JPS6048634B2 - 水力機械のガイドベ−ン閉鎖装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水力機械のガイドベーン閉鎖装置に係り、特に
水車、ポンプ水車等のガイドベーンを異つた閉鎖速度で
段階的に閉鎖できるようにした水力機械のガイドベーン
閉鎖装置に関する。

一般に、フランシス水車およびポンプ水車は、運転中に
負荷しや断を行つたり、または何らかの不測の原因によ
り非常停止を行う必要がある。

このような場合、従来は、第１図に示されるように、負
荷急変直ちに第１段閉鎖線？−１に沿つて急閉鎖した後
、第２段閉鎖線１−２に沿つて緩閉鎖に移行し、その閉
鎖速度を維持したままガイドベーンを全閉状態まで閉鎖
する。いわゆる急緩２段閉鎖方式が行なわれてきた。し
かし’ながら、高落差高揚程ポンプ水車のように水圧管
路が長く、しかも回転速度による流量の変化が大きい場
合に．は、水圧上昇が大きくなるので、回転速度による
流量激減部の閉鎖速度は極端に遅くする必要がある。そ
して、上述した２段閉鎖の場合には、緩閉鎖部の閉鎖時
間が長くなり、無負荷開度に戻るまでに振動、遠心力、
水圧脈動など回転機として苛．酷な状態に長い間さらさ
れる。くわえて、正常運転にあつても開閉速度が遅いの
で負荷応答性が著しく悪くなるという欠点があつた。そ
こで、出願人は、先に、上記のような従来の閉鎖方法が
もつ欠点を解決するために、第２図に・示すように、負
荷変動発生と同時にガイドベーンを第１段閉鎖線？−１
に沿つて急閉鎖し、続いて水車等の回転速度上昇により
流量が激減する水車運転領域において第２段閉鎖線１−
２に沿つて緩閉鎖に移行し、その後さらに第３段閉鎖線
２−３に沿つてガイドベーンを急速に閉鎖して流水をし
や断する方法を特願昭４５−１６６０訝（特公昭４９一
４０９０訝公報参照）として提供した。

そして、この方法によれば、ガイドベーン閉鎖の初期に
発生する回転速度上昇に起因した流量変動の大きい閉鎖
時期に第２段の緩閉鎖過程を入れることでガイドベーン
開度に伴なう流量の減少割合を小さく水圧の変動を小さ
く抑え、緩閉鎖の終了時点ではすでに回転速度の上昇に
より流量が十分に減少して水圧上昇はほとんど起らない
。

本発明の目的は、上記本出願人によつて提供された上記
水力機械のガイドベーン閉鎖方法を具体的に実施するた
めの水力機械のガイドベーン閉鎖装置を提供することに
ある。本発明の他の目的は、上述した第１段乃至第３段
の各段の閉鎖の開始時点と終了時点とを最適位置に調節
設定することによりガイドベーンの最適な閉鎖制御を可
能とした水力機械のガイドベーン閉鎖装置を提供するこ
とにある。

そして、複数段の異なつた閉鎖速度でガイドベーンを段
階的に閉鎖できるようにした水力機械のガイドベーン閉
鎖装置であつて、水力機械のガイドベーンを閉鎖操作す
るサーホモータと、水力機械の回転速度の変化に応働し
て上記サーボモータに圧油を給排する主配圧弁と、ガイ
ドベーン閉鎖時におけるサーボモータの排油側の管路中
に弁体が組込まれて流路断面の面積を第１段，第２段お
よび第３段にわたつて選択的に絞り、第１段閉鎖速度、
第２段閉鎖速度および第３段閉鎖速度の異つた閉鎖速度
てガイドベーンを閉じるようにした絞り切換弁と、この
絞り切換弁の弁体に第２段閉鎖速度を与えるようにピス
トンが作用する第１の作動ピストンシリンダと、この第
１の作動ピストンシリングのピストンと同方向にピスト
ンが突出し、かつ後方に待機して第１の作動ピストンシ
リンダのピストン後退時上記絞り切換弁の弁体に第３段
閉鎖速度を与えるようにピストンが作用する第２の作動
ピストンシリンダと、上記第１および第２の作動ピスト
ンシリンダに圧油源からの圧油を分配供給する管路と、
この分配点の上流側の管路上に組込まれ第１段閉鎖の終
了時に前記主配圧弁によつて動かされる作動杆の押込み
操作により管路を開通させる流路切換弁と、この流路切
換弁の上流側の管路上に組込まれ、管路を選択的に開閉
する第１の切換弁と、上記サーボモータが閉動するのと
連動して回転し、第１段閉鎖時間終了時に、第１の切換
弁を作動位置に切換えて上記管路を圧油源に連通させる
カムと、上記第１の作動ピストンシリンダへ圧油を給排
する管路上に組込まれ、管路を選択的に開閉する第２の
切換弁と、第２段閉鎖時間終了時にピストンが上記第２
の切換弁をドレン側に切換えるように作用し、第１の作
動ピストンシリンダを解放する時限解放装置とを有して
なることを特徴とするものである。

そして、本発明によれば、第１段閉鎖速度、第２段閉鎖
速度および第３段閉鎖速度の異なつた閉鎖速度でガイド
ベーンを閉じるようにした絞り切換弁の切換位置を第１
の作動ピストンシリンダと第２の作動ピストンシリンダ
によつて切換調節し、これら第１および第２作動ピスト
ンシリンダの駆動タイミングを第１切換弁、第２切換弁
、流路切換弁および時限解放装置の動きの組合せによつ
て自由に設定でき、これにより第１段乃至第３段の各段
の閉鎖の開始時点と終了時点とを調整設定してガイドベ
ーンの最適な閉鎖制御を行なうことができる。

以下本発明による水力機械の制御装置を図に示す各実施
例について説明する。

本発明の第１の実施例を示す第３図において、符号１は
ガイドベーンを開閉駆動するサーボモータを示し、この
サーボモータ１は管路２，３を介して主配圧弁４と接続
されている。

上記サーボモータ１のピストン１ａの動きは、主配圧弁
のスプール４ａの中立位置からの変位によつて制御され
、上記スプール４ａの変位とサーボモータ１のピストン
１ａの速度との関係は、第４図に示すとおり、ほぼ比例
関係にある。そして、主配圧弁４の給油ボート４ｂには
、圧油源５からの圧油が管路６を介して供給される。一
方、上記主配圧弁のスプール４ａは、パイロット弁７の
ピストン７ａに直結され、上記スプール４ａの中立位置
からの変位は、パイロット弁７によつて制御され、バイ
フロント弁のピストン７ａの動きは、ストッパアーム
８ａとストッパ８ｂによつてそのストロークを規制され
、あらかじめ中立位置から最大ストロークＸを与えたと
ころで停止し、この点でサーボモータ１の閉鎖速度Ｖｘ
が決定されるようになつている（第４図参照）。上記パ
イロット弁７は、さらに管路９，１０を介して油圧サー
ボ弁１１と接続され、この油圧サーボ弁１１には、管路
１２を介して前記圧油源５からの圧油が供給される。ち
なみに、上記油圧サーボ弁１１には、図示を省略した回
転速度検出部又は水車出力制御部からの出力電気信号と
、サーボモータ１のピストン１ａの動きを電気信号に変
換するポテンショメータ１３からの復元信号等が加えら
れ、油圧サーボ弁１１の出力によつてパイロット弁７が
制御されるようになつている。しカルて、前述したサー
ホモータ１の管路３上には、第１段，第２段および第３
段にわたつて異つた閉鎖速度をガイドベーンに与える３
段階の絞り通路を備えた３ボート絞り切換弁１４か組み
込まれ、サーボモータ１のシリング内の圧油は、あらか
じめ選択された絞り通路を通じて排出流量を制御され、
主配圧弁４を経由してドレン側に戻される。

上記絞り切換弁１４にはアーム１５が設けられ、このア
ーム１５には、独立的に作動する第１および第２の作動
ピストンシリンダ１６，１７のピストンロッドの先端が
それぞれ独立して衝合し、このピストンロッドの突出位
置によつて絞り切換弁１４の絞りボートの位置が選択さ
れる。上記一方の作動ピストンシリンダ１６は、管路１
８，１９を直列に介して前記圧油側の管路６に接続され
、管路１８上には流路切換弁２０が、一方、管路１９上
には第１の切換弁２１がそれぞれ組込まれている。これ
らの切換弁２０，２１は、常閉形の２位置切換弁てある
。上記管路１８上には常開形の第２の切換弁２３が組込
まれ、作動ピストンシリング１６の圧油を選択的に給排
するようになつている。また、前記作動ピストンシリン
タ１７は管路２２を介して管路１８に分岐接続されてい
る。ところて、前記第１の切換弁２１は、カム２４によ
つて２つの位置を選択的に切換えられ、このカム２４は
軸２５によつて回動され、この軸２５の回動は、プーリ
２６およびローブ２７を介して与えられ、ローブ２７の
先端は前記サーボモータ１のピストン１ａに接続されて
いる。

そして、ガイドベーンを閉じる方向にピストン１ａが動
くとき、ローブ２７は、カウンターウェイトＷの重量に
抗して引張られ、プーリ２６は矢視方向へ回動し、カム
２４を矢視方向へ回動させ第２図の切換位置１に達した
とき、カム２４が第１の切換弁２１を連通位置に切換え
るように働く。また、前記流路切換弁２０は、前記スト
ッパアーム８ａに取り付けられた作動杆２８によつて作
動位置に切換えられる。

この作動杆２８は遊びストロークＹを与えられ、このス
トロークＹは、前記ストロークＸとＸ＞Ｙの関係にあつ
て、Ｘ−Ｙが流路切換弁２０の切換ストロークとなつて
いる。さらにまた、前記第２の切換弁２３は、所定の保
持時間経過後、時限解放装置としてのピストンシリンダ
２９によつて切換えられ、ピストン２９ａの室２９ｂは
管路３０を介して圧油源に接続される一方、室２９ｃ側
は、可変形逆止弁付流量調整弁３１を有した管路３２を
介して前記管路１９に分岐接続されている。

なお、図中、符号３３は、それぞれドレン回路を示して
いる。次に上記第３図に示した実施例による装置の作用
を述べる。

いま、水車が高出力状態にあつてサーボモータ１が全開
位置にあるとき、第１の切換弁２１はドレン連通位置に
あるから、管路１９，１８，２２はいずれもドレン側に
切換えられて無圧状態となつており、絞り切換弁１４は
、第１段閉鎖速度をサーボモータ１に与える全開位置を
保持している。

このような正常状態から負荷がしや断した場合、水車の
回転速度は急激に上昇し、これを検知．した速度検出装
置からの閉信号によつて油圧サーボ弁１が働き、圧油源
５からの圧油を管路９を通してパイロット弁７に送り、
主配圧弁４のスプール４ａを下げ、サーホモータ１を閉
動しはじめる。

このサーボモータ１のピストン１ａの動き．は、ポテン
ショメータ１３によつて検出され、その出力信号は油圧
サーボ弁１１に伝達されるが、当初は速度検出信号が圧
倒的に大きいので、主配圧弁４のスプール４ａは、スト
ッパアーム８ａを伴つて下降を続け、ストロークＸだけ
下降したと・ころで、作動杆２８が流路切換弁２０を押
し込んて切換弁２０をドレン連通位置から作動位置に切
換える。この間に水車のガイドベーンは、第２図におい
て第１段の閉鎖線に沿つて閉鎖され、同図の１点に達し
たときに切換弁２０が作動位置に切換わることになる。
一方、サーボモータ１の閉方向への動きと同期してワイ
ヤローブ２７が引張られ、プーリ２６および軸２５を介
してカム２４を矢視方向へ回動させる。

そして、カム２４の回動が進んで切換点１に達したとこ
ろで、第１の切換弁２１をドレン連通位置から作動位置
へと切換える。すると、圧油は、管路１９より切換弁２
０に通じ、管路１８、第２の切換弁２３より作動ピスト
ンシリンダ１６に供給され、ピストン１６ａのストロー
クに応じて絞り切換弁１４を第２段絞り通路側へ切換え
、ガイドベーンは、第２図の第２段閉鎖線に沿つて緩閉
鎖される。同時に圧油は、管路２２より作動ピストンシ
リンダ１７に送られてピストン１７ａを下降させ、絞り
切換弁１４に第３段の絞り通路を与えるところで停止し
、待機状態に入る。一方、管路３２、可変形逆止弁付流
量調整弁３１を経て室２９ｃに供給された圧油は、ピス
トン２９ａを前進させ、ピストン２９ａが左端まで移動
したとき、第２の切換弁２３をドレン連通位置に切り換
え、この間、サーボモータ１の緩閉鎖は、第２図の第２
段閉鎖線１一２間にわたつて保持されることになる。そ
して、切換弁２３がドレン連通位置に切換つたとき、管
路１８はドレン側に切換り、ピストン１６ａは後退し、
絞り切換弁１４は、前述したとおり、ピストン１７ａで
セットされた第３段の絞り通路となり、サーホモータ１
は、第２図の第３段閉鎖線に沿つて閉鎖されることにな
る。ちなみに、切換弁２１の切換点１の以下の状態下で
負荷しや断した場合、到達回転速度は高負荷時ほど大き
くならず、したがつて急速閉鎖をする必要もなく、これ
による水圧上昇も許容値以内におさまるので従来通り直
線閉鎖でも良い。

また、サーボモータ１の閉動作の途中で負荷しや断した
場合、第１および第２の切換弁２１，２３はそれぞれ切
換つているから、ストッパアーム８ａの下降によつて切
換弁２０が連通位置に切換えられても、圧油は管路２２
を通してピストンシリンダ１７に供給され、そのピスト
ンロッドが絞り切換弁１４を第３段閉鎖速度に設定する
。

次に正常な運転状態下で負荷調整のためサーボモータ１
を操作するとき、全ストロークにわたつて急速な開閉は
少なく、速度変化も少ないので直線閉鎖ても良い。閉鎖
信号に応働し、主配圧弁４のスプール４ａの動く範囲が
ストロークＹ以内にあるとき、管路１８，２２内は無圧
状態となつているから、絞り切換弁１４は開放状態とな
つており、サーボモータ１の開閉速度は主配圧弁４のス
プール４ａのストロークに対応して第２図に破線て示す
直線閉鎖することができる。

次に第３図と同一部分について同一符号を付して示した
第５図を参照して本発明の他の実施例を説明する。

この実施例は、サーボモータ１の閉鎖速度をダツシユポ
ツトで検出し、前記第１の作動ピストンシリンダの時限
解放をダツシユポツトで行い、ガイドベーンの多段閉鎖
を行わせるようにした例であり、以下には、第３図に示
した実施例と異なる部分について説明する。

図中符号３５はダツシユポツトケースを示し、このケー
ス３５の内部は、仕切板３６によつて上下２つの室３７
，３８に区切られ、室内には油が貯留されると共に、上
下の室３７，３８は、逆止弁付流量調整弁３１で連通さ
れている。

そして、上記仕切板３６には、３つのシリンダ孔３９，
４０，４１が形成され、それぞれのシリンダ孔には第１
ピストン４２、第２ピストン４３、および第３ピストン
４４が嵌合されている。このうち、第１ピストン４２は
、操作杆４５、アーム４６を介して軸２５と連結され、
サーボモータ１の閉方向への動きと連通して第１ピスト
ン４２を下部室３８に押し込むようになつている。一方
、第２ピストン４３は、連結桿４５を介して第２の切換
弁２３と連結され、連結桿４５の途中にアーム４６か固
着されている。

そして、上記切換弁２３は、スプリング４７によつて常
時、下部室３８に向つて押し付けられ、ピストン４３の
下端のストッパがピストン４３の下限位置を規制してい
る。他方、第３ピストン４４は、シリンダ４８内に滑動
可能に組込まれたピストン４９に連結桿５０フを介して
結合され、常時は、スプリング５１によつて上端に向つ
て押し上げられている。

また、上記第２ピストン４３と第３ピストン４４との間
の仕切板３６には、バイパス弁５２が設けられ、このバ
イパス弁５２は、仕切板３６に切欠されたボート５３を
閉塞する弁体５４と、この弁体５４に閉塞習性を与える
スプリング５５とを有し、弁体５４のステム桿の上部は
前記アーム４６を貫通して、アーム４６が所定のストロ
ークＳだけ上がつたときに弁体５４がボート５３を開く
ようになつている。

上記ダツシユポツトケースの下部室３８内の圧力は、第
１ピストン４２の下降速度と流量調整弁３１の絞り開度
によつて決定され、また、切換弁２３の下降復帰時間は
、そのストロークと流量調整弁３１の絞り開度によつて
決定される。

さらに、第２の切換弁２３の切換ストロークは、バイパ
ス弁５２のストロークＳを調整することによつて変えら
れる。

その結果、サーボモータ１の閉鎖速度は、流量調整弁３
１の絞り開度を変え、また、復帰時間はバイパス弁５２
のストロークＳを調整することによつて変化させること
ができる。一方、ピストンシリンダ４９，４８は、第２
の切換弁２３が作動位置に切換えられたとき、ピストン
４９が急速に下降し、第２ピストン４３および第２の切
換弁２３を所要のストロークまで押し上げ、第１ピスト
ン４２のストロークが少ない場合でも一定の保持時間を
確保できるようにしている。次に第５図に示した実施例
による装置の作用を述べる。

いま、水車が高出力状態にあつてサーボモータ１が全開
位置にあるとき、第１の切換弁２１はドレン連通位置に
あつて、管路１９はドレン側に切換えられ、作動ピスト
ンシリンダ１７は無圧状態となつており、このとき、第
２の切換弁２３はドレン連通位置にあつて作動ピストン
シリンダ１６も無圧状態となつているから、絞り切換弁
１４は、ガイドベーンに第１段閉鎖速度を与えるべく図
に示した全開位置を保持している。このような正常状態
から負荷がしや断した場合、水車の回転速度は急激に上
昇し、これを検知した速度検出装置からの閉信号によつ
て油圧サーボ弁１１が働き、圧油源５からの圧油を管路
９を通してパイロット弁？に送り、主配圧弁４のスプー
ル４ａを下げ、サーボモータ１を閉動しはじめる。

このサーボモータ１のピストン１ａの動きは、ポテンシ
ョメータ１３によつて検出され、その出力信号は油圧サ
ーボ弁１１に伝達されるが、当初は速度検出信号が圧倒
的に大きいので、主配圧弁４のスプール４ａは、ストッ
パナット８ａを伴つて下降を続け、ストロークＸだけ進
んだところで停止し、この間に、水車のガイドベーンは
、第２図において第１段の閉鎖線に沿つて閉鎖される。
一方、サーボモータ１の閉方向への動きと同期して、ワ
イヤーローブ２７が引張られ、プーリ２６および軸２５
を介してカム２４を矢視方向へ回 ）動させる。

すると、軸２５の回動と連動して操作杆４５は、下方へ
押し下げられ、第１ピストン４２をダツシユポツトケー
ス３５の下部室３８内に押入させる。このときの下部室
３８内の圧力は、油が逆止弁付流量調整弁３１を通ると
きの流動抵抗によつて決定されるから、ここで上記流量
調整弁３１を、第３段閉鎖速度以上および第１段閉鎖速
度以下で第２ピストン４３が動作するように、あらかじ
めセットしておけば、第２図における１の点に達したと
ころで、第２ピストン４３が持ち上けられ、第２の切換
弁２３をドレン連通位置から作動位置へと切換える。こ
の間、管路１９はドレン側に連通しているから、管路１
８，２２はいずれも無圧状態となつて絞り切換弁１４は
全開位置に保持されることになる。ところが、カム２４
の回動が進んで切換点１の達すると、第１の切換弁２１
はドレン連通位置から作動位置へと切換えられる。

すると、圧油源からの圧油は、管路１９、切換弁２３を
経て作動ピストンシリンダ１６に供給されて絞り切換弁
１４．を第２段閉鎖位置に切換える。と同時に、管路２
２へ入つた圧油は、作動ピストンシリンダ１７へ送られ
、ピストン１７ａを前進させ、絞り切換弁１４に第３段
閉鎖位置を与えるところて停止して待機させる。一方、
管路１９からの圧油はシリン．“ダ４８内に入つてピス
トン４９に作用し、第３ピストン４４を下方へ押し下げ
、第２ピストン４３を上方へ押し上けはじめる。サーボ
モータ１が１点に達して第２段閉鎖領域に移行すると、
第１ピストン４２によつて排除さ・れ、る油量変化は、
逆止弁付流量調整弁３１の通過許容量内に入る。

そして、第２ピストン４３は、スプリング４７のばね力
て漸次下降し、ストロークの終端において管路１８はド
レン連通位置に切換り、作動ピストンシリンダ１６のピ
ストン１６ａは後退し、絞り切換弁１４は、ピストン１
７ａによつて決定される第３段絞り位置に切換えられる
。以後、サーボモータ１は、第３段閉鎖速度で第２図の
２−３線に沿つて閉鎖することになる。ちなみに、切換
弁２１の切換点１以下の状態で負荷しや断した場合、ダ
ツシユポツトは動作せず、切換弁２３はドレン連通位置
にあり、第２段閉鎖速度を決定する作動ピストンシリン
ダ１６は無圧状態におかれているから、サーボモータ１
は、第２図のカーブｂに沿つて第３段閉鎖速度で直線閉
鎖する。

また、油圧サーボ弁１１の閉信号に対応する閉鎖速度が
、作動ピストンシリンダ１７のピストン１７ａによつて
決定される第３段閉鎖速度よりも遅い場合は、サーボモ
ータ１の閉鎖速度は主配圧弁４のスプール４ａに対応し
た第２図のカーブＣ−Ｃ’線に沿つて閉鎖することにな
る。次に第５図と同一部分について同一符号を付して示
した第６図を参照して本発明のさらに他の実施例を説明
する。

この実施例は、サーホモータ１の閉鎖速度をサーボモー
タの操作油の差圧で行うようにした例であり、以下第５
図に示した実施例と異なる部分について説明する。

サーボモータ１の排油側の管路３には可変絞り弁６０が
組込まれ、この可変絞り弁６０の前後より管路６１，６
２が導出され、これらの管路の先端に時限解放装置とし
てのピストンシリンダ６３が設けられ、このピストンシ
リンダ６３によつて前記第２の切換弁２３が切換えられ
る。

そして、サーホモータ１が閉鎖するとき可変絞り弁６０
の高圧側からの管路６１は、途中に逆止弁６４を介して
ボート６３ａに接続され、一方、管路６２はボート６３
ｂに接続されている。また、ピストンシリンダ６３のピ
ストン６５は、スプリング６６によつて操作端を切換弁
２３の方へ押し付けられており、シリンダ６３の一側に
は、可変絞り弁６７を備えたバイパス管路６８が設けら
れている。次に上記第６図に示した実施例による装置の
作用を述べる。いま、水車が高出力状態にあつてサーボ
モータ１が全開位置にあるとき、第１の切換弁２１はド
レン連通位置にあつて、管路１９はドレン側に切換えら
れ、作動ピストンシリンダ１７は無圧状態となつており
、このとき、第２の切換弁２３はドレン連通位置にあつ
て作動ピストンシリング１６も無圧状態となつているか
ら、絞り切換弁１４は、ガイドベーンに第１段閉鎖速度
を与えるべく図に示した全開位置を保持している。

このような正常状態から負荷がしや断した場合、水車の
回転速度は急激に上昇し、これを検知した速度検出装置
からの閉信号によつて油圧サーボ弁１１が働き、圧油源
５からの圧油を管路９を通してパイロット弁７に送り、
主配圧弁４のスプール４ａを下げ、サーボモータ１を閉
動しはじめる。

このとき、サーボモータ１から排油される管路３内の油
流は、可変絞り弁６０の前後に差圧を生じさせ、この圧
力差はピストン６５の右端面に作用し、スプリング６６
のばね力に抗してピストン６５を図の右方へ移動させ、
第２の切換弁２３をドレン連通位置から作動位置へと切
換える。この間、サーボモータ１のピストン１ａの動き
は、ポテンショメータ１３によつて検出され、その出力
信号は油圧サーボ弁１１に伝達されるが、当初は速度検
出信号が圧倒的に大きいので、主配圧弁４のスプール４
ａは、ストッパナット８ａを伴つて下降を続け、ストロ
ークｘだけ進んだところで停止し、この間に、水車のガ
イドベーンは、第２図において第１段の閉鎖線に沿つて
閉鎖される。一方、サーボモータ１の閉方向への動きと
同期して、ワイヤローブ２７が引張られ、プーリ２６お
よび軸２５を介してカム２４を矢視方向へ回動ｊさせる
。そして、カム２４の回動が進んて切換点１に達したと
ころて、切換弁２１をドレン連通位置から作動位置へと
切換える。すると、圧油源５からの圧油は、管路１９、
切換弁２３を経て作動ピストンシリンタ１６に供給され
て絞り切換弁１ｉ４を第２段閉鎖位置に切換える。と同
時に、管路２２へ入つた圧油は、作動ピストンシリンダ
１７へ送られ、ピストン１７ａを前進させ、絞り切換弁
１４に第３段閉鎖位置を与えるところで停止して待機さ
せる。 フサーボモータ１が緩閉鎖に移行すると、可変
絞り弁６０の前後の差圧は急激に減少し、スプリング６
６のばね力によつてピストン６５は図の左上へ突出しは
じめる。

この際、ピストン６５の左方の室の圧油は、可変絞り弁
６７を通してバイパス管路６８よりピストン６５の右方
の室へ排油される。この場合、ピストン６５の移動速度
は可変絞り弁６７の絞り開度によつて決定されることは
もちろんである。ピストン６５は、ストロークの終端に
おいて切換弁２３を作動位置からドレン連通位置に再び
切換え、作動ピストンシリンダ１６のピストン１６ａを
後退させ、絞り切換弁１４は、ピストン１７ａによつて
決定される第３段絞り位置に切換えられ、以後、サーボ
モータ１は第３段閉鎖速度で、第２図の２−３線に沿つ
て閉鎖することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガイドベーンの閉鎖方法を示す特性線図
、第２図は本発明による閉鎖装置を適用してガイドベー
ンを閉鎖する方法を示す特性線図、第３図は本発明の一
実施例によるガイドベーン閉鎖装置を示す線図的説明図
、第４図は主配圧弁のスプールのストロークとサーボモ
ータの速度との関係を示す特性線図、第５図は本発明の
他の実施例によるガイドベーン閉鎖装置を示す線図的説
明図、第６図は本発明のさらに他の実施例によるガイド
ペン閉鎖装置を示す線図的説明図である。 １ ・・・サーボモータ、２，３・・・管路、４ ・・
・主配圧弁、５・・・圧油源、１ ・・・油圧サーボ弁
、１３・・・ポテンショメータ、１６・・・第１の作動
ピストンシリンダ、１７・・・第２の作動ピストンシリ
ンダ、１８，１９・・・管路、２１・・・第１の切換弁
、２３・・・第２の切換弁、２４・・・カム、２６・・
・プーリ、２７・・和ープ、２９・・・時限解放装置と
してのピストンシリング、３１・・・可変形逆止弁付流
量調整弁、３３・・・ドレン回路、３５・・・ダツシユ
ポツトケース、４２・・・第１ピストン、４３・・・第
２ピストン、４５・・・操作杆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水力機械のガイドベーンを開閉するサーボモータと
   、水力機械の回転速度の変化に応動して上記サーボモー
   タに圧油を給排する主配圧弁と、ガイドベーン閉鎖時に
   おけるサーボモータの排油側の管路中に弁体が組込まれ
   て流路断面の面積を第１段，第２段および第３段にわた
   つて選択的に絞り、第１段閉鎖速度、第２段閉鎖速度お
   よび第３段閉鎖速度の異つた閉鎖速度でガイドベーンを
   閉じるようにした絞り切換弁と、この絞り切換弁の弁体
   に第２段閉鎖速度を与えるようにピストンが作用する第
   １の作動ピストンシリンダと、この第１の作動ピストン
   シリンダと同方向にピストンが突出し、かつ後方に待機
   して第１の作動ピストンシリンダのピストン後退時上記
   絞り切換弁の弁体に第３段閉鎖速度を与えるようにピス
   トンが作用する第２の作動ピストンシリンダと、上記第
   １および第２の作動ピストンシリンダに圧油源からの圧
   油を分配供給する管路と、この分配点の上流側の管路上
   に組込まれ第１段閉鎖時間の終了時に前記主配圧弁によ
   つて動かされる作動杆の押込み操作により管路を開通さ
   せる流路切換弁と、この流路切換弁の上流側の管路上に
   組込まれ、管路を選択的に開閉する第１の切換弁と、上
   記サーボモータが閉動するのと連動して回転し、第１段
   閉鎖時間終了時に、第１の切換弁を作動位置に切換えて
   上記管路を圧油源に連通させるカムと、上記第１の作動
   ピストンシリンダへ圧油を給排する管路上に組込まれ、
   管路を選択的に開閉する第２の切換弁と、第２段閉鎖時
   間終了時にピストンが上記第２の切換弁をドレン側に切
   換えるように作用し、第１の作動ピストンシリンダを解
   放する時限解放装置とを有してなる、複数段の異つた閉
   鎖速度でガイドベーンを段階的に閉鎖できるようにした
   、水力機械のガイドベーン閉鎖装置。 ２ 上記時限解放装置は、ピストンシリンダ装置として
   構成され、ガイドベーンの第２段閉鎖終了時、逆止弁付
   流量調整弁を介して圧油源からの圧油をピストンが前方
   へ突出するようにシリンダ内に供給し、ピストンの突出
   終了端で第２の切換弁をドレン側に切換え、上記第１の
   作動ピストンシリンダを解放するようにした特許請求の
   範囲第１項に記載の水力機械のガイドベーン閉鎖装置。 ３ 上記時限解放装置は、シリンダ孔を開口させた仕切
   板によつて２つの室に仕切られ、かつ室内に油を貯溜し
   たダツシユポツトケースと、サーボモータの閉動と同期
   して動く操作杆の先の第１ピストンを上記シリンダ孔の
   １つに嵌入させサーボモータの閉鎖速度を検出する第１
   のダツシユポツトと、第２の切換弁に直結された第２ピ
   ストンをシリンダ孔内に嵌入させ前記第１の作動ピスト
   ンシリンダへの圧油の給排を制御する第２のダツシユポ
   ツトとからなり、ガイドベーンの第２段閉鎖終了時、第
   ２の切換弁が作動位置からドレン側に切換えられて第１
   の作動ピストンシリンダを時限解放できるようにした特
   許請求の範囲第１項に記載の水力機械のガイドベーン閉
   鎖装置。４ 上記時限解放装置はピストンシリンダ装置
   として構成され、このピストンシリンダ装置は、サーボ
   モータの閉動時、絞り切換弁の下流側に組込まれた可変
   絞り弁の前後に生ずる圧力差で作動し、ガイドベーンの
   第２段閉鎖終了時にピストンを前方へ突出させて第２の
   切換弁をドレン側に切換え、上記第１の作動ピストンシ
   リンダを解放するようにした特許請求の範囲第１項に記
   載の水力機械のガイドベーン閉鎖装置。