JPS61106981A - 水力機械の調速機 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、水力機械の調速機に係り、特に、ガイドベー
ンの開閉動作に支障が生じ１〔ときにその支障を取除く
ことができるように開閉制御を行なうようにした水力機
械の調速機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

フランシス水車等の水力機械のガイドベーンは、調速機
によりその開度調節が行なわれている。一般の調速機に
は、一つのサーボモータが設りられ、複数のガイドベー
ンを同期さゼて同時に開閉駆動する。

一方、近年になって、サーボモータの小型化等を図るた
め、各ガイドベーンごとにサーボモータを配するＪ：う
にしたものが出現している。第２図は、このようなイン
ディビジュアル開閉型の調速機の例を示している。まず
、ガイドベーン１は、図示を省略したランナの外方側に
、一定置周上に並ぶように複数枚配置されている（本図
では２枚のみ示す）。各ガイドベーン１は、スピンドル
２により回動自在に保持され、各スピンドル２にアーム
３を介してサーボモータ４の出力軸５が連結されている
。さらに、上記サーボモータ４には、電気−油圧サーボ
弁６を介して作動油が適宜供給され、ガイドベーン１が
必要＠開門されるよになっている。

また、第３図に示すように、上記電気−油圧サーボ弁６
のシリンダ部７内には、所定圧力の圧油が供給され、こ
の圧油をスプール弁８の切換動作により閉側ポート９あ
るいは開側ボート１１のいずれかから上記サーボモータ
４に送給するようにしている。上記スプール弁８の切換
作動は、制御ｉ、、、＋　　　’／　Ｌ／　／−１’“
−’１２ｋｍ′″］”ｊ′″ｔ）　ｔ’Ｌ　’ｂ、　ｔ
　ａ　；ｔ）１５　、２プール弁８の両側には圧力室１
３．１４が設けられ、この圧力！１３．１４を通しで上
記圧油の一部が２つの対向ノズル１５．１６から流出す
るようになっている。ぞして、両ノズル１５．１６の間
に設けられたフラッパー１７を制御ソレノイド１２にｊ
−り揺動させて上記両ノズル１５．１６からの油流出量
を調節し、圧力室１３．１４の圧力変動を生じさせて上
記スプール弁８を作動させるようにしている。

ところが、ガイドベーン１を閉じＪ：うとする際に流水
中の異物がガイドベーン１の間にはさまることがあり、
これによってガイドベーン１０閉動作が防げられ、運転
上重大な支障となることがあった。特に、上述したイン
ディビジコアル型のものでは、このような調速動作の支
障からガイドベーンの全開が妨げられて水力機械の停止
ができなくなったり、異物の大きさによっては大きな回
転トルクが生じてブレーキを焼損することがあった。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、このような従来の水力機械の調速機の
欠点を解消し、ガイドベーンに異物がかみ込まれた場合
でも支障なくガイドベーンを作動させることができるよ
うにした水力機械の調速機を提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明による水力機械の調速
機は、ガイドベーンの実開度と開度指令値との偏差を算
出して開閉動作の異常を検出する開度異常検出器と、こ
の開度異常検出器からの異常信号に基づいてガイドベー
ンの駆動系に一定の開信号を出力する信号発生器とを備
えてなることを特徴とし、ガイドベーンが正常に動作し
なかったとぎにガイドベーンを少し開け、その後回びも
との動作させるようにしている。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図に示すように、カバナ２０から発せられる開度指
令信号Ｓ１は、ゲート２１を介して電気−油圧サーボ弁
２２（第２図符号６参照）に印加されている。サーボモ
ータ２３は、上述のように、電気−油圧サーボ弁２２の
指示に従って作動され、ガイドベーンを適宜開閉する。

そして、ガイドベーンが実際に開閉駆動された実開度量
は、開度発信器２４から実開度信号＄２としてカバナ２
０に戻されており、ガイドベーンが所定の開度に至るま
でカバナ２０から上記開度指令信号Ｓ１が発せられ続け
る。

さらに、上記開度指令信号＄１および実開度信号Ｓ２は
、開度異常検出器２５に出力されている。

この開度異常検出器２５は、比較演算器２６と、タイマ
ー２７とからなっている。比較演算器２６は、開度指令
信号Ｓ１　（開１ｆｆＡ＞と実開度信号Ｓ２　（Ｉ？１
度Ｂ）との偏差（Ａ−Ｂ）を算出する機能および上記偏
差（Ａ−８）を設定値Ｃと比較する機能を有している。

そして、上記偏差（Ａ−Ｂ）が設定開度Ｃより大きい場
合にはタイマー２７に異常信号Ｓ３が発せられるように
なっている。タイマー２７は、上記異常信号Ｓ３の継続
時間を計測し、その継続時間が設定時間に至ったときに
上記異常信号Ｓ３を開信号発生器２８に出力する機能を
備えている。

上記開信号発生器２８は、異常信号Ｓ３を受【ノたとき
に、ゲート２１を介して電気−油圧サーボ弁２２に一定
の開信号Ｓ４を出力する機能を備えている。この開信号
Ｓ４は、出力調整用ベーンを一定開度開けるパルス信号
からなり、矩形波の幅分だけガイドベーンが開放される
ようになっている。

このような調速機を備えた水力機械において、９荷変動
等によってガイドベーンを閉じる必要が生じた場合には
、ガイドベーンをたとえば開度Ａまで閉じるようカバナ
２０から開度指令信号Ｓ１がゲート２１を通して電気−
油圧サーボ弁２２に発せられる。電気−油圧サーボ弁２
２の切換動作によりサーボモータ２３に圧油が供給され
ガイドベーンを閉じ方向に駆動させる。このガイドベー
ンの開度は開度発信器２４から実開度信号Ｓ２としてカ
バナ２０および開度異常検出器２５に発せられる。そし
て、開度異常検出器２５の比較演算Ｎ。

ｈｌ　　　　　器２６では、開度指令信号Ｓ１　（開度
Ａ）と実開度信号Ｓ２　（開度Ｂ）との偏差（Ａ−８）
が設定値Ｃと比較されている。

今、このガイドベーンの閉じ動作中にガイドベーンの間
に異物がはさまったとすると、ガイドベーンの閉じ動作
が妨げられ、指令開度Ａと実開度Ｂとの間に偏差（Ａ−
Ｂ）が生じる。この偏差（Ａ−Ｂ）が設定開度Ｃを越え
しかも一定時間継続されている場合には、比較演算器２
６からの異常信号Ｓ３がタイマー２７を通して開信号発
生器２７に出力される。そして、上記開信号発生器２７
からは開信号Ｓ４が発せられ、ガイドベーンが開信号Ｓ
４のパルス波幅分だけ開かれる。

ガイドベーンが少し聞かれることによって、ガイドベー
ン間にはさまれていた異物が開放され、上記異物が水流
に乗っておし流されていく。ガイ所定の開度に至る。

〔発明の効果〕

つ□］いよう１ｏ、＊□、よ、＊ヵ□。□　　　（・機
は、ガイドベーンの開度指令値と実際の開度との差に基
づいて開閉動作の異常を検出する開度異常検出器と、こ
の開度異常検出器により検出されたガイドベーンに一定
の開信号を与える開信号発生器とを備えるようにしたか
ら、ガイドベーンの閉じ動作中に異物がはさまってガイ
ドベーンの閉じ動作が行なわれなくなった場合に、ガイ
ドベーンを自動的に少し開かせることができ、これによ
って上記異物をおし流すことができる。

したがって、本発明によれば、ガイドベーンを支障なく
作動させることができ、機器の停止を防いで連続運転を
可能にすることができる。特に、複数のガイドベーンを
個々に開閉させるようにしたインディビジュアル型のも
のにおいては、１つのガイドベーンのみが動作しなくな
ってしまうような事態をなくすことができ、順調な運転
を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における調速機のブロック線
図、第２図は一般の水力機械の調速機を示す構造説明図
、第３図はサーボ弁の断面説明図である。 ２０・・・カバナ、２１・・・ゲート、２２・・・電気
−油圧サーボ弁、２３・・・サーボモータ、２４・・・
開度発信器、２５・・・開度異常検出器、２６・・・比
較演算器、２７・・・タイマー、２８・・・開信号発生
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガイドベーンを所定開度に開閉駆動する水力機械の
   調速機において；上記ガイドベーンへの開度指令値と実
   開度との偏差を算出して動作異常を検出する開度異常検
   出器と、この開度異常検出器から発せられる異常信号に
   基づいてガイドベーンの駆動系に一定の開信号を出力す
   る開信号発生器とを備えてなることを特徴とする水力機
   械の調速機。 ２、開度異常検出器は、ガイドベーンの実開度と開度指
   令値との偏差を算出してこの偏差量が一定許容偏差を越
   えたときに異常信号を発する比較演算器と、上記異常信
   号が所定時間継続して発せられたときに該異常信号を開
   度信号発生器に出力するタイマーとからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の水力機械の調速機。 ３、信号発生器は、ガイドベーンを一定開度開かせるパ
   ルス信号を発する機能を備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の水力機械の調速機。