JPH0565870A - ペルトン水車のデフレクタ非常用閉鎖装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】デフレクタを操作するサーボモータのピストン
を押圧するスプリングを無くし、しかも油圧喪失または
電源喪失時にデフレクタを閉鎖させる。 【構成】非常用電源１と、油圧喪失を検出する圧力スイ
ッチ１１と、給排水弁１２と、シリンダ１３ａと油圧サ
ーボモータのピストンロッド１ｃに対向するピストン１
３ｂおよびピストンロッド１３ｃとからなる水圧サーボ
モータ１３とを備え、油圧喪失時には給排水弁１２を給
水側にし圧力水を水圧サーボモータ１３に供給し、シリ
ンダ１３ａによって油圧サーボモータ１のピストンロッ
ド１ｃを移動させ、デフレクタ３を閉鎖するので、水圧
サーボモータ１３は小容量で済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ペルトン水車の油圧
または電源喪失時にデフレクタを閉鎖させるデフレクタ
非常用閉鎖装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のペルトン水車の構成図であ
る。複数のバケット９を備えたランナ８に向かって対称
の位置に、４個または６個のノズル６が配置され、ノズ
ル６からランナ８のバケット９に向かってジェットを噴
射させる。それぞれのノズル６の端部にデフレクタ軸３
ａに支持されたデフレクタ３を備える。デフレクタ３
は、デフレクタ軸３ａに回転自在に支持され、ノズル６
に対向している。デフレクタ軸３ａの上部は、図示しな
いレバーに結合され、図示しないサーボモータによって
回動させてデフレクタを開閉させている。

【０００３】ペルトン水車はデフレクタを備えている
が、その理由は次の通りである。 イ）ノズルから噴射するジェットを負荷遮断するとき、
デフレクタによって方向を変え、ジェットが直接ランナ
バケットに当たらないようにそらせ、ペルトン水車に連
結されている水車発電機の回転速度の上昇を低く抑え
る。 ロ）負荷給減時にも、上記イ）と同様に水車発電機の回
転速度を上昇を低く抑える。 ハ）デフレクタを作動させて放流運転を行う。

【０００４】ペルトン水車の通常運転時に、デフレクタ
用油圧サーボモータの油圧または電動サーボモータの電
源が喪失すると、デフレクタを作動させる力がなくな
り、デフレクタを閉じることはできない。また、デフレ
クタ開状態ではデフレクタはノズルからのジェットを受
けていないので、ジェッとによる力が作用していないの
で、デフレクタハその位置に止まったままとなる。この
ような非常時に、デフレクタを閉鎖して水車を安全に停
止させる場合がある。従来、このような場合、サーボモ
ータ内にスプリングを組み込むか、またはサーボモータ
にスプリングを連結して油圧喪失時または電源喪失時に
スプリングによりデフレクタを閉鎖していた。

【０００５】図３は従来の油圧サーボモータを備えたペ
ルトン水車のデフレクタ操作機構を示す構成図である。
油圧サーボモータ１は、シリンダ１ａとピストン１ｂお
よびピストンロッド１ｃと、給油ポート１ｄ，１ｅとか
らなり、給油ポート１ｄから油圧を供給するとピストン
１ｂを開側へ移動させ、給油ポート１ｅから油圧を供給
するとピストン１ｂを閉側へ移動させる。ピストン１ｂ
の動作はクランク２を介してデフレクタ軸３ａに支持さ
れたデフレクタ３を開，閉させる。シリンダ１ａにはス
プリング４を備え、常にピストン１ｂを閉側に押圧して
いるので油圧喪失時にはスプリング４の力によりピスト
ン１ｂを閉側に移動させデフレクタ３を閉じていた。

【０００６】図４は従来の電動サーボモータを備えたペ
ルトン水車のデフレクタ操作機構の構成図である図４に
おいて図３と同じ部位は同じ符号を付してある。電動サ
ーボモータ５は図示しない電動機を回転させ、電動機の
軸に噛み合っているロッド５ａを移動させる。ロッド５
ａを閉側へ移動させると、リンク２を介してデフレクタ
軸３ａに支持されたデフレクタ３を開いていた。このと
きニードル７を開く側へ移動させるとノズル６から噴射
されるジェットはランナのバケット９に当たりランナ８
を回転させる。８ａはランナの中心である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ペルトン水車のデフレ
クタは、油圧サーボモータまたは電動サーボモータによ
り開く方向または閉方向に動作し、水車の通常運転中
は、水車の負荷に応じてニードルと連動して最適な位置
に制御される。従来、油圧喪失時または電源喪失時にデ
フレクタを閉じるために、常時デフレクタを閉方向に押
圧するスプリングを備えているので、デフレクタを開方
向に動かす場合、サーボモータは動作機構の接触面にお
ける摩擦力と、サーボモータ内に組み込まれたスプリン
グの閉方向に働く力に打ち勝つ力を持たなければならな
い。このため容量の大きなサーボモータが必要である。

【０００８】この発明は、デフレクタを操作するサーボ
モータのピストンをデフレクタの閉方向に押圧するスプ
リングを無くし、しかも油圧喪失時または電源喪失時に
デフレクタを閉鎖できるデフレクタ非常用閉鎖装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】デフレクタ制御用油圧サ
ーボモータを備えるペルトン水車において、非常用電源
と、前記油圧サーボモータの油圧喪失を検出する検出器
と、前記非常用電源により制御され圧力水を給水または
排水させる給排水弁と、シリンダと前記油圧サーボモー
タのロッドに対向し圧力水によって操作されるピストン
およびピストンロッドとからなる水圧サーボモータとを
備えたことによって、上記目的を達成する。

【００１０】また、デフレクタ制御用電動サーボモータ
を備えるペルトン水車において、非常用電源と、前記電
動サーボモータの電源喪失を検出する検出器と、前記非
常用電源により制御され圧力水を給水または排水させる
給排水弁と、シリンダと前記電動サーボモータのロッド
に対向し圧力水によって操作されるピストンおよびピス
トンロッドとからなる水圧サーボモータとを備えたこと
によって、上記目的を達成する。

【００１１】

【作用】この発明においては、油圧サーボモータの油圧
が喪失したとき、検出器が作動して非常用電源の回路を
閉じて給排水弁を励磁することにより、給水弁を開いて
ケーシングに接続されたパイプから圧力水を水圧サーボ
モータに供給する。その結果ピストンを移動させ、ピス
トンによって油圧サーボモータのピストンロッドを閉側
へ押圧する。ピストンロッドの移動によりクランクを介
してデフレクタを閉鎖させる。

【００１２】また、この発明においては、電動サーボモ
ータの電源が喪失したとき、検出器が作動して非常用電
源の回路を閉じて給排水弁を励磁することにより、給水
弁を開いてケーシングに接続されたパイプから圧力水を
水圧サーボモータに供給する。その結果ピストンを移動
させ、ピストンによって電動サーボモータのヒストンロ
ッドを閉側へ押圧する。ピストンロッドの移動によりク
ランクを介してデフレクタを閉鎖させる。

【００１３】

【実施例】実施例１ 図１はこの発明の第１の実施例によるペルトン水車のデ
フレクタ非常用閉鎖装置を備えたデフレクタ操作機構の
構成図である。図１において、図３と同じ部位は同じ符
号を付してある。油圧サーボモータ１の構成は図３と同
様なので説明を省略する。給油ポート１ｄから油圧を供
給するときピストン１ｂを開側へ移動させ、給油ポート
１ｅから油圧を供給するとピストン１ｂを閉じ側へ移動
させる。ピストン１ｂの動作はクランク２を介してデフ
レクタ軸３ａに支持されたデフレクタ３を開閉させる。
この発明の第１の実施例によるペルトン水車のデフレク
タ非常用閉鎖装置は、非常用電源１０と、油圧喪失を検
出する検出器である圧力スイッチ１１と、非常用電源１
０により制御される給排水弁１２と、水圧サーボモータ
１３とから構成される。圧力水サーボモータ１３は、シ
リンダ１３ａと油圧サーボモータ１のピストンロッド１
ｃに対向し圧力水によって操作されるピストン１３ｂお
よびピストンロッド１３ｃと、給水口１３ｄ、排水口１
３ｅとから構成される。

【００１４】デフレクタ非常用閉鎖装置の動作を説明す
る。油圧サーボモータ１の油圧が喪失すると、圧力スイ
ッチ１１の接点が閉じ、非常用電源１０により給排水弁
１２のコイルを励磁するので、給排水弁１２は給水側に
結合する。圧力水はペルトン水車のケーシングから取り
入れている。給排水弁１２から供給された圧力水は、配
管１４により水圧サーボモータ１３の給水口１３ｄから
シリンダ１３ａに供給され、ピストン１３ｂおよびピス
トンロッド１３ｃを移動させ、油圧サーボモータ１のピ
ストンロッド１ｃを押圧して閉側へ移動させる。その結
果、クランク２を介してデフレクタ３を閉じペルトン水
車を停止させることができる。

【００１５】実施例２ 図２はこの発明の第２の実施例によるペルトン水車のデ
フレクタ非常用閉鎖装置を備えたデフレクタ操作機構の
構成図である。図２において、図４と同じ部位は同じ符
号を付してある。電動サーボモータ５は、図示しない電
動機を回転させ、電動機の軸と噛み合っているロッド５
ａを移動させる。ロッド５ａの移動によりクランク２を
介してデフレクタ３ａを開閉する。この発明の第２の実
施例によるデフレクタ非常用閉鎖装置は、非常用電源１
０と、電動サーボモータの電源喪失を検出する継電器１
５と、非常用電源１０により制御される給排水弁１２
と、水圧サーボモータ１３とから構れる。水圧サーボモ
ータ１３は、シリンダ１３ａと、電動サーボモータ５の
ロッド５ａに対向し、圧力水によって操作されるピスト
ン１３ｂおよびピストンロッド１３ｃと、給水口１３
ｄ、排気口１３ｅとから構成される。

【００１６】第２の実施例によるデフレクタ非常用閉鎖
装置の動作を説明する。電動サーボモータ用電源１４が
喪失すると、継電器１５の接点が閉じ、非常用電源１０
により給排水弁１２のコイルを励磁するので、給排水弁
１２は圧力水に結合される。圧力水はペルトン水車のケ
ーシングから取り入れている。給排水弁１２から供給さ
れた圧力水は配管１４により水圧サーボモータ１３の給
水口１３ｄからシリンダ１３ａに供給され、ピストン１
３ｂおよびピストンロッド１３を移動させ、電動サーボ
モータ５のロッド５ａを押圧して閉側に移動させる。そ
の結果クランク２を介してデフレクタ３を閉じ、ペルト
ン水車を停止させることができる。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、油圧サーボモータの
油圧が喪失したとき、給排水弁が給水側に結合されて圧
力水を水圧サーボモータに供給してピストンを移動さ
せ、油圧サーボモータのピストンロッドを閉側に押圧す
る。その結果油圧喪失時には圧力水によってデフレクタ
を閉じるので、水圧サーボモータは、油圧サーボモータ
からデフレクタの間の動作機構の接触面の摩擦力のみに
打ち勝つ操作力を持てばよい。従って水圧サーボモータ
は小さい容量ですむ。この水圧サーボモータを用いれ
ば、油圧喪失時に圧力水によってデフレクタを閉じるこ
とができる。

【００１８】この発明によれは、電動サーボモータの電
源が喪失したとき、給排水弁が給水側に結合されて圧力
水を水圧サーボモータに供給してピストンを移動させ、
電動サーボモータのロッドを閉側に押圧する。その結
果、油圧喪失時には圧力水によってデフレクタを閉じる
ので、水圧サーボモータは、電動サーボモータからデフ
レクタの間の動作機構の接触面の摩擦力のみに打ち勝つ
操作力を持てばよい。従って圧力水サーボモータは小さ
い容量ですむ。この水圧サーボモータを用いれば、電源
喪失時に圧力水によってデフレクタを閉じることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例によるデフレクタ非常
用閉鎖装置を備えたデフレクタ操作機構の構成図であ
る。

【図２】この発明の第２の実施例によるデフレクタ非常
用閉鎖装置を備えたデフレクタ操作機構の構成図であ
る。

【図３】従来の油圧サーボモータを備えたデフレクタ操
作機構の構成図である。

【図４】従来の電動サーボモータを備えたデフレクタ操
作機構の構成図である。

【図５】従来のペルトン水車の構成図である。

【符号の説明】

１ 油圧サーボモータ ３ デフレクタ ５ 電動サーボモータ １０ 非常用電源 １１ 圧力スイッチ １２ 給排水弁 １３ 水圧サーボモータ １３ａ シリンダ １３ｂ ピストン １３ｃ ピストンロッド １５ 継電器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デフレクタ制御用油圧サーボモータを備え
   るペルトン水車において、非常用電源と、前記油圧サー
   ボモータの油圧喪失を検出する検出器と、前記非常用電
   源により制御され圧力水を給水または排水させる給排水
   弁と、シリンダと前記油圧サーボモータのロッドに対向
   し圧力水によって操作されるピストンおよびピストンロ
   ッドとからなる水圧サーボモータとを備えたことを特徴
   とするペルトン水車のデフレクタ非常用閉鎖装置。
2. 【請求項２】デフレクタ制御用電動サーボモータを備え
   るペルトン水車において、非常用電源と、前記電動サー
   ボモータの電源喪失を検出する検出器と、前記非常用電
   源により制御され圧力水を給水または排水させる給排水
   弁と、シリンダと前記電動サーボモータのロッドに対向
   し圧力水によって操作されるピストンおよびピストンロ
   ッドとからなる水圧サーボモータとを備えたことを特徴
   とするペルトン水車のデフレクタ非常用閉鎖装置。