JPS6059435B2 - 水車用調速機の配圧弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、案内羽根を制御する水車用調速機の配圧弁の
改良に関する。

〔発明の背景〕

案内羽根を直接操作するサーボモータは配圧弁から供給
される圧油にて操作され、配圧弁は案内羽根開度に関連
して許容水量、即ち、案内羽根の許容閉鎖速度を所定値
以下に制限する技術がある。

第１図の例で説明すれば、サーボモータ開度ｙ≧ｙＡ例
えばｙ、においては許容最大閉鎖速度＝ｔａｎθレ１、
また、ｙ＜ｙΛ例えばｙ２においては許容最大閉鎖速度
ｔａｎｅＬ。となる。すなわち、開度ｙ２にある時に閉
鎖指令が与えられれば点線のようにｔａｎｅＬ２の速度
でしか案内羽根は閉められない。しかし、水圧変動から
考えればもつと速い閉め方（例えば第２図の点線）でが
きれば、負荷変動時の回転数変動をより小さく抑えられ
るので一層好ましい。従来前記負荷変動時の回転数変動
をより小さく抑えるため、発電機のしや断器がトリップ
したり停止リレーが働いた場合、その瞬間からタイマー
回路を介して案内羽根の閉鎖速度を一時的に速くさせる
ことが考えられている。しかし、一この方法は水車の停
止を前提にした特殊な場合にのみ適用されるもので常に
有効なものではない。しかもタイマー等電気回路が介在
するので信頼性も問題になる。〔発明の目的〕 フ 本発明は上記欠点を改善しようとしてなされたもの
で、その目的とするところは、いかなる案内羽根開度に
おいても水圧変動及び水車の回転数変動を確実に小さく
抑えることにある。

〔発明の概要〕

５ 即ち、本発明の特徴とするところは、主配圧弁ボデ
ィにプランジャを操作するバルブサーボモー夕をプラン
ジャと一体に設け、この主配圧弁ボディは、案内羽根を
開閉駆動するサーボモータの操作方向を上記プランジャ
にて切換える油路を有しており、前記油路の開口面積を
プランジャの位置にて制御し、この油路を流れる油量に
よつて案内羽根の閉鎖速度を制御する水車用調速機の配
圧弁において、上記プランジャがバルブサーボモータに
よつて油路の所定の開口位置以上移動すると、このバル
ブサーボモータの動きによつて作動する切換弁１４を設
け、この切換弁の作動により、プランジャを油路の所定
の開口位置以内に引き戻すようにバルブサーボモータを
作動するストップピストンを設けた水車用調速機の配圧
弁にある。

この構成により、電気的手段を用いることなく一時的に
サーボモータを急速に作動し、しかるのち、自動的に前
記急速作動よりも緩やかに作動し、案内羽根を閉鎖する
。〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を第３図及び第４図によつて説明
する。

１はプランジャ２を油圧によつて上下動可能に挿入した
主配圧弁ボディ、３はプランジャ２と一体に設けられた
バルブサーボモータであり、このバルブサーボモータ３
の上端にはボルト５によつてストップピース４が一体に
固定されている。

６はストップピース４をガイドするボルトで主配圧弁ボ
ディ１に固定されており、このボルト６にはストップピ
ース４の上昇位置を制限するナット７，８が固着されて
いる。

１０は主配圧弁ボディ１の上方凹部に設けられたストッ
プピストンであり、このストップピストン１．０はバル
、フサーポモータ３をガイドとして油圧によつて上下動
される。

９はストップピストン１０の上昇位置を制限する押え板
、１１はストップピストン１０の上面にナット１２によ
つて固定されたボルトで、このボルト１１はストップピ
ース４の下降位！置を制限する。

１３はストップピース４の下面とストップピストン１０
の間に介在されたばね、１４はプランジャ２が主配圧弁
ボディ１に形成した油路１『の開口面積に対し所定値以
上開口する位置に下動するストップピース４に設けられ
たた１たき板Ａによりその位置が切換えられる切換弁て
あり、切換弁１４がはね１５を圧縮して下降すると圧油
Ｐ。

が絞り１６を介して油路１７よりストップピストン１０
の下側に作用し、ストップピストン１０が上昇する。こ
のストップピストン１０が上昇するボルト１１を介して
ストップピース４を上昇し、ストップピストン１０が最
上昇した位置で切換弁１４は中立の位置に保持される。
１８及び１９は主配圧弁ボディ１に形成した油路１９″
の開口部と案内羽根のサーボモータシリンダ２０とを連
通する配管、２１はサーボモータシリンダ２０のピスト
ンである。

上記構成において、プランジャ２は常時はパイノロツト
バルブ（図示せず）からの制御油圧Ｐｃに応じて上下動
する。

即ちバルブサーボモータ３の上部室には常時圧油Ｐ，が
作用しているが、下部室の油圧Ｐｃが高くなるとバルブ
サーボモータ３の上下の面積差によつてバルブサーボモ
ータ３が、上動する。他方Ｐｃが低くなるとバルブサー
ボモータ３の上面に作用する力が下面に作用する力に打
勝つためバルブサーボモータ３は下降する。バルブサー
ボモータ３が上下動すればこれに直結されたプランジャ
２が上下動し、圧油Ｐｓが配管１９もしくは配管１８を
経て案内羽根のサーボモータシリンダ２０の右や左の部
屋に作用する。かくして油圧ＰＫやＰＬが上昇するが、
いずれの場合も他方の油圧（前者の場合はＰぃ後者の場
合はＰＫ）が主配圧弁から排油されて低下するのでサー
ボモータピストン２１の左右の圧力差が増大する。かく
してサーボモータピストン２１は開閉動作するがこの速
度はプランジャ２の変位とほぼ比例関係にある。すなわ
ち速い閉動作が必要な場合はプランジャ２は大きく下動
する必要があり、ゆつくりした閉動作が必要な楊合には
逆に大きな下動を許してはならない。開動作についても
全く同様てある。今プランジャ２が下方へＳＬ２以上変
位するとストップピース４と一体になつたたたき板Ａが
切換弁１４を押下げて切換弁１４が切換るためストップ
ピストン１０の駆動用油圧Ｐ。

がストップピストン１０の下面に作用しこれを今迄の下
限位置（変位ではＳＩ−．）から次第に押上けてゆく。
そしてストップピストン１０がＳＬｌ−Ｓしだけ上昇す
ると第４図のように切換弁１４は中立状態となり、スト
ップピストン１０の下面の圧力ははね１３の押下げ圧力
とバランスする値に保持され、ストップピストン１０の
上動は止み、その位置て静止する。かくしてプランジャ
２の下方向許容変位は最初Ｓｌ４であつたものが次第に
少なくなり最終的にはＳＬ２になつている。ここでＳＬ
ｌは閉鎖速度ＴａｎθＬ１に相当しＳＬ２はＴａｎＯＬ
２に相当していることは言うまでもない。そしてやがて
案内羽根の開度操作指令信号に対し実際の案内羽根開度
が近づいてバルブサーボモータ３の下面圧力ＰＯが上昇
してプランジャ２が中立状態へと復帰し始めると切換弁
１４は再びストップピストン１０の下面に作用していた
油を排出させるのでばね１３によつてストップピストン
１０は下降し再び主配圧弁の閉側制限値はＳＬｌになる
。ここで制限値がＳＬｌからＳＬ２へ移行する所要時間
は絞り１６によつて調整可能である。さらにプランジャ
２が大きく下方へ変位すれはする程切換弁１４も大きく
下方に切換えられてストップピストン１０は速く操作さ
れ制限値はす早くＳＩ−．へと移行する。これは閉速度
が大きければ大きい程長く動作を継続できないという水
撃特性に合致しており、ここにも合理性がある。さらに
制限イ郁Ｌｌ，ＳＬ２はボルト１１および切換弁１４の
上端のギャップの位置を変えることにより各々調整可能
である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、いかなる案内羽根開度においても水圧
変動及び水車の回転数変動を確実に小さく抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水車用調速機の配圧弁によるサーボモー
タ制御を示す線図、第２図は本発明水車用調速機の配圧
弁によるサーボモータの制御を示す線図、第３図及ひ第
４図は本発明水車用調速機に用いる配圧弁の動作を説明
する断面図てある。 １・・・主配圧弁ボディ、２・・・プランジャ、３・・
・バルブサーボモータ、４・・・ストップピース、１０
・・・ストップピストン、１４・・・切換弁、１６・・
・絞り、２０・・・サーボモータシリンダ、２１・・・
サーボモータピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主配圧弁ボディ１にプランジャ２を操作するバルブ
   サーボモータ３をプランジャ２と一体に設け、この主配
   圧弁ボディ１は、案内羽根を開閉駆動するサーボモータ
   ２０の操作方向を上記プランジャ２にて切換える油路１
   ８′、１９′を有しており、前記油路１８′、１９′の
   開口面積をプランジャ２の位置にて制御し、この油路１
   ８′、１９′を流れる油量によつて案内羽根の閉鎖速度
   を制御する水車用調速機の配圧弁において、上記プラン
   ジャ２が、バルブサーボモータ３によつて油路１８′、
   １９′の所定の開口位置ＳＬ＿２以上移動すると作動す
   る切換弁１４を設け、この切換弁１４の作動により、プ
   ランジャ２を油路１８′、１９′の所定の開口位置ＳＬ
   ＿２以内に引き戻すようにバルブサーボモータ３を作動
   するストップピストン１０を設けたことを特徴とする水
   車用調速機の配圧弁。