JPH08312305A - タービンの油圧式調速器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 タービンの速度制御に使用するタービンの油
圧式調速器（油圧ガバナ）に関し、応答性に優れ、適用
タービンが限定されないと共に、主ばねの調節、又は変
速範囲の調整が容易で、短時間作業ですむ装置を提供す
る。 【構成】 油圧ガバナ１の調速部２に、検出装置０６か
らのガバナインペラ油０７を内部に導入し、調速器本体
５に収納したベローズ４と、ベローズと同軸状に配置し
た主ばね３を設けると共に、調速部の変位量を伝達する
変速装置８の復元レバ９の途中に、ターンバックル２２
を設置した。ターンバックルの調節により油圧ガバナの
変速範囲が、タービンを停止することなく変更でき、又
調節による作動結果も即時に確認できる。更に、ベロー
ズの作動が、小量のガバナインペラ油で行われるので、
制御応答性を上げ得る。又、主ばねを外部に設けたの
で、主ばねの調節、又は主ばねと復元レバの連結等が容
易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電機、空気圧縮機等
を駆動するタービン、若しくは蒸気タービンの速度変化
を油圧で検出し、検出油圧の変化に応じてタービンの速
度を調節するようにした、タービンの油圧式調速器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】タービンの制御装置の調節は、試運転や
定期点検後のタービン起動時に必要であり、また実際
に、タービンの速度を制御させたり負荷を制御させてみ
て、調節の必要性を判断することが多い。また、試運転
や定検後の起動時は、これらの調節を完了し、次のステ
ップのタービンの制御以外の、例えばボイラや補機系統
の調節を消化し、一刻も早く最終的な運転開始にこぎつ
ける必要がある。これは、メーカのみならず、電力会社
を始めユーザの要望でもあり、近年、増々そのニーズは
高まって来ている。

【０００３】かかる環境に於いて、タービンの速度制御
に使用されているタービンの油圧式調速器（以下油圧ガ
バナという）は、タービンの速度を検出する装置であ
る、タービンの速度を油圧に変換する一種の遠心ポンプ
からなる検出装置（以下、ガバナインペラという）と、
検出された油圧に感応し、油圧に比例する変位を発生さ
せる調速部と、さらに調速部の検出油圧に比例した変位
を、タービン制御装置の操作量に変換し、伝達するため
の変速装置とにより構成されている。

【０００４】これらの油圧ガバナは、タービン速度の検
出遅れや、伝達速度遅れを防止するため、タービン軸に
近接した位置に配置することが望ましく、また漏油によ
る火災誘因を防止する観点から、タービンを支持する軸
受台に内蔵される例が殆んどである。更に、油圧ガバナ
の調節は、従来日常的に頻繁に実施することが少なかっ
たこと、およびタービンの作動状態を点検するパトロー
ル員との接触や、誤操作を誘発する可能性を防ぐ等の理
由から、調節が必要な場合において、容易に操作できる
位置に調節個所が設けられてないのが通常である。しか
し乍ら、現実には、上述したように、試運転時や、定期
点検後の再起動時等油圧ガバナの調節を必要とする機会
は少くなく、このため、その都度多くの手数を要してい
るのが現状である。

【０００５】一方、従来の油圧ガバナ０１を構成する調
速部０２は、図２に示すように、主要な構成部品である
主ばね０３とベローズ０４を、調速器本体０５に内蔵す
る構造となっている。また、検出装置であるガバナイン
ペラ０６からの、タービンの速度検出結果であるガバナ
インペラ油０７は、調速器本体０５内のベローズ０４の
外周に導入され、外圧として作用させていることもあ
り、ガバナインペラ油０７を調速器本体０５の内部に充
満させざるを得ない構造となっている。しかし、一般的
に言って、制御媒体であるガバナインペラ油０７の占め
る体積は、ガバナインペラ０６で検出した信号の変化の
強さや、速さを正確に伝達するためには、小さい程良い
ことが判っている。

【０００６】すなわち、上述したように、ガバナインペ
ラ油０７が調速器本体０５の内部に充満して体積が大き
くなる、言葉をかえていえば、ガバナインペラ０６の検
出信号を伝達するガバナインペラ油０７の油量が大きく
なると、本来的には、非圧縮性である油が使用される場
合であっても、油中に混在する空気や他のガスにより圧
縮性が増し、信号の減衰や伝達遅れの要因となり、信号
の変化の強さや、速さを正確に伝達できなくなるからで
ある。このように、従来の油圧ガバナ０７は、上述した
構造のため、特に応答遅れの要因を内在するものとなっ
ている。

【０００７】また、調速部０２は、主ばね０３とベロー
ズ０４が調速器本体０５に内蔵されている構造になって
いるため、調速部０２で感応した検出油圧に比例して、
調速油案内弁を変位させるための、変速装置０８の復元
レバ０９と主ばね０３の接続や、主ばね０３の調整等、
油圧ガバナ０１の組立、開放更には調節に多くの手数と
時間を必要とせざるを得ないものとなっている。

【０００８】なお、図２において、０１０は軸受台、０
１１は差動ピストン、０１２はガバナモータ、０１３は
変速ハンドルを示す。

【０００９】すなわち、このような、油圧ガバナ０１に
おいては、タービンの速度調整範囲（以下変速範囲と呼
称）を調節する必要が生じた場合、調速器本体０５に内
蔵されている主ばね０３のばね力を調節する必要がある
が、このためには、上述したように、調速器本体０５を
開放しなければならず、必然的にタービンを停止する必
要が生じることを意味する。また、タービンを停止した
状態で変速範囲を調節する場合には、予め主ばね０３の
ばね定数、タービン速度とガバナインペラ油０７の油圧
特性の関係をもとに、主ばね０３の調節量を算出してお
き、それに基づいて調節を行うが、その調節結果を判定
するには、最終的には、タービンを起動させてタービン
実速度で確認する必要がある。

【００１０】このため変速範囲の調節には、調整作業
（タービン停止）と確認（タービン運転）の試行錯誤を
くり返すことになり、多くの手数と時間を要する不具合
がある。更に、従来の油圧ガバナ０１を構成する調速部
０２は、上述したように、タービン速度をガバナインペ
ラ０６油圧に変換した制御媒体、いわゆるガバナインペ
ラ油０７を、容積の大きい調速器本体０１内に導入して
変速装置０８を変位させるようにしており、しかも調速
器本体０１内の体積が大きくなるため、応答速度が遅
く、蒸気条件が高いタービンや出力の大きいタービンに
は、適用し難いという不具合があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来のタービンの油圧式調速器（油圧ガバナ）の不具合を
解消するため、油圧ガバナの調節が必要な場合は、調速
器本体を開放することなく調節でき、しかも運転状態に
あるタービンを停止することなく調節でき、さらに調節
結果は、即時に確認でき、ガバナの調節を短時間で行う
ことができるとともに、応答速度が早く、これまで適用
が困難であった蒸気条件の高い、又は大出力のタービン
にも、容易に適用できるタービンの油圧式調速器を提供
することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のター
ビンの油圧式調速器は、次の手段とした。

【００１３】（１）タービン速度に対応する油圧に昇圧
された、ガバナインペラ油を検出装置から供給されて油
圧に比例する変位量を発生させる調速部に、（ａ）周囲
が被包された調速器本体の内部に収容されて、検出装置
から供給されるガバナインペラ油を、その内部に導入し
て、ガバナインペラ油の油圧に対応して伸縮し、変位量
を発生させるベローズ、（ｂ）およびベローズを収容す
る調速器本体の外側に、ベローズと同軸状に設置され、
ベローズで発生する変位量を変速装置に伝達する主ばね
を設けた。

【００１４】（２）主ばねから伝達された変位量を、対
応する操作量に変換して、タービン速度を変動させる制
御装置に伝達する、変速装置の復元レバの途中に、長さ
を調整できるターンバックルを介装した。

【００１５】

【作用】本発明のタービンの油圧式調速器は、上述の手
段により、 （１），（ａ）タービン速度に対応する作動媒体の圧力
に比例する変位量を発生するベローズを、その内部に導
入されるガバナインペラ油によって変位量を発生させる
ようにしたので、ガバナインペラ油、すなわち作動媒体
の体積を著しく低減でき、タービン速度の変化の割合、
又は速さに、正確に対応した変位がベローズに発生し、
制御応答性を著しく改善できる。

【００１６】（１），（ｂ）ベローズの変位量を変速装
置に伝達する主ばねを、周囲が被包された調速器本体の
外側に、しかもベローズと同軸状に配置して設けたの
で、変速装置の復元レバと主ばねの接続、又は主ばねの
調整等の組立、開放および調節が容易に、しかも短時間
で行うことができる。また、ベローズの変位を正確に変
速装置に伝達できる。

【００１７】（２）ターンバックルを復元レバの途中に
介装して、ターンバックルの調節により、変速範囲の調
整を行うようにしたので、タービン変速範囲を調整する
必要がある時は、いつでも行うことでき、しかもタービ
ンを停止することなく行うことができる。また、タービ
ン運転中における調整結果は、即時に確認でき、このた
めタービンの速度を監視しながら調節量を加減すること
が可能になり、変速範囲の調整に必要としていた、多く
の手数と時間が省けることとなる。さらに、ターンバッ
クルを介装したことにより、復元レバの主ばねとの接続
がさらに容易になり、タービンの油圧式調速器の組立、
開放、および調整が短時間で行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明のタービンの油圧式調速器の実
施例を図面にもとづき説明する。図１は、本発明のター
ビンの油圧式調速器の一実施例を示す断面図である。な
お、図１において、図２で示す部材と同一のものは、同
一符番を行い説明を省略する。

【００１９】図に示すように、復元レバ９の途中には、
軸受台０１０の側壁に支点を具えると共に、側壁を貫通
して、それぞれの一端を軸受台０１０の側壁に付設され
た軸受台カバ２１内に突出させた、上部復元レバ９１と
下部復元９２が介装されている。また、軸受台カバ２１
内に突出させた、上部復元レバ９１と下部復元レバ９２
の端部の間には、長さを調節可能にしたターンバックル
２２が介装されている。すなわち、ターンバックル２２
の長さの調節は、軸受台０１０を開放するまでもなく、
軸受台カバ２１の開放によって、行うことができるよう
にしている。

【００２０】また、上部復元レバ９１と下部復元レバ９
２を介装した復元レバ９は、調速部２の主ばね３と調速
部２の上部に位置する変速装置８を構成する差動ピスト
ン０１１を連結しており、調速部２の動きに対応して動
作する差動ピストン０１１の変位量を調速部２の主ばね
３へ伝達し、これにより差動ピストンと調速部２の定位
性を保つようにしている。すなわち、復元レバ９のう
ち、上部復元レバ９１は変速装置の差動ピストン０１１
と接続し、下部復元レバ９２は調速部２の主ばね３に接
続させ、しかも上部復元レバ９１と下部復元レバ９２の
間には、ターンバックル２２を装備して復元レバ９が構
成される。

【００２１】また、上部復元レバ９１は接続する差動ピ
ストン０１１と一体となっているので、差動ピストン０
１１が動作しない限り動かない。今、かりに変速範囲を
低速側に調節すべく、ターンバックル２２で下部復元レ
バ９２の突出端を矢印で示すように、上方に引上げると
下部復元レバ９２は支点２０を中心に時計方向に廻ろう
とするので、下部復元レバ９２の突出端と反対側の端部
に枢着された接続レバ２３を介して、主ばね３は矢印で
示す縮める方向、すなわち上方へ動作する。これによ
り、主ばね３力は減じるので、調速部２の作用により差
動ピストン０１１は下方へ動き、説明図に示されていな
いが、タービンに流入するガス量を減少させる加減弁が
閉し、タービンの速度は低くなる。これにより、変速範
囲は低速側に移動することになる。

【００２２】以上のように復元レバ９の途中にターンバ
ックル２２を装備し、しかもターンバックル２２を軸受
台０１０側壁の外部に設けた軸受台カバ２１内に配置す
ることにより、油圧ガバナを開放し、主ばね３自身を調
節することなく即ちタービンを停止することなく、変速
範囲の調整が容易に可能となる。また、タービンの変速
範囲を高速側に調節する場合は、上記低速側の逆調節を
行う。

【００２３】次に、油圧ガバナの調速部２について説明
する。調速部２は、前述した下部復元レバ９２、正確に
は下部復元レバ９２に一端が枢着され、軸受台０１０に
設けた支点２４を具えた接続レバ２３、に下端部が接続
された主ばね３、調速器本体５に被包されて、内部に検
出装置０６からのガバナインペラ油０７を導入するよう
にしたベローズ４、ベローズ４の伸縮に追従して上下動
し、上述した差動ピストン０１１下方の油圧を制御する
スプラインを上端部に具えるとともに、調速器本体５の
外側にベローズ４と同軸状に配置された、上述の主ばね
３の上端に、下端が連結されたロッド２５で構成されて
いる。

【００２４】このように、検出装置０６からのガバナイ
ンペラ油０７は、外側からでなく、内側からベローズ４
に油圧を作用させるようにしたため、調速部２を作動す
るガバナインペラ油０７、すなわち作動媒体を著しく低
減することができ、作動媒体の圧縮性の増大に伴う、信
号の減衰や伝達遅れが著しく減り、検出装置０６で検出
されるタービン速度の変化の大きさや速さが、正確に調
速部２に伝達されるようになり、応答性の良いタービン
速度の制御ができる。

【００２５】また、主ばね３を調速器本体５の外側に配
置するようにしたので、復元レバ９と主ばね３の接続、
又は主ばね３の調整が容易に、しかも短時間で行うこと
ができ、これに伴い油圧ガバナの開放、組立、調節を容
易にできる。さらに、主ばね３をベローズ４と同軸状に
配置したことにより、ベローズ４の変位に影響を与える
ことなく、また正確に復元レバ９に変位を伝達できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のタービン
の油圧式調速器によれば、特許請求の範囲に示す構成に
より、 （１）タービンの速度調整範囲、いわゆるタービン変速
範囲を調整する必要がある時は、いつでも行うことで
き、しかもタービンを停止することなく行うことができ
る。

【００２７】しかも、タービン運転中における調整結果
は、即時に確認でき、このためタービンの速度を監視し
ながら調節量を加減することが可能になり、変速範囲の
調整に多くの手数と時間が省けることとなる。

【００２８】（２）ガバナインペラ油、すなわち調速部
の作動を行う作動媒体の体積を著しく低減でき、タービ
ン速度の変化の割合、又は速さに正確に対応する、制御
応答性に秀れたものにすることができる。

【００２９】（３）変速装置の復元レバと調速部の主ば
ねの接続、又は主ばねの調整等が容易になり、油圧式調
速器の組立、開放、および調節が容易に、しかも短時間
で行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタービンの油圧式調速器の一実施例を
示す構造図、

【図２】従来のタービンの油圧式調速器の構造図であ
る。

【符号の説明】

０１ 油圧ガバナ（油圧式調速器） ２，０２ 調速部 ３，０３ 主ばね ４，０４ ベローズ ０５ 調速器本体 ０６ ガバナインペラ（検出装置） ０７ ガバナインペラ油 ８，０８ 変速装置 ９，０９ 復元レバ ９１ 上部復元レバ ９２ 下部復元レバ ０１０ 軸受台 ０１１ 差動ピストン ０１２ ガバナモータ ０１３ 変速ハンドル ２０ 支点 ２１ 軸受台カバ ２２ ターンバックル ２３ 接続レバ ２４ 支点 ２５ ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン速度に対応して昇圧させたガバ
   ナインペラ油を吐出する検出装置、前記ガバナインペラ
   油の油圧に比例した変位量を発生させる調速部、および
   前記変位量を操作量に変換し、タービン速度を変動させ
   る制御装置に伝達する変速装置、からなるタービンの油
   圧式調速器において、前記調速部が、調速器本体の内部
   に収容され、前記検出装置からの前記ガバナインペラ油
   を内部に導入して伸縮し、変位量を発生させるベローズ
   と、前記調速器本体の外側に前記ベローズと同軸に配置
   され、前記ベローズの変位量を前記変速装置に伝達する
   主ばねとを具え、前記変速装置が復元レバの途中に、タ
   ービンの速度調整範囲を調整できるターンバックルを具
   えていることを特徴とするタービンの油圧式調速器。