイヤロープ10
に常に一定の張力を与えるようになっている。
次に、本実施例の作用について説明する。
ガイドベーンの閉操作時にサーボモータ5の開側ポー
トから配圧弁4に排油される油量を絞り制御する緩閉鎖
弁16は、緩閉鎖配圧器15を介し圧油タンク20から供給さ
れる圧油により開閉操作される。この緩閉鎖弁16の切換
点は、カム14を回転方向にずらせたり、あるいは緩閉鎖
弁16のストッパ位置を調節することにより、自由に調整
される。
トから配圧弁4に排油される油量を絞り制御する緩閉鎖
弁16は、緩閉鎖配圧器15を介し圧油タンク20から供給さ
れる圧油により開閉操作される。この緩閉鎖弁16の切換
点は、カム14を回転方向にずらせたり、あるいは緩閉鎖
弁16のストッパ位置を調節することにより、自由に調整
される。
ところで、ワイヤロープ10が、第3図に示すサーボス
トロークaの状態で欠損すると、ウェイト13は下がり、
調速機は開き勝手となる。すると、レギュレータ2から
閉信号が発せられ、コンバータ3の下げ動作に応じて配
圧弁4は最大限に下がり、第一段閉鎖速度でサーボモー
タ5が急閉鎖動作を行なう。
トロークaの状態で欠損すると、ウェイト13は下がり、
調速機は開き勝手となる。すると、レギュレータ2から
閉信号が発せられ、コンバータ3の下げ動作に応じて配
圧弁4は最大限に下がり、第一段閉鎖速度でサーボモー
タ5が急閉鎖動作を行なう。
サーボモータ5の開度が緩閉鎖の動作速度になると、
カム14により緩閉鎖配圧器15が切換わり、圧油タンク20
からの圧油により緩閉鎖弁16が動作してサーボモータ5
の開側ポート5aからの排油が絞られ、第二段閉鎖速度に
よりサーボモータ5が閉動作する。
カム14により緩閉鎖配圧器15が切換わり、圧油タンク20
からの圧油により緩閉鎖弁16が動作してサーボモータ5
の開側ポート5aからの排油が絞られ、第二段閉鎖速度に
よりサーボモータ5が閉動作する。
なお、主として、第一段閉鎖速度は主機回転上昇を抑
制し、第二段閉鎖速度は鉄管の水圧上昇を抑制する意味
合いがあり、サーボモータ5の動作で直接操作されるカ
ム14により緩閉鎖配圧器15が操作されるので、確実にガ
イドベーンが緩閉鎖される。
制し、第二段閉鎖速度は鉄管の水圧上昇を抑制する意味
合いがあり、サーボモータ5の動作で直接操作されるカ
ム14により緩閉鎖配圧器15が操作されるので、確実にガ
イドベーンが緩閉鎖される。
なお前記実施例では、ワイヤロープ10の欠損の場合に
ついて説明したが、これに限らず、あらゆる閉動作にお
いて、緩閉鎖弁16を確実に動作させることができる。ま
た、サーボモータ5の動作で直接カム14を操作する機構
はリンク機構21に限らず、他の機械的な連動機構でもよ
い。
ついて説明したが、これに限らず、あらゆる閉動作にお
いて、緩閉鎖弁16を確実に動作させることができる。ま
た、サーボモータ5の動作で直接カム14を操作する機構
はリンク機構21に限らず、他の機械的な連動機構でもよ
い。
以上説明したように本発明は、緩閉鎖配圧器を操作す
るカム機構が、機械的な連動機構によりサーボモータの
動作で直接操作されるようになっているため、サーボモ
ータの動作量をアクチュエータのレターンシャフトに機
械的に伝達する伝達機構等が損傷した場合でも、サーボ
モータを確実に緩閉鎖することができる。このため、水
圧上昇による鉄管等の破損や回転上昇による主機への悪
影響等の心配がなくなり、水力機械の信頼性を向上させ
ることができる。
るカム機構が、機械的な連動機構によりサーボモータの
動作で直接操作されるようになっているため、サーボモ
ータの動作量をアクチュエータのレターンシャフトに機
械的に伝達する伝達機構等が損傷した場合でも、サーボ
モータを確実に緩閉鎖することができる。このため、水
圧上昇による鉄管等の破損や回転上昇による主機への悪
影響等の心配がなくなり、水力機械の信頼性を向上させ
ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示す水車調速機の系統図、
第2図は従来の水車調速機を示す系統図、第3図はガイ
ドベーンの閉鎖特性図、第4図はワイヤロープの特性を
示す説明図である。 1……アクチュエータ、2……レギュレータ、4……配
圧弁、5……サーボモータ、5a……開側ポート、7……
レターンシャフト、10……ワイヤロープ、14……カム、
15……緩閉鎖配圧器、16……緩閉鎖弁、21……リンク機
構。
第2図は従来の水車調速機を示す系統図、第3図はガイ
ドベーンの閉鎖特性図、第4図はワイヤロープの特性を
示す説明図である。 1……アクチュエータ、2……レギュレータ、4……配
圧弁、5……サーボモータ、5a……開側ポート、7……
レターンシャフト、10……ワイヤロープ、14……カム、
15……緩閉鎖配圧器、16……緩閉鎖弁、21……リンク機
構。
Claims (1)
- 【請求項1】サーボモータの動作量をアクチュエータの
レターンシャフトに機械的に伝達する伝達機構と、前記
レターンシャフトの変位量が電気信号に変換されてフィ
ードバックされるレギュレータと、このレギュレータに
より切換制御されるアクチュエータの配圧弁と、この配
圧弁と前記サーボモータとの間に設けられガイドベーン
閉操作時にサーボモータ開側ポートから配圧弁に排油さ
れる油量を絞り制御する緩閉鎖弁と、この緩閉鎖弁を開
閉制御する緩閉鎖配圧器と、この緩閉鎖配圧器を操作す
るカム機構とを具備する水車調速機において、前記サー
ボモータとカム機構とはリンク機構を介して互いに連結
され、サーボモータの直線運動によりカム機構が直接作
動されることを特徴とする水車調速機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62298065A JP2534738B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 水車調速機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62298065A JP2534738B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 水車調速機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01138375A JPH01138375A (ja) | 1989-05-31 |
JP2534738B2 true JP2534738B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=17854683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62298065A Expired - Lifetime JP2534738B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 水車調速機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2534738B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS575969U (ja) * | 1980-06-13 | 1982-01-12 | ||
JPS61116172U (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-22 |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP62298065A patent/JP2534738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01138375A (ja) | 1989-05-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080627 Year of fee payment: 12 |