JPS6213512B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6213512B2 JPS6213512B2 JP54117682A JP11768279A JPS6213512B2 JP S6213512 B2 JPS6213512 B2 JP S6213512B2 JP 54117682 A JP54117682 A JP 54117682A JP 11768279 A JP11768279 A JP 11768279A JP S6213512 B2 JPS6213512 B2 JP S6213512B2
- Authority
- JP
- Japan
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- guide vane
- water turbine
- switching valve
- piston
- hydraulic oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 15
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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)
本発明はプロペラ水車の制御装置に関し、特に
プロペラ水車の負荷しや断時における回転部の浮
上り現象の発生を防止するための制御装置に関す
る。
プロペラ水車の負荷しや断時における回転部の浮
上り現象の発生を防止するための制御装置に関す
る。
(従来の技術および発明が解決しようとする問題
点) 一般に、水車の負荷しや断に際しては、速度上
昇率△N/N、および水撃作用による最大水圧値
Pnaxを許容範囲内に制御する必要がある。上記
速度上昇率△N/Nは通常35〜60%に設定される
が、これより遥かに苛酷な無拘束速度の状態(80
〜160%)においても、機器の最低限の安全性の
確保が必要であるため、上記負荷しや断に際して
は大きな水圧上昇におこさないようにガイドベー
ンをゆつくりと閉じることが必要である。
点) 一般に、水車の負荷しや断に際しては、速度上
昇率△N/N、および水撃作用による最大水圧値
Pnaxを許容範囲内に制御する必要がある。上記
速度上昇率△N/Nは通常35〜60%に設定される
が、これより遥かに苛酷な無拘束速度の状態(80
〜160%)においても、機器の最低限の安全性の
確保が必要であるため、上記負荷しや断に際して
は大きな水圧上昇におこさないようにガイドベー
ンをゆつくりと閉じることが必要である。
一方、プロペラ水車特にカプラン形の高速水車
においては、負荷しや断に際して回転速度が異常
に上昇すると強大な浮揚力を生じ、水車および発
電機の回転部をもち上げることがある。
においては、負荷しや断に際して回転速度が異常
に上昇すると強大な浮揚力を生じ、水車および発
電機の回転部をもち上げることがある。
すなわち、回転部が慣性をもつて回転している
時に、ガイドベーンを急閉鎖すると、或るガイド
ベーン開度においてその開度における無拘束速度
の状態となり、さらにガイドベーンを閉じれば、
水車領域を越えて超無拘束領域へ入る。ところ
が、高速で回転する水車は上記超無拘束領域では
放水路側へ水を吐出するポンプとしての作用をも
ち、ランナの上流側が負圧となる。そのため、ラ
ンナベーンにはその表面に負圧が作用し、裏面に
は放水路の上向きの圧力が作用し、その結果強大
な浮揚力を発生する。
時に、ガイドベーンを急閉鎖すると、或るガイド
ベーン開度においてその開度における無拘束速度
の状態となり、さらにガイドベーンを閉じれば、
水車領域を越えて超無拘束領域へ入る。ところ
が、高速で回転する水車は上記超無拘束領域では
放水路側へ水を吐出するポンプとしての作用をも
ち、ランナの上流側が負圧となる。そのため、ラ
ンナベーンにはその表面に負圧が作用し、裏面に
は放水路の上向きの圧力が作用し、その結果強大
な浮揚力を発生する。
すなわち、水力機械システムにおいては負荷し
や断時等の急停止操作時には、ガイドベーン急閉
による水撃現象と負荷急減による機器無拘束状態
による回転上昇が発生する。しかし、この2現象
に対処するためには、経済性および構造設計上か
ら比較的回転上昇に余裕を与える方が許容し易
い。
や断時等の急停止操作時には、ガイドベーン急閉
による水撃現象と負荷急減による機器無拘束状態
による回転上昇が発生する。しかし、この2現象
に対処するためには、経済性および構造設計上か
ら比較的回転上昇に余裕を与える方が許容し易
い。
このようなことから、カプラン水車において水
撃現象による水圧上昇を極力抑えて無拘束回転速
度を高めに取る設計が通例である。しかして、上
記無拘束回転速度の上昇に応じてランナベーンに
よるポンプ作用が強くなり、浮上り現象が発生し
易くなる。その結果回転部の接触焼損事故を誘起
し、或はその落下時に推力軸受を破損する等の危
険性がある。
撃現象による水圧上昇を極力抑えて無拘束回転速
度を高めに取る設計が通例である。しかして、上
記無拘束回転速度の上昇に応じてランナベーンに
よるポンプ作用が強くなり、浮上り現象が発生し
易くなる。その結果回転部の接触焼損事故を誘起
し、或はその落下時に推力軸受を破損する等の危
険性がある。
そこで、従来上述の如き事故の発生を未然に防
止するためガイドベーンとランナベーンとの間の
空室が負圧になつた時に真空破壊弁を開き、当該
負圧部に外気を導入して上記空室の負圧を解消す
ることが行なわれている。
止するためガイドベーンとランナベーンとの間の
空室が負圧になつた時に真空破壊弁を開き、当該
負圧部に外気を導入して上記空室の負圧を解消す
ることが行なわれている。
しかしながら、上記方法による場合には、多量
の空気を供給するための真空破壊弁およびそれに
伴なう関連設備配管を設置しなければならず、設
備費が高価なものとなる等の不都合がある。
の空気を供給するための真空破壊弁およびそれに
伴なう関連設備配管を設置しなければならず、設
備費が高価なものとなる等の不都合がある。
本発明はこのような点に鑑み、プロペラ水車の
負荷しや断時に回転部分の浮上がり現象を確実に
かつ経済的に防止し得るプロペラ水車の制御装置
を提供することを目的とする。
負荷しや断時に回転部分の浮上がり現象を確実に
かつ経済的に防止し得るプロペラ水車の制御装置
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、ガイドベーンの水車無負荷開度以下
において、ガイドベーン操作用サーボモータの閉
動作時に作動油を排出する主管路を閉塞する閉塞
装置と、その閉塞装置をバイパスするバイパス管
路と、そのバイパス管路上に絞り弁と直列に配設
され、或設定水車回転数以下のとき上記バイパス
管路を開く切換弁とを設けたことを特徴とする。
において、ガイドベーン操作用サーボモータの閉
動作時に作動油を排出する主管路を閉塞する閉塞
装置と、その閉塞装置をバイパスするバイパス管
路と、そのバイパス管路上に絞り弁と直列に配設
され、或設定水車回転数以下のとき上記バイパス
管路を開く切換弁とを設けたことを特徴とする。
(実施例)
以下、添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第1図において、符号1はガイドベーン開閉用
のサーボモータであり、そのサーボモータ1のシ
リンダ2内にはピストン3が往復動可能に設けら
れており、そのピストン3に連結されたピストン
ロツド4の先端にガイドベーン操作ロツド5が連
結されている。
のサーボモータであり、そのサーボモータ1のシ
リンダ2内にはピストン3が往復動可能に設けら
れており、そのピストン3に連結されたピストン
ロツド4の先端にガイドベーン操作ロツド5が連
結されている。
上記シリンダ2におけるビストン3の一側部の
シリンダ室2aには、ガイドベーンの閉動作時に
作動油を供給する第1の主管路6が接続されてお
り、他側部のシリンダ室2bには、ガイドベーン
の開動作時に作動油を供給する第2の主管路7が
接続されている。
シリンダ室2aには、ガイドベーンの閉動作時に
作動油を供給する第1の主管路6が接続されてお
り、他側部のシリンダ室2bには、ガイドベーン
の開動作時に作動油を供給する第2の主管路7が
接続されている。
ところで、上記第2の主管路7は、前記ピスト
ン3がガイドベーンを閉鎖する方向に移動し、そ
のガイドベーンの開度がほぼ無負荷開度となる位
置に来たとき、第2の主管路7のシリンダ室2b
へのポート7aが閉塞されるような位置に設けら
れている。
ン3がガイドベーンを閉鎖する方向に移動し、そ
のガイドベーンの開度がほぼ無負荷開度となる位
置に来たとき、第2の主管路7のシリンダ室2b
へのポート7aが閉塞されるような位置に設けら
れている。
また、上記シリンダ室2bの端部と第2の主管
路7との間はバイパス管路8によつて互いに連通
せしめられており、そのバイパス管路8には、絞
り弁9と上記シリンダ室2bへの作動油の流通を
許す逆止弁10との並列回路、および水車の回転
数が或設定回転数以下のとき上記バイパス管路8
を開く電磁切換弁11が設けられている。
路7との間はバイパス管路8によつて互いに連通
せしめられており、そのバイパス管路8には、絞
り弁9と上記シリンダ室2bへの作動油の流通を
許す逆止弁10との並列回路、および水車の回転
数が或設定回転数以下のとき上記バイパス管路8
を開く電磁切換弁11が設けられている。
すなわち、バイパス管路8にはガイドベーン閉
鎖速度に緩衝作動を与えるための絞り弁9と逆止
弁10以外に電磁切換弁11が設けられている。
鎖速度に緩衝作動を与えるための絞り弁9と逆止
弁10以外に電磁切換弁11が設けられている。
しかして、今第1の主管路6から作動油をシリ
ンダ室2aに供給するとピストン3が図において
左方に移動し、ガイドベーン(図示せず)は閉方
向に作動せしめられる。一方この時他方のシリン
ダ室2bの作動油は第2の主管路7を経て排出さ
れる。
ンダ室2aに供給するとピストン3が図において
左方に移動し、ガイドベーン(図示せず)は閉方
向に作動せしめられる。一方この時他方のシリン
ダ室2bの作動油は第2の主管路7を経て排出さ
れる。
また、上記第2の主管路7に作動油を供給する
と、その作動油がシリンダ室2b内に流入してピ
ストン3は図において右方向に移動せしめられ、
ガイドベーンは開方向に作動せしめられる。
と、その作動油がシリンダ室2b内に流入してピ
ストン3は図において右方向に移動せしめられ、
ガイドベーンは開方向に作動せしめられる。
そこで、水車運転中において負荷しや断等によ
りサーボモータ閉動作指令が発せられると、第1
の主管路6に作動油が供給され、それによつてピ
ストン3が左動しガイドベーンは急速に閉方向に
作動される。
りサーボモータ閉動作指令が発せられると、第1
の主管路6に作動油が供給され、それによつてピ
ストン3が左動しガイドベーンは急速に閉方向に
作動される。
このようにしてピストン3が左方に移動し、ガ
イドベーンの開度がほぼ無負荷開度位置になる
と、上記ピストン3によつて作動油の排出路であ
る第2の主管路7のポート7aが閉塞される。一
方このとき、水車の回転数が所定の設定回転数以
上である場合には、電磁切換弁11も閉じている
ため、シリンダ室2b内の作動油の排出路がふさ
がれ、サーボモータ1のピストン3の動きが止ま
り、ガイドベーンの開度はその位置に保持され
る。その後、水車が解列され、水車の回転数が設
定回転数以下になると、電磁切換弁11が開放さ
れる。したがつて、シリンダ室2b内の作動油は
絞り弁9によつてその流量が制御されながらバイ
パス管路8内を流れ第2の主管路7へと流出す
る。したがつて前記ピストン3は緩やかにガイド
ベーン閉方向に再び移動し、ガイドベーンの閉動
作が行なわれる。
イドベーンの開度がほぼ無負荷開度位置になる
と、上記ピストン3によつて作動油の排出路であ
る第2の主管路7のポート7aが閉塞される。一
方このとき、水車の回転数が所定の設定回転数以
上である場合には、電磁切換弁11も閉じている
ため、シリンダ室2b内の作動油の排出路がふさ
がれ、サーボモータ1のピストン3の動きが止ま
り、ガイドベーンの開度はその位置に保持され
る。その後、水車が解列され、水車の回転数が設
定回転数以下になると、電磁切換弁11が開放さ
れる。したがつて、シリンダ室2b内の作動油は
絞り弁9によつてその流量が制御されながらバイ
パス管路8内を流れ第2の主管路7へと流出す
る。したがつて前記ピストン3は緩やかにガイド
ベーン閉方向に再び移動し、ガイドベーンの閉動
作が行なわれる。
このように、上記実施例においては負荷しや断
等によりサーボモータ閉動作指令が発せられる
と、ガイドベーンはその無負荷開度位置までは急
速に閉鎖されるが、そこで一時ガイドベーンの閉
鎖が停止され、その後水車の回転数が所定回転数
以下になつた時点で緩閉鎖が開始されるので、水
車が超無拘束速度となるようなことがなく、水車
に対する強大な浮揚力が発生するようなことが防
止される。
等によりサーボモータ閉動作指令が発せられる
と、ガイドベーンはその無負荷開度位置までは急
速に閉鎖されるが、そこで一時ガイドベーンの閉
鎖が停止され、その後水車の回転数が所定回転数
以下になつた時点で緩閉鎖が開始されるので、水
車が超無拘束速度となるようなことがなく、水車
に対する強大な浮揚力が発生するようなことが防
止される。
第2図は本発明の他の実施例を示す図であり、
第2の主管路7のシリンダ室2bへのポート7a
がピストン3の水車無負荷開度位置よりさらに閉
方向位置に開口している。
第2の主管路7のシリンダ室2bへのポート7a
がピストン3の水車無負荷開度位置よりさらに閉
方向位置に開口している。
しかして、この場合上記第2の主管路7に、ガ
イドベーンの開度がほぼ無負荷開度以下となつた
とき上記管路7を閉塞する切換弁12が設けられ
ている。すなわち、ピストンロツド4の先端部に
はその一側方向に突出するレバー13が突設して
あり、また上記ピストンロツド4の一側部には、
ビストン3がガイドベーンを無負荷開度位置に制
御する位置に閉方向に移動して来たとき前記レバ
ー13によつて作動され、前記切換弁12を管路
閉塞状態に作動させる分配弁14が設けられてい
る。
イドベーンの開度がほぼ無負荷開度以下となつた
とき上記管路7を閉塞する切換弁12が設けられ
ている。すなわち、ピストンロツド4の先端部に
はその一側方向に突出するレバー13が突設して
あり、また上記ピストンロツド4の一側部には、
ビストン3がガイドベーンを無負荷開度位置に制
御する位置に閉方向に移動して来たとき前記レバ
ー13によつて作動され、前記切換弁12を管路
閉塞状態に作動させる分配弁14が設けられてい
る。
一方、前記第2の主管路7には、上記切換弁1
2をバイパスする管路15が接続されており、そ
のバイパス管路15には、水車の回転数が或る設
定値以下のとき上記バイパス管路15を開く切換
弁11、および絞り弁16と逆止弁17の並列回
路とが設けられている。なお、符号18は回転数
検出器(図示せず)または並列条件により作動さ
れ、上記切換弁11を閉塞方向に作動せしめる電
磁弁である。
2をバイパスする管路15が接続されており、そ
のバイパス管路15には、水車の回転数が或る設
定値以下のとき上記バイパス管路15を開く切換
弁11、および絞り弁16と逆止弁17の並列回
路とが設けられている。なお、符号18は回転数
検出器(図示せず)または並列条件により作動さ
れ、上記切換弁11を閉塞方向に作動せしめる電
磁弁である。
しかして、負荷しや断等によつてサーボモータ
閉動作指令が発せられ、ピストン3がガイドベー
ン閉方向に急速に移動して、ガイドベーンがその
ほぼ無負荷開度位置になると、レバー13が分配
弁14の被作動部14aに当接しその弁の切換が
行なわれる。したがつて、制御油が上記分配弁1
4を介して切換弁12に供給され、それによつて
切換弁12が第2の主管路7を閉塞する方向に作
動される。一方、このとき切換弁11も閉じてい
るため、シリンダ室2bの排油回路が閉塞され、
ピストン3の移動が停止され、ガイドベーンの閉
動作が止められる。そしてその後水車が解列さ
れ、水車の回転数が所定回転数以下になると、電
磁弁18を介して切換弁11が開放され、シリン
ダ室2b内の作動油が絞り弁16によつて制御さ
れながらバイパス管路15内を流れる。したがつ
て、前記ピストン3は緩やかにガイドベーン閉方
向に再び移動しはじめ、ガイドベーンの閉動作が
行なわれる。そして、上記ガイドベーンが所定開
度位置になると従来の装置と同様に絞り弁9の絞
り作用によつてガイドベーン閉鎖速度の緩衝が行
なわれる。
閉動作指令が発せられ、ピストン3がガイドベー
ン閉方向に急速に移動して、ガイドベーンがその
ほぼ無負荷開度位置になると、レバー13が分配
弁14の被作動部14aに当接しその弁の切換が
行なわれる。したがつて、制御油が上記分配弁1
4を介して切換弁12に供給され、それによつて
切換弁12が第2の主管路7を閉塞する方向に作
動される。一方、このとき切換弁11も閉じてい
るため、シリンダ室2bの排油回路が閉塞され、
ピストン3の移動が停止され、ガイドベーンの閉
動作が止められる。そしてその後水車が解列さ
れ、水車の回転数が所定回転数以下になると、電
磁弁18を介して切換弁11が開放され、シリン
ダ室2b内の作動油が絞り弁16によつて制御さ
れながらバイパス管路15内を流れる。したがつ
て、前記ピストン3は緩やかにガイドベーン閉方
向に再び移動しはじめ、ガイドベーンの閉動作が
行なわれる。そして、上記ガイドベーンが所定開
度位置になると従来の装置と同様に絞り弁9の絞
り作用によつてガイドベーン閉鎖速度の緩衝が行
なわれる。
しかして、この実施例においても第1実施例と
同様に水車の超無拘束速度となることが防止され
る。しかも、この場合主管路7の閉鎖時期をレバ
ー13により所望時に設定できるとともに上記閉
鎖動作制御が確実に行なわれる。
同様に水車の超無拘束速度となることが防止され
る。しかも、この場合主管路7の閉鎖時期をレバ
ー13により所望時に設定できるとともに上記閉
鎖動作制御が確実に行なわれる。
なお、上記実施例においては、ピストンロツド
に設けられたレバー13によつて分配弁14を作
動するようにしたものを示したが、水車無負荷開
度を電子信号により取り出し、その信号によつて
分配弁を制御するようにしてもよい。
に設けられたレバー13によつて分配弁14を作
動するようにしたものを示したが、水車無負荷開
度を電子信号により取り出し、その信号によつて
分配弁を制御するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明においては付加し
や断時等において、ガイドベーンを一旦その無負
荷開度位置に停止せしめ、水車の回転数が所定値
以下になつた場合以後に上記ガイドベーンを徐々
に閉塞するようにしたので、回転部に対して強大
な浮揚力が生ずることを確実に防止することがで
き、しかも比較的簡単な構成によつて上記作動を
行なわせることができる等の効果を奏する。
や断時等において、ガイドベーンを一旦その無負
荷開度位置に停止せしめ、水車の回転数が所定値
以下になつた場合以後に上記ガイドベーンを徐々
に閉塞するようにしたので、回転部に対して強大
な浮揚力が生ずることを確実に防止することがで
き、しかも比較的簡単な構成によつて上記作動を
行なわせることができる等の効果を奏する。
第1図および第2図はそれぞれ本発明の実施例
を示す系統図である。 1……サーボモータ、3……ピストン、6……
第1の主管路、7……第2の主管路、8,15…
…バイパス管路、11……切換弁、12……切換
弁。
を示す系統図である。 1……サーボモータ、3……ピストン、6……
第1の主管路、7……第2の主管路、8,15…
…バイパス管路、11……切換弁、12……切換
弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ガイドベーンの水車無負荷開度以下におい
て、ガイドベーン操作用サーボモータの閉動作時
に作動油を排出する主管路を閉塞する閉塞装置
と、その閉塞装置をバイパスするバイパス管路
と、そのバイパス管路上に絞り弁と直列に配設さ
れ、或設定水車回転数以下のとき上記バイパス管
路を開く切換弁とを設けたことを特徴とする、プ
ロペラ水車制御装置。 2 閉塞装置はサーボモータのピストンであるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載のプ
ロペラ水車制御装置。 3 閉塞装置はサーボモータの閉動作時に作動油
を排出する主管路に設けられた切換弁であること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項記載のプロ
ペラ水車制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11768279A JPS5641464A (en) | 1979-09-13 | 1979-09-13 | Propeller water wheel control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11768279A JPS5641464A (en) | 1979-09-13 | 1979-09-13 | Propeller water wheel control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5641464A JPS5641464A (en) | 1981-04-18 |
JPS6213512B2 true JPS6213512B2 (ja) | 1987-03-26 |
Family
ID=14717672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11768279A Granted JPS5641464A (en) | 1979-09-13 | 1979-09-13 | Propeller water wheel control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5641464A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02137908U (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-16 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101879045B1 (ko) * | 2016-09-07 | 2018-07-16 | 이종은 | 크랭크형 유속 발전 시스템 |
-
1979
- 1979-09-13 JP JP11768279A patent/JPS5641464A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02137908U (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-16 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5641464A (en) | 1981-04-18 |
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