JP7417511B2 - 弁装置及び蒸気タービン - Google Patents

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Description

本開示は、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。
蒸気タービンには、ボイラからタービン本体への蒸気の供給を調整するために、弁装置が設けられている。特許文献１には、流体を流通させる中間流路が形成された弁ケーシングと、中間流路に配置された中間弁座部と、中間弁座部に接触して中間流路を閉塞する中間弁体と、を備える弁装置が記載されている。このような構成では、弁ケーシング内に配置された弁装置の他の部品等のメンテナンスを行うため、中間弁体が、弁ケーシングに対して着脱可能とされている。
特開２０１９－９４９２８号公報
ところで、特許文献１に記載されたような構成において、中間弁体を中間弁座部に接触させて中間流路を閉塞する際には、中間弁体と中間弁座部との間だけでなく、中間弁座部と弁ケーシングとの間のシール性を確保する必要がある。シール性を確保するためには、中間弁座部が弁ケーシングに対して溶接等で固定された構造が好ましい。しかしながら、中間弁座部を弁ケーシングに対して固定してしまうと、中間弁座部が配置された位置よりも奥に部品が配置されている場合に、メンテナンスを行う際の分解及び組立時の作業性が悪くなってしまう。これに対し、作業性を向上させるために、中間弁座部を弁ケーシングに対して着脱可能な構造とすると、中間弁座部と弁ケーシングとの間に隙間が生じてしまう。そのため、中間弁体を中間弁座部に接触させても、この隙間を通して流体が漏れてしまう場合があり、シール性の低下に繋がる可能性がある。そのため、中間弁座部と弁ケーシングとの間でのシール性と、分解及び組立時の作業性とを両立させることが望まれている。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、中間弁座部を弁ケーシングに対して着脱可能としつつ、シール性を高め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。
上記課題を解決するために、本開示に係る弁装置は、流体が流入する入口流路、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、及び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が内部に形成された弁ケーシング本体と、前記弁ケーシング本体に形成された外部開口部を閉塞する蓋部と、を有する弁ケーシングと、前記中間流路に配置され、前記弁ケーシング本体に対して着脱可能とされた中間弁座部と、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、前記蓋部と前記中間弁座部とを結ぶ方向に延びる筒状に形成され、前記蓋部と前記中間弁座部との間に配置されたストレーナと、前記ストレーナと前記中間弁座部との間に配置され、前記蓋部と前記中間弁座部とを結ぶ方向に弾性変形可能とされ、前記中間弁座部を前記弁ケーシング本体に向かって付勢する付勢部材と、を備え、前記外部開口部は、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、前記中間弁座部が挿通可能な大きさで形成され、前記ストレーナは、前記弁ケーシング本体に向かって前記付勢部材を押圧した状態で配置されている。
本開示に係る蒸気タービンは、上記したような弁装置と、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。
本開示の弁装置及び蒸気タービンによれば、中間弁座部と弁ケーシングとの間のシール性を高めることができる。
本開示の実施形態に係る弁装置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。 本開示の実施形態に係る弁装置を示す模式断面図である。 本開示の実施形態に係る弁装置の要部拡大図である。 本開示の実施形態に係る弁装置を構成する付勢部材の拡大図である。
以下、添付図面を参照して、本開示による弁装置及び蒸気タービンを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。
（蒸気タービンの構成）
図１に示すように、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）内に回転自在に配置されたロータ（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（ＴｒｉｐＡＮＤ 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の入口側に配置されて、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、ストレーナ６０と、付勢部材７０（図３参照）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とが形成されている。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Ｄｗｉ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Ｄｗｉ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とが形成されている。
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Ｄｗｉ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に離れて複数形成されている。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とが形成されている。
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、後述する中間弁座部２７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Ｄｗｏ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とが形成されている。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が挿通可能なロッド挿通穴２１５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に形成されている。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形成されている。本実施形態では、出口弁座部２２として、第一出口流路５３ａにそれぞれ配置される第一出口弁座部２２ａと、第二出口流路５３ｂに配置さ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に配置された出口弁座部２２にそれぞれ対応して複数形成されている。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）形成されている。出口ロッド部２５は、鉛直方向Ｄｖ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に配置されている。中間弁座部２７は、弁ケーシング本体２１１に対して着脱可能とされている。つまり、中間弁座部２７は、弁ケーシング本体２１１に対して溶接やボルト等の締結部材で固定されていない。そのため、中間弁座部２７は、蓋部２１２を弁ケーシング本体２１１から取り外すことで、外部開口部５４から弁ケーシング本体２１１の外部に取り出すことが可能とされている。図３に示すように、中間弁座部２７は、弁ケーシング本体２１１の中間流路５２内に嵌め込まれている。中間弁座部２７は、幅方向Ｄｗ（後述の第二中心軸方向Ｄ２）から見て円環状に形成されている。中間弁座部２７の内周部には、幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏを向く円環状の座面２７１が形成されている。座面２７１は、中間弁体２８が接触する面である。中間弁座部２７の外周部には、幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉを向く固定面２７２が形成されている。固定面２７２は、弁ケーシング本体２１１の内周面に形成された支持面２１４と接触可能とされている。支持面２１４は、中間流路５２において弁ケーシング本体２１１に形成された幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏを向く面である。固定面２７２が支持面２１４に突き当たることで、中間弁座部２７は、弁ケーシング本体２１１によって、幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉへの移動が拘束されている。図２に示すように、本実施形態では、中間弁座部２７として、第一中間流路５２ａに配置される第一中間弁座部２７ａと、第二中間流路５２ｂに配置される第二中間弁座部２７ｂと有している。なお、第一中間弁座部２７ａ及び第二中間弁座部２７ｂでは、その設置の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、図３で第一中間弁座部２７ａを中間弁座部２７の一例として図示している。
中間弁体２８は、幅方向Ｄｗに移動することで、中間弁座部２７に対して接触可能に構成されている。中間弁体２８は、座面２７１に接触することで中間弁座部２７と密着し、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とを有している。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Ｄｗｏ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Ｄｗｏ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Ｄｗｉ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Ｄｗｏ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Ｄｗｏの端部が、蓋部２１２に形成されたロッド挿通穴２１５を通して、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のロッド挿通穴２１５に、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。
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。
リンク部４２は、鉛直方向Ｄｖに上下動する駆動部４１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。
ストレーナ６０は、入口流路５１と中間流路５２との間を流れる蒸気に混ざったゴミや異物などを分離又は排除する。ストレーナ６０は、弁ケーシング本体２１１の内部で、幅方向Ｄｗにおいて、蓋部２１２と中間弁座部２７との間に配置されている。ストレーナ６０は、蓋部２１２と中間弁座部２７との間に挟み込まれている。ストレーナ６０は、蓋部２１２と中間弁座部２７とを結ぶ方向（第二中心軸方向Ｄ２）に延びる筒状に形成されている。ストレーナ６０は、蓋部２１２から中間弁座部２７を離すように、支持面２１４に向かって付勢部材７０を押圧した状態で配置されている。本実施形態のストレーナ６０は、第一枠部６１と、第二枠部６２と、ストレーナ本体６３と、を備えている。
第一枠部６１は、第二中心軸方向Ｄ２から見て円環状に形成されている。第一枠部６１は、蓋部２１２の凸部２１３に対し、第二中心軸Ｏ２を中心とした径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに配置されている。凸部２１３は、蓋部２１２において幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉに向かって中間弁座部２７に近づくように突出する部分である。第一枠部６１は、凸部２１３に、複数本のボルト６４によって固定されている。
第二枠部６２は、第二中心軸方向Ｄ２から見て円環状に形成されている。第二枠部６２は、中間弁座部２７の環状突起２７４に対し、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに配置されている。環状突起２７４は、中間弁座部２７において幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏを向く面２７ｆから幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏに向かって蓋部２１２に近づくように突出する部分である。
ストレーナ本体６３は、幅方向Ｄｗにおいて、第一枠部６１と第二枠部６２との間に配置されている。ストレーナ本体６３は、幅方向Ｄｗに延びる筒状に形成されている。ストレーナ本体６３の第二中心軸方向Ｄ２の両端部は、第一枠部６１及び第二枠部６２にそれぞれ固定されている。ストレーナ本体６３は、例えば、金属製のメッシュ状の網材である。ストレーナ本体６３は、上流側の入口流路５１から流れてくる蒸気に含まれる異物を捕捉し、中間流路５２に流入することを抑える。
図２に示すように、本実施形態では、ストレーナ６０として、第一蓋部２１２ａと第一中間弁座部２７ａとの間に配置される第一ストレーナ６０ａと、第二蓋部２１２ｂと第二中間弁座部２７ｂの間に配置される第二ストレーナ６０ｂと有している。
図３及び図４に示すように、付勢部材７０は、ストレーナ６０と中間弁座部２７との間に挟み込まれて配置されている。付勢部材７０は、蓋部２１２と中間弁座部２７とを結ぶ方向（第二中心軸方向Ｄ２）に弾性変形可能とされている。付勢部材７０は、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に向かって付勢している。付勢部材７０は、第二中心軸Ｏ２周りの周方向（中間弁座部２７の周方向）に間隔をあけて複数配置されている。図４に示すように、各付勢部材７０は、中間弁座部２７に形成された凹部２７５に着脱可能に収容されている。
凹部２７５は、中間弁座部２７において幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏを向く面２７ｆに形成されている。凹部２７５は、幅方向Ｄｗから見た際に、環状突起２７４よりも径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに形成されている。凹部２７５は、面２７ｆから幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉに窪んで形成されている。つまり、凹部２７５は、幅方向Ｄｗにおいて、ストレーナ６０に近い位置に開口部２７５ａが形成されている。また、凹部２７５の底面の中央部には、底面から幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉにさらに窪む中央凹部２７５ｚが形成されている。
本実施形態の付勢部材７０は、複数のバネ座金７１と、押圧部材７２と、ストッパ７３と、を備えている。複数のバネ座金７１は、ストレーナ６０と中間弁座部２７を結ぶ方向である幅方向Ｄｗに積層されている。各バネ座金７１は、第二中心軸方向Ｄ２から見て円環状に形成されている。各バネ座金７１は、幅方向Ｄｗ（第二中心軸方向Ｄ２）に弾性変形可能に形成されている。複数のバネ座金７１は、凹部２７５の底面に突き当たるように凹部２７５内に収容されている。
押圧部材７２は、ストレーナ６０と接触可能とされている。押圧部材７２は、ストレーナ６０と接触することで複数のバネ座金７１を弁ケーシング本体２１１に向かうように幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉに向かって押圧する。押圧部材７２は、幅方向Ｄｗに移動可能に凹部２７５内に収容されている。本実施形態の押圧部材７２は、挿入軸７２１と、拡径部材７２２と、突出軸７２３と、を一体に備えている。
挿入軸７２１は、円柱状をなして幅方向Ｄｗに延びている。挿入軸７２１は、複数のバネ座金７１の中心穴７１ｈ内に挿入されている。挿入軸７２１（押圧部材７２）は、中央凹部２７５ｚ内に挿入されることで、押圧部材７２の幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉへの移動が許容されている。
拡径部材７２２は、バネ座金７１に対して凹部２７５の底面と反対側に配置されている。つまり、拡径部材７２２は、バネ座金７１に対してストレーナ６０に近い位置に配置されている。拡径部材７２２は、挿入軸７２１に対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに拡径するように円板状に形成されている。拡径部材７２２は、凹部２７５を形成する内周面に摺接するような大きさで形成されている。
突出軸７２３は、円柱状をなして幅方向Ｄｗに延びている。突出軸７２３は、拡径部材７２２から幅方向Ｄｗの外側Ｄｒｏに突出して延びている。つまり、突出軸７２３は、拡径部材７２２に対して開口部２７５ａに近い位置に形成されている。突出軸７２３は、挿入軸７２１と同程度の径で形成されている。幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏを向く突出軸７２３の面は、第二枠部６２に接触可能とされている。突出軸７２３に対してストレーナ６０が幅方向Ｄｗの外側Ｄｒｏから突き当たると、突出軸７２３と共に、拡径部材７２２が複数のバネ座金７１を幅方向Ｄｗの内側Ｄｒｉに向かって押圧される。
ストッパ７３は、開口部２７５ａから脱落しないようにバネ座金７１を凹部２７５内に保持している。ストッパ７３は、凹部２７５の開口部２７５ａに配置されている。つまり、ストッパ７３は、バネ座金７１及び拡径部材７２２に対してストレーナ６０に近い位置に配置されている。ストッパ７３の外周面には、雄ねじ部７３ｎが形成されている。ストッパ７３は、雄ねじ部７３ｎを開口部２７５ａの内周面に形性された雌ネジ部にねじ込まれる。これにより、ストッパ７３は、凹部２７５に対して挿入された状態で開口部２７５ａに固定される。ストッパ７３には、幅方向Ｄｗに貫通する貫通孔７３ｈが形成されている。突出軸７２３は、貫通孔７３ｈを通してストッパ７３よりも幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏに突出している。ストッパ７３は、拡径部材７２２が幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉから接触可能とされている。ストッパ７３は、拡径部材７２２が突き当たることで、拡径部材７２２の幅方向Ｄｗの外側Ｄｗｏへの移動を規制し、押圧部材７２及びバネ座金７１が凹部２７５から抜け出てしまうことを抑える。
本実施形態では、付勢部材７０として、第一ストレーナ６０ａと第一中間弁座部２７ａとの間に配置される第一付勢部材７０ａと、第二ストレーナ６０ｂと第二中間弁座部２７ｂの間に配置される第二付勢部材７０ｂと、有している。なお、第一付勢部材７０ａ及び第二中間弁座部２７ｂでは、その設置の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、図３及び図４で、第一付勢部材７０ａを一例として図示している。
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。
（作用効果）
上記構成の弁装置２では、付勢部材７０は、ストレーナ６０と中間弁座部２７を結ぶ方向（第二中心軸方向Ｄ２）に弾性変形可能に構成されている。さらに、弁ケーシング本体２１１の外部開口部５４を閉塞する蓋部２１２と中間弁座部２７との間にストレーナ６０が配置される。この際、ストレーナ６０は、中間弁座部２７に向かって付勢部材７０を押圧した状態で配置されている。具体的には、ストレーナ６０は、突出軸７２３を幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉに押圧した状態で、蓋部２１２と中間弁座部２７との間に保持される。これにより、拡径部材７２２が複数のバネ座金７１を幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉに押圧する。つまり、ストレーナ６０によって、複数のバネ座金７１が押圧部材７２を介して間接的に押圧される。その結果、複数のバネ座金７１は、拡径部材７２２と凹部２７５の底面との間に挟み込まれて潰されるように弾性変形する。弾性変形した複数のバネ座金７１が発する反発力により、中間弁座部２７が幅方向Ｄｗの内側Ｄｗｉに押圧される。このようにして、付勢部材７０は、中間弁座部２７の固定面２７２を弁ケーシング本体２１１の支持面２１４に押し付けるように中間弁座部２７を付勢する。その結果、中間弁座部２７が弁ケーシング本体２１１に固定されていないにも関わらず、付勢部材７０によって、固定面２７２と支持面２１４との密着性が高められる。これにより、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に対して着脱可能としつつ、中間弁座部２７と弁ケーシング本体２１１との間のシール性を高めることができる。
また、付勢部材７０は、中間弁座部２７に形成された凹部２７５に着脱可能に収容されている。これにより、凹部２７５からストッパ７３、押圧部材７２、バネ座金７１の順に取り外すだけで、付勢部材７０を容易に交換することができる。また、付勢部材７０を取り付けるときには、付勢部材７０を凹部２７５内にバネ座金７１、押圧部材７２、及びストッパ７３の順に収めるだけで、付勢部材７０は脱落しづらくなる。このように、メンテナンス時等に付勢部材７０の着脱の作業性を向上させることができる。
また、付勢部材７０は、幅方向Ｄｗに積層された複数のバネ座金７１を備える。そのため、積層させるバネ座金７１の数を調整するだけで、幅方向Ｄｗへの弾性力が調整可能な付勢部材７０を構成することができる。さらに、バネ座金７１は、例えばコイルバネを用いる場合と比較すると、限られたスペースであっても安定して弾性力を発揮することができる。また、凹部２７５内にバネ座金７１が収容されているため、必要な数量のバネ座金７１を容易に交換することができる。
また、付勢部材７０は、複数のバネ座金７１を凹部２７５の底面に向かって押す押圧部材７２をさらに備える。このような押圧部材７２では、第二枠部６２が突出軸７２３に突き当たることで、拡径部材７２２によって複数のバネ座金７１を押圧することができる。その結果、ストレーナ６０で、バネ座金７１を安定した状態で押さえることができる。これにより、バネ座金７１の付勢力によって、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に安定して密着させることができる。
また、ストッパ７３が開口部２７５ａに固定されている。そのため、バネ座金７１や押圧部材７２が凹部２７５から意図せず脱落してしまうことを抑えることができる。また、ストッパ７３で開口部２７５ａが塞がれることで、蒸気が充満するようなストレーナ６０が配置された空間に、複数のバネ座金７１が直接曝されにくくなる。また、バネ座金７１が蒸気に接触して、蒸気による応力腐食割れ（ＳＣＣ）が生じても、必要な数量のバネ座金７１を容易に交換することができる。
また、付勢部材７０は、中間弁座部２７に対して周方向に間隔をあけて複数配置されている。これにより、中間弁座部２７は、周方向において、均等近い力で弁ケーシング本体２１１に押し付けられる。また、複数の付勢部材７０を備えることで、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に押し付ける押圧力を高めることができる。したがって、中間弁座部２７と弁ケーシング本体２１１との間のシール性をより高めることができる。
また、上記構成の蒸気タービン１は、弁装置２と、タービン本体１００と、を備える。これにより、中間弁座部２７と弁ケーシング２１との間のシール性を高めた弁装置２を備える蒸気タービン１を提供することができる。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、弁装置２は、幅方向Ｄｗの両側に入口流路５１、中間弁座部２７、及び中間弁体２８等を備える構成としたが、これに限るものではなく、例えば、弁装置は、入口流路５１、中間弁座部２７、及び中間弁体２８等を一組、又は三組以上備える構成としてもよい。したがって、上記実施形態では、弁装置２の各部の構成を説明したが、付勢部材７０を用いて中間弁座部２７と弁ケーシング２１とのシール性を高める構成を備えるのであれば、弁装置２の各部構成については適宜変更可能である。
また、付勢部材７０は、バネ座金７１を備える構成に限定されるものでない。付勢部材７０は、中間弁座部２７を弁ケーシング２１に向かって付勢することが可能であればよい。したがって、付勢部材７０は、ゴム材やスプリングバネ等の他の弾性部材を備えていてもよい。
＜付記＞
実施形態に記載の弁装置２、蒸気タービンは、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る弁装置２は、流体が流入する入口流路５１、前記入口流路５１と連通して前記入口流路５１と交差する方向に前記流体を流通させる中間流路５２、及び前記中間流路５２と連通して前記中間流路５２と交差する方向に前記流体を流通させる出口流路５３が内部に形成された弁ケーシング本体２１１と、前記弁ケーシング本体２１１に形成された外部開口部５４を閉塞する蓋部２１２と、を有する弁ケーシング２１と、前記中間流路５２に配置され、前記弁ケーシング本体２１１に対して着脱可能とされた中間弁座部２７と、前記中間弁座部２７に接触して前記中間流路５２を閉塞する中間弁体２８と、前記蓋部２１２と前記中間弁座部２７とを結ぶ方向に延びる筒状に形成され、前記蓋部２１２と前記中間弁座部２７との間に配置されたストレーナ６０と、前記ストレーナ６０と前記中間弁座部２７との間に配置され、前記蓋部２１２と前記中間弁座部２７とを結ぶ方向に弾性変形可能とされ、前記中間弁座部２７を前記弁ケーシング本体２１１に向かって付勢する付勢部材７０と、を備え、前記外部開口部５４は、前記中間弁座部２７と対向する位置で外部と連通するように、前記中間弁座部２７が挿通可能な大きさで形成され、前記ストレーナ６０は、前記弁ケーシング本体２１１に向かって前記付勢部材７０を押圧した状態で配置されている。
この弁装置２によれば、ストレーナ６０によって、複数のバネ座金７１が間接的に押圧される。複数のバネ座金７１は、弾性変形する。弾性変形した複数のバネ座金７１が発する反発力により、中間弁座部２７が弁ケーシング本体２１１に押圧される。このようにして、付勢部材７０は、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に押し付けるように中間弁座部２７を付勢する。その結果、付勢部材７０によって、中間弁座部２７と弁ケーシング本体２１１との密着性が高められる。これにより、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に対して着脱可能としつつ、中間弁座部２７と弁ケーシング本体２１１との間のシール性を高めることができる。
（２）第２の態様に係る弁装置２は、（１）の弁装置２であって、前記付勢部材７０は、前記中間弁座部２７に形成された凹部２７５に着脱可能に収容されていてもよい。
これにより、凹部２７５から付勢部材７０を取り外すだけで、付勢部材７０を容易に交換することができる。また、付勢部材７０を取り付けるときには、付勢部材７０を凹部２７５に収めだけで脱落しづらくなる。その結果、メンテナンス時等に付勢部材７０の着脱の作業性を向上させることができる。
（３）第３の態様に係る弁装置２は、（２）の弁装置２であって、前記付勢部材７０は、前記ストレーナ６０と前記中間弁座部２７を結ぶ方向に積層された複数のバネ座金７１を備えていてもよい。
これにより、積層させるバネ座金７１の数を調整するだけで、弾性力が調整可能な付勢部材７０を構成することができる。さらに、バネ座金７１は、例えばコイルバネを用いる場合と比較すると、限られたスペースであっても安定して弾性力を発揮することができる。
（４）第４の態様に係る弁装置２は、（３）の弁装置２であって、前記付勢部材７０は、前記ストレーナ６０と接触可能とされ、前記ストレーナ６０と接触することで複数の前記バネ座金７１を前記弁ケーシング本体２１１に向かって押圧する押圧部材７２をさらに備えていてもよい。
押圧部材７２では、ストレーナ６０が突き当たることで、複数のバネ座金７１を押圧することができる。その結果、ストレーナ６０で、バネ座金７１を安定した状態で押さえることができる。これにより、バネ座金７１の付勢力によって、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に安定して密着させることができる。
（５）第５の態様に係る弁装置２は、（３）又は（４）の弁装置２であって、前記付勢部材７０は、前記凹部２７５内において前記バネ座金７１に対して前記ストレーナ６０に近い位置に配置されて、前記バネ座金７１を前記凹部２７５内に保持するストッパ７３をさらに備えていてもよい。
これにより、バネ座金７１が凹部２７５から意図せず脱落してしまうことを抑えることができる。また、ストッパ７３で凹部２７５が塞がれることで、蒸気が充満するようなストレーナ６０が配置された空間に、複数のバネ座金７１が直接曝されにくくなる。
（６）第６の態様に係る弁装置２は、（１）から（５）の何れか一つの弁装置２であって、前記付勢部材７０は、前記中間弁座部２７の周方向に間隔をあけて複数配置されている。
これにより、中間弁座部２７は、周方向において、均等近い力で弁ケーシング本体２１１に押し付けられる。また、複数の付勢部材７０を備えることで、中間弁座部２７を弁ケーシング本体２１１に押し付ける押圧力を高めることができる。したがって、中間弁座部２７と弁ケーシング本体２１１との間のシール性をより高めることができる。
（７）第７の態様に係る蒸気タービンは、（１）から（６）の何れか一つの弁装置２と、
前記弁装置２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。
これにより、中間弁座部２７と弁ケーシング２１との間のシール性を高めた弁装置２を備える蒸気タービンを提供することができる。
１…蒸気タービン
２…弁装置
２１…弁ケーシング
２１１…弁ケーシング本体
２１２…蓋部
２１２ａ…第一蓋部
２１２ｂ…第二蓋部
２１２ｃ…第三蓋部
２１３…凸部
２１４…支持面
２１５…ロッド挿通穴
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
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
２７ｆ…面
２７１…座面
２７２…固定面
２７４…環状突起
２７５…凹部
２７５ａ…開口部
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
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
４２…リンク部
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
６０…ストレーナ
６０ａ…第一ストレーナ
６０ｂ…第二ストレーナ
６１…第一枠部
６２…第二枠部
６３…ストレーナ本体
６４…ボルト
７０…付勢部材
７０ａ…第一付勢部材
７０ｂ…第二付勢部材
７１…バネ座金
７１ｈ…中心穴
７２…押圧部材
７２１…挿入軸
７２２…拡径部材
７２３…突出軸
７３…ストッパ
７３ｈ…貫通孔
７３ｎ…雄ねじ部
１００…タービン本体
２００…蒸気供給源
Ｄ１…第一中心軸方向
Ｄ２…第二中心軸方向（蓋部と中間弁座部とを結ぶ方向）
Ｄｃ…周方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｏ…外側
Ｄｖ…鉛直方向
Ｄｗ…幅方向
Ｄｗｉ…内側
Ｄｗｏ…外側
Ｏ１…第一中心軸
Ｏ２…第二中心軸

Claims (7)

  1. 流体が流入する入口流路、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、及び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が内部に形成された弁ケーシング本体と、前記弁ケーシング本体に形成された外部開口部を閉塞する蓋部と、を有する弁ケーシングと、
    前記中間流路に配置され、前記弁ケーシング本体に対して着脱可能とされた中間弁座部と、
    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、
    前記蓋部と前記中間弁座部とを結ぶ方向に延びる筒状に形成され、前記蓋部と前記中間弁座部との間に配置されたストレーナと、
    前記ストレーナと前記中間弁座部との間に配置され、前記蓋部と前記中間弁座部とを結ぶ方向に弾性変形可能とされ、前記中間弁座部を前記弁ケーシング本体に向かって付勢する付勢部材と、を備え、
    前記外部開口部は、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、前記中間弁座部が挿通可能な大きさで形成され、
    前記ストレーナは、前記弁ケーシング本体に向かって前記付勢部材を押圧した状態で配置されている弁装置。
  2. 前記付勢部材は、前記中間弁座部に形成された凹部に着脱可能に収容されている請求項１に記載の弁装置。
  3. 前記付勢部材は、前記ストレーナと前記中間弁座部を結ぶ方向に積層された複数のバネ座金を備える請求項２に記載の弁装置。
  4. 前記付勢部材は、前記ストレーナと接触可能とされ、前記ストレーナと接触することで複数の前記バネ座金を前記弁ケーシング本体に向かって押圧する押圧部材をさらに備える請求項３に記載の弁装置。
  5. 前記付勢部材は、前記凹部内において前記バネ座金に対して前記ストレーナに近い位置に配置されて、前記バネ座金を前記凹部内に保持するストッパをさらに備える請求項３又は４に記載の弁装置。
  6. 前記付勢部材は、前記中間弁座部の周方向に間隔をあけて複数配置されている請求項１から５のいずれか一項に記載の弁装置。
  7. 請求項１から６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に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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