JP3950283B2 - 流量加減弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流量加減弁に関し、特に、蒸気タービンの蒸気流量を制御する蒸気加減弁などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の蒸気加減弁の構成を示す断面図である。図１４に示す蒸気加減弁１は、蒸気タービンの蒸気流量を制御する流量加減弁である。詳細な説明は省略するが、図１４に示すように、蒸気加減弁１では、弁体である主弁２と、この主弁２の周囲を囲むケージ３との間に円筒状の隙間４を形成し、この隙間４に流入した蒸気が、図１４中に実線の矢印Ａで示す主流と、図１４中に点線の矢印Ｂで示すバイパス流とに分流するように構成されている。このように隙間４に流入した蒸気を分流してバイパス流を生じさせるのは、主弁２の駆動力を低減させるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の蒸気加減弁１では、弁の出入口の圧力比と弁リフトとの関係を定めたシーケンスにしたがって弁の開閉を行うが、その際、シーケンスによっては弁が微開時に隙間４における蒸気の流れ（隙間流れ）により、主弁２に自励振動が発生する可能性も考えられる。主弁２に自励振動が発生した場合には、主弁２の外周面２ａがケージ３の内周面３ａに衝突して、異音が発生したり、また、内周面３ａ又は外周面２ａに摩耗や損傷が発生する虞がある。
【０００４】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み、弁体とケージとの隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる蒸気加減弁などの流量加減弁において、前記隙間流れによる弁体の自励振動を防止することを課題とする。
【０００５】
なお、特開平９−７２４３０号公報には主弁の振動の軽減化を図った蒸気加減弁が提案されている。図１５に示すように、ここで提案されている蒸気加減弁１１では、主弁１２と弁座１３との間に形成される隙間（蒸気流路）１４の最小断面積位置を蒸気流路１４の出口に位置させることにより、衝撃波の発生位置を蒸気流路１４の出口より外方に移動させ、且つ、主弁１２の弁頭部の曲率半径Ｒ1 、弁座１３の円弧部の曲率半径Ｒ2 を何れも従来よりも大きく設定して蒸気流の剥離を抑制し、これらの相乗作用により弁振動を軽減している。
【０００６】
しかしながら、本発明の課題が隙間流れによる主弁の自励振動防止であるのに対し、上記公報において提案されている蒸気加減弁１１の構成は主弁１２と弁座１３との隙間１４を出た流れ（図１５中のＣ部分の流れ）が剥離等によって乱れることにより生じる振動を防止するものである。また、本発明の対象となる蒸気加減弁１は主弁２とケージ３との隙間４に流入した蒸気が主流とバイパス流とに分流する構成のものであるのに対し、図１５に示す蒸気加減弁１１は主流のみが流れる構成のものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積を狭め、前記バイパス流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記主流出口の流路面積を狭め、前記主流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積と前記主流出口の流路面積とを狭め、前記バイパス流出口の圧力損失と前記主流出口の圧力損失とを大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１４】
また、第８発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１５】
また、第９発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１６】
また、第１０発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージには複数の孔からなるマフラが設けられており、
前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭め、且つ、前記弁体を主流出口側に移動させて弁開度を低下させたときに前記突起が、前記マフラの前記複数の孔よりも主流出口側に位置する構成としたことを特徴とする。
【００１７】
また、第１１発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１８】
また、第１２発明の流量加減弁は、第３発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭め、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１９】
また、第１３発明の流量加減弁は、第４又は第８発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００２０】
また、第１４発明の流量加減弁は、第５又は第９発明の流量加減弁において、
前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００２１】
また、第１５発明の流量加減弁は、第１２発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面又は前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態に係る蒸気加減弁の構成を示す断面図、図２は図１のＤ−Ｄ線矢視断面図、図３は図１のＥ部拡大断面図である。また、図４〜図１２は図３に相当する図であって、蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【００２４】
図１及び図２に示す蒸気加減弁２１は、発電プラントなどの蒸気タービンの蒸気流量を制御する流量加減弁である。詳述すると、図１及び図２に示すように、弁箱２２の側部には蒸気入口２３が形成され、弁箱２３の下部には蒸気出口２４が形成されている。弁箱２２の内側には円筒状のケージ２５が固定されており、これらの弁箱２２の内周面２２ａとケージ２５の外周面２５ａとの間には空間部２６が形成されている。また、ケージ２５には複数の弁窓（孔）２７が形成されている。従って、発生した蒸気は、蒸気入口２３を介して空間部２６へと流入し、更に、弁窓２７を介してケージ２５内へと流入する。
【００２５】
ケージ２５の内側には弁体である主弁２８が設けられており、この主弁２８に対応するように弁箱２２の内面には弁座２９が形成されている。また、主弁２８には弁棒３１が取り付けられている。従って、この蒸気加減弁２１では、弁棒３１とともに主弁２８を図示しない駆動源により、図１中に矢印Ｆで示すように軸方向（図１中の上下方向）に移動させて、主弁２８と弁座２９の間の流路面積を調整することより、蒸気タービンへ供給する蒸気の流量を制御する。
【００２６】
また、この蒸気加減弁２１では、主弁２８とこの主弁２８の周囲を囲むケージ２５との間に円筒状の隙間３０を形成しており、この隙間３０に流入した蒸気が、主弁２８の移動方向（軸方向）に沿って、図１中に実線の矢印Ｈで示すように下方へと流れる主流と、図１中に点線の矢印Ｇで示すように上方へと流れるバイパス流とに分流するように構成されている。このように隙間３０に流入した蒸気を分流してバイパス流を生じさせるのは、主弁２８の駆動力を低減させるためである。
【００２７】
また、主弁２８の内側にはバイパス蒸気の通路となる空間部２８ｂが形成されており、主弁２８の底部２８ｃには複数の小径孔２８ｄが開けられている。従って、隙間３０において上方へと分流したバイパス蒸気は、主弁２８の内側の空間部２８ｂへ流入して下方へと流れ、底部の孔２８ｄから排出されて主流の蒸気と合流する。これらの蒸気は蒸気出口２４から流出して蒸気タービンへと供給される。なお、バイパス流量は主弁２８の外周面２８ａの途中に突設したシールリング３２によって調節されている。また、ケージ２５の下部には複数の小径孔３３ａからなるマフラ３３が設けられている。
【００２８】
そして、本実施の形態では、図１及び図３に示すように隙間３０における蒸気の流れ（隙間流れ）による主弁２８の自励振動を抑制するため、主弁２８の外周面２８ａに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々にケージ２５側に傾斜する先細のテーパ面２８ａ−１を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めている。つまり、このようにバイパス流出口３０ａの流路面積を狭めた構造にすると、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができる。
【００２９】
或いは、図４に示すように隙間流れによる主弁２８の自励振動を抑制するため、主弁２８の外周面２８ａに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々にケージ２５側に傾斜する先細のテーパ面２８ａ−２を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めてもよい。このように主流出口３０ｂの流路面積を狭めた構造にした場合にも、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができる。
【００３０】
なお、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めるか、主流出口３０ｂの流路面積を狭めるかは、どちらの流路面積を狭めた場合に主弁２８の自励振動の抑制効果がより顕著であるかによって、適宜選択すればよい。
【００３１】
また、隙間流れによる主弁２８の自励振動を抑制するためにバイパス流出口３０ａの流路面積を狭める手段や主流出口３０ｂの流路面積を狭める手段としては、上記の他にも、図５〜図１０に示す手段がある。
【００３２】
図５では、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々に主弁２８側に傾斜する先細のテーパ面２５ｂ−１を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めている。
【００３３】
図６では、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々に主弁２８側に傾斜する先細のテーパ面２５ｂ−２を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めている。
【００３４】
図７では、主弁２８の外周面２８ａにおける隙間３０のバイパス流出口位置に突起２８ａ−３を形成することにより、バイパス流出口３２の流路面積を狭めている。この場合には突起２８ａ−３を設けることによってバイパス流出口３０ａの圧力損失を大きくしている。この場合にも、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができる。また、図８〜図１０にも、突起を設けてバイパス流出口３０ａ又は主流出口３０ｂの圧力損失を大きくする場合の構成例を示している。
【００３５】
図８では、主弁２８の外周面２８ａにおける隙間３０の主流出口位置に突起２８ａ−４を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めている。
【００３６】
図９では、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０のバイパス流出口位置に突起２５ｂ−３を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めている。
【００３７】
図１０では、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０の主流出口位置に突起２５ｂ−４を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めている。
【００３８】
また、上記ではバイパス流出口３０ａ又は主流出口３０ｂの何れか一方の流路面積を狭めているが、上記の構成を組み合わせることにより、バイパス流出口３０ａと主流出口３０ｂの両方の流路面積を狭めようにしてもよい。
【００３９】
即ち、主弁２８の外周面２８ａに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々にケージ２５側に傾斜するテーパ面２８ａ−１を形成すること、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々に主弁２８側に傾斜するテーパ面２５ｂ−１を形成すること、主弁２８の外周面２８における隙間３０のバイパス流出口位置に突起２８ａ−３を形成すること、又は、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０のバイパス流出口位置に突起２５ｂ−３を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭め、
主弁２８の外周面２８ａに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々にケージ２５側に傾斜するテーパ面２８ａ−２を形成すること、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々に主弁２８側に傾斜するテーパ面２５ｂ−２を形成すること、主弁２８の外周面２８ａにおける隙間３０の主流出口位置に突起２８ａ−４を形成すること、又は、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０の主流出口位置に突起２５ｂ−４を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めてもよい。
【００４０】
なお、例として、図１１には、主弁２８の外周面２８ａにテーパ面２８ａ−１とテーパ面２８ａ−２とを形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積と主流出口３０ｂの流路面積とを狭めた場合を示し、また、図１２には、主弁２８の外周面２８に突起２８ａ−３と突起２８ａ−４とを形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積と主流出口３０ｂの流路面積とを狭めた場合を示した。
【００４１】
この場合にも、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができ、しかも、バイパス流出口３０ａの流路面積と主流出口３０ｂの流路面積とを狭めているため、何れか一方の流路面積のみを狭める場合に比べて、より効果的に主弁２８の自励振動を防止することができる。
【００４２】
また、主弁２８の外周面２８ａにテーパ面２８ａ−１又はテーパ面２８ａ−２を形成する場合や、ケージ２５の内周面２５ｂにテーパ面２５ｂ−１又はテーパ面２５ｂ−２を形成する場合には、これらの先細テーパ面２５ｂ−１，２５ｂ−２，２８ａ−１，２８ａ−２のテーパ角度を３０°以下とすることが望ましい。即ち、図３及び図４に示す主弁２８のテーパ面２８ａ−１，２８ａ−２のテーパ角度θ1 を３０°以下とし、また、図５及び図６に示すケージ２５のテーパ面２５ｂ−１，２５ｂ−２のテーパ角度θ2 も３０°以下とする。
【００４３】
これは、主弁２８及びケージ２５のテーパ面２８ａ−１，２８ａ−２，２５ａ−１，２５ａ−２のテーパ角度は３０°以下で充分に主弁２８の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、このようにテーパ角度が３０°以下であれば加工量が少なくてみ、製造が容易である。
【００４４】
更に、主弁２８にテーパ面２８ａ−１又はテーパ面２８ａ−２を形成する場合には、このらのテーパ角度を３０°以下にすることにより、蒸気の流れによって主弁２８に働く軸方向の力を小さくすることができる。つまり、図１３に例示したように主弁２８のテーパ２８ａ−２のテーパ角度が大きい場合に比べて小さい場合の方が、蒸気の流れによって主弁２８（テーパ面２８ａ−２）に働く軸方向の力Ｆが小さくなる。このように主弁２８に働く軸方向の力Ｆを小さくすることによって、主弁２８の駆動力を低減することができる。
【００４５】
なお、蒸気の流れによって主弁２８に働く軸方向の力を低減するという観点からは、主弁２８の外周面２８ａにテーパ面２８ａ−１，２８ａ−２を形成するよりも、ケージ２５の内周面２５ａにテーパ面２５ａ−１，２５ｂ−2 を形成する方が有利である。
【００４６】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積を狭め、前記バイパス流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００４７】
従って、この第１発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００４８】
また、第２発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記主流出口の流路面積を狭め、前記主流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００４９】
従って、この第２発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００５０】
また、第３発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積と前記主流出口の流路面積とを狭め、前記バイパス流出口の圧力損失と前記主流出口の圧力損失とを大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００５１】
従って、この第３発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができ、しかも、バイパス流出口の流路面積と主流出口の流路面積とを狭めているため、何れか一方の流路面積のみを狭める場合に比べて、より効果的に弁体の自励振動を防止することができる。
【００５２】
また、第４発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５３】
従って、この第４発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００５４】
また、第５発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５５】
従って、この第５発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。しかも、弁体の外周面にテーパ面を形成する場合に比べて、この場合の方が、蒸気の流れによって弁体に働く軸方向の力を低減するという観点からは有利である。
【００５６】
また、第６発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５７】
従って、この第６発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００５８】
また、第７発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５９】
従って、この第７発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６０】
また、第８発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６１】
従って、この第８発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６２】
また、第９発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６３】
従って、この第９発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。しかも、弁体の外周面にテーパ面を形成する場合に比べて、この場合の方が、蒸気の流れによって弁体に働く軸方向の力を低減するという観点からは有利である。
【００６４】
また、第１０発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージには複数の孔からなるマフラが設けられており、
前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭め、且つ、前記弁体を主流出口側に移動させて弁開度を低下させたときに前記突起が、前記マフラの前記複数の孔よりも主流出口側に位置する構成としたことを特徴とする。
【００６５】
従って、この第１０発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６６】
また、第１１発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６７】
従って、この第１１発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６８】
また、第１２発明の流量加減弁は、第３発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭め、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６９】
従って、この第１２発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができ、しかも、バイパス流出口の流路面積と主流出口の流路面積とを狭めているため、何れか一方の流路面積のみを狭める場合に比べて、より効果的に弁体の自励振動を防止することができる。
【００７０】
また、第１３発明の流量加減弁は、第４又は第８発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００７１】
従って、この第１３発明の流量加減弁によれば、弁体のテーパ面のテーパ角度を３０°以下としたため、充分に弁体の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、加工量が少なくてみ、製造が容易である。更に、弁体のテーパ面のテーパ角度を３０°以下にすることにより、蒸気の流れによって弁体に働く軸方向の力を小さくすることができるため、弁体の駆動力を低減することができる。
【００７２】
また、第１４発明の流量加減弁は、第５又は第９発明の流量加減弁において、
前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００７３】
従って、この第１４発明の流量加減弁によれば、ケージのテーパ面のテーパ角度を３０°以下としたため、充分に弁体の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、加工量が少なくてみ、製造が容易である。
【００７４】
また、第１５発明の流量加減弁は、第１２発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面又は前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００７５】
従って、この第１５発明の流量加減弁によれば、弁体又はケージのテーパ面のテーパ角度を３０°以下としたため、充分に弁体の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、加工量が少なくてみ、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る蒸気加減弁の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図３】図１のＥ部拡大断面図である。
【図４】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図５】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図６】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図７】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図８】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図９】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１０】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１１】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１２】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１３】蒸気の流れによって主弁に働く軸方向の力を示す説明図である。
【図１４】従来の蒸気加減弁の構成を示す断面図である。
【図１５】従来の他の蒸気加減弁の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２１ 蒸気加減弁
２２ 弁箱
２２ａ 内周面
２３ 蒸気入口
２４ 蒸気出口
２５ ケージ
２５ａ 外周面
２５ｂ 内周面
２５ｂ−１ テーパ面
２５ｂ−２ テーパ面
２５ｂ−３ 突起
２５ｂ−４ 突起
２６ 空間部
２７ 弁窓
２８ 主弁
２８ａ 外周面
２８ａ−１ テーパ面
２８ａ−２ テーパ面
２８ａ−３ 突起
２８ａ−４ 突起
２８ｂ 空間部
２８ｃ 底部
２８ｄ 孔
２９ 弁座
３０ 隙間
３０ａ バイパス流出口
３０ｂ 主流出口
３１ 弁棒
３２ シールリング
３３ マフラ
３３ａ 孔
【発明の属する技術分野】
本発明は流量加減弁に関し、特に、蒸気タービンの蒸気流量を制御する蒸気加減弁などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の蒸気加減弁の構成を示す断面図である。図１４に示す蒸気加減弁１は、蒸気タービンの蒸気流量を制御する流量加減弁である。詳細な説明は省略するが、図１４に示すように、蒸気加減弁１では、弁体である主弁２と、この主弁２の周囲を囲むケージ３との間に円筒状の隙間４を形成し、この隙間４に流入した蒸気が、図１４中に実線の矢印Ａで示す主流と、図１４中に点線の矢印Ｂで示すバイパス流とに分流するように構成されている。このように隙間４に流入した蒸気を分流してバイパス流を生じさせるのは、主弁２の駆動力を低減させるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の蒸気加減弁１では、弁の出入口の圧力比と弁リフトとの関係を定めたシーケンスにしたがって弁の開閉を行うが、その際、シーケンスによっては弁が微開時に隙間４における蒸気の流れ（隙間流れ）により、主弁２に自励振動が発生する可能性も考えられる。主弁２に自励振動が発生した場合には、主弁２の外周面２ａがケージ３の内周面３ａに衝突して、異音が発生したり、また、内周面３ａ又は外周面２ａに摩耗や損傷が発生する虞がある。
【０００４】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み、弁体とケージとの隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる蒸気加減弁などの流量加減弁において、前記隙間流れによる弁体の自励振動を防止することを課題とする。
【０００５】
なお、特開平９−７２４３０号公報には主弁の振動の軽減化を図った蒸気加減弁が提案されている。図１５に示すように、ここで提案されている蒸気加減弁１１では、主弁１２と弁座１３との間に形成される隙間（蒸気流路）１４の最小断面積位置を蒸気流路１４の出口に位置させることにより、衝撃波の発生位置を蒸気流路１４の出口より外方に移動させ、且つ、主弁１２の弁頭部の曲率半径Ｒ1 、弁座１３の円弧部の曲率半径Ｒ2 を何れも従来よりも大きく設定して蒸気流の剥離を抑制し、これらの相乗作用により弁振動を軽減している。
【０００６】
しかしながら、本発明の課題が隙間流れによる主弁の自励振動防止であるのに対し、上記公報において提案されている蒸気加減弁１１の構成は主弁１２と弁座１３との隙間１４を出た流れ（図１５中のＣ部分の流れ）が剥離等によって乱れることにより生じる振動を防止するものである。また、本発明の対象となる蒸気加減弁１は主弁２とケージ３との隙間４に流入した蒸気が主流とバイパス流とに分流する構成のものであるのに対し、図１５に示す蒸気加減弁１１は主流のみが流れる構成のものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積を狭め、前記バイパス流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記主流出口の流路面積を狭め、前記主流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積と前記主流出口の流路面積とを狭め、前記バイパス流出口の圧力損失と前記主流出口の圧力損失とを大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１４】
また、第８発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１５】
また、第９発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１６】
また、第１０発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージには複数の孔からなるマフラが設けられており、
前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭め、且つ、前記弁体を主流出口側に移動させて弁開度を低下させたときに前記突起が、前記マフラの前記複数の孔よりも主流出口側に位置する構成としたことを特徴とする。
【００１７】
また、第１１発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１８】
また、第１２発明の流量加減弁は、第３発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭め、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００１９】
また、第１３発明の流量加減弁は、第４又は第８発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００２０】
また、第１４発明の流量加減弁は、第５又は第９発明の流量加減弁において、
前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００２１】
また、第１５発明の流量加減弁は、第１２発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面又は前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態に係る蒸気加減弁の構成を示す断面図、図２は図１のＤ−Ｄ線矢視断面図、図３は図１のＥ部拡大断面図である。また、図４〜図１２は図３に相当する図であって、蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【００２４】
図１及び図２に示す蒸気加減弁２１は、発電プラントなどの蒸気タービンの蒸気流量を制御する流量加減弁である。詳述すると、図１及び図２に示すように、弁箱２２の側部には蒸気入口２３が形成され、弁箱２３の下部には蒸気出口２４が形成されている。弁箱２２の内側には円筒状のケージ２５が固定されており、これらの弁箱２２の内周面２２ａとケージ２５の外周面２５ａとの間には空間部２６が形成されている。また、ケージ２５には複数の弁窓（孔）２７が形成されている。従って、発生した蒸気は、蒸気入口２３を介して空間部２６へと流入し、更に、弁窓２７を介してケージ２５内へと流入する。
【００２５】
ケージ２５の内側には弁体である主弁２８が設けられており、この主弁２８に対応するように弁箱２２の内面には弁座２９が形成されている。また、主弁２８には弁棒３１が取り付けられている。従って、この蒸気加減弁２１では、弁棒３１とともに主弁２８を図示しない駆動源により、図１中に矢印Ｆで示すように軸方向（図１中の上下方向）に移動させて、主弁２８と弁座２９の間の流路面積を調整することより、蒸気タービンへ供給する蒸気の流量を制御する。
【００２６】
また、この蒸気加減弁２１では、主弁２８とこの主弁２８の周囲を囲むケージ２５との間に円筒状の隙間３０を形成しており、この隙間３０に流入した蒸気が、主弁２８の移動方向（軸方向）に沿って、図１中に実線の矢印Ｈで示すように下方へと流れる主流と、図１中に点線の矢印Ｇで示すように上方へと流れるバイパス流とに分流するように構成されている。このように隙間３０に流入した蒸気を分流してバイパス流を生じさせるのは、主弁２８の駆動力を低減させるためである。
【００２７】
また、主弁２８の内側にはバイパス蒸気の通路となる空間部２８ｂが形成されており、主弁２８の底部２８ｃには複数の小径孔２８ｄが開けられている。従って、隙間３０において上方へと分流したバイパス蒸気は、主弁２８の内側の空間部２８ｂへ流入して下方へと流れ、底部の孔２８ｄから排出されて主流の蒸気と合流する。これらの蒸気は蒸気出口２４から流出して蒸気タービンへと供給される。なお、バイパス流量は主弁２８の外周面２８ａの途中に突設したシールリング３２によって調節されている。また、ケージ２５の下部には複数の小径孔３３ａからなるマフラ３３が設けられている。
【００２８】
そして、本実施の形態では、図１及び図３に示すように隙間３０における蒸気の流れ（隙間流れ）による主弁２８の自励振動を抑制するため、主弁２８の外周面２８ａに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々にケージ２５側に傾斜する先細のテーパ面２８ａ−１を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めている。つまり、このようにバイパス流出口３０ａの流路面積を狭めた構造にすると、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができる。
【００２９】
或いは、図４に示すように隙間流れによる主弁２８の自励振動を抑制するため、主弁２８の外周面２８ａに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々にケージ２５側に傾斜する先細のテーパ面２８ａ−２を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めてもよい。このように主流出口３０ｂの流路面積を狭めた構造にした場合にも、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができる。
【００３０】
なお、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めるか、主流出口３０ｂの流路面積を狭めるかは、どちらの流路面積を狭めた場合に主弁２８の自励振動の抑制効果がより顕著であるかによって、適宜選択すればよい。
【００３１】
また、隙間流れによる主弁２８の自励振動を抑制するためにバイパス流出口３０ａの流路面積を狭める手段や主流出口３０ｂの流路面積を狭める手段としては、上記の他にも、図５〜図１０に示す手段がある。
【００３２】
図５では、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々に主弁２８側に傾斜する先細のテーパ面２５ｂ−１を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めている。
【００３３】
図６では、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々に主弁２８側に傾斜する先細のテーパ面２５ｂ−２を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めている。
【００３４】
図７では、主弁２８の外周面２８ａにおける隙間３０のバイパス流出口位置に突起２８ａ−３を形成することにより、バイパス流出口３２の流路面積を狭めている。この場合には突起２８ａ−３を設けることによってバイパス流出口３０ａの圧力損失を大きくしている。この場合にも、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができる。また、図８〜図１０にも、突起を設けてバイパス流出口３０ａ又は主流出口３０ｂの圧力損失を大きくする場合の構成例を示している。
【００３５】
図８では、主弁２８の外周面２８ａにおける隙間３０の主流出口位置に突起２８ａ−４を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めている。
【００３６】
図９では、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０のバイパス流出口位置に突起２５ｂ−３を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭めている。
【００３７】
図１０では、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０の主流出口位置に突起２５ｂ−４を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めている。
【００３８】
また、上記ではバイパス流出口３０ａ又は主流出口３０ｂの何れか一方の流路面積を狭めているが、上記の構成を組み合わせることにより、バイパス流出口３０ａと主流出口３０ｂの両方の流路面積を狭めようにしてもよい。
【００３９】
即ち、主弁２８の外周面２８ａに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々にケージ２５側に傾斜するテーパ面２８ａ−１を形成すること、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０のバイパス流出口３０ａに向って徐々に主弁２８側に傾斜するテーパ面２５ｂ−１を形成すること、主弁２８の外周面２８における隙間３０のバイパス流出口位置に突起２８ａ−３を形成すること、又は、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０のバイパス流出口位置に突起２５ｂ−３を形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積を狭め、
主弁２８の外周面２８ａに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々にケージ２５側に傾斜するテーパ面２８ａ−２を形成すること、ケージ２５の内周面２５ｂに隙間３０の主流出口３０ｂに向って徐々に主弁２８側に傾斜するテーパ面２５ｂ−２を形成すること、主弁２８の外周面２８ａにおける隙間３０の主流出口位置に突起２８ａ−４を形成すること、又は、ケージ２５の内周面２５ｂにおける隙間３０の主流出口位置に突起２５ｂ−４を形成することにより、主流出口３０ｂの流路面積を狭めてもよい。
【００４０】
なお、例として、図１１には、主弁２８の外周面２８ａにテーパ面２８ａ−１とテーパ面２８ａ−２とを形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積と主流出口３０ｂの流路面積とを狭めた場合を示し、また、図１２には、主弁２８の外周面２８に突起２８ａ−３と突起２８ａ−４とを形成することにより、バイパス流出口３０ａの流路面積と主流出口３０ｂの流路面積とを狭めた場合を示した。
【００４１】
この場合にも、主弁２８が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、主弁２８の自励振動の発生を防止することができ、しかも、バイパス流出口３０ａの流路面積と主流出口３０ｂの流路面積とを狭めているため、何れか一方の流路面積のみを狭める場合に比べて、より効果的に主弁２８の自励振動を防止することができる。
【００４２】
また、主弁２８の外周面２８ａにテーパ面２８ａ−１又はテーパ面２８ａ−２を形成する場合や、ケージ２５の内周面２５ｂにテーパ面２５ｂ−１又はテーパ面２５ｂ−２を形成する場合には、これらの先細テーパ面２５ｂ−１，２５ｂ−２，２８ａ−１，２８ａ−２のテーパ角度を３０°以下とすることが望ましい。即ち、図３及び図４に示す主弁２８のテーパ面２８ａ−１，２８ａ−２のテーパ角度θ1 を３０°以下とし、また、図５及び図６に示すケージ２５のテーパ面２５ｂ−１，２５ｂ−２のテーパ角度θ2 も３０°以下とする。
【００４３】
これは、主弁２８及びケージ２５のテーパ面２８ａ−１，２８ａ−２，２５ａ−１，２５ａ−２のテーパ角度は３０°以下で充分に主弁２８の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、このようにテーパ角度が３０°以下であれば加工量が少なくてみ、製造が容易である。
【００４４】
更に、主弁２８にテーパ面２８ａ−１又はテーパ面２８ａ−２を形成する場合には、このらのテーパ角度を３０°以下にすることにより、蒸気の流れによって主弁２８に働く軸方向の力を小さくすることができる。つまり、図１３に例示したように主弁２８のテーパ２８ａ−２のテーパ角度が大きい場合に比べて小さい場合の方が、蒸気の流れによって主弁２８（テーパ面２８ａ−２）に働く軸方向の力Ｆが小さくなる。このように主弁２８に働く軸方向の力Ｆを小さくすることによって、主弁２８の駆動力を低減することができる。
【００４５】
なお、蒸気の流れによって主弁２８に働く軸方向の力を低減するという観点からは、主弁２８の外周面２８ａにテーパ面２８ａ−１，２８ａ−２を形成するよりも、ケージ２５の内周面２５ａにテーパ面２５ａ−１，２５ｂ−2 を形成する方が有利である。
【００４６】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積を狭め、前記バイパス流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００４７】
従って、この第１発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００４８】
また、第２発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記主流出口の流路面積を狭め、前記主流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００４９】
従って、この第２発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００５０】
また、第３発明の流量加減弁は、弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積と前記主流出口の流路面積とを狭め、前記バイパス流出口の圧力損失と前記主流出口の圧力損失とを大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする。
【００５１】
従って、この第３発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができ、しかも、バイパス流出口の流路面積と主流出口の流路面積とを狭めているため、何れか一方の流路面積のみを狭める場合に比べて、より効果的に弁体の自励振動を防止することができる。
【００５２】
また、第４発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５３】
従って、この第４発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００５４】
また、第５発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５５】
従って、この第５発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。しかも、弁体の外周面にテーパ面を形成する場合に比べて、この場合の方が、蒸気の流れによって弁体に働く軸方向の力を低減するという観点からは有利である。
【００５６】
また、第６発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５７】
従って、この第６発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００５８】
また、第７発明の流量加減弁は、第１発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００５９】
従って、この第７発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６０】
また、第８発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６１】
従って、この第８発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６２】
また、第９発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６３】
従って、この第９発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。しかも、弁体の外周面にテーパ面を形成する場合に比べて、この場合の方が、蒸気の流れによって弁体に働く軸方向の力を低減するという観点からは有利である。
【００６４】
また、第１０発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージには複数の孔からなるマフラが設けられており、
前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭め、且つ、前記弁体を主流出口側に移動させて弁開度を低下させたときに前記突起が、前記マフラの前記複数の孔よりも主流出口側に位置する構成としたことを特徴とする。
【００６５】
従って、この第１０発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６６】
また、第１１発明の流量加減弁は、第２発明の流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６７】
従って、この第１１発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができる。
【００６８】
また、第１２発明の流量加減弁は、第３発明の流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭め、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする。
【００６９】
従って、この第１２発明の流量加減弁によれば、弁体が振動したときに反対向きの減衰力が働くため、弁体の自励振動の発生を防止することができ、しかも、バイパス流出口の流路面積と主流出口の流路面積とを狭めているため、何れか一方の流路面積のみを狭める場合に比べて、より効果的に弁体の自励振動を防止することができる。
【００７０】
また、第１３発明の流量加減弁は、第４又は第８発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００７１】
従って、この第１３発明の流量加減弁によれば、弁体のテーパ面のテーパ角度を３０°以下としたため、充分に弁体の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、加工量が少なくてみ、製造が容易である。更に、弁体のテーパ面のテーパ角度を３０°以下にすることにより、蒸気の流れによって弁体に働く軸方向の力を小さくすることができるため、弁体の駆動力を低減することができる。
【００７２】
また、第１４発明の流量加減弁は、第５又は第９発明の流量加減弁において、
前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００７３】
従って、この第１４発明の流量加減弁によれば、ケージのテーパ面のテーパ角度を３０°以下としたため、充分に弁体の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、加工量が少なくてみ、製造が容易である。
【００７４】
また、第１５発明の流量加減弁は、第１２発明の流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面又は前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする。
【００７５】
従って、この第１５発明の流量加減弁によれば、弁体又はケージのテーパ面のテーパ角度を３０°以下としたため、充分に弁体の自励振動を抑制する効果が得られ、しかも、加工量が少なくてみ、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る蒸気加減弁の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図３】図１のＥ部拡大断面図である。
【図４】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図５】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図６】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図７】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図８】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図９】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１０】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１１】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１２】蒸気加減弁の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図１３】蒸気の流れによって主弁に働く軸方向の力を示す説明図である。
【図１４】従来の蒸気加減弁の構成を示す断面図である。
【図１５】従来の他の蒸気加減弁の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２１ 蒸気加減弁
２２ 弁箱
２２ａ 内周面
２３ 蒸気入口
２４ 蒸気出口
２５ ケージ
２５ａ 外周面
２５ｂ 内周面
２５ｂ−１ テーパ面
２５ｂ−２ テーパ面
２５ｂ−３ 突起
２５ｂ−４ 突起
２６ 空間部
２７ 弁窓
２８ 主弁
２８ａ 外周面
２８ａ−１ テーパ面
２８ａ−２ テーパ面
２８ａ−３ 突起
２８ａ−４ 突起
２８ｂ 空間部
２８ｃ 底部
２８ｄ 孔
２９ 弁座
３０ 隙間
３０ａ バイパス流出口
３０ｂ 主流出口
３１ 弁棒
３２ シールリング
３３ マフラ
３３ａ 孔
Claims (15)
- 弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積を狭め、前記バイパス流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする流量加減弁。 - 弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、
前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記主流出口の流路面積を狭め、前記主流出口の圧力損失を大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする流量加減弁。 - 弁体とこの弁体の周囲を囲むケージとの間に隙間を形成し、この隙間に流入した流体が主流とバイパス流とに分流するように構成してなる流量加減弁において、前記隙間流れによる前記弁体の自励振動を抑制するように前記隙間における前記バイパス流出口の流路面積と前記主流出口の流路面積とを狭め、前記バイパス流出口の圧力損失と前記主流出口の圧力損失とを大きくして、前記弁体が自励振動したときに反対向きの減衰力が働くようにしたことを特徴とする流量加減弁。
- 請求項１に記載する流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項１に記載する流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項１に記載する流量加減弁において、
前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項１に記載する流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項２に記載する流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項２に記載する流量加減弁において、
前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項２に記載する流量加減弁において、
前記ケージには複数の孔からなるマフラが設けられており、
前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭め、且つ、前記弁体を主流出口側に移動させて弁開度を低下させたときに前記突起が、前記マフラの前記複数の孔よりも主流出口側に位置する構成としたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項２に記載する流量加減弁において、
前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項３に記載する流量加減弁において、
前記弁体の外周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間のバイパス流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間のバイパス流出口位置に突起を形成することにより、前記バイパス流出口の流路面積を狭め、前記弁体の外周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記ケージ側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記ケージの内周面に前記隙間の主流出口に向って徐々に前記弁体側に傾斜するテーパ面を形成すること、前記弁体の外周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成すること、又は、前記ケージの内周面における前記隙間の主流出口位置に突起を形成することにより、前記主流出口の流路面積を狭めたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項４又は８に記載する流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項５又は９に記載する流量加減弁において、
前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする流量加減弁。 - 請求項１２に記載する流量加減弁において、
前記弁体のテーパ面又は前記ケージのテーパ面のテーパ角度を３０度以下としたことを特徴とする流量加減弁。
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