JP2002507711A - 弁の電気機械式アクチュエータ並びに蒸気タービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に蒸気タービン（８）の弁（２）のための電気機械式アクチュエータ（１）において、弁の開度を調節するための連結棒（１０）並びにこの連結棒（１０）を駆動するための電動機（２０）を備え、この連結棒は伝導装置（３０）を介して電動機に結合され、この伝導装置は連結棒の軸方向の移動に応じて変化するトルクを発生する。この発明は、さらに、上述のアクチュエータを備えた蒸気タービンに関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 この発明は、弁の開度調節のための連結棒と、この連結棒を駆動するための電
動機とを備えた、特にタービンの弁の電気機械式アクチュエータに係る。この発
明は、さらに弁とこの弁のアクチュエータとを備えた蒸気タービンに関する。

【０００２】 タービン、特に蒸気タービンは、普通、例えば生蒸気、インタセプタ或いはバ
イパス弁並びに急速閉鎖弁として使用される、かなりの数の弁を備えている。こ
れら弁の各々の開度は、その場合、それぞれの材料或いは蒸気の流れを調節する
働きをし、例えばそれぞれの弁に対応して設けられた連結棒を介して調節可能で
ある。このような連結棒は、弁に付属して設けられるアクチュエータの構成要素
である。このアクチュエータには、その場合、特にその操作力及び制御速度に関
し高い要求が課せられる。弁の高度の信頼性のため、このアクチュエータは、例
えば約２００ｋＮの操作力及び約１００ｍ秒の制御時間を持つ必要がある。

【０００３】 ヨーロッパ特許出願公開第００４０７３２号明細書には、分散形の液圧システ
ムを備えた蒸気タービンの弁のアクチュエータが記載されている。このようなア
クチュエータの液圧システムは、弁箱に配置された、コンパクトな駆動ブロック
に組み込まれているので、このアクチュエータへのエネルギーの供給のために、
ただ１つのケーブルシステムしか必要としない。しかしながら圧力液体として油
を使用することに基因し、極端に最悪の状況においては油の発火、従って蒸気タ
ービンにおける火災に至ることがある。

【０００４】 ドイツ特許出願公開第４４４６６０５号明細書には、弁棒とこれに配置された
弁押さえとを備える蒸気タービンの弁が記載されている。弁棒は電動機を介して
駆動され、この電動機は電磁的に操作されるクラッチを介して弁棒に結合されて
いる。弁の自動閉鎖のため、この弁は皿ばね系を備えている。電磁クラッチはね
じスリーブと接続され、このねじスリーブは回転しないように案内された弁棒と
一緒に働いてこれを軸方向に動かす。このねじスリーブは球ねじスリーブとして
形成されているので、小さな遊びならびに摩擦で弁棒に作用する。弁棒を回転し
ないようにして案内することにより、即ちねじスリーブが回転しても弁棒が単に
軸方向にのみ往復運動できるようにすることにより、並進的に動作する駆動装置
は必要としない。このためには、２つの方向に回転する電動機で充分である。こ
の電動機は、勿論、トルクの自由に調整できるものでなければならず、このよう
にして、例えば弁の閉鎖の際に弁棒の一端に接続されている弁押さえが、これに
対応する弁座に当たるときのそれ自体の損傷ならびに弁座の損傷を回避できる。

【０００５】 この発明の課題は、従って、特にタービンの弁のためのアクチュエータであっ
て、特に火災の危険が小さいにもかかわらず弁の故障のない作動が保証されてい
るものを提供することにある。さらに、この発明のもう１つの課題は、火災によ
る運転障害の危険の小さい蒸気タービンを提供することにある。

【０００６】 特にタービンの弁のためのアクチュエータに向けられた課題は、弁の開度を調
節するための連結棒と、この連結棒を駆動するための電動機とを備え、この連結
棒と電動機とが伝導装置を介して互いに結合され、この伝導装置によって連結棒
の軸方向の移動に応じて変化するトルクを発生可能である電気機械式アクチュエ
ータによって解決される。

【０００７】 連結棒の軸方向の移動に応じて変化するトルクを発生させる伝導装置を備えた
電気機械式アクチュエータは、連結棒に作用する力が弁の開閉の際に連結棒の移
動距離に関係して変化するような弁においては特に有利である。このようなこと
は、例えば蒸気タービンにおいて、弁押さえにかかっている蒸気圧が閉鎖動作に
おいてこの弁押さえを支援し、もしくは弁押さえを閉鎖したままにする弁におい
て発生し得る。このような弁においては、弁を少し開くために、初めは大きな力
（蒸気圧×有効弁押さえ面積）を克服せねばならない。ある程度の開度断面が生
じると、直ちに圧力の減圧が行われるので、これに続く弁の開放動作ではそれぞ
れ連結棒を移動させるためにより小さな力しか必要でない。サイズ、負荷及び弁
における、特に開閉動作の際の要求（閉鎖速度等）に応じて、伝導装置はそれら
に合わせて設計することができる。電動機を使用することにより、その上、油圧
系を備えたアクチュエータに較べて、明らかに火災の危険が減少する。

【０００８】 この電動機は、回転数の制御可能な同期電動機として形成するのがよい。この
ような同期電動機は、特にサーボ増幅器と組合せ、約３０ｋＷまでの電動機出力
において、約０．１ｍｍの制御精度を持つ高精度の位置制御を可能とする。サー
ボ増幅器は、その場合周波数変換器として動作し、電動機電流及び回転数の一般
的な或いは位置に関係した低減を可能とする。運転パラメータを適当に整合する
ことで、その場合、実際に必要な全駆動出力及び駆動調節速度を得られる。

【０００９】 電動機の回転運動を連結棒の駆動のために必要な直線運動に変換するため、こ
の伝導装置は、特にクランク伝導装置、遊星ギア等として構成するのがよい。

【００１０】 クランク伝導装置により送りに関係したトルクと力の伝達が可能である。その
上、例えばタービンの弁の急速閉鎖時に起こるような弁の急速閉鎖時には、必要
な終端位置での制動はこのクランク伝導装置によって得られる。弁押さえ（密封
片）から弁座への最後の送りの間に速度を低減するための付加的な装置は、場合
によっては省略することができる。クランク伝導装置は、この場合、クランク要
素、特に回転軸を中心に回転し、連結棒を結合個所において結合しているクラン
ク円板を持っている。なお、この結合個所はクランク要素（クランク円板）の回
転軸から距離をあけて配置されている。クランク円板の回転運動の際、これに結
合された連結棒は２つの最大の終端位置間を、この連結棒の主軸に沿って直線運
動する。これらの終端位置において、クランク円板を介して非常に大きなトルク
を発生可能である。というのは、クランク円板の回転の際に、送り軸の方向にそ
れぞれの終端においては、非常に僅かな直線距離しか進まないからである。

【００１１】 特にこのアクチュエータは、弁が閉位置に達したとき、連結棒がクランク円板
に結合している結合個所と回転軸との間の結合線と、連結棒の主軸との間に５〜
２０°の角度範囲、好ましくは約１０°の角度を成すように構成するのがよい。
この結合個所は、それ故、弁の閉位置において１つの最大終端の近くにあり、ク
ランク円板の回転の際大きなトルクを、従って大きな力を連結棒に伝達可能であ
る。それ故、このアクチュエータによって弁の特に容易な開放が可能であり、特
に出力の大きな及び／又はトルクの制御可能な電動機を設ける必要がない。連結
棒は、結合個所において、特にクランク円板に固定結合されたクランクピンに結
合された連接棒に結合するのがよい。この連接棒は連結棒の主軸がある面におい
て、この連結棒及びクランクピンに回転可能に結合されている。

【００１２】 この伝導装置、特にクランク伝導装置により、送りに関係するトルクと力との
変換が、弁を開くために例えば約２００ｋＮの大きな送り力が必要である適用事
例においても簡単に実現可能である。クランク半径（回転軸から結合個所迄の距
離）を変えることにより或いは作用点、即ち弁の閉において結合個所が取る位置
をずらすことにより、クランク伝導装置の特性（トルク特性）を種々の要求に合
わせることができる。例えば蒸気タービンの急速閉鎖弁に対してはクランク円板
の配置を、弁を開くために非常に大きな力を供すること及び急速閉鎖時に作用す
るばね蓄勢装置の復帰力を考慮して、できるだけ大きい加速力がクランク伝導装
置に加わるように選択することができる。

【００１３】 このような伝導装置を備えたアクチュエータは、その上、終端位置における制
動が回転するクランク円板によって引き受けられるという利点を持っている。こ
のことは、急速閉鎖時において特別な意義がある。というのは、一方で弁は例え
ば２ｍ／秒の平均速度で閉まらねばならず、他方弁押さえは例えば０．０７ｍ／
秒の速度でしか弁座に着地できないからである。即ち、このような終端位置の制
動がなければ、弁押さえは殆ど制動されずに弁座に当たり、それ自体が損傷を受
けたり或いは弁座を損傷したりすることになる。

【００１４】 急速閉鎖時に連結棒の均一な閉鎖速度を発生するばね蓄勢体（復帰ばねシステ
ム）により、終端位置の範囲では比較的大きなクランク角が生ずるので、クラン
ク円板はこの範囲でさらに加速される。この比較的大きなクランク角及びクラン
ク円板における加速は、従って終端位置の範囲では終端位置の制動に効果的に利
用することができる。

【００１５】 このアクチュエータは電磁ギアクラッチを備えるのがよい。このクラッチは、
電動機から連結棒への、特に伝導装置への力の伝達を保証する。特に、この電磁
ギアクラッチは、２つのクラッチ部分が互いに形状的に嵌まり合い、これによっ
てこの両クラッチ部分の本質的な押圧力なしに力及びトルクの伝達が行われるよ
うな形状結合形のクラッチであるのがよい。これに対して、力結合形のクラッチ
では両方のクラッチ部分が高圧で互いに押圧され、これにより主要部分で力及び
トルクの伝達が行われる。

【００１６】 この電磁クラッチにより、急速閉鎖時に加速される質量が極めて小さくなり、
これに伴い最低の閉鎖時間が達成される。クラッチを遮断すると、従ってクラン
ク伝導装置の電動機からの及びこの電動機に付属する回転系、例えばクランク伝
導装置のギア及び駆動軸を含む回転系からの分離が行われる。

【００１７】 この電磁クラッチは、特に少なくとも３つの互いに無関係のコイル系（励磁コ
イル）を備え、１つのコイル系が故障してもギアクラッチの遮断並びに結合維持
を保証できるようにするのがよい。互いに無関係に作動するコイル系のこのシス
テムは、１つのコイル系が故障してもこのクラッチが機能するので、ｎ個中のｎ
−１個による安全方式とも称される。特に、このクラッチは互いに無関係な３つ
のコイル系を備え、従って３個中の２個による安全方式に設計するのがよい。ク
ラッチを閉鎖状態に保つため、この場合は２つのコイル系の力で充分である。ク
ラッチの遮断は、１つのコイルがクラッチをなお結合させるように機能している
が、残りの２つのコイルがクラッチの結合を解除するように接続されているとき
でも可能である。このクラッチは間隔手段、特にばねを備えるのがよく、これに
よりクラッチの遮断状態において、クラッチ部分の相互の噛み合いを阻止してい
る。この間隔手段に抗し、コイル系はクラッチの結合時に作動せねばならない。
特にこの場合、クラッチは、このクラッチを結合するために、全３個のコイル系
（全ｎ個のコイル系）が機能しなければならないように構成するのがよい。

【００１８】 このギアクラッチは、クラッチ軸を中心に回転可能なクラッチ円板を備えるの
がよく、このクラッチ円板はクラッチ軸に沿って電動機に結合された駆動軸に噛
み合い可能である。クラッチ軸は、この場合伝導装置、クランク伝導装置の回転
軸と重なるようにするのがよい。このクラッチは、さらにクラッチハブを備え、
１つの実施例においは、このクラッチハブが直接形状的にクラッチ円板と結合さ
れ、間隔手段、特にばねを介して伝導装置から間隔をおいて配置される。他の実
施例においては、クラッチ円板が間隔手段、特にばねを介してクラッチハブに結
合され、クラッチ軸に沿ってこのクラッチハブに噛み合い可能である。両実施例
においてクラッチの遮断及び閉鎖の際、電動機を伝導装置から分離するために、
それぞれ僅かな質量を動かすだけでよい。

【００１９】 このアクチュエータは、連結棒と結合されかつこの連結棒を弁の閉位置の方向
に付勢している復帰ばねシステムを備えるのがよい。特に急速閉鎖時には、この
復帰ばねシステムを介して弁の閉鎖がそれに対応した力を連結棒に加えることに
よって行われる。

【００２０】 特にギアクラッチは、このギアクラッチを遮断するとき、せいぜい僅かな力し
か必要としないように支承するのがよい。さらに、その場合、クラッチ軸受は球
継手であるとよい。クラッチ円板は、特に好ましい実施例においては、少なくと
も１つの、球継手で支承された控え棒で保持されている。ギアクラッチのこの構
成により、クラッチを僅かな力で遮断することができる。特に、静摩擦が大きい
ことにより、ギアクラッチのインターロックが生ずることがなく、これに伴いギ
アクラッチの遮断が阻害されることがない。

【００２１】 蒸気タービンに向けられた課題は、蒸気流を調節するために調節弁を備え、こ
の調節弁が上述したアクチュエータによって開放されたり、閉鎖されたりするよ
うな蒸気タービンにより解決される。

【００２２】 この発明により得られる利点は、特に連結棒を駆動するために設けられる電動
機により、圧力油を使用しない調節弁の作動が可能となることにある。これに伴
い、特に蒸気タービンにおいて使用するとき、火災の危険は特に小さくなる。し
かもこのアクチュエータは任意の取付け状態に設置可能であり、特に大きな経費
をかけずに分散形の液圧供給装置を持つアクチュエータの代替品として使用でき
る。この電動機は適当な制御により、特に簡単な方法で種々の要求に適合可能な
ので、このアクチュエータは特にフレキシブルである。伝導装置、特にクランク
伝導装置も、同様に簡単な方法で種々の要求に適合できる。アクチュエータの構
成機器、特に電動機及び電磁ギアクラッチは簡単な手段で構成可能であり、従っ
て特に保守が容易である。

【００２３】 この発明を図示の実施例を参照して詳しく説明する。図面は部分的に簡単化し
かつ尺度的には忠実でなく作図され、分かり易くするためにかつ理解のためにア
クチュエータ及び蒸気タービンの説明に重要な構成部分のみを示している。

【００２４】 図１は、蒸気流入口４、蒸気流出口５及びこれらの間に配置された弁座７を備
えた蒸気弁２を、その閉位置で示す。弁座７には、弁２を閉塞する弁押さえ（密
封片）６が密着している。弁押さえ６は弁接続片３を備え、これにアクチュエー
タ１が接続されている。このアクチュエータ１は、その主軸１３に沿って延びる
連結棒１０を備え、この連結棒は復帰ばねシステム１２に接続されている。この
連結棒１０は、一方では弁接続片３に結合し、他方ではクロスヘッド１５に形状
的に結合している。このクロスヘッド１５は直線ガイド１４に噛み合っているの
で、連結棒１０はその主軸１３に沿って直線運動だけを行うことができる。この
クロスヘッド１５には連接棒１１が、連結棒１０の主軸１３がある面において回
転可能に配置されている。この連接棒１１も同様に、この面において回転可能に
伝導装置３０のクランクピン３４に結合されている。この伝導装置３０はクラン
ク伝導装置３１（クランク軸）を備えている。クランク軸３１はクランク円板３
３を持ち、これは回転軸３２を中心に連結棒１０の面において回転可能である。
クランクピン３４は回転軸３２に対し離れて配置され、クランク円板３３に形状
的に結合している。このクランクピンは、従って、クランク円板３３と連結棒１
０との間の結合個所を形成している。クランク円板３３は回転軸３２に沿って延
びるクラッチハブ４５に固定かつ形状的に結合している。回転軸３２の方向に、
伝導装置３０にはギアクラッチ４０が接続されている。このギアクラッチ４０は
クラッチ軸４２（回転軸３２）を中心に回転可能なクラッチ円板４３を備えてい
る。このギアクラッチ４０は間隔手段４４、特に皿ばねを介してクラッチハブ４
５に結合している。クラッチ円板４３側の端部に、このクラッチハブ４５は反作
用ギア３６を周方向に備えている。この反作用ギア３６は、中空軸として形成さ
れた駆動軸２１により囲まれている。この駆動軸２１は反作用ギア３６に対向し
て作用ギア４７を備える。回転軸３２の方向に、反作用ギア３６と作用ギア４７
とに対向して、クラッチ円板４３はクラッチ円板ギア装置４６を備える。このク
ラッチ円板ギア装置４６は、作用ギア４７並びに作用ギア３６とも噛み合うよう
に形成されている。駆動軸２１は３つのコイル系４１（励磁コイル）を備え、そ
れらはそれぞれ１８０°の角度だけ互いに離間した２つの励磁コイルからなる。
回転軸３２の方向に、このコイル系４１に対向して、クラッチ円板４３は磁気帰
路４８を備え、これにより、コイル系４１に電流を流したとき、クラッチ円板４
３が間隔手段４４の復帰力に抗し、クラッチ円板ギア装置４６と作用ギア４７及
び反作用ギア３６との噛み合いにより軸方向に移動する。駆動軸２１に多段ギア
装置２２が接続され、これは電動機２０に接続されている。回転部分、特に駆動
軸２１及びクラッチハブ４５の軸支は、特に滑り軸受により行うのがよい。

【００２５】 連結棒１０には、それぞれこの連結棒１０もしくは弁棒の位置及び速度を測定
するための測定変換器２５が接続されている。この測定変換器２５の測定値は開
度制御器２４に供給される。この開度制御器２４には、さらに制御信号２６が供
給される。この開度制御器２４はサーボ増幅器２３に接続されている。このサー
ボ増幅器２３は、電動機２０並びにコイル系４１を制御する働きをする。このサ
ーボ増幅器２３は周波数変換器として構成するのがよい。この周波数変換器はバ
ッテリーでバックアップされた電流源２９から電流を供給される。このサーボ増
幅器２３には、入力端２８を介して急速閉鎖を行うための並びに負荷制限時の信
号が送られる。出力端２７を介してサーボ増幅器２３から種々の異なる制御器異
常信号が取り出される。

【００２６】 図２もまた、図１のアクチュエータと類似のアクチュエータ１を示す。このア
クチュエータ１は、図１のアクチュエータとは、クラッチ４０の構成及びクラッ
チ４０とクランク伝導装置３１との接続構成が異なるだけである。弁、連結棒、
電動機並びにアクチュエータのその他の要素の説明に関しては、図１についての
説明を参照されたい。図２によれば、クラッチハブ４５はクラッチ円板４３に形
状的に固定結合されている。クラッチハブ４５は間隔手段４４、特に皿ばねを介
してクランク円板３３に結合されている。この皿ばね４４は、クラッチ４０を遮
断したままに保持する、即ち、クラッチ円板４３が軸方向に駆動軸２１から間隔
をおいて保持され、その結果クラッチ４０が遮断されたままであるように設定さ
れている。クラッチハブ４５には、軸方向の溝歯３５がクランク伝導装置３１と
共に設けられている。これにより、クラッチ円板４３の回転運動はクランク円板
３３の回転運動に変換される。駆動軸２１には、軸方向にクランク円板４３から
間隔をおいて作用ギア４７も設けられている。この作用ギア４７と軸方向に対向
してクラッチ円板４３は反作用ギア３６を備え、これは作用ギア４６と形状的に
噛み合うように形成されている。

【００２７】 弁の開度制御の際、電動機２０の図示しない軸の回転運動が多段ギア装置２２
でのトルク変換を経て中空の駆動軸２１に伝達される。この駆動軸２１は電磁ク
ラッチ４０を介してクランク円板３３に結合されている。このクランク円板３３
には、回転軸３２からずれて（クランク半径）クランクピン３４が設けられてい
る。クランク円板３３の回転により、連結棒１０と形状的に結合しているクロス
ヘッド１５及び連接棒１１を介して、連結棒１０の直線運動を生ずる。連結棒１
０は、この場合、弁２の閉位置において既に、弁皿ばね蓄勢体として構成された
復帰ばねシステム１２によって付勢されている。アクチュエータ１の開放運動の
際、復帰ばねシステム１２はさらに蓄勢され、弁２の開位置においてその最大の
復帰力に達する。

【００２８】 弁２の急速閉鎖のために、コイル系４１は無電流で接続される（静止回路原理
）。急速閉鎖は、例えば、タービンの急速遮断、所内消費側からの負荷遮断、タ
ービンの定格回転数での負荷遮断並びに電源欠落の場合に行われる。コイル系４
１を遮断することによってコイル系４１とクラッチ円板４３との間の磁気吸引力
がなくなり、これにより電磁クラッチ４０は間隔手段４４の復帰力に基づいて開
かれる。これによって駆動軸２１は、その接続している多段ギア装置２２及び電
動機２０と共に、クランク伝導装置３１から切り離される。従って、電動機２０
のトルクは最早復帰ばねシステム１２の復帰力に抗して働かない。従って、弁２
は例えば１００ｍ秒の急速な調節時間でその閉位置に入る。

【００２９】 図１に示す実施例では、この場合、ただ僅かな質量のクラッチ円板だけを軸方
向に動かす。簡単なクランクギア装置を備えた図２の実施例では、作用ギア４７
を反作用ギア３６に直接対向して配置しているので、付加的にクラッチハブ４５
も軸方向に動く。この両実施例においてクラッチ円板ギア４６もしくは３６と、
駆動軸ギア（作用ギア４７）との間隔は、阻害されることのない相対回転が可能
であるように設定されている。同じことはクラッチハブ４５と、これを取り囲む
駆動軸２１との間の半径方向の間隔についても言える。クラッチ４０の閉成はコ
イル系４１に電流を流すことによって行われ、これにより磁気吸引力がコイル系
４１からクラッチ円板４３の磁気帰路４８に作用し、従ってクラッチ４０が駆動
軸２１に噛み合う。クラッチ円板４３が駆動軸２１に噛み合うとき、対応するギ
ア３６、４６及び４７が選択された実施形態に応じ互いに形状的に結合する。こ
れにより対応するギア３６、４６及び４７の間の形状結合的なトルク伝達が行わ
れる。ギア側面は、この場合、肌焼きされ、研磨されているのがよい。それぞれ
のギアが互いに形状的に噛み合う際、特に弁２の最大開度において、ギア側面に
面圧が生じ、これにより、特にクラッチ４０の油潤滑が行われるときには、クラ
ッチ４０の遮断に対し対抗して働く静摩擦が生ずる。ギア側面の間に約０．１の
摩擦係数μを持つ潤滑された静摩擦があるとき、ギア側面がこの摩擦抵抗に容易
に打ち勝つよう、約１１．５°の角度で削られている。

【００３０】 特に３つの２分割コイル系４１を設け、その場合各コイル系４１を駆動軸２１
に１８０°ずらして配置した２つの励磁コイルを備えるのがよい。このコイル系
４１は３個中の２個による安全技術に従って設計され、これにより２つのコイル
の電磁力で、クラッチを間隔手段４４（皿ばね）の復帰力に抗して閉鎖状態に保
持するに充分である。クラッチの閉鎖のためには３つの全コイル系が機能しなけ
ればならない。クラッチ４０を開放するには２つのコイル系が機能すれば足りる
ので、１つのコイル系４１が完全になお通流状態にあっても、クラッチ４０は開
かれる。１つの励磁コイル４１の電流遮断が機能しない、従って急速閉鎖時でも
このコイルに電流が流れる場合、クラッチ４０はそれにも係らず開かれる。これ
によりクラッチ４０の適用性並びに遮断確度が向上する。

【００３１】 図３は高圧蒸気タービン８の水平断面を示す。蒸気タービン８は２つの互いに
対向して配置された調節弁２を備えている。各調節弁２にはそれぞれ１つの、図
１及び２に示すような、アクチュエータ１が接続されている。調節弁２はアクチ
ュエータ１の弁接続片３、蒸気流入口４、蒸気流出口５、弁押さえ６及びこれに
対応する弁座７を備える。蒸気タービン８はタービン軸９とこれを包囲するケー
シング１８を備える。このケーシング１８並びにタービン軸９にはタービンの羽
根１６が配置されている。蒸気タービン８が作動している間蒸気１７が調節弁２
を通して蒸気タービン８内に入り、羽根１６を介してタービン軸９を駆動する。
調節弁２は、この場合、制御弁及び／又は制御弁と急速閉鎖弁の組合せとして構
成することができる。

【００３２】 図４はギアクラッチ４０の他の構成を縦断面で示す。クラッチハブ４５は円板
状の突出部１１１を備えている。この円板状の突出部は控え棒１０９でクラッチ
円板４３に結合されている。この控え棒１０９は第一の球継手１０５Ｂにおいて
円板状の突出部１１１に結合されている。また控え棒１０９は第二の球継手１０
５Ａにおいてクラッチ円板４３に結合されている。この構成により図２の軸方向
の溝歯３５は省略できる。伝導装置３０へのトルク伝達は控え棒１０９を介して
行われる。球継手に支承することによりクラッチ軸４２に沿って軸方向に動く際
殆ど静摩擦は発生しない。ギアクラッチ４０はそれ故僅かな力でも断続すること
ができる。これにより大きい摩擦力によるギアクラッチ４０の断続の中断を阻止
する。従って、作動安全性がさらに高まる。

【００３３】 図５は図４のギアクラッチ４０の俯瞰図を示す。円板状の突出部１１１は丸鋸
状に形成されている。これにより、控え棒１０９が回転の際自由に運動し得るま
までいることが保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 概略的に示されたアクチュエータの１つの例を弁と共に示すの縦断面である。

【図２】 概略的に示されたアクチュエータの異なる例を弁と共に示すの縦断面である。

【図３】 ２つの制御弁を備えた高圧蒸気タービンを部分的に示す断面である。

【図４】 ギアクラッチの縦断面である。

【図５】 図４のギアクラッチの俯瞰面をである。

【符号の説明】

１ アクチュエータ ２ 蒸気弁 ３ 弁接続片 ４ 蒸気流入口 ５ 蒸気排出口 ６ 弁押さえ ７ 弁座 ８ 蒸気タービン ９ タービン軸 １０ 連結棒 １１ 連接棒 １２ 復帰ばねシステム １３ 主軸 １４ 直線ガイド １５ クロスヘッド １６ 羽根 １７ タービンの蒸気 １８ ケーシング ２０ 電動機 ２１ 駆動軸 ２２ 多段ギア装置 ２３ サーボ増幅器 ２４ 開度制御器 ２５ 測定変換器 ２６ 制御信号 ２７ 出力端 ２８ 入力端 ２９ 電流源 ３０ 伝導装置 ３１ クランク軸 ３２ 回転軸 ３３ クランク円板 ３４ クランクピン ３５ 溝歯 ３６ 反作用ギア ４０ ギアクラッチ ４１ コイル系 ４２ クラッチ軸 ４３ クラッチ円板 ４４ 間隔手段（皿ばね） ４５ クラッチハブ ４６ クラッチ円板の歯 ４７ 作用ギア ４８ 磁気帰路 １０５ 球継手 １０９ 控え棒 １１１ 突出部

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁（２）の開度調節のための連結棒（１０）と、この連結棒（
   １０）を駆動するための電動機（２０）とを備え、この連結棒（１０）と電動機
   （２０）とが伝導装置（３０）を介して結合され、この伝導装置（３０）によっ
   て連結棒（１０）の軸方向移動に応じて変化するトルクを発生する、特にタービ
   ンの弁（２）の電気機械式アクチュエータ。
2. 【請求項２】伝導装置（３０）が遊星歯車を備えている請求項１記載のアク
   チュエータ。
3. 【請求項３】伝導装置（３０）がクランク伝導装置（３１）を備えている請
   求項１記載のアクチュエータ。
4. 【請求項４】クランク伝導装置（３１）が回転軸（３２）を中心に回転可能
   なクランク円板（３３）を備え、連結棒（１０）が、例えば連接棒（１１）を介
   して、回転軸（３２）から離れた結合個所（３４）でクランク円板（３３）に結
   合している請求項３記載のアクチュエータ。
5. 【請求項５】弁（２）が閉位置に達した際、回転軸（３２）から出発して連
   結個所（３４）と主軸（１３）との間に、５〜２０°の範囲の、好ましくは約１ ０°の角度を成している請求項４記載のアクチュエータ。
6. 【請求項６】伝導装置（３０）と電動機（２０）との間に電磁ギアクラッチ
   （４０）が設けられている請求項１ないし５の１つに記載のアクチュエータ。
7. 【請求項７】電磁ギアクラッチ（４０）が少なくとも３つの、互いに無関係
   のコイル系（４１）を備え、１つのコイル系（４１）の故障の際でもギアクラッ
   チ（４０）の遮断並びに結合が保証されている請求項６記載のアクチュエータ。
8. 【請求項８】ギアクラッチ（４０）がクラッチ軸（４２）を中心に回転可能
   なクラッチ円板（４３）を備え、このクラッチ円板（４３）が電動機（２０）に
   結合された駆動軸（２１）にクラッチ軸（４２）に沿って結合可能である請求項
   ６又は７記載のアクチュエータ。
9. 【請求項９】クラッチ円板（４３）が間隔手段（４４）、特にばねによって
   クラッチハブ（４５）に結合され、クラッチ軸（４２）に沿ってこのクラッチハ
   ブ（４５）と噛み合い可能である請求項８記載のアクチュエータ。
10. 【請求項１０】クラッチ円板（４３）が形状的にクラッチハブ（４５）に結
    合され、このクラッチハブ（４５）が間隔手段（４４）、特にばねによって伝導
    装置（３０）に結合されている請求項８記載のアクチュエータ。
11. 【請求項１１】連結棒（１０）に復帰ばねシステム（１２）が配置されてい
    る請求項１ないし１０の１つに記載のアクチュエータ。
12. 【請求項１２】ギアクラッチ（４０）がクラッチ軸受（１０２）によって、
    このギアクラッチ（４０）の遮断の際に僅かな力が消費されるように支承されて
    いる請求項６から１１の１つに記載のアクチュエータ。
13. 【請求項１３】クラッチ軸受（１０２）が球継手（１０５）を含む請求項１
    ２記載のアクチュエータ。
14. 【請求項１４】クラッチ円板（４３）が球継手（１０５）に支承された、少
    なくとも１つの控え棒（１０９）によって保持されている請求項８又は１４記載
    のアクチュエータ。
15. 【請求項１５】蒸気流を調節するための調節弁（２）を備え、この調節弁に
    対して請求項１ないし１４の１つに記載のアクチュエータ（１）が設けられてい
    る蒸気タービン。