CN109073094A - 阀及蒸汽轮机设备 - Google Patents

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Abstract

阀具备：阀杆；第一阀芯，设于上述阀杆的前端侧，并构成为经由上述阀杆而被驱动；第一阀座，能够供上述第一阀芯落座；副座面，沿着与上述阀杆的轴向交叉的方向；副座面部，相对于上述第一阀芯而设于上述阀杆的基端侧，并构成为在上述第一阀芯的闭阀时与上述副座面抵接；及施力部件，能够生成沿着上述阀杆的轴向的作用力，上述第一阀芯及上述副座面部中的一方能够相对于上述阀杆沿着上述轴向上相对位移，并被上述施力部件朝着上述第一阀座及上述副座面中的一个施力。

Description

阀及蒸汽轮机设备
技术领域
本公开涉及阀及具备该阀的蒸汽轮机设备。
背景技术
以往，为了防止阀关闭时的流体泄漏而设法进行改良。
例如，专利文献1公开有蒸汽轮机所使用的蒸汽阀。在该蒸汽阀中，在闭阀时，通过阀芯的座面落座于阀座而将蒸汽的流动切断，并且为了防止在与阀芯连接的阀杆与被该阀杆插通的阀盖之间通过的蒸汽的泄漏，设于阀杆的扩径部的后座与阀盖抵接。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2012-21568号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的蒸汽阀中，为了在闭阀时切断蒸汽的流动及泄漏，在阀芯的座面与阀杆的后座这两处座面部同时落座。此时，有可能产生两个座面部中的只有单个座面部能够落座的状态，在该情况下，无法可靠地密封上述两个座面部，有可能无法减少蒸汽的泄漏。
在这方面，专利文献1未具体记载与两处座面部分的落座不良相关的对策。
鉴于上述状况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供能够减少流体的泄漏的阀及蒸汽轮机设备。
用于解决课题的技术方案
(1)本发明的至少一实施方式的阀具备：
阀杆；
第一阀芯，设于上述阀杆的前端侧，并构成为经由上述阀杆而被驱动；
第一阀座，能够供上述第一阀芯落座；
副座面，沿着与上述阀杆的轴向交叉的方向；
副座面部，相对于上述第一阀芯而设于上述阀杆的基端侧，并构成为在上述第一阀芯的闭阀时与上述副座面抵接；及
施力部件，能够生成沿着上述阀杆的上述轴向的作用力，
上述第一阀芯及上述副座面部中的一方能够相对于上述阀杆沿着上述轴向相对位移，并被上述施力部件朝着上述第一阀座及上述副座面中的一方施力。
在上述(1)的结构中，第一阀芯及副座面部中的一方能够相对于阀杆沿着阀杆的轴向相对位移，并被施力部件朝着第一阀座及副座面中的一方施力。由此，在第一阀芯的闭阀时，第一阀芯及副座面部中的另一方落座或者抵接于第一阀座及副座面中的另一方，并且通过施力部件将第一阀芯及副座面部中的上述一方按压于第一阀座及副座面中的上述一方，因此能够在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。由此，能够减少阀中的流体的泄漏。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，
上述第一阀芯能够相对于上述阀杆沿着上述轴向相对位移，且被设于上述第一阀芯与上述阀杆之间的上述施力部件朝着上述第一阀座施力。
在上述(2)的结构中，第一阀芯能够相对于阀杆沿着阀杆的轴向相对位移，并被施力部件朝着第一阀座施力。由此，在第一阀芯的闭阀时，副座面部与副座面抵接，并且通过施力部件将第一阀芯按压于第一阀座，因此能够在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。由此，能够减少阀的流体的泄漏。
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构中，
上述阀杆在上述前端侧具有阀杆侧卡合部，上述阀杆侧卡合部包含沿着上述阀杆的径向突出或者凹陷的凸部或者凹部，
上述第一阀芯具有阀芯侧卡合部，上述阀芯侧卡合部包含以与上述阀杆侧卡合部卡合的方式沿着上述径向凹陷或者突出的凹部或者凸部，
上述阀杆侧卡合部以允许上述第一阀芯相对于上述阀杆的上述轴向上的相对位移的方式松动嵌合于上述阀芯侧卡合部。
根据上述(3)的结构，阀杆侧卡合部松动嵌合于阀芯侧卡合部。即，在阀杆的轴向上在阀杆侧卡合部与阀芯侧卡合部之间形成有间隙。由此，允许第一阀芯相对于阀杆的轴向上的相对位移，因此能够通过施力部件的作用力将第一阀芯适当地按压于第一阀座，能够在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)的结构中，
上述阀杆具有向上述径向外侧突出的上述凸部作为上述阀杆侧卡合部，
作为上述阀杆侧卡合部的上述凸部具有：
第一面，朝向上述阀杆的上述轴向上的阀开侧地与上述第一阀芯相向；及
第二面，朝向上述阀杆的上述轴向上的阀闭侧地与上述第一阀芯相向，
在上述第一面与上述第一阀芯之间及上述第二面与上述第一阀芯之间中的至少一方设有间隙。
根据上述(4)的结构，在作为阀杆侧卡合部的凸部的第一面及第二面与第一阀芯之间的至少一方设有间隙。即，在阀杆的轴向上在作为阀杆侧卡合部的凸部与第一阀芯之间形成有间隙。由此，允许第一阀芯相对于阀杆的轴向上的相对位移，因此能够通过施力部件的作用力将第一阀芯按压于第一阀座，能够在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。
(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构中，
在上述第一阀芯落座于上述第一阀座时，在上述第一面与上述第一阀芯之间及上述第二面与上述第一阀芯之间这两方设有间隙。
根据上述(5)的结构，在第一阀芯的闭阀时，在作为阀杆侧卡合部的凸部的朝向阀开侧的第一面与第一阀芯之间形成有间隙(第一间隙)，并且在作为阀杆侧卡合部的朝向凸部的阀闭侧的第二面与第一阀芯之间形成有间隙(第二间隙)。
在第一阀芯的闭阀时相对于阀杆侧卡合部(凸部)而在阀开侧形成有第一间隙，从而能够防止在伴随着流体(例如蒸汽)向阀的流入停止而产生的阀杆的温度降低起因而阀杆收缩时第一阀芯被阀杆抬起。另外，能够保持第一阀芯的调芯性。
另一方面，通过在第一阀芯的闭阀时相对于阀杆侧卡合部(凸部)而在阀闭侧形成有第二间隙，从而即使在第一阀芯及副座面部无法同时落座的情况下，也能够实现在第一阀芯及副座面部这两方的良好的密封。另外，能够通过第二间隙来吸收包括阀杆及第一阀芯在内的各种部件间的热伸长差。
(6)在几个实施方式中，在上述(2)至(5)的任一结构中，
上述阀杆在上述前端侧具有阀杆孔，上述阀杆孔以在上述阀杆的前端面形成开口的方式沿着上述轴向延伸，
上述施力部件是设于上述阀杆孔的内部的弹簧。
根据上述(6)的结构，能够通过由沿着阀杆的轴向延伸的阀杆孔引导的弹簧，对第一阀芯给予轴向上的作用力。由此，通过施力部件将第一阀芯适当地按压于第一阀座，因此能够在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。
(7)在几个实施方式中，在上述(6)的结构中，上述阀还具备受力部，上述受力部构成为位于上述第一阀芯与上述施力部件之间而将上述作用力向上述第一阀芯传递，并与上述阀杆孔卡合而由上述阀杆孔沿着上述轴向引导。
根据上述(7)的结构，通过经由以由阀杆孔沿着轴向引导的方式构成的受力部，将沿着轴向的作用力赋予第一阀芯，从而能够更适当地将第一阀芯按压于第一阀座。因此，能够在阀中在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。
(8)在几个实施方式中，在上述(6)或者(7)的结构中，
所述受力部构成为在所述第一阀芯侧至少局部地具有球面形状，在该球面形状的部分与所述第一阀芯接触。
根据上述(8)的结构，受力部在球面形状的部分与第一阀芯接触，因此与在具有角部的部分与第一阀芯接触的情况相比，能够缓和应力集中，能够提高受力部或者第一阀芯的寿命。
(9)在几个实施方式中，在上述(6)至(8)的结构中，
上述受力部具有突起，上述突起与以朝着上述阀杆的上述轴向凹陷的方式形成于上述第一阀芯的槽卡合。
根据上述(9)的结构，能够通过与以朝着阀杆的轴向凹陷的方式形成于第一阀芯的槽卡合的突起，可靠地使受力部的中心位置与阀杆的中心轴一致。由此，能够可靠地将沿着轴向的作用力赋予第一阀芯而更可靠地将第一阀芯按压于阀座。因此，能够在阀中在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。
(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(9)的结构中，上述阀具备：
第二阀芯，具有形成上述第一阀座的内壁面，在由该内壁面划定的内部空间中收纳上述第一阀芯；及
阀壳体，具有能够供上述第二阀芯落座的第二阀座，
上述阀构成为，在上述第二阀芯处于离开了上述第二阀座的开阀位置时，上述阀杆及上述第一阀芯中的一方相对于上述第二阀芯而被向上述第一阀芯的开阀方向施力。
在上述(10)的结构中，在阀的闭阀时，在第二阀芯(主阀)处于开阀位置时，阀杆或者第一阀芯(子阀)相对于第二阀芯而被向第一阀芯的开阀方向施力。因此，在第二阀芯从开阀位置向闭阀位置移动时，第一阀芯在第二阀芯的内部空间被保持于第一阀芯的开阀方向侧并与第二阀芯一起向第二阀芯的闭阀方向移动，在第二阀芯落座于第二阀座后，落座于由第二阀芯的内壁面形成的第一阀座。因此，根据上述(10)的结构，在闭阀时第二阀芯与第一阀芯分阶段地落座，因此同第二阀芯与第一阀芯一体地落座的情况下(例如，保持第一阀芯落座于第二阀芯而第二阀芯落座于第二阀座的情况下)相比，可减少与阀座碰撞的阀芯的质量。由此，由于阀芯与阀座的碰撞而产生于阀芯及阀座的冲击力减少，因此能够减少座面部的损伤。
(11)在几个实施方式中，在上述(10)的结构中，
上述第二阀芯包含第一衬套，上述第一衬套位于上述阀杆的外周侧，用于对上述阀杆沿着该阀杆的上述轴向进行引导，
上述阀构成为，在上述第二阀芯处于上述开阀位置时，形成于上述第一衬套与上述阀杆之间的第一室成的压力低于收纳有上述第一阀芯的上述第二阀芯的上述内部空间的压力。
根据上述(11)的结构，在第二阀芯处于开阀位置时，经由上述连通路而使形成于上述第一衬套与上述阀杆之间的第一室的压力低于第二阀芯的内部空间的压力。由此，对阀杆作用有基于第一室与第二阀芯的内部空间之间的压力差而产生的子阀的开阀方向的作用力。因此，根据上述(11)的结构，在闭阀时，通过基于上述压力差的作用力，使第二阀芯与第一阀芯分阶段地落座，因此同第二阀芯与第一阀芯一体地落座的情况相比，可减少与阀座碰撞的阀芯的质量。由此，由于阀芯与阀座的碰撞而产生于阀芯及阀座的冲击力减少，因此能够减少座面部的损伤。
(12)在几个实施方式中，在上述(11)的结构中，
上述第一室是用于使上述阀杆及上述第一阀芯相对于上述第二阀芯进行升降的升降用间隙。
根据上述(12)的结构，能够利用用于使阀杆及第一阀芯相对于第二阀芯进行升降的升降用间隙，形成压力比第二阀芯内部空间低的第一室。由此，由于阀芯与阀座的碰撞而产生于阀芯及阀座的冲击力减少，因此能够减少座面部的损伤。
(13)在几个实施方式中，在上述(11)或者(12)的结构中，
上述阀杆具有在上述阀杆的内部沿着上述轴向延伸的连通路，
上述阀构成为，在上述第二阀芯处于上述开阀位置时，上述第一室与压力比上述第一室低的第二室经由上述连通路而连通，
在上述第二阀芯处于闭阀位置时，上述第一室与上述第二室不连通。
根据上述(13)的结构，在第二阀芯处于开阀位置时，经由连通路而使第一室与第二室连通，由此减少第一室内的压力，能够产生基于第一室与第二阀芯的内部空间之间的压力差的第一阀芯的开阀方向上的作用力。
另一方面，在上述(13)的结构中，在第二阀芯处于闭阀位置时，第一室与第二室不连通，因此将流体从第一室朝向第二室的泄漏流动切断。由此，能够减少从第二阀芯的内部空间经由阀杆与第一衬套之间的流体的泄漏。
(14)在几个实施方式中，在上述(13)的结构中，
上述阀壳体具有沿着与上述阀杆的上述轴向交叉的方向的上述副座面，
上述阀杆包含在上述第二阀芯处于上述闭阀位置时能够与上述副座面抵接的上述副座面部，
上述阀构成为，在上述第二阀芯处于上述闭阀位置时，上述连通路与上述第二室由上述副座面部及上述副座面之间的抵接部隔开。
根据上述(14)的结构，在第二阀芯处于闭阀位置时，能够利用将连通路与第二室隔开的抵接部，更可靠地切断流体从第一室向第二室的流动。由此，能够减少流体从第二阀芯的内部空间经由阀杆与第一衬套之间的泄漏。
(15)本发明的至少一实施方式的蒸汽轮机设备具备：
上述(1)至(14)中任一项所述的阀；及
设于上述阀的下游侧的蒸汽轮机。
在上述(15)的结构中，第一阀芯及副座面部中的一方能够相对于阀杆沿着阀杆的轴向相对位移，并被施力部件朝着第一阀座及副座面中的一方施力。由此，在第一阀芯的闭阀时，第一阀芯及副座面部中的另一方落座或者抵接于第一阀座及副座面的另一方，并且通过施力部件将第一阀芯及副座面部中的上述一方按压于第一阀座及副座面中的上述一方，因此能够在第一阀芯及副座面部这两方可靠地密封。由此，能够减少阀的流体的泄漏。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，可提供能够减少流体的泄漏的阀及蒸汽轮机设备。
附图说明
图1是一实施方式的阀所应用的蒸汽轮机设备的概略结构图。
图2是表示几个实施方式的阀整体的概略结构图。
图3是表示一实施方式的阀的主要部分的结构图。
图4是表示一实施方式的阀的主要部分的结构图。
图5是表示图3所示的阀的全开状态的图。
图6是表示图3所示的阀从开阀位置移向闭阀位置的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或者附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、及其相对的配置等不是将本发明的范围限定于此的主旨，只不过是单纯的说明例。
此外，在以下中，将几个实施方式的阀用作蒸汽轮机设备的蒸汽阀的情况作为一个例子进行说明，但几个实施方式的阀也可以用于除了蒸汽轮机设备以外的用途，也可以用于控制除了蒸汽以外的流体。
首先，对一实施方式的阀所应用的蒸汽轮机设备进行说明。图1是一实施方式的阀所应用的蒸汽轮机设备的概略结构图。
如图1所示，蒸汽轮机设备1包括：锅炉2，用于生成蒸汽；蒸汽轮机4，将来自锅炉2的蒸汽的压力转换为旋转能量；及发电机8，通过蒸汽轮机4的旋转而被驱动。
在图1所示的实施方式中，蒸汽轮机4包含：高压蒸汽轮机5、中压蒸汽轮机6及低压蒸汽轮机7，在高压蒸汽轮机5与中压蒸汽轮机6之间设有再热器9。从高压蒸汽轮机5排出的蒸汽由再热器9再次加热而向中压蒸汽轮机6供给。另外，从中压蒸汽轮机6排出的蒸汽向低压蒸汽轮机7供给。
锅炉2与高压蒸汽轮机5经由主蒸汽供给配管3而连接，在主蒸汽供给配管3上设有包含截止阀11和调节阀12的蒸汽阀10。能够通过关闭截止阀11，而将从锅炉2向高压蒸汽轮机5供给的蒸汽的流动切断。另外，能够通过调整调节阀12的开度，而对从锅炉2向高压蒸汽轮机5供给的蒸汽的流量进行调节。
另外，在将再热器9与中压蒸汽轮机6连接的配管上设有截止阀13及调节阀14，能够通过上述截止阀13及调节阀14切断向中压蒸汽轮机6供给的蒸汽的流动或者调节蒸汽的流量。
在几个实施方式中，截止阀11是以下进行说明的阀20。在几个实施方式中，截止阀13、调节阀12或者调节阀14也可以是以下进行说明的阀20。
接下来，参照图2～图6来对几个实施方式的阀20进行说明。
图2是表示几个实施方式的阀整体的概略结构图。如图2所示，几个实施方式的阀20是具备阀杆30、设于阀杆30的前端侧的第一阀芯(子阀)32、具有收纳第一阀芯32的内部空间35的第二阀芯(主阀)34及收纳第一阀芯32及第二阀芯34的阀壳体22的亲子阀。
第二阀芯34的内部空间35由第二阀芯34的内壁面40划定，该内壁面40形成第一阀芯32能够落座的第一阀座(子阀阀座)42。
阀壳体22包含壳体主体23及安装于壳体主体23的阀盖24，通过壳体主体23及阀盖24，形成有从蒸汽入口21连接到蒸汽出口29的蒸汽流路18及第一阀芯32和第二阀芯34的收纳空间25。
壳体主体23具有第二阀芯34能够落座的第二阀座(主阀阀座)26。阀盖24具有贯通孔27，在该贯通孔27中插通有阀杆30。
在第二阀芯中设有使第二阀芯34的内部空间35与蒸汽入口21侧的蒸汽流路18连通的通路44。
在阀盖24上设有使第二阀芯34的背面侧空间46与蒸汽入口21侧的蒸汽流路18连通的平衡孔28。
另外，在阀盖24上设有：用于对在贯通孔27与阀杆30之间通过而从阀芯(第一阀芯32及第二阀芯34)侧向大气侧泄漏的流体进行回收的第一回收线48及第二回收线50。第二回收线50设于比第一回收线48远离第一阀芯32的位置，与比第一回收线48低压的流体存留部(未图示)连接。
阀杆30经由杆部36而与促动器38(例如液压促动器)连接。另外，阀20具备用于经由阀杆30而对第一阀芯32赋予闭阀方向的作用力的弹簧37。
第一阀芯32及第二阀芯34经由阀杆30而被驱动。
在阀20的关闭状态下，第一阀芯32及第二阀芯34被弹簧37朝着第一阀座42及第二阀座26(向闭阀方向)施力。
在阀20打开时，使促动器38工作(例如在液压促动器的情况下，对液压室供给油)，经由杆部36而对阀杆30赋予与弹簧37的作用力相反方向的驱动力。并且，通过由促动器38赋予阀杆30的驱动力克服弹簧37的作用力，而首先第一阀芯32与阀杆30一起向开阀方向移动，第一阀芯32离开第一阀座42。此时，第二阀芯34保持落座于第二阀座26。然后，在沿着阀开闭方向的方向上相互相向的阀杆30的阀杆侧抵接面72(参照图3)与第二阀芯34的主阀侧抵接面74(参照图3)抵接，第二阀芯34与第一阀芯32一起向开阀方向移动，第二阀芯34离开第二阀座26。这样，阀20成为开阀状态(参照图5)。
在阀20这样打开时，在第二阀芯34落座于第二阀座26的状态下，当第一阀芯32从第一阀座42离开而向开阀方向移动，经由设于第二阀芯34的通路44及设于阀盖24的平衡孔28，而蒸汽流路18与第二阀芯34的背面侧空间46连通。由此，第二阀芯34的前后的压力差变小，能够在不通过促动器38等赋予较大的驱动力的情况下打开第二阀芯34。
另一方面，在阀20关闭时，使促动器38工作(例如在液压促动器的情况下，从液压室排出油)，通过促动器38使经由杆部36而赋予阀杆的开阀方向的驱动力减少。并且，第一阀芯32及第二阀芯34通过弹簧37的作用力等而朝着第一阀座42及第二阀座26移动，并落座。这样，阀20成为闭阀状态。
图3及图4分别是表示一实施方式的阀的主要部分的结构图。另外，图3及图4是表示阀的全闭状态(即，第一阀芯32及第二阀芯34这两方处于闭阀位置的状态)的图。另外，图5是表示图3所示的阀的全开状态(即，第一阀芯32及第二阀芯34这两方处于开阀位置的状态)的图，图6是表示图3所示的阀从开阀位置移向闭阀位置的状态的图。
另外，在图3～图6中，省略了平衡孔的图示。另外，在图4中，省略了第一回收线48及第二回收线50的图示。
在图3及图4所示的实施方式中，第二阀芯34位于阀杆30的外周侧，包含用于将阀杆30沿着阀杆30的轴向引导的第一衬套86。在图3及图4所示的例子中，第一衬套86与第二阀芯34分体设置并安装于第二阀芯。在一实施方式中，第一衬套86也可以与第二阀芯34一体地设置。
另外，阀盖24(阀壳体22)包含第二衬套92，上述第二衬套92位于阀杆30的外周侧并用于对阀杆30沿着阀杆30的轴向进行引导。
另外，阀盖24包含：套筒76，位于第二阀芯34的外周侧，并用于对第二阀芯34的轴向(阀开闭方向)上的滑动进行引导；及套筒78，位于阀杆30的外周侧，并用于对阀杆30沿着阀杆30的轴向进行引导。
在几个实施方式中，阀20具备：沿着与阀杆30的轴向交叉的方向的副座面98A、98B；在与设有第一阀芯32的前端侧相对的基端侧设置的副座面部33A、33B；及能够生成沿着阀杆30的轴向的作用力的施力部件。副座面部33A、33B构成为在第一阀芯32的开阀时与副座面98A、33B抵接。并且，第一阀芯32及副座面部33A、33B中的一个能够相对于阀杆30在阀杆30的轴向上相对位移，被施力部件朝着第一阀座42及副座面98A、33B中的一个施力。
例如，在图3所示的例示的实施方式中，第二衬套92的阀杆30基端侧端面形成副座面98A，并且在阀杆30的外周侧以与阀杆30一体地移动的方式设置的扩径部31的前端侧端面形成副座面部33A。
另外，作为施力部件的弹簧62A设于第一阀芯32与阀杆30之间。在阀杆30的前端侧以在阀杆30的前端面70形成开口的方式设有沿着阀杆30的轴向延伸的阀杆孔60，弹簧62A设于该阀杆孔60的内部。
并且，第一阀芯32能够相对于阀杆30沿着阀杆30的轴向相对位移，并被设于第一阀芯32与阀杆30之间的弹簧62A朝着第一阀座42施力。
另外，扩径部31也可以与阀杆30一体地设置。或者，也可以是与阀杆30分体设置的扩径部31安装于阀杆30的外周侧。
在图3所示的实施方式中，第一阀芯32能够相对于阀杆30沿着阀杆30的轴向相对位移，并被弹簧62A朝着第一阀座42施力。由此，在第一阀芯32的闭阀时，副座面部33A与副座面98A抵接，并且利用弹簧62A将第一阀芯32按压于第一阀座42。因此，能够在第一阀芯32及副座面部33A这两方可靠地密封，能够减少在阀20中流体经由贯通孔27与阀杆30之间的间隙向大气侧的泄漏。
另外，例如，在图4所示的例示的实施方式中，在阀盖24(阀壳体22)上以在比第二衬套92靠阀杆30基端侧处沿着轴向延伸的方式设有轴向孔85。另外，在轴向孔85的内部设有在轴向孔85的内部沿着阀杆30的轴向可动的可动片82。在可动片82的内周侧设有沿着轴向延伸的凹部83。在阀杆30上以在阀杆30的径向上朝着该凹部83突出的方式设有凸部80，凸部80与凹部83卡合而能够相对于可动片82沿着轴向滑动。另外，凸部80相对于可动片82能够沿着轴向滑动，因此在第一阀芯32及第二阀芯34向开阀方向移动时，凸部80将可动片82沿着轴向抬起而压缩弹簧62B，从而将副座面部33B的落座解除。
在图4所示的实施方式中，第二衬套92的阀杆30基端侧端面形成副座面98B，并且可动片82的阀杆30前端侧端面形成副座面部33B。
另外，作为施力部件的弹簧62B在轴向孔85的内部设于比该可动片82靠阀杆30基端侧处。
并且，副座面部33B能够相对于阀杆30沿着阀杆30的轴向相对位移，并被弹簧62B朝着副座面98B施力。
在图4所示的实施方式中，副座面部33B能够相对于阀杆30沿着阀杆30的轴向相对位移，并被弹簧62B朝着副座面98B施力。由此，在第一阀芯32的闭阀时，第一阀芯32落座于第一阀座42，并且利用弹簧62B将副座面部33B按压于副座面98B。因此，能够在第一阀芯32及副座面部33B这两方可靠地密封，能够减少在阀20中流体经由贯通孔27与阀杆30之间的间隙向大气侧的泄漏。
在几个实施方式中，阀杆30在阀杆30的前端侧具有阀杆侧卡合部，上述阀杆侧卡合部包含在阀杆30的径向上突出或者凹陷的凸部或者凹部，并且第一阀芯32具有阀芯侧卡合部，上述阀芯侧卡合部包含以与上述阀杆侧卡合部卡合的方式在上述径向上凹陷或者突出的凹部或者凸部，阀杆侧卡合部以允许第一阀芯32的相对于阀杆30的沿着阀杆30的轴向的相对位移的方式松动嵌合于阀芯侧卡合部。
例如，在图3所示的实施方式中，阀杆30在阀杆30的前端侧具有在阀杆30的径向上突出的凸部52(阀杆侧卡合部)，并且第一阀芯32具有以与凸部52卡合的方式在阀杆30的径向上凹陷的凹部58(阀芯侧卡合部)。并且，凸部52(阀杆侧卡合部)以允许第一阀芯32相对于阀杆30的沿着轴向的相对位移的方式松动嵌合于凹部58(阀芯侧卡合部)。
更具体而言，在图3所示的实施方式中，凸部52(阀杆侧卡合部)具有：第一面54，朝向阀杆30的轴向上的阀开侧(开阀方向)地与第一阀芯32相向；及第二面56，朝向阀杆30的轴向上的阀闭侧(闭阀方向)地与第一阀芯32相向。并且，在第一面54与第一阀芯32之间及第二面56与第一阀芯32之间中的至少一方上设有间隙(55或者57)。
这样，当凸部52(阀杆侧卡合部)松动嵌合于凹部58(阀芯侧卡合部)，而在阀杆30的轴向上在凸部52(阀杆侧卡合部)与凹部58(阀芯侧卡合部)之间形成有间隙时，允许第一阀芯32相对于阀杆30的轴向上的相对位移。由此，能够通过作为施力部件的弹簧62A的作用力而将第一阀芯32适当地按压于第一阀座42，能够在第一阀芯32及副座面部33A这两方可靠地密封。
另外，在图3所示的实施方式中，在第一阀芯32落座于第一阀座42时(即为图3所图示的阀20的状态时)，在第一面54与第一阀芯32之间设有第一间隙55，并且在第二面56与第一阀芯32之间设有第二间隙57。
在该情况下，在第一阀芯32的闭阀时，在凸部(阀杆侧卡合部)的朝向阀开侧的第一面54与第一阀芯32之间形成有第一间隙55，并且在凸部(阀杆侧卡合部)的朝向阀闭侧的第二面56与第一阀芯32之间形成有第二间隙57。
在第一阀芯32的闭阀时相对于凸部(阀杆侧卡合部)而在阀开侧形成有第一间隙55，从而能够防止在以伴随着流体(例如蒸汽)向阀20的流入停止而产生的阀杆的温度降低为起因而阀杆30收缩时第一阀芯32被阀杆30抬起。
另一方面，在第一阀芯32的闭阀时相对于凸部(阀杆侧卡合部)而在阀闭侧形成有第二间隙57，从而即使在第一阀芯32及副座面部33A无法同时落座的情况下，也能够实现在第一阀芯32及副座面部33A这两方的良好的密封。另外，能够通过第二间隙57来吸收包括阀杆30及第一阀芯32在内的各种部件间的热伸长差。
如上述那样，在图3所示的实施方式中，作为施力部件的弹簧62A设于阀杆孔60的内部，上述阀杆孔60以在阀杆30的前端面70形成开口的方式沿着阀杆30的轴向延伸。
在该情况下，能够通过由沿着阀杆30的轴向延伸的阀杆孔60引导的弹簧62A，对第一阀芯32赋予轴向上的作用力。由此，通过弹簧62A将第一阀芯32适当地按压于第一阀座42，因此能够在第一阀芯32及副座面部33A这两方可靠地密封。
在图3所示的实施方式中，阀20还具备受力部64，上述受力部64位于第一阀芯32与弹簧62A之间，将弹簧62A的作用力向第一阀芯32传递。另外，受力部64与阀杆孔60卡合，由阀杆孔60沿着阀杆30的轴向引导。
这样，经由构成为由阀杆孔60沿着轴向引导的受力部64而将沿着轴向的作用力赋予第一阀芯32，由此能够将第一阀芯32更适当地按压于第一阀座42。
另外，受力部64构成为在第一阀芯32侧至少局部地具有球面形状部66，并在该球面形状部66与第一阀芯32接触。
在该情况下，与在具有角部的部分与第一阀芯32接触的情况相比，能够缓和应力集中，能够提高受力部64或第一阀芯32的寿命。
另外，受力部64具有突起68，上述突起68与以朝着阀杆30的轴向凹陷的方式形成于第一阀芯32的槽69卡合。典型的是，槽69及突起68设为通过阀杆30的轴中心。
能够通过与以朝着阀杆30的轴向凹陷的方式形成于第一阀芯32的槽69卡合的突起68，可靠地使受力部64的中心位置与阀杆30的中心轴一致。由此，能够可靠地将沿着轴向的作用力赋予第一阀芯32，而更可靠地将第一阀芯32按压于第一阀座42。因此，能够在阀20中在第一阀芯32及副座面部33A这两方可靠地密封。
在几个实施方式中，构成为在第二阀芯34处于离开了第二阀座26的开阀位置时，阀杆30及第一阀芯32中的一方相对于第二阀芯34而被向第一阀芯32的开阀方向施力。
在本说明书中，阀芯“处于开阀位置时”可以是指阀芯处于离开了阀座的任意位置时的意思，也可以是指阀芯处于离开了阀座的特定位置时的意思。即，阀芯“处于开阀位置时”是指阀芯在离开了阀座的位置中的至少一个位置的意思。
在图3所示的实施方式中，构成为在第二阀芯34处于开阀位置时(参照图5)，形成于设于第二阀芯34的第一衬套86与阀杆30之间的第一室88的压力低于收纳有第一阀芯32的第二阀芯34的内部空间35的压力。
更具体而言，阀杆30具有在阀杆30的内部沿着轴向延伸的连通路90，在第二阀芯34处于开阀位置时(参照图5)，经由连通路90而第一室88与压力比第一室88低的第二室89连通。
在图3所示的例示的实施方式中，第二室89由第一回收线48形成，上述第一回收线48用于对经由设于阀壳体22的第二衬套92与阀杆30之间的间隙的泄漏流体进行回收。
另外，在图3所示的实施方式中，阀杆30包含分别连接于连通路90的两端侧并且沿着阀杆30的径向延伸的一对连通孔(94、96)。一对连通孔包括上述连通孔中的位于第一阀芯32侧的第一连通孔94；及位于与第一阀芯32相反一侧(阀杆30的基端侧)的第二连通孔96。
并且，构成为在第二阀芯34处于开阀位置时(参照图5)，一对连通孔(94、96)中的位于第一阀芯32侧的第一连通孔94与第一室88连通，一对连通孔(94、96)中的第二连通孔96与第二室89(在图3所示的例子中为第一回收线48)连通。
参照图3、图5及图6来对具有上述结构的阀20的闭阀步骤的一个例子进行说明。
首先，如图5所示，在第二阀芯34处于离开了第二阀座26的开阀位置时，设于阀杆30的内部的连通路90的第一连通孔94与第一室88连通，并且第二连通孔96与作为第二室89的第一回收线48连通。
由此，形成于第一阀芯32的背面侧的第一室88经由连通路90而与比内部空间35低压的第二室89即第一回收线48连接，第一室88成为比第二阀芯34的内部空间35的压力低的低压。由此，对阀杆30作用有基于第一室88与第二阀芯34的内部空间35之间的压力差而产生的第一阀芯32的开阀方向上的作用力。第一连通孔94在比阀杆侧抵接面72靠开阀方向侧处在阀杆30上形成开口，与第一室88连通。
在该状态下，通过使促动器38(参照图2)工作(例如在液压促动器的情况下，从液压室排出油)，使阀杆30向第一阀芯32的闭阀方向移动。此时，如上述那样，第二阀芯34处于开阀位置，因此第一阀芯32对第二阀芯34向开阀方向施力。因此，在第二阀芯34从开阀位置(参照图5)向闭阀位置(参照图6)移动时，第一阀芯32在第二阀芯34的内部空间35保持于第一阀芯32的开阀方向侧，并与第二阀芯34一起向第二阀芯34的闭阀方向移动(从图5的状态向图6的状态迁移的过程)。
并且，如图6所示，在第二阀芯34落座于第二阀座26后，阀杆30进一步向闭阀方向移动，而第一阀芯32落座于第一阀座42(成为图3所示的状态)。
这样，由于在闭阀时第二阀芯34与第一阀芯32分阶段地落座，因此同第二阀芯34与第一阀芯32一体地落座的情况下(例如，保持第一阀芯32落座于第二阀芯34而第二阀芯34落座于第二阀座26的情况)相比，与阀座碰撞的阀芯的质量减少。由此，由于阀芯与阀座之间的碰撞而在阀芯及阀座产生的冲击力减少，因此能够减少座面部的损伤。
在图3所示的实施方式中，第一室88是用于使阀杆30及第一阀芯32相对于第二阀芯34进行升降的升降用间隙。升降用间隙的一部分由阀杆30的阀杆侧抵接面72和第一衬套86划定。
这样，能够利用用于使阀杆30及第一阀芯32相对于第二阀芯34进行升降的升降用间隙，形成比第二阀芯34的内部空间35低压的第一室88。
如图3所示，构成为在第二阀芯34处于闭阀位置时，第一室88与作为第二室89的第一回收线48不连通。即，连通路90与作为第二室89的第一回收线48由通过上述副座面部33A及副座面98A抵接而形成的抵接部隔开。
这样，在第二阀芯处于闭阀位置时，第一室88与作为第二室89的第一回收线48不连通，因此将流体从第一室88流向作为第二室89的第一回收线48的泄漏流动切断。由此，能够减少流体从第二阀芯34的内部空间35经由阀杆30与第一衬套86之间的泄漏。
如上述那样，在图3所示的实施方式中，在阀壳体22中，且在比第一回收线48远离第一阀芯32的位置处设有第二回收线50，该第二回收线50与压力比第一回收线48低的流体存留部(未图示)连接。
这样，在阀20除了第一回收线48以外还具备第二回收线50的情况下，即使在经由第二衬套92与阀杆30之间的间隙的泄漏流体未被第一回收线48回收完的情况下，也能够不会使该泄漏流体向大气侧放出而经由第二回收线50进行回收。
在几个实施方式中，当在阀的全闭状态(即，第一阀芯32及第二阀芯34这两方处于闭阀位置的状态)下，使阀杆30开始向开阀方向移动时，第一室88与压力比第一室88低的第二室89经由连通路90而连通，第一室88成为比第二阀芯34的内部空间35的压力低的低压。
由此，在第一衬套86与阀杆30之间可促进来自内部空间35的泄漏流体的流入，第一衬套86与阀杆30的滑动性提高，能够以比较小的驱动力使阀杆30移动。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，也包括对上述实施方式施加了变形的方式或将上述方式适当地组合而成的方式。
在本说明书中，“在某方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等相对的或绝对的表示配置的表述不仅是严格地表示这样的配置，而且也表示具有公差或者具有能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对地位移的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅严格地表示相等的状态，而且也表示存在公差或者可得到相同功能的程度的差的状态。
另外，在本说明书中，四边形状或圆筒形状等表示形状的表述不仅表示在几何学上严格意义下的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
另外，在本说明书中，“具备”、“包含”或者“具有”一构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性的表述。
附图标记说明
1...蒸汽轮机设备；2...锅炉；3...主蒸汽供给配管；4...蒸汽轮机；5...高压蒸汽轮机；6...中压蒸汽轮机；7...低压蒸汽轮机；8...发电机；9...再热器；10...蒸汽阀；11...截止阀；12...调节阀；13...截止阀；14...调节阀；18...蒸汽流路；20...阀；21...蒸汽入口；22...阀壳体；23...壳体主体；24...阀盖；25...收纳空间；26...第二阀座；27...贯通孔；28...平衡孔；29...蒸汽出口；30...阀杆；31...扩径部；32...第一阀芯；33A、33B...副座面部；34...第二阀芯；35...内部空间；36...杆部；37...弹簧；38...促动器；40...内壁面；42...第一阀座；44...通路；46...背面侧空间；48...第一回收线；50...第二回收线；52...凸部；54...第一面；55...第一间隙；56...第二面；57...第二间隙；58...凹部；60...阀杆孔；62A、62B...弹簧；64...受力部；66...球面形状部；68...突起；69...槽；70...前端面；72...阀杆侧抵接面；74...主阀侧抵接面；76...套筒；78...套筒；80...凸部；82...可动片；83...凹部；85...轴向孔；86...第一衬套；88...第一室；90...连通路；92...第二衬套；94...第一连通孔；96...第二连通孔；98A、98B...副座面。

Claims (15)

1.一种阀，其特征在于，具备：
阀杆；
第一阀芯，设于所述阀杆的前端侧，并构成为经由所述阀杆而被驱动；
第一阀座，能够供所述第一阀芯落座；
副座面，沿着与所述阀杆的轴向交叉的方向；
副座面部，相对于所述第一阀芯而设于所述阀杆的基端侧，并构成为在所述第一阀芯的闭阀时与所述副座面抵接；及
施力部件，能够生成沿着所述阀杆的所述轴向的作用力，
所述第一阀芯及所述副座面部中的一方能够相对于所述阀杆沿着所述轴向相对位移，并被所述施力部件朝着所述第一阀座及所述副座面中的一方施力。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，
所述第一阀芯能够相对于所述阀杆沿着所述轴向相对位移，且被设于所述第一阀芯与所述阀杆之间的所述施力部件朝着所述第一阀座施力。
3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，
所述阀杆在所述前端侧具有阀杆侧卡合部，所述阀杆侧卡合部包含沿着所述阀杆的径向突出或者凹陷的凸部或者凹部，
所述第一阀芯具有阀芯侧卡合部，所述阀芯侧卡合部包含以与所述阀杆侧卡合部卡合的方式沿着所述径向凹陷或者突出的凹部或者凸部，
所述阀杆侧卡合部以允许所述第一阀芯相对于所述阀杆的所述轴向上的相对位移的方式松动嵌合于所述阀芯侧卡合部。
4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，
所述阀杆具有向所述径向外侧突出的所述凸部作为所述阀杆侧卡合部，
作为所述阀杆侧卡合部的所述凸部具有：
第一面，朝向所述阀杆的所述轴向上的阀开侧地与所述第一阀芯相向；及
第二面，朝向所述阀杆的所述轴向上的阀闭侧地与所述第一阀芯相向，
在所述第一面与所述第一阀芯之间及所述第二面与所述第一阀芯之间中的至少一方设有间隙。
5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，
在所述第一阀芯落座于所述第一阀座时，在所述第一面与所述第一阀芯之间及所述第二面与所述第一阀芯之间这两方设有间隙。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的阀，其特征在于，
所述阀杆在所述前端侧具有阀杆孔，所述阀杆孔以在所述阀杆的前端面形成开口的方式沿着所述轴向延伸，
所述施力部件是设于所述阀杆孔的内部的弹簧。
7.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，
所述阀还具备受力部，所述受力部构成为位于所述第一阀芯与所述施力部件之间而将所述作用力向所述第一阀芯传递，并与所述阀杆孔卡合而由所述阀杆孔沿着所述轴向引导。
8.根据权利要求6或7所述的阀，其特征在于，
所述受力部构成为在所述第一阀芯侧至少局部地具有球面形状，在该球面形状的部分与所述第一阀芯接触。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的阀，其特征在于，
所述受力部具有突起，所述突起与以朝着所述阀杆的所述轴向凹陷的方式形成于所述第一阀芯的槽卡合。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的阀，其特征在于，
所述阀具备：
第二阀芯，具有形成所述第一阀座的内壁面，在由该内壁面划定的内部空间中收纳所述第一阀芯；及
阀壳体，具有能够供所述第二阀芯落座的第二阀座，
所述阀构成为，在所述第二阀芯处于离开了所述第二阀座的开阀位置时，所述阀杆及所述第一阀芯中的一方相对于所述第二阀芯而被向所述第一阀芯的开阀方向施力。
11.根据权利要求10所述的阀，其特征在于，
所述第二阀芯包含第一衬套，所述第一衬套位于所述阀杆的外周侧，用于对所述阀杆沿着该阀杆的所述轴向进行引导，
所述阀构成为，在所述第二阀芯处于所述开阀位置时，形成于所述第一衬套与所述阀杆之间的第一室成的压力低于收纳有所述第一阀芯的所述第二阀芯的所述内部空间的压力。
12.根据权利要求11所述的阀，其特征在于，
所述第一室是用于使所述阀杆及所述第一阀芯相对于所述第二阀芯进行升降的升降用间隙。
13.根据权利要求11或12所述的阀，其特征在于，
所述阀杆具有在所述阀杆的内部沿着所述轴向延伸的连通路，
所述阀构成为，在所述第二阀芯处于所述开阀位置时，所述第一室与压力比所述第一室低的第二室经由所述连通路而连通，
在所述第二阀芯处于闭阀位置时，所述第一室与所述第二室不连通。
14.根据权利要求13所述的阀，其特征在于，
所述阀壳体具有沿着与所述阀杆的所述轴向交叉的方向的所述副座面，
所述阀杆包含在所述第二阀芯处于所述闭阀位置时能够与所述副座面抵接的所述副座面部，
所述阀构成为，在所述第二阀芯处于所述闭阀位置时，所述连通路与所述第二室由所述副座面部及所述副座面之间的抵接部隔开。
15.一种蒸汽轮机设备，其特征在于，具备：
权利要求1～14中任一项所述的阀；及
设于所述阀的下游侧的蒸汽轮机。
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