JPS601378A - 水力機械用案内羽根の鎖錠機構 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、案内羽根を閉または開位置に固定する水力機
械用案内羽根の鎖錠機構に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の水力機械用案内羽根の鎖錠機構を第１図。

第２図により説明する。第１図は水車の案内羽根駆動部
の要部断面図、第２図は第１図の案内羽根操作用液圧サ
ーボモータ断面図である。第１図において、１はケーシ
ング、２はステージリング、２ａはステージベーン、３
は案内羽根、３ａは上部ステム、３ｂは下部ステム、４
はランナーである。５は上カバー、５ａは上カバー底板
、６は操作レバー、７はガイドリング、８は接続リング
、８ａはクランク上部ピン、９は連結棒、１０は接続ピ
ンである。そして、ケーシング１内に導入された水の流
れＰｌは、ステージベーン２ａの間を通過し、案内羽根
３の間を流れランナー４内を通シランナー４を回転駆動
すると共に矢印Ｐ２の方向に流出する。Ｇｓはガイドリ
ンクの回動する面、Ｃ３はガイドリング７及び操作レバ
ー６の連結点である。

第２図において、２２はシリンダー、２３はピストン、
２４は鎖錠機構ケース、２５は鎖錠板、２６はカバー、
２７はカバーケース、２８は油圧機構、２９はピストン
ロッド、２９ａは鎖錠ピストンロッド、３０はロックナ
ツト、３１．３２はブツシュ、３３は鎖錠金具である。

そして、圧油の液圧ＯＰ２は矢印のように供給されてシ
リンダー２２内のピストン２３に作用し図示の位置、即
ち、ピストン２３をシリンダカバー２４ａ側に移動させ
て圧着している。ピストン２３に作用した液圧力はピス
トン２３と一体構成のピストンロッド２９を経てクラン
ク上部ピン８ａに伝達され、案内羽根３は閉鎖または開
放されるようになっている。

この案内羽根３は閉鎖まだは開放位置を外力によって動
かされないように保持する必要がある。

その外力としては、例えば、液圧力ＯＰ　２が予測し得
ない理由によって排油につながるか、または破損して逆
に液圧ＯＰ１がピストン２３の面に作用する場合である
。このような場合にピストン２３は図示位置より距離Ｓ
だけ移動しピストンロッド２９を経由し案内羽根３を通
の方向に動作させることとなる。これを防止するだめに
、図示のピストン２３の左方に鎖錠ロッド２９ａを長さ
ｔ４にわたり一体形成している。そして、ピストン２３
が図示のように右方向に移動したとき油圧機構２８によ
って鎖錠板２５を下方位置まで移動せしめ、万一、液圧
ＯＰ　ｔがピストン２３０面に作用しても、鎖錠ロッド
２９ａは鎖錠板２５によって移動できないように形成さ
れている。

しかし、上記従来の構造においては、鎖錠ロッド２９ａ
１鎖錠板２５等が密閉された液圧サーボモータ内に設置
されているので、内部の点検や寸法調整の場合に液圧サ
ーボモータ全体を分解しなければ実施が不可能である不
具合があり、また、鎖錠板２５には、ピストン２３に作
用する大きな液圧力が加えられるが、この力を直径ｄ３
の面積でなければならない不具合がある。そして、鎖錠
板２５を上下させるためには、第２図に示しだ距離りに
相当するだけの鎖錠板２５の通路を必要とする。これを
第３図によって詳説すれば、鎖錠板２５の距離りに相当
する通路は、曲線Ｃ１’、Ｃ２と直ｆａｌｌ＋　ｔ２で
結んだ小判形の面積、即ち、鎖錠板収納スペース３４が
必要であり、鎖錠板収納スペース３４はすべて鋼材を工
作機械によって切削削除するのでその作業には多くの作
業工数を要する。

また、鎖錠するためには液圧力を支えるので、強固な鎖
錠機構ケース２４を必要とし、従って、鎖錠機構ケース
２４のだめの資材費、製作費並びに据付スペースを要す
ることになり、そして、鎖錠操作するためにのみ、鎖錠
ロッド２９ａと鎖錠ピストンロッド２９ａの作動時の収
納カバー２６、収納カバー２６を収納するカバーケース
２７を必要とし構造が複雑となる。さらに、液圧サーボ
モータに作用する液圧力を、喪失してもピストン２３が
戻らぬように第２図に示した距離Ｓ、に相当する長さの
鎖錠金具３３を取り付けており、鎖錠金具３３は、第４
図において吊手３３ａ、３．３ｂにクレーンのワイヤを
掛けてこの位置に着脱していたのでそのだめの部品を要
し取扱い作業に多くの工数を要していた。

〔発明の目的〕

本発明ｋＪ、上記の状況に鑑みなされたものであり、簡
単な構造で、著しく小形化でき製作材料及び製作工数を
大幅に低減することかで癲ると共に保守点検及び寸法調
整が容易な水力機械用案内羽根の鎖錠機構を提供するこ
とを目的としたものである。

〔発明の概要〕

本発明糸水力機械用巣内羽根の鎖錠機構は、液圧サーボ
モータによって上カバー上面で回転駆動されるガイドリ
ングと、それぞれ一端が上記ガイドリングに連結された
複数個の操作レバーのそれぞれの他端に固着され開閉駆
動される案内羽根と、該案内羽根を閉鎖状態に鎖錠する
鎖錠装置とを設けてなシ、上記鎖錠装置が、上記ガイド
リングと、上記上カバーの上カバー底板もしくは上カバ
ーガイドとの間を、鎖錠ロッドを介し着脱自在に連結し
鎖錠するように構成されてなるものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の水力機械用案内羽根の鎖錠機構を実施例を
用い従来と同部品は同符号で示し同部分の構造の説明は
省略し第５図、第６図により説明する。第５図は鎖錠機
構取伺部の水車の要部断面図、第６図は第５図の■矢視
平面図である。図において、１２は鎖錠ケース、１３は
鎖錠ロッド、１４は鎖錠受台、’１５は鎖錠受氷である
。ランナー４の回転を止める必要が生じたときは、液圧
サーボモータ（図示せず）からの液圧力が、クランク上
部ピン８ａに伝達され、以下接続クランク８、ガイドリ
ング７、接続ピン１０、操作レバー６と力が伝達され、
案内羽根上部ステム３ａを回転させることにより案内羽
根３が閉じられるようになっている。

第６図において、案内羽根３が点線図示のように閉じれ
ば、矢印Ｐｌの水の流れは矢印Ｐ２の方向への流れを、
点Ｃｏでｌ５ＪＩ止されるのでランナー４の回転が止め
られる。この状態で水車の内部の点検、機器全体の点検
あるいは保守を行ない、部分的な補修作業あるいは付属
機器の調整などをして機械的に安全状態を保持するよう
にしている。

そして、第６図において、液圧ＯＰ　２がピストン２３
に作用し案内羽根３を閉じた状態で、案内羽根３の装着
された中心綜サークルｇゎ線と、ガイドリングツ０回動
する而Ｇ　ｓ　、との相互間の点Ｌｃに配設された鎖錠
ケース１２内の鎖錠機構によシ案内羽根３の位置を鎖錠
し保持するようになっている。点Ｌｃは、ガイドリング
７と案内羽ａ３の操作レバー６との操作力伝達のだめの
複数の接続ピン１０設置位置の点Ｃ３の相互間のほぼ中
間位置に設けられている。

第７図（イ）は第６図の鎖錠ケース１２の■−■矢視断
面詳細図、（ロ）は（イ）のＡ部詳細図である。鎖錠ケ
ース１２の内部１２ａには上端のみ大径に、他は小径に
形成されだ鎖錠ロッド１３が大径部１３ａの外周を摺動
自在に内蔵されている。一方、上カバー５の上カバー底
板５ａに鎖錠受台１４が形成されている。１６は保持ロ
ッドで鎖錠ケース１２の底部分を貫通し下端を大径部１
３ａの上端面に螺着され第７図（イ）に示すように鎖錠
ロッド１３を最上端に固定するとき保持用具１７を介し
第７図の位置に保持され、鎖錠ロッド１３を鎖錠受人１
５に故人時には第９図のように外されるようになってい
る。１８はロックナツト、１９は保持ねじ、２０は袋ナ
ラｌ−１２１は偏心円筒管、１１はケース固定ボルト、
７ａは鎖錠受座である。鎖錠ロッド１３の外径ｄは鎖錠
ケース１２の内径りよシ小径の、Ｄ＞ｄに構成されてい
る。第８図は第７図の鎖錠間保持状態断面図で、いま、
液圧ＯＰａが作用し液圧ＯＰ４が排出口に連通されてい
るとすれば、鎖錠ロッド１３には、π／４（冥２ｄ２）
×液圧力、なる力が上方に向いて作用している。

この上刃への作用する力は、鎖錠ロッド１３を図示した
位置に保持しているのでとの鎖錠機構は解除された状態
となっている。

第９図は鎖錠状態断面図を示し、鎖錠を行なうときは、
液圧ＯＰ３を作用させたままの状態で、液圧ＯＰ４を作
用させる。そして、液圧力を、０Ｐ３＝ＯＰ４、とした
とき、π／４　Ｄ２：＞π／４（Ｄ２−ｄ２）　の関係
より、鎖錠ロッド１３は距離Ｓ２だけ下降し、鎖錠受台
１４に形成されだ鎖錠受人１５内に距離Ｓ３だけ挿入さ
れ上カバー底板５ａに対するガイドリング７の回動を抑
止する。

従って、案内羽根３はその閉じた位置を保持できること
になる。そして、鎖錠ロッド１３が鎖錠受人１５内に距
離Ｓ３を挿入されても、何らかの予測不可能な事態によ
って液圧ＯＰ　４を喪失することもあシ得る。即ち、Ｏ
Ｆ２の力によって、鎖錠ロッド１３は上方に移動し第８
図の状態となシ鎖錠解除状態となってしまう。このため
、鎖錠ロッド１３が鎖錠受人１５内に距離Ｓ３を挿入さ
れた状態で、袋ナツト２０を外して保持ねじ１９を下方
にねじ込み保持ねじ１９の先端が鎖錠ロッド１３の上端
面Ｕに接するまで手動で下降させて鎖錠ロッド１３を更
にその位置におく。更にこの状態で袋ナツト２０を保持
ねじ１９の先端に止めておく。従って、万一、液圧ＯＰ
４を喪失しても鎖錠ロッド１３が液圧ＯＰ　ａによって
移動することがないので、第９図の状態が保持され、ガ
イドリング７の回動を抑止し、即ち、案内羽根３の閉鎖
を確実に保持できる。

鎖錠ロッド１３の外径ｄと鎖錠受人１５の内径ｄｌとの
間は、ｄｌ＞ｄ、の関係を有し鎖錠ロッド１３が鎖錠受
人１５内に円滑に挿入されるように形成されていること
は当然である。しかし、ガイドリング７に装着された鎖
錠クーパ１２に内蔵される鎖錠ロッド１３の中心と、上
カバー底板５ａに形成された鎖錠受人１５との相互の中
心を一致させることは加工公差等によシ困難であること
が多い。従って、鎖錠ロッド１３を鎖錠受人１５に円滑
に挿入させるためには、鎖錠受人１５が上カバー底板５
ａに設置されているので、鎖錠ロッド１３の中心位置を
必要範囲だけ移動可能に形成する必要がある。このだめ
、鎖錠ロッド１３の外周と鎖錠受座７ａの内周との間に
、内径ａｌの中心と外径ａ３との中心が、偏心して形成
された第１０図に示す偏心円筒管２１が介装されている
。第１０図の矢印Ｑ方から見た第９図の偏心円筒管１０
と鎖錠ロッド１３との関係を第１１図によシ説明する。

鎖錠ロッド１３の中心並びに偏心円筒管２１の外径ａ３
の中心を点Ｃ６とする。このときの偏心円筒管２１の内
径Ｉｄの中心点をＣｂとする。この状態から鎖錠ロッド
１３の中心点Ｃ０が変化しないものとして偏心円筒管２
１を回転させると、偏心円筒管２１は外径ａ３上の位置
で回転する。

このとき、偏心円筒管２１の内径の中心点ｃｂは円周軌
跡ａ４で示した円形位置線を回動することになる。例え
ば第１１図に示した鎖錠ロッド１３と偏心円筒管２１と
の組合せから、偏心円筒管２１のみを左、右の任意の方
向へ１８０度回転させたものとすれば、偏心円筒管２１
の内径の中心Ｃｂは、点Ｃ６の位置となり、その内径円
ａｌは二点鎖線のａ′ｌの位置となる。第１１図に示し
た状態においては、鎖錠ロッド１３の外周と偏心円筒管
２１の内径円ａ１との関係は、両者間に矢印Ｊ方向にお
いては僅かな隙間ｇｌを有している。

この状態が通常案内羽根３の鎖錠条件に望ましい状態で
あるがとのｇｌ相当の僅かな間隙をも保有せしめ得ない
とき、例えば鎖錠ロッド１３の中心点Ｃ０が矢印Ｊ方向
へ回転させれば上記の如く１８０度回転させたとき、最
大で矢印Ｊ方向にｇ２に相当するだけの範囲で、鎖錠ロ
ッド１３と偏心円筒管２１の内径円ａｌ　との間隙を調
整可能にできる。尚、偏Ｉ〔円筒管２１はスパナ等を用
い手動により回転させる。偏心円筒管２１による鎖錠ロ
ッド１３の鎖錠受入１５に対する位置の調整は最初の組
立時に固定ボルト１１を外しておき、ガイドベーン３が
全閉したとき鎖錠ロッド１３が鎖錠受入１５に完全に一
致するように偏心円筒管鎖錠ケース１２を取付ける。こ
のとき、固定ボルト１１と鎖錠ケース１２に設けた穴１
１ａとの間に若干の隙間が存在するために鎖錠ケース１
２の取付位置を鎖錠ロッド１３の位置と完全に一致させ
ることができる。

また、第７図において、通常水車を組立てた後、案内羽
根操作機構の操作試験を行なうことが通常であるが、こ
のようなとき、液圧ＯＰ　ａは供給さかないのが普通で
ある。液圧ＯＰ３が供給されないときは、鎖錠ロッド１
３は落下してしまい、動作試験中に回動運動をしなけれ
ばならないガイドリング７は回動ができなくなる。これ
を防止するため、鎖錠ロッド１３は保持ロンド１６を利
用し、鎖錠ロッド１３の閉錠位置において、鎖錠ケース
１２の上部端面と保持ロッド１６の上部近辺に２字形の
保持用具１７を装着して行なう。保持ロッド１７の他端
側にはねじが刻設され、保持金具１７はロックナツト１
８によシ締め付けられるようになっている。従って、液
圧ＯＰａがない状態でも、鎖錠ロッド１３は常に開錠位
置を保てるので、案内羽根操作機構の動作試験を安全に
行なうことができる。

また、第８図においては液圧ＯＰ３が鎖錠ロッド１３に
作用して上動した状態を示しているが、水車の運転中に
何らかの不測の理由により、液圧ＯＰ３が喪失されない
とも限らない。このため、ガイドリング７、鎖錠ロッド
１３の運動方向、即ち、矢印ｆ−ｆ’の方向に、保護板
３５を設置し、ガイドリンク７、鎖錠ロッドの運動過程
中に液圧ＯＰａを喪失しても、鎖錠ロッド１３は保護板
３５の面を滑れるように構成しである。

このように本実施例の水力機械用案内羽根の鎖錠機構は
、案内羽根を回動駆動する操作レバーと回転駆動される
ガイドリングとを接続する接続ピン取付位置の相互間に
、ガイドリンクに固定された鎖錠ケース内の鎖錠ロッド
を上カバーの上カバー底板に形成された鎖錠受入に嵌入
係止するように構成したので、簡単な構造で従来の鎖錠
装置に比べ著しく小形化することができ製作材料が約１
／６に、また、製作工数を約１／６に低減でき経済性を
著しく向上できる。そして、案内羽根操作用サーボモー
タの構成長さを著しく短縮できるので据付スペースを約
３０チに減少でき、装置が独立して構成されているため
保守点検、寸法調整その他の作業もきわめて容易で、手
動の鎖錠操作もボルトをねじ込むだけで済み、従来の鎖
錠金具を省略できる。

尚、上記実施例において、第７図の液圧ＯＰ３の代シに
、直径り、ｄの差によって生じる空間に、圧縮ばねを用
いることもでき、これによって液圧ＯＰａの供給を省略
し同様の作用効果を得ることができる。

また、他の実施例として、上記実施例の第７図の構造に
おいて、鎖錠ケース１２のガイドリング７に対する取付
面と反対側の底部分（上端側）に、鎖錠ロッド１３に連
結された保持ロッド１６の他端側（上部側）に小形の液
圧サーボ機構（図示せず）を取シ付けて、鎖錠ロッド１
３を鎖錠ケース１２内で圧油によシ駆動しないで、上記
小形の液圧サーボ機構によって上下方向の駆動を行なっ
ても上記実施例と同様の作用効果を有する。

第１２図、第１３図は更に他の実施例を示し、第１２図
は第５図と同部分の断面図、第１３図は第１２図のＢ部
詳細図である。上部実施例と異なるところは、上記実施
例は鎖錠ケース１２をガイドリング７側に設は鎖錠ロッ
ド１３の鎖錠受入１５を上カバー５側に設は鎖錠ロッド
１３を上下方向に変位し鎖錠しだのに対し、本実施例は
、鎖錠ケース１２を上カバー５側に設は鎖錠受入１５を
ガイドリング７に設け、鎖錠ケース１２に水平方向両端
から圧油を給排し鎖錠ロッド１３を水平方向に変位させ
鎖錠するようにした点である。図において、５ｂは上部
カバーガイドである。鎖錠ロッド１３の動作並びに偏心
円筒管２１にょる鎖錠ケース１２及び鎖錠受入１５の中
心点位置の調整などは上記実施例の場合と同様に行なう
。本実施例によれば、鎖錠装置を取り付ける設置位置が
広い空間を利用できることに伴う取扱いの便利さに加え
て、液圧を必要とする個所が固定部品である上カバー側
に構成されるので液圧供給管が固定でき液圧供給が容易
となる他上記実施例とほぼ同様の作用効果を有する。

〔発明の効果〕

以上記述した如く本発明の水力機械用案内羽根の鎖錠機
構は、簡単な構造で著しく小形化できるため製作材料、
工数を大幅に低減でき、保守点検、寸法調整がきわめて
容易である効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水車の案内羽根駆動部の要部断面図、第
２図は第１図の案内羽根操作用液圧サーボモータ断面図
、第３図は第２図の鎖錠板案内溝説明図、第４図は第２
図の鎖錠金具説明図、第５図は本発明の水力機械用案内
羽根の鎖錠機構の実施例の案内羽根駆動部の要部断面図
、第６図は第一５図■矢視部平面図、第７図（イ）は第
６図の■−■矢視断面ｄ鎖錠部詳細図、（ロ）は（イ）
のＡ部詳細図、第８図、第９図はそれぞれ第７図の鎖錠
部の非鎖錠状態及び鎖錠状態の説明図、第１０図は第７
図の偏心円筒管断面図、第１１図は第１０図の偏心円筒
管の鎖錠ロッドに対する作用説明図、第１２図は本発明
の水力機械用案内羽根の鎖錠機構の他の実施例の案内羽
根駆動部の要部断面図、第１３図は第１２図のＢ部詳細
図である。 ３・・・案内羽根、４・・・ランナー、５由十カバー、
５ａ・・・上カバー底板、５ｂ・・・上カバーガイド、
６・・・操作レバー、７・・・ガイドリング、ｌｏ・・
・接続ピン、１２・・・鎖錠ケース、１２ａ・・・内部
、１３川鎖錠ロッド、１３ａ川大径部、１５川鎖錠受穴
、１６・・・保持ロッド、１７・・・保持用具、１９川
保持ねじ、２１・・・偏心円筒管。 代理人　弁理士　長崎博男 （ほか１名） ＄　１　図 羊５　図 ′＄ｌ）図 第９図 玄 不１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液圧サーボモータによって上カバー上面で回転駆動
   されるガイドリングと、それぞれ一端が上記ガイドリン
   グに連結された複数個の操作レバーのそれぞれ他端に固
   着されて開閉駆動される案内羽根と、該案内羽根を閉鎖
   まだは開放状態に鎖錠する鎖錠装置とを設けたものにお
   いて、上記鎖錠装置が、上記ガイドリングと、上記上カ
   バーの上カバー底板もしくは上カバー、ガイドとの間を
   、鎖錠ロッドを介し着脱自在に連結し鎖錠するように構
   成されてなることを特徴とする水力機械用案内羽根の鎖
   錠機構。 ２、上記鎖錠装置が、上記操作レバー及びガイドリング
   を接続する接続ピンの取付位置の相互間に配設され、か
   つ、上記ガイドリング上面に固定され上下端部から圧油
   が給排され鎖錠ケース内部に上端部に位置する大径部が
   摺動自在に嵌入され該大径部を除いた部分が小径部に形
   成される鎖錠ロッドが遊嵌された上記鎖錠ケースと、該
   鎖錠ケースの下面が接し固定される上記ガイドリングの
   鎖錠ケース内部と対応する部分に嵌入され上記鎖錠ロッ
   ドを遊嵌し組立時に該鎖錠ロッドの鎖錠受人に対する位
   置調整のため回転可能に形成されている偏心円筒管と、
   上記鎖錠ケース及び該偏心円筒管に遊嵌された上記鎖錠
   ロッドが嵌入される上記上カバーの上カバー底板に形成
   された上記鎖錠受人と、上記鎖錠ロッドの上記鎖錠受人
   に嵌入または不嵌入の状態を保持する保持手段とにより
   構成されている特許請求の範囲第１項記載の水力機械用
   案内羽根の鎖錠機構。 ３、上記鎖錠装置が、ランナー軸中心を中心とする環状
   位置に形成された上記上カバーの上カバーガイドの内周
   面に半径方向に固定され水平方向両端から圧油が給排さ
   れ鎖錠ケース内部に上記ランナーの中心側に位置する大
   径部が摺動自在に嵌入され該大径部を除いた部分が小径
   部に形成された鎖錠ロッドが遊嵌される上記鎖錠ケース
   と、該鎖錠ケースの開口面に接し固定される上記上カバ
   ーガイドの鎖錠ケース内部と対応する部分に嵌入され上
   記鎖錠ロッドを遊嵌し組立時に該鎖錠ロッドの鎖錠受人
   に対する位置調整のだめ回転可能に形成されている偏心
   円筒管と、上記鎖錠ケース及び該偏心円筒管に遊嵌され
   た上記鎖錠ロッドが嵌入される上記ガイドリングに形成
   された上記鎖錠受人と、上記鎖錠ロッドの上記鎖錠受人
   に嵌入または不嵌入の状態を保持する保持手段とにより
   構成されている特許請求の範囲第１項記載の水力機械用
   案内羽根の鎖錠機構。 ４、上記鎖錠装置の上記鎖錠ロッドの上記鎖錠受人に嵌
   入または不嵌入の状態を保持する保持手段が、上記鎖錠
   ケースの底部分に螺着貫通された保持ねじの端部が嵌入
   状態の上記大径部端面に当接し嵌入状態を保持し、上記
   底部分を貫通し上記大径部端面に一端が螺着された保持
   ロンドの他端を上記鎖錠ケース外部で保持用具を介し係
   止し不嵌入状態に保持するように形成されている特許請
   求の範囲第２項まだは第３項記載の水力機械用案内羽根
   の鎖錠機構。 ５、上記鎖錠装置の上記鎖錠ケース内に摺動自在に配設
   され大小径部を有する上記鎖錠ロッドが上記鎖錠受人に
   不嵌入の状態を、圧縮ばねにより保持するように形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の水力機械用案内羽
   根の鎖錠機構。