JP6946154B2 - 弁装置及び蒸気タービン - Google Patents

Description

本発明は、弁装置及び蒸気タービンに関する。

蒸気タービンは、ボイラから供給される蒸気によってロータを回転駆動させている。蒸気タービンは、このロータの回転を伝達することで圧縮機や発電機を作動させる。

蒸気タービンでは、ボイラからタービン本体に蒸気を供給するために、調整弁や塞止弁が設けられている。調整弁は、開度が調整されることによって、タービン本体に供給する蒸気の流量が調整可能とされている。また、塞止弁は、蒸気タービンの通常運転時においては、開状態とされている。これにより、蒸気供給管を通してボイラからタービン本体へと蒸気が供給される。また、蒸気タービンに何らかの異常が生じた場合に塞止弁は閉状態とされ、ボイラからタービン本体への蒸気の供給が遮断される。

特許文献１には、このような調整弁と塞止弁とを一体にした弁装置が記載されている。この弁装置では、塞止弁である主蒸気止め弁と、調整弁である蒸気加減弁とが直交するように連結されている。具体的には、主蒸気止め弁の弁棒が水平方向に移動可能とされ、蒸気加減弁の弁棒が鉛直方向に移動可能とされている。

特開２０１０−４８２１６号公報

しかしながら、このような弁装置では、主蒸気止め弁の弁棒を水平方向に移動させるための油圧シリンダ等のアクチュエータが、弁棒の水平方向の外側に飛び出すように設けられる。その結果、弁装置が水平方向に大きくなってしまう。これに対し、例えば、蒸気加減弁の弁棒と平行になるように主蒸気止め弁の弁棒を鉛直方向に移動可能な構造とした場合、弁ケーシング内に形成される主蒸気止め弁の流路と蒸気加減弁の流路とが複数回曲がるような複雑な形状となってしまう。その結果、弁ケーシング内に配置される弁座や弁体等を組み入れる際の組み立て性が悪化する。そのため、蒸気加減弁の弁ケーシングと主蒸気弁の弁ケーシングとを別々に作成した後に溶接によって一体に固定する構造とするなどのように、組み立て性を確保する必要がある。しかしながら、別々の弁ケーシングを溶接等で固定する場合、固定するための領域を確保する必要が有り、弁ケーシングが全体として大きくなってしまう。そのため、組み立て性を確保しつつ、小型化を図ることが望まれている。

本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、組み立て性を確保しつつ、小型化を図ることが可能な弁装置及び蒸気タービンを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る弁装置は、流体が流入する入口流路と、前記入口流路と連通して前記入口流路と交差する方向に前記流体を流通させる中間流路と、前記中間流路と連通して前記中間流路と交差する方向に前記流体を流通させる出口流路とが内部に形成された弁ケーシングと、前記出口流路に設けられた出口弁座部と、前記出口弁座部に接触して前記出口流路を閉塞する出口弁体と、第一中心軸に沿って延び、第一中心軸方向の第一側の端部が前記出口弁体に連結された出口ロッド部と、前記出口ロッド部を前記第一中心軸方向に直線移動させる連動軸部と、前記中間流路に設けられた中間弁座部と、前記中間弁座部に接触して前記中間流路を閉塞する中間弁体と、前記第一中心軸と交差する第二中心軸に沿って延び、第二中心軸方向の第一側の端部が前記中間弁体に連結された中間ロッド部と、前記中間ロッド部を前記第二中心軸方向に直線移動させる中間アクチュエータ部と、を備え、前記中間アクチュエータ部は、前記第二中心軸方向と直交する方向に直動部材を進退させる駆動部と、前記中間ロッド部と前記直動部材とを接続し、前記直動部材の変位を第二中心軸方向の変位に変換して前記中間ロッド部に伝達し、前記中間ロッド部を前記第二中心軸方向に移動させるリンク部と、を有する。

このような構成によれば、中間ロッド部の端部の第二中心軸方向の外側に、第二中心軸方向に移動するピストンロッド部を繋いだ場合に比べて、弁装置としての第二中心軸方向の大きさを抑えることができる。また、出口流路に対して交差する位置に中間流路が形成されていることで、中間流路と出口流路とを平行に設けた場合に比べて、弁ケーシング内の空間の形状を単純化することができる。そのため、弁ケーシング内に出口弁座部や出口弁体等を組み入れる際の組み立て性を向上させることができる。

また、本発明の第二態様に係る弁装置では、第一態様において、前記弁ケーシングは、内部に前記入口流路、前記中間流路、及び前記出口流路が形成され、前記中間弁体が挿通可能な大きさで前記中間弁座部と対向する位置で外部と連通するように開口する外部開口部を有する弁ケーシング本体と、前記外部開口部を閉塞し、前記中間ロッド部を摺動可能に支持する蓋部とを有していてもよい。

このような構成によれば、外部開口部が中間流路と対向していることで、第二中心軸方向から弁ケーシング本体内を見た際に、出口流路が形成されている領域を視認することができる。つまり、外部開口部を介して外部から出口流路が形成されている領域に容易に部品を入れることができる。その結果、出口流路周りの組み立て性を向上させることができる。

また、本発明の第三態様に係る弁装置では、第二態様において、前記出口ロッド部に接続され、前記第二中心軸方向に離れて複数形成された前記出口流路にそれぞれに対応して複数設けられた前記出口弁体をまとめて移動させるインナーバーをさらに備え、前記インナーバーは、前記外部開口部及び前記中間流路を挿通可能な大きさで形成されていてもよい。

このような構成によれば、外部開口部からインナーバーを挿入することができる。したがって、出口流路が複数形成された複雑な構成を有する弁装置を組み立てる際の作業性を向上させることができる。

また、本発明の第四態様に係る弁装置では、第一から第三態様のいずれか一つにおいて、前記第一中心軸方向は、鉛直方向であり、前記第二中心軸方向は、水平方向であってもよい。

また、本発明の第五態様に係る弁装置では、第一から第四態様の何れか一つにおいて、前記駆動部は、油圧シリンダであって、油が収容されたシリンダ部に対して前記直動部材であるピストンロッド部が鉛直方向の上方に向かって延びていてもよい。

このような構成によれば、シリンダ部の開口部分が鉛直方向の上方を向くこととなり、シリンダ内の油が漏れ出ることを防ぐことができる。したがって、駆動源周りの清掃等のメンテナンス作業を低減することができる。

また、本発明の第六態様に係る蒸気タービンは、第一から第五態様の何れか一つの弁装置と、前記弁装置から供給される蒸気によって駆動されるタービン本体とを備える。

このように構成することで、弁装置の小型化を図ることができ、蒸気タービンとしての小型化も図ることができる。

本発明によれば、組み立て性を確保しつつ、小型化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る塞止弁を用いて構成される蒸気タービンの全体構成を示す模式図である。 本発明の実施形態の弁装置を示す模式断面図である。 本実施形態の弁装置の要部拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図１から図３を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の蒸気タービン１は、タービン本体１００と、弁装置２とを備えている。

タービン本体１００は、ボイラ等の蒸気供給源２００から蒸気（流体）が供給される。タービン本体１００は、供給された蒸気によって、ケーシング（図示無し）内に、回転自在に設けられたロータ（図示無し）が回転駆動される。このロータ（図示無し）の回転が、出力軸を介して、例えば発電機に伝達されて発電がなされる。

弁装置２は、調整弁（Ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ Ｖａｌｖｅ；ＧＶ）と、塞止弁（Ｔｒｉｐ ＡＮＤ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ Ｖａｌｖｅ；ＴＴＶ）と、過負荷弁とが一体とされた複合弁である。弁装置２は、タービン本体１００の入口側に設けられて、タービン本体１００に供給される蒸気の蒸気量を調整している。弁装置２は、図２に示すように、弁ケーシング２１と、出口弁座部２２と、出口弁体２３と、インナーバー２４と、出口ロッド部２５と、連動軸部２６と、中間弁座部２７と、中間弁体２８と、中間ロッド部２９と、中間アクチュエータ部３０とを備えている。

弁ケーシング２１は、内部に蒸気が流通する流路となる空間を形成している。本実施形態の弁ケーシング２１は、弁ケーシング本体２１１と、蓋部２１２とを有している。

弁ケーシング本体２１１には、入口流路５１、中間流路５２、出口流路５３、及び外部開口部５４が形成されている。弁ケーシング本体２１１には、入口流路５１から中間流路５２を経て出口流路５３まで蒸気が流通する空間が形成されている。

入口流路５１は、上流側から流れてくる蒸気が流入する開口部である。入口流路５１は、蒸気供給源２００と接続された配管等のラインに繋がっている。本実施形態では、入口流路５１として、第一入口流路５１ａと、第二入口流路５１ｂとが設けられている。第一入口流路５１ａと第二入口流路５１ｂとは、弁装置２の幅方向（水平方向）Ｄｗに離れて形成されている。つまり、本実施形態の弁装置２には、二つの入口流路５１から蒸気が供給されている。

中間流路５２は、入口流路５１と連通して入口流路５１と交差する方向に蒸気を流通させる。本実施形態の中間流路５２は、入口流路５１に対して直交した位置に形成されている。中間流路５２は、入口流路５１よりも幅方向Ｄｗの内側に形成されている。中間流路５２は、入口流路５１から流入した蒸気を幅方向Ｄｗの内側に向かって流通させている。本実施形態では、中間流路５２として、第一入口流路５１ａに近い位置に形成された第一中間流路５２ａと、第二入口流路５１ｂに近い位置に形成された第二中間流路５２ｂとが設けられている。

出口流路５３は、中間流路５２と連通して中間流路５２と交差する方向に蒸気を流通させる。出口流路５３は、タービン本体１００に接続された配管等のラインに繋がっている。本実施形態の出口流路５３は、入口流路５１及び中間流路５２に対して直交した位置に形成される。出口流路５３は、中間流路５２よりも幅方向Ｄｗの内側に形成されている。出口流路５３は、中間流路５２から流入した蒸気を鉛直方向Ｄｖの下方に向かって流通させている。出口流路５３は、幅方向Ｄｗに離れて複数設けられている。本実施形態では、出口流路５３として、複数（本実施形態では四つ）の第一出口流路５３ａと、一つの第二出口流路５３ｂとが設けられている。

複数の第一出口流路５３ａは、幅方向Ｄｗに離れて並ぶように形成されている。第二出口流路５３ｂは、第一出口流路５３ａに挟まれるように、幅方向Ｄｗの真ん中に形成されている。

外部開口部５４は、後述する中間弁体２８が挿通可能な大きさで形成されている。外部開口部５４は、中間流路５２と対向する位置で外部と連通するように開口している。本実施形態の外部開口部５４は、入口流路５１及び出口流路５３に対して直交した位置に形成されている。外部開口部５４は、入口流路５１よりも幅方向Ｄｗの外側に形成されている。つまり、外部開口部５４は、入口流路５１を挟んで中間流路５２と幅方向Ｄｗの反対側に形成されている。外部開口部５４は、鉛直方向Ｄｖの位置が中間流路５２及び入口流路５１と重なるように形成されている。本実施形態では、外部開口部５４として、第一入口流路５１ａに近い位置に形成された第一外部開口部５４ａと、第二入口流路５１ｂに近い位置に形成された第二外部開口部５４ｂとが設けられている。第一外部開口部５４ａと、第二外部開口部５４ｂと、第一中間流路５２ａと、第二中間流路５２ｂとの鉛直方向Ｄｖの位置が同じ位置に形成されていることで、外部から弁ケーシング本体２１１内を見た際に、第一外部開口部５４ａから第二外部開口部５４ｂまで幅方向Ｄｗに真直ぐに連通している。

蓋部２１２は、外部開口部５４を閉塞するように弁ケーシング本体２１１に固定されている。蓋部２１２は、不図示のボルト等の固定具で弁ケーシング本体２１１に固定されている。本実施形態の蓋部２１２は、後述する中間ロッド部２９が挿通可能な貫通孔が中心に形成された円盤状の部材である。これにより、蓋部２１２は、中間ロッド部２９を摺動可能に支持している。本実施形態では、蓋部２１２として、第一外部開口部５４ａを閉塞する第一蓋部２１２ａと、第二外部開口部５４ｂを閉塞する第二蓋部２１２ｂと、第三蓋部２１２ｃとを有している。

出口弁座部２２は、出口流路５３に設けられている。出口弁座部２２は、複数の出口流路５３にそれぞれ対応して複数設けられている。本実施形態では、出口弁座部２２として、第一出口流路５３ａにそれぞれ設けられる第一出口弁座部２２ａと、第二出口流路５３ｂに設けられる第二出口弁座部２２ｂと有している。

出口弁体２３は、出口弁座部２２に接触して出口流路５３を閉塞する。出口弁体２３は、複数の出口流路５３に設けられた出口弁座部２２にそれぞれ対応して複数設けられている。本実施形態では、出口弁体２３として、第一出口弁座部２２ａに接触する第一出口弁体２３ａと、第二出口弁座部２２ｂに接触する第二出口弁体２３ｂと有している。第一出口弁体２３ａは、第一出口弁座部２２ａに接触した状態から鉛直方向Ｄｖの上方に向かって移動可能とされている。第二出口弁体２３ｂは、第二出口弁座部２２ｂに接触した状態から鉛直方向Ｄｖの上方に向かって移動可能とされている。

インナーバー２４は、出口弁体２３及び出口ロッド部２５に接続されている。インナーバー２４は、複数の出口弁体２３をまとめて移動させる。本実施形態のインナーバー２４は、複数の第一出口弁体２３ａと、第二出口弁体２３ｂとを保持している。インナーバー２４は、中間流路５２及び外部開口部５４を挿通可能な大きさで形成されている。具体的には、インナーバー２４は、鉛直方向Ｄｖに厚みがあって幅方向Ｄｗに延びる厚肉板状をなしている。インナーバー２４の鉛直方向Ｄｖでの断面積は、外部開口部５４及び中間流路５２の開口面積よりも小さい。

出口ロッド部２５は、第一中心軸Ｏ１に沿って延びている。出口ロッド部２５は、第一中心軸方向Ｄ１の第一側の端部が出口弁体２３に連結されている。ここで、本実施形態における第一中心軸方向Ｄ１は鉛直方向Ｄｖである。また、第一中心軸方向Ｄ１の第一側は鉛直方向Ｄｖの下方であり、第一中心軸方向Ｄ１の第二側は鉛直方向Ｄｖの上方である。本実施形態の出口ロッド部２５は、幅方向Ｄｗに離れて複数（本実施形態では二つ）設けられている。出口ロッド部２５は、鉛直方向Ｄｖ向の第一側の端部がインナーバー２４を介して間接的に出口弁体２３に連結されている。

連動軸部２６は、出口ロッド部２５を第一中心軸方向Ｄ１に直線移動させる。本実施形態の連動軸部２６は、制御油を利用した油圧シリンダ及びＥ／Ｈアクチュエータや、蒸気を利用したエアシリンダによって、出口ロッド部２５を移動させることで、インナーバー２４を鉛直方向Ｄｖに移動させる。これにより、複数の第一出口弁体２３ａと、第二出口弁体２３ｂとが鉛直方向Ｄｖに移動される。

中間弁座部２７は、中間流路５２に設けられている。本実施形態では、中間弁座部２７として、第一中間流路５２ａに設けられる第一中間弁座部２７ａと、第二中間流路５２ｂに設けられる第二中間弁座部２７ｂと有している。

中間弁体２８は、中間弁座部２７に接触して中間流路５２を閉塞する。本実施形態では、中間弁体２８として、第一中間弁座部２７ａに接触する第一中間弁体２８ａと、第二中間弁座部２７ｂに接触する第二中間弁体２８ｂと有している。第一中間弁体２８ａは、第一中間弁座部２７ａに接触した状態から幅方向Ｄｗの外側に向かって移動可能とされている。第二中間弁体２８ｂは、第二中間弁座部２７ｂに接触した状態から幅方向Ｄｗの外側に向かって移動可能とされている。

中間ロッド部２９は、第一中心軸Ｏ１と交差する第二中心軸Ｏ２に沿って延びている。中間ロッド部２９は、第二中心軸方向Ｄ２の第一側の端部が中間弁体２８に連結されている。ここで、本実施形態における第二中心軸方向Ｄ２は、第一中心軸方向Ｄ１と直交する方向である幅方向Ｄｗである。また、第二中心軸方向Ｄ２の第一側は幅方向Ｄｗの内側であり、中間流路５２に対して出口流路５３が形成されている側である。また、第一中心軸方向Ｄ１の第二側は、幅方向Ｄｗの外側であり、中間流路５２に対して外部開口部５４が形成されている側である。中間ロッド部２９は、幅方向Ｄｗの外側の端部が弁ケーシング２１の外部に突出している。中間ロッド部２９は、蓋部２１２及び後述する中間ロッド支持部４２１によって幅方向Ｄｗにスライド移動可能に支持されている。本実施形態の中間ロッド部２９は、第一中間弁体２８ａに接続された第一中間ロッド部２９ａと、第二中間弁体２８ｂに接続された第二中間ロッド部２９ｂとを有している。

中間アクチュエータ部３０は、中間ロッド部２９を第二中心軸方向Ｄ２に直線移動させる。中間アクチュエータ部３０は、第一中心軸方向Ｄ１への直線運動を第二中心軸方向Ｄ２への直線運動に変換することで、中間ロッド部２９を第二中心軸方向Ｄ２に直線移動させる。本実施形態の中間アクチュエータ部３０は、第一中間ロッド部２９ａを移動させる第一中間アクチュエータ部３０ａと、第二中間ロッド部２９ｂを移動させる第二中間アクチュエータ部３０ｂとを有している。第一中間アクチュエータ部３０ａ及び第二中間アクチュエータ部３０ｂは、駆動部４１と、リンク部４２とをそれぞれ有している。

第一中間アクチュエータ部３０ａ及び第二中間アクチュエータ部３０ｂでは、中間ロッド部２９を移動させる向きが第二中心軸方向Ｄ２において反対である点を除いて同一の構成のため、本実施形態では、第一中間アクチュエータ部３０ａの駆動部４１及びリンク部４２を一例として説明する。

図３に示すように、駆動部４１は、第二中心軸方向Ｄ２と直交する方向である鉛直方向Ｄｖに直動部材を進退させる。本実施形態の駆動源は、油圧シリンダである。実施形態の駆動源は、シリンダ部４１１と、ピストン部４１２と、ピストンロッド部（直動部材）４１３、弾性部材４１４と、を有している。

シリンダ部４１１は、中空円筒状をなして鉛直方向Ｄｖに延びている。シリンダ部４１１は、鉛直方向Ｄｖに延びるシリンダ室Ｓを内部に形成している。シリンダ部４１１は、内部に制御油が収容されている。本実施形態のシリンダ部４１１は、ピストンロッド部４１３を鉛直方向Ｄｖの上方に向かって突出するように、底部が鉛直方向Ｄｖの下方に位置している。シリンダ部４１１は、弁ケーシング本体２１１に固定されている。

ピストン部４１２は、シリンダ室Ｓを鉛直方向Ｄｖの上方の第一室Ｓ１と、鉛直方向Ｄｖの下方の第二室Ｓ２とに区画している。ピストン部４１２は、シリンダ室Ｓ内に配置されている。ピストン部４１２は、鉛直方向Ｄｖに移動する。ピストン部４１２は、シリンダ部４１１の内周面に全周が摺動可能とされており、シリンダ部４１１に対する相対位置が変化する。ピストン部４１２は、移動に伴って第一室Ｓ１の大きさと第二室Ｓ２の大きさとを変化させている。ピストン部４１２は、ピストンロッド部４１３に接続されている。ピストン部４１２は、シリンダ室Ｓ内で第一側に移動されることで、中間弁体２８を中間弁座部２７から遠ざけるよう移動させる。ピストン部４１２は、シリンダ室Ｓ内で第二側に移動されることで、中間弁体２８を中間弁座部２７に近づけるように移動させる。

ピストンロッド部４１３は、ピストン部４１２に接続されている。ピストンロッド部４１３は、ピストン部４１２とともに移動する。ピストンロッド部４１３は、鉛直方向Ｄｖに円柱状をなして延びている。ピストンロッド部４１３は、ピストン部４１２と接続されていない側の端部である鉛直方向Ｄｖの上方の端部がシリンダ部４１１から飛び出している。ピストンロッド部４１３は、鉛直方向Ｄｖの下方に移動しても、鉛直方向Ｄｖの上方の端部がシリンダ部４１１から突出したままとなる長さで形成されている。

弾性部材４１４は、第一室Ｓ１内に配置されている。弾性部材４１４は、ピストン部４１２を鉛直方向Ｄｖの下方に向かって押し付けるように付勢している。弾性部材４１４は、シリンダ室Ｓを形成するシリンダ部４１１の内周面のうちの鉛直方向Ｄｖの上方の端面と、ピストン部４１２の鉛直方向Ｄｖの上方を向く端面と、に固定されている。本実施形態の弾性部材４１４は、例えば、コイルスプリングが用いられる。

リンク部４２は、中間ロッド部２９とピストンロッド部４１３とを接続している。リンク部４２は、ピストンロッド部４１３の第一中心軸方向Ｄ１の変位を第二中心軸方向Ｄ２の変位に変換して中間ロッド部２９に伝達し、中間ロッド部２９を第二中心軸方向Ｄ２に移動させる。つまり、リンク部４２は、鉛直方向Ｄｖに上下動するピストンロッド部４１３の変位を幅方向Ｄｗの変位に変換して中間ロッド部２９を移動させている。本実施形態のリンク部４２は、中間ロッド支持部４２１と、第一連結部材４２２と、第二連結部材４２３と、を有している。

中間ロッド支持部４２１は、中間ロッド部２９に対して内周面で摺接可能とされている。中間ロッド支持部４２１は、第一中心軸を中心とする円筒状をなしている。中間ロッド支持部４２１は、蓋部２１２に対して幅方向Ｄｗの外側に固定されている。中間ロッド支持部４２１は、中間ロッド部２９の蓋部２１２から幅方向Ｄｗの外側に飛び出している部分を覆っている。中間ロッド支持部４２１は、ガイドブッシュ等を介して幅方向Ｄｗにスライド可能に中間ロッド部２９を支持している。

第一連結部材４２２は、ピストンロッド部４１３と中間ロッド部２９とを連結している。第一連結部材４２２は、平板部材である。第一連結部材４２２は、ピストンロッド部４１３の鉛直方向Ｄｖの上方の端部に回転可能な状態で接続されている。第一連結部材４２２は、中間ロッド部２９の幅方向Ｄｗの外側の端部に回転可能な状態で接続されている。ここで、第一連結部材４２２とピストンロッド部４１３との連結部分を第一回転連結部Ａと称する。また、第一連結部材４２２と中間ロッド部２９との連結部分を第二回転連結部Ｂと称する。

第二連結部材４２３は、第一連結部材４２２と中間ロッド部２９とを連結している。第二連結部材４２３は、第一連結部材４２２よりも短い平板部材である。第二連結部材４２３は、第一連結部材４２２の中間付近に回転可能な状態で接続されている。第二連結部材４２３は、中間ロッド部２９の第一連結部材４２２が接続されている位置よりも幅方向Ｄｗの内側に回転不能な状態で固定されている。ここで、第二連結部材４２３と第一連結部材４２２との連結部分を第三回転連結部Ｃと称する。また、第二連結部材４２３と中間ロッド部２９との連結部分を固定連結部Ｄと称する。

図２に示すように、本実施形態の弁装置２では、第一出口流路５３ａが第一出口弁体２３ａで開放及び閉塞されることで、調整弁として機能し、タービン本体１００への蒸気の供給量が調整される。また、弁装置２では、第二出口流路５３ｂが第二出口弁体２３ｂで開放及び閉塞されることで、過負荷弁として機能し、タービン本体１００への蒸気の供給量が調整される。また、弁装置２では、中間流路５２が中間弁体２８で開放及び閉塞されることで、塞止弁として機能し、タービン本体１００への蒸気の供給を遮断可能とされている。

次に、上記構成の弁装置２の動作について説明する。
上記のような蒸気タービン１では、通常運転時に、図１に示す蒸気供給源２００から蒸気をタービン本体１００に流入させるために弁装置２が開状態とされる。

弁装置２が開状態とされている場合、図２に示す連動軸部２６が駆動されて出口ロッド部２５が鉛直方向Ｄｖの上方に移動される。これにより、インナーバー２４とともに第一出口弁体２３ａ及び第二出口弁体２３ｂも鉛直方向Ｄｖの上方に移動する。その結果、第一出口弁体２３ａが第一出口弁座部２２ａから離れて第一出口流路５３ａが開放される。同時に、第二出口弁体２３ｂが第二出口弁座部２２ｂから離れ、第二出口流路５３ｂが開放される。

さらに、連動軸部２６だけでなく、中間アクチュエータ部３０が駆動される。具体的には、図３に示すシリンダ部４１１で制御油量が調整され、ピストン部４１２が制御油に押されて鉛直方向Ｄｖの上方に向かって移動される。ピストン部４１２が移動することで、ピストンロッド部４１３も鉛直方向Ｄｖの上方に移動される。ピストンロッド部４１３が移動することで、第一回転連結部Ａが鉛直方向Ｄｖの上方に移動し、第一連結部材４２２が回転しながら鉛直方向Ｄｖの上方に移動する。第一連結部材４２２が回転しながら鉛直方向Ｄｖの上方に移動することで、第三回転連結部Ｃが幅方向Ｄｗの外側に向かって移動する。その結果、第二連結部材４２３も幅方向Ｄｗの外側に向かって移動する。これにより、第二回転連結部Ｂ及び固定連結部Ｄが中間ロッド部２９とともに、幅方向Ｄｗの外側に移動する。中間ロッド部２９が幅方向Ｄｗの外側に移動されることで、中間弁体２８は中間弁座部２７から離れるように移動する。その結果、中間弁体２８が中間弁座部２７から離れて中間流路５２が開放される。したがって、第一中間アクチュエータ部３０ａが駆動されることで、第一中間弁体２８ａが第一中間弁座部２７ａから離れて第一中間流路５２ａが開放される。同様に、第二中間アクチュエータ部３０ｂが駆動されることで、第二中間弁体２８ｂが第二中間弁座部２７ｂから離れて第二中間流路５２ｂが開放される。

また、通常運転時に、タービン本体１００への蒸気の供給量を絞る場合には、図２に示す連動軸部２６のみを駆動させて、出口ロッド部２５を鉛直方向Ｄｖの下方に移動させる。これにより、第一出口弁体２３ａが第一出口弁座部２２ａに近づき、第一出口流路５３ａの開口量が絞られる。同時に、第二出口弁体２３ｂが第二出口弁座部２２ｂに近づき、第二出口流路５３ｂの開放量が絞られる。

また、タービン本体１００に異常が生じた際にタービン本体１００を緊急停止させる緊急停止時には、中間アクチュエータ部３０のみが駆動される。具体的には、中間流路５２が開放させる場合とは逆に、図３に示すピストン部４１２が鉛直方向Ｄｖの下方に向かって移動される。その結果、リンク部４２によって、中間ロッド部２９は幅方向Ｄｗの内側に移動される。中間ロッド部２９が幅方向Ｄｗの内側に移動されることで、中間弁体２８は中間弁座部２７に近づくように移動する。その結果、中間弁体２８が中間弁座部２７と接触して中間流路５２が閉塞される。したがって、第一中間アクチュエータ部３０ａが駆動されることで、第一中間弁体２８ａが第一中間弁座部２７ａに接触して第一中間流路５２ａが閉塞される。同様に、第二中間アクチュエータ部３０ｂが駆動されることで、第二中間弁体２８ｂが第二中間弁座部２７ｂに接触して第二中間流路５２ｂが閉塞される。

上記のような弁装置２によれば、中間アクチュエータ部３０は中間ロッド部２９の移動方向に対して直交した方向である鉛直方向Ｄｖにピストンロッド部４１３を移動させている。そのため、中間ロッド部２９の端部の幅方向Ｄｗの外側に、幅方向Ｄｗに移動するピストンロッド部４１３を繋いだ場合に比べて、弁装置２としての幅方向Ｄｗの大きさを抑えることができる。また、出口流路５３に対して直交する位置に中間流路５２が形成されていることで、中間流路５２と出口流路５３とを平行に設けた場合に比べて、弁ケーシング２１内の空間の形状を単純化することができる。そのため、弁ケーシング２１内に出口弁座部２２や出口弁体２３等を組み入れる際の組み立て性を向上させることができる。その結果、組み立て性を確保しつつ、弁装置２として小型化を図ることができる。これにより、蒸気タービン１全体としても小型化を図ることができる。

また、中間ロッド部２９とピストンロッド部４１３とが接続された状態で幅方向Ｄｗに延びている場合に比べて、幅方向Ｄｗに延びる部材を中間ロッド部２９のみにすることができる。その結果、幅方向Ｄｗに延びる部材の長さを抑え、重力による撓み量を抑えることができる。これにより、中間弁体２８と中間弁座部２７との当たりの合わせの調整が容易になり、主蒸気の遮断を高い精度で行うことができる。

また、弁ケーシング本体２１１において、中間流路５２よりも幅方向Ｄｗの外側に外部開口部５４が形成されている。この外部開口部５４が中間流路５２と対向していることで、幅方向Ｄｗの外側から弁ケーシング本体２１１内を見た際に、第一出口流路５３ａや第二出口流路５３ｂが形成されている領域を視認することができる。つまり、外部開口部５４を介して外部から第一出口流路５３ａや第二出口流路５３ｂが形成されている領域に容易に出口弁座部２２や出口弁体２３のような部品を入れることができる。その結果、出口流路５３周りの加工性を向上させることができる。また、外部開口部５４は、入口流路５１や中間流路５２にも近いため、入口流路５１や中間流路５２が形成されている領域へも容易に部品を入れることができる。その結果、入口流路５１及び中間流路５２周辺での部品の組み立て性を向上させることができる。そのため、入口流路５１、中間流路５２、及び出口流路５３のそれぞれを別々のケーシングに形成してから溶接等で一体に固定する必要がない。したがって、溶接するための領域を確保する必要が無くなり、弁ケーシング２１を小さくすることができる。その結果、弁装置２をより小型とすることができる。

また、インナーバー２４が外部開口部５４及び中間流路５２を挿通可能な大きさで形成されていることで、外部開口部５４からインナーバー２４を挿入することができる。したがって、出口流路５３が複数形成された複雑な構成を有する弁装置２を組み立てる際の作業性を向上させることができる。

また、駆動源である油圧シリンダが、ピストンロッド部４１３が鉛直方向Ｄｖの上方に向かって延びるように配置されている。そのため、シリンダ部４１１の開口部分が鉛直方向Ｄｖの上方を向くこととなり、シリンダ内の油が漏れ出ることを防ぐことができる。したがって、駆動源周りの清掃等のメンテナンス作業を低減することができる。

（実施形態の他の変形例）
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、入口流路５１、中間流路５２、出口流路５３、及び外部開口部５４は、本実施形態のように一つの弁ケーシング本体２１１に対して複数設けられることに限定されるものではない。例えば、一つの弁ケーシング本体２１１に対して、入口流路５１、中間流路５２、出口流路５３、及び外部開口部５４は、全てが一つだけ設けられていてもよく、いずれかが複数設けられていてもよい。

駆動部４１は、直動部材を第二中心軸方向Ｄ２と直交する方向に移動させることができれば、本実施形態の油圧シリンダであることに限定されるものではない。駆動部４１は、例えば、エアシリンダや、駆動されたモータの回転運動をボールねじによって直線運動に変換するボールねじ機構であってもよい。

また、出口ロッド部２５の移動方向である第一中心軸方向Ｄ１と、中間ロッド部２９の移動方向である第二中心軸方向Ｄ２とは、本実施形態のように直交する鉛直方向Ｄｖと幅方向Ｄｗでることに限定されるものではない。第一中心軸方向Ｄ１と第二中心軸方向Ｄ２とは互いに交差する方向であればよい。例えば、第一中心軸方向Ｄ１が鉛直方向Ｄｖである場合に、第二中心軸方向Ｄ２は、幅方向Ｄｗに対して傾斜する方向であってもよい。また、第二中心軸方向Ｄ２が幅方向Ｄｗである場合に、第一中心軸方向Ｄ１は、鉛直方向Ｄｖに対して傾斜する方向であってもよい。したがって、駆動部４１は、第二中心軸方向Ｄ２と直交する方向に直動部材を進退させるため、直動部材が進退する方向と第一中心軸方向Ｄ１とが一致していなくてもよい。

１ 蒸気タービン
１００ タービン本体
２ 弁装置
Ｄｗ 幅方向
Ｄｖ 鉛直方向
Ｄ１ 第一中心軸方向
Ｄ２ 第二中心軸方向
２００ 蒸気供給源
２１ 弁ケーシング
２１１ 弁ケーシング本体
５１ 入口流路
５１ａ 第一入口流路
５１ｂ 第二入口流路
５２ 中間流路
５２ａ 第一中間流路
５２ｂ 第二中間流路
５３ 出口流路
５３ａ 第一出口流路
５３ｂ 第二出口流路
５４ 外部開口部
５４ａ 第一外部開口部
５４ｂ 第二外部開口部
２１２ 蓋部
２１２ａ 第一蓋部
２１２ｂ 第二蓋部
２１２ｃ 第三蓋部
２２ 出口弁座部
２２ａ 第一出口弁座部
２２ｂ 第二出口弁座部
２３ 出口弁体
２３ａ 第一出口弁体
２３ｂ 第二出口弁体
２４ インナーバー
２５ 出口ロッド部
第一中心軸 Ｏ１
２６ 連動軸部
２７ 中間弁座部
２７ａ 第一中間弁座部
２７ｂ 第二中間弁座部
２８ 中間弁体
２８ａ 第一中間弁体
２８ｂ 第二中間弁体
２９ 中間ロッド部
第二中心軸 Ｏ２
２９ａ 第一中間ロッド部
２９ｂ 第二中間ロッド部
３０ 中間アクチュエータ部
３０ａ 第一中間アクチュエータ部
３０ｂ 第二中間アクチュエータ部
４１ 駆動部
４１１ シリンダ部
Ｓ シリンダ室
Ｓ１ 第一室
Ｓ２ 第二室
４１２ ピストン部
４１３ ピストンロッド部
４１４ 弾性部材
４２ リンク部
４２１ 中間ロッド支持部
４２２ 第一連結部材
４２３ 第二連結部材
Ａ 第一回転連結部
Ｂ 第二回転連結部
Ｃ 第三回転連結部
Ｄ 固定連結部

Claims (6)

1. 流体が流入する入口流路と、前記入口流路と連通して前記入口流路と交差する方向に前記流体を流通させる中間流路と、前記中間流路と連通して前記中間流路と交差する方向に前記流体を流通させる出口流路とが内部に形成された弁ケーシングと、
   前記出口流路に設けられた出口弁座部と、
   前記出口弁座部に接触して前記出口流路を閉塞する出口弁体と、
   第一中心軸に沿って延び、第一中心軸方向の第一側の端部が前記出口弁体に連結された出口ロッド部と、
   前記出口ロッド部を前記第一中心軸方向に直線移動させる連動軸部と、
   前記中間流路に設けられた中間弁座部と、
   前記中間弁座部に接触して前記中間流路を閉塞する中間弁体と、
   前記第一中心軸と交差する第二中心軸に沿って延び、第二中心軸方向の第一側の端部が前記中間弁体に連結された中間ロッド部と、
   前記中間ロッド部を前記第二中心軸方向に直線移動させる中間アクチュエータ部と、を備え、
   前記中間アクチュエータ部は、
   前記第二中心軸方向と直交する方向に直動部材を進退させる駆動部と、
   前記中間ロッド部と前記直動部材とを接続し、前記直動部材の変位を第二中心軸方向の変位に変換して前記中間ロッド部に伝達し、前記中間ロッド部を前記第二中心軸方向に移動させるリンク部と、を有する弁装置。
2. 前記弁ケーシングは、
   内部に前記入口流路、前記中間流路、及び前記出口流路が形成され、前記中間弁体が挿通可能な大きさで前記中間弁座部と対向する位置で外部と連通するように開口する外部開口部を有する弁ケーシング本体と、
   前記外部開口部を閉塞し、前記中間ロッド部を摺動可能に支持する蓋部とを有する請求項１に記載の弁装置。
3. 前記出口ロッド部に接続され、前記第二中心軸方向に離れて複数形成された前記出口流路にそれぞれに対応して複数設けられた前記出口弁体をまとめて移動させるインナーバーをさらに備え、
   前記インナーバーは、前記外部開口部及び前記中間流路を挿通可能な大きさで形成されている請求項２に記載の弁装置。
4. 前記第一中心軸方向は、鉛直方向であり、前記第二中心軸方向は、水平方向である請求項１から請求項３の何れか一項に記載の弁装置。
5. 前記駆動部は、油圧シリンダであって、油が収容されたシリンダ部に対して前記直動部材であるピストンロッド部が鉛直方向の上方に向かって延びている請求項１から請求項４の何れか一項に記載の弁装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の弁装置と、
   前記弁装置から供給される蒸気よって駆動されるタービン本体とを備える蒸気タービン。

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