JPH08270538A - 水車の水流制御装置 - Google Patents
水車の水流制御装置Info
- Publication number
- JPH08270538A JPH08270538A JP7075026A JP7502695A JPH08270538A JP H08270538 A JPH08270538 A JP H08270538A JP 7075026 A JP7075026 A JP 7075026A JP 7502695 A JP7502695 A JP 7502695A JP H08270538 A JPH08270538 A JP H08270538A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guide ring
- water
- water flow
- control device
- flow control
- 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.)
- Pending
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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
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回転力を直線方向力とする機械的変換装置なし
に水量調整装置のガイドリングを電磁力で非接触的に駆
動することにより、機械的信頼性の高い、調速性能の優
れた水車の水流制御装置を提供する。 【構成】リニアモータをガイドリング３の回転芯と同芯
となる曲率で曲げたサーボモータとし、その移動子１８
をガイドリング３に取付け、固定子１９は基礎に設置し
てある。サーボモータ固定子１９からの電磁力によりガ
イドリング３に取付けられたサーボモータ移動子１８に
旋回力を与え、ガイドベーン１を開閉し、水流を制御す
る。
に水量調整装置のガイドリングを電磁力で非接触的に駆
動することにより、機械的信頼性の高い、調速性能の優
れた水車の水流制御装置を提供する。 【構成】リニアモータをガイドリング３の回転芯と同芯
となる曲率で曲げたサーボモータとし、その移動子１８
をガイドリング３に取付け、固定子１９は基礎に設置し
てある。サーボモータ固定子１９からの電磁力によりガ
イドリング３に取付けられたサーボモータ移動子１８に
旋回力を与え、ガイドベーン１を開閉し、水流を制御す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は反動形水車のガイドベー
ンを操作して、水車ランナへの流入水量を調整する水車
の水流制御装置に関する。
ンを操作して、水車ランナへの流入水量を調整する水車
の水流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に水車のガイドベーンは、水車に流
入する水量を調整すると同時に、水車の負荷が遮断され
たとき水車の回転数が異常上昇しないように、数秒の短
い時間で全閉できることが要求される。このガイドベー
ン等の水流制御装置の閉鎖時間は、水車に対する影響の
ほかに水圧鉄管内の水圧上昇値を所定の値以下に押さえ
るため、使用場所の発電所に適する閉鎖特性（閉鎖時
間）が決められる。
入する水量を調整すると同時に、水車の負荷が遮断され
たとき水車の回転数が異常上昇しないように、数秒の短
い時間で全閉できることが要求される。このガイドベー
ン等の水流制御装置の閉鎖時間は、水車に対する影響の
ほかに水圧鉄管内の水圧上昇値を所定の値以下に押さえ
るため、使用場所の発電所に適する閉鎖特性（閉鎖時
間）が決められる。
【０００３】水流制御装置に対して所定の閉鎖特性を持
たせ、しかも水圧力によってガイドベーンなどに生ずる
大きな水流モーメントに抗してガイドベーンを操作する
装置として、一般には油圧シリンダが用いられる。
たせ、しかも水圧力によってガイドベーンなどに生ずる
大きな水流モーメントに抗してガイドベーンを操作する
装置として、一般には油圧シリンダが用いられる。
【０００４】このような油圧式水流制御装置では、圧油
タンク，圧油装置，圧油配管等の機器配置及び据付工事
が容易でなく、また設置スペース確保及び保守も容易で
ない。さらに、河川など水系への漏油流出による公害発
生の要因もある。
タンク，圧油装置，圧油配管等の機器配置及び据付工事
が容易でなく、また設置スペース確保及び保守も容易で
ない。さらに、河川など水系への漏油流出による公害発
生の要因もある。
【０００５】そのため、特開昭55−107075号及び特開昭
62−277045号公報に記載のように、電動機の回転力を軸
方向推力に変換するボールナットを回転させて、ボール
ねじに軸方向推力を得る電動サーボモータによる水流制
御装置にて油圧力による操作方式から電動化し、保守の
省力化及び設備の合理化が検討されている。
62−277045号公報に記載のように、電動機の回転力を軸
方向推力に変換するボールナットを回転させて、ボール
ねじに軸方向推力を得る電動サーボモータによる水流制
御装置にて油圧力による操作方式から電動化し、保守の
省力化及び設備の合理化が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが図３に示す通
り、このような電動機１６にてボールナット歯車１４を
回転させ、ボールねじ１３に軸方向推力を得る電動サー
ボモータによる水流制御装置では、ボールナット歯車１
４内のボールナットとボールねじ１３とに精密加工され
た螺線溝の間をボールが回転しながら移動し、ボールね
じ１３を軸線方向に移動させるため、ボールの噛り，焼
付き，こじれの心配があり、装置運転の信頼性の点か
ら、大きな操作力を必要とする大型水車の水流制御装置
には採用できない問題がある。
り、このような電動機１６にてボールナット歯車１４を
回転させ、ボールねじ１３に軸方向推力を得る電動サー
ボモータによる水流制御装置では、ボールナット歯車１
４内のボールナットとボールねじ１３とに精密加工され
た螺線溝の間をボールが回転しながら移動し、ボールね
じ１３を軸線方向に移動させるため、ボールの噛り，焼
付き，こじれの心配があり、装置運転の信頼性の点か
ら、大きな操作力を必要とする大型水車の水流制御装置
には採用できない問題がある。
【０００７】また、電動機１６の回転力を減速歯車装置
１７で拡大し、ボールナット歯車１４を回転させ、その
ボールナットとボールねじ１３により軸線方向の推力に
変換しているため、これらの機械的変換損失を改善し、
装置の効率向上も必要である。
１７で拡大し、ボールナット歯車１４を回転させ、その
ボールナットとボールねじ１３により軸線方向の推力に
変換しているため、これらの機械的変換損失を改善し、
装置の効率向上も必要である。
【０００８】本発明の目的は、反動形水車のガイドリン
グを電磁力により非接触的に駆動し、そのガイドリング
の回動によってガイドベーンを開閉する水量調整装置に
よる水車の水流制御装置とすることによって、ボールナ
ットとボールねじを不要とし、装置の信頼性並びに効率
を向上させることにある。
グを電磁力により非接触的に駆動し、そのガイドリング
の回動によってガイドベーンを開閉する水量調整装置に
よる水車の水流制御装置とすることによって、ボールナ
ットとボールねじを不要とし、装置の信頼性並びに効率
を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁力の変化
を与えることにより移動子が軸線方向に変位するリニア
モータを、ガイドリングの回転芯と同芯となる曲率で曲
げたサーボモータとし、その固定子からの電磁力により
ガイドリングに取付けられた移動子に旋回力を非接触的
に与えることによって、反動形水車のガイドベーンを開
閉する水量調整装置を駆動する水車の水流制御装置とし
たことを特徴とする。
を与えることにより移動子が軸線方向に変位するリニア
モータを、ガイドリングの回転芯と同芯となる曲率で曲
げたサーボモータとし、その固定子からの電磁力により
ガイドリングに取付けられた移動子に旋回力を非接触的
に与えることによって、反動形水車のガイドベーンを開
閉する水量調整装置を駆動する水車の水流制御装置とし
たことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明である反動形水車のガイドリングを電磁
力により非接触的に駆動し、そのガイドリングの回動に
よってガイドベーンを開閉する水量調整装置による水流
制御装置の作用を図２で述べる。
力により非接触的に駆動し、そのガイドリングの回動に
よってガイドベーンを開閉する水量調整装置による水流
制御装置の作用を図２で述べる。
【００１１】サーボモータ制御装置２７は調速機２８か
らの制御信号を受けて、ガイドリング３を電磁力により
非接触的に駆動するサーボモータを操作することによ
り、水車に流入する水量を調整し、水車発電機２３の回
転数，出力及び水流調整制御を行う。そして、サーボモ
ータは移動子１８の旋回位置及び速度制御用としてポテ
ンショメータ２５及び速度計２４の信号を制御装置２７
に帰還するとともに、ポテンショメータ２５による位置
信号を調速機２８に帰還する。
らの制御信号を受けて、ガイドリング３を電磁力により
非接触的に駆動するサーボモータを操作することによ
り、水車に流入する水量を調整し、水車発電機２３の回
転数，出力及び水流調整制御を行う。そして、サーボモ
ータは移動子１８の旋回位置及び速度制御用としてポテ
ンショメータ２５及び速度計２４の信号を制御装置２７
に帰還するとともに、ポテンショメータ２５による位置
信号を調速機２８に帰還する。
【００１２】
【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。
ついて説明する。
【００１３】図１は実施例の要部断面図であって、電磁
力の変化を与えることにより移動子が軸線方向に変位す
るリニアモータを、ガイドリング３の回転芯と同芯とな
る曲率で曲げたサーボモータとし、その移動子１８をガ
イドリング３に取付け、固定子１９は基礎に設置してあ
る。
力の変化を与えることにより移動子が軸線方向に変位す
るリニアモータを、ガイドリング３の回転芯と同芯とな
る曲率で曲げたサーボモータとし、その移動子１８をガ
イドリング３に取付け、固定子１９は基礎に設置してあ
る。
【００１４】サーボモータ固定子１９からの電磁力によ
りガイドリング３に取付けられたサーボモータ移動子１
８に旋回力を非接触的に与えられ、ガイドリング３の反
力より移動子１８の旋回力が大きいければガイドリング
３は回動される。それによってガイドベーン１は従来と
同様にガイドベーンリンク２を介してガイドリング３に
結合されているため開閉される。
りガイドリング３に取付けられたサーボモータ移動子１
８に旋回力を非接触的に与えられ、ガイドリング３の反
力より移動子１８の旋回力が大きいければガイドリング
３は回動される。それによってガイドベーン１は従来と
同様にガイドベーンリンク２を介してガイドリング３に
結合されているため開閉される。
【００１５】ガイドベーン１の開閉位置及び動作速度
は、サーボモータ移動子１８の旋回位置及び速度を回転
型のポテンショメータ２５，速度計２４で検出し、この
信号でサーボモータ固定子１９への供給電流を制御する
ことにより、精密に変化できる。
は、サーボモータ移動子１８の旋回位置及び速度を回転
型のポテンショメータ２５，速度計２４で検出し、この
信号でサーボモータ固定子１９への供給電流を制御する
ことにより、精密に変化できる。
【００１６】尚、ポテンショメータ２５，速度計２４の
入力軸に組合わされたピニオン３０はサーボモータ移動
子１８に取付けられたラック２９と噛み合っている。ま
た、サーボモータ移動子１８及び固定子１９はガイドリ
ング３の回転芯と同芯の回転対象位置に２組設け、ガイ
ドリング３に偶力が作用するようにしてある。
入力軸に組合わされたピニオン３０はサーボモータ移動
子１８に取付けられたラック２９と噛み合っている。ま
た、サーボモータ移動子１８及び固定子１９はガイドリ
ング３の回転芯と同芯の回転対象位置に２組設け、ガイ
ドリング３に偶力が作用するようにしてある。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、反動形水車のガイドリ
ングを電磁力により非接触的に駆動し、そのガイドリン
グの回動によってガイドベーンを開閉する水量調整装置
による水車の水流制御装置としたため、ボールねじ等の
スクリュウによる回転力を直線方向力とする機械的変換
装置が不要となり、それによって噛り，焼付き，こじれ
の心配がなく、装置運転の信頼性が大幅に向上するた
め、大きな操作力を必要とする大型水車の水流制御装置
にも採用が図れる。そして、従来の油圧力による操作方
式から電動化となるため、保守の省力化及び設備の合理
化が図れる。
ングを電磁力により非接触的に駆動し、そのガイドリン
グの回動によってガイドベーンを開閉する水量調整装置
による水車の水流制御装置としたため、ボールねじ等の
スクリュウによる回転力を直線方向力とする機械的変換
装置が不要となり、それによって噛り，焼付き，こじれ
の心配がなく、装置運転の信頼性が大幅に向上するた
め、大きな操作力を必要とする大型水車の水流制御装置
にも採用が図れる。そして、従来の油圧力による操作方
式から電動化となるため、保守の省力化及び設備の合理
化が図れる。
【００１８】また、電磁力により非接触的にガイドリン
グを駆動するため、機械的変換損失の発生がなく、装置
の効率向上が図れ、さらに水車調速性能は即応性に優
れ、安定性の高いものとなる。
グを駆動するため、機械的変換損失の発生がなく、装置
の効率向上が図れ、さらに水車調速性能は即応性に優
れ、安定性の高いものとなる。
【図１】本発明の実施例の要部の断面図。
【図２】本発明の水車の水流制御装置を示すブロック
図。
図。
【図３】従来技術の説明図。
１…ガイドベーン、３…ガイドリング、４…水車ラン
ナ、１８…サーボモータ移動子、１９…サーボモータ固
定子。
ナ、１８…サーボモータ移動子、１９…サーボモータ固
定子。
Claims (1)
- 【請求項１】反動形水車のガイドリングの回動によって
ガイドベーンを開閉する水量調整装置において、前記ガ
イドリングを電磁力により非接触的に駆動することを特
徴とする水車の水流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7075026A JPH08270538A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 水車の水流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7075026A JPH08270538A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 水車の水流制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08270538A true JPH08270538A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13564266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7075026A Pending JPH08270538A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 水車の水流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08270538A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390403C (zh) * | 2002-11-22 | 2008-05-28 | 谢森生 | 无液压机构的电动机伺服系统水轮机调速器 |
| CN104005899A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 国家电网公司 | 水轮机导叶止推间隙调整的结构 |
| DE102014215929A1 (de) * | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Voith Patent Gmbh | Vorrichtung zum Verstellen des Leitapparates einer Wasserturbine oder Wasserpumpe |
| CN105927453A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-07 | 成都德善能科技有限公司 | 一种混流式水轮机的调整装置 |
| CN107979252A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-01 | 江贵生 | 异步弱磁调速电机 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7075026A patent/JPH08270538A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390403C (zh) * | 2002-11-22 | 2008-05-28 | 谢森生 | 无液压机构的电动机伺服系统水轮机调速器 |
| CN104005899A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 国家电网公司 | 水轮机导叶止推间隙调整的结构 |
| DE102014215929A1 (de) * | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Voith Patent Gmbh | Vorrichtung zum Verstellen des Leitapparates einer Wasserturbine oder Wasserpumpe |
| CN105927453A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-07 | 成都德善能科技有限公司 | 一种混流式水轮机的调整装置 |
| CN107979252A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-01 | 江贵生 | 异步弱磁调速电机 |
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