JP3963375B2 - Small capacity tubular turbine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、出力容量が数百kW以下のマイクロチューブラ水車と呼ばれているような小容量のチューブラ水車に関し、特にランナベーンにより流量制御を行うことが可能なようにランナベーンを可動にした形式のチューブラ水車に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロチューブラ水車と呼ばれるような小容量のチューブラ水車は、一般に、図4に示すように、小形であるため、流路10を形成する外側ケーシング11内に、内側ケーシング12によって支持された水車ランナ20を収容し、外側ケーシング11の外側に発電機30を設置し、水車ランナ20の回転軸25と発電機30の駆動軸35とをベルト等を使用した回転伝動機構40を介して連結して構成されている。水車ランナ20は、流路10から供給される水流によって回転され、この回転力を回転伝動機構40により発電機30へ伝動し、これを駆動することによって発電を行う(特許文献1参照)。
【0003】
このような従来の小容量チューブラ水車による発電装置は、ケーシング11、12が小形であるため、内側ケーシング12内に発電機を収容することができず、これを外側ケーシング11の外側に設置している。
【0004】
また、流路10から供給される水流の流量が変化する場合、この流量の変化に応じて、水車ランナ20のランナベーン22を回転軸25と直角な軸を中心にして回動してそのピッチ角を調整するようにすれば、流量変化に対する水車の効率の低下が抑制され、広い流量範囲において高い効率での運転が可能となることはよく知られていることである。
【0005】
そして、ランナベーンを駆動する装置としては、油圧を利用した油圧式駆動装置よりは、特許文献2及び3に示すような、駆動源に電動機を用いた電動式駆動装置の方が、河川等への油の漏出がなく、環境を保全するうえで有利であるため、より多く使用されるようになってきている。しかし、小容量チューブラ水車においては、内側ケーシング内に発電機を内蔵することもできない状態であるため、このようなランナベーンの電動駆動装置を組み込むことは到底できない。
【0006】
このため、これまでの小容量チューブラ水車においては、ランナベーンのピッチ角を固定したランナベーン固定式の水車しか使用されず、運転に必要な流量が確保できない状態になったときは、運転を停止せざるを得ず、運転可能な流量範囲が狭く制限される不都合があった。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−295395号公報(第3頁、図1)
【特許文献2】
特開平2−181075号公報(第2頁、図1)
【特許文献3】
特開平3−206364号公報(第2頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記のような不都合を解消して小容量チューブラ水車の運転可能な流量範囲を拡大するため、マクロチューブラ水車におけるランナベーンを可動にしてこれを電動式駆動装置により駆動することのできる小容量チューブラ水車を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、請求項1の発明は、流路を形成する外側ケーシングと、この外側ケーシング内に固定して収容される内側ケーシングと、この内側ケーシングにより回転可能に支持された水車ランナとを有し、前記水車ランナのランナボスにそのピッチ角を調整し得るようにランナベーンを回動可能に取り付けるとともに、前記内側ケーシング内に回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、軸方向に直線的に移動可能な操作軸とを設け、かつ前記外側ケーシングの外側にランナベーン駆動用電動機を設置し、前記運動変換機構により前記ランナベーンを回動操作し得るように前記操作軸を介して前記運動変換機構とランナベーンとを結合するとともに、前記ランナベーン駆動用電動機により前記運動変換機構を回転駆動し得るようにベルト式回転伝動機構を介してランナベーン駆動用電動機と運動変換機構とを結合してなる小容量チューブラ水車において、
前記ベルト式回転伝動機構の運動変換機構側のプーリは、ベルト移動を規制するベルトガイドを備え、駆動用電動機側のプーリは、その軸方向の幅が、このプーリ上でベルトが軸方向に移動可能なように広げられたことを特徴とする
【0010】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ベルト式回転伝動機構のベルトおよびプーリを歯付きベルトおよびプーリとしたことを特徴とする
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図に示す実施例に基づいて説明する。図1は、この発明の実施例を示す縦断面図、図2はその要部を簡略化して示す拡大縦断面図である。
【0012】
図1および図2において、10は、外側ケーシング11と内側ケーシング12とにより構成された流路、20は、この流路10内で内側ケーシング12によって回転可能に支持された軸流水車ランナである。内側ケーシング12は、ステーベーン13および連通用ステー14を介して外側ケーシング11に固定支持されている。16は、外側ケーシング11と内側ケーシング12との間の流路の水流を整流するガイドベーンである。水車ランナ20はランナボス21と、このボス21に回動可能に支持されたランナベーン22とを備え、内側ケーシング12によりスラスト軸受28等を介して回転可能に支持された回転軸25に結合されている。さらに、ランナボス21内には、ランナベーン22の回動軸23と中空の回転軸25内に直線移動可能に挿通された操作軸26とを連結し、操作軸26の直線移動によりランナベーンの回動軸23を回動操作するリンク機構24が収められている。
【0013】
30は、外側ケーシング11の外側に設置された発電機である。この発電機30は、駆動軸35が、プーリ41および42と伝動ベルト43とよりなる回転伝動機構40によって水車ランナ20の回転軸25に連結され、水車ランナ20によって回転駆動される。
50は、水車ランナ20の回転軸25のランナベーン取り付け端と反対側の軸端に設けられた回転運動を直線運動に変換する運動変換機構である。この運動変換機構50は、一方で、水車ランナ20の回転軸25を貫通してランナボス21と反対側に突出した操作軸26の軸端に結合され、他方で、歯付きプーリ71および72と歯付きのタイミングベルト73とからなる回転伝動機構70を介して外側ケーシング11の外側に設置されたランナベーン駆動用動電動機60に連結されている。この運動変換機構50外側に直線方向の位置指示片81とこの支持片81の位置を検出する位置センサ82、83からなる位置検出装置80が設けられている。
【0014】
運動変換機構50は、詳細を図2に示すように、内側ケーシング12に固定された支持フレーム51によって支持された送りねじ機構52を備え、この送りねじ機構52のねじ軸53が、回転伝動機構70の歯付きプーリ72に結合される。そしてプーリ72が、中空の水車ランナの回転軸25内に挿通された操作軸26の軸端に軸受75を介して操作軸26に対して回転可能に結合される。
【0015】
前記ランナベーン駆動用電動機には、減速歯車機構を内蔵し、これに結合されたプーリ71を比較的低速で駆動できるギヤードモータを使用することができる。このようなギヤードモータは高速で小形の電動機を使用できるのでランナベーン駆動用のアクチュエータとしては最適である。
このように構成された小容量チューブラ水車においては、流路10から供給される水流により水車ランナ20が回転され、この回転力を回転軸25に結合された回転伝動機構40を介して発電機30へ伝動して発電を行う。この場合、水車ランナ20のランナベーン22は回動軸23を図1に示す矢印Rの方向に回動することによってそのピッチ角を調整することができるので、流路10から供給される水流の流量が変化しても、そのときの流量で発電機30の出力が最大となるように水車ランナ20を制御することができる。
【0016】
ランナベーン22の制御は、つぎのようにして行う。
【0017】
すなわち、供給水量や、発電機出力に変化が生じると、図示しない制御装置において発電機出力を一定に維持するためのランナベーン22の最適なピッチ角が求められ、これに対応して正方向または負方向の回転指令が駆動用電動機60に与えられる。これにより駆動用電動機60が指令の方向に回転し、プーリ71およびベルト73を介して運動変換機構側のプーリ72を回転駆動するので、送りねじ機構52のねじ軸52が回転され、その回転方向に応じてねじ軸52がそのねじの作用によって左または右方向に送られ直線的に移動する。このように、送りねじ機構52は、回転運動を直線運動に変換する動作をする。このため、このねじ軸53に結合されたプーリ72と操作軸26が軸方向へ直線的に駆動され、操作軸26の先端が図1に矢印Dで示すように直線移動するので、リンク機構24を介して回動軸23を矢印R方向へ回動しランナベーン22のピッチ角を可変する。ランナベーン22のピッチ角は、操作軸26に結合したプーリ72の直線的変位量を変位検出装置80によって検出することによって検知することができるので、指令されたピッチ角に達したところで駆動電動機60への回動指令を停止して駆動用電動機60の回転を停止させる。
【0018】
このように、駆動用電動機60の回転が停止して、操作軸を軸方向へ作用する力がなくなると、ランナベーン22からの反力により、操作軸26にこれを元へ戻す力が作用するが、送りねじ機構52のねじに台形ねじ等の逆転止性(セルフロック性)のあるねじを使用することによって送りねじ機構の逆転を防止することができるので、駆動用電動機60による駆動力を解除してもランナベーン22をそのピッチ角の位置に保持することができる。
【0019】
なお、この実施例においては、回転伝動機構70の送りねじ機構52側のプーリ72にはベルト73をガイドするガイド片74が設けられている。このベルトガイド片74はベルト73がこのプーリ上を軸方向に移動することを規制する。そして、回転伝動機構70の駆動用電動機60側のプーリ71は、その軸方向の幅がベルト73の幅より広く形成されている。これは、送りねじ機構52側のプーリ72が、駆動電動機60によって回転駆動されてねじ軸53とともに軸方向に移動するとき、ガイド片74によってベルト73を軸方向へ円滑に移動させるためと、このようにして移動されたベルト73がプーリ71側でこれから外れることがないようにするためである。このため、プーリ71の軸方向の幅は、通常、ベルトの幅より広くかつ操作軸26の最大移動距離より十分大きい値に選ばれる。
【0020】
前記実施例における運動変換機構としては、送りねじ機構以外に、ウオームとウオームホイールとよりなるウオームギア機構を用いることができる。この場合もセルフロック性があるため、操作軸に逆転防止機構を設ける必要がなく、構成を簡単化できる。
【0021】
【発明の効果】
この発明は、流路を形成する外側ケーシングと、この外側ケーシング内に固定して収容される内側ケーシングと、この内側ケーシングにより回転可能に支持された水車ランナとを有する小容量チューブラ水車において、前記水車ランナのランナボスにそのピッチ角を調整し得るようにランナベーンを回動可能に取り付けるとともに、前記内側ケーシング内に回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、軸方向に直線的に移動可能な操作軸とを設け、かつ前記外側ケーシングの外側にランナベーン駆動用電動機を設置し、前記運動変換機構により前記ランナベーンを回動操作し得るように前記操作軸を介して前記運動変換機構とランナベーンとを結合するとともに、前記ランナベーン駆動用電動機により前記運動変換機構を回転駆動し得るように回転電動機構を介してランナベーン駆動用電動機と運動変換機構とを結合した構成としているので、ランナベーン駆動用電動機により水車ランナのランナベーンのピッチ角を可変して流量の制御が可能となり、このため、図3にAの特性線で示すように定格流量(1.0)の0.4ら1.2までの広い流量範囲において80%以上の高い効率を得ることができ、運転可能な流量範囲を拡大することができる。ちなみに、ランナベーンを固定したチューブラ水車は、図3にBの特性線でしめすように0.8から1.2の流量範囲でしか80%以上の効率は得られないのである。
【0030】
また、この発明によれば、ランナベーン駆動装置は、電動式駆動装置であるため水車の運転中に油が漏出することはないので河川等の水質に影響を与えないという効果も得られる。
【0022】
さらに、この発明においては、ランナベーンを駆動する装置の中で、比較的大形の駆動用電動機は、外側ケーシングの外側へ配置し、収容空間の限られた内側ケーシング内には送りねじ機構等により構成した運動変換機構を設け、駆動用電動機とこの運動変換機構とをベルト等の回転伝動機構によって連結するようにしているので、マイクロチューブラ水車と呼ばれるような小容量のチューブラ水車にも電動式のランナベーン駆動装置を取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例による小容量チューブラ水車を示す縦断面図。
【図2】 この発明の図1に示す実施例における要部を拡大して示す縦断面図。
【図3】 この発明の実施例による小容量チューブラ水車の効率特性を示す線図。
【図4】 小容量チューブラ水車の従来例を示す縦断面図。
【符号の説明】
10:流路
11:外側ケーシング
12:内側ケーシング
20:水車ランナ
21:ランナボス
22:ランナベーン
23:ランナベーン回動軸
24:リンク機構
25:ランナ回転軸
26:操作軸
30:発電機
40:発電機駆動用回転伝動機構
50:回転−直線運動変換機構
60:ランナベーン駆動用電動機
70:ランナベーン駆動用回転伝動機構
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small-capacity tubular turbine, which is called a microtubular turbine having an output capacity of several hundred kW or less, and in particular, a tubular turbine in which the runner vane is movable so that the flow rate can be controlled by the runner vane. Concerning water wheel.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4, a small-capacity tubular turbine called a microtubular turbine is generally small, and therefore, a turbine runner 20 supported by an inner casing 12 in an outer casing 11 that forms a flow path 10. The generator 30 is installed outside the outer casing 11, and the rotation shaft 25 of the water turbine runner 20 and the drive shaft 35 of the generator 30 are connected via a rotation transmission mechanism 40 using a belt or the like. Has been. The water turbine runner 20 is rotated by the water flow supplied from the flow path 10, and this rotational force is transmitted to the generator 30 by the rotation transmission mechanism 40 and is driven to generate electric power (see Patent Document 1).
[0003]
In such a conventional small-capacity tubular water turbine power generator, since the casings 11 and 12 are small, the generator cannot be accommodated in the inner casing 12, and this is installed outside the outer casing 11. Yes.
[0004]
Further, when the flow rate of the water flow supplied from the flow path 10 changes, the runner vane 22 of the water turbine runner 20 is rotated around an axis perpendicular to the rotation shaft 25 according to the change in the flow rate, and the pitch angle thereof is changed. It is well known that if the adjustment is made, the reduction of the efficiency of the water turbine with respect to the flow rate change is suppressed, and the operation with high efficiency is possible in a wide flow rate range.
[0005]
And as an apparatus which drives a runner vane, as shown in patent documents 2 and 3, an electric drive apparatus using an electric motor as a drive source is more suitable for a river or the like than a hydraulic drive apparatus using hydraulic pressure. Since there is no leakage of oil and it is advantageous in protecting the environment, it is increasingly used. However, in a small capacity tubular turbine, it is impossible to incorporate a generator in the inner casing, so it is impossible to incorporate such a runner vane electric drive device.
[0006]
For this reason, in conventional small-capacity tubular turbines, only runner vane fixed type turbines with fixed runner vane pitch angles are used, and when the flow rate necessary for operation cannot be secured, operation must be stopped. There is a disadvantage that the operable flow rate range is narrowly limited.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-295395 A (page 3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-181075 (second page, FIG. 1)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-206364 (second page, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the above-mentioned disadvantages and expands the operable flow range of the small-capacity tubular turbine, so that the runner vane in the macro tubular turbine can be moved and driven by an electric drive device. The object is to provide a capacity tubular turbine.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the first aspect of the invention is an outer casing that forms a flow path, an inner casing that is fixedly accommodated in the outer casing, and is rotatably supported by the inner casing. A motion conversion mechanism for rotating a runner vane into a linear motion in the inner casing, and a shaft for rotating the runner vane so that the pitch angle can be adjusted to a runner boss of the water turbine runner. An operating shaft that is linearly movable in the direction, and an electric motor for driving the runner vane is installed outside the outer casing, and the runner vane can be rotated by the motion conversion mechanism via the operating shaft. The motion conversion mechanism and the runner vane are coupled, and the motion conversion mechanism is driven to rotate by the runner vane driving motor. In small-capacity tubular water wheel formed by coupling the runner vane driving electric motor and the motion converting mechanism via a belt rotation transmission mechanism so as to obtain,
The pulley on the motion conversion mechanism side of the belt-type rotational transmission mechanism includes a belt guide that regulates belt movement, and the pulley on the drive motor side has an axial width on which the belt moves in the axial direction. Characterized by being expanded as possible .
[0010]
The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the belt and pulley of the belt-type rotational transmission mechanism are a toothed belt and a pulley .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing an essential part thereof in a simplified manner.
[0012]
In FIG. 1 and FIG. 2, 10 is a flow path constituted by the outer casing 11 and the inner casing 12, and 20 is an axial flow turbine runner that is rotatably supported by the inner casing 12 in the flow path 10. . The inner casing 12 is fixedly supported by the outer casing 11 via a stay vane 13 and a communication stay 14. Reference numeral 16 denotes a guide vane that rectifies the water flow in the flow path between the outer casing 11 and the inner casing 12. The water turbine runner 20 includes a runner boss 21 and a runner vane 22 that is rotatably supported by the boss 21, and is coupled to a rotary shaft 25 that is rotatably supported by the inner casing 12 via a thrust bearing 28 and the like. . Further, in the runner boss 21, a rotation shaft 23 of the runner vane 22 and an operation shaft 26 inserted so as to be linearly movable in the hollow rotation shaft 25 are connected, and the rotation shaft of the runner vane is moved by linear movement of the operation shaft 26. A link mechanism 24 for rotating 23 is housed.
[0013]
Reference numeral 30 denotes a generator installed outside the outer casing 11. The generator 30 is connected to the rotary shaft 25 of the turbine runner 20 by a rotary transmission mechanism 40 including a pulley 41 and 42 and a transmission belt 43, and is driven to rotate by the turbine runner 20.
Reference numeral 50 denotes a motion conversion mechanism that converts the rotational motion provided at the shaft end opposite to the runner vane attachment end of the rotating shaft 25 of the water turbine runner 20 into linear motion. The motion conversion mechanism 50 is coupled to the shaft end of the operation shaft 26 that passes through the rotation shaft 25 of the water turbine runner 20 and protrudes on the opposite side of the runner boss 21, and on the other hand, the toothed pulleys 71 and 72 and the teeth. It is connected to a runner vane driving motor 60 installed outside the outer casing 11 through a rotation transmission mechanism 70 comprising a timing belt 73 attached thereto. On the outside of the motion conversion mechanism 50, a position detection device 80 including a linear position indicator piece 81 and position sensors 82 and 83 for detecting the position of the support piece 81 is provided.
[0014]
As shown in detail in FIG. 2, the motion conversion mechanism 50 includes a feed screw mechanism 52 supported by a support frame 51 fixed to the inner casing 12, and a screw shaft 53 of the feed screw mechanism 52 is a rotation transmission mechanism. Coupled to 70 toothed pulleys 72. The pulley 72 is rotatably coupled to the operation shaft 26 via a bearing 75 at the shaft end of the operation shaft 26 inserted into the rotation shaft 25 of the hollow water turbine runner.
[0015]
The runner vane driving motor may include a geared motor that has a built-in reduction gear mechanism and can drive a pulley 71 coupled thereto at a relatively low speed. Since such a geared motor can use a small electric motor at high speed, it is optimal as an actuator for driving a runner vane.
In the small-capacity tubular turbine configured as described above, the turbine runner 20 is rotated by the water flow supplied from the flow path 10, and the generator 30 is connected via the rotational transmission mechanism 40 coupled to the rotating shaft 25. To generate electricity. In this case, the runner vane 22 of the water turbine runner 20 can adjust its pitch angle by rotating the rotating shaft 23 in the direction of the arrow R shown in FIG. Even if changes, the turbine runner 20 can be controlled so that the output of the generator 30 becomes the maximum at the flow rate at that time.
[0016]
The runner vanes 22 are controlled as follows.
[0017]
That is, when a change occurs in the amount of supplied water or the generator output, an optimal pitch angle of the runner vane 22 for maintaining the generator output constant is obtained by a control device (not shown), and the positive or negative direction is correspondingly determined. A direction rotation command is given to the drive motor 60. As a result, the drive motor 60 rotates in the direction of the command and rotationally drives the pulley 72 on the motion conversion mechanism side via the pulley 71 and the belt 73. Therefore, the screw shaft 52 of the feed screw mechanism 52 is rotated, and the rotation direction thereof. Accordingly, the screw shaft 52 is fed in the left or right direction by the action of the screw and moves linearly. Thus, the feed screw mechanism 52 operates to convert rotational motion into linear motion. For this reason, the pulley 72 and the operating shaft 26 coupled to the screw shaft 53 are linearly driven in the axial direction, and the tip of the operating shaft 26 moves linearly as indicated by an arrow D in FIG. The pivot shaft 23 is pivoted in the direction of the arrow R via the, and the pitch angle of the runner vanes 22 is varied. The pitch angle of the runner vanes 22 can be detected by detecting the linear displacement amount of the pulley 72 coupled to the operation shaft 26 by the displacement detecting device 80, so that the drive motor 60 is reached when the commanded pitch angle is reached. The rotation command is stopped and the rotation of the driving motor 60 is stopped.
[0018]
As described above, when the rotation of the driving motor 60 is stopped and the force that acts on the operation shaft in the axial direction is lost, a reaction force from the runner vane 22 causes a force to return the operation shaft 26 to the original state. Since the screw of the feed screw mechanism 52 can be prevented from being reversed by using a screw having a reverse rotation-preventing property (self-locking property) such as a trapezoidal screw, the driving force by the driving motor 60 is released. Even so, the runner vanes 22 can be held at the position of the pitch angle.
[0019]
In this embodiment, the pulley 72 on the feed screw mechanism 52 side of the rotation transmission mechanism 70 is provided with a guide piece 74 for guiding the belt 73. The belt guide piece 74 restricts the belt 73 from moving on the pulley in the axial direction. The pulley 71 on the drive motor 60 side of the rotation transmission mechanism 70 is formed so that its axial width is wider than that of the belt 73. This is because when the pulley 72 on the feed screw mechanism 52 side is rotationally driven by the drive motor 60 and moves in the axial direction together with the screw shaft 53, the belt 73 is smoothly moved in the axial direction by the guide piece 74. This is to prevent the belt 73 thus moved from coming off from the pulley 71 side. For this reason, the width in the axial direction of the pulley 71 is usually selected to be a value that is wider than the width of the belt and sufficiently larger than the maximum movement distance of the operation shaft 26.
[0020]
As the motion conversion mechanism in the embodiment, a worm gear mechanism including a worm and a worm wheel can be used in addition to the feed screw mechanism. Also in this case, since there is a self-locking property, it is not necessary to provide a reverse rotation prevention mechanism on the operation shaft, and the configuration can be simplified.
[0021]
【The invention's effect】
The present invention provides a small-capacity tubular turbine having an outer casing forming a flow path, an inner casing fixedly accommodated in the outer casing, and a turbine runner rotatably supported by the inner casing. A runner vane is rotatably attached to the runner boss of the water turbine runner so that the pitch angle can be adjusted, and a motion conversion mechanism that converts rotational motion into linear motion in the inner casing and linearly movable in the axial direction. An operation shaft, and a runner vane driving motor is installed outside the outer casing, and the motion conversion mechanism and the runner vane are connected via the operation shaft so that the runner vane can be rotated by the motion conversion mechanism. The motion conversion mechanism can be rotationally driven by the runner vane driving motor. Since the runner vane drive motor and the motion conversion mechanism are combined via the rotary electric mechanism, the runner vane drive motor can change the pitch angle of the runner vane of the water turbine runner and control the flow rate. As shown by the characteristic line A in FIG. 3, high efficiency of 80% or more can be obtained in a wide flow range from 0.4 to 1.2 of the rated flow rate (1.0), and the operable flow range is expanded. be able to. Incidentally, a tubular turbine with a fixed runner vane can achieve an efficiency of 80% or more only in the flow rate range of 0.8 to 1.2 as shown by the characteristic line B in FIG.
[0030]
In addition, according to the present invention, since the runner vane drive device is an electric drive device, oil does not leak during operation of the water turbine, so that the effect of not affecting the water quality of rivers and the like can be obtained.
[0022]
Furthermore, in the present invention, among the devices for driving the runner vanes, a relatively large driving motor is disposed outside the outer casing, and the inner casing with limited accommodation space is provided with a feed screw mechanism or the like. Since the motion conversion mechanism configured is provided, and the drive motor and the motion conversion mechanism are connected by a rotational transmission mechanism such as a belt, an electric motor is also used for a small-capacity tubular turbine called a microtubular turbine. A runner vane drive can be installed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a small capacity tubular turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an enlarged main part in the embodiment shown in FIG. 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing efficiency characteristics of a small-capacity tubular turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional example of a small capacity tubular turbine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Flow path 11: Outer casing 12: Inner casing 20: Turbine runner 21: Runner boss 22: Runner vane 23: Runner vane rotation axis 24: Link mechanism 25: Runner rotation axis 26: Operation axis 30: Generator 40: Generator drive Rotation transmission mechanism 50: Rotation-linear motion conversion mechanism 60: Runner vane drive motor 70: Runner vane drive rotation transmission mechanism

Claims (2)

流路を形成する外側ケーシングと、この外側ケーシング内に固定して収容される内側ケーシングと、この内側ケーシングにより回転可能に支持された水車ランナとを有し、前記水車ランナのランナボスにそのピッチ角を調整し得るようにランナベーンを回動可能に取り付けるとともに、前記内側ケーシング内に回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、軸方向に直線的に移動可能な操作軸とを設け、かつ前記外側ケーシングの外側にランナベーン駆動用電動機を設置し、前記運動変換機構により前記ランナベーンを回動操作し得るように前記操作軸を介して前記運動変換機構とランナベーンとを結合するとともに、前記ランナベーン駆動用電動機により前記運動変換機構を回転駆動し得るようにベルト式回転伝動機構を介してランナベーン駆動用電動機と運動変換機構とを結合してなる小容量チューブラ水車において、
前記ベルト式回転伝動機構の運動変換機構側のプーリは、ベルト移動を規制するベルトガイドを備え、駆動用電動機側のプーリは、その軸方向の幅が、このプーリ上でベルトが軸方向に移動可能なように広げられたことを特徴とする小容量チューブラ水車。
An outer casing that forms a flow path, an inner casing that is fixedly accommodated in the outer casing, and a turbine runner that is rotatably supported by the inner casing, and a pitch angle of the runner boss of the turbine runner. A runner vane rotatably attached to the inner casing, a motion conversion mechanism for converting a rotary motion into a linear motion, and an operation shaft linearly movable in the axial direction are provided in the inner casing, and An electric motor for driving the runner vane is installed outside the outer casing, and the motion conversion mechanism and the runner vane are coupled via the operation shaft so that the runner vane can be rotated by the motion conversion mechanism. The runner shaft is driven via a belt-type rotational transmission mechanism so that the motion conversion mechanism can be rotated by an electric motor. In small-capacity tubular water wheel formed by coupling the emissions driving electric motor and the motion conversion mechanism,
The pulley on the motion conversion mechanism side of the belt-type rotational transmission mechanism includes a belt guide that regulates belt movement, and the pulley on the drive motor side has an axial width on which the belt moves in the axial direction. A small-capacity tubular turbine characterized by being expanded as possible.
請求項1記載の小容量チューブラ水車において、前記ベルト式回転伝動機構のベルトおよびプーリを歯付きベルトおよびプーリとしたことを特徴とする小容量チューブラ水車。 2. The small capacity tubular turbine according to claim 1, wherein the belt and pulley of the belt-type rotational transmission mechanism are a toothed belt and a pulley.
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