JPS60164673A - 可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置 - Google Patents

可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置

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JPS60164673A
JPS60164673A JP59019017A JP1901784A JPS60164673A JP S60164673 A JPS60164673 A JP S60164673A JP 59019017 A JP59019017 A JP 59019017A JP 1901784 A JP1901784 A JP 1901784A JP S60164673 A JPS60164673 A JP S60164673A
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shaft
gear
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rotary shaft
piece
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紺野 大介
Taizo Azuma
東 泰造
Tomohiro Wakukawa
湧川 朝宏
Takashi Ono
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    • 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

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】 本発明は可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置に関す
るものである。
翼角制御装置は流体機械の可動翼を取付ける回転軸中に
可動翼駆動のための翼角制御用操作軸を軸方向移動可能
Iと備えるが、翼角制御用操作軸に作用する翼角操作力
を該回転軸lこ依って支持するものと回転軸以外の静止
物体にて支持するものとがある。翼角操作力を静止物体
にて支持して可動翼を動作するものは回転軸と前記静止
物体との相互間にこの作用力が働くことになり、この為
回転軸を支持する推力軸受ζここの作用力が追加される
為、より大容量の推力軸受にせねばならないという欠点
がある。これに対して回転軸にて翼角操作力を支持する
ものは回転軸上に翼角制御用操作軸を作動する手段を備
える為、回転軸を支持する推力軸受に翼角操作□力が加
わらない。
従来回転軸上で翼角制御用操作軸を作動させる手段とし
ては一般に回転軸上に回転軸と同君に油圧シリンダを設
けて油圧シリンダのピストンと翼角制御用操作軸を連結
した如き構成がとられていた。しかし、このような油圧
駆動装置の場合には油圧供給装置、翼角制御の為のフイ
−ドパツク機構などを備える必要があり装置は大型複雑
化し、かつ油圧シールの問題があり、翼角一定として運
転中においても油圧を加えておかねばならず運転経費も
少なしとしないものであった。
それゆえに比較的小型の流体機械の翼角制御には機械的
駆動装置が用いられることが多い。
しかしながら従来の機械的駆動装置は例えば特公昭3g
−toyt号公報に記載されている発明のようにすべて
翼角制御用操作軸の推力を回転軸以外の静止物体で支持
するものである為1回転軸を支持する推力軸受が大型化
するという欠点があった。
本発明は可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置におい
て上記の欠点を除去する為に油圧を用いず、かつ翼角制
御用操作軸の推力を回転軸上で支持する構造の機械的作
動手段を提供する−ことを目的としたものである。
本発明は中空の回転軸中を貫通する翼角操作軸を軸方向
に移動させることにより翼角操作を行う流体機械の翼角
制御装置lζおいて、回転軸上に設けたねじと係合する
ねじを備え軸受を介して滑りリングに対して回転自在で
軸方向に連結された駒と、前記回転軸に直−接もしくは
回転軸重こ固定された歯車を含む歯車列を介して間接に
その入力軸を連結しその出力軸に前記駒に直接もしくは
駒に固着した主軸と同心の歯車を含む歯車列を介して間
接に取り付けられた無段変速機を持つ可動翼を備えた流
体機械の翼角制御装置である。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。第1図
ζこ示す例は無段変速機の入力軸と出力軸の細心が一致
する場合の縦断面図である。
可動翼を備えた流体機械の中空のポンプもしくは水車の
回転軸又はこれらに直結した電動機もしくは発電機の回
転軸(以下主軸と称す)lの内部ことは翼角制御用操作
軸3が軸方向移動自在ζこ押通している。(この実施例
では主軸lはポンプもしくは水車の回転軸となっている
)この翼角制御用操作軸3Jこは図示されないが可動翼
に連結された直接の操作部材が係合される。
翼角制御用操作軸3は円板形のクロスヘッド亭に嵌入さ
れ、かつ翼角制御用操作軸3にねじ込才れた軸ナツト!
に依り固定されている。クロスヘラF:4Iの円周上で
軸方向の孔lζ複数の連結棒tが嵌入し、連結棒乙にね
じ込まれたナットクに依り固定されている。連結棒6は
カップリングgを軸方向移動自在に貫通し、カップリン
グを上に軸方向にのみ移動可能に滑入した滑りリングデ
に接続されている0滑リリングデは駒L0に対して軸方
向移動しないように、かつ回転自在に軸受//を介して
結合されている。
駒10には主軸lと同窓のめねじ108が切られ、該め
ねじ10Bが主軸lに嵌入固定された軸受部材lコに切
られたおねじtagと係合している。このおねじ1.2
aは主軸lと一体となって回動する部材もしくは主軸l
に直接に設すてもよい。駒10の外周には主軸lと同心
の平歯車tOaが切られており、無段変速機−の出力軸
14Iに嵌入固定された平歯車/4’Gとかみあってい
る。平歯車10G 、 /lの歯幅は駒10が軸方向に
移動した場合に常にかみ合を保つ歯幅となっている。主
軸lに固定された軸受部材/Jの下部には主軸lと同心
の平歯車l−Gが切られており、無段変速機−の入力軸
iyに嵌入固定された平歯車/3Gとかみあっている。
無段変速機コはケーシング/fjこ固定されており、入
力軸/3、平歯車/jG、出力軸/41及び平歯車iy
aは回転運動のみ行う。無段変速機の入出力軸/3 、
 /4Iは夫々下ケーシングi’tに装着された軸受Z
?、コOに支持され、平−車対/2Ck、13ck及び
10G 、 /lIGの正しいかみ合いを確保している
0 このような歯車列l−G、73G及びt41a 、 i
oaは主軸lと同心の主軸l1に設けた歯車72Gを含
み無段変速機−の入力軸13に連結される歯車列及び主
軸lと同心の駒ioに固定された歯車lOGを含み無段
変速機−の出力軸/41に連結される歯車列であれば歯
車列の種類は問うものではない。
入力軸と出力軸が同一軸心上にない種類の無段変速機を
適当きする場合は主軸lを中心とする円の周上で異なる
位置に入出力軸/3./4Iを配するか、第一図に示す
ように主軸/#こ無段変x機−ア入力軸と兼ねさせるこ
とも可能であるし、逆型こ出力軸と駒をスプライン結合
して出力軸を駒IOと同窓に配してもよい。更には入力
軸を主軸に結合すると弁型こ出力軸を駒とスプライン結
合するようにすることも可能である。
カップリングSはキー16を介して主軸Iに嵌入され、
かつ主軸lにねじ込まれた軸ナツトlりに依り軸方向に
締切られて主軸7#こ固定されており、主動力の伝達を
行なっている。カップリングtには相手のカップリング
−7が固定され、動力伝達軸−一がカップリングJ/と
固定されていて主軸lと動力伝達軸−一は連結されてい
る。
ベースコ3には密封して下ケーシング1gが固定され、
下ケーシング/1には隔壁板λダを介して密封して上ケ
ーシングコjが固定され、・ 上ケーシングJjにはフ
ランジ付の円筒形軸封材26が固定され、軸封材コロは
カップリングコ/lζ固定された円筒形の軸封材コクと
円筒形端部が遊嵌し合って軸封を行っている。ベースコ
3には主軸Iの挿通する油筒λ9が固定され、油筒コブ
と下ケーシング/I!及びベース−Jで油溜を構成して
いる◇ 駒101こは円板31が固定され、円板31にはシフタ
3Jが係合し、シフタ3コは上ケーシング、2!の内周
の軸方向の案内に係合して軸方向に移動可能となってお
り、シフタ3λに固定した感応片33が位置検出器3ダ
の中に出入りするよ引こなっている。位置検出器3ダは
例えば感応片33を導体とした差動トランスである。
3jは位置検出器341の信号を受けて翼角の設定値A
の信号と比較してその差の信号を出方する制御装置、3
6は制御装置35の信号を増幅して無段変速機コの駆動
手段15を駆動する増幅器、3りは位置検出器、?夕の
信号を受けて現在翼角を表示する表示器である。
と\で無段変速機コとしての適応性についてのべる。平
歯車/3G、12G、#G、10Gの歯数を夫々z訃S
Ck + z12G + z14G + zIOGとし
無&&速機の速比をRとすると主軸/の回転数をN1と
したとき駒IOの回転数noは 合は N、、 == RN。
駒lθの回転数は主軸lの回転数当に対して早いか遅い
かの回転数を必要とするので無段変速機コは増減速域で
用いられる例えば摩擦板駆動のコツプ無段変速機(商品
名)、■ベルト式、チェン式等が適応性がある。
式(1)において歯数比を とすると無段変速機コは無段減速機でもよいので摩擦駆
動のリングコーン式(商品名)、コツプ弐等の無段変速
機、■ベルト式、チェン式等が適応性がある。
つぎに本発明の翼角制御装置の作用を説明する。可動翼
を有する流体機械の運転中は常に主軸/やカップリング
g、21.動カ伝達軸−一と共に翼角制御用操作軸3、
軸ナツト3、クロスヘッドダ、連結棒6、ナットク、軸
ナツト17、滑りリングデ及び軸受部材l−等が一体で
回転する。
今、翼角設定値Aを変化させると今まで位置検出器、?
りから送られて来た信号と差がないため制御装置3Sは
主軸lの回転が式(1)を通じて”1 ” N12とな
るように駒lθを回転する信号を増幅器36に送ってお
り、増幅器36の信号は無段変速機の駆動手段/j−を
駆動せず、駆動手段isを一定に保ち、無段変速機λを
定速回転していたのが、制御装置3jからは翼角設定値
Aの信号と位置検出器3亭の信号の差が送られ、増幅器
J6はその信号を増幅して駆動手段13を附勢して無段
変速機−により出力軸/41の回転は変化し、平歯車/
4tGから駒の平歯車/コGに伝えられ、駒10は主軸
lに対して相対回転する。これによp主軸lと一体に回
転する軸受部材lコと駒ioとの間−こ回転差が生じ、
ねじ/コe(!:108とのねじ対偶により駒10が軸
方向に移動し、この動きは軸受//、滑りリングt。
連結棒6を介してクロスヘッド亭に伝えられ翼角制御用
操作軸3を動かし翼角制御が行なわれるO 駒IOの軸方向の移動は円板31からシフタ3コに伝え
られ、感応片33は位置を変え位置検出器34Iの信号
は制御装置3!に送られる。
制御装置3!では翼角設定値Aの信号と該位置検出器3
4’からの信号は比較され、その差が零になると増幅器
36への信号は送られなくなり、無段変速機の駆動手段
l!は無段変速機コを駒IOと主軸lを等速で回転させ
る速度で回転するように制御する。 ′ 現在の翼角度は翼角度表示器3りに表示される。手動の
場合は手動ハンドル3t−こより駆動手段lSを介して
無段変速機−を制御する。
本発明では可動翼を備えた流体機械の回転軸上に翼角制
御の為の機械的作動手段を設けたので、回転軸の推力軸
受には賀角操作力が作用せず該推力軸受を小型化でき−
る。
駒の回転軸に対する相対回転をねじ対偶を用いて軸方向
運動に変換しているので、翼が受ける流体力により翼角
制御用操作軸が推力を受けてもねじの摩擦に依り駒は回
転しない。つ才り翼角制御用作軸以外は翼角を一定に保
つ為に動力を必要としない。
翼角操作動力を回転軸より伝達しているので、翼角操作
用の駆動機が不要である。無段変速機の速度比を変える
ための小容倉の駆動手段のみを必要とするだけである。
tた本発明では無段変速機を用いているため翼角度を変
化させる場合に翼角制御の速度を無段階で行うことがで
き翼角を変化させる場合始めおそく、中間で早く、最後
におそくすることもできるので、翼角度に応じて翼角変
化の速度の最適な制御が期待できる0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の縦断面図、第一図は他の実施
例の縦断面図である0 /・・主軸 コ争・無段変速機 3−・翼角制御用操作
軸 ダ・・クロスヘッド 3・φ軸ナツト 6・・連結
棒 り・・ナツト ざ・・カップリング デ・・滑りリ
ング lO・・駒108−φめねじ I/・・軸受 /
2+1・軸受部材 lコ8・・詔ねじ 13・・入力軸
 /41・拳出力軸 10G 、 /コG、/JG、/
41G ・・平歯車13・Φ駆動手段 /An・キー 
17・・軸ナツト 1g・・下ケーシング /9,10
・・軸受 −7・・カップリング ココ・・動力伝達軸
 コ3・・ベース コダ・・隔壁板 コS・・上ケーシ
ング コロ・・円筒形軸封材コク・・軸封材 コブ・・
油筒 31・・円板3コ・・シフタ 33・・感応片 
34!・噛位置検出器 3S・・制御装置 36@・増
幅器3り・・表示器 3t・・手動ハンドル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. l 中空の回転軸中を貫通する翼角操作軸を軸方向に移
    動させることにより翼角操作を行う流体機械の翼角制御
    装置Jこ#いて、回転軸上に設けたねじと係合するねじ
    を備え軸受を介して滑りリングに対して回転自在で軸方
    向に連結された駒と、前記回転軸蕃こ直接もしくは回転
    軸に固定された歯車を含む歯車列を介して間接にその入
    力軸を連結しその出力軸に前記駒−こ直接もしくは駒に
    同着した主軸と同心の歯車を含む歯車列を介して間接に
    取り付けられた無段変速機を持つ可動翼を備えた流体機
    械の翼角制御装置。
JP59019017A 1984-02-04 1984-02-04 可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置 Granted JPS60164673A (ja)

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JP59019017A JPS60164673A (ja) 1984-02-04 1984-02-04 可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置

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JPH0151672B2 JPH0151672B2 (ja) 1989-11-06

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106246439A (zh) * 2015-06-03 2016-12-21 阿尔斯通再生能源技术公司 用于使转子单元的叶片反向的装置
CN106870258A (zh) * 2017-04-20 2017-06-20 顾云骥 一种江河流叶片可变角水轮发电机组
CN110513231A (zh) * 2019-09-09 2019-11-29 江西理工大学 一种新型转浆外油缸控制结构

Cited By (4)

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CN110513231A (zh) * 2019-09-09 2019-11-29 江西理工大学 一种新型转浆外油缸控制结构
CN110513231B (zh) * 2019-09-09 2021-04-13 江西理工大学 一种转桨外油缸控制结构

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