JP2003207071A - 制御弁 - Google Patents
制御弁Info
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- JP2003207071A JP2003207071A JP2002003053A JP2002003053A JP2003207071A JP 2003207071 A JP2003207071 A JP 2003207071A JP 2002003053 A JP2002003053 A JP 2002003053A JP 2002003053 A JP2002003053 A JP 2002003053A JP 2003207071 A JP2003207071 A JP 2003207071A
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- main
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 副弁を備えなることなく制御弁を開くとき
は、小さな弁駆動力で開くことができるようにする。 【解決手段】 小さな駆動力で主弁２１を駆動して弁開
状態にできるように、当該主弁２１おける上流側の第１
蒸気室２８の圧力と下流側の第２蒸気室２９の圧力との
圧力差を調整するバランスホール２３ａからなる圧力調
整器２３を主弁２１に設ける。そして、主弁２１が、弁
ケーシング３０に形成された弁座２２に密着して弁閉状
態となっているときでも、上流側から下流側に微少量の
蒸気が常に流動できるようにして、主弁２１を駆動して
弁を開く際の駆動力を低減する。
は、小さな弁駆動力で開くことができるようにする。 【解決手段】 小さな駆動力で主弁２１を駆動して弁開
状態にできるように、当該主弁２１おける上流側の第１
蒸気室２８の圧力と下流側の第２蒸気室２９の圧力との
圧力差を調整するバランスホール２３ａからなる圧力調
整器２３を主弁２１に設ける。そして、主弁２１が、弁
ケーシング３０に形成された弁座２２に密着して弁閉状
態となっているときでも、上流側から下流側に微少量の
蒸気が常に流動できるようにして、主弁２１を駆動して
弁を開く際の駆動力を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンに供
給する蒸気等の作動流体の流量等の制御に使用される制
御弁に関する。
給する蒸気等の作動流体の流量等の制御に使用される制
御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンバインド型発電用蒸気タービ
ンや火力発電所プラントの蒸気タービン等においては、
タービンに流入する蒸気の流量や圧力を制御するため
に、図９や図１０に示すような副弁付き蒸気弁が利用さ
れている。
ンや火力発電所プラントの蒸気タービン等においては、
タービンに流入する蒸気の流量や圧力を制御するため
に、図９や図１０に示すような副弁付き蒸気弁が利用さ
れている。
【０００３】この蒸気弁（以下、制御弁と記載する）は
止め弁用主弁１１１、該止め弁用主弁１１１の弁座１１
２、止め弁用主弁１１１の上部に設置された副弁１１
３、該副弁１１３の副弁シート１１４、弁ケーシング１
１５、上端部に止め弁用主弁１１１及び副弁１１３が固
定されてこれらを上下動させる弁棒１１６、止め弁用主
弁１１１の上流又は下流に設置される加減弁１１７によ
り構成されている。
止め弁用主弁１１１、該止め弁用主弁１１１の弁座１１
２、止め弁用主弁１１１の上部に設置された副弁１１
３、該副弁１１３の副弁シート１１４、弁ケーシング１
１５、上端部に止め弁用主弁１１１及び副弁１１３が固
定されてこれらを上下動させる弁棒１１６、止め弁用主
弁１１１の上流又は下流に設置される加減弁１１７によ
り構成されている。
【０００４】そして、蒸気は止め弁用主弁１１１と弁座
１１２との間隙を通り加減弁１１７で流量制御されてタ
ービン車室へ流入する。
１１２との間隙を通り加減弁１１７で流量制御されてタ
ービン車室へ流入する。
【０００５】タービン停止時には、止め弁用主弁１１１
は弁座１１２と弁シート面で接触し、かつ、副弁１１３
も副弁シート１１４に接触した状態となって、制御弁は
弁閉状態となる。
は弁座１１２と弁シート面で接触し、かつ、副弁１１３
も副弁シート１１４に接触した状態となって、制御弁は
弁閉状態となる。
【０００６】一方、タービン起動時には、タービン車室
への流入蒸気を確保するために止め弁用主弁１１１を開
方向（図９では上方向）に動作させる。
への流入蒸気を確保するために止め弁用主弁１１１を開
方向（図９では上方向）に動作させる。
【０００７】このとき、止め弁用主弁１１１における上
流側の圧力と下流側の圧力との差圧が大きいと、止め弁
用主弁１１１と弁座１１２との密着を解除するために大
きな駆動力が必要になる。
流側の圧力と下流側の圧力との差圧が大きいと、止め弁
用主弁１１１と弁座１１２との密着を解除するために大
きな駆動力が必要になる。
【０００８】そこで、弁開状態にするときは、副弁１１
３を開方向に移動させることで副弁１１３と副弁シート
１１４との間に隙間を形成し、当該隙間を介して蒸気を
上流側から下流側に微少量流動させることにより止め弁
用主弁１１１における上流側の圧力と下流側の圧力との
差圧を小さくして、小さい弁駆動力で止め弁用主弁１１
１を弁開方向に駆動できるようにしている。
３を開方向に移動させることで副弁１１３と副弁シート
１１４との間に隙間を形成し、当該隙間を介して蒸気を
上流側から下流側に微少量流動させることにより止め弁
用主弁１１１における上流側の圧力と下流側の圧力との
差圧を小さくして、小さい弁駆動力で止め弁用主弁１１
１を弁開方向に駆動できるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな副弁付の制御弁では、弁構造が複雑になり、組立、
メンテナンスに高度な技術が必要となると共に、その製
造、保守に多大な費用を要する問題があった。
うな副弁付の制御弁では、弁構造が複雑になり、組立、
メンテナンスに高度な技術が必要となると共に、その製
造、保守に多大な費用を要する問題があった。
【００１０】特に、負荷遮断時にタービン定格速度の１
２０％を超えない範囲でタービンへの蒸気流入が許容で
きるようなときや、ターニング時にターニング装置が離
脱しない範囲でタービンへの蒸気流入が許容できるよう
なときには、制御弁を閉じた際に完全に蒸気流入を遮断
できなくてもよい場合があり、かかる場合に副弁付き制
御弁を用いると過剰設備となってしまう問題がある。
２０％を超えない範囲でタービンへの蒸気流入が許容で
きるようなときや、ターニング時にターニング装置が離
脱しない範囲でタービンへの蒸気流入が許容できるよう
なときには、制御弁を閉じた際に完全に蒸気流入を遮断
できなくてもよい場合があり、かかる場合に副弁付き制
御弁を用いると過剰設備となってしまう問題がある。
【００１１】そこで、本発明は、副弁を備えることなく
制御弁を開くときは小さな弁駆動力で開くことができる
ようにすると共に、加工、組立、調整、メンテナンスが
容易に行えて製造、保守費用が安価にできる制御弁を提
供することを目的とする。
制御弁を開くときは小さな弁駆動力で開くことができる
ようにすると共に、加工、組立、調整、メンテナンスが
容易に行えて製造、保守費用が安価にできる制御弁を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、主弁が、弁ケーシングに
形成された弁座に密着して弁閉状態となる一方、この主
弁に結合された棒弁を駆動することにより当該弁座との
密着を解除して弁開状態となる制御弁において、弁閉状
態においても微少量の作動流体を主弁の上流側から下流
側へ常時流動させることにより主弁の上流側と下流側と
の圧力差を予め決められた値となるように調整する圧力
調整器を設けて、副弁を備えることなく弁を開くときは
小さな弁駆動力で開くことができるようにすると共に、
加工、組立、調整、メンテナンスが容易に行えて製造、
保守費用が安価にできるようにしたことを特徴とする。
め、請求項１にかかる発明は、主弁が、弁ケーシングに
形成された弁座に密着して弁閉状態となる一方、この主
弁に結合された棒弁を駆動することにより当該弁座との
密着を解除して弁開状態となる制御弁において、弁閉状
態においても微少量の作動流体を主弁の上流側から下流
側へ常時流動させることにより主弁の上流側と下流側と
の圧力差を予め決められた値となるように調整する圧力
調整器を設けて、副弁を備えることなく弁を開くときは
小さな弁駆動力で開くことができるようにすると共に、
加工、組立、調整、メンテナンスが容易に行えて製造、
保守費用が安価にできるようにしたことを特徴とする。
【００１３】請求項２にかかる発明は、圧力調整器が、
主弁、弁座又は弁ケーシングのいずれかの位置に設けら
れて、主弁おける上流側と下流側とを連通させるバラン
スホールであることを特徴とする。
主弁、弁座又は弁ケーシングのいずれかの位置に設けら
れて、主弁おける上流側と下流側とを連通させるバラン
スホールであることを特徴とする。
【００１４】請求項３にかかる発明は、圧力調整器が、
バランスホールに取付けられて、主弁おける上流側の圧
力と下流側の圧力との圧力差の調整を容易にするオリフ
ィスを有することを特徴とする。
バランスホールに取付けられて、主弁おける上流側の圧
力と下流側の圧力との圧力差の調整を容易にするオリフ
ィスを有することを特徴とする。
【００１５】請求項４にかかる発明は、オリフィスをバ
ランスホールに取付ける際に、主弁おける上流側から下
流側に向って挿着して取付けるようにしたことを特徴と
する。
ランスホールに取付ける際に、主弁おける上流側から下
流側に向って挿着して取付けるようにしたことを特徴と
する。
【００１６】請求項５にかかる発明は、主弁と弁座とが
密着した際に、当該密着面の一部を介して主弁おける上
流側の圧力と下流側の圧力との圧力調整が行えるよう
に、当該主弁又は弁座の密着面に主弁における上流側と
下流側とを連通させるバランス溝を形成したことを特徴
とする。
密着した際に、当該密着面の一部を介して主弁おける上
流側の圧力と下流側の圧力との圧力調整が行えるよう
に、当該主弁又は弁座の密着面に主弁における上流側と
下流側とを連通させるバランス溝を形成したことを特徴
とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。なお、以下の説明では制御弁を蒸気タービ
ンに供給する蒸気の流量や圧力制御を行う場合を例に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではないこと
を予め付言する。
て説明する。なお、以下の説明では制御弁を蒸気タービ
ンに供給する蒸気の流量や圧力制御を行う場合を例に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではないこと
を予め付言する。
【００１８】図１は本発明にかかる制御弁の部分断面図
で、当該制御弁は、主弁２１、該主弁２１の弁座２２、
圧力調整器２３、主弁２１を駆動する弁棒２６、該弁棒
２６を主弁２１に固定するナット２７、主弁２１により
区画された第１蒸気室２８及び第２蒸気室２９、これら
を収納する弁ケーシング３０等を有している。なお、図
示しない加減弁等も有している。
で、当該制御弁は、主弁２１、該主弁２１の弁座２２、
圧力調整器２３、主弁２１を駆動する弁棒２６、該弁棒
２６を主弁２１に固定するナット２７、主弁２１により
区画された第１蒸気室２８及び第２蒸気室２９、これら
を収納する弁ケーシング３０等を有している。なお、図
示しない加減弁等も有している。
【００１９】なお、上述したように主弁２１は、弁棒２
６とナット２７により固定されて、主弁２１と弁座２２
がシート面で完全に接触するように組立てられる。
６とナット２７により固定されて、主弁２１と弁座２２
がシート面で完全に接触するように組立てられる。
【００２０】圧力調整器２３は、第１蒸気室２８と第２
蒸気室２９とが連通するように主弁２１に形成されたバ
ランスホール２３ａで、当該バランスホール２３ａによ
り第１蒸気室２８と第２蒸気室２９との間には一定の蒸
気通路が常に存在するようになっている。なお、第１蒸
気室２８と第２蒸気室とは、主弁２１の上流側の空間と
下流側の空間とをなしている。
蒸気室２９とが連通するように主弁２１に形成されたバ
ランスホール２３ａで、当該バランスホール２３ａによ
り第１蒸気室２８と第２蒸気室２９との間には一定の蒸
気通路が常に存在するようになっている。なお、第１蒸
気室２８と第２蒸気室とは、主弁２１の上流側の空間と
下流側の空間とをなしている。
【００２１】これにより、弁閉状態では圧力調整器２３
を介して第１蒸気室２８から第２蒸気室に微少量の蒸気
が常に流動して、主弁２１の前後で大きな圧力差が発生
しないようになっている。
を介して第１蒸気室２８から第２蒸気室に微少量の蒸気
が常に流動して、主弁２１の前後で大きな圧力差が発生
しないようになっている。
【００２２】また、この圧力差は圧力調整器２３の設計
により予め任意の圧力差とすることができ、さらには圧
力調整器２３を変えることにより圧力差の変更も可能で
ある。
により予め任意の圧力差とすることができ、さらには圧
力調整器２３を変えることにより圧力差の変更も可能で
ある。
【００２３】従って、従来のように副弁を設けなくて
も、弁閉状態の主弁２１を小さな弁駆動力で駆動するこ
とができるようになると共に、当該副弁を設けないため
に制御弁の構造が簡素化され、加工、組立、調整、メン
テナンスが容易に行えて、製造、保守費用が安価にでき
るようになる。
も、弁閉状態の主弁２１を小さな弁駆動力で駆動するこ
とができるようになると共に、当該副弁を設けないため
に制御弁の構造が簡素化され、加工、組立、調整、メン
テナンスが容易に行えて、製造、保守費用が安価にでき
るようになる。
【００２４】なお、上記説明では、主弁２１に圧力調整
器２３としてバランスホール２３ａを形成した場合を説
明したが、図２に示すように弁座２２に当該バランスホ
ール２３ａを形成することにより圧力調整器２３を構成
してもよく、図３に示すように弁ケーシング３０に当該
バランスホール２３ａを形成することにより圧力調整器
２３を構成してもよい。
器２３としてバランスホール２３ａを形成した場合を説
明したが、図２に示すように弁座２２に当該バランスホ
ール２３ａを形成することにより圧力調整器２３を構成
してもよく、図３に示すように弁ケーシング３０に当該
バランスホール２３ａを形成することにより圧力調整器
２３を構成してもよい。
【００２５】そして、図１〜図３に示すような圧力調整
器２３をバランスホール２３ａにより構成するような場
合には、主弁２１の前後での圧力差の設定が容易になる
ように、図４〜図６に示すようにバランスホール２３ａ
にオリフィス２３ｂを設けることが好ましい。
器２３をバランスホール２３ａにより構成するような場
合には、主弁２１の前後での圧力差の設定が容易になる
ように、図４〜図６に示すようにバランスホール２３ａ
にオリフィス２３ｂを設けることが好ましい。
【００２６】一般にバランスホール２３ａは、穿孔等の
機械加工により形成される。このため、主弁２１の前後
の圧力調整を高精度に行うためには、加工精度も十分に
高くなければならないが、かかる加工精度を非常に高く
することは、製造コストの上昇を招いてしまう。
機械加工により形成される。このため、主弁２１の前後
の圧力調整を高精度に行うためには、加工精度も十分に
高くなければならないが、かかる加工精度を非常に高く
することは、製造コストの上昇を招いてしまう。
【００２７】そこで、安価で高精度な流量調整ができる
オリフィス２３ｂをバランスホール２３ａに取付けるこ
とにより、圧力調整を高精度に行えるようにしている。
オリフィス２３ｂをバランスホール２３ａに取付けるこ
とにより、圧力調整を高精度に行えるようにしている。
【００２８】このとき、オリフィス２３ｂはバランスホ
ール２３ａにネジ込みや嵌込して取付けるため、振動等
が加わる環境化でオリフィス２３ｂが外れたりすること
が危惧されるような場合には、当該オリフィス２３ｂの
取付けは上流側（圧力の高い側）から下流側に（圧力の
低い側）に向けて行うことが好ましい。
ール２３ａにネジ込みや嵌込して取付けるため、振動等
が加わる環境化でオリフィス２３ｂが外れたりすること
が危惧されるような場合には、当該オリフィス２３ｂの
取付けは上流側（圧力の高い側）から下流側に（圧力の
低い側）に向けて行うことが好ましい。
【００２９】また、上記説明では制御弁を閉じた際には
主弁２１と弁座２２とは一様に弁シート面で接する構成
であったが、図７に示すように主弁２１における弁シー
ト面の一部を切削等してバランス溝２４を形成し、当該
バランス溝２４では弁座２２と接しないようにして当該
圧力調整器２３を構成してもよい。
主弁２１と弁座２２とは一様に弁シート面で接する構成
であったが、図７に示すように主弁２１における弁シー
ト面の一部を切削等してバランス溝２４を形成し、当該
バランス溝２４では弁座２２と接しないようにして当該
圧力調整器２３を構成してもよい。
【００３０】無論、図８に示すように弁座２２における
弁シート面の一部を切削等してバランス溝２４を形成す
ることで圧力調整器２３を構成してもよい。
弁シート面の一部を切削等してバランス溝２４を形成す
ることで圧力調整器２３を構成してもよい。
【００３１】ところで、これまで説明したバランスホー
ル２３ａやバランス溝２４を複数設けることも可能であ
り、この場合には流体による振動等の観点から対称性の
高い配置とすることが好ましい。
ル２３ａやバランス溝２４を複数設けることも可能であ
り、この場合には流体による振動等の観点から対称性の
高い配置とすることが好ましい。
【００３２】例えば、主弁２１に３つのバランスホール
２３ａを形成するような場合には、それぞれの形成位置
が略正三角形の頂点に位置するようにする。
２３ａを形成するような場合には、それぞれの形成位置
が略正三角形の頂点に位置するようにする。
【００３３】これにより、第１蒸気室２８に面する主弁
２１の面に作用する圧力、第２蒸気室２９に面する主弁
２１の面に作用する圧力がそれぞれ、一様な圧力分布又
は対称性のある圧力分布となるので、主弁２１を駆動し
たときでも弁棒２６が傾いたり振動したりすることが無
くなり、当該弁棒２６が弁ケーシング３０に局部的に強
く擦れて摩耗損を発生したりすることが防止できるよう
になる。
２１の面に作用する圧力、第２蒸気室２９に面する主弁
２１の面に作用する圧力がそれぞれ、一様な圧力分布又
は対称性のある圧力分布となるので、主弁２１を駆動し
たときでも弁棒２６が傾いたり振動したりすることが無
くなり、当該弁棒２６が弁ケーシング３０に局部的に強
く擦れて摩耗損を発生したりすることが防止できるよう
になる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主弁おける上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差を調
整する圧力調整器を設けたので、副弁を備えることなく
弁を開くときは小さな弁駆動力で開くことができるよう
になると共に、加工、組立、調整、メンテナンスが容易
に行えて製造、保守費用が安価にできるようになる。
主弁おける上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差を調
整する圧力調整器を設けたので、副弁を備えることなく
弁を開くときは小さな弁駆動力で開くことができるよう
になると共に、加工、組立、調整、メンテナンスが容易
に行えて製造、保守費用が安価にできるようになる。
【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される制御弁
の図で、主弁にバランスホールを形成した場合の要部断
面図である。
の図で、主弁にバランスホールを形成した場合の要部断
面図である。
【図２】弁座にバランスホールを形成した場合の要部断
面図である。
面図である。
【図３】弁ケーシングにバランスホールを形成した場合
の要部断面図である。
の要部断面図である。
【図４】主弁に形成したバランスホールにオリフィスを
設けた場合の要部断面図である。
設けた場合の要部断面図である。
【図５】弁座に形成したバランスホールにオリフィスを
設けた場合の要部断面図である。
設けた場合の要部断面図である。
【図６】弁ケーシングに形成したバランスホールにオリ
フィスを設けた場合の要部断面図である。
フィスを設けた場合の要部断面図である。
【図７】主弁の弁シート面にバランス溝を形成した場合
の要部断面図である。
の要部断面図である。
【図８】弁座の弁シート面にバランス溝を形成した場合
の要部断面図である。
の要部断面図である。
【図９】従来の技術の説明に適用される副弁付き蒸気弁
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図１０】従来の技術の説明に適用される副弁付き蒸気
弁の概略構成を示す図である。
弁の概略構成を示す図である。
２１ 主弁
２２ 弁座
２３ 圧力調整器
２３ａ バランスホール
２３ｂ オリフィス
２４ バランス溝
２６ 弁棒
２８ 第１蒸気室
２９ 第２蒸気室
３０ 弁ケーシング
Claims (5)
- 【請求項１】 主弁が、弁ケーシングに形成された弁座
に密着して弁閉状態となる一方、この主弁に結合された
棒弁を駆動することにより当該弁座との密着を解除して
弁開状態となる制御弁において、 弁閉状態においても微少量の作動流体を前記主弁の上流
側から下流側へ常時流動させることにより前記主弁の上
流側と下流側との圧力差を予め決められた値となるよう
に調整する圧力調整器を設けたことを特徴とする制御
弁。 - 【請求項２】 前記圧力調整器が、前記主弁、弁座又は
弁ケーシングのいずれかの位置に設けられて、前記主弁
おける上流側と下流側とを連通させるバランスホールで
あることを特徴とする請求項１記載の制御弁。 - 【請求項３】 前記圧力調整器が、前記バランスホール
に取付けられて、前記主弁おける上流側の圧力と下流側
の圧力との圧力差の調整を容易にするオリフィスを有す
ることを特徴とする請求項２記載の制御弁。 - 【請求項４】 前記オリフィスを前記バランスホールに
取付ける際に、前記主弁おける上流側から下流側に向っ
て挿着して取付けるようにしたことを特徴とする請求項
３記載の制御弁。 - 【請求項５】 前記主弁と前記弁座とが密着した際に、
当該密着面の一部を介して前記主弁おける上流側の圧力
と下流側の圧力との圧力調整が行えるように、当該主弁
又は弁座の密着面に前記主弁における上流側と下流側と
を連通させるバランス溝を形成したことを特徴とする請
求項１記載の制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003053A JP2003207071A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | 制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003053A JP2003207071A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | 制御弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207071A true JP2003207071A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27642743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002003053A Withdrawn JP2003207071A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | 制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003207071A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009156040A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Toshiba Corp | 蒸気弁装置および蒸気タービンプラント |
| JP2009168022A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Snecma | ２つのエンクロージャ間の連通を確立するためのバルブを備えたガスタービンエンジン |
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