JP3777253B2 - 蒸気弁 - Google Patents

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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される蒸気を、要求量に応じて適正流量にコントロールする蒸気弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
蒸気タービンのうち、例えば製紙、製鉄、石油化学等の産業分野に使用される蒸気タービンには、抽気タービンがある。この抽気タービンは、比較的圧力・温度の高い蒸気をタービン中間段落から抽気し、例えば製紙工場のパルプ製造工程に必要なプロセス蒸気として使用し、プロセス蒸気の変動使用量があってもタービン出力との関係で経済的に運転できるようになっており、その構成として図2に示すものがある。
【0003】
抽気タービン1は、ケーシング2を第1車室3と第2車室4とに区分けし、第1車室3の蒸気入口5に設置した蒸気加減弁6と第1車室3の出口に設けた抽気口7との間に、タービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落8を収容する構成になっている。
【0004】
また、抽気タービン1は、第2車室4の蒸気入口9に設置した抽気加減弁10と第2車室4の出口に設けた排気口11との間に、上述と同様にタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落12を収容する構成になっている。
【0005】
このような構成の抽気タービン1において、蒸気入口5に供給されたタービン駆動蒸気は、蒸気加減弁6で流量コントロールされ、第1車室3に収容するタービン段落8で膨張仕事をした後、抽気口7から一部をタービン抽気として、例えば製紙工場のプロセス蒸気に使用される。
【0006】
また、残りのタービン駆動蒸気は、蒸気入口9に設置した抽気加減弁10で流量コントロールされ、上述と同様に、第2車室に収容するタービン段落12で膨張仕事をした後、排気口11から復水器(図示せず)等に回収される。
【0007】
一方、蒸気入口9に設置される抽気加減弁10は、弁室と第1車室3および第2車室4との圧力差を少なくさせてバランスさせ、弁体の開閉を比較的容易にできる構成になっており、別名、バランス弁とも称されている。
【0008】
この別名、バランス弁と称される抽気加減弁で代表される蒸気弁は、図3に示すように、二つ弁体を備えた構成になっている。
【0009】
この蒸気弁13は、蒸気室14をスリーブ15にて区画するバランス室(弁室)16に収容される副弁体17と主弁体18とから構成される。
【0010】
副弁体17は、弁棒19の拡大部(スカート部)20の先端に、ねじ部21およびピン22を介して固設される。また、弁棒19の拡大部20は、図5に示すように、スプライン状に形成して溝23a,23b,23c,23dを設け、これら溝23a,23b,…を利用して主弁体18の主弁体胴部24から止めピン25a,25b,25b,25dを差し込み、副弁体17の廻り止め防止を図っている。なお、副弁体17は、閉弁時、主弁体18の蒸気通路29に形成する副弁体シート30で水密的に当接される。また、弁棒19は、弁スタンド(蓋)27に嵌装したブッシュ28上を摺動する。
【0011】
一方、主弁体18は、副弁体17に較べて口径を大きくし、主弁体胴部24を、バランス室16を区画するスリーブ15の隙間E1 上に摺動させる構成になっている。さらに、主弁体胴部22は、図4に示すように、中間部分に突き出し状のバックシート26を設け、図3に示すように、弁棒19の拡大部20との間に隙間E2 を形成し、弁棒19の駆動力により副弁体17が単独で進退できるようになっている。なお、主弁体18は、閉弁時、タービン室(車室)31に連通する蒸気室14の出口に形成する弁シート32で水密的に当接される。
【0012】
このような構成を備えた蒸気弁13において、蒸気室14にタービン駆動蒸気が供給されると、そのタービン駆動蒸気は、スリーブ15と主弁体胴部24との間の隙間E1 を通ってバランス室16に流れる。バランス室16にタービン駆動蒸気が案内されると、副弁体17は、弁棒19の駆動力で隙間E2 を進退し、主弁体胴部24のバックシート26に弁棒19の拡大部20を当接させる。このとき、タービン駆動蒸気は、弁棒19の拡大部20に形成した溝23a,23b,…から蒸気通路29を介してタービン室31に流れ、バランス室16とタービン室31との圧力差に基づくアンバランスを低くさせて主弁体18を進退させ易いように調整される。
【0013】
バランス室16とタービン室31との圧力差に基づくアンバランスがなくなると、主弁体18は、副弁体17と一体となって弁棒19の駆動力でスリーブ15の隙間E1 上を摺動し、タービン駆動蒸気を蒸気室14からタービン室31に案内し、タービン段落で膨張仕事をさせる。
【0014】
このように、従来の蒸気弁13は、副弁体17と主弁体18とを備え、タービン起動時、副弁体17を開弁させ、バランス室16のタービン駆動蒸気とタービン室31のタービン駆動蒸気とを圧力バランスさせ、主弁体18の開弁に伴う弁棒19の駆動力を少なくさせていた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
図3で示した従来の蒸気弁13には、改善すべき問題点がある。
【0016】
まず、従来の蒸気弁13は、副弁体17と主弁体18とを一体に開弁させる必要上、主弁体胴部24のバックシート26に当接させる弁棒19の拡大部20に溝23a,23b,…を形成しているが、溝23a,23b,…があるために弁棒19の拡大部20の加工作業に多くの時間を要するとともに、組立作業、調整作業に作業員をして多くの労力を強いていた。
【0017】
また、弁棒19の拡大部20に形成した溝23a,23b,…は、主弁体18の主弁体胴部24の内側に位置しているために、作業者の監視の目が届かず、損耗があって直ぐさま加工修正作業または交換作業をすることができない等メンテナンス上にも問題点があった。
【0018】
また、バランスタイプの蒸気弁13を、抽気加減弁に適用する場合、タービン駆動蒸気の完全な遮断に神経を遣う必要もない抽気加減弁の副弁体17に副弁体シート30を形成していたのでは、かえって構造が複雑になり、加工時間を長くするなどの問題点があった。
【0019】
したがって、この種の蒸気弁13は、組立・調整作業上、メンテナンス上および加工作業上、より一層構造を簡素なものに改善することが求められていた。
【0020】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、構造を簡素化させて加工、組立、調整等をより一層容易に行うことができる蒸気弁を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気弁は、上記目的を達成するために、請求項1に記載したように、蒸気室内に設けられ、当該蒸気室内にバランス室を形成するスリーブと、前記スリーブによって区画された前記バランス室に収容され、当該スリーブとの間に隙間を有して進退する主弁体胴部と、前記主弁体胴部に連続一体に形成されるとともに、前記主弁体胴部に開口する蒸気通路を備える主弁体と、前記主弁体胴部内に収容されるとともに、当該主弁体胴部及び前記主弁体との間に隙間を有するように当該主弁体胴部に対して固定された弁棒とを具備するものである。
【0022】
また、本発明に係る蒸気弁は、上記目的を達成するために、請求項2に記載したように、請求項1に記載の蒸気弁において、前記弁棒の前記主弁体胴部への固定部は前記弁棒よりも径の大きな拡大部として形成されているものである。
【0023】
また、本発明に係る蒸気弁は、上記目的を達成するために、請求項3に記載したように、請求項1または2のいずれかに記載の蒸気弁において、前記弁棒は当該弁棒を横断して支持する止めピンによって前記主弁体胴部に対して固定されているものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気弁の実施形態を図面および図中に付した符号を引用して説明する。
【0026】
図1は、本発明に係る蒸気弁の実施形態を示す概略縦断面図である。
【0027】
本実施形態に係る蒸気弁33は、蒸気室34をスリーブ35で区画するバランス室(弁室)36に収容される弁棒37と主弁体38とで構成される。
【0028】
弁棒37は、弁スタンド41に介装するブッシュ42に沿って弁棒駆動部(図示せず)まで長く延び、その先端に拡大部(スカート部)39が連続一体に形成される。
【0029】
一方、主弁体38には、弁棒37の拡大部39との間に形成された隙間F1 およびバランス室36を区画するスリーブ35との間に形成された隙間F2 に沿って長く延びる主弁体胴部40が連続一体に形成される。なお、バランス室36を区画するスリーブ35は、弁スタンド41に止めピン44を介して固設される。
【0030】
他方、主弁胴部40は、主弁体38の蒸気通路43に臨む弁棒37の拡大部39との間に隙間F3 を形成するとともに、拡大部39に横断して止めピン45を挿着し、拡大部39を支持する。なお、主弁体38は、閉弁時、タービン室(車室)46に連通する蒸気室34の出口に形成する弁シート47で水密的に当接される。
【0031】
次に作用を説明する。
【0032】
蒸気室34にタービン駆動蒸気が供給されると、そのタービン駆動蒸気は、スリーブ35と主弁体胴部40との間の隙間F2 を通ってバランス室36に流れる。バランス室36にタービン駆動蒸気が案内されると、そのタービン駆動蒸気は、主弁体胴部40と弁棒37の拡大部39との間に形成された隙間F1 および主弁体38の蒸気通路43と拡大部39との間に形成された隙間F3 を介してタービン室46に流れ、バランス室36とタービン室46との圧力差に基づくアンバランスを低くさせて主弁体38を進退させ易いように調整される。
【0033】
バランス室36とタービン室46との圧力差に基づくアンバランスがなくなると、主弁体38は、弁棒37の駆動力で弁シート47から離れ、スリーブ35の隙間F2 上を摺動し、タービン駆動蒸気を蒸気室34からタービン室46に案内し、タービン段落で膨張仕事させる。
【0034】
このように、本実施形態では、弁棒37の拡大部39と主弁体胴部40との間に隙間F1 を形成し、さらに主弁体38の蒸気通路43に臨む弁棒37の拡大部39との間にも隙間F3 を形成するとともに、主弁体胴部40に止めピン45を介して弁棒37の拡大部39を支持させ、従来の副弁体を取り除いて構造をより一層簡素化したので、組立・調整作業上、メンテナンス上および加工作業上、従来に較べて作業者の労力をより一層軽減させることができる。また、この構造簡素化によってもタービン駆動蒸気を隙間F1 ,F2 を介してタービン室46に流し、バランス室36とタービン室46との圧力バランスを容易に確保することができ、主弁体38の駆動力を少なくして容易に進退させることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明に係る蒸気弁は、主弁体胴部と弁棒の拡大部との間に隙間を形成し、さらに、主弁体の蒸気通路に臨む弁棒の拡大部との間に隙間を形成し、主弁体胴部に止めピンを介して弁棒の拡大部を支持させ、構造を簡素化させたので、組立・構造、メンテナンスおよび加工作業の際の作業者の労力を従来に較べてより一層軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蒸気弁の実施形態を示す概略縦断面図。
【図2】従来の抽気タービンを示す概略図。
【図3】従来の蒸気弁を示す概略縦断面図。
【図4】図3のA−A矢視方向に沿う断面図。
【図5】図3のB−B矢視方向に沿う断面図。
【符号の説明】
1 抽気タービン
2 ケーシング
3 第1車室
4 第2車室
5 蒸気入口
6 蒸気加減弁
7 抽気口
8 タービン段落
9 蒸気入口
10 抽気加減弁
11 排気口
12 タービン段落
13 蒸気弁
14 蒸気室
15 スリーブ
16 バランス室
17 副弁体
18 主弁体
19 弁棒
20 拡大部
21 ねじ部
22 ピン
23a,23b,23c,23d 溝
24 主弁体胴部
25a,25b,25c,25d 止めピン
26 バックシート
27 弁スタンド
28 ブッシュ
29 蒸気通路
30 副弁体シート
31 タービン室
32 弁シート
33 蒸気弁
34 蒸気室
35 スリーブ
36 バランス室
37 弁棒
38 主弁体
39 拡大部
40 主弁体胴部
41 弁スタンド
42 ブッシュ
43 蒸気通路
44,45 止めピン
46 タービン室
47 弁シート

Claims (3)

  1. 蒸気室内に設けられ、当該蒸気室内にバランス室を形成するスリーブと、
    前記スリーブによって区画された前記バランス室に収容され、当該スリーブとの間に隙間を有して進退する主弁体胴部と、
    前記主弁体胴部に連続一体に形成されるとともに、前記主弁体胴部に開口する蒸気通路を備える主弁体と、
    前記主弁体胴部内に収容されるとともに、当該主弁体胴部及び前記主弁体との間に隙間を有するように当該主弁体胴部に対して固定された弁棒とを具備することを特徴とする蒸気弁。
  2. 請求項1に記載の蒸気弁において、前記弁棒の前記主弁体胴部への固定部は前記弁棒よりも径の大きな拡大部として形成されていることを特徴とする蒸気弁。
  3. 請求項1または2のいずれかに記載の蒸気弁において、前記弁棒は当該弁棒を横断して支持する止めピンによって前記主弁体胴部に対して固定されていることを特徴とする蒸気弁。
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