JP2021042766A - 蒸気タービン弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い信頼性で急閉動作を実行可能な蒸気タービン弁駆動装置を提供する。【解決手段】実施形態の蒸気タービン弁駆動装置は、ピストンとシリンダと双方向ポンプとサーボモータと貯油部と急閉用ダンプ弁と急閉用電磁弁とを備える。シリンダは、蒸気弁部を操作する操作ロッドに設けられたピストンを収容し、ピストンによって負荷側油室と反負荷側油室とに区画される。急閉用ダンプ弁は、急閉用油路に設置され、開動作および閉動作を行う際には、パイロット油室に作動油が供給されることによって閉じた状態になる。急閉動作を行う際には、急閉用電磁弁を無励磁状態にしてパイロット油室からの作動油が貯油部に排出されることによって、急閉用ダンプ弁を開いた状態とし、急閉用油路を経由して負荷側油室の作動油が反負荷側油室へ流れる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、蒸気タービン弁駆動装置に関する。

一般に、蒸気タービン発電設備においては、蒸気タービンの回転数および出力の調整を行うために、蒸気タービン弁駆動装置が蒸気弁の開度を制御し、蒸気タービンへ流入する蒸気の流入量を制御する。

蒸気タービン弁駆動装置は、油圧系統を含み、作動油の供給または排出を行う。これにより、蒸気タービン弁駆動装置において、シリンダの内部に収容されたピストンが駆動し、蒸気弁の動作が制御される。

蒸気タービン発電設備において異常が発生したときには、蒸気タービン発電設備を構成する機器を保護するために、蒸気弁を急速に閉じる急閉動作を行うことによって、蒸気タービンへ蒸気が流れる蒸気流路を遮断し、蒸気タービンを停止させる。

従来においては、たとえば、一つの集約型油圧発生装置から作動油を各蒸気タービン弁駆動装置へ作動油配管を通して供給している。また、一つの集約型油圧発生装置に加えて各蒸気タービン弁駆動装置にサーボモータとポンプを搭載することが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、集約型油圧発生源を用いずに各油圧駆動装置に油圧源を搭載した油圧駆動装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

この他に、蒸気弁の駆動方式として、一つの集約型油圧発生装置を設けずに、各蒸気タービン弁駆動装置に油圧発生源を搭載した油圧源搭載型弁駆動装置が提案されている。ここでは、シリンダの二つの油室を接続する油路の間に双方向ポンプを設け、ポンプと連結したモータの回転数を制御することで、二つ油室の油の体積を制御し、蒸気弁の開度制御を行う。また、蒸気弁の駆動装置として重要な急閉動作を行う際には、自己閉鎖バネの作用によって、負荷側油室（高圧側油室）の油を排出する。具体的には、蒸気弁の急閉動作を行う際には、電磁弁が動作することによって、負荷側油室と反負荷側油室（低圧側油室）とが電磁弁を介して連通し、自己閉鎖バネの作用により油が負荷側油室から反負荷側油室へ排出される（特許文献３参照）。

特開２０１６−７０５００号公報 特開２０１２−１０２８５５号公報 特開２０１７−１６０８９０号公報

電磁弁を用いて蒸気弁の急閉動作を行う場合、シリンダのサイズに応じて電磁弁のサイズを大型化しなければ、十分に高い速度で急閉動作を実行することが困難な場合がある。

上記のような事情により、高い信頼性で急閉動作を実行することが容易でない場合がある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、高い信頼性で急閉動作を実行可能な蒸気タービン弁駆動装置を提供することである。

実施形態の蒸気タービン弁駆動装置は、シリンダと双方向ポンプと貯油部と急閉用ダンプ弁と急閉用電磁弁とを備え、蒸気タービンへ蒸気を供給する蒸気流路に設置された蒸気弁部を駆動する。シリンダは、蒸気弁部を操作する操作ロッドに設けられたピストンを収容し、ピストンによって負荷側油室と反負荷側油室とに区画される。双方向ポンプは、負荷側開度制御用油路を介して作動油を負荷側油室に供給することで蒸気弁部の開動作を実行すると共に、反負荷側開度制御用油路を介して作動油を前記反負荷側油室に供給することで蒸気弁部の閉動作を実行する。貯油部は、作動油が貯蔵される。急閉用ダンプ弁は、負荷側開度制御用油路および反負荷側開度制御用油路のそれぞれに接続されている急閉用油路に設置され、開動作および閉動作を行う際には、パイロット油室に作動油が供給されることによって閉じた状態になるように構成されている。急閉用電磁弁は、貯油室およびパイロット油室を連結する電磁弁設置油路に設けられる。開動作および閉動作を行う際には、急閉用電磁弁を励磁状態にして貯油部からの作動油がパイロット油室に供給されることによって、急閉用ダンプ弁を閉じた状態とする。急閉動作を行う際には、急閉用電磁弁を無励磁状態にしてパイロット油室からの作動油が貯油部に排出されることによって、急閉用ダンプ弁を開いた状態とし、急閉用油路を経由して負荷側油室の作動油が反負荷側油室へ流れる。

図１は、第１実施形態において、蒸気タービン発電設備を構成する蒸気弁部１０および蒸気タービン弁駆動装置２０の要部を示す図である。 図２は、第１実施形態において、蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が通常の開動作を行う場合（ケース１）の様子を模式的に示す図である。 図３は、第１実施形態において、蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が通常の閉動作を行う場合（ケース２）の様子を模式的に示す図である。 図４は、第１実施形態において、蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が急閉動作を行う場合（ケース３）の様子を模式的に示す図である。 図５は、第１実施形態の変形例において、蒸気弁部１０および油圧駆動部３０の要部を示す図である。 図６は、第２実施形態において、蒸気タービン発電設備を構成する蒸気弁部１０および蒸気タービン弁駆動装置２０の要部を示す図である。 図７は、第２実施形態の蒸気タービン弁駆動装置２０において、急閉用電磁弁Ｖ５４を示す図である。 図８は、第４実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。 図９は、第５実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。 図１０は、第６実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。 図１１は、第７実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。 図１２は、第８実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。 図１３は、第９実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。 図１４は、第１０実施形態において、油圧回路部５０の要部を示す図である。

＜第１実施形態＞
［Ａ］構成
第１実施形態において、蒸気タービン発電設備を構成する蒸気弁部１０および蒸気タービン弁駆動装置２０の要部に関して、図１を用いて説明する。図１では、蒸気タービン弁駆動装置２０が蒸気弁部１０について、通常の開動作および通常の閉動作を行う場合の様子を示している。

図１に示すように、本実施形態の蒸気タービン発電設備においては、蒸気弁部１０が蒸気タービン弁駆動装置２０によって駆動することによって、ボイラ（図示省略）から蒸気タービン（図示省略）へ作動媒体として供給される蒸気の流れが制御されるように構成されている。各部の詳細について、順次、説明する。

［Ａ−１］蒸気弁部１０
蒸気弁部１０は、蒸気弁本体であって、図１に示すように、蒸気タービン弁駆動装置２０によって弁棒１４が移動することによって、弁箱部１１の内部において弁座１３と弁体１５との間の開度が変動する。蒸気弁部１０は、蒸気タービンへ流れる蒸気の流路に設置されており、たとえば、蒸気タービンの起動時に蒸気流量を制御するために開度が制御される。

蒸気弁部１０のうち、弁箱部１１は、蒸気Ｆ１１Ａが内部へ流入する蒸気入口Ｐ１１Ａと、蒸気Ｆ１１Ｂが外部へ流出する蒸気出口Ｐ１１Ｂとが形成されている。弁座１３は、弁箱部１１の内部に固定されている。弁座１３は、蒸気弁部１０が閉められたときに、弁体１５が接する部分を含む。

弁棒１４は、棒状体であって、弁箱部１１に形成された貫通孔を貫くように設置されている。弁棒１４は、軸が沿った方向において移動するように設けられている。

弁体１５は、弁箱部１１の内部に収容されている。弁体１５は、弁棒１４の一端に連結されており、弁棒１４と共に移動する。弁体１５は、蒸気弁部１０を開けるときには、弁座１３から離れるように移動する。これに対して、蒸気弁部１０を閉めるときには、弁体１５は、弁座１３に近づくように移動し、弁体１５が弁座１３に接触することで蒸気弁部１０が全て閉められた状態になる。

［Ａ−２］蒸気タービン弁駆動装置２０
蒸気タービン弁駆動装置２０は、蒸気弁部１０を動作させるために設置されている。蒸気タービン弁駆動装置２０は、油圧駆動部３０が油圧回路部５０によって駆動することによって、蒸気弁部１０について開閉動作を行う。蒸気タービン弁駆動装置２０では、制御装置７０が油圧回路部５０の動作を制御することで、油圧駆動部３０の動作が制御される。

［Ａ−２−１］油圧駆動部３０
蒸気タービン弁駆動装置２０において、油圧駆動部３０は、油圧駆動装置であって、図１に示すように、蒸気弁部１０に設置されている。油圧駆動部３０は、蒸気弁部１０を操作する操作ロッド３１にピストン３５が設けられており、そのピストン３５がシリンダ３２に収容されている。油圧駆動部３０は、シリンダ３２の内部においてピストン３５が作動油の作用によって駆動することで、操作ロッド３１が蒸気弁部１０を操作するように構成されている。

［Ａ−２−１−１］操作ロッド３１
油圧駆動部３０のうち、操作ロッド３１は、棒状体であって、弁棒１４と同軸であって、一端がカップリング３１１を介して弁棒１４に連結されている。操作ロッド３１は、他端に開度検出器３８が設けられている。そして、操作ロッド３１は、中央部分にピストン３５が設けられている。なお、本実施形態では、操作ロッド３１と弁棒１４とが同軸である場合を例示しているが、例えば一般的なレバー駆動型の蒸気タービン弁駆動装置のように、操作ロッドと弁棒とが同軸でない構成としてもよい。

［Ａ−２−１−２］シリンダ３２
油圧駆動部３０のうち、シリンダ３２は、内部空間Ｃ３２にピストン３５を収容している。シリンダ３２の内部空間Ｃ３２は、ピストン３５によって、負荷側油室Ｃ３２ａと反負荷側油室Ｃ３２ｂとに区画されている。また、シリンダ３２には、第１作動油ポートＰ３２ａ、第２作動油ポートＰ３２ｂ、および、第３作動油ポートＰ３２ｃが形成されている。

負荷側油室Ｃ３２ａは、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５よりも蒸気弁部１０の側に位置している。負荷側油室Ｃ３２ａには、第１作動油ポートＰ３２ａおよび第３作動油ポートＰ３２ｃが設けられている。

反負荷側油室Ｃ３２ｂは、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５よりも開度検出器３８の側に位置している。反負荷側油室Ｃ３２ｂには、第２作動油ポートＰ３２ｂが設けられている。

［Ａ−２−１−３］ピストン３５
油圧駆動部３０のうち、ピストン３５は、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２において、作動油の作用により操作ロッド３１の軸方向に沿って摺動するように構成されている。

具体的には、ピストン３５は、蒸気弁部１０を開ける場合には、油圧回路部５０において、負荷側油室Ｃ３２ａに作動油が供給され、反負荷側油室Ｃ３２ｂから作動油が排出されることによって、ピストン３５が蒸気弁部１０の側から離れるように移動する。蒸気弁部１０を閉める場合には、ピストン３５は、油圧回路部５０において、反負荷側油室Ｃ３２ｂに作動油が供給され、負荷側油室Ｃ３２ａから作動油が排出されることによって、ピストン３５が蒸気弁部１０の側へ近付くように移動する。そして、蒸気弁部１０の開度を保持させるときには、ピストン３５が停止した状態になるように、負荷側油室Ｃ３２ａの圧力と反負荷側油室Ｃ３２ｂの圧力の調整が行われる。

［Ａ−２−１−４］閉鎖用バネ８２
上記の他に、油圧駆動部３０においては、閉鎖用バネ８２が設けられている。閉鎖用バネ８２は、たとえば、金属線が螺旋状に巻かれたコイルスプリングであって、弁箱部１１とシリンダ３２との間に設置されたバネ箱部８１の内部に収容されている。閉鎖用バネ８２は、操作ロッド３１が内部を貫通するように設置されている。閉鎖用バネ８２は、ピストン３５により操作される操作ロッド３１によって伸縮するように構成されている。

ここでは、閉鎖用バネ８２は、操作ロッド３１に固定されたバネ受け３１Ｒと、バネ箱部８１においてバネ受け３１Ｒに対面する固定プレート部８３との間に介在している。閉鎖用バネ８２は、操作ロッド３１の移動に伴ってバネ受け３１Ｒの位置が変わることによって、操作ロッド３１の軸に沿った方向において変形する。閉鎖用バネ８２は、バネ受け３１Ｒを蒸気弁部１０の側へ押し付けることによって、蒸気弁部１０を閉める方向に付勢している。

［Ａ−２−２］油圧回路部５０
蒸気タービン弁駆動装置２０において、油圧回路部５０は、双方向ポンプ５１、貯油部５２、制御油用チェック弁Ｖ５２ａ、制御油用チェック弁Ｖ５２ｂ、急閉用ダンプ弁Ｖ５３、急閉用電磁弁Ｖ５４、非常油用チェック弁Ｖ５６ｂ、非常油用チェック弁Ｖ５６ｂを備えており、作動油が流れる油路を介して各部が接続されている。

［Ａ−２−２−１］双方向ポンプ５１
油圧回路部５０のうち、双方向ポンプ５１は、負荷側油室Ｃ３２ａに作動油を供給することで蒸気弁部１０について通常の開動作を実行すると共に、反負荷側油室Ｃ３２ｂに作動油を供給することで蒸気弁部１０について通常の閉動作を実行するように構成されている。

具体的には、双方向ポンプ５１は、たとえば、可逆回転型ポンプであって、駆動軸が正方向と逆方向とのそれぞれに回転することで、第１ポンプポートＰ５１ａまたは第２ポンプポートＰ５１ｂから作動油を吐出するように構成されている。

双方向ポンプ５１において、第１ポンプポートＰ５１ａは、油路Ｌ５１ａ（負荷側開度制御用油路）を介して、シリンダ３２の第１作動油ポートＰ３２ａに接続している。双方向ポンプ５１は、第１ポンプポートＰ５１ａから作動油を吐出することで油路Ｌ５１ａを経由して第１作動油ポートＰ３２ａから負荷側油室Ｃ３２ａに作動油を供給する。油路Ｌ５１ａには、接続部Ｊ１ａと接続部Ｊ２ａと接続部Ｊ３ａとが、双方向ポンプ５１側からシリンダ３２側へ向かって、順次、設けられている。

これに対して、双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂは、油路Ｌ５１ｂ（反負荷側開度制御用油路）を介して、シリンダ３２の第２作動油ポートＰ３２ｂに接続している。双方向ポンプ５１は、第２ポンプポートＰ５１ｂから作動油を吐出することで油路Ｌ５１ｂを経由して第２作動油ポートＰ３２ｂから反負荷側油室Ｃ３２ｂに作動油を供給する。油路Ｌ５１ｂには、接続部Ｊ１ｂと接続部Ｊ２ｂと接続部Ｊ３ｂとが、双方向ポンプ５１側からシリンダ３２側へ向かって、順次、設けられている。

この他に、双方向ポンプ５１は、双方向ポンプ５１でリークした作動油がドレン油として油路Ｌ５１ｃ（ドレン用油路）を介して貯油部５２に流出するように構成されている。油路Ｌ５１ｃには、接続部Ｊ４が設けられている。

ここでは、双方向ポンプ５１は、サーボモータ５１２の駆動軸に連結されており、サーボモータ５１２が駆動軸の回転方向を変えることによって、双方向ポンプ５１が作動油を吐出する方向を変える。これと共に、サーボモータ５１２が駆動軸の回転速度を変えることによって、双方向ポンプ５１が作動油を吐出する量を変えるように構成されている。

サーボモータ５１２は、サーボドライバ５１４から出力される制御信号に基づいて、動作する。サーボドライバ５１４は、回転速度検出器であるレゾルバ（図示省略）からサーボモータ５１２の実回転数データが検出信号として入力される。この他に、サーボドライバ５１４は、制御装置７０から回転数指令が制御信号として入力される。サーボドライバ５１４は、レゾルバ５１３から入力された実回転数データと、制御装置７０から入力された回転数指令とに基づいて、サーボモータ５１２を駆動する。ここでは、サーボドライバ５１４は、回転数指令に対応した回転数にサーボモータ５１２の回転数がなるように、サーボモータ５１２の動作を制御する。つまり、蒸気弁部１０において、予め設定された要求開度と、開度検出器３８が蒸気弁部１０について検出した開度とが一致するように、フィードバック制御が行われる。

［Ａ−２−２−２］貯油部５２
貯油部５２は、たとえば、アキュムレータであって、内部に作動油を貯蔵している。ここでは、貯油部５２において貯蔵された作動油が、油路Ｌ５２（貯油部油路）を経由して、油路Ｌ５１ａに接続された油路Ｌ５２ａ（負荷側制御油用油路）、および、油路Ｌ５１ｂに接続された油路Ｌ５２ｂ（反負荷側制御油用油路）のそれぞれに供給されるように構成されている。

具体的には、貯油部５２は、底部の給排油ポートに油路Ｌ５２が接続されている。油路Ｌ５２には、貯油部５２の側から接続部Ｊ５と接続部Ｊ６とが設けられている。油路Ｌ５２の接続部Ｊ５には、油路Ｌ５１ｃの一端が接続されている。そして、油路Ｌ５２の接続部Ｊ６には、油路Ｌ５２ａの一端と油路Ｌ５２ｂの一端とのそれぞれが接続されている。油路Ｌ５２ａの他端は、油路Ｌ５１ａの接続部Ｊ１ａに接続されており、油路Ｌ５２ｂの他端は、油路Ｌ５１ｂの接続部Ｊ１ｂに接続されている。

貯油部５２は、双方向ポンプ５１、急閉用ダンプ弁Ｖ５３、および、急閉用電磁弁Ｖ５４において作動油がリークした場合には、油路Ｌ５２を介して、油路Ｌ５１ａに接続された油路Ｌ５２ａ、および、油路Ｌ５１ｂに接続された油路Ｌ５２ｂのそれぞれに作動油を補填することができる。

［Ａ−２−２−３］制御油用チェック弁Ｖ５２ａ，制御油用チェック弁Ｖ５２ｂ
制御油用チェック弁Ｖ５２ａ（第１の制御油用チェック弁）は、油路Ｌ５２ａに設置されている。制御油用チェック弁Ｖ５２ａは、油路Ｌ５２ａにおいて貯油部５２の側から油路Ｌ５１ａの側へ作動油が流れるが、油路Ｌ５１ａの側から貯油部５２の側へ作動油が流れないように構成されている。

これに対して、制御油用チェック弁Ｖ５２ｂ（第２の制御油用チェック弁）は、油路Ｌ５２ｂに設置されている。制御油用チェック弁Ｖ５２ｂは、油路Ｌ５２ｂにおいて貯油部５２の側から油路Ｌ５１ｂの側へ作動油が流れるが、油路Ｌ５１ｂの側から貯油部５２の側へ作動油が流れないように構成されている。

［Ａ−２−２−４］急閉用ダンプ弁Ｖ５３
急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、油路Ｌ５１ａの接続部Ｊ３ａと油路Ｌ５１ｂの接続部Ｊ３ｂとのそれぞれに両端が接続された油路Ｌ５３（急閉用油路）に設置されている。

油路Ｌ５３において、急閉用ダンプ弁Ｖ５３と油路Ｌ５１ａの接続部Ｊ３ａとの間には、接続部Ｊ７が設けられている。油路Ｌ５３の接続部Ｊ７とシリンダ３２の第３作動油ポートＰ３２ｃとの間は、油路Ｌ５３ａ（急閉用油路）が接続されている。油路Ｌ５３ａには、オリフィスＳ５３ａが設けられている。

急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、ＡポートとＢポートとパイロットポートとが設けられており、パイロットポートに連通したパイロット油室Ｐ５３に供給される作動油の作用に応じてＡポートとＢポートとの間が連通状態または遮断状態になるように構成されている。

詳細については後述するが、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、蒸気弁部１０に関して通常の開動作および通常の閉動作を行う際には、ＡポートとＢポートとの間が遮断状態であって、閉じている。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、ＡポートとＢポートとの間が連通状態であって、開けられている。

［Ａ−２−２−５］急閉用電磁弁Ｖ５４
急閉用電磁弁Ｖ５４は、油路Ｌ５１ｃの接続部Ｊ４と急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロットポートとのそれぞれに両端が接続された油路Ｌ５４（電磁弁設置油路）に設置されている。

急閉用電磁弁Ｖ５４は、ＡポートとＰポートとＴポートとが設けられている。急閉用電磁弁Ｖ５４は、ソレノイド部が励磁状態であるときにはＡポートとＰポートとの間が連通した状態になり、ソレノイド部が無励磁状態であるときに、ＴポートとＡポートとの間が連通した状態になるように構成されている。

詳細については後述するが、急閉用電磁弁Ｖ５４は、蒸気弁部１０に関して通常の開動作および通常の閉動作を行う際には、励磁状態であり、ＡポートとＰポートとの間が連通して、油路Ｌ５４が遮断状態になる。これにより、急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートに接続され、オリフィスＳ５６ｃが設置された油路Ｌ５６ｃと、油路Ｌ５４において急閉用ダンプ弁Ｖ５３の側に位置する部分との間が連通した状態になる。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、急閉用電磁弁Ｖ５４は、無励磁状態であり、ＴポートとＡポートとの間が連通して、油路Ｌ５４が連通状態になる。

［Ａ−２−２−６］非常油用チェック弁Ｖ５６ａ，非常油用チェック弁Ｖ５６ｂ
非常油用チェック弁Ｖ５６ａ（第１の非常油用チェック弁）は、油路Ｌ５６ａに設置されている。油路Ｌ５６ａは、一端が接続部Ｊ８において油路Ｌ５６ｃに接続されており、他端が接続部Ｊ２ａにおいて油路Ｌ５１ａに接続されている。非常油用チェック弁Ｖ５６ａは、油路Ｌ５６ａにおいて接続部Ｊ２ａの側から接続部Ｊ８の側へ作動油が流れるが、接続部Ｊ８の側から接続部Ｊ２ａの側へ作動油が流れないように構成されている。

これに対して、非常油用チェック弁Ｖ５６ｂ（第２の非常油用チェック弁）は、油路Ｌ５６ｂに設置されている。油路Ｌ５６ｂは、一端が接続部Ｊ８において油路Ｌ５６ｃに接続されており、他端が接続部Ｊ２ｂにおいて油路Ｌ５１ｂに接続されている。非常油用チェック弁Ｖ５６ｂは、油路Ｌ５６ｂにおいて接続部Ｊ２ｂの側から接続部Ｊ８の側へ作動油が流れるが、接続部Ｊ８の側から接続部Ｊ２ｂの側へ作動油が流れないように構成されている。

［Ａ−３］制御装置７０
制御装置７０は、演算器（図示省略）とメモリ装置（図示省略）とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。制御装置７０は、各部の状態を検出することで得られた検出信号が入力される。この他に、制御装置７０は、たとえば、操作装置（図示省略）に操作者が入力した操作指令信号が入力される。制御装置７０は、入力された各種信号に基づいて、油圧回路部５０に油圧駆動部３０を駆動することによって、蒸気弁部１０の動作を制御する。

［Ｂ］動作
以下より、上記の蒸気弁部１０について、通常の開動作を行う場合（ケース１）、通常の閉動作を行う場合（ケース２）、および、急閉動作を行う場合（ケース３）に関して順次説明を行う。

［Ｂ−１］通常の開動作を行う場合（ケース１）
まず、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が通常の開動作を行う場合（ケース１）に関して、図２を用いて説明する。図２では、蒸気弁部１０を開けるための作動油の主要な流れを実線の矢印で示していると共に、急閉用ダンプ弁Ｖ５３を閉じるための作動油の主要な流れを破線の矢印で示している。

蒸気弁部１０について通常の開動作を行う場合、双方向ポンプ５１が第１ポンプポートＰ５１ａから作動油を吐出するように、制御装置７０がサーボドライバ５１４を用いてサーボモータ５１２を動作させる。

具体的には、作動油は、シリンダ３２の反負荷側油室Ｃ３２ｂの第２作動油ポートＰ３２ｂから双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂへ流入する。これと共に、作動油のリークが生じている場合には、貯油部５２から作動油が制御油用チェック弁Ｖ５２ｂを経由して双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂへ流入する。そして、双方向ポンプ５１は、第２ポンプポートＰ５１ｂに流入した作動油を第１ポンプポートＰ５１ａから吐出する。第１ポンプポートＰ５１ａから吐出された作動油は、シリンダ３２の負荷側油室Ｃ３２ａに流入する。これにより、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においては、負荷側油室Ｃ３２ａの圧力が反負荷側油室Ｃ３２ｂの圧力よりも高くなり、ピストン３５が負荷側油室Ｃ３２ａの側から反負荷側油室Ｃ３２ｂの側へ移動する。その結果、蒸気弁部１０では、弁体１５が移動して、弁座１３と弁体１５との間の距離が広がることによって、開度が大きくなる。

上記のように、通常の開動作を行う場合、本実施形態の油圧回路部５０では、急閉用電磁弁Ｖ５４は、励磁状態であり、ＡポートとＰポートとの間が連通して、油路Ｌ５４が遮断状態になっている。これにより、急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートに接続された油路Ｌ５６ｃと、油路Ｌ５４において急閉用ダンプ弁Ｖ５３の側に位置する部分との間が連通した状態になる。

通常の開動作が開始された時点において、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂの圧力が負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａの圧力よりも高い状態では、作動油は、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂから非常油用チェック弁Ｖ５６ｂを介して急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートとＡポートとの間を通過し、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に供給される。これにより、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、閉じられた状態を保持する。

その後、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａの圧力が反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂの圧力よりも高い状態になったときには、作動油は、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａから非常油用チェック弁Ｖ５６ａを介して急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートとＡポートとの間を通過し、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に供給される。これにより、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、通常の開動作が開始された時点と同様に、閉じられた状態を保持する。

［Ｂ−２］通常の閉動作を行う場合（ケース２）
つぎに、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が通常の閉動作を行う場合（ケース２）に関して、図３を用いて説明する。図３では、蒸気弁部１０を閉めるための作動油の流れを実線の矢印で示していると共に、急閉用ダンプ弁Ｖ５３を閉じるための作動油の流れを破線の矢印で示している。

蒸気弁部１０について通常の閉動作を行う場合、双方向ポンプ５１が第２ポンプポートＰ５１ｂから作動油を吐出するように、制御装置７０がサーボドライバ５１４を用いてサーボモータ５１２を動作させる。

具体的には、作動油は、貯油部５２から制御油用チェック弁Ｖ５２ａを経由して双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａへ流入する。これと共に、作動油は、シリンダ３２の負荷側油室Ｃ３２ａの第１作動油ポートＰ３２ａから双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａへ流入する。そして、双方向ポンプ５１は、第１ポンプポートＰ５１ａに流入した作動油を第２ポンプポートＰ５１ｂから吐出する。第２ポンプポートＰ５１ｂから吐出された作動油は、シリンダ３２の反負荷側油室Ｃ３２ｂに流入する。これにより、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においては、反負荷側油室Ｃ３２ｂの圧力が負荷側油室Ｃ３２ａの圧力よりも高くなり、ピストン３５が反負荷側油室Ｃ３２ｂの側から負荷側油室Ｃ３２ａの側へ移動する。その結果、蒸気弁部１０では、弁体１５が移動して、弁座１３と弁体１５との間の距離が狭くなることによって、開度が小さくなる。

通常の閉動作を行う場合、通常の開動作を行う場合と同様に、急閉用電磁弁Ｖ５４は、励磁状態であり、ＡポートとＰポートとの間が連通して、油路Ｌ５４が遮断状態になっている。これにより、急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートに接続された油路Ｌ５６ｃと、油路Ｌ５４において急閉用ダンプ弁Ｖ５３の側に位置する部分との間が連通した状態になっている。

通常の閉動作が開始された時点において、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａの圧力が反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂの圧力よりも高い状態では、作動油は、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａから非常油用チェック弁Ｖ５６ａを介して急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートとＡポートとの間を通過し、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に供給される。これにより、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、閉じられた状態を保持する。

その後、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂの圧力が負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａの圧力よりも高い状態になったときには、作動油は、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂから非常油用チェック弁Ｖ５６ｂを介して急閉用電磁弁Ｖ５４のＰポートとＡポートとの間を通過し、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に供給される。これにより、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、通常の閉動作が開始された時点と同様に、閉じられた状態を保持する。

［Ｂ−３］急閉動作を行う場合（ケース３）
つぎに、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が急閉動作を行う場合（ケース３）に関して、図４を用いて説明する。つまり、通常の閉動作で蒸気弁部１０を閉める速度よりも高い速度で蒸気弁部１０を急速に閉める場合について説明する。図４では、蒸気弁部１０を急速に閉めるための作動油の流れを実線の矢印で示していると共に、急閉用ダンプ弁Ｖ５３を開けるための作動油の流れを破線の矢印で示している。

急閉動作は、たとえば、蒸気タービン発電設備において異常が発生したときに、制御装置７０が急閉機構を構成する各部の動作を制御することで実行される。急閉動作の実行により、蒸気タービンへ作動媒体として供給される蒸気の流れが遮断され、蒸気タービンが停止する。

急閉動作を行う場合には、通常の閉動作を行う場合と異なり、急閉用電磁弁Ｖ５４は、制御装置７０の制御信号に基づいて、励磁状態から無励磁状態に変えられる。つまり、急閉用電磁弁Ｖ５４は、無励磁状態であり、ＴポートとＡポートとの間が連通して、油路Ｌ５４が連通状態になる。これにより、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３においては、作動油が急閉用電磁弁Ｖ５４を介して貯油部５２に排出される。

これに伴って、急閉用ダンプ弁Ｖ５３は、パイロット油室Ｐ５３の内部においてスプリングが縮んだ状態になってＡポートとＢポートとの間が連通状態になり、油路Ｌ５３が開いた状態になる。つまり、急閉用ダンプ弁Ｖ５３が設置された油路Ｌ５３を介して、負荷側油室Ｃ３２ａと反負荷側油室Ｃ３２ｂとが連通した状態になる。このため、閉鎖用バネ８２の作用および蒸気弁部１０を流れる蒸気の作用によって、負荷側油室Ｃ３２ａから油路Ｌ５３を経由して反負荷側油室Ｃ３２ｂに作動油が急速に流れる。

本実施形態では、負荷側油室Ｃ３２ａの第１作動油ポートＰ３２ａから排出された作動油が、油路Ｌ５１ａの接続部Ｊ３ａを経由して、油路Ｌ５３に流入する。これと共に、負荷側油室Ｃ３２ａの第３作動油ポートＰ３２ｃから排出された作動油が、オリフィスＳ５３ａが設置された油路Ｌ５３ａを通過後に、接続部Ｊ７から油路Ｌ５３に流入する。

これにより、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においては、ピストン３５が反負荷側油室Ｃ３２ｂの側から負荷側油室Ｃ３２ａの側へ急速に移動する。その結果、蒸気弁部１０が急速に全て閉じられる。たとえば、油路Ｌ５３の口径、および、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のうちＡポートとＢポートとの間を作動油が流れる流路の口径を、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂおよび負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａの口径に対して大きくすることで、十分に高い速度で急閉動作を実行することが可能である。また、油路Ｌ５３ａに設置されたオリフィスＳ５３ａの口径を調整することで、急閉速度を適切に調節することができる。なお、オリフィスＳ５３ａが無くても急閉速度の調節が可能な場合には、オリフィスＳ５３ａが設置された油路Ｌ５３ａは、不要である。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態において、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、作動油が急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３から急閉用電磁弁Ｖ５４を介して貯油部５２に排出されることによって、急閉用ダンプ弁Ｖ５３が開いた状態になる。そして、急閉用ダンプ弁Ｖ５３が設置された油路Ｌ５３を経由して作動油が負荷側油室Ｃ３２ａから反負荷側油室Ｃ３２ｂに流れる。これにより、蒸気弁部１０について急閉動作が実行される。このように、本実施形態では、急閉用電磁弁Ｖ５４を用いて急閉用ダンプ弁Ｖ５３を開けることによって蒸気弁部１０の急閉動作を実行している。したがって、本実施形態では、急閉用電磁弁Ｖ５４のサイズを大型化しなくても、十分に高い速度で急閉動作を実行することができる。

また、本実施形態では、油路Ｌ５２ａに制御油用チェック弁Ｖ５２ａが設置されていると共に、油路Ｌ５２ｂに制御油用チェック弁Ｖ５２ｂが設置されている。このため、制御油用チェック弁Ｖ５２ａおよび制御油用チェック弁Ｖ５２ｂの作用によって、負荷側油室Ｃ３２ａおよび反負荷側油室Ｃ３２ｂから作動油が貯油部５２は流入しない。これにより、貯油部５２の油圧は、蒸気弁部１０の開度に応じて変動せずに、一定の値を保持している。本実施形態では、上述したように、急閉動作を行う際に作動油が急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３から急閉用電磁弁Ｖ５４を介して貯油部５２に排出されるが、貯油部５２の油圧が一定であるので、作動油が貯油部５２に的確に排出される。その結果、本実施形態では、高い信頼性で急閉動作を実行することができる。

［Ｄ］解除動作（リセット動作）］
なお、本実施形態において、たとえば、タービン起動時に蒸気弁部１０の急閉動作を解除する解除動作（リセット動作）を実行する場合には、通常の開動作および通常の閉動作を行う場合と同様に、急閉用電磁弁Ｖ５４を励磁状態に戻した状態で双方向ポンプ５１を駆動させる。これにより、急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に作動油を非常油として供給して、急閉用ダンプ弁Ｖ５３を閉じる。本実施形態では、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａおよび反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂのそれぞれから急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に作動油を供給することができる。

ただし、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａから急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に作動油を非常油として供給した場合、急閉用ダンプ弁Ｖ５３が閉じた時点で、蒸気弁部１０の開動作が行われるので、タービン起動時の蒸気弁部１０およびタービンの制御が不安定になる場合がある。これに対して、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂから急閉用ダンプ弁Ｖ５３のパイロット油室Ｐ５３に作動油を非常油として供給した場合、急閉用ダンプ弁Ｖ５３が閉じた時点では、蒸気弁部１０が全閉状態を保持しているので、タービン起動時の蒸気弁部１０およびタービンの制御を安定的に実行可能である。

［Ｅ］変形例

上記実施形態の変形例について図５を用いて説明する。図５では、蒸気弁部１０および油圧駆動部３０の要部を示しており、油圧回路部５０については図示を省略している。

図１においては、弁棒１４および操作ロッド３１がシリンダ３２の側に近付くように移動することによって蒸気弁部１０の開動作が実行される「Ｒｅａｃｔ ｔｏ Ｏｐｅｎ」タイプについて示したが、これに限らない。図５に示すように、弁棒１４および操作ロッド３１がシリンダ３２の側から遠ざかるように移動することによって蒸気弁部１０の開動作が実行される「Ｅｘｔｅｎｄ ｔｏ Ｏｐｅｎ」タイプにおいても、同様に、各部を構成してもよい。

＜第２実施形態＞
［Ａ］構成
第２実施形態において、蒸気タービン発電設備を構成する蒸気弁部１０および蒸気タービン弁駆動装置２０の要部に関して、図６を用いて説明する。図６では、図１と同様に、蒸気タービン弁駆動装置２０が蒸気弁部１０について、通常の開動作および通常の閉動作を行う場合の様子を示している。

図６に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、２つの急閉用ダンプ弁Ｖ５３，Ｖ５３＿２と、２つの急閉用電磁弁Ｖ５４，Ｖ５４＿２とを有する。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

［Ａ−１］急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２
２つの急閉用ダンプ弁Ｖ５３，Ｖ５３＿２のうち、急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２は、第１実施形態における急閉用ダンプ弁Ｖ５３と同様に設置されている。

具体的には、急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２は、油路Ｌ５３の接続部Ｊ７＿２と油路Ｌ５１ｂの接続部Ｊ３ｂ＿２とのそれぞれに両端が接続された油路Ｌ５３＿２（ダンプ弁設置油路）に設置されている。急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２は、ＡポートとＢポートとパイロットポートとが設けられており、パイロットポートに連通したパイロット油室Ｐ５３＿２に供給される作動油の作用に応じてＡポートとＢポートとの間が連通状態または遮断状態になるように構成されている。

［Ａ−２］急閉用電磁弁Ｖ５４＿２
また、２つの急閉用電磁弁Ｖ５４，Ｖ５４＿２のうち、急閉用電磁弁Ｖ５４＿２は、第１実施形態における急閉用電磁弁Ｖ５４と同様に設置されている。

具体的には、急閉用電磁弁Ｖ５４＿２は、油路Ｌ５２の接続部Ｊ５と急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２のパイロットポートとのそれぞれに両端が接続された油路Ｌ５４＿２（電磁弁設置油路）に設置されている。急閉用電磁弁Ｖ５４＿２は、ＡポートとＰポートとＴポートとが設けられている。急閉用電磁弁Ｖ５４＿２は、ソレノイド部が励磁状態であるときにはＡポートとＰポートとの間が連通した状態になり、ソレノイド部が無励磁状態であるときに、ＴポートとＡポートとの間が連通した状態になるように構成されている。

［Ｂ］動作
急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２および急閉用電磁弁Ｖ５４＿２を備える急閉機構は、たとえば、急閉用ダンプ弁Ｖ５３および急閉用電磁弁Ｖ５４を備える他の急閉機構において異常が生じたときに、急閉動作を行うために用いられる。つまり、急閉動作を行う際には、急閉用電磁弁Ｖ５４＿２は、無励磁状態であり、ＴポートとＡポートとの間が連通して、油路Ｌ５４＿２が連通状態になる。そして、急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２は、ＡポートとＢポートとの間が連通状態になって開けられる。これにより、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においては、ピストン３５が負荷側油室Ｃ３２ａの側から反負荷側油室Ｃ３２ｂの側へ急速に移動する。その結果、蒸気弁部１０が急速に全て閉じられる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、急閉用ダンプ弁Ｖ５３および急閉用電磁弁Ｖ５４を備える急閉機構の他に、急閉用ダンプ弁Ｖ５３＿２および急閉用電磁弁Ｖ５４＿２を備える急閉機構を備えている。このため、２つの急閉機構のうち、一方において動作不良が生じた場合であっても、他方を用いて急閉動作を実行することができる。したがって、本実施形態では、急閉動作をより確実に実行可能であるので、信頼性を向上することができる。

＜第３実施形態＞
［Ａ］構成
第２実施形態における急閉用電磁弁Ｖ５４について、図７を用いて説明する。図７では、図１と同様に、蒸気タービン弁駆動装置２０が蒸気弁部１０について、通常の開動作および通常の閉動作を行う場合の様子を示している（図１参照）。

図７に示すように、本実施形態では、急閉用電磁弁Ｖ５４の一部の構成が、第１実施形態の場合（図１参照）と異なっている。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

本実施形態の急閉用電磁弁Ｖ５４は、図７に示すように、第１実施形態の場合（図１参照）と異なり、２つのソレノイド部を備えている。本実施形態では、急閉用電磁弁Ｖ５４は、急閉動作を実行する際には、２つのソレノイド部の全てが無励磁状態になり、急閉用ダンプ弁Ｖ５３を閉じた状態から開いた状態（図１参照）に変えるように構成されている。

［Ｂ］まとめ
このため、本実施形態では、たとえば、２つのソレノイド部のうち一方のソレノイド部において励磁用の電線が断線した場合であっても、急閉動作を実行しないので、緊急時以外の場合に、タービンが停止することを防止可能である。その結果、本実施形態では、発電機会の喪失や電力系統の外乱などの不具合が発生することを防止することができる。

＜第４実施形態＞
［Ａ］構成
第４実施形態において、蒸気タービン発電設備を構成する蒸気タービン弁駆動装置２０の要部に関して、図８を用いて説明する。

図８に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、フィルタ９１（第１フィルタ）とフィルタバイパスチェック弁Ｖ９１（第１フィルタバイパスチェック弁）とが設けられている。また、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、フィルタ９２（第２フィルタ）とフィルタバイパスチェック弁Ｖ９２（第２フィルタバイパスチェック弁）とが設けられている。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

［Ａ−１］フィルタ９１
フィルタ９１は、双方向ポンプ５１においてリークした作動油がドレン油として貯油部５２に流れる油路Ｌ５１ｃ（ドレン用油路）に設けられている。

［Ａ−２］フィルタバイパスチェック弁Ｖ９１
油路Ｌ５１ｃにおいては、フィルタ９１を挟むように接続部Ｊ９１ａと接続部Ｊ９１ｂとが設けられており、フィルタ９１をバイパスする油路Ｌ９１（フィルタパイパス油路）の両端が接続部Ｊ９１ａと接続部Ｊ９１ｂとに接続されている。そして、フィルタ９１をバイパスする油路Ｌ９１には、フィルタバイパスチェック弁Ｖ９１が設けられている。フィルタバイパスチェック弁Ｖ９１は、油路Ｌ９１において双方向ポンプ５１の側から貯油部５２の側へ作動油が流れるが、貯油部５２の側から双方向ポンプ５１の側へ作動油が流れないように構成されている。このため、フィルタ９１が捕捉した異物によって閉塞状態になった場合には、作動油は、フィルタ９１をバイパスする油路Ｌ９１を介して、貯油部５２の側へ流れる。

［Ａ−３］フィルタ９２
フィルタ９２は、貯油部５２において貯蔵された作動油が、油路Ｌ５２ａおよび油路Ｌ５２ｂのそれぞれを介して、油路Ｌ５１ａおよび油路Ｌ５１ｂのそれぞれに流れる油路Ｌ５２に設けられている。

［Ａ−２］フィルタバイパスチェック弁Ｖ９２
油路Ｌ５２においては、フィルタ９２を挟むように接続部Ｊ９２ａと接続部Ｊ９２ｂとが設けられており、フィルタ９２をバイパスする油路Ｌ９２（フィルタパイパス油路）の両端が接続部Ｊ９２ａと接続部Ｊ９２ｂとに接続されている。そして、フィルタ９２をバイパスする油路Ｌ９２には、フィルタバイパスチェック弁Ｖ９２が設けられている。フィルタバイパスチェック弁Ｖ９２は、油路Ｌ９２において、貯油部５２の側から双方向ポンプ５１の側へ作動油が流れるが、双方向ポンプ５１の側から貯油部５２の側へ作動油が流れないように構成されている。このため、フィルタ９２が捕捉した異物によって閉塞状態になった場合には、作動油は、フィルタ９２をバイパスする油路Ｌ９２を介して、双方向ポンプ５１の側へ流れる。

［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、フィルタ９１およびフィルタ９２が設けられている。このため、本実施形態では、油圧回路部５０において発生したスラッジなどの異物をフィルタ９１およびフィルタ９２によって作動油から除去し、作動油の清浄度を好適な状態に保持可能である。その結果、本実施形態では、スラッジなどの異物によって双方向ポンプ５１の性能および急閉用電磁弁Ｖ５４の性能が低下することを防止可能である。

＜第５実施形態＞
［Ａ］構成
第５実施形態における油圧回路部５０の要部に関して、図９を用いて説明する。

図９に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａおよび反負荷側リリーフ弁Ｖ９３ｂが設けられている。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

［Ａ−１］負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａ
負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａは、油路Ｌ９３ａ（負荷側リリーフ弁設置油路Ｌ９３ａ）に設置されている。油路Ｌ９３ａは、一端が油路Ｌ５４の接続部Ｊ５４ａに接続され、他端が油路Ｌ５１ａの接続部Ｊ９３ａに接続されている。

［Ａ−２］負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａ
反負荷側リリーフ弁Ｖ９３ｂは、油路Ｌ９３ｂ（反負荷側リリーフ弁設置油路）に設置されている。油路Ｌ９３ｂは、一端が油路Ｌ５２の接続部Ｊ５に接続され、他端が油路Ｌ５１ｂの接続部Ｊ９３ｂに接続されている。

［Ｂ］動作
本実施形態において、油路Ｌ５１ａ（負荷側開度制御用油路）の圧力が予め定められた値を超えたときには、負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａが閉じた状態から開いた状態になる。これにより、油路Ｌ５１ａから作動油が、油路Ｌ９３ａの負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａを介して、貯油部５２へ流れる。

これに対して、油路Ｌ５１ｂ（反負荷側開度制御用油路）の圧力が予め定められた値を超えたときには、反負荷側リリーフ弁Ｖ９３ｂが閉じた状態から開いた状態になる。これにより、油路Ｌ５１ｂから作動油が、油路Ｌ９３ｂの反負荷側リリーフ弁Ｖ９３ｂを介して、貯油部５２へ流れる。

たとえば、サーボドライバ５１４（図２参照）において異常が発生し、サーボモータ５１２において回転数の制御が適切に実行されない場合に、油路Ｌ５１ａの圧力または油路Ｌ５１ｂの圧力が予め定められた値を超える場合がある。このような場合に、負荷側リリーフ弁Ｖ９３ａまたは反負荷側リリーフ弁Ｖ９３ｂが開いた状態になり、油路Ｌ５１ａの圧力または油路Ｌ５１ｂの圧力が予め定めた適正値に戻る。

［Ｃ］まとめ
したがって、本実施形態では、蒸気タービン弁駆動装置２０の油圧回路部５０について適切に保護することができる。

＜第６実施形態＞
［Ａ］構成
第６実施形態における油圧回路部５０の要部に関して、図１０を用いて説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、負荷側圧力検出器９４ａおよび反負荷側圧力検出器９４ｂが設けられている。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

［Ａ−１］負荷側圧力検出器９４ａ
負荷側圧力検出器９４ａは、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａにおける作動油の圧力を検出するために設置されている。ここでは、負荷側開度制御用油路Ｌ５１ａにおいて接続部Ｊ３ａと第１作動油ポートＰ３２ａとの間の圧力を検出するように、負荷側圧力検出器９４ａが設けられている。

［Ａ−２］反負荷側圧力検出器９４ｂ
反負荷側圧力検出器９４ｂは、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂにおける作動油の圧力を検出するために設置されている。ここでは、反負荷側開度制御用油路Ｌ５１ｂにおいて接続部Ｊ３ｂと第３作動油ポートＰ３２ｂとの間の圧力を検出するように、反負荷側圧力検出器９４ｂが設けられている。

［Ｂ］動作

本実施形態では、負荷側圧力検出器９４ａによって検出された圧力および反負荷側圧力検出器９４ｂによって検出された圧力に基づいて、制御装置７０がサーボモータ５１２の動作を制御する。ここでは、作動油の圧力が規定値を超えることを防止するように、制御が行われる。

たとえば、メカニカルエンドによって弁棒１４および操作ロッド３１が移動できない状態になったときに、双方向ポンプ５１が作動油を吐出した場合には、負荷側圧力検出器９４ａまたは反負荷側圧力検出器９４ｂにおいて検出される圧力が上昇する場合がある。このため、制御装置７０は、負荷側圧力検出器９４ａまたは反負荷側圧力検出器９４ｂにおいて検出される圧力が、規定値よりも低い設定値を超えたときには、サーボモータ５１２の回転を制限し、双方向ポンプ５１が作動油を吐出することを停止させる。これにより、作動油の圧力が規定値を超えることを防止可能である。

［Ｃ］まとめ
したがって、本実施形態では、蒸気タービン弁駆動装置２０の油圧回路部５０について適切に保護することができる。

＜第７実施形態＞
［Ａ］構成
第７実施形態における油圧回路部５０の要部に関して、図１１を用いて説明する。

図１１に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、給油ポートＰ９５が設けられている。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

給油ポートＰ９５は、貯油部５２に作動油を供給するように設けられている。ここでは、接続部Ｊ５に一端が接続された油路Ｌ９５の他端に、給油ポートＰ９５が設けられている。油路Ｌ９５には、チェック弁Ｖ９５が設置されている。チェック弁Ｖ９５は、油路Ｌ９５において、給油ポートＰ９５の側から接続部Ｊ５の側へ作動油が流れるが、接続部Ｊ５の側から給油ポートＰ９５の側へ作動油が流れないように構成されている。

［Ｂ］まとめ
したがって、本実施形態では、貯油部５２に作動油を容易に補充可能であるので、蒸気弁部１０の開度を適切に制御することができる。

特に、本実施形態の弁駆動装置は、油圧源搭載型であって、一般には、蒸気弁部１０ごとに油圧系統が分かれている。このため、各油圧装置に充填された油の量は、従来の油圧系統（油圧発生装置から制御油配管を通じて各蒸気弁の油圧装置に制御油を供給する系統）に比べて極めて少ない。それゆえ、本実施形態では、少量の作動油が漏洩した場合でも制御性に影響が生ずる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、上述したように、作動油を容易に補充可能であるので、作動油の漏洩による影響を受けにくい。なお、本実施形態では、貯油部５２に接続する油路は、油圧が一定に保たれているため、蒸気弁部１０の開度によらず油を充填することができる。

＜第８実施形態＞
［Ａ］構成
第８実施形態における油圧回路部５０の要部に関して、図１２を用いて説明する。

図１２に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、冷却部９６を備える。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

冷却部９６は、サーボモータ５１２を冷却するために設置されている。たとえば、冷却部９６は、冷却ファンを含み、冷却ファンによる冷却風で冷却を行う。

［Ｂ］まとめ
このため、本実施形態では、冷却部９６がサーボモータ５１２を冷却するので、サーボモータ５１２の熱によって作動油の粘度が低下することを防止することができる。

たとえば、温暖地において、サーボモータ５１２の熱の作用で作動油の温度が上昇し粘度が低下した場合、双方向ポンプ５１および急閉用電磁弁Ｖ５４では作動油のリーク量が増加する場合がある。その結果、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２における作動油の圧力を的確に制御できずに、蒸気弁部１０の開度を正確に制御することが困難な場合がある。この他に、作動油の温度が上昇して、作動油が劣化する場合がある。しかしながら、本実施形態では、作動油の粘度を適正な状態にすることができるので、上記不具合の発生を抑制可能である。なお、冷却部９６は、冷却ファン以外で構成されていてもよく、たとえば、作動用圧縮空気や冷房装置を用いてもよい。

＜第９実施形態＞
［Ａ］構成
第９実施形態における油圧回路部５０の要部に関して、図１３を用いて説明する。

図１３に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、加熱部９７を備える。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

加熱部９７は、作動油を加熱するために設置されている。たとえば、加熱部９７は、ヒータを含み、ヒータによって作動油を加熱する。本実施形態では、たとえば、貯油部５２に貯蔵された作動油を加熱部９７が加熱するように構成されている。

［Ｂ］まとめ
したがって、本実施形態では、作動油の粘度が上昇した場合に、作動油の粘度を適正な状態にすることができる。

たとえば、寒冷地においては、作動油の温度が低下して粘度が上昇した場合に、作動油を加熱部９７が作動油を加熱して、作動油の粘度を適正な状態にする。作動油の粘度が上昇した場合、双方向ポンプ５１を保護するために、サーボモータ５１２を起動できない場合がある。しかしながら、本実施形態では、作動油の粘度を適正な状態にすることができるので、上記不具合の発生を抑制可能である。

＜第１０実施形態＞
［Ａ］構成
第１０実施形態に係る油圧回路部５０の要部に関して、図１４を用いて説明する。

図１４に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、ダイナミックブレーキ装置５１５とスイッチ５１６とを備える。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上記実施形態と同様である。このため、重複する点については適宜説明を省略する。

ダイナミックブレーキ装置５１５は、サーボモータ５１２において巻線を短絡させることによって、制動力を発生させるように構成されている。

スイッチ５１６は、サーボモータ５１２がサーボドライバ５１４とダイナミックブレーキ装置５１５とのいずれか一方に電気的に接続するように、切り替えを行う。

具体的には、サーボドライバ５１４に異常が生じてサーボモータ５１２の回転数を制御不能な状態になったときに、サーボドライバ５１４が出力する信号（サーボＯＦＦ信号）に応じて、サーボモータ５１２とダイナミックブレーキ装置５１５とが電気的に接続するように、スイッチ５１６が切り替えられる。これにより、ダイナミックブレーキ装置５１５がサーボモータ５１２について制動し、サーボモータ５１２の動作を止める。

たとえば、サーボドライバ５１４において異常が生じて、サーボモータ５１２が回転数制御から切り離されたとき（サーボＯＦＦ時）、サーボモータ５１２および双方向ポンプ５１は、作動油の流れによって、許容回転数を超えた回転数で回転する場合がある。しかしながら、本実施形態では、サーボモータ５１２の回転数制御がサーボドライバ５１４から切り離された状態になったときには、サーボドライバ５１４からのサーボＯＦＦ信号をトリガーにして、サーボモータ５１２とダイナミックブレーキ装置５１５とが電気的に接続するように、スイッチ５１６が切り替えられる。その結果、ダイナミックブレーキ装置５１５による制動力によって、サーボモータ５１２で制動が起こる。

［Ｂ］まとめ
したがって、本実施形態では、双方向ポンプ５１の回転数およびサーボモータ５１２の回転数が、許容可能な回転数を超えることを防止することができる。

＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…蒸気弁部、１１…弁箱部、１３…弁座、１４…弁棒、１５…弁体、２０…蒸気タービン弁駆動装置、３０…油圧駆動部、３１…操作ロッド、３２…シリンダ、３５…ピストン、３８…開度検出器、５０…油圧回路部、５１…双方向ポンプ、５２…貯油部、７０…制御装置、８１…バネ箱部、８２…閉鎖用バネ、８３…固定プレート部、９１…フィルタ（第１フィルタ）、９２…フィルタ（第２フィルタ）、９４ａ…負荷側圧力検出器、９４ｂ…反負荷側圧力検出器、９６…冷却部、９７…加熱部、３１１…カップリング、５１２…サーボモータ、５１３…レゾルバ、５１４…サーボドライバ、５１５…ダイナミックブレーキ装置、５１６…スイッチ、Ｃ３２…内部空間、Ｃ３２ａ…負荷側油室、Ｃ３２ｂ…反負荷側油室、Ｆ１１Ａ…蒸気、Ｆ１１Ｂ…蒸気、Ｊ１ａ…接続部、Ｊ１ｂ…接続部、Ｊ２ａ…接続部、Ｊ２ｂ…接続部、Ｊ３ａ…接続部、Ｊ３ｂ…接続部、Ｊ３ｂ＿２…接続部、Ｊ４…接続部、Ｊ５…接続部、Ｊ５４ａ…接続部、Ｊ６…接続部、Ｊ７…接続部、Ｊ７＿２…接続部、Ｊ８…接続部、Ｊ９１ａ…接続部、Ｊ９１ｂ…接続部、Ｊ９２…接続部、Ｌ５１ａ…油路（負荷側開度制御用油路）、Ｌ５１ｂ…油路（反負荷側開度制御用油路）、Ｌ５１ｃ…油路（ドレン用油路）、Ｌ５２…油路（貯油部油路）、Ｌ５２ａ…油路（負荷側制御油用油路）、Ｌ５２ｂ…油路（反負荷側制御油用油路）、Ｌ５３…油路（急閉用油路）、Ｌ５３＿２…油路（急閉用油路）、Ｌ５３ａ…油路、Ｌ５４…油路、Ｌ５４＿２…油路、Ｌ５６ａ…油路、Ｌ５６ｂ…油路、Ｌ５６ｃ…油路、Ｌ９１…油路、Ｌ９２…油路、Ｌ９３ａ…油路（負荷側リリーフ弁設置油路）、Ｌ９３ｂ…油路（反負荷側リリーフ弁設置油路）、Ｌ９５…油路、Ｐ１１Ａ…蒸気入口、Ｐ１１Ｂ…蒸気出口、Ｐ３２ａ…第１作動油ポート、Ｐ３２ｂ…第２作動油ポート、Ｐ３２ｃ…第３作動油ポート、Ｐ５１ａ…第１ポンプポート、Ｐ５１ｂ…第２ポンプポート、Ｐ５３…パイロット油室、Ｐ５３＿２…パイロット油室、Ｐ９５…給油ポート、Ｓ５３ａ…オリフィス、Ｓ５６ｃ…オリフィス、Ｖ５２ａ…制御油用チェック弁、Ｖ５２ｂ…制御油用チェック弁、Ｖ５３…急閉用ダンプ弁、Ｖ５３＿２…急閉用ダンプ弁、Ｖ５４…急閉用電磁弁、Ｖ５４＿２…急閉用電磁弁、Ｖ５６ａ…非常油用チェック弁、Ｖ５６ｂ…非常油用チェック弁、Ｖ９１…フィルタバイパスチェック弁、Ｖ９２…フィルタバイパスチェック弁、Ｖ９３ａ…負荷側リリーフ弁、Ｖ９３ｂ…反負荷側リリーフ弁、Ｖ９５…チェック弁

Claims (13)

1. 蒸気タービンへ蒸気を供給する蒸気流路に設置された蒸気弁部を駆動する蒸気タービン弁駆動装置であって、
   前記蒸気弁部を操作する操作ロッドに設けられたピストンを収容し、前記ピストンによって負荷側油室と反負荷側油室とに区画されるシリンダと、
   負荷側開度制御用油路を介して作動油を前記負荷側油室に供給することで前記蒸気弁部の開動作を実行すると共に、反負荷側開度制御用油路を介して作動油を前記反負荷側油室に供給することで前記蒸気弁部の閉動作を実行する双方向ポンプと、
   作動油が貯蔵される貯油部と、
   前記負荷側開度制御用油路および前記反負荷側開度制御用油路のそれぞれに接続されている急閉用油路に設置され、前記開動作および前記閉動作を行う際には、パイロット油室に作動油が供給されることによって閉じた状態になるように構成されている急閉用ダンプ弁と、
   前記貯油室および前記パイロット油室を連結する電磁弁設置油路に設けられる急閉用電磁弁と、
   を備え、
   前記開動作および前記閉動作を行う際には、前記急閉用電磁弁を励磁状態にして前記貯油部からの作動油が前記パイロット油室に供給されることによって、前記急閉用ダンプ弁を閉じた状態とし、
   前記急閉動作を行う際には、前記急閉用電磁弁を無励磁状態にして前記パイロット油室からの作動油が前記貯油部に排出されることによって、前記急閉用ダンプ弁を開いた状態とし、前記急閉用油路を経由して前記負荷側油室の作動油が前記反負荷側油室へ流れる、
   蒸気タービン弁駆動装置。
2. 前記蒸気弁部を閉める方向に付勢する閉鎖用バネ
   をさらに備え、
   前記急閉動作を行う際には、前記閉鎖用バネの作用によって、作動油が前記負荷側油室から前記急閉用油路を経由して前記反負荷側油室に流れる、
   請求項１に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
3. 前記負荷側開度制御用油路に接続された負荷側制御油用油路に第１の制御油用チェック弁が設置されていると共に、
   前記反負荷側開度制御用油路に接続された反負荷側制御油用油路に第２の制御油用チェック弁が設置されており、
   前記第１の制御油用チェック弁は、作動油が前記貯油部から前記負荷側開度制御用油路に流れるように構成されており、
   前記第２の制御油用チェック弁は、作動油が前記貯油部から前記反負荷側開度制御用油路に流れるように構成されている、
   請求項１または２に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
4. 前記開動作および前記閉動作を行う際に、前記負荷側開度制御用油路を流れる作動油が第１の非常油用チェック弁を介して前記パイロット油室に供給されると共に、前記反負荷側開度制御用油路を流れる作動油が第２の非常油用チェック弁を介して前記パイロット油室に供給されるように構成されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
5. 前記急閉用ダンプ弁および前記急閉用電磁弁が複数である、
   請求項１から４のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
6. 前記急閉用電磁弁は、複数のソレノイド部を有し、複数のソレノイド部の全てが無励磁状態であるときに、前記急閉用ダンプ弁が開いた状態に変わるように構成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
7. 前記双方向ポンプにおいてリークした作動油がドレン油として前記貯油部に流れるドレン用油路
   を備え、
   前記ドレン用油路には、第１のフィルタが設けられている、
   請求項１から６のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
8. 前記貯油部において貯蔵された作動油を前記負荷側開度制御用油路および前記反負荷側開度制御用油路へ供給する貯油部油路
   を備え、
   前記貯油部油路には、第２のフィルタが設けられている、
   請求項１から７のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
9. 前記負荷側開度制御用油路の圧力が予め定められた値を超えたときに前記負荷側開度制御用油路から作動油が負荷側リリーフ弁を介して前記貯油部へ流れると共に、
   前記反負荷側開度制御用油路の圧力が予め定められた値を超えたときに前記反負荷側開度制御用油路から作動油が反負荷側リリーフ弁を介して前記貯油部へ流れるように構成されている、
   請求項１から８のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
10. 前記負荷側開度制御用油路の圧力を検出する負荷側圧力検出器と、
    前記反負荷側開度制御用油路の圧力を検出する反負荷側圧力検出器と
    を有し、
    前記負荷側圧力検出器によって検出された圧力および前記反負荷側圧力検出器によって検出された圧力に基づいて、前記双方向ポンプを駆動するサーボモータの動作を制御する、
    請求項１から９のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
11. 前記サーボモータを冷却する冷却部
    を備える、
    請求項１０に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
12. 前記貯油部に貯蔵された作動油を加熱する加熱部
    を備える、
    請求項１から１１のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
13. ダイナミックブレーキ装置と、
    前記サーボモータがサーボドライバとダイナミックブレーキ装置とのいずれか一方に電気的に接続するように切り替えを行うスイッチと
    を備え、
    前記サーボドライバに異常が生じたときには、前記サーボモータと前記ダイナミックブレーキ装置とが電気的に接続するように、前記スイッチが切り替えを行うことによって、前記ダイナミックブレーキ装置が前記サーボモータの動作を止める、
    請求項１０から１２のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。

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