JPS60184973A - 液体ブレ−キを備えた水車 - Google Patents
液体ブレ−キを備えた水車Info
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- JPS60184973A JPS60184973A JP59038655A JP3865584A JPS60184973A JP S60184973 A JPS60184973 A JP S60184973A JP 59038655 A JP59038655 A JP 59038655A JP 3865584 A JP3865584 A JP 3865584A JP S60184973 A JPS60184973 A JP S60184973A
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
- F16D57/04—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders with blades causing a directed flow, e.g. Föttinger type
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Braking Arrangements (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。
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、水車を用いて流体エネルギを回収する装置に
使用する水車に関する。
使用する水車に関する。
従来、水車を用いて流体エネルギを回収する場合、水車
の特性として、第１図の縦軸に水車出力をまた横軸に回
転数をとった水車の特性曲線図に示すように、負荷が変
化すると回転数もそれにつれて変化し、無負荷状態にな
ると、定格出力２１時の規定回転数ｎ１ の２倍程度の
無拘束回転数ｎｒとなってしまう。そのため、通常この
回転数を制御するために、水車入口部に、流量制御弁を
設けたガバナ装置が設置されてきた。ところが、このト
々なガバナ装置は弗常に高価なものと々る欠点がおった
。
の特性として、第１図の縦軸に水車出力をまた横軸に回
転数をとった水車の特性曲線図に示すように、負荷が変
化すると回転数もそれにつれて変化し、無負荷状態にな
ると、定格出力２１時の規定回転数ｎ１ の２倍程度の
無拘束回転数ｎｒとなってしまう。そのため、通常この
回転数を制御するために、水車入口部に、流量制御弁を
設けたガバナ装置が設置されてきた。ところが、このト
々なガバナ装置は弗常に高価なものと々る欠点がおった
。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去するた
めに、水車に構造簡単で安価な液体ブレーキを設け、回
転数を一定値内に制御するようにした水車を提供するに
ある。
めに、水車に構造簡単で安価な液体ブレーキを設け、回
転数を一定値内に制御するようにした水車を提供するに
ある。
この目的を達成するために、本発明は、回転インペラと
固定インはうとか・らなる液体ブレーキを水車の回転軸
に連結して設け、前記両インペラ内に溜められる作動液
量を水車の回転数に応じて自動的に制御して、両インペ
ラ間、従って水車の回転軸に回転制限動力を発生させ、
水車の回転数を制御することを特徴としている。
固定インはうとか・らなる液体ブレーキを水車の回転軸
に連結して設け、前記両インペラ内に溜められる作動液
量を水車の回転数に応じて自動的に制御して、両インペ
ラ間、従って水車の回転軸に回転制限動力を発生させ、
水車の回転数を制御することを特徴としている。
以下に、本発明の夾飾例を、図面と共に説明するＯ
第３図は、本発明の一実施例を示す簡易な回転数制御装
置を備えた水車を、発電用に用いた場合の縦断面図であ
って、発電機の損失による発熱と液体ブレーキによる発
熱を逃し易くするため、発電機と液体ブレーキ部分を水
中に設けた構造のものである。
置を備えた水車を、発電用に用いた場合の縦断面図であ
って、発電機の損失による発熱と液体ブレーキによる発
熱を逃し易くするため、発電機と液体ブレーキ部分を水
中に設けた構造のものである。
図において、回転軸１の中央部には発電機のロータ２が
取付けられておｐｌその両側に軸受６・４を設けて回転
体全体を支持している・また回転軸１の下端側には水車
羽根車５が取付けられており、上端側は液体ブレーキ６
に接続している。水車羽根車５と発電機ロータ２との間
には、例えばメカニカルシールのような軸封装置が設け
られている。一方、発電機ステータ８はケーシング９に
固定して取付けられている。なお、図中、１ｏは作動油
を示す。
取付けられておｐｌその両側に軸受６・４を設けて回転
体全体を支持している・また回転軸１の下端側には水車
羽根車５が取付けられており、上端側は液体ブレーキ６
に接続している。水車羽根車５と発電機ロータ２との間
には、例えばメカニカルシールのような軸封装置が設け
られている。一方、発電機ステータ８はケーシング９に
固定して取付けられている。なお、図中、１ｏは作動油
を示す。
次に、上記液体ブレーキ６について、その−夷飾例を第
４図について説明する０図において、回転軸１１には回
転インペラ１２が取付けられており・該回転インはジ１
２の外周部分には、遠心力により高い圧力の作動油リン
グ１６が形成されるような鍔１４が設けられている。こ
の鍔１４内に形成された高圧油は、制御油すくい管１５
と作動油すくい管１６によって、制御油と作動油として
増り出される。
４図について説明する０図において、回転軸１１には回
転インペラ１２が取付けられており・該回転インはジ１
２の外周部分には、遠心力により高い圧力の作動油リン
グ１６が形成されるような鍔１４が設けられている。こ
の鍔１４内に形成された高圧油は、制御油すくい管１５
と作動油すくい管１６によって、制御油と作動油として
増り出される。
一力、固定され九ケーシング１７には、固定インはう１
８が設けられており、前記作動油すくい管１６によって
取り出された高圧油は、作動油量調整弁１９を通り、固
定インペラ部を通ってインはう内へ給油される０まだ、
回転インにう１２には・固定インば２１８を覆り形状の
回転ケーシング２０が取付けられておυ、該回転ケーシ
ング２０には、適値の作動油がインペラ外部に逃げるよ
うな作動油逃げ口２１が設けられている◎前記すくい管
１５で取シ出された制御油は、作動油量調整弁１９の後
部室２２に供給され、該弁１９を右側へ押す力として作
用する。一方、該弁１９の右側には、調整可能な構造の
スプリング２６が設けられてお）、該スプリング２３は
、弁１９を左側へ押す力として作用する。従って該弁１
９は、これら二つの力のバランスした開度になる０なお
・図中、２４はインペラ内作動油、２５は油槽、２６は
スプリングの調整ボルト・２７はロックナンド、２８は
キャップを示ず０ 作動に当り、回転軸１１の回転数が変化すると・遠心力
によって生ずる作動油り／グ１６の圧力が変り、すくい
管１５よりとり出される制御油圧が変化する０この場合
、成る油圧まではスプリング２６の荷重の方が大きくな
るようにしておくと、詞整弁１９は全閉に保たれるので
、両インペラ１２、＋８内の作動油は空の状態となシ、
従って回転制限動力は発生し、ない。次いで回転数が高
くなシ、すくい管１５よりと９出す制御油圧が高くなる
と、スプリング２６の荷重に打勝って弁１９を開とし、
両インペラ１２．１８内へ作動油を供給する。このイン
ペラ内の作動油量は、供給量と作動油逃げ口２１からの
排出量とがバランスした量になり、その童に見合った回
転制限動力が発生する◎そして回転数が高くなればなる
程、弁１９の開度が大きくなり−インベラ１２．１８内
の作動油量は増加し、弁１９が全開となると、インペラ
内の作動油は満杯となり、最大回転制御動力が発生する
。更にそれ以上の回転数に対しては、回転数の３乗に比
例した制動動力となる。
８が設けられており、前記作動油すくい管１６によって
取り出された高圧油は、作動油量調整弁１９を通り、固
定インペラ部を通ってインはう内へ給油される０まだ、
回転インにう１２には・固定インば２１８を覆り形状の
回転ケーシング２０が取付けられておυ、該回転ケーシ
ング２０には、適値の作動油がインペラ外部に逃げるよ
うな作動油逃げ口２１が設けられている◎前記すくい管
１５で取シ出された制御油は、作動油量調整弁１９の後
部室２２に供給され、該弁１９を右側へ押す力として作
用する。一方、該弁１９の右側には、調整可能な構造の
スプリング２６が設けられてお）、該スプリング２３は
、弁１９を左側へ押す力として作用する。従って該弁１
９は、これら二つの力のバランスした開度になる０なお
・図中、２４はインペラ内作動油、２５は油槽、２６は
スプリングの調整ボルト・２７はロックナンド、２８は
キャップを示ず０ 作動に当り、回転軸１１の回転数が変化すると・遠心力
によって生ずる作動油り／グ１６の圧力が変り、すくい
管１５よりとり出される制御油圧が変化する０この場合
、成る油圧まではスプリング２６の荷重の方が大きくな
るようにしておくと、詞整弁１９は全閉に保たれるので
、両インペラ１２、＋８内の作動油は空の状態となシ、
従って回転制限動力は発生し、ない。次いで回転数が高
くなシ、すくい管１５よりと９出す制御油圧が高くなる
と、スプリング２６の荷重に打勝って弁１９を開とし、
両インペラ１２．１８内へ作動油を供給する。このイン
ペラ内の作動油量は、供給量と作動油逃げ口２１からの
排出量とがバランスした量になり、その童に見合った回
転制限動力が発生する◎そして回転数が高くなればなる
程、弁１９の開度が大きくなり−インベラ１２．１８内
の作動油量は増加し、弁１９が全開となると、インペラ
内の作動油は満杯となり、最大回転制御動力が発生する
。更にそれ以上の回転数に対しては、回転数の３乗に比
例した制動動力となる。
上記のような液体ブレーキ６を備えた紬記第３図に示す
実施例の作動状態を一第２図の性能曲線について説明す
ると、第３図における入口３０から導かれた圧力流体に
より・水車羽根車５から回転軸１に与えられた回転エネ
ルギは、発電機ロータ２と液体ブレーキ６に与えられる
。この水車から発電機ロータに与えられた入力動力と水
車の回転数との関係は、落差を一定とした場合には負荷
に応じて曲線Ａのように変化する。これは前記第１図の
特性曲線と変らないが、液体プレー＝？６の性能は、縦
軸に回転制限動力をまた横軸に回転数をとって示した曲
線ＢのようＫなる。したがって、ａＡに示す回転制限動
力が零〜即ち負荷側への入力動力が定格動力となる回転
数Ｍ から、両曲線ＡとＢが交差するｂ点に示す負荷側
への実入力動力が零となる回転数Ｎ２ までの回転数範
囲で、水車の回転数を制御することができる。なお・曲
線Ｂと曲線人に狭まれた部分は、水車の出力即ち水車か
ら負荷側への入力動力から、液体ブレーキによる回転制
限動力を差し引いた負荷側への実入力動力を示し、また
、０点は液満杯時の状態を・またＮｒ は無拘束回転数
を示す。
実施例の作動状態を一第２図の性能曲線について説明す
ると、第３図における入口３０から導かれた圧力流体に
より・水車羽根車５から回転軸１に与えられた回転エネ
ルギは、発電機ロータ２と液体ブレーキ６に与えられる
。この水車から発電機ロータに与えられた入力動力と水
車の回転数との関係は、落差を一定とした場合には負荷
に応じて曲線Ａのように変化する。これは前記第１図の
特性曲線と変らないが、液体プレー＝？６の性能は、縦
軸に回転制限動力をまた横軸に回転数をとって示した曲
線ＢのようＫなる。したがって、ａＡに示す回転制限動
力が零〜即ち負荷側への入力動力が定格動力となる回転
数Ｍ から、両曲線ＡとＢが交差するｂ点に示す負荷側
への実入力動力が零となる回転数Ｎ２ までの回転数範
囲で、水車の回転数を制御することができる。なお・曲
線Ｂと曲線人に狭まれた部分は、水車の出力即ち水車か
ら負荷側への入力動力から、液体ブレーキによる回転制
限動力を差し引いた負荷側への実入力動力を示し、また
、０点は液満杯時の状態を・またＮｒ は無拘束回転数
を示す。
上記のように、水車から負荷側への入力動力から・液圧
ブレーキによる回転制限動力を差ｌ−引いた負荷側への
実入力動力は、Ｎ１ からＮ２ の回転数範囲で任意に
制御されて発電機ロータ２に与えられる＠この発電機ロ
ータ２に与えられた動力は、発電機ステータ８に与えら
れ、電気エネルギとして外部に取り出される。
ブレーキによる回転制限動力を差ｌ−引いた負荷側への
実入力動力は、Ｎ１ からＮ２ の回転数範囲で任意に
制御されて発電機ロータ２に与えられる＠この発電機ロ
ータ２に与えられた動力は、発電機ステータ８に与えら
れ、電気エネルギとして外部に取り出される。
この実［＋１によれば、従来のカパナ装置等に比べて構
造簡単で安価な液体プレー中によって水車の回転数を一
定値内で制御できるばかシでなく、水車の回転に対する
液体ブレーキの回転制限動力が調整可能のスプリングの
力で設定された成る設定回転数までは零を保ち、それ以
上になると回転数に見合った制限動力が発生するように
構成されているので、成る回転数範囲内で回転制限動力
を大巾に変化させることができる。
造簡単で安価な液体プレー中によって水車の回転数を一
定値内で制御できるばかシでなく、水車の回転に対する
液体ブレーキの回転制限動力が調整可能のスプリングの
力で設定された成る設定回転数までは零を保ち、それ以
上になると回転数に見合った制限動力が発生するように
構成されているので、成る回転数範囲内で回転制限動力
を大巾に変化させることができる。
第５図は、液体ブレーキの他の実地例を示す縦断面図で
あって、第４図に示す符号と同一のものは、肯−ないし
同類部分を示す・この実地例では、作動油量調整弁１９
の作動を、板ばね５１に重り３２を取付けてなる遠心力
ガバナ６５によって行なうようにして構成されている点
で、制御油圧力によって作動させるようにした第４図に
示す前記実地例と異っている。
あって、第４図に示す符号と同一のものは、肯−ないし
同類部分を示す・この実地例では、作動油量調整弁１９
の作動を、板ばね５１に重り３２を取付けてなる遠心力
ガバナ６５によって行なうようにして構成されている点
で、制御油圧力によって作動させるようにした第４図に
示す前記実地例と異っている。
作動に当り・回転軸１１の回転が高くなると、重り６２
は遠心力により外側に拡がシ、それに伴って調整弁１９
は、図の左側に引張られて弁開度は大きくなる口まだ低
速回転の時には弁が全閉になるように・板ばね５１によ
り初期荷重を与えておく◇従って・該調整弁１９は、第
１実織例と同様に設定された成る回転数で開き始める・
これら二つの実地例の外にも、液圧ブレーキに使用され
る作動液量制御手段として、例えば、すくい管を用い、
回転による遠心力によってすくい管の位置を変化させる
手段もある。この場合＼成る設定値以下の回転数までは
すくい管を回転ケーシング内の外周まで挿入した状態に
し、プレー中白の液ををにするように液をすくい出す。
は遠心力により外側に拡がシ、それに伴って調整弁１９
は、図の左側に引張られて弁開度は大きくなる口まだ低
速回転の時には弁が全閉になるように・板ばね５１によ
り初期荷重を与えておく◇従って・該調整弁１９は、第
１実織例と同様に設定された成る回転数で開き始める・
これら二つの実地例の外にも、液圧ブレーキに使用され
る作動液量制御手段として、例えば、すくい管を用い、
回転による遠心力によってすくい管の位置を変化させる
手段もある。この場合＼成る設定値以下の回転数までは
すくい管を回転ケーシング内の外周まで挿入した状態に
し、プレー中白の液ををにするように液をすくい出す。
そして回転が高くなると、該すくい管は内周側へ移動し
、プレー中内の液量はその回転に見合った量となシ、回
転制限力が発生する。
、プレー中内の液量はその回転に見合った量となシ、回
転制限力が発生する。
なお、前述したこの方式を採用した場合には、負荷変動
の時のみでなく、落差変動による回転数上昇の場合にも
、液体ブレーキが有効に作用する。
の時のみでなく、落差変動による回転数上昇の場合にも
、液体ブレーキが有効に作用する。
また、液体プレー中に使用される作動液量制御手段は、
的記二つの実施例のものに限らず、前記のようにいろい
ろ設計変更が可能であることは勿論である。
的記二つの実施例のものに限らず、前記のようにいろい
ろ設計変更が可能であることは勿論である。
以上説明したように、本発明によれば、回転インはうと
固定インベ之内に溜められる作動液量を、水車の回転数
に応じて自動的に制御し、回転制限動力を発生させるよ
うにしているので、簡単な構成で安価に回転数制御され
た水車を提供するととができ、他からの電源や制御信号
等が不必要である◇また、回転数制御部分には接触部分
や摺動部分がないので、作動が確実で長寿命である０
固定インベ之内に溜められる作動液量を、水車の回転数
に応じて自動的に制御し、回転制限動力を発生させるよ
うにしているので、簡単な構成で安価に回転数制御され
た水車を提供するととができ、他からの電源や制御信号
等が不必要である◇また、回転数制御部分には接触部分
や摺動部分がないので、作動が確実で長寿命である０
第１図は水車の特性曲線図、第２図は本発明に係る回転
数制御装置を備えた水車の特性曲線図、第３図は本発明
の一実晦例を示す回転数制御装置を備えた水車の縦断面
図、第４図及び第５図は本発明の水車に使用される液体
プレー中の二つの実地例を示す縦断面図である。 １−水車回転軸、 ６−液体ブレーキ、１０−作動油、
１２・一回転インベラ、１８−固定インはう、１９・−
作動油量調整弁・第４図 第５図
数制御装置を備えた水車の特性曲線図、第３図は本発明
の一実晦例を示す回転数制御装置を備えた水車の縦断面
図、第４図及び第５図は本発明の水車に使用される液体
プレー中の二つの実地例を示す縦断面図である。 １−水車回転軸、 ６−液体ブレーキ、１０−作動油、
１２・一回転インベラ、１８−固定インはう、１９・−
作動油量調整弁・第４図 第５図
Claims (1)
- 流体エネルギを回収する水車において、回転インペラと
固定のインはうとからなシとれら両インペ２内に溜めら
れた作動液を介して両インペラ間に回転トルクを伝える
ようにした液体ブレーキを、水車の回転軸に連結して設
け、前記両インはう内に溜められる作動液量を水車の回
転数に応じて自動的に制御する制御手段を設け、水車の
回転軸に回転制限動力を発生させて水車の回転数を制御
するようにしたことを特徴とする液体プレー午を備えた
水車。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038655A JPS60184973A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 液体ブレ−キを備えた水車 |
| AT85301474T ATE44081T1 (de) | 1984-03-02 | 1985-03-04 | Hydraulische bremse. |
| DE8585301474T DE3571068D1 (en) | 1984-03-02 | 1985-03-04 | Hydraulic brake |
| EP19850301474 EP0153882B1 (en) | 1984-03-02 | 1985-03-04 | Hydraulic brake |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038655A JPS60184973A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 液体ブレ−キを備えた水車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60184973A true JPS60184973A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12531268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59038655A Pending JPS60184973A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 液体ブレ−キを備えた水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60184973A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
| US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP59038655A patent/JPS60184973A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
| US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
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