JPS6256358B2 - - Google Patents

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JPS6256358B2
JPS6256358B2 JP58223495A JP22349583A JPS6256358B2 JP S6256358 B2 JPS6256358 B2 JP S6256358B2 JP 58223495 A JP58223495 A JP 58223495A JP 22349583 A JP22349583 A JP 22349583A JP S6256358 B2 JPS6256358 B2 JP S6256358B2
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JP
Japan
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blade angle
rotating shaft
shaft
piece
angle control
Prior art date
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Application number
JP58223495A
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English (en)
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JPS60116898A (ja
Inventor
Yoshio Mimura
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可動翼を備えた流体機械の翼角制御装
置に関するものである。
従来回転翼を備えた流体機械で翼を可動として
翼のピツチを変えて流量に適応させ効率の向上を
計ることが行われている。
第1図は可動翼ポンプの縦断面図の一例であ
る。軸継手13は回転軸1端に固定されており、
回転軸1は吸込ケーシングbに固定した翼角制御
装置a中を経由して吸込ケーシングbへ軸封され
て入り、回転軸1には紡錐形の可動翼本体cが固
定され、可動翼本体cに羽根dの回転軸1に対し
て半径方向の軸eが枢着され、軸eに固定したア
ームf端にピンgにより枢着されたリンクhの他
端は回転軸1中を挿通する翼角制御用軸2に固定
したクロスヘツドjにピンiにより枢着されてい
る。翼角制御装置a中には翼角制御用軸2の軸方
向移動を行う装置が納めてある。
翼角制御用軸2が軸方向に動くとクロスヘツド
jが共の動き、リンクhによりアームfを回動し
て羽根dのピツチを変えるものである。図は横型
の例であり立型もあり、水車についても同例があ
る。
このような翼角制御装置は流体機械の可動翼を
取付ける回転翼中に可動翼駆動のための翼角制御
用軸を軸方向移動可能に備えるが翼角制御用軸に
作用する翼角操作力を該回転軸によつて支持する
ものと回転軸外の静止物体にて支持するものとが
ある。翼角制御用軸を静止物体にて支持して可動
翼を動作するものは回転軸と前記静止物体との相
互間にこの作用力が働くことになり、このため回
転軸を支持する推力軸受に、この作用力が追加さ
れるため、より大容量の推力軸受にせねばならぬ
という欠点がある。これに対して回転軸にて翼角
制御用軸による翼角操作力を支持するものは回転
軸上に翼角制御用軸を作動する手段を備えるため
回転軸を支持する推力軸受に翼角制御用軸に加え
る力の反作用が働かない。回転軸上に備える作動
手段としては一般に回転軸と同芯に油圧シリンダ
を構成して油圧シリンダのピストンと翼角制御用
軸を連結した如き構成がとられている。しかし、
このような油圧式の場合油圧源、翼角制御用軸の
位置制御のための油圧サーボ機構などを備える必
要があり装置は大型複雑化するので油圧を使用し
ない機械式の作動手段を回転軸上に備えることが
望まれる。一方、回転軸の回転中機械的に常に翼
角制御用軸を操作する装置を担持している構造の
ものでは軸受部に於いて摩擦損失が発生する。
回転軸上で翼角制御用軸に加わる推力を担持
し、且つ一対の平歯車を用いた特開昭57−212398
号の発明は該歯車の一つ及び制御モータが回転軸
の廻りを公転するため、不均合重量を生じ回転釣
合をとらねばならず、制御モータへの給電にスリ
ツプリングを必要とし、製作上工数がかゝり、保
守に手がかゝる。又装置の軸方向長さが長くなる
等の欠点がある。
本発明は上記従来例の欠点を解消し可動翼を備
えた流体機械の翼角制御装置において流体機械運
転中に翼角制御のために大きな摩擦抵抗の生じな
い回転軸に担持される翼角制御用軸の作動手段を
提供することを目的とする。
本発明は中空の回転軸1と該回転軸中を貫通し
た翼角制御用軸2を有する可動翼を備えた流体機
械の翼角制御装置において、回転軸1の周囲に回
転軸に対し相対回転可能に設け外周に平歯車を備
えた駒18と、駒の平歯車18cとかみ合い駒の
軸方向移動を可能とした静止部材に軸承された歯
車24と、駒の歯車18cとかみ合う歯車24を
可変速する固設した駆動手段31と、前記駒18
の回転運動を回転軸上において軸方向運動に変換
する出力側が翼角制御用軸に連結された機械的運
動変換手段とを有する可動翼を備えた流体機械の
翼角制御装置である。
以下、本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。第2図は縦断面図である。図示されない可動
翼を備える流体機械の中空の回転軸1の中心には
翼角制御用軸2が軸方向移動自在に挿通してい
る。この翼角制御用軸2には図示されないが可動
翼に連結された直接の操作部材が係合される。翼
角制御用軸2にはキー3を介して円板形のデイス
ク4が嵌入し、且つ翼角制御用軸2端のおねじに
ねじ込んだナツト5によりデイスク4が軸方向に
も回転に対しても移動しないように翼角制御用軸
2に固定されている。デイスク4の円周上で軸方
向の孔に複数の操作棒6が嵌入し、ナツト7を操
作棒6にねじ込んでデイスク4と操作棒6が固定
されている。操作棒6は回転軸1にキー8を介し
て嵌入し、且つ回転軸1にねり込まれたナツト9
により軸方向に締付けられて回転軸1に固定され
たカツプリング11に圧入したブツシユ12に滑
入している。操作棒6は滑りリング16にねじ込
まれている。
カツプリング11には原動軸(流体機械がポン
プの場合)もしくは被動軸(流体機械が水車の場
合)13が嵌め合され両者はカツプリングボルト
ナツト14により連結されている。カツプリング
11にはキー15を介して滑りリング16が軸方
向移動可能に嵌入し、更にカツプリング11の外
周のねじ11aには円筒状の駒18の内周のめね
じ18aがねじ込まれている。そして駒18は軸
受17を介して滑りリング16に対して軸方向移
動しないように且つ回転可能に支持されている。
即ち、軸受17はアンギユラコンタクト軸受をフ
エスツウフエス合せとし駒18の軸受ハウスの段
18bとボルト19により駒18に取り付けたつ
ば付カラー21で軸受17の外輪を押え、内輪側
面で滑りリング16の段16aを挾持している。
駒18の外周には平歯車18cが核設せられ、
ケーシング22に軸受23を介して軸方向に移動
しないように支持された回転軸1と平行な翼角操
作力伝達軸20に固定された平歯車24が平歯車
18cとかみ合つている。つば付カラー21には
シフタ28が係合し、シフタ28はケーシング2
2に固定されたケーシングカバー25に設けた軸
方向の案内に移動自在に滑入している。シフタ2
8にはケーシング22を軸方向に挿通する指針2
6が固定され、ケーシング22外においてケーシ
ング22に固定されたポテンシヨメータ、差動ト
ランス等の位置検出器の翼角検出器27にて該指
針26の位置が検出されることにより翼角を伝達
する構造となつている。
翼角操作力伝達軸20端は軸継手29を介して
変速可能な原動機31に連結されている。原動機
31は台32を介してケーシング22に固定され
ている。ケーシング22下部は回転軸1の軸封を
行う軸封部材33が嵌入し、ケーシングカバー2
5に固定された軸封部材34により、カツプリン
グ11の軸封を行つている。
原動機31は典型的には可変速電動機であるが
油圧モータでもよく、空圧モータでもよい。或は
他の機構により翼角操作力伝達軸20を駆動する
ようにしてもよい。回転軸1、軸継手29の白黒
パターンを印刷した表面には対向して反射形セン
サのような回転数検知器30,40を備える。
平歯車18cの歯数をZ1、平歯車24の歯数を
Z2とする。回転軸1の回転速度をN0とし原動機
31の回転速度をNとする。
今 N=N0×Z/Z であるとすると原動機31により翼角操作力伝達
軸20が回転させられ、平歯車24は回転数Nで
回転し、平歯車18cはN0=N×Z/Zにて回転 し、駒18は回転軸1と同じ回転数で回転するか
ら、駒18はねじ対偶11a,18aによる軸方
向の移動が生じない。今 N〓N0×Z/Z とすると駒18の回転数N18は N18=N×Z/Z〓N0 となる。そこで回転軸1と駒18は相対回転する
から、ねじ対偶11a,18aにより駒18は軸
方向に移動し、軸受17を介して滑りリング16
を移動させ、連結棒6、デイスク4を介して翼角
制御用軸2を軸方向に移動させ翼角を変化させ
る。
第3図は翼角制御のブロツク図である。
(1) 翼角検知器27で検知した信号は翼角比較器
36に送られ、現状翼角と翼角設定器35で設
定された設定値(又は制御指令値)とを翼角比
較器36にて比較され、その差に比例した信号
は三点指示器37に送られる。
(2) 三点指示器37において、翼角検知器27と
翼角設定器35の信号が同一の場合は「翼角変
えず」の指令(±0rpm)が出る。現状翼角が
指令値よりねている場合は「立てる」指令、立
つている場合は「ねかせる」指令を三点設定器
39に発信する。
(3) 回転数検知器30は回転軸1の回転数N0
検知し、比例器38にてそのZ1/Z2倍をして三
点設定器39に入力する。
(4) 三点設定器39は三点指示器38からの信号
に基き、 N=N0×Z/Z+A、N0×Z/Z−A、N0×
/Z±0 の何れかの信号を回転数比較器41に送る。
(5) 回転数比較器41は三点設定器39からの信
号と翼角操作力伝達軸20の回転数検知器40
からの信号を比較して原動機31をフイードバ
ツク制御して駆動する。
(6) かくして翼角制御しないときは駒18は N0×Z/Z×Z/Z=N0 で回転し、回転軸1に対し駒18は相対回転し
ないから翼角は変化しない。原動機31が N0×Z/Z±A にて回転すると平歯車24と平歯車18cによ
り減速されて駒18は N18=(N0×Z/Z±A)×Z/Z=N0±A
/Z にて回転する。従つて駒18は回転軸1に対し
て AZ/Z にて相対回転し、駒18は軸方向に移動するか
ら翼角は変化する。
駒18の軸方向移動はつば付カラー21の移
動となり、シフタ28を移動させ、指針26は
移動して翼角検知器27に現在の翼角を伝え
る。
(7) 翼角検知器27からの信号は翼角比較器36
にて翼角設定器35からの設定翼角に対応する
信号と比較され、その差が0になつたときに上
述した項目(1)〜(5)に従つて原動機31は N0×Z/Z±0 にて駆動され駒18の回転数N18は回転軸1と
同じとなり、回転軸1と駒18は共回りする。
実施例は駒18を回転軸1に対して相対回転し
て軸方向運動にねじ対偶を用いたがカムでもよ
い。カムによるときは円筒カム、端面カム何れに
よつても実現出来る。即ち、実施例のねじ対偶部
分において外円筒もしくは内円筒にカム溝を備
え、相手側にカム溝に嵌入するカムフオロワを備
える。端面カムによるときは駒18の端面に端面
カムをそして回転軸1側に固設したカムフオロワ
を置くか、この逆のカム対偶でもよい。
実施例は可変速の原動機を軸継手を介して翼角
操作力伝達軸を駆動したが、これは一定速の原動
機、例えば誘導電動機を電磁カツプリング装置2
9′(第3図)を介して翼角操作力伝達軸を駆動
するようにし、電磁カツプリング装置29′を制
御して翼角操作力伝達軸を変速してもよい。
本発明は回転軸に対して相対回転するように回
転軸上に駒を備え、駒の回転運動を軸方向運動に
変換するようにし、該駒の軸方向運動を翼角制御
用軸に伝達する部材を配したから、翼角制御のた
めに翼角操作軸に加わる推力は回転軸に担持さ
れ、可動翼の推力を担持している軸受に更に翼角
制御のための推力が加わることがないので該軸受
が小さくてすみ、固定翼を可動翼に変更する場合
も流体機械の主体に手を加えなくてもすむ。又駒
の回転運動を直線運動に変換する手段としてねじ
対偶を用いた場合は翼角制御の推力により駒が逆
に回動しないようにすることが容易である。
駒の外周の歯車に軸方向に駒が移動してもかみ
合いを保つような歯車を翼角操作力伝達軸に固定
し、該軸を可変速原動機により回動するようにし
たから、可変速原動機を制御することにより翼角
制御を行うことができ、流体機械、例えばポンプ
が可変速モータで駆動されているような場合にポ
ンプの可変速モータの変速に対応して追従して可
動翼を制御するようにすることが容易である。そ
して翼角操作力伝達軸を駆動する可変速原動機に
より駒の回転軸に対する相対回転速度を自在に選
べるので翼角制御動作時間を自在に変え得ること
が可能であり、最適な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は可動翼を備えた流体機械の翼角制御を
説明するための縦断面図、第2図は本発明の実施
例の縦断面図、第3図は第2図に対する制御ブロ
ツク図である。 1……回転軸、2……翼角制御用軸、3……キ
ー、4……デイスク、5……ナツト、6……操作
軸、7……ナツト、8……キー、9……ナツト、
11……カツプリング、11a……ねじ、12…
…ブツシユ、13……軸継手、14……ボルトナ
ツト、15……キー、16……滑りリング、16
a……段、17……軸受、18……駒、18a…
…めねじ、18b……段、18c……平歯車、1
9……ボルト、20……翼角操作力伝達軸、21
……つば付カラー、22……ケーシング、23…
…軸受、24……平歯車、25……ケーシングカ
バー、26……指針、27……翼角検知器、28
……シフタ、29……軸継手、30……回転数検
知器、31……原動機、32……台、33,34
……軸封部材、35……翼角設定器、36……翼
角比較器、37……三点指示器、38……比例
器、39……三点設定器、40……回転数検知
器、41……回転数比較器、29′……電磁カツ
プリング装置、a……翼角制御装置、b……吸込
ケーシング、c……可動翼本体、d……羽根、e
……軸、f……アーム、g……ピン、h……リン
グ、i……ピン、j……クロスヘツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 中空の回転軸1と該回転軸中を貫通した翼角
    制御用軸2を有する可動翼を備えた流体機械の翼
    角制御装置において、回転軸1の周囲に回転軸に
    対し相対回転可能に設け外周に平歯車を備えた駒
    18と、駒の平歯車18cとかみ合い駒の軸方向
    移動を可能とした静止部材に軸承された歯車24
    と、駒の歯車18cとかみ合う歯車24を可変速
    する固設した駆動手段31と、前記駒18の回転
    運動を回転軸上において軸方向運動に変換する出
    力側が翼角制御用軸に連結された機械的運動変換
    手段とを有する可動翼を備えた流体機械の翼角制
    御装置。 2 機械的運動変換手段が駒内に切られた回転軸
    と同心のめねじと、該めねじと係合するねじを有
    する回転軸に固定された部材と、駒を軸承し回転
    軸に固定された部材に回転軸の軸方向に移動可能
    に滑入した滑りリングとからなる特許請求の範囲
    第1項記載の可動翼を備えた流体機械の翼角制御
    装置。
JP58223495A 1983-11-28 1983-11-28 可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置 Granted JPS60116898A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58223495A JPS60116898A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS60116898A JPS60116898A (ja) 1985-06-24
JPS6256358B2 true JPS6256358B2 (ja) 1987-11-25

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103388588A (zh) * 2013-08-15 2013-11-13 戴宏岸 内置旋转式叶片角度液压调节器
JP6235833B2 (ja) * 2013-08-27 2017-11-22 三菱重工業株式会社 ポンプ吊上げ治具、ポンプ吊上げ方法、ポンプ分解方法
DE102019134887A1 (de) * 2019-12-18 2021-06-24 Ie Assets Gmbh & Co. Kg Lüfterrad

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57212398A (en) * 1981-06-24 1982-12-27 Hitachi Ltd Apparatus for changing angle of variable vane of pump

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JPS60116898A (ja) 1985-06-24

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