JP2017089525A - 蒸気弁及び蒸気タービンシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蒸気弁は、弁ケーシングと、弁室に収容され、第1弁体と、第2弁体と、第2弁棒と、第1弁棒と、第1弁棒に上下方向の第1付勢力を付与可能な第1アクチュエータと、第2弁棒に上下方向の第2付勢力を付与可能な第2アクチュエータと、第1アクチュエータと第1弁棒との間に設けられ、第1付勢力を伝達可能な第1リンク機構と、第2アクチュエータと第2弁棒との間に設けられ、第2付勢力を伝達可能な第2リンク機構であって、第2弁棒と一体に設けられた連結部及び連結部とピン結合されるレバーを有する第2リンク機構と、レバーの傾動に対応する連結部の上下方向の移動の際に連結部の水平方向の変位を規制可能なガイド機構とを備える。
【選択図】 図4
Description
例えば、特許文献1が開示する蒸気弁は、止め弁弁体と加減弁弁体とを有しており、蒸気止め弁及び蒸気加減弁としての2つの機能を単独で有している。このため特許文献1が開示する蒸気弁を用いた場合、蒸気止め弁と蒸気加減弁とを別々に用意した場合に比べ、圧力損失の低減を図れる。
弁室、前記弁室に開口する入口流路、前記弁室に開口する出口流路、及び、前記出口流路の開口を囲む弁座を有する弁ケーシングと、
前記弁室に収容され、前記弁座に対し上下方向に当接可能な第1弁体と、
前記弁室に前記第1弁体と同軸に収容され、前記弁座に対し上下方向に当接可能な第2弁体と、
前記弁ケーシングの上部を上下方向に貫通して前記第2弁体から前記弁ケーシングの外側まで延在する第2弁棒と、
前記第2弁棒の内部を貫通し、前記第2弁体から前記弁ケーシングの外側まで延在する第1弁棒と、
前記弁ケーシングの外側に配置され、前記第1弁棒に上下方向の第1付勢力を付与可能な第1アクチュエータと、
前記弁ケーシングの外側に配置され、前記第2弁棒に上下方向の第2付勢力を付与可能な第2アクチュエータと、
前記第1アクチュエータと前記第1弁棒との間に設けられ、前記第1付勢力を伝達可能な第1リンク機構と、
前記第2アクチュエータと前記第2弁棒との間に設けられ、前記第2付勢力を伝達可能な第2リンク機構であって、前記第2弁棒と一体に設けられた連結部及び前記連結部とピン結合されるレバーを有する第2リンク機構と、
前記レバーの傾動に対応する前記連結部の上下方向の移動の際に前記連結部の水平方向の変位を規制可能なガイド機構と
を備える。
前記ガイド機構は、
前記弁ケーシングの上方に配置された支持フレームと、
それぞれ上下方向に延在し、前記連結部を水平方向にて両側から挟む1対のガイド板と、
前記支持フレームにそれぞれ固定され、前記1対のガイド板をそれぞれ支持する1対の支持部と、を有する。
上記構成(2)によれば、ガイド板によって、レバーがピン結合される連結部の水平方向の変位が規制されるので、簡単な構成にて、第2弁棒と周辺との片当たりが防止される。
前記連結部は、前記ガイド板と対向する領域に湾曲面を有する。
上記構成(3)では、連結部が湾曲面を有するので、連結部とガイド板との間の片当たりが防止され、第2弁棒と周辺との片当たりがより確実に防止される。
前記連結部は、前記ガイド板と対向する領域の上側及び下側に傾斜面を有する。
上記構成(4)では、連結部が、ガイド板と対向する領域の上側及び下側に傾斜面を有するので、連結部とガイド板との間の片当たりが防止され、第2弁棒と周辺との片当たりがより確実に防止される。
前記連結部及び前記ガイド板のうち一方は、上下方向に延在する溝を有し、
前記連結部及び前記ガイド板のうち他方は、前記溝と摺動可能に係合する突起を有する。
上記構成(5)では、上下方向に延在する溝に突起が係合することで、連結部が上下方向に確実に移動し、連結部とガイド板との間の片当たりが防止され、第2弁棒と周辺との片当たりがより確実に防止される。
前記連結部及び前記ガイド板のうち一方は、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面を有する。
上記構成(6)では、連結部及びガイド板のうち一方が、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面を有するので、連結部やガイド板が高温になっても、連結部が円滑に上下動可能である。
前記ガイド機構は、
前記弁ケーシングの上方に配置された支持フレームと、
前記第1弁棒と前記連結部との間に介装されるガイド筒と、
前記支持フレームに固定され、前記ガイド筒を支持する支持部と、
を有する。
上記構成(7)によれば、ガイド筒によって、レバーがピン結合される連結部の水平方向の変位が規制されるので、簡単な構成にて、第2弁棒と周辺との片当たりが防止される。
前記ガイド筒は、前記連結部と対向する下端側領域に湾曲面を有する。
上記構成(8)では、ガイド筒が、連結部と対向する下端側領域に湾曲面を有するので、連結部とガイド筒との間の片当たりが防止され、第2弁棒と周辺との片当たりがより確実に防止される。
前記ガイド筒は、前記連結部と対向する下端側領域にテーパ面を有する。
上記構成(9)では、ガイド筒が、連結部と対向する下端側領域にテーパ面を有するので、連結部とガイド筒との間の片当たりが防止され、第2弁棒と周辺との片当たりがより確実に防止される。
前記連結部及び前記ガイド筒のうち一方は、上下方向に延在する溝を有し、
前記連結部及び前記ガイド筒のうち他方は、前記溝と摺動可能に係合する突起を有する。
上記構成(10)では、上下方向に延在する溝に突起が係合することで、連結部が上下方向に確実に移動し、連結部とガイド筒との間の片当たりが防止され、第2弁棒と周辺との片当たりがより確実に防止される。
前記連結部及び前記ガイド筒のうち一方は、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面を有する。
上記構成(11)では、連結部及びガイド筒のうち一方が、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面を有するので、連結部やガイド筒が高温になっても、連結部が円滑に上下動可能である。
上記構成(1)乃至(11)の何れか1つの蒸気弁と、
前記蒸気弁から蒸気が供給されるように構成された蒸気タービンと
を備える。
上記構成(12)では、蒸気タービンに対し、上記構成(1)乃至(11)の何れか1つの蒸気弁から蒸気が供給される。蒸気弁にあっては、簡単な構成にて、第2弁棒と周辺との片当たりが防止されているので、蒸気タービンシステムは、高い信頼性を有する。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹突起や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
蒸気タービンシステム2は、蒸気弁1と、蒸気弁1から蒸気(給気蒸気)が供給される蒸気タービン4とを備えている。蒸気タービン4は、供給された蒸気のエネルギを動力に変換して出力可能であり、エネルギを取り出された蒸気(排気蒸気)が蒸気タービン4から排出される。例えば、蒸気タービン4が出力した動力は発電機6に伝達され、動力を利用して発電機6が発電する。
弁ケーシング10は、弁ケーシング10の内部に区画された弁室29、弁室29に開口する入口流路30、弁室29に開口する出口流路(弁孔)31、及び、出口流路31の開口を囲む弁座32を有している。例えば、出口流路31は上下方向に延び、弁座32は、上方に向かって徐々に拡開するラッパ形状を有している。
第2弁体14は、弁室29に第1弁体12と同軸にて収容され、弁座32に対し上下方向に当接可能である。
なお、第1弁棒16は、第2弁体14の上部を貫通して延在している。
第2アクチュエータ22は、弁ケーシング10の外側に配置され、第2弁棒18に上下方向の第2付勢力を付与可能である。例えば、第2アクチュエータ22は油圧シリンダ等によって構成可能である。
第2リンク機構26は、第2アクチュエータ22と第2弁棒18との間に設けられ、第2アクチュエータ22からの第2付勢力を伝達可能である。第2リンク機構26は、第2弁棒18と一体に設けられた連結部33、及び、連結部33とピン結合されるレバー34を有する。例えば、連結部33は筒形状を有し、第1弁棒16によって同軸に貫通されている。また例えば、レバー34は、1対の板によって構成され、1対の板の一端部が、連結部33を挟んだ状態で、連結部33にピン結合されている。
また、上記構成の蒸気弁1が適用された蒸気タービンシステム2では、蒸気タービン4に対し、蒸気弁1から蒸気が供給される。蒸気弁1にあっては、ガイド機構28によって、簡単な構成にて、第2弁棒18と周辺との片当たりが防止されているので、蒸気タービンシステム2は、高い信頼性を有する。
なお、上記構成において、第1弁体12及び第2弁体14のうち、いずれを止め弁として使用してもよく、いずれを加減弁として使用してもよいが、例えば、第1弁体12を加減弁として使用し、第2弁体14を止め弁として使用することができる。
支持フレーム35は、弁ケーシング10の上方に配置される。例えば、支持フレーム35は、筒形状を有し、第1弁棒16及び第2弁棒18と同軸に配置された状態で、弁ケーシング10に固定される。
1対のガイド板36は、それぞれ上下方向に延在し、連結部33を水平方向にて両側から挟む。なお、1対のガイド板36が連結部33を挟む方向と、1対のレバー34が連結部33を挟む方向とは相互に直交している。
1対の支持部38は、支持フレーム35にそれぞれ固定され、1対のガイド板36をそれぞれ支持する。
また、支持部38を介してガイド板36を支持している支持フレーム35は、弁ケーシング10の上方に配置されており、蒸気弁1a〜1fの使用時、支持フレーム35の温度は、弁ケーシング10の温度よりも低い。このため、蒸気弁1a〜1fの使用時、温度上昇によるガイド板36の変形が抑制される。この点からも、第2弁棒18と周辺との片当たりが防止される。
上記構成では、連結部33が湾曲面40を有するので、連結部33とガイド板36との間の片当たりが防止され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
上記構成では、連結部33が、ガイド板36と対向する領域の上側及び下側に傾斜面44を有するので、連結部33とガイド板36との間の片当たりが防止され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
上記構成では、上下方向に延在する溝46に突起48が係合することで、連結部33が上下方向に確実に移動し、連結部33とガイド板36との間の片当たりが防止され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
上記構成では、連結部33及びガイド板36のうち一方が、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面50を有するので、連結部33やガイド板36が高温になっても、連結部33が円滑に上下動可能である。
上記構成では、支持フレーム35に放熱部54が一体に設けられたことで、蒸気弁1fの使用時、支持フレーム35の温度は、弁ケーシング10の温度よりもより一層低くなる。このため、蒸気弁1fの使用時、温度上昇によるガイド板36の変形がより一層抑制され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
支持フレーム35は、弁ケーシング10の上方に配置される。例えば、支持フレーム35は、筒形状を有し、第1弁棒16及び第2弁棒18と同軸に配置された状態で、弁ケーシング10に固定される。
上記構成では、ガイド筒56が、連結部33と対向する下端側領域に湾曲面60を有するので、連結部33とガイド筒56との間の片当たりが防止され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
上記構成では、ガイド筒56が、連結部33と対向する下端側領域にテーパ面62を有するので、連結部33とガイド筒56との間の片当たりが防止され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
上記構成では、上下方向に延在する溝64に突起66が係合することで、連結部33が上下方向に確実に移動し、連結部33とガイド筒56との間の片当たりが防止され、第2弁棒18と周辺との片当たりがより確実に防止される。
上記構成では、連結部33及びガイド筒56のうち一方が、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面68を有するので、連結部33やガイド筒56が高温になっても、連結部33が円滑に上下動可能である。
第2弁体用均圧機構80は、第1端壁部74と第2端壁部78との間にて第1円筒部72及び第2円筒部76によって囲まれた弁体内側空間84と第2弁体14の外側の弁体外側空間86とを連通可能である。なお、必要に応じて、第2弁体用均圧機構80は、弁体内側空間84と弁体外側空間86との間の連通を遮断可能である。
また、上記構成では、第2弁体用均圧機構80によって、第2弁体14に対し上方向に作用する圧力と下方向に作用する圧力とが相互に釣り合う。このため、第2弁体14を小さい付勢力で動作させることができる。従って、第2アクチュエータ22として小型のものを用いることができる。
第1均圧用軸方向孔88は、第1端壁部74の中央部を上下方向に貫通している。
第1均圧用弁体90は、第1弁棒16の下端に取り付けられ、第1均圧用軸方向孔88内に上下方向に変位可能に配置されている。
第1均圧用下側弁座94は、第1均圧用軸方向孔88の下側開口周辺に設けられ、第1均圧用弁体90は、下方に向かって変位することによって、第1均圧用下側弁座94に気密に当接可能である。
なお、第1均圧用弁体90が、第1均圧用下側弁座94から離れているとき、出口流路31と弁体内側空間84とが連通する。
第2均圧用軸方向孔96は、第2端壁部78の中央部を上下方向に貫通している。第2均圧用径方向孔は、第2端壁部78の内部を径方向に延び、第2均圧用軸方向孔96と第2端壁部78の外周面との間を延びている。
第2均圧用上側弁座102は、第2均圧用軸方向孔96の上側開口周辺に設けられ、第2均圧用弁体100は、上方に向かって変位することによって、第2均圧用上側弁座102に気密に当接可能である。
なお、第2均圧用弁体100が、第2均圧用下側弁座104から離れているとき、第2均圧用軸方向孔96及び第2均圧用径方向孔98を通じて、弁体内側空間84と弁体外側空間86とが連通する。
2 蒸気タービンシステム
4 蒸気タービン
6 発電機
10 弁ケーシング
12 第1弁体
14 第2弁体
16 第1弁棒
18 第2弁棒
20 第1アクチュエータ
22 第2アクチュエータ
24 第1リンク機構
26 第2リンク機構
28 ガイド機構
29 弁室
30 入口流路
31 出口流路
32 弁座
33 連結部
34 レバー
35 支持フレーム
36 ガイド板
38 支持部
40 湾曲面
42 平坦面
44 傾斜面
45 平坦面
46 溝
48 突起
50 表面
52 潤滑膜
54 放熱部
56 ガイド筒
58 支持部
58a フランジ部
58b リブ部
60 湾曲面
62 テーパ面
64 溝
66 突起
68 表面
70 潤滑膜
72 第1円筒部
74 第1端壁部
76 第2円筒部
78 第2端壁部
80 第2弁体用均圧機構
82 第1弁体用均圧機構
84 弁体内側空間
86 弁体外側空間
88 第1均圧用軸方向孔
90 第1均圧用弁体
92 第1均圧用上側弁座
94 第1均圧用下側弁座
96 第2均圧用軸方向孔
98 第2均圧用径方向孔
100 第2均圧用弁体
102 第2均圧用上側弁座
104 第2均圧用下側弁座
106 シール部材
Claims (12)
- 弁室、前記弁室に開口する入口流路、前記弁室に開口する出口流路、及び、前記出口流路の開口を囲む弁座を有する弁ケーシングと、
前記弁室に収容され、前記弁座に対し上下方向に当接可能な第1弁体と、
前記弁室に前記第1弁体と同軸に収容され、前記弁座に対し上下方向に当接可能な第2弁体と、
前記弁ケーシングの上部を上下方向に貫通して前記第2弁体から前記弁ケーシングの外側まで延在する第2弁棒と、
前記第2弁棒の内部を貫通し、前記第2弁体から前記弁ケーシングの外側まで延在する第1弁棒と、
前記弁ケーシングの外側に配置され、前記第1弁棒に上下方向の第1付勢力を付与可能な第1アクチュエータと、
前記弁ケーシングの外側に配置され、前記第2弁棒に上下方向の第2付勢力を付与可能な第2アクチュエータと、
前記第1アクチュエータと前記第1弁棒との間に設けられ、前記第1付勢力を伝達可能な第1リンク機構と、
前記第2アクチュエータと前記第2弁棒との間に設けられ、前記第2付勢力を伝達可能な第2リンク機構であって、前記第2弁棒と一体に設けられた連結部及び前記連結部とピン結合されるレバーを有する第2リンク機構と、
前記レバーの傾動に対応する前記連結部の上下方向の移動の際に前記連結部の水平方向の変位を規制可能なガイド機構と
を備えることを特徴とする蒸気弁。 - 前記ガイド機構は、
前記弁ケーシングの上方に配置された支持フレームと、
それぞれ上下方向に延在し、前記連結部を水平方向にて両側から挟む1対のガイド板と、
前記支持フレームにそれぞれ固定され、前記1対のガイド板をそれぞれ支持する1対の支持部と、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気弁。 - 前記連結部は、前記ガイド板と対向する領域に湾曲面を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 前記連結部は、前記ガイド板と対向する領域の上側及び下側に傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 前記連結部及び前記ガイド板のうち一方は、上下方向に延在する溝を有し、
前記連結部及び前記ガイド板のうち他方は、前記溝と摺動可能に係合する突起を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 前記連結部及び前記ガイド板のうち一方は、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面を有することを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。
- 前記ガイド機構は、
前記弁ケーシングの上方に配置された支持フレームと、
前記第1弁棒と前記連結部との間に介装されるガイド筒と、
前記支持フレームに固定され、前記ガイド筒を支持する支持部と、
を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気弁。 - 前記ガイド筒は、前記連結部と対向する下端側領域に湾曲面を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 前記ガイド筒は、前記連結部と対向する下端側領域にテーパ面を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 前記連結部及び前記ガイド筒のうち一方は、上下方向に延在する溝を有し、
前記連結部及び前記ガイド筒のうち他方は、前記溝と摺動可能に係合する突起を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 前記連結部及び前記ガイド筒のうち一方は、他方と対向する領域に耐熱性樹脂によって構成された表面を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気弁。 - 請求項1に記載の蒸気弁と、
前記蒸気弁から蒸気が供給されるように構成された蒸気タービンと
を備えることを特徴とする蒸気タービンシステム。
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