JPH0720383Y2 - 水車ガイドベ−ンの異常検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は水車ガイドベーンの異常検出装置関し、ガイド
ベーンを閉じるときの異常を迅速に検出できるように企
図したものである。

B.従来の技術 水車内に、小枝や岩石などが流入してガイドベーンのと
ころで詰まるとガイドベーンが閉らなくなることがあ
る。このことを、第４図に示すクロスフロー水車につい
て具体的に説明する。同図において１はランナ、1aはそ
の回転軸、２はガイドベーンであり、ガイドベーン２は
軸2aを中心に開閉することにより水量を調整しつ水車出
力を調整する。３はケーシング、４は入口管、５は吐出
管である。かかるクロスフロー水車では、矢印Ａで示す
ように、ランナ１を横切って水が流れる。

このようなクロスフロー水車では、異物６の流入を防ぐ
ため、スクリーンを水車の上流側に設けているが、スク
リーンを通過して異物６が流入してくることがある。こ
のようにして流入してきた異物６が詰まると、ガイドベ
ーン２が閉まらなくなる事態が生ずることがある。

C.考案が解決しようとする問題点 ところで従来では、異物６の詰っていることは次のよう
にして検知した。即ち、ガイドベーン２を閉鎖させ始め
て所要時間以上経過してもガイドベーン２が全閉状態に
ならないときには、異物６が詰ってガイドベーン２が閉
まらないのであると判定した。上記「所要時間」として
は、ガイドベーン２が全開状態から全閉状態になるまで
の時間が設定される。

このように従来では異常状態を判定するのに上述したよ
うに長時間（所要時間）を要する。したがって特に非常
停止時では、対応が遅れ水車のランナウェイ時間が長く
なり危険である。また定常時であっても、異物６が詰っ
た状態でガイドベーン２を閉めようとすると、ガイドベ
ーン２に閉鎖力が働くにもかかわらずガイドベーン２が
回動しないため、ガイドベーン２やケーシング３に大き
な応力がかかり水車が機械的に破損することがある。

本考案は、上記従来技術に鑑み、異物の詰りという異常
をガイドベーンの閉時に迅速に検出することのできる水
車ガイドベーンの異常検出装置を提供するものである。

D.問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本考案は、非常停止命令が入力さ
れると、このときのガイドベーン開度θ_０から絶対値 を求めるとともに、ガイドベーンを閉鎖させはじめ、ガ
イドベーンが閉鎖していくときにおける微小時間Δｔで
のガイドベーンの開度変化Δθとの割合の絶対値 を求め、 となった時点で異常と判定することを特徴とする。

E.作用 本考案では、異物の詰まり等の異常のない正常時には となり、異物の詰まりが生じると が小さくなることを利用して、 となった時点で異常が発生したと判定する。

F.実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例を示す。同図に示すように、管
路10の上流には入口弁11が設置されている。入口弁11が
開放されているときには、水は、管路10及び入口管４で
導びかれ、ガイドベーン２を通過し、ケーシング３内の
ランナ１を通り、吐出管５を介して排出される。

ガイドベーン２には開度検出器12が設置されており、開
度検出器12はガイドベーン２の開度θを示す開度信号ａ
をマイコン13に送出する。また管路10のうちクロスフロ
ー水車の近くには、落差検出器14が設置されている。落
差検出器14は、水圧を検知することにより落差を検出す
るものであり、落差を示す落差信号ｂをマイコン13に送
出する。発電機制御盤15は、水車機動命令ｃや水車非常
停止命令ｄをマイコン13に送出する。マイコン13には、
正常時のガイドベーン閉鎖モード時におけるガイドベー
ン開度θを時間ｔで微分した微分係数の絶対値 を求める演算プログラムがあらかじめ設定されている。
更に、マイコン13には、後述する動作をなすプログラム
が設定されており、入口弁指令ｅや異物アラームｆを出
力する。

次に本実施例の動作を、第１図及び動作状態を示すフロ
ーチャートである第２図を参照して説明する。

［Ｉ］ 正常時における動作： 発電機制御盤15から水車機動命令ｃがマイコン13に入力
されると、マイコン13は、入口弁指令ｅにより入口弁11
を開かせるとともに、最適な水車運転をするようガイド
ベーン２の開度を調整する。

［II］ 非常停止時における動作： （１）短絡事故等の非常事態が生じると、発電機制御盤
15からマイコン13に水車非常停止命令ｄが送られる。

（２）マイコン13は、水車非常停止命令ｄを受信する
と、開度信号ａからこのときのガイドベーン２の開度θ
_０を読み取るとともに、落差信号ｂから落差を求める。
そしてあらかじめ設定した演算プログラムにより を求める。この実施例では、落差の値を加味した補正量
が、絶対値 に含まれるようプログラムが組まれている。微分係数 は、第３図の特性直線の傾きを示す。なおこの特性直線
の傾きは、ガイドベーン２の当初の開度量や落差によっ
て異なる。例えば、非常停止命令ｄがマイコン13に入力
されたとき、ガイドベーン２が全開であるか半開である
か、更には落差が大であるか小であるかによって異な
る。

（３）マイコン13は、絶対値 を求めるとともに、ガイドベーン２の閉鎖を開始させ
る。非常停止命令ｄを受けてからガイドベーン２が実際
の閉動作を開始するまでにはt₁（秒）のデッドタイムが
ある。

（４）上記デッドタイム経過後にマイコン13のタイマが
スタートするとともに、タイマスタート時のガイドベー
ン２の開度θ_１を取り込む。タイマスタート時からΔＴ
秒経過したところでガイドベーン２の開度θ_２を取り込
む。

そして を求める。

の演算はΔＴのサンプル期間ごとに行なわれる。

（５）マイコン13はサンプル期間ΔＴごとに求める値 と先に演算した を比較する。

（６）異物６が水車内にないときには となる。一方、異物６が水車６内に詰っており、ガイド
ベーン２が異物６に当ると、ガイドベーン２の回転運動
が遅くなったり零となり、このとき が小さくなる。

（７）そこでマイコン13は となったときに、異物６が詰っていると判定する。異物
６の詰りを判定すると、マイコン13は、入口弁指令ｅに
より入口弁11を全閉にするとともに、異常アラームｆを
発する。

上述したように本実施例では、ガイドベーン２が異物等
により閉らないことを、迅速に、つまりガイドベーン２
の閉方向への回動速度が正常速度よりも遅くなったり零
になった時点で検出することができる。

なお、上記実施例では落差も考慮して を求めたが、落差の変動が少ないものや、落差変動によ
る影響の少ないものでは、ガイドベーンの開度のみから を求めるようにしてもよい。

G.考案の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように本考案によ
れば、正常時のガイドベーン閉鎖時の閉鎖モードにおけ
る と実際の閉鎖時の を比較し、 となった時点で、ガイドベーンの閉鎖異常を検出できる
ため、ガイドベーンの全閉時間を待たずして迅速に異常
検出ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す構成図、第２図は実施例
の動作を示すフロー図、第３図はガイドベーンの閉鎖特
性を示す特性図、第４図はクロスフロー水車を示す構成
図である。 図面中、 １はランナ、２はガイドベーン、６は異物、12は開度検
出器、13はマイコンである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ランナの上流側に、回動することによりラ
   ンナへの流入水量を調整するガイドベーンを備えた水車
   において、 ガイドベーンの開度θを検出する開度検出器と、 正常時のガイドベーン閉鎖モード時におけるガイドベー
   ン開度θを時間ｔで微分した微分係数の絶対値 を求める演算プログラムがあらかじめ設定されており、
   非常停止命令が入力されると、このときのガイドベーン
   開度θ_０を演算プログラムに入力して絶対値 を求めるとともに、ガイドベーンを閉鎖させはじめ、ガ
   イドベーンが閉鎖していくときにおける微小時間Δｔで
   のガイドベーンの開度変化Δθとの割合の絶対値 を求め、 となった時点で異常と判定するコンピュータと、を備え
   たことを特徴とする水車ガイドベーンの異常検出装置。