JPH04314973A - 分割型ガイドベーン操作装置 - Google Patents

分割型ガイドベーン操作装置

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Publication number
JPH04314973A
JPH04314973A JP3106819A JP10681991A JPH04314973A JP H04314973 A JPH04314973 A JP H04314973A JP 3106819 A JP3106819 A JP 3106819A JP 10681991 A JP10681991 A JP 10681991A JP H04314973 A JPH04314973 A JP H04314973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guide
guide vane
operating device
servo motor
guide ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP3106819A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoichi Hoshino
良一 星野
Ryoji Suzuki
良治 鈴木
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co 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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP3106819A priority Critical patent/JPH04314973A/ja
Publication of JPH04314973A publication Critical patent/JPH04314973A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

  • 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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水車またはポンプ水
車の水量を調整するガイドベーンを開閉操作するための
ガイドベーン操作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】水車またはポンプ水車のガイドベーンを
開閉操作する装置としては、油圧サーボモータが古くか
ら用いられており、多くの実績がある。近年では小容量
水車用として、歯車、ボールねじなどからなるパワーシ
リンダとブラシレスモータとを組み合わせた電動サーボ
モータが使われるようになり、保守性の向上に寄与して
いる。一般に、水車の容量が大きくなるとガイドベーン
の操作に要する力も大きくなり、大きなサーボモータが
必要になる。大容量の水車またはポンプ水車では、サー
ボモータ容量の制限、あるいは経済性の観点から、複数
の油圧サーボモータで1つのガイドリングを駆動する方
式を採る場合が多い。
【0003】図6は従来のガイドベーン操作装置の構成
図である。図6において、サーボモータとしての2個の
油圧サーボモータ11は、一端を発電機の基礎2に回動
自在に支持され、ガイドリング3に結合されている。ガ
イドリング3は軸受4に支持されている。ガイドリング
3には、リンク機構5を介してガイドベーン6が結合さ
れている。ガイドベーン6は軸6aに支持されている。 油圧サーボモータ1のストロークに対応してガイドリン
グ3を回して、ガイドベーン6を軸6aの周りに回動さ
せ、ガイドベーン6を開閉する。
【0004】水車の負荷が無負荷となった場合、調速機
の機能が発揮されずに案内羽根開度がそのままであると
き、ランナに流入される水のエネルギによってランナは
無拘束速度となる。水車の単位落差当たり、単位寸法当
たりの単位回転速度をn11、同じく単位流量をQ11
とすれば、n11=nD/√H、Q11=Q/D2 √
Hで表される。(Q:流量,D:ランナ代表径,H:有
効落差,n:ランナ回転速度)高落差用の水車またはポ
ンプ水車の単位回転速度n11と単位流量Q11との関
係を示す特性曲線において、無拘束速度状態を越えて水
車制動領域に入ると、単位流量Q11曲線は逆勾配をも
つようになり、単位回転速度n11は一旦減少した後再
び増加する所謂S字特性を示す。このため、S字状の区
間での運転状態はきわめて不安定となり、落差すなわち
単位回転速度n11のわずかな変動によってトルク,流
量が大幅に変動するため、水車起動時,揃列前の揃速制
御や、同期投入後の負荷制御を難しくする。
【0005】例えば水車発電機の起動並入時を考えると
、一定の落差のもとで回転速度を定格値まで上げた後、
発電機が送電系統につながれる。水車はまだ無負荷の状
態にあるので、水車の運転点は無拘束速度の線上に位置
することになる。もし水車に顕著なS字特性があると、
同一回転速度(同一n11),同一ガイドベーン開度に
対応する流量(Q11)が2〜3存在することになる。 従って、何らかの外乱によって落差が僅かに変化し、再
び元に戻ったとき、水車の運転点は元に戻らず、例えば
流量が負の、所謂逆転ポンプ領域に移ってしまう可能性
がある。このような現象は、送電系統に大きな動揺を与
えるとともに、流量の急変による激しい水圧変動によっ
て水車や水圧鉄管に障害を起こす可能性がある。このよ
うな悪影響を及ぼすS字特性を改善するために、ガイド
ベーンを1枚おきに異なる開度にした状態で開閉するこ
とは効果がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】電動サーボモータの場
合、複数のサーボモータで一つのガイドリングを駆動し
ようとすると、個々のサーボモータストロークのごく僅
かな違いによって、一つのサーボモータだけに大きい操
作力がかかるという問題があった。このため電動サーボ
モータの採用は単一のサーボモータで賄える程度の小容
量機に限られ、大容量水車または大容量ポンプ水車には
適用できなかった。ポンプ水車のS字特性を改善するた
め、ガイドベーンを1枚おきに異なる開度にした状態で
開閉するには、従来、油圧サーボモータまたは電動サー
ボモータに関わらず、個々のガイドベーンに一つずつサ
ーボモータを設ける個別サーボモータ方式でなければ、
実現しないので、構造が複雑となりかつコストも高かっ
た。
【0007】この発明は複数のサーボモータにより開閉
操作するガイドベーンにおいて、複数のサーボモータに
均等に操作力が作用するガイドベーン操作装置を提供す
ることを目的とする。また、この発明は、個別サーボモ
ータによらずに、ガイドベーンを1枚おきに異なる速度
で開閉操作するようにしたガイドベーン操作装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数のガイドベーンを連結するガイドリングと、こ
のガイドリングを回動操作するサーボモータとを備え、
水車またはポンプ水車のガイドベーンを開閉操作するガ
イドベーン操作装置において、複数のサーボモータと、
それぞれのサーボモータに連結され、前記サーボモータ
と同数に分割されたガイドリングとを設けるようにする
。さらに、請求項1記載の分割型ガイドベーン操作機操
作において、2個のサーボモータと、それぞれのサーボ
モータに連結され、外周を均等に2分割されたガイドリ
ングとを設けるようにすれば、サーボモータに均等に操
作力を作用させるのに好適である。また、請求項1記載
の分割型ガイドベーン操作装置において、2個のサーモ
ータと、それぞれのサーボモータに連結され、同心形の
2個のガイドリングを設け、複数のガンドベーンを1枚
おきに前記それぞれのガイドリングに結合すれば、ガイ
ドベーンを1枚おきに異なる速度で開閉させるのに好適
である。
【0009】
【作用】この発明は、複数のサーボモータと、それぞれ
のサーボモータに連結されサーボモータと同数に分割さ
れたガイドリングとを設け、それぞれのサーボモータに
は同数のガイドベーンを結合し、それぞれのサーボモー
タとガイドリングは独立しているので、それぞれのサー
ボモータには、ほぼ均等な操作力が作用する。さらに、
2個のサーボモータと、それぞれのサーボモータに連結
され、外周を均等に分割されたガイドリングとを設け、
両方のガイドベーンには同数のガイドベーンを結合する
ようにすれば、両方のサーボモータには、ほぼ均等な操
作力が作用する。
【0010】また、2個のサーボモータと、それぞれの
サーボモータに連結され、同心形の2個のガイドリング
を設け、複数のガイドベーンを1枚おきにそれぞれのガ
イドリングに結合すれば、両方のサーボモータとガイド
リングは互いに独立しているので、それぞれのガイドリ
ングを異なる速度で開閉操作することができるため、ガ
イドベーンを1枚おきに異なる速度で開閉操作できる。
【0011】
【実施例】
実施例1   図1はこの発明の第1の実施例による分割型ガイド
ベーン操作装置の構成図である。図1において、図6と
同じ部位は同じ番号を付してある。パワーシリンダ1a
とブラシレスモータ1bとからなるサーボモータとして
の電動サーボモータ1は、一端を発電機の基礎2に回動
自在に支持され、他端を外周を2等分するガイドリング
3に結合されている。それぞれのガイドリング3は軸受
4に支持されていて、リンク機構5を介して9個ずつの
ガイドベーン6に結合されている。ガイドベーン6は軸
6aに支持されている。パワーシンダ1aのストローク
に対応してガイドリング3を回してガイドベーン6を軸
6aの周りに回動させ、ガイドベーン6を開閉する。
【0012】ガイドリング3はそれぞれ独立して動作す
るので、それぞれのパワーシリンダ1aのわずかな相違
によって一方のブラシレスモータ1bだけに過大な電流
が流れることはない。また、軸受4に取り付けた位置セ
ンサ7によりガイドリング3の位置を検出し、位置セン
サ7からの信号を図示しないパワーアンプによりフイー
ドバックして、パワーシリンダ1aのストロークを制御
している。それぞれのガイドリング3に連結するガイド
ベーン6の枚数を均等にすれば、それぞれの電動サーボ
モータ1にはほぼ均等な操作力が作用するようになる。
【0013】実施例2   図2はこの発明の第2の実施例による分割型ガイド
ベーン操作装置の構成図である。図2において図6と同
じ部位は同じ番号を付してある。図2において、2個の
油圧サーボモータ11と、それぞれの油圧サーボモータ
11に連結され、異径同心形の外側ガイドリング3aと
内側ガイドリング3bとを備え、リンク機構5を介して
ガイドベーン6を1枚おきに外側ガイドリング3a,内
側ガイドリング3bに9個ずつ結合させる。また、軸受
4に取り付けた位置センサ7により外側ガイドリング3
aと内側ガイドリング3dの位置を検出し、位置センサ
7からの信号を図示しないパワーアンプによりフイード
バックして、油圧サーボモータ11のストロークを制御
している。2つの油圧サーボモータ11のストロークを
個別に制御すれば、ガイドベーン6の開度を1枚おきに
変えることができる。
【0014】実施例3   図3はこの発明の第3の実施例による分割型ガイド
ベーン操作装置の構成図、図4は図3のIV−IV断面
図、図5は図3のV−V断面図である。図3〜図5にお
いて図6と同じ部位は同じ符号を付してある。図3にお
いて、2個の油圧サーボモータ11と、それぞれの油圧
サーボモータ11に連結され、同径同心形の第1のガイ
ドリング3cと、第2のガイドリング3dとを備える。 図4,図5において、第1のガイドリング3cと第2の
ガイドリング3dとは上下に配置し、第1のガイドリン
グ3cにリンク機構5を介して1つおきに9個のガイド
ベーン6のガイドベーン軸6cを結合させ、その下に第
2のガイドベーン3dにリンク機構5を介して残りの9
個のガイドベーン6のガイドベーン軸6cを結合する。 また、位置センサ7により第1のガイドベーン3cと第
2のガイドベーン3dの位置を検出し、この信号を図示
しないパワーアンプによりフイードバックして油圧サー
ボモータ11のストロークを制御している。この実施例
によれば、両方のガイドリング3c,3dには同一構造
ののリンク機構5を用いることにより、サーボモータス
トロークとガイドベーン開度との関係を両者で一致させ
ることができる。なお、2つの油圧サーボモータ11の
ストロークを個別に制御すれば、ガイドベーン6の開度
を1枚おきに変えることができる。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、ガイドリングを複数
に分割し、それぞれ同数のサーボモータを結合したので
、それぞれのサーボモータは互いに独立しているため、
それぞれのサーボモータにはほぼ均等に操作力が作用す
る。従って、大容量の水車またはポンプ水車にも電動サ
ーボモータを適用することができる。また、この発明は
、同心形の2個のガイドリングにサーボモータを連結し
、ガイドベーンを1枚おきにそれぞれのガイドリングに
結合したので、ガイドベーンの開度を1枚おきに変える
ことができて、個別サーボモータに比べて安価な機構で
ポンプ水車のS字特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による分割型ガイドベ
ーン操作装置の構成図である。
【図2】この発明の第2の実施例による分割型ガイドベ
ーン操作装置の構成図である。
【図3】この発明の第3の実施例による分割型ガイドベ
ーン操作装置の構成図である。
【図4】図3のIV−IV断面図である。
【図5】図3のV−V断面図である。
【図6】従来のガイドベーン操作装置の構成図である。
【符号の説明】
1    サーボモータとしての電動サーボモータ1a
  パワーシリンダ 1b  ブラシレスモータ 3    ガイドリング 3a  外側ガイドリング 3b  内側ガイドリング 3c  第1のガイドリング 3d  第2のガイドリング 4    軸受 5    リンク機構 6    ガイドベーン 6a  軸 7    位置センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のガイドベーンを連結するガイドリン
    グと、このガイドリングを回動操作するサーボモータと
    を備え、水車またはポンプ水車のガイドベーンを開閉操
    作するガイドベーン操作装置において、複数のサーボモ
    ータと、それぞれのサーボモータに連結され、前記サー
    ボモータと同数に分割されたガイドリングとを設けたこ
    とを特徴とする分割型ガイドベーン操作装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の分割型ガイドベーン操作装
    置において、2個のサーボモータと、それぞれのサーボ
    モータに連結され、外周を均等に2分割されたガイドリ
    ングとを設けたことを特徴する分割型ガイドベーン操作
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の分割型ガイドベーン操作装
    置において、2個のサーボモータと、それぞれのサーボ
    モータに連結され、同心形の2個のガイドリングとを設
    け、前記複数のガイドベーンを1枚おきに前記それぞれ
    のガイドリングに結合したことを特徴とする分割型ガイ
    ドベーン操作装置。
JP3106819A 1991-02-21 1991-04-11 分割型ガイドベーン操作装置 Pending JPH04314973A (ja)

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JP3106819A JPH04314973A (ja) 1991-02-21 1991-04-11 分割型ガイドベーン操作装置

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JP4924291 1991-02-21
JP3-49242 1991-02-21
JP3106819A JPH04314973A (ja) 1991-02-21 1991-04-11 分割型ガイドベーン操作装置

Publications (1)

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JPH04314973A true JPH04314973A (ja) 1992-11-06

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ID=26389621

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JP3106819A Pending JPH04314973A (ja) 1991-02-21 1991-04-11 分割型ガイドベーン操作装置

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JP (1) JPH04314973A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100189549A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Rolls-Royce Plc Variable vane assembly

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100189549A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Rolls-Royce Plc Variable vane assembly
US8376693B2 (en) * 2009-01-26 2013-02-19 Rolls-Royce Plc Variable vane assembly

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