JP2947961B2 - Pelton turbine deflector and needle controller - Google Patents
Pelton turbine deflector and needle controllerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ペルトン水車における
噴流ジェットの水量を加減するニードル及びランナとノ
ズルとの間でジェットの方向をそらすデフレクタの制御
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a needle for adjusting the flow rate of a jet jet in a Pelton turbine, and a deflector control device for diverting the jet between a runner and a nozzle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ペルトン水車においては、ラン
ナのバケットに向って噴流するジェットの水量を加減す
るニードル及びランナと上記ニードルを有するノズルと
の間でジェットの方向をそらすデフレクタとを有してお
り、そのニードル及びデフレクタの開閉装置としては、
急閉鎖時におけるニードル及びデフレクタ個々の閉鎖ス
ピードの関係、すなわちニードルの閉鎖スピードは水圧
上昇の問題から３０〜４０秒程度、デフレクタの閉鎖ス
ピードはランナの回転上昇の問題から２〜４秒程度とな
ることから、それぞれ別々の開閉装置が設けられてい
る。2. Description of the Related Art In general, a Pelton turbine has a needle for adjusting the amount of water of a jet jetting toward a bucket of a runner, and a deflector for deflecting the jet between the runner and a nozzle having the needle. The opening and closing device for the needle and deflector
The relationship between the closing speed of the needle and the deflector at the time of abrupt closing, that is, the closing speed of the needle is about 30 to 40 seconds due to the problem of increasing water pressure, and the closing speed of the deflector is about 2 to 4 seconds due to the problem of increasing the rotation of the runner. For this reason, separate switching devices are provided.
【０００３】すなわち、図３は、上記一般的なペルトン
水車におけるニードル及びデフレクタの制御機構を示す
図であって、図示しない上水槽からの圧力水は導水管を
経てノズル１で加速され、高速のジェットとなってラン
ナ２のバケット２ａに向って噴流され、そのランナ２に
水動力を与えた後放水路に排出される。FIG. 3 is a view showing a control mechanism of a needle and a deflector in the above-mentioned general Pelton turbine. Pressurized water from a water tank (not shown) is accelerated by a nozzle 1 through a water pipe, and a high-speed The water is jetted toward the bucket 2a of the runner 2 as a jet, and the water is given to the runner 2 and then discharged to the water discharge channel.
【０００４】上記ノズル１内にはその先端中央部にニー
ドル３が進退自在に配設され、制御器４によって作動さ
れるニードルサーボモータ５ａによりニードル作動ロッ
ド６を介して上記ニードル３を進退させ、ノズル１の開
口面積を変えて水量を変えるようになっている。A needle 3 is provided at the center of the tip of the nozzle 1 so as to be movable forward and backward. The needle 3 is advanced and retracted via a needle operating rod 6 by a needle servo motor 5a operated by a controller 4. The amount of water is changed by changing the opening area of the nozzle 1.
【０００５】一方、ノズル１にはデフレクタ７が軸支さ
れており、制御器４によって作動されるデフレクタサー
ボモータ５ｂによりリンク機構８及びロッド９を介して
上記デフレクタ７を揺動させ、前記ノズル１から噴出さ
れるジェット流をランナ２から下方にそらすようにして
ある。On the other hand, a deflector 7 is pivotally supported by the nozzle 1, and the deflector 7 is swung via a link mechanism 8 and a rod 9 by a deflector servo motor 5b operated by a controller 4, thereby causing the nozzle 1 to swing. Is diverted downward from the runner 2.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
装置においては前述のようにデフレクタ及びニードルの
開閉装置としてはそれぞれ別々の装置が設けられてお
り、発電所機器のコストアップになる等の問題がある。However, in such a device, as described above, separate devices are provided as opening and closing devices for the deflector and the needle, respectively. There is.
【０００７】本発明はこのような点に鑑み、デフレクタ
及びニードルを共通のサーボモータによって開閉作動す
ることができ、発電所機器のコストダウン及び保守費用
の低減を計ることができるニードル及びデフレクタの制
御装置を得ることを目的とする。In view of the above, the present invention can control the deflector and the needle by opening and closing the deflector and the needle by a common servomotor, thereby reducing the cost of the power plant equipment and the maintenance cost. The aim is to obtain a device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、デフレクタの
開動作時にエネルギを蓄積し、デフレクタの急速閉作動
時に上記エネルギにより上記デフレクタの閉動作を行な
わせるスプリング作動装置を、デフレクタ開閉作動用枢
軸に連動連結するとともに、ニードル閉方向に付勢され
たニードル作動ロッドに連結されたレバーの一端が当接
され、前記デフレクタの急速閉作動時にその当接が解放
されるカムを上記デフレクタ開閉作動用枢軸に装着した
ことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a spring operating device for storing energy when a deflector is opened and performing the closing operation of the deflector by the energy when the deflector is quickly closed, comprising a deflector opening / closing operation pivot. One end of a lever connected to the needle operating rod urged in the needle closing direction is brought into contact with the lever, and the cam which is released when the deflector is rapidly closed is used for the deflector opening / closing operation. It is characterized by being mounted on the pivot.
【０００９】[0009]
【作用】通常運転時には、デフレクタ開閉作動用枢軸の
回動によってデフレクタが開閉制御されるとともに、そ
のデフレクタ開閉作動用枢軸に装着されているカムによ
って、レバー及びニードル作動ロッドを介してニードル
の進退が行なわれる。During normal operation, the deflector is opened and closed by the rotation of the deflector opening / closing operation pivot, and the cam mounted on the deflector opening / closing operation pivot moves the needle through the lever and the needle operation rod. Done.
【００１０】一方、負荷遮断時等のデフレクタの急速閉
作動時には、デフレクタの開動作時に蓄積されたスプリ
ング作動装置のエネルギにより、デフレクタの急速閉動
作が行なわれる。この時、上記カムとレバーとの当接が
解放され、ニードルはその閉方向の付勢力によって所定
のニードル閉鎖スピードによって閉鎖される。On the other hand, when the deflector is rapidly closed, such as when the load is interrupted, the deflector is quickly closed by the energy of the spring operating device accumulated when the deflector is opened. At this time, the contact between the cam and the lever is released, and the needle is closed at a predetermined needle closing speed by the urging force in the closing direction.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図１及び図２を参照して本発明の一実
施例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１２】図１において符号１０は制御器１１によっ
て作動制御される電動サーボモータであって、その電動
サーボモータ１０の作動ロッド１２の先端が揺動パネル
１３の一端部に枢着されている。上記揺動パネル１３
は、軸１４にその軸線回りに揺動自在に装着されてお
り、その揺動パネル１３の他端部には第１および第２の
ロックアーム１５，１６がそれぞれその中央部を中心と
して揺動可能に装着されている。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an electric servomotor whose operation is controlled by a controller 11. The tip of an operating rod 12 of the electric servomotor 10 is pivotally attached to one end of a swing panel 13. The swing panel 13
Is mounted on a shaft 14 so as to be swingable about its axis. On the other end of the swing panel 13, first and second lock arms 15 and 16 are respectively swung about a central portion thereof. Mounted as possible.
【００１３】上記第１のロックアーム１５の一端は、リ
ンク１７を介して軸受１８，１８に軸支された枢軸１９
に固着された揺動アーム２０に連結されている。また、
上記第１のロックアーム１５の他端部１５ａには第２の
ロックアーム１６の一端１６ａが係脱可能としてあり、
その第２のロックアーム１６の他端１６ｂには、揺動パ
ネル１３に固着されたソレノイド２１の作動杆２１ａが
連結され、常時においては第２のロックアーム１６の一
端１６ａが第１のロックアーム１５の他端部１５ａに係
合され、第１のロックアーム１５が固定状態に保持され
ている。One end of the first lock arm 15 is connected to a bearing 18 via a link 17 via a pivot 19.
The swing arm 20 is fixed to the swing arm 20. Also,
One end 16a of a second lock arm 16 is detachable from the other end 15a of the first lock arm 15,
An operating rod 21a of a solenoid 21 fixed to the swing panel 13 is connected to the other end 16b of the second lock arm 16, and one end 16a of the second lock arm 16 is always connected to the first lock arm. The first lock arm 15 is held in a fixed state by being engaged with the other end 15a of the first lock arm 15.
【００１４】一方、前記枢軸１９には第２の揺動アーム
２２及び第３の揺動アーム２３の基端部が固着されてお
り、その第２の揺動アーム２２の先端には、スプリング
作動装置２４の作動ロッドが連結されている。また、第
３の揺動アーム２３の先端部は、軸２５に枢着されたク
ランクアーム２６の一端に連結杆２７を介して連結され
ており、そのクランクアーム２６の他端には、ノズル２
８から噴出するジェットを遮断し得るデフレクタ２９が
設けられている。On the other hand, a base end of a second swing arm 22 and a third swing arm 23 are fixed to the pivot 19, and a spring actuated to the tip of the second swing arm 22. The actuation rod of the device 24 is connected. The distal end of the third swing arm 23 is connected to one end of a crank arm 26 pivotally attached to a shaft 25 via a connecting rod 27. The other end of the crank arm 26 has a nozzle 2
A deflector 29 capable of blocking a jet ejected from the nozzle 8 is provided.
【００１５】一方、上記ノズル２８の先端中心部にはニ
ードル３０が配設されており、そのニードル３０に連結
されたニードル作動ロッド３１の頂端にはリンク３２を
介してクランクアーム３３の一端が連結されている。上
記クランクアーム３３は固定軸のまわりに揺動可能とし
てあり、そのクランクアーム３３の他端にはロッド３４
の一端が枢着され、そのロッド３４の他端がダッシュポ
ット装置３５のピストンロッド３５ａに連結されてい
る。On the other hand, a needle 30 is disposed at the center of the tip of the nozzle 28, and one end of a crank arm 33 is connected to a top end of a needle operating rod 31 connected to the needle 30 via a link 32. Have been. The crank arm 33 is swingable around a fixed axis, and the other end of the crank arm 33 has a rod 34.
Is pivotally connected, and the other end of the rod 34 is connected to the piston rod 35 a of the dashpot device 35.
【００１６】上記ロッド３４とダッシュポット装置３５
のピストンロッド３５ａとの枢着点には、固定軸３６回
りに揺動可能に枢着されたレバー３７の一端が枢着され
ており、そのレバー３７の他端が、前記デフレクタ作動
用の枢軸１９に固設されたカム３８のカム面に当接され
ている。The rod 34 and the dashpot device 35
A pivot 37 is pivotally connected to the piston rod 35a at one end, and one end of a lever 37 pivotally pivoted about a fixed shaft 36 is pivotally connected. The other end of the lever 37 is connected to the pivot for operating the deflector. 19 abuts against a cam surface of a cam 38 fixedly provided.
【００１７】また、前記ニードル作動ロッド３１には、
そのニードル作動ロッド３１に設けられたバランスピス
トン３９とばね受け４０との間にコイルばね４１が巻装
されている。The needle operating rod 31 has:
A coil spring 41 is wound between a balance piston 39 provided on the needle operating rod 31 and a spring receiver 40.
【００１８】しかして、電動サーボモータ１０が作動さ
れると、作動ロッド１２を介して揺動パネル１３が揺動
され、第１のロックアーム１５、リンク１７を介して揺
動アーム２０が揺動される。そしてその揺動アーム２０
の揺動によって枢軸１９が回動され第３の揺動アーム２
３が揺動される。したがって、その第３の揺動アーム２
３の揺動によって連結杆２７を介してクランクアーム２
６が揺動され、デフレクタ２９がジェットを遮断する方
向（閉方向）或はその逆方向（開方向）に移動される。
一方、上述のようにデフレクタ２９が開方向に移動され
たときには、第２の揺動アーム２２によってスプリング
作動装置２４のコイルスプリング２４ａが圧縮方向に作
動され、エネルギが蓄積されている。図１は上記デフレ
クタ２９が開方向に移動された状態を示す。When the electric servomotor 10 is operated, the swing panel 13 swings via the operating rod 12, and the swing arm 20 swings via the first lock arm 15 and the link 17. Is done. And the swing arm 20
Pivot 19 rotates by the swing of the third swing arm 2.
3 is rocked. Therefore, the third swing arm 2
3 swings the crank arm 2 through the connecting rod 27.
6 is swung, and the deflector 29 is moved in a direction in which the jet is shut off (closed direction) or in the opposite direction (open direction).
On the other hand, when the deflector 29 is moved in the opening direction as described above, the coil spring 24a of the spring operating device 24 is operated in the compression direction by the second swing arm 22, and energy is accumulated. FIG. 1 shows a state in which the deflector 29 has been moved in the opening direction.
【００１９】一方、上記枢軸１９の回動によってカム３
８が回動し、レバー３７を介してロッド３４がその軸線
方向に作動され、クランクレバー３３を介してニードル
作動ロッド３１が進退され、ニードル３０の進退が行な
われて、ノズル２８の開口面積が調整される。On the other hand, the rotation of the pivot 19 causes the cam 3 to rotate.
8 rotates, the rod 34 is operated in the axial direction via the lever 37, the needle operating rod 31 is advanced and retracted via the crank lever 33, the needle 30 is advanced and retracted, and the opening area of the nozzle 28 is reduced. Adjusted.
【００２０】そこで、負荷遮断等が発生すると、制御器
１１からの制御信号によってソレノイド２１が作動さ
れ、作動杆２１ａが図において上方に引き上げられる。
したがって、第２のロックアーム１６が図において反時
計方向に揺動され、第１のロックアーム１５との係合が
離脱され、第１のロックアーム１５が揺動パネル１３に
対して自由に揺動し得る状態となる。Therefore, when a load interruption or the like occurs, the solenoid 21 is operated by a control signal from the controller 11, and the operating rod 21a is pulled upward in the figure.
Therefore, the second lock arm 16 is pivoted counterclockwise in the drawing, the engagement with the first lock arm 15 is released, and the first lock arm 15 is freely pivoted with respect to the pivot panel 13. It can be moved.
【００２１】しかして、コイルスプリング２４ａに蓄え
られたエネルギによって第２の揺動アーム２２が２点鎖
線で示す位置に急速に揺動され、その揺動によって枢軸
１９が時計方向に回動され、第３の揺動アーム２３、連
結杆２７を介してデフレクタ２９が時計方向に揺動さ
れ、ノズル２８からのジェットが急速に遮断される（図
２）。The second swing arm 22 is quickly swung to the position shown by the two-dot chain line by the energy stored in the coil spring 24a, and the swing causes the pivot 19 to rotate clockwise. The deflector 29 is swung clockwise through the third swing arm 23 and the connecting rod 27, and the jet from the nozzle 28 is rapidly shut off (FIG. 2).
【００２２】一方、上述のようにして枢軸１９がスプリ
ング作動装置２４のコイルスプリング２４ａによって急
速に回動されると、それとともにカム３８も急速に時計
方向に急速に回動するが、ダッシュポット装置３５の作
用によってレバー３７が追従できず、レバー３７とカム
３８との係合が解放される。したがって、ニードル３０
には、コイルばね４１のばね力、及びニードル３０とバ
ランスピストン３９との水圧不平衡と機構の摩擦力との
合成力によって閉方向に作動され、この間クランクレバ
ー３３、ロッド３４等を介して接続されているダッシュ
ポット装置３５によって調整されたスピードによってニ
ードル３０の閉鎖が行なわれる。On the other hand, when the pivot 19 is rapidly rotated by the coil spring 24a of the spring operating device 24 as described above, the cam 38 is also rapidly rotated in the clockwise direction. Due to the action of 35, the lever 37 cannot follow, and the engagement between the lever 37 and the cam 38 is released. Therefore, the needle 30
Is operated in the closing direction by the combined force of the spring force of the coil spring 41, the hydraulic imbalance between the needle 30 and the balance piston 39 and the frictional force of the mechanism, and is connected via the crank lever 33, the rod 34, etc. The needle 30 is closed by the speed adjusted by the dashpot device 35 being operated.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明はニードル
閉方向に付勢されたニードル作動ロッドに連結されたレ
バーの一端が当接され、デフレクタの急速閉作動時にそ
の当接が解放されるカムを上記デフレクタ開閉作動用枢
軸に装着したので、ニードル及びデフレクタを共通のサ
ーボモータによってそれぞれ作動させることができ、従
来のようにニードル及びデフレクタ作動用のサーボモー
タ等をそれぞれ各別に設ける必要がなく、大巾なコスト
ダウン、機器の簡素化、保守の簡素化を計ることができ
る。しかも、ニードル及びデフレクタの作動特性に対し
て十分対応することができる。As described above, according to the present invention, one end of the lever connected to the needle operating rod urged in the needle closing direction comes into contact, and the contact is released when the deflector is rapidly closed. Since the cam is mounted on the deflector opening / closing operation pivot, the needle and the deflector can be respectively operated by the common servomotor, and it is not necessary to separately provide the needle and the deflector operation servomotor as in the related art. It is possible to greatly reduce costs, simplify equipment, and simplify maintenance. In addition, it is possible to sufficiently cope with the operating characteristics of the needle and the deflector.
【図１】本発明のデフレクタ及びニードルの制御装置の
概略構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a deflector and a needle control device of the present invention.
【図２】本発明装置におけるデフレクタ急閉作動時の状
態を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a state of the device of the present invention at the time of a deflector sudden closing operation.
【図３】従来のデフレクタ及びニードルの制御装置の概
略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional deflector and needle control device.
１０ 電動サーボモータ １３ 揺動パネル １５ 第１のロックアーム １６ 第２のロックアーム １９ 枢軸 ２０ 揺動アーム ２１ ソレノイド ２２ 第２の揺動アーム ２３ 第３の揺動アーム ２４ スプリング作動装置 ２９ デフレクタ ３０ ニードル ３１ ニードル作動ロッド ３５ ダッシュポット装置 ３７ レバー ３８ カム Reference Signs List 10 electric servo motor 13 swing panel 15 first lock arm 16 second lock arm 19 pivot 20 swing arm 21 solenoid 22 second swing arm 23 third swing arm 24 spring operating device 29 deflector 30 needle 31 Needle operating rod 35 Dash pot device 37 Lever 38 Cam
Claims (1)
し、デフレクタの急速閉作動時に上記エネルギにより上
記デフレクタの閉動作を行なわせるスプリング作動装置
を、デフレクタ開閉作動用枢軸に連動連結するととも
に、ニードル閉方向に付勢されたニードル作動ロッドに
連結されたレバーの一端が当接され、前記デフレクタの
急速閉作動時にその当接が解放されるカムを上記デフレ
クタ開閉作動用枢軸に装着したことを特徴とする、ペル
トン水車のデフレクタ及びニードルの制御装置。A spring operating device for storing energy when the deflector is opened and for closing the deflector by the energy when the deflector is quickly closed is connected to a pivot for opening and closing the deflector and closing the needle. One end of a lever connected to the needle operating rod biased in the direction is abutted, and a cam that releases the abutment when the deflector is rapidly closed is mounted on the deflector opening / closing operation pivot. Control device for the deflector and needle of the Pelton turbine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077678A JP2947961B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Pelton turbine deflector and needle controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077678A JP2947961B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Pelton turbine deflector and needle controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311681A JPH04311681A (en) | 1992-11-04 |
| JP2947961B2 true JP2947961B2 (en) | 1999-09-13 |
Family
ID=13640550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3077678A Expired - Fee Related JP2947961B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Pelton turbine deflector and needle controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2947961B2 (en) |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP3077678A patent/JP2947961B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04311681A (en) | 1992-11-04 |
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