JPH0565869A - ペルトン水車のニードルサーボモータ - Google Patents
ペルトン水車のニードルサーボモータInfo
- Publication number
- JPH0565869A JPH0565869A JP3254735A JP25473591A JPH0565869A JP H0565869 A JPH0565869 A JP H0565869A JP 3254735 A JP3254735 A JP 3254735A JP 25473591 A JP25473591 A JP 25473591A JP H0565869 A JPH0565869 A JP H0565869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- balance piston
- servomotor
- pelton turbine
- nozzle
- 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
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】余水路を省略した流れ込み式の水力発電所のペ
ルトン水車において、ニードルサーボモータの油圧喪失
時にニードルが自己閉鎖しないようにする。 【構成】ニードルサーボモータ４に結合されたバランス
ピストン３の外径ＤB をノズルチップ１ａの口径ＤT の
０．８倍以上に構成し、ニードル開方向に働くバランス
ピストン力がニードル閉方向に働くニードル水推力と等
しいか、またはバランスピストン力がニードル水推力よ
り大きくするので、油圧喪失時にニードルは自己閉鎖す
ることはない。
ルトン水車において、ニードルサーボモータの油圧喪失
時にニードルが自己閉鎖しないようにする。 【構成】ニードルサーボモータ４に結合されたバランス
ピストン３の外径ＤB をノズルチップ１ａの口径ＤT の
０．８倍以上に構成し、ニードル開方向に働くバランス
ピストン力がニードル閉方向に働くニードル水推力と等
しいか、またはバランスピストン力がニードル水推力よ
り大きくするので、油圧喪失時にニードルは自己閉鎖す
ることはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、余水路を省略した流
れ込み式水力発電所に設置されるペルトン水車のニード
ルサーボモータに関する。
れ込み式水力発電所に設置されるペルトン水車のニード
ルサーボモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ペルトン水車は、入口曲管により導かれ
た圧力水はノズルで加速されシェットとなってランナの
バケットにあたり、ランナに回転力を与えた後放水面に
自然落下する。ノズル内のニードルは調速機と連動する
ニードルサーボモータにより負荷に応じて開閉操作され
流量を調整する。余水路を有する流れ込み式の水力発電
所では、水車停止時に運転中に流れていた水を余水路に
流していた。このような水力発電所にペルトン水車を設
置した場合には、ニードルサーボモータを制御する操作
油圧が喪失すれば、ニードルはニードルサーボモータに
よって自己閉鎖しペルトン水車の運転を停止させるよう
に構成されていた。このようなニードルサーボモータで
はニードルロッドの端部に設けたバランスピストンには
ノズル内の水圧によってニードル開方向のバランスピス
トン力が作用し、ニードルにはニードル開度に逆比例し
てニードル閉方向に作用するニードル水推力が作用す
る。従来、バランスピストンの外径はニードル弁部の太
さに比して細く、かつニードルを閉方向に押圧するスプ
リングを用いて、ニードルサーボモータの操作用油圧が
喪失したとき、ニードルが自己閉鎖するように構成され
ていた。
た圧力水はノズルで加速されシェットとなってランナの
バケットにあたり、ランナに回転力を与えた後放水面に
自然落下する。ノズル内のニードルは調速機と連動する
ニードルサーボモータにより負荷に応じて開閉操作され
流量を調整する。余水路を有する流れ込み式の水力発電
所では、水車停止時に運転中に流れていた水を余水路に
流していた。このような水力発電所にペルトン水車を設
置した場合には、ニードルサーボモータを制御する操作
油圧が喪失すれば、ニードルはニードルサーボモータに
よって自己閉鎖しペルトン水車の運転を停止させるよう
に構成されていた。このようなニードルサーボモータで
はニードルロッドの端部に設けたバランスピストンには
ノズル内の水圧によってニードル開方向のバランスピス
トン力が作用し、ニードルにはニードル開度に逆比例し
てニードル閉方向に作用するニードル水推力が作用す
る。従来、バランスピストンの外径はニードル弁部の太
さに比して細く、かつニードルを閉方向に押圧するスプ
リングを用いて、ニードルサーボモータの操作用油圧が
喪失したとき、ニードルが自己閉鎖するように構成され
ていた。
【０００３】建設コストを安くするために余水路を省略
した流れ込み式の水力発電所がある。このような発電所
では水車の水量を調整するサーボモータが故障または操
作電源喪失の場合に、水車は水路から流れ込む水量を流
し続けなければならない。
した流れ込み式の水力発電所がある。このような発電所
では水車の水量を調整するサーボモータが故障または操
作電源喪失の場合に、水車は水路から流れ込む水量を流
し続けなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、バランスピスト
ンの径が細いためニドルサーボモータは自己閉鎖特性を
備えていて、油圧喪失時にニードルが自己閉鎖しないよ
うにするためには、自己閉鎖力以上の開方向力を有する
スプリングを必要とする。しかし、このようなスプリン
グを採用すれば、スプリングをサーボモータ内に取り付
けるため外装式のニードルサーボモータではサーボモー
タが大きくかつ重くなりコストが高くなる。また、内蔵
式のニードルサーボモータではサーボモータがノズルに
内蔵されているため、スプリングを採用すればサーボモ
ータが一層大きくなってノズル内の水の流れを妨げるた
め、水車の効率低下を招くことがあった。
ンの径が細いためニドルサーボモータは自己閉鎖特性を
備えていて、油圧喪失時にニードルが自己閉鎖しないよ
うにするためには、自己閉鎖力以上の開方向力を有する
スプリングを必要とする。しかし、このようなスプリン
グを採用すれば、スプリングをサーボモータ内に取り付
けるため外装式のニードルサーボモータではサーボモー
タが大きくかつ重くなりコストが高くなる。また、内蔵
式のニードルサーボモータではサーボモータがノズルに
内蔵されているため、スプリングを採用すればサーボモ
ータが一層大きくなってノズル内の水の流れを妨げるた
め、水車の効率低下を招くことがあった。
【０００５】この発明は、余水路を省略した流れ込み式
の水力発電所において、ペルトン水車を採用した場合
に、ニードルサーモータの油圧喪失時にニードルが自己
閉鎖しないようにしたニードルサーボモータを提供する
ことを目的とする。
の水力発電所において、ペルトン水車を採用した場合
に、ニードルサーモータの油圧喪失時にニードルが自己
閉鎖しないようにしたニードルサーボモータを提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】余水路を省略した流れ込
み式水力発電所に設置されるペルトン水車において、油
圧操作式のニードルサーボモータに結合されたバランス
ピストンの外径をノズルチップ口径の０．８倍以上に構
成し、油圧喪失時にニードルが自己閉鎖しないようにし
たことによって、上記目的を達成する。
み式水力発電所に設置されるペルトン水車において、油
圧操作式のニードルサーボモータに結合されたバランス
ピストンの外径をノズルチップ口径の０．８倍以上に構
成し、油圧喪失時にニードルが自己閉鎖しないようにし
たことによって、上記目的を達成する。
【０００７】また、ニードルサーボモータを外装式とす
れば、ニードルサーボモータの油圧喪失時にニードルが
自己閉鎖しないようにする上に好適である。
れば、ニードルサーボモータの油圧喪失時にニードルが
自己閉鎖しないようにする上に好適である。
【０００８】さらに、ニードルサーボモータを内装式と
すれば、ニードルサーボモータの油圧喪失時にニードル
が自己閉鎖しないようにする上に好適である。
すれば、ニードルサーボモータの油圧喪失時にニードル
が自己閉鎖しないようにする上に好適である。
【０００９】
【作用】この発明においては、モデル試験の結果、バラ
ンスピストンの外径がノズルチップ口径の０．８倍のと
き、ニードル閉方向に作用するニードル水推力とニード
ル開方向に作用するバランスピストン力とがバランスす
るので、バランスピストンの外径をノズルチップ口径の
０．８倍に構成すれば、ニードルサーボモータの油圧喪
失時にニードルは閉じることなく、運転中の開度のまま
となる。従ってノズルから水を流通させることができ
る。また、モデル試験の結果モデル試験の結果、バラン
スピストンの外径がノズルチップ口径の０．８倍以上の
とき、ニードル閉方向に作用するニードル水推力よりも
ニードル開方向に作用するバランスピストン力が大きく
なるので、バランスピストンの外径をノズルチップ口径
の０．８倍以上に構成すれば、ニードルサーボモータの
油圧喪失時にニードルは運転中の開度よりもさらに開く
ようになる。従ってノズルから水を流通させることがで
きる。
ンスピストンの外径がノズルチップ口径の０．８倍のと
き、ニードル閉方向に作用するニードル水推力とニード
ル開方向に作用するバランスピストン力とがバランスす
るので、バランスピストンの外径をノズルチップ口径の
０．８倍に構成すれば、ニードルサーボモータの油圧喪
失時にニードルは閉じることなく、運転中の開度のまま
となる。従ってノズルから水を流通させることができ
る。また、モデル試験の結果モデル試験の結果、バラン
スピストンの外径がノズルチップ口径の０．８倍以上の
とき、ニードル閉方向に作用するニードル水推力よりも
ニードル開方向に作用するバランスピストン力が大きく
なるので、バランスピストンの外径をノズルチップ口径
の０．８倍以上に構成すれば、ニードルサーボモータの
油圧喪失時にニードルは運転中の開度よりもさらに開く
ようになる。従ってノズルから水を流通させることがで
きる。
【００１０】
【実施例】実施例１ 図１はこの発明の第１の実施例の外装式ニードルサーボ
モータを備えたニードルの断面図である。ノズル１は図
示しない入口曲管に接続されていて、先端にノズルチッ
プ１ａを有し、ノズル１の中にニードル２が移動自在に
支持されている。ニードル２の先端は先細となってお
り、ニードル２の他端にはシリンダ４ａ，ピストン４ｂ
およびピストンロッド４ｃからなる油圧操作式のニード
ルサーボモータ４がノズル１に結合されている。バラン
スピストン３はニードルロット４ｃに結合されている。
給油口４ｄから圧油を供給すると、ピストン４ｂは左に
移動してニードル１を閉じ、給油口４ｅから圧油を供給
するとヒピストン４ｂは右に移動してニードル１を開
く。ノズル１の中に流水が満ちているので、ニードル２
にはニードル２を閉じる方向のニードル水推力が働く、
このニードル水推力はニードル開度に逆比例する。バラ
ンスピストン３にはニードル２を開く方向のバランスピ
ストン力が働く。このバランスピストン力はバランスピ
ストン３の外径ＤB に比例する。
モータを備えたニードルの断面図である。ノズル１は図
示しない入口曲管に接続されていて、先端にノズルチッ
プ１ａを有し、ノズル１の中にニードル２が移動自在に
支持されている。ニードル２の先端は先細となってお
り、ニードル２の他端にはシリンダ４ａ，ピストン４ｂ
およびピストンロッド４ｃからなる油圧操作式のニード
ルサーボモータ４がノズル１に結合されている。バラン
スピストン３はニードルロット４ｃに結合されている。
給油口４ｄから圧油を供給すると、ピストン４ｂは左に
移動してニードル１を閉じ、給油口４ｅから圧油を供給
するとヒピストン４ｂは右に移動してニードル１を開
く。ノズル１の中に流水が満ちているので、ニードル２
にはニードル２を閉じる方向のニードル水推力が働く、
このニードル水推力はニードル開度に逆比例する。バラ
ンスピストン３にはニードル２を開く方向のバランスピ
ストン力が働く。このバランスピストン力はバランスピ
ストン３の外径ＤB に比例する。
【００１１】ペルトン水車のモデルによるモデル試験の
結果、バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径Ｄ
T の０．８倍と等しいとき、ニードル水推力とバランス
ピストン力とがバランスすることを確認した。従って、
バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径ＤT の
０．８倍とすれば、ニードルサーボモータの油圧が喪失
したとき、ニードル２は開いたままの状態を保ち水を流
し続ける。バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口
径ＤT の０．８倍より大きくすれば、バランスピストン
力はニードル水推力より大きくなり、ニードルサーボモ
ータの油圧が喪失したときニードル２はさらに開くよう
になる。
結果、バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径Ｄ
T の０．８倍と等しいとき、ニードル水推力とバランス
ピストン力とがバランスすることを確認した。従って、
バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径ＤT の
０．８倍とすれば、ニードルサーボモータの油圧が喪失
したとき、ニードル２は開いたままの状態を保ち水を流
し続ける。バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口
径ＤT の０．８倍より大きくすれば、バランスピストン
力はニードル水推力より大きくなり、ニードルサーボモ
ータの油圧が喪失したときニードル２はさらに開くよう
になる。
【００１２】実施例２ 図２はこの発明の第２の実施例の内蔵式ニードルサーボ
モータを備えたニードルの断面図である。ノズル１は図
示しない入口曲管に接続されていて、先端にノズルチッ
プ１ａを有し、ノズル１の中に油圧操作式のニードルサ
ーボモータ４を内蔵している。サーボ・モータ４はシリ
ンダ４ａ，ビストン４ｂ，ピストンロッド４ｃを備え
る。シリンダ４ａとバランスピストン３は一体に構成さ
れている。ニードル１はシリンダ４ａ内に移動可能に構
成されている。バランスピストン３はニードルロッド４
ｃに結合されている。給油口４ｄから圧油を供給する
と、ニードル２は左側へ移動してノズル１を閉じ、給油
口４ｅから圧油を供給するとニードル２は右側へ移動し
てノズル１を開く。ノズル１の中に流水が満ちているの
で、ニードル２にはニードル２を閉じる方向のニードル
水推力が働く、このニードル水推力はニードル開度に逆
比例する。バランスピストン３にはニードル２を開く方
向のバランスピストン力が働く。このバランスピストン
力はバランスピストン３の外径ＤB に比例する。
モータを備えたニードルの断面図である。ノズル１は図
示しない入口曲管に接続されていて、先端にノズルチッ
プ１ａを有し、ノズル１の中に油圧操作式のニードルサ
ーボモータ４を内蔵している。サーボ・モータ４はシリ
ンダ４ａ，ビストン４ｂ，ピストンロッド４ｃを備え
る。シリンダ４ａとバランスピストン３は一体に構成さ
れている。ニードル１はシリンダ４ａ内に移動可能に構
成されている。バランスピストン３はニードルロッド４
ｃに結合されている。給油口４ｄから圧油を供給する
と、ニードル２は左側へ移動してノズル１を閉じ、給油
口４ｅから圧油を供給するとニードル２は右側へ移動し
てノズル１を開く。ノズル１の中に流水が満ちているの
で、ニードル２にはニードル２を閉じる方向のニードル
水推力が働く、このニードル水推力はニードル開度に逆
比例する。バランスピストン３にはニードル２を開く方
向のバランスピストン力が働く。このバランスピストン
力はバランスピストン３の外径ＤB に比例する。
【００１３】ペルトン水車のモデルによるモデル試験の
結果、バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径Ｄ
T の０．８倍と等しいとき、ニードル水推力とバランス
ピストン力とがバランスすることを確認した。従って、
バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径ＤT の
０．８倍とすれば、ニードルサーボモータの油圧が喪失
したとき、ニードル２は開いたままの状態を保ち水を流
し続ける。バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口
径ＤT の０．８倍より大きくすれば、バランスピストン
力はニードル水推力より大きくなり、ニードルサーボモ
ータの油圧が喪失したときニードル２はさらに開くよう
になる。
結果、バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径Ｄ
T の０．８倍と等しいとき、ニードル水推力とバランス
ピストン力とがバランスすることを確認した。従って、
バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口径ＤT の
０．８倍とすれば、ニードルサーボモータの油圧が喪失
したとき、ニードル２は開いたままの状態を保ち水を流
し続ける。バランスピストン外径ＤB がノズルチップ口
径ＤT の０．８倍より大きくすれば、バランスピストン
力はニードル水推力より大きくなり、ニードルサーボモ
ータの油圧が喪失したときニードル２はさらに開くよう
になる。
【００１４】
【発明の効果】この発明においては、バランスピストン
の外径をノズルチップ口径の０．８倍以上とし、モデル
試験の結果バランスピストンに作用するニードル開方向
のバランスピストン力はニードルに作用するニードル閉
方向のニードル水推力とバランスするかまたはバランス
ピストン力がニードル水推力より大きくなるので、ニー
ドルサーボモータの油圧が喪失したとき、ニードルを運
転中の開度に保つかまたはさらに開くようになる。従っ
て、余水路を省略した流れ込み式の水力発電所にペルト
ン水車を設置したとき、ニードルは自己閉鎖することな
く水を流し続けることができる。しかも、ニードルサー
ボモータを従来と同じ大きさとし、コストを高くするこ
とはない。なお、内蔵式のニードルサーボモータにおい
ても、寸法を大きくすることがないので、ペルトン水車
の効率低下を招くことはない。
の外径をノズルチップ口径の０．８倍以上とし、モデル
試験の結果バランスピストンに作用するニードル開方向
のバランスピストン力はニードルに作用するニードル閉
方向のニードル水推力とバランスするかまたはバランス
ピストン力がニードル水推力より大きくなるので、ニー
ドルサーボモータの油圧が喪失したとき、ニードルを運
転中の開度に保つかまたはさらに開くようになる。従っ
て、余水路を省略した流れ込み式の水力発電所にペルト
ン水車を設置したとき、ニードルは自己閉鎖することな
く水を流し続けることができる。しかも、ニードルサー
ボモータを従来と同じ大きさとし、コストを高くするこ
とはない。なお、内蔵式のニードルサーボモータにおい
ても、寸法を大きくすることがないので、ペルトン水車
の効率低下を招くことはない。
【図１】この発明の第１の実施例による外装式ニードル
サーボモータを備えたニードルの断面図である。
サーボモータを備えたニードルの断面図である。
【図２】この発明の第２の実施例による内蔵式ニードル
サーボモータを備えたニードルの断面図である。
サーボモータを備えたニードルの断面図である。
１ ノズル １ａ ノズルチップ ２ ニードル ３ バランスピストン ４ ニードルサーボモータ
Claims (3)
- 【請求項１】余水路を省略した流れ込み式水力発電所に
設置されるペルトン水車において、油圧操作式のニード
ルサーボモータに結合されたバランスピストンの外径を
ノズルチップ口径の０．８倍以上に構成し、油圧喪失時
にニードルが自己閉鎖しないようにしたことを特徴とす
るペルトン水車のニードルサーボモータ。 - 【請求項２】請求項１記載のペルトン水車のニードルサ
ーボモータにおいて、ニードルサーボモータは外装式の
ニードルサーボモータであることを特徴とするペルトン
水車のニードルサーボモータ。 - 【請求項３】請求項１記載のペルトン水車のニードルサ
ーボモータにおいて、ニードルサーボモータは内装式の
ニードルサーボモータであることを特徴とするペルトン
水車のニードルサーボモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3254735A JPH0565869A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ペルトン水車のニードルサーボモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3254735A JPH0565869A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ペルトン水車のニードルサーボモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565869A true JPH0565869A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17269132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3254735A Pending JPH0565869A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ペルトン水車のニードルサーボモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565869A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008279559A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Star Micronics Co Ltd | 工作機械 |
| JP2008279541A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Star Micronics Co Ltd | 工作機械 |
| CZ306294B6 (cs) * | 2012-11-13 | 2016-11-16 | Fite A.S. | Peltonova vodní turbína |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3254735A patent/JPH0565869A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008279541A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Star Micronics Co Ltd | 工作機械 |
| JP2008279559A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Star Micronics Co Ltd | 工作機械 |
| CZ306294B6 (cs) * | 2012-11-13 | 2016-11-16 | Fite A.S. | Peltonova vodní turbína |
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