JP6145398B2 - 直動機構、調整弁駆動装置、蒸気タービン - Google Patents

Description

この発明は、直動機構、およびそれを用いた調整弁駆動装置、蒸気タービンに関する。

蒸気タービンは、機械駆動用などに用いられ、回転可能に支持されたロータを有するタービン本体を備えている。ロータは、タービン本体に対して作動流体としての蒸気が供給されることによって回転駆動される。蒸気タービンの蒸気流路には、タービン本体へ供給する蒸気やタービン本体から抽気した蒸気が流れる。蒸気流路には、調整弁が設けられている。この調整弁の開度を調整することによって、タービン本体に供給する蒸気の流量が調整可能となっている。

調整弁は、調整弁駆動装置により駆動される。例えば、特許文献１には、電動モータと、電動モータの回転運動を調整弁の直線運動に変換するボールネジ等の変換機構と、を備える調整弁駆動装置が開示されている。
ボールネジは、螺旋状のネジ溝において接触角を有した噛み合い部があるため、長期間にわたって調整弁の開閉動作を繰り返し行っていると、ボールネジの噛み合い部の特定部分のみが摩耗してくるという課題がある。

特許文献２には、外周面にネジ溝が形成されたボールネジ軸がねじ込まれたボールネジナットに、外部から給脂する構成が開示されている。

特許文献３には、ボールネジを筒状のハウジングに収容し、ボールネジ軸にねじ込まれたボールネジナットに対して外部から給脂するための給油管路を設けた構成が開示されている。この構成においては、給油管路は、ボールネジを回転駆動させるための電動モータのステータの内方に設けられ、ロータと一体に回転するようになっている。

特開２０１３−７２３４９号公報 特許第４７８４７４８号公報 特許第４００５４４４号公報

上述した特許文献２に記載の構成は、ボールネジナットに給脂する必要がある。しかし、特許文献３に記載された構成のように、ボールネジをハウジングに収容する場合、ボールネジナットにアクセスするために、手間がかかる。

これに対し、特許文献３に記載の構成においては、ハウジングの外部から給油管路を経て給脂を行うことができるので、手間がかからない。しかし、特許文献３に記載の構成においては、給油管路や、給油管路をロータと一体に回転させるためのロータリージョイント等が必要である。したがって、装置が複雑化し、コストがかかるのに加え、給脂系統において故障等が生じる可能性がある。
さらに、特許文献３に記載の構成では、給油管路は、ロータとともに回転するものの、ボールネジの軸方向における給油管路の位置は、ロータやハウジングとともに固定されている。つまり、特許文献３に記載の構成は、ボールネジナットが固定され、ボールネジナットに対してボールネジ軸が進退する駆動形式において有効である。しかし、ボールネジ軸が固定され、ボールネジナットがボールネジ軸に沿って進退する駆動形式には、特許文献３に記載の構成は適用することができない。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ボールネジの駆動形式に関わらず、給脂を容易に行うことができ、高い信頼性を得ることのできる直動機構、調整弁駆動装置、蒸気タービンを提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明に係る直動機構は、電動モータと、前記電動モータによって軸回りに回転駆動されるボールネジと、前記ボールネジにねじ込まれて、前記ボールネジの回転に伴って前記ボールネジの軸方向に相対的に進退するナットと、前記ボールネジ及び前記ナットを囲むケーシングと、基端部が前記ケーシングの内部で前記ナットに接続され、先端部が前記ケーシングの外部に露出し、前記ボールネジが内部に挿通可能な筒状のシリンダロッドと、前記ナットに形成され、前記ボールネジの外周面に向けて開口した吐出口を有するナット側給脂孔と、前記シリンダロッドに形成され、一端に前記ケーシングの外部に露出した位置に開口した注入口を有し、他端が前記ナット側給脂孔に連通したシリンダロッド側給脂孔と、を備えている。

ボールネジに給脂を行うに際して、ケーシングの外部に露出する位置に形成されたシリンダロッドにおいて注入口から、潤滑油脂をシリンダロッド側給脂孔に注入すると、注入された潤滑油脂は、シリンダロッド側給脂孔の他端からナット側給脂孔へと流れる。このナット側給脂孔へと流れた潤滑油脂は、ナット側給脂孔の吐出口から、ボールネジの外周面に向けて供給される。つまり、ケーシングにボールネジおよびナットが収容された直動機構において、ケーシングの外部から給脂を行うことができる。
さらに、ナットに対してボールネジが進退する駆動形式、ナットがボールネジに沿って進退する駆動形式のいずれにおいても、給脂を行うことができる。

また、この発明に係る直動機構は、上記直動機構において、前記シリンダロッド側給脂孔の前記注入口に接続される可撓性を有した給脂管と、前記給脂管を介して外部から潤滑油脂を供給する給脂装置と、をさらに備えるようにしてもよい。

このように構成することで、給脂装置により外部から供給した潤滑油脂を、給脂管を介してシリンダロッド側給脂孔の注入口から注入することができる。また、給脂管が可撓性を有しているため、ナットがボールネジに沿って進退する駆動形式であっても、運転を継続したまま、給脂を行うことが可能となる。

さらに、この発明に係る直動機構は、上記直動機構において、前記ナットに形成され、前記ナット側給脂孔の一端の開口位置とは異なる位置で前記ボールネジの外周面に向けて開口した流入口を一端に有するナット側排出孔と、前記シリンダロッドに形成され、前記ケーシングの外部に露出した位置に開口した流出口を一端に備え、他端が前記ナット側排出孔に連通したシリンダロッド側排出孔と、をさらに備えるようにしてもよい。

このようにすることで、シリンダロッド側給脂孔およびナット側給脂孔を介して外部から給脂を行うと、ナットとボールネジとの間から余剰の潤滑油脂が押し出される。押し出された潤滑油脂は、流入口からナット側排出孔に流れ込む。このナット側排出孔に流れ込んだ潤滑油脂は、ナット側排出孔に連通したシリンダロッド側排出孔を通って、ケーシングの外部に露出した流出口から排出させることができる。

さらに、この発明に係る直動機構は、上記直動機構において、前記シリンダロッド側排出孔の前記流出口に接続され、前記シリンダロッド側排出孔から潤滑油脂を外部に排出する、可撓性を有した排出管をさらに備えるようにしてもよい。

このように構成することで、シリンダロッド側排出孔の流出口から排出される潤滑油脂を、排出管を通して外部に排出することができる。
ここで、排出管が可撓性を有しているため、ナットがボールネジに沿って進退する駆動形式であっても、運転を継続したまま、給脂に伴う余剰の潤滑油脂の排出を行うことが可能となる。

さらに、この発明に係る直動機構は、上記直動機構において、前記排出管から排出された前記潤滑油脂に含まれる鉄粉濃度を検出する鉄粉濃度検出装置をさらに備えるようにしてもよい。

ここで、ボールネジやナットの摩耗や損傷によって、ボールネジやナットを構成する鉄等の金属粉が発生する。そのため、排出された潤滑油脂に含まれた鉄粉濃度を鉄粉濃度検出装置により検出することで、ボールネジやナットの摩耗や損傷の発生を検出することが可能となる。これにより、直動機構のメンテナンスを適切なタイミングで行うことが可能となり、直動機構の信頼性が高まる。

この発明に係る調整弁駆動装置は、作動流体の流量を調整するため、前記作動流体が流通する流路を弁体により開閉する調整弁の調整弁駆動装置であって、前記弁体と、前記弁体により前記流路を開閉するため、前記弁体を進退させる上記の直動機構と、を備えている。

このように構成することで、調整弁駆動装置を構成する直動機構に対し、ケーシングの外部から給脂を行うことができる。

この発明に係る蒸気タービンは、回転可能に支持されたブレードを有するタービン本体と、前記タービン本体に接続されて蒸気が流通する蒸気流路と、直線運動することで前記蒸気流路の開閉を調整する調整弁と、前記調整弁を駆動する上記の調整弁駆動装置と、を備えることを特徴とする。

このように構成することで、蒸気タービンの調整弁駆動装置を構成する直動機構に対し、ケーシングの外部から給脂を行うことができる。

この発明に係る直動機構、調整弁駆動装置、蒸気タービンによれば、直動機構に対し、ケーシングの外部から給脂を行うことが可能となる。これにより、ボールネジの駆動形式に関わらず、給脂を容易に行うことができる。その結果、ボールネジのメンテナンスを容易かつ確実に行うことができ、高い信頼性を得ることが可能となる。

この発明の一実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を示す模式図である。 上記蒸気タービンの調整弁駆動装置の周辺を示す斜視図である。 上記開閉駆動機構の電動アクチュエータの内部構成を示す断面図であって、（ａ）はナットが軸線に沿って移動する前の状態、（ｂ）はナットが軸線に沿って移動した後の状態を示している。 第一実施形態における、上記電動アクチュエータを構成するボールネジ機構の給脂機構の構成を示す要部拡大断面図である。 上記電動アクチュエータの周辺を示す斜視図である。 第二実施形態における上記ボールネジ機構の給脂機構の構成を示す要部拡大断面図である。 第三実施形態における上記ボールネジ機構の給脂機構の構成を示す要部拡大断面図である。

以下、この発明の一実施形態に係る蒸気タービンを図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１０の全体構成を示す模式図である。
図１に示すように、この実施形態の蒸気タービン１０は、タービン本体１１と、作動流体としての蒸気が流通する蒸気流路１２と、調整弁１３と、レバー部材１４と、調整弁駆動装置１５と、調整弁駆動装置１５を制御する電子ガバナ１７と、を備える。

タービン本体１１は、筒状のケーシング１１１と、ケーシング１１１に設けられた軸受１１２と、軸受１１２に回転可能に支持されてケーシング１１１内部に配されたロータ１１３と、このロータ１１３の回転速度を検出する速度検出センサ１１４と、を有している。ロータ１１３は、回転軸１１５と、この回転軸１１５に固定された複数枚のブレード１１６とを備えている。
このように構成されるブレード１１６が蒸気により回転し、その回転力により、圧縮機１８が駆動される。

蒸気流路１２は、タービン本体１１に対して作動流体としての蒸気を供給する流路である。
蒸気流路１２は、その一端側の蒸気導入口１２１から蒸気が導入される。蒸気流路１２の他端側の蒸気供給口１２２は、タービン本体１１に接続されている。また、蒸気導入口１２１と蒸気供給口１２２との間には、その流路幅が狭く絞られた絞り穴１２３が設けられている。ここで、この実施形態の説明においては、この発明に係る「蒸気流路」として、タービン本体１１に対して供給する蒸気が流通する流路を例に説明する。しかし、蒸気流路１２は、これに限られず、例えばタービン本体１１から抽気した蒸気が流通する流路であってもよい。

調整弁１３は、タービン本体１１に供給する蒸気の量を調整する。この調整弁１３は、棒状のアーム部材１３１と、アーム部材１３１の先端部に設けられた略半円形状の封止部材（弁体）１３２とを備えている。アーム部材１３１は、その基端部が、レバー部材１４の長手方向の中間部に回動可能に取り付けられている。調整弁１３が上記構成を備えることで、蒸気流路１２に沿ってアーム部材１３１が直線運動することに伴って、その先端部の封止部材１３２が蒸気流路１２の絞り穴１２３に対して嵌合または離間（言い換えれば、開閉）する。これにより、絞り穴１２３と封止部材１３２との間の開口の大きさが変化する。そのため、この絞り穴１２３を介してタービン本体１１に供給される蒸気の流量が変化する。

レバー部材１４は、調整弁駆動装置１５の出力を調整弁１３に伝達し、封止部材１３２を蒸気流路１２に対して進退させる部材である。このレバー部材１４は、その長手方向基端部が回動可能に支持されている。レバー部材１４の長手方向の先端部にはレバー側ロッド１９の一端部が回動可能に取り付けられている。また、上述したように、レバー部材１４の長手方向の中間部には、調整弁１３を構成するアーム部材１３１の他端部が回動可能に取り付けられている。さらに、レバー部材１４は、アーム部材１３１の取付位置よりも先端側に、引きバネ２０の一端が取り付けられている。この引きバネ２０は、強制的に調整弁１３を閉塞させる強制閉塞手段として機能する。引きバネ２０の他端は、蒸気流路１２のフレーム（図示せず）等に固定され、移動不能とされている。つまり、引きバネ２０は、外力が作用しない状態では、レバー部材１４を図１における反時計回りに回動させる引張力を付与している。

調整弁駆動装置１５は、上述した調整弁１３を駆動する機構である。調整弁駆動装置１５は、電動アクチュエータ２３を備えている。電動アクチュエータ２３は、固定して設置された一対のブラケット２１と、これらブラケット２１によって回動可能に支持された保持部材２２と、を備えている。この保持部材２２には、電動アクチュエータ２３が保持されている。

図２は、調整弁駆動装置１５の周辺を示す斜視図である。
一対のブラケット２１は、断面略Ｌ字形状を有している。一対のブラケット２１は、台座２５の上に固定されている。台座２５は、軸受カバー２４に近接して設けられている。上記軸受カバー２４は、図１に示すロータ１１３の回転軸１１５を回転可能に支持する軸受１１２を収容している。

図１及び図２に示すように、保持部材２２は、側面視で略Ｕ字形状となっている。保持部材２２は、その略Ｕ字形状の両端部が、上述した一対のブラケット２１によって回動可能に支持されている。

図３（ａ）、および図３（ｂ）は、電動アクチュエータ２３の内部構成を示す断面図である。図４は、ボールネジ機構２７の給脂機構の構成を示す要部拡大断面図である。
図３（ａ）、および図３（ｂ）に示すように、電動アクチュエータ２３は、ボールネジ機構（直動機構）２７と、ブレーキ２８と、を備える。

ボールネジ機構２７は、電動モータ２６の回転運動をレバー側ロッド１９の直線運動に変換する機構である。このボールネジ機構２７は、電動モータ２６と、電動モータ２６の駆動軸に接続されて電動モータ２６によって軸回りに回転駆動されるボールネジ３０と、ボールネジ３０の回転に伴ってボールネジ３０の軸方向に相対的に進退するピストンユニット３１とを有している。

電動モータ２６は、電力の供給を受けて回転する。この電動モータ２６は、モータ収容部２９に収容されている。モータ収容部２９は、電動アクチュエータ２３の基端部に設けられて内部が密閉されている。これにより、電動モータ２６が周囲に存在する油から隔絶される防爆構造となっている。

ボールネジ３０は、長尺なネジ部材であって、その外周面には雌ネジ溝３０ｍが形成されている。ボールネジ３０は、その一端部が電動モータ２６の駆動軸に接続されている。ボールねじ３０は、電動モータ２６の回転に伴って回転駆動される。

電動アクチュエータ２３は、電動モータ２６を挟んでボールネジ３０と反対側の位置にブレーキ２８を備えている。ブレーキ２８は、電磁ディスクブレーキからなる。ブレーキ２８は、電力の供給が断たれときに作動して、電動モータ２６の回転に制動をかけるようになっている。
ブレーキ２８は、電子ガバナ１７（図１参照）によってその動作が制御されている。電子ガバナ１７は、ボールネジ３０の周速が閾値を超えて大きくなった場合に、ブレーキ２８を作動させる。つまり、ブレーキ２８を作動させることで電動モータ２６の回転に制動をかける。

ピストンユニット３１は、ボールネジ３０に沿って往復動する。このピストンユニット３１は、ナット３１１と、シリンダロッド３１２と、ロッドエンドコネクタ３１３と、アクチュエータ側ロッド３１４とを備えている。

ナット３１１は、ボールネジ３０にねじ込まれる略円環形状の部材である。図４に示すように、ナット３１１の内周面には、雌ネジ溝３１１ｍが形成されている。
ナット３１１の内周面の雌ネジ溝３１１ｍと、ボールネジ３０の外周面の雌ネジ溝３０ｍとの間に、多数のボール３１６が介在している。これらのボール３１６が雌ネジ溝３１１ｍと雌ネジ溝３０ｍとの間で転動することによって、ナット３１１とボールネジ３０とが、ボールネジ３０の中心軸Ｃ周りに相対回転しながら、ナット３１１とボールネジ３０とが中心軸Ｃ方向に沿って相対的に変位するようになっている。
ナット３１１内には、ナット３１１の一端側と他端側との間でボール３１６を循環させるための循環路３１７が形成されている。この循環路３１７の両端部３１７ａ，３１７ｂは、ナット３１１の一端側と他端側において、ナット３１１の内周面に開口している。

シリンダロッド３１２は、内部にボールネジ３０が挿通できるよう、ボールネジ３０の外側を覆う筒状に形成されている。シリンダロッド３１２の基端部には、外周側に張り出すフランジ部３１２ｆが形成されている。シリンダロッド３１２は、フランジ部３１２ｆの周方向複数個所において、ボルト３１５によりナット３１１の一端面３１１ｆに固定されている。

図３に示すように、ロッドエンドコネクタ３１３は、シリンダロッド３１２の先端部に装着される部材である。ロッドエンドコネクタ３１３は、先端側の内周面に雌ネジが形成されている。

アクチュエータ側ロッド３１４は、シリンダロッド３１２を延長する方向に延びる部材である。このアクチュエータ側ロッド３１４は、その長手方向の一端部に雄ネジが形成されている。アクチュエータ側ロッド３１４の雄ネジがロッドエンドコネクタ３１３の雌ネジに対してねじ込まれて固定されている。

ボールネジ３０及びナット３１１は、ピストンケーシング（ケーシング）３６によって囲まれている。ナット３１１は、その外周面がピストンケーシング３６の内周面に固定され、中心軸Ｃ回りの回転が拘束されている。
ピストンケーシング３６は、その上端（図３（ａ）、図３（ｂ）における左端）に、ピストンケーシング３６を封止するピストンキャップ３７を備えている。ピストンキャップ３７には、貫通孔３７ｈが形成され、この貫通孔３７ｈを通してシリンダロッド３１２が出没するようになっている。このとき、シリンダロッド３１２の先端部３１２ａは、ピストンケーシング３６およびピストンキャップ３７から外部に常時露出している。

すなわち、ピストンユニット３１が上述した構成を備えることで、電動モータ２６によりボールネジ３０が軸線回りに回転駆動されると、図３（ｂ）に示すようにボールネジ３０にねじ込まれたナット３１１が、軸線に沿って、ボールネジ３０の回転方向に応じた方向に移動する。ナット３１１の移動に伴って、ナット３１１に固定されているシリンダロッド３１２、ロッドエンドコネクタ３１３、及びアクチュエータ側ロッド３１４も、ナット３１１と共にボールネジ３０の軸線に沿って移動する。

図５は、電動アクチュエータ２３の周辺を示す斜視図である。
図５に示すように、電動アクチュエータ２３は、保持部材２２に固定されている。
アクチュエータ側ロッド３１４は、保持部材２２の上端部に設けられたガイド板３９の挿通孔３９ａに挿通されている。このアクチュエータ側ロッド３１４は、前記レバー側ロッド１９に接続されている。
このように設置された電動アクチュエータ２３は、図５に二点鎖線で示すように、保持部材２２が、レバー部材１４の揺動に追従して、ブラケット２１に支持される箇所を支点として回動できるようになっている。

電子ガバナ１７は、調整弁駆動装置１５の動作を制御する。
図１に示すように、電子ガバナ１７には、圧縮機１８における圧力や温度の検出結果に基づいてプロセス制御が行われた結果が入力される。また、電子ガバナ１７には、タービン本体１１を構成する速度検出センサ１１４によって検出されたブレード１１６の回転速度が入力される。さらに、電子ガバナ１７には、操作盤３４から入力されたユーザからの指示が入力される。電子ガバナ１７は、これらの各入力に基づいて、調整弁駆動装置１５の動作を制御する。より具体的には、電子ガバナ１７は、上記各入力に基づいて、電動アクチュエータ２３を構成する電動モータ２６の動作を制御する。すると、電動アクチュエータ２３により、調整弁１３が駆動される。

図４に示すように、ボールネジ機構２７には、給脂機構として、ナット３１１に形成されたナット側給脂孔３２１と、シリンダロッド３１２に形成されたシリンダロッド側給脂孔３２２と、が設けられている。

ナット側給脂孔３２１は、その一端に、ナット３１１の内周面において、ボールネジ３０の外周面に向けて開口した吐出口３２３を有している。このナット側給脂孔３２１は、中心軸Ｃに沿った方向に延び、他端３２１ｂがナット３１１の一端面３１１ｆに開口している。

シリンダロッド側給脂孔３２２は、その一端に、シリンダロッド３１２の外周面に開口した注入口３２４を有している。この注入口３２４は、シリンダロッド３１２において、常時ピストンケーシング３６の外部に露出する位置に形成されている。
シリンダロッド側給脂孔３２２の他端３２２ｂは、シリンダロッド３１２のフランジ部３１２ｆに開口し、ナット側給脂孔３２１に連通している。
ここで、フランジ部３１２ｆとナット３１１の一端面３１１ｆとの間には、環状のシール部材３２５が介在し、シリンダロッド側給脂孔３２２とナット側給脂孔３２１との連結部分の周囲をシールしている。

このような構成において、ボールネジ機構２７のボールネジ３０に給脂を行うに際しては、シリンダロッド３１２において、ピストンケーシング３６の外部に露出する位置に形成された注入口３２４から潤滑油脂をシリンダロッド側給脂孔３２２に注入する。すると、注入された潤滑油脂は、シリンダロッド側給脂孔３２２の他端３２２ｂからナット側給脂孔３２１へと流れる。そして、ナット側給脂孔３２１の吐出口３２３から、ボールネジ３０の外周面に向けて潤滑油脂が供給される。

したがって、上述した第一実施形態の直動機構、調整弁駆動装置、及び、蒸気タービンによれば、シリンダロッド３１２に、ナット側給脂孔３２１に連通したシリンダロッド側給脂孔３２２が設けられ、シリンダロッド側給脂孔３２２に潤滑油脂を注入する注入口３２４が、ピストンケーシング３６の外部に露出した位置に形成される。そのため、ピストンケーシング３６にボールネジ３０およびナット３１１が収容されたボールネジ機構２７において、ピストンケーシング３６の外部から給脂を行うことが可能となる。その結果、ボールネジ３０のメンテナンスを容易かつ確実に行うことが可能となり、ボールネジ機構２７、およびそれを備えた調整弁駆動装置１５、蒸気タービン１０の信頼性を高めることが可能となる。

（第二実施形態）
次に、この発明にかかるボールネジ機構２７、調整弁駆動装置１５、蒸気タービン１０の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態とボールネジ機構２７における給脂機構の構成のみが異なる。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。

図６は、第二実施形態における上記蒸気タービン１０のボールネジ機構２７の給脂機構の構成を示す要部拡大断面図である。
この図６に示すように、上記第一実施形態と同様、ボールネジ機構２７には、給脂機構として、ナット３１１に形成されたナット側給脂孔３２１と、シリンダロッド３１２に形成されたシリンダロッド側給脂孔３２２と、が設けられている。

ボールネジ機構２７は、シリンダロッド側給脂孔３２２の注入口３２４に、ゴム系材料、軟質樹脂系材料や、フレキシブル金属管等からなる可撓性を有した給脂管３４１が接続されている。この給脂管３４１には、外部から潤滑油脂を供給する給脂装置３４２が接続されている。
給脂装置３４２は、予め定められた稼働時間毎等に、給脂管３４１を通して注入口３２４に潤滑油脂を供給することができる。

このように構成することで、給脂装置３４２により外部から潤滑油脂を供給し、給脂管３４１を介してシリンダロッド側給脂孔３２２の注入口３２４から注入することで、ボールネジ機構２７の給脂が自動的に行える。給脂管３４１が可撓性を有しているため、ナット３１１がボールネジ３０に沿って進退動作しても、これに追従して給脂管３４１が変形できる。したがって、運転を継続したまま、給脂を行うことが可能となる。

これにより、長時間連続運転し、メンテナンスのために運転を停止させることが困難な蒸気タービン１０において、適切なタイミングでボールネジ機構２７への給脂を容易かつ確実に行うことが可能となる。その結果、ボールネジ３０のメンテナンスを容易かつ確実に行うことが可能となり、ボールネジ機構２７、およびそれを備えた調整弁駆動装置１５、蒸気タービン１０の信頼性を高めることが可能となる。

（第三実施形態）
次に、この発明にかかるボールネジ機構２７、調整弁駆動装置１５、蒸気タービン１０の第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態は、上記第一、第二実施形態とボールネジ機構２７における給脂機構の構成のみが異なるので、同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。

図７は、第三実施形態における上記蒸気タービン１０のボールネジ機構２７の給脂機構の構成を示す要部拡大断面図である。
この図７に示すように、上記第二実施形態と同様、ボールネジ機構２７の給脂機構として、ナット３１１に形成されたナット側給脂孔３２１と、シリンダロッド３１２に形成されたシリンダロッド側給脂孔３２２と、が設けられている。
また、ボールネジ機構２７は、シリンダロッド側給脂孔３２２の注入口３２４に、給脂管３４１が接続されている。この給脂管３４１には、外部から潤滑油脂を供給する給脂装置３４２が接続されている。

さらに、ボールネジ機構２７は、ナット３１１に形成されたナット側排出孔３３１と、シリンダロッド３１２に形成されたシリンダロッド側排出孔３３２と、が形成されている。

ナット側排出孔３３１は、その一端に、ナット側給脂孔３２１の一端の吐出口３２３の開口位置とは異なる位置で、ボールネジ３０の外周面に向けて開口した流入口３３３を有している。この流入口３３３は、ナット３１１において、ボール３１６を循環させるための循環路３１７の端部３１７ｂよりもナット３１１の外側に形成されている。ボール３１６が端部３１７ｂから循環路３１７内に取り込まれると、それよりも外側では、ボールネジ３０の雌ネジ溝３０ｍに潤滑油脂が押し出されて溜まる。そこで、溜まった潤滑油脂が、順次押し出される潤滑油脂によって、流入口３３３からナット側給脂孔３２１内に流れ込む。

シリンダロッド側排出孔３３２は、その一端に、シリンダロッド３１２の外周面において、ピストンケーシング３６の外部に露出した位置に開口した流出口３３４を備えている。このシリンダロッド側排出孔３３２の他端３３２ｂと、ナット側排出孔３３１の他端３３１ｂとは、フランジ部３１２ｆとナット３１１の一端面３１１ｆとの対向部で連通している。
フランジ部３１２ｆとナット３１１の一端面３１１ｆとの間には、環状のシール部材３２６が介在し、シリンダロッド側排出孔３３２とナット側排出孔３３１との連結部分の周囲をシールしている。

さらに、シリンダロッド側排出孔３３２の流出口３３４には、可撓性を有した排出管３５１が接続されている。排出管３５１には、シリンダロッド側排出孔３３２から潤滑油脂を外部に排出するポンプ等の排出装置３５２が接続されている。

排出装置３５２には、排出管３５１から排出された潤滑油脂に含まれる鉄粉濃度を検出する鉄粉濃度検出装置３５３が接続されている。
鉄粉濃度検出装置３５３は、例えば、測定コイル（図示せず）の内側に排出された潤滑油脂を配して、測定コイルのインダクタンス変化を検出することで、潤滑油脂に含まれる鉄粉濃度を検出する。ここで、鉄粉濃度検出装置３５３により検出された鉄粉濃度が予め定められた基準値を超えた場合、蒸気タービン１０のコントローラ等で、アラーム音、アラームランプ等により、警告情報を出力するようにしてもよい。

したがって、第三実施形態によれば、上記第二実施形態と同様に、給脂装置３４２により外部から給脂管３４１を介して潤滑油脂を供給し、ボールネジ機構２７の給脂が自動的に行える。
さらに、シリンダロッド側排出孔３３２の流出口３３４から排出される潤滑油脂を、排出管３５１を通して外部に排出することができる。また、流出口３３４から排出される潤滑油脂を、排出装置３５２によって吸引することで、潤滑油脂を、より速やかに排出することができる。
さらに排出管３５１が可撓性を有しているため、ナット３１１がボールネジ３０に沿って進退しても、運転を継続したまま、給脂に伴う余剰の潤滑油脂の排出を行うことが可能となる。

また、鉄粉濃度検出装置３５３において、排出された潤滑油脂に含まれた鉄粉濃度を検出することによって、ボールネジ３０やナット３１１の摩耗や損傷の発生を検出することが可能となる。これにより、ボールネジ機構２７のメンテナンスを適切なタイミングで行うことが可能となり、ボールネジ機構２７、およびそれを備えた調整弁駆動装置１５、蒸気タービン１０の信頼性がさらに高まる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、ナット３１１が固定され、ボールネジ３０がナット３１１に対して進退する構成としたが、これに限るものではない。ナット３１１がボールネジ３０に沿って進退する駆動形式であっても、上記と同様の構成により、給脂を確実に行うことができる。
また、上記ボールネジ機構２７は、調整弁駆動装置１５や蒸気タービン１０に限らず、様々な用途に用いることが可能である。
さらに、上記第一〜第三実施形態に示した構成は、適宜取捨選択して組み合わせることができる。
これ以外にも、調整弁駆動装置１５や蒸気タービン１０の全体構成等については、この発明の主旨の範囲内であれば、その構成を適宜変更することが可能である。

１０ 蒸気タービン
１１ タービン本体
１２ 蒸気流路
１３ 調整弁
１４ レバー部材
１５ 調整弁駆動装置
２３ 電動アクチュエータ
２６ 電動モータ
２７ ボールネジ機構（直動機構）
３０ ボールネジ
３０ｍ 雌ネジ溝
３１ ピストンユニット
３６ ピストンケーシング（ケーシング）
１３２ 封止部材（弁体）
３１１ ナット
３１１ｆ 一端面
３１２ シリンダロッド
３１２ａ 先端部
３１６ ボール
３１７ 循環路
３２１ ナット側給脂孔
３２１ｂ 他端
３２２ シリンダロッド側給脂孔
３２２ｂ 他端
３２３ 吐出口
３２４ 注入口
３３１ ナット側排出孔
３３１ｂ 他端
３３２ シリンダロッド側排出孔
３３２ｂ 他端
３３３ 流入口
３３４ 流出口
３４１ 給脂管
３４２ 給脂装置
３５１ 排出管
３５２ 排出装置
３５３ 鉄粉濃度検出装置

Claims (7)

1. 電動モータと、
   前記電動モータによって軸回りに回転駆動されるボールネジと、
   前記ボールネジにねじ込まれて、前記ボールネジの回転に伴って前記ボールネジの軸方向に相対的に進退するナットと、
   前記ボールネジ及び前記ナットを囲むケーシングと、
   基端部が前記ケーシングの内部で前記ナットに接続され、先端部が前記ケーシングの外部に露出し、前記ボールネジが内部に挿通可能な筒状のシリンダロッドと、
   前記ナットに形成され、前記ボールネジの外周面に向けて開口した吐出口を有するナット側給脂孔と、
   前記シリンダロッドに形成され、一端に前記ケーシングの外部に露出した位置に開口した注入口を有し、他端が前記ナット側給脂孔に連通したシリンダロッド側給脂孔と、
   を備えている直動機構。
2. 前記シリンダロッド側給脂孔の前記注入口に接続される可撓性を有した給脂管と、
   前記給脂管を介して外部から潤滑油脂を供給する給脂装置と、
   をさらに備える請求項１に記載の直動機構。
3. 前記ナットに形成され、前記ナット側給脂孔の一端の開口位置とは異なる位置で前記ボールネジの外周面に向けて開口した流入口を一端に有するナット側排出孔と、
   前記シリンダロッドに形成され、前記ケーシングの外部に露出した位置に開口した流出口を一端に備え、他端が前記ナット側排出孔に連通したシリンダロッド側排出孔と、
   をさらに備える請求項１又は２に記載の直動機構。
4. 前記シリンダロッド側排出孔の前記流出口に接続され、前記シリンダロッド側排出孔から潤滑油脂を外部に排出する、可撓性を有した排出管をさらに備える請求項３に記載の直動機構。
5. 前記排出管から排出された前記潤滑油脂に含まれる鉄粉濃度を検出する鉄粉濃度検出装置をさらに備える請求項４に記載の直動機構。
6. 作動流体の流量を調整するため、前記作動流体が流通する流路を弁体により開閉する調整弁の調整弁駆動装置であって、
   前記弁体と、
   前記弁体により前記流路を開閉するため、前記弁体を進退させる請求項１から５の何れか一項に記載の直動機構と、
   を備えることを特徴とする調整弁駆動装置。
7. 回転可能に支持されたブレードを有するタービン本体と、
   前記タービン本体に接続されて蒸気が流通する蒸気流路と、
   直線運動することで前記蒸気流路の開閉を調整する調整弁と、
   前記調整弁を駆動する請求項６に記載の調整弁駆動装置と、
   を備える蒸気タービン。

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