JPS60162073A - 斜流水車用ランナベ−ン操作機構 - Google Patents

斜流水車用ランナベ−ン操作機構

Info

Publication number
JPS60162073A
JPS60162073A JP59017049A JP1704984A JPS60162073A JP S60162073 A JPS60162073 A JP S60162073A JP 59017049 A JP59017049 A JP 59017049A JP 1704984 A JP1704984 A JP 1704984A JP S60162073 A JPS60162073 A JP S60162073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
runner
runner vane
vane
piston
water turbine
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
Application number
JP59017049A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Yanagida
柳田 勲
Kenji Sekido
関戸 賢治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59017049A priority Critical patent/JPS60162073A/ja
Publication of JPS60162073A publication Critical patent/JPS60162073A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/14Rotors having adjustable blades
    • F03B3/145Mechanisms for adjusting the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/76Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、斜流水車用ランナベーン操作機構に関するも
のである。
〔発明の背景〕
従来の斜流水車用ランナベーン操作機構、ランナサーボ
モータ構造及び水車全体構造を、第1図及び第2図によ
り説明する。第1図は要部の断面図、第2図は第1図の
D部詳細図である。図において、1はランナベーンであ
り、ランナベーン1は、ランナベーンステム34の軸線
A廻りに回動できるようにランナベーンステム34にキ
ー止めされ、操作レバー】O,フォークレバー9から操
作レバー10へ操作力を伝達させるための摺動部品スラ
イダブロック11、ピン12、スピンドルアーム8、ピ
ストンロッド6.7、ロスヘッド7及びリンクアイボル
ト32等から駆動されるように構成されている。スピン
ドルアーム8はフォークレバー9にキー止めされリンク
31と連結される一体のアーム部品を有している。ピス
トンロッド6はスピンドルアーム8にサーボモータ操作
力を伝えるべく主軸5の内孔をW3ffiL、設置され
ており、クロスヘッド7はピストンロツド6に取り付け
られリンク31に連結されている。
、上記の従来構造ランナベーン操作機構においては、以
下に述べるように数多くの改善を要する点が存在してい
る。まず、部品点数が多く、構造が著しく複雑で信頼性
の低下を引起こす可能性が大で保守作業が容易でなく1
重量もかさみ製造原価が高くなっている。そして上記の
ランナ操作機構部品がすべてランナベーンステム34よ
り上方に配置されている関係で、これらを収納するため
のランナ上部カバー3を必要として重量及び原価を高め
ている。一方、ランナ全体の高さ寸法り、は、ランナ代
表寸法(ランナ直径φD)に対し、一般的にり、:(t
、a〜2.3)D程度となり、水車中心より上方のラン
ナ高さも、h2:(0,4〜0.5)D程度となってい
るため、主軸受29の取付位置が高くなり、ランナオー
バハング寸法Hが他機種より大きくなり、(H:0.7
〜0.8D程度)軸振動性が悪くなる。即ち、ランナオ
ーバハングが大きくなるため、ランナに作用する水力的
、機械的アンバランス荷重に対する主軸5の撓み変形が
大きくなり、この部分の主軸5の曲げ剛性の低下による
危険速度の低下を引起こし共振し易い軸系となる。この
場合には多くは主軸直径のサイズアップを行ない対処す
るのが一般的方法であるが、必ずしも十分でないばかり
か、経済性の面でも好ましくない。
一方、従来型のランナ操作機構に操作力を与えるための
上下動式サーボモータは、第1図に示す如く水車主軸5
と発電機主軸27との中間部においてピストン18、サ
ーボモータシリンダ26、シリンダカバー25のこれら
を互いに接続し水車の発生トルクを伝えるためのボルト
33、安全保護のための保護カバー28、ピストンロッ
ド6及び給油管19等から構成されている。ピストンロ
ッド6はサーボモータ油圧力をランナボス2内のランナ
ベーン操作機構へ上下動をして伝達させるため長く形成
されており給油管19はビストン18へ高圧油を導くた
めのものである。従来より斜流水車用」二下動式サーボ
モータが、この水車及び発電機の両主軸の中間部に設置
される理由は、上記の従来型の第2図のランナ操作機構
の欠点とされるランナオーバハング寸法Hが大きくなり
、そのうえこのサーボモータをランナ」二部に隣接設置
することはオーバハングを益々増加させるため振動特性
上から不可能とされている。
そして、第1図に示す従来型のサーボモータにおいては
、次のような改善を要する多くの欠点がある。まず、構
成部品が多く構造が複雑であり、ボルト締結部分も多い
ため信頼性の低下を引起こす可能性が大であり重量がか
さみ保守作業が容易でない。また、ピストンロッドは主
軸5の内孔を貫通し長さが著しく長くなるため、通常の
引張、圧縮のみの設計に加え座くつも考慮せねばならな
いため、通常のものよりサイズアップが必要となり、こ
れと並行し主軸5の内孔、外径も必然的に大きくせざる
を得なくなっている。このため、ピストンロッド6及び
主軸5の重量を低減することができず他機種より原価高
の要因となっている。
さらに、サーボモータ周囲の安全のため、複雑で人形の
保護カバー28が必要となる。
また、主軸5、サーボモータシリンダ26及びシリンダ
カバー28には、ピストン18に作用するサーボ油圧力
が軸方向に作用することになるので、主軸5については
フランシス型水車の如き水車の発生軸トルク、ランナに
作用する軸方向の水圧スラス1へ及び振動による曲げ振
動力等に加え、このサーボ油圧力が作用するので、この
全他機種より重量が増大し原価高となっている。そして
、シリンダカバー25とシリンダー26との接合フラン
ジ面は、発電機軸及び水車軸の結合時における総合軸の
垂直度を調整する部分で現地組立時に、グラインダー切
削等の調整を行なったり、また、綿材ボルトの締付力を
部分的に変えたりする等微妙な調整を行なう部分である
。従って、従来からこの部分のサーボモータ油の漏れ、
また、高圧油による各部の変位による垂直度の変化等を
生じ易い所であり、信頼性の向上が困難とされていた。
サーボモータは水車軸、発電機軸の中間部に設けられて
おり、比較的大きな重量を占めているため、軸系の振動
特性を悪個させる要因となっている。
また、危険速度を低下されることにもなり、その全主軸
の寸法を他機種より大きくしなければならず経済的でな
い。
このように従来形の斜流水車ランナ操作機構及び上下動
式サーボモータは多くの改善点を有しており、このため
、信頼性及び経済性を含め構造の合理化がめられていた
〔発明の目的〕
本発明は上記の状況に鑑みなされていたものであり、構
造を簡略化し重量及び部品点数を低減し保守点検を容易
にし軸振動特性及び信頼性を向上できる斜流水車用ラン
ナベーン操作機構を提供することを目的としたものであ
る。
〔発明の概要〕
本発明の斜流水車用ランナベーン操作機構は、水車の中
空主軸内を経て供給される油圧により駆動されるサーボ
モータと、上記主軸と中心とする円周方向に複数個配設
され上記サーボモータに駆動され上記主軸軸線に対し斜
め下方に傾斜し取り付けられたランナベーンステムにそ
れぞれ固定され、かつ、該ランナベージステムの軸線の
周りに回動可能に取り付けられたランナベーンとを設け
てなり、円形状に形成され上記サーボモータのピストン
に駆動されそれぞれの上記ランナベーンステムに固定さ
れた操作レバーに対向する外周面位置に傾斜溝が形成さ
れた摺動ガイドと、上記傾斜溝内の両側に互いに対向し
それぞれ摺動自在に配置され球状四部を形成するように
それぞれ半球状四部を有するスライダブロックと、上記
操作レバーの上記摺動ガイド側の端部に形成されて上記
球状四部に遊嵌され上記ピストン及び上記摺動ガイドの
軸方向移動に伴い上記ランナベーンを回動させるレバー
球体とを設けたものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の斜流水車用ランナベーン操作機構を実施例
を用い従来と同部品は同符号で示し第3図、第4図によ
り説明する。第3図は要部詳細断面図、第4図は第3図
の摺動ガイドとランナベーンの連結状態の斜視図である
。13は摺動ガイドで、上下動式サーボモータのピスト
ン18に直結されたピストンロッド6に対し、相対的に
円周方向の回転を止めるようにキー+hめされており、
座金16を介してナツト17によってピストンロッド6
に取り付けられている。摺動ガイド13は円形状に形成
され、ランナベージステム34に固定された操作レバー
10のそれぞれに対向する位置に傾斜溝44が形成され
ている。傾斜溝44内の両側には対向された1組のスラ
イダブロック15が傾斜溝44の長手方向に摺動自在に
配設されている。スライダブロック15の内側には半球
状四部43(第5図参照)が形成され1組の半球状四部
43.43によって形成される球状凹部内には第3回、
第4図に示すように操作レバーlOの摺動ガイド13側
端部に形成されたレバー球体38が遊嵌されている。
そして、操作レバー10はランナベーンステム34の軸
線への廻りに回転できるようにランナベーンステ113
4にキー11・めされており、また、ランナベーン1を
回・FJ:さ11−るために17バ一球体38がランナ
ベーンステ1534の軸線へに垂直な平面を円弧運動が
できるように傾斜溝44は摺動ガイド13の外周面に形
成されている。スライダブロック15は、摺動ガイド1
3が上下動式のサーボモータと同一の」二下動を行ない
この上下動を円弧運動に変えるために設けられており、
第4図においてスライダベーンステム34の軸線Aは、
斜流水車回転軸線Cと角度αの傾斜をもって下方に傾は
取り付けられており、これは斜流水車の構造的特徴であ
る。
また、摺動ガイド13の外周に形成される傾斜溝44は
水車回転軸vACに対しある一定の傾きをもって形成さ
れており、この傾きが設けられて理由は下記によるもの
である。傾斜溝を仮りに第7図、第8@のように水平溝
にしたとすると、第8図のように垂直下方、即ち、軸C
′上に操作レバー中心軸Bが一致するとこの点で死点と
なるため、操作レバー10はいかなる可動範囲でもこの
軸C′上を外さないと構造的に操作不可能となる。従っ
て、第8図の如くせざるを得ない。尚、14は下部摺動
ガイドである。このようなレバー配置はランナベーン枚
数が多い場合、あるいは小形の機械にとっては、隣接す
る操作レバー10間で互いに干渉することがあり、これ
を回避するためには本実施例の第5図に示す如く、レバ
ー中心軸Bを垂直軸C′と一致させる必要がある。この
場合には構造的な死点とならぬように、スライダブロッ
ク15の摺動iば傾斜を付した平行溝の傾斜溝44とす
ることにより回避できる。そして、図示の如く操作レバ
ー10の可動範囲0のほぼ中央点でレバー中心軸Bを垂
直軸C′と一致させるようにすればよい。
第5図においてランナベーン1及び操作レバー10の可
動範囲θに対応し、上下動サーボモータピストン18、
ピストンロッド6に直結された摺動ガイド13は寸法X
の上下動を行なうことが必要とされる。尚、このときス
ライダーブロック15と傾斜溝44とは溝の傾斜方向に
寸法Yの摺動が行われる結果、レバー球体38も同等に
動き、操作レバーlOは角度θだけ回転駆動される。こ
の時、レバー球体38とスライダブロック15との間で
も摺動運動が行なわれる。また、操作レバー10のレバ
ー球体38はランナベーンステム34の軸線Aに垂直な
平面、即ち1円錐接手面上を円弧運動するようになって
いる。このため、スライダーブロック15は水車回転軸
心Cに対しその半径位置を様々に変えた運動、即ち、回
転軸心Cに対し半径方向に、第5図においては紙面と直
角に行なうこととなり、結局、スライダーブロック15
は三次元空間を摺動運動するので、操作レバー10との
接続部はレバー球体38を構成することが必要となる。
スライダーブロック15はブロンス系材料により構成さ
れており、レバー球体43は操作レバー10と分離した
構造でもよい。摺動ガイド13はスライダーブロック1
5との間の相対運動に伴う摩擦力により生じる回転力を
止めるためにランナーボス2の内周側に設けた廻り止め
ガイド35と、摺動ガイド13に設けた縦ガイド溝42
とを互いに嵌合させている。
また、」二記のようにランナベーン操作機構を構成する
ことによって、従来第1図で問題になっていたランナ全
体の高さり、は第3図に示す如く、h、*(0,5〜0
.7)Dと著しく小さくできるため、第6図に示す如く
、ランナボス2、ランナベーンステム34の上部へ隣接
し上下動式サーボモータをM!することが可能となる。
この上下動式サーボモータは、ランナボス2の上部に隣
接しランナボス2と一体であるランナボスシリンダー3
7及びサーボモータ高圧油をランナボス2内部空間22
と遮断するためのランナボス上部フランジ36、上部フ
ランジ36内周部でピストンロッド6を貫通する部分で
上下動をガイドする下ガイド軸受20、油圧をシールす
るためのシールバッキング21及び下記の部品からなっ
ている。主軸5の内孔下端でh下動を案内し、かつ、サ
ーボ圧油室24へ圧油な導くための軸方向通油IKを設
けた上ガイド軸受30、高圧油を受けて」二下動するピ
ストン18、ピストン18の動きの操作力をランナ操作
機構へf八えろピストンロッド6、主軸下部フランジ4
1、ピストン[1ツド6の上部でサーボ圧油室23の圧
油を導くための細油孔40及びピストンロッド6に接続
され外部より圧油をサーボモータへ導くための給油19
等である。
このよう番;本実施例の斜Iδ水市用ランナベーン操作
機構は構成されているので、構造が簡略化され、主爪が
大幅に50%も低減され部品点数をほぼ半数近くに減少
でき、信頼性を向上できる。また、摺動部品が大幅に減
少し摩擦力を減じることからサーボモータロ径を小さく
でき、ランナオーバハング寸法計Iを大幅に短縮し軸振
動特性を著しく改善し主軸外径を縮少できる。そして、
水車主軸にはサーボモータ油圧力が作用しないので主軸
重量を低減でき、発電機主軸との接続部付近に大きな重
量を占めるものがないのでこの面でも軸系の振動特性を
改善でき、また、保守点検も容易となる。
〔発明の効果〕
以上記述した如く本発明の斜流水車用ランナベーン操作
機構は、構造を簡略化して重量及び部品点数を低減し保
守点検を容易にし軸振動特性及び信頼性を向上できる効
果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の斜流水車用ランナベーン操作機構の要部
断面図、第2図は第1図のD部詳細図、第3図は本発明
の斜流水車用ランナベーン操作機構の実施例の要部断面
図、第4図は第3図の摺動ガイドとランナベーンの連結
状態の斜視図、第5図は第3図のスライダブロックの動
作説明図、第6図は第3図のランナ操作機構とサーボモ
ータ構造の説明図、第7図、第8図はそれぞれ第3図の
スライダーブロックを嵌合する溝が傾斜溝を必要とする
理由説明図である。 1・・・ランナベーン、2・・・ランナボス、5・・・
主軸、6・・・ピストンロンド、10・・・操作レバー
、13・・・摺動ガイド、15・・・スライダーブロッ
ク、18・・・ピストン、34・・ランナベーンステム
、36・・・上部フランジ、37・・・ランナボスシリ
ンダ、38・・・レバー球体、41・・・主軸下部フラ
ンジ、43・・・半第1図 第 2521 第3 図 第4図 ↓ 第5図 6−C′ 鳩 乙 図 70 C ↓ 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水車の中空主軸内を経て供給される油圧により駆動
    されるサーボモータと、上記主軸を中心とする円周方向
    に複数個配設され上記サーボモータに駆動され上記主軸
    軸線に対し斜め下方に傾斜し取付けられたランナベーン
    ステムにそれぞれ固定され、かつ、該ランナベーンステ
    ムの軸線の周りに回動可能に取り付けられたランナベー
    ンとを設けたものにおいて、円形状に形成され上記サー
    ボモータのピストンに駆動されそれぞれの上記ランナベ
    ーンステムに固定された操作レバーに対向する外周面位
    置に傾斜溝が形成された摺動ガイドと、上記傾斜溝内の
    両側に互いに対向しそれぞれ摺動自在に配置され球状凹
    部を形成するようにそれぞれ半球状四部を有するスライ
    ダーブロックと、上記操作レバーの上記摺動ガイド側の
    端部に形成されて、上記球状凹部に遊嵌され上記ピスト
    ン及び上記摺動ガイドの軸方向移動に伴い上記ランナベ
    ーンを回動させるレバー球体とを設けたことを特徴とす
    る斜流水車用ランナベーン操作機構。 2、上記ランナベージステム及び上記操作レバーを内蔵
    するランナボスの上部に隣接し、該ランナボスと一体形
    成されたランナボスシリンダ、上部フランジ、水車主軸
    下部フランジ、上記ピストン及びピストンロンドからな
    る上記上下動式サーボモータが設けられている特許請求
    の範囲第1項記載の斜流水車用ランナベーン操作機構。
JP59017049A 1984-02-03 1984-02-03 斜流水車用ランナベ−ン操作機構 Pending JPS60162073A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59017049A JPS60162073A (ja) 1984-02-03 1984-02-03 斜流水車用ランナベ−ン操作機構

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59017049A JPS60162073A (ja) 1984-02-03 1984-02-03 斜流水車用ランナベ−ン操作機構

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60162073A true JPS60162073A (ja) 1985-08-23

Family

ID=11933131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59017049A Pending JPS60162073A (ja) 1984-02-03 1984-02-03 斜流水車用ランナベ−ン操作機構

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60162073A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103814210A (zh) * 2011-09-21 2014-05-21 潮汐帆有限公司 自调节箔片悬架装置
WO2015014523A1 (de) * 2013-08-02 2015-02-05 Voith Patent Gmbh Turbine für ein strömungskraftwerk

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103814210A (zh) * 2011-09-21 2014-05-21 潮汐帆有限公司 自调节箔片悬架装置
EP2758654A4 (en) * 2011-09-21 2015-05-06 Tidal Sails As SELF ADJUSTABLE WING SUSPENSION DEVICE
CN103814210B (zh) * 2011-09-21 2016-06-01 潮汐帆有限公司 自调节箔片悬架装置
WO2015014523A1 (de) * 2013-08-02 2015-02-05 Voith Patent Gmbh Turbine für ein strömungskraftwerk
CN104854343A (zh) * 2013-08-02 2015-08-19 沃依特专利有限责任公司 用于流动发电机的涡轮
US9790915B2 (en) 2013-08-02 2017-10-17 Voith Patent Gmbh Turbine for a flow power plant
CN104854343B (zh) * 2013-08-02 2017-10-20 沃依特专利有限责任公司 用于流动发电机的涡轮

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103670682B (zh) 涡轮废气门
US10502125B2 (en) Turbine wastegate
CA1095588A (en) Rim-type hydroelectric machine
US9670936B2 (en) Turbomachine stator internal shell with abradable material
CN107143505B (zh) 一种随动电机型机械式水泵叶片角度在役调节装置
CN110206592B (zh) 用于径流式叶轮机械的耐高温高压一体式叶轮-密封结构
US3367424A (en) Hydraulic machine having adjustable blade runner
JPS60162073A (ja) 斜流水車用ランナベ−ン操作機構
CN207906497U (zh) 一种万能调节阀
CN201180646Y (zh) 容积式流体机械联动回转变容机构
CN206988134U (zh) 一种随动电机型机械式水泵叶片角度在役调节装置
CN205001106U (zh) 一种新型冲击式水轮机
US4575307A (en) Guide vane operating mechanism for hydraulic machine
CN109958570A (zh) 一种高水头水力机械的顶盖安全连接结构
JPS6346268B2 (ja)
US1837568A (en) Hydraulic turbine
CN102174925A (zh) 大直径中空液压摆动马达
CN214577737U (zh) 一种新型分段组装式竖井贯流泵装置
CN108223830A (zh) 一种万能调节阀
JP3933727B2 (ja) サーボモータの取付支持構造
CN208778264U (zh) 一种具有轴流式防沙结构的潜水电泵
CN101235727A (zh) 容积式流体机械联动变容机构
EP2915977B1 (en) Turbine wastegate
JPH01277682A (ja) ランナベーン操作機構
JPH0683963U (ja) 可動翼水車のランナサーボモータ