JPH0587038A - 水力機械の案内羽根開閉装置 - Google Patents

水力機械の案内羽根開閉装置

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Publication number
JPH0587038A
JPH0587038A JP3249433A JP24943391A JPH0587038A JP H0587038 A JPH0587038 A JP H0587038A JP 3249433 A JP3249433 A JP 3249433A JP 24943391 A JP24943391 A JP 24943391A JP H0587038 A JPH0587038 A JP H0587038A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guide
hydraulic machine
closing device
electric servomotor
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP3249433A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiro Ota
二郎 太田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来は小容量機のみであった、電動サーボモ
ータによる水力機械の案内羽根開閉装置の適用を、中容
量機以上への拡大を図る。 【構成】 案内羽根3を2グループに分け、各グループ
ごとに電動サーボモータ2を配置し、各グループが独立
に、電動サーボモータ2の回動運動を、パワーシリンダ
9、サーボモータロッド7、レバーB4b、リンクB5
b及び案内羽根ステム3aを通して、案内羽根3に伝
え、案内羽根3が開閉操作するようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水力機械の案内羽根開閉
装置に係り、電動サーボモータにより案内羽根を操作す
る水力発電所等で用いられる水力機械の案内羽根開閉装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】水力機械の案内羽根開閉装置の従来技術
の例に関しては、実公昭61−29983号公報及び実
開昭62−162378号公報が、電動サーボモータを
用いた案内羽根開閉装置について開示している。また、
実公昭59−179281号公報が案内羽根の操作機構
について開示している。
【0003】従来技術の例を図を用いて説明する。図6
は従来における水車の案内羽根開閉装置の模式縦断面
図、図7は図6のIII−III断面図であり、1は水車軸、
2は電動サーボモータ、3は案内羽根、3aは案内羽根
ステム、4aはレバーA、5aはリンクA、6はガイド
リング、7はサーボモータロッド、8はサーボモータロ
ッドピン、9はパワーシリンダ、10aはリンクピン
A、10bはリンクピンBを示している。
【0004】案内羽根3には案内羽根ステム3aが固着
しており、案内羽根ステム3aは案内羽根ステム3aの
軸受内を回動するようになっており、案内羽根ステム3
aの上部には、レバーA4aが回動自在に連結してい
る。また、レバーA4aはリンクピンA10aによって
リンクA5aと、リンクA5aはリンクピンB10bに
よってガイドリング6と、それぞれ連結しており、かつ
ガイドリング6の一部が、サーボモータロッドピン8に
よって、サーボモータロッド7と連結している。更に、
サーボモータロッド7は回動運動を直線運動に変換する
パワーシリンダ9を介して電動サーボモータ2に連結し
ている。
【0005】上記の装置において、電動サーボモータ2
が回動した場合、この回動運動がパワーシリンダ9によ
って直線運動に変換され、この直線運動がサーボモータ
ロッド7に伝達され、ガイドリング6が水車軸1の回り
を回動する。更に、ガイドリング6が回動した場合、こ
の動きがリンクA5a及びレバーA4aに伝達され、案
内羽根3が開閉する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来で
は、水力機械の案内羽根の操作を電動サーボモータ1台
によつて行なっている。この操作を複数台の電動サーボ
モータを同期制御して行なう方式が考えられるが、この
方式は、次の理由により採用されていなかった。すなわ
ち、案内羽根を複数台の電動サーボモータを用いて操作
する場合、各電動サーボモータを同期させる必要がある
が、各電動サーボモータを同期させることは理論的には
可能であるが、しかしながら一般に、電動サーボモータ
から案内羽根に操作力を伝達する機構に遊びがあり、こ
の遊びは各電動サーボモータの操作力伝達機構毎に違
り、これを一定にすることが至難である。そのため、案
内羽根の操作力を各電動サーボモータに均等に分散する
ことができず、その結果、先に案内羽根に操作力を伝達
した方の電動サーボモータに過負荷が加わることにな
り、前記の理論は実現されないことになるが、この問題
は未解決の状態にある。
【0007】本発明の目的は、水力機械の案内羽根の開
閉装置において、開閉装置の駆動源を複数台の電動サー
ボモータに分担させ、それにより、駆動用電動サーボモ
ータを小形化し、かつ電動サーボモータを用いた案内羽
根の開閉装置の適用範囲を従来の小容量水車から中容量
水車ないしそれ以上に拡大を可能とすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的は、次のように
して達成することができる。 (1)水力機械の流量を制御する複数個の案内羽根を有
し、該案内羽根を電動サーボモータにより開閉する水力
機械の案内羽根開閉装置において、前記複数個の案内羽
根を複数のグループに分割して機構的に独立させ、該分
割された各グループごとに案内羽根の開閉操作を行なう
電動サーボモータを配設してなること。
【0009】(2)前記(1)において、各グループご
とに、前記案内羽根に固着してある案内羽根ステムに固
着したレバーの端部同士をリンクを介して回動自在に連
結して、隣接している前記案内羽根同士を連結し、かつ
前記レバーのうちの1個のレバーを、前記電動サーボモ
ータの回動運動を直線運動に変換するパワーシリンダを
介して前記電動サーボモータに連結してなること。
【0010】(3)水力機械の流量を制御する複数個の
案内羽根をリンク機構を介してガイドリングに連結し、
前記ガイドリングを回動する電動サーボモータをそなえ
てなる水力機械の案内羽根開閉装置において、前記ガイ
ドリングを複数個に分割して互いに機構的に独立させ、
該分割した各ガイドリングごとに電動サーボモータを配
設し、前記各グループが独立して前記案内羽根の開閉操
作を行なうようにしたこと。
【0011】
【作用】本発明では、案内羽根を複数個のグループに分
割した各グループにおいて、案内羽根に案内羽根ステム
を、案内羽根ステムにレバーを、それぞれ固着し、他の
案内羽根ステムにレバーを固着し、これらのレバーのう
ち、隣接するレバー同士をリンクピンを介してリンクで
回動自在に連結している。また、各グループ内の複数個
のレバーのうちの1個のレバーの1箇所と電動サーボモ
ータとを、回動運動を直線運動に変換するパワーシリン
ダを介して連結している。すなわち、上記の関連機構に
より、各グループごと独立して、電動サーボモータの回
動運動が案内羽根の開閉操作を行なうので、一方の電動
サーボモータに過負荷が加わることはなく、各電動サー
ボモータにおける案内羽根の操作力を均等化することが
できる。
【0012】また、従来技術である、案内羽根とガイド
リングとをリンク機構を介して連結し、ガイドリングと
電動サーボモータとを、回動機構を直線機構に変換する
パワーシリンダを介して連結する機構においても、ガイ
ドリングを複数個のグループに分割し、分割したグルー
プごとに電動サーボモータを配置し、各グループが独立
して案内羽根を操作するので、この場合も上記の場合と
同様の効果が得られる。
【0013】なお、案内羽根の開閉に関する調速機から
の信号は、電動サーボモータ制御盤内に設置されたコン
トローラーに入り、コントローラーから同一開閉操作信
号を各電動サーボモータ用パワーユニットに伝達するの
で、各電動サーボモータは理論的には同時に回動を開始
する。ただし、各グループの操作力伝達機構のギャップ
に相違があることから、案内羽根の操作開始時間に差が
生じる。しかし、このように時間差があっても、本発明
では上記のように、各グループが独立して案内羽根の操
作を行なうので、案内羽根の開閉に悪影響を受けること
がなく、水車運転上において何ら支障を来すことはな
い。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図5を用いて
説明する。図1は本発明の一実施例における水車の案内
羽根開閉装置の模式縦断面図、図2は図1のI−I断面
図、図3は本発明の制御系統の説明図、図4は本発明の
他の実施例における水車の案内羽根開閉装置の模式縦断
面図、図5は図4のII−II断面図であり、4bはレバー
B、4cはレバーC、5bはリンクB、10はリンクピ
ン、11は隙間、12は調速機、13は電動サーボモー
タ制御盤、14はコントローラ、15はパワーユニッ
ト、16はガイド、17は浮上がり防止部材を示してお
り、そのほかは前出の符号である。
【0015】一実施例を図1及び図2を用いて説明す
る。本実施例は、水車に18枚の案内羽根3を有し、同
一仕様の2台の電動サーボモータ2を用いた案内羽根開
閉装置の場合である。したがって、18枚の案内羽根3
を2つのグループに分け、各1グループあたりの案内羽
根3の数を9枚としている。各グループごと、9個の案
内羽根ステム3aのうち、1個の案内羽根ステム3aに
レバーB4bを、他の8個の案内羽根ステム3aにレバ
ーC4cを固着し、かつこれらのレバーのうち、隣接す
るレバー同士をリンクピン10を介してリンクB5bで
回動自在に連結している。
【0016】また、レバーB4bのリンクピン10取付
け箇所より外周部が、サーボモータロットピン8により
サーボモータロット7と連結しており、サーボモータロ
ット7がパワーシリンダ9を介して電動サーボモータ2
と連結している。上記の構成により、電動サーボモータ
2が回動して案内羽根3が開閉されるが、次に本実施例
における制御系統について説明する。
【0017】図3は、本実施例における簡単な制御系統
を示している。図1には、案内羽根3の開度が約50%
の場合を示してあるが、水車の運転状況が変り、案内羽
根3を更に開く場合は、調速機12より、開の信号が電
動サーボモータ制御盤13内に設けたコントローラー1
4に送られる。次いで、コントローラ14により、各電
動サーボモータ用のパワーユニット15が、同一操作す
るので、各電動サーボモータ2は同一の動作を行なう。
ただし、各グループにおける案内羽根3の操作力の伝達
機構、すなわち、サーボモータロッド7、サーボモータ
ロッドピン8及びレバーB4bにおける各組合せ部分の
ギャップの差、並びにリンクB5bとリンクピン10と
の間のギャップの差により、各グループにおける案内羽
根3への操作力の伝達時間を異にし、これによって各グ
ループの案内羽根3の動作に極小のずれが生じる。しか
し、このずれは電動サーボモータ2に悪影響を及ぼすも
のでなく、水車運転上においても何ら支障となるもので
はない。
【0018】その他の実施例の場合を図4及び図5に示
す。本実施例は、図6に示した従来技術におけるガイド
リング6に同一仕様の2台の電動サーボモータ2を連結
した場合である。ただし、本実施例の場合は、図4に示
すように、電動サーボモータ2が2台であるので、ガイ
ドリング6を、2グループに隙間11を空けて分割し、
各グループごとに、ガイドリング6とサーボモータロッ
ド7をサーボモータロッドピン8により連結し、更にサ
ーボモータロッド7はパワーシリンダ9を介して電動サ
ーボモータ2と連結している。なお、この場合、ガイド
リング6は2つ割りとなるため、円周走行から離脱防止
用のガイド16をガイドリング6の上下に設けている。
また、ガイドリング6の浮上がり防止部材17を従来構
造より強固なものとしている。本実施例によっても、上
記の一実施例の場合と同様の効果が得られる。
【0019】すなわち、上記の2実施例とも、案内羽根
を2グループに分け、各グループごとに同一仕様の電動
サーボモータを設置し、各グループが独立して案内羽根
の開閉操作する方式にしている。この結果、従来の電動
サーボモータ1台による制御技術を、複数台の電動サー
ボモータに適用することを可能にしている。これによっ
て、電動サーボモータの小型化を図ることができ、電動
サーボモータによる案内羽根の開閉操作の対象が、従来
では小容量の水車であったのに対し、これを中容量の水
車まで拡げることができる。なお本実施例は、2台の電
動サーボモータを使用した場合であるが、3台以上の電
動サーボモータを使用する場合も可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、水力機械の案内羽根開
閉装置に複数台の電動サーボモータを適用することが可
能となり、電動サーボモータ1台あたりの容量を小さく
でき、案内羽根開閉装置を小形化することができる。ま
た、電動サーボモータによる水力機械の案内羽根開閉装
置の適用が、従来は小容量機のみであったのに対し、中
容量機以上への拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における水車の案内羽根開閉
装置の模式縦断面図である。
【図2】図1のI−I断面図である。
【図3】本発明の制御系統の説明図である。
【図4】本発明の他の実施例における水車の案内羽根開
閉装置の模式縦断面図である。
【図5】図4のII−II断面図である。
【図6】従来における水車の案内羽根開閉装置の模式縦
断面図である。
【図7】図6のIII−III断面図である。
【符号の説明】
2…電動サーボモータ、3…案内羽根、3a…案内羽根
ステム、4b…レバーB、4c…レバーC、5b…リン
クB、6…ガイドリング、9…パワーシリンダ、11…
隙間。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水力機械の流量を制御する複数個の案内
    羽根を有し、該案内羽根を電動サーボモータにより開閉
    する水力機械の案内羽根開閉装置において、前記複数個
    の案内羽根を複数のグループに分割して機構的に独立さ
    せ、該分割された各グループごとに案内羽根の開閉操作
    を行なう電動サーボモータを配設してなることを特徴と
    する水力機械の案内羽根開閉装置。
  2. 【請求項2】 前記各グループごとに、前記案内羽根に
    固着してある案内羽根ステムに固着したレバーの端部同
    士をリンクを介して回動自在に連結して、隣接している
    前記案内羽根同士を連結し、かつ前記レバーのうちの1
    個のレバーを、前記電動サーボモータの回動運動を直線
    運動に変換するパワーシリンダを介して前記電動サーボ
    モータに連結した請求項1記載の水力機械の案内羽根開
    閉装置。
  3. 【請求項3】 水力機械の流量を制御する複数個の案内
    羽根をリンク機構を介してガイドリングに連結し、前記
    ガイドリングを回動する電動サーボモータをそなえてな
    る水力機械の案内羽根開閉装置において、前記ガイドリ
    ングを複数個に分割して互いに機構的に独立させ、該分
    割した各ガイドリングごとに電動サーボモータを配設
    し、前記各グループが独立して前記案内羽根の開閉操作
    を行なうことを特徴とする水力機械の案内羽根開閉装
    置。
JP3249433A 1991-09-27 1991-09-27 水力機械の案内羽根開閉装置 Pending JPH0587038A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3249433A JPH0587038A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 水力機械の案内羽根開閉装置

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JP3249433A JPH0587038A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 水力機械の案内羽根開閉装置

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JPH0587038A true JPH0587038A (ja) 1993-04-06

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JP3249433A Pending JPH0587038A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 水力機械の案内羽根開閉装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104389732A (zh) * 2014-10-13 2015-03-04 大唐陈村水力发电厂 一种接力器推拉杆长度调整方法
EP3271572A4 (en) * 2015-03-19 2018-10-24 Franklin Empire Control system for submersible electric motor drive control
DE102019109992B3 (de) * 2019-04-16 2020-06-04 Voith Patent Gmbh Wasserkraftanlage

Cited By (4)

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US10605225B2 (en) 2015-03-19 2020-03-31 Franklin Empire Control system for submersible electric motor drive control
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