JPH045865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は調整弁に係り、特に高圧の流体に対
して有効な調整弁に関する。

最近、プラントの高効率化に伴い取り扱う流体
も高圧化する傾向にある。これを火力発電プラン
トについてみると、発電効率を始めとするプラン
ト効率を向上させるため蒸気の高圧化が積極的に
推進されている。

元来、火力発電所用ボイラに用いられる調整弁
は、高圧流体を取り扱うため内弁の摩耗振動、騒
音に悩まされており、調整弁形状に種々の工夫を
加えたり、弁の多段化等が実施されているが、現
在までこれらの問題点を確実に解決し得る弁は開
発されていない。むしろ、上述の如く蒸気の高圧
化に伴い問題は深刻になつたといえる。またこれ
に加えて、大容量火力発電所においても電力需要
に応じて中間負荷運用が行われるようになつてき
ているためボイラの負荷変動も大きく、かつ起
動、停止回数も増加する傾向にあり、弁の寿命も
これに伴つて低下しているのが実情である。

この発明は上述した問題点に鑑み構成したもの
であり、振動、騒音、弁の摩耗が少く、かつ従来
よりも高い差圧調整が可能な調整弁を提供するこ
とにある。

要するにこの発明は、弁坐に係合する弁体を流
体流入側にもち、その弁体に続くねじ部の〓間変
化により流体流量を調節する調整弁において、内
弁の回転駆動側を筒状の螺旋部にし、これに続く
内弁部を本体と係合するテーパーねじ部とし、前
記テーパーねじ部の凸形螺旋に複数の切欠きを設
けたことを特徴とする調整弁である。

以下この発明の実施例につき図面を用いて説明
する。

第１図及び第２図は調整弁の断面を示し、第１
図は全閉状態を、第２図は全開状態を示す。図中
符号１は弁本体を示し、この弁本体１内には流体
の流路と内弁の案内を兼ねる螺旋溝３が形成して
ある。一方内弁２に対してはこの螺旋溝と係合す
る凸形の螺旋１１が要すれば回転トルクの減少の
目的より第４図に示す如く複数の切欠きを設けて
形成してあり、内弁２を回転することによりこの
内弁２はこの螺旋の係合により本体軸心方向に移
動する。またこの切欠きは本体の螺旋溝と共に減
圧につきラピリンス的効果をもち流体の圧力降下
に貢献するものである。また切り欠きがあるので
螺旋の接触係合面積が、切欠なしの内弁の場合よ
り著しく小となり内弁回転の際のトルクを低下さ
せ操作が楽になる。更に好ましいことは、運転の
経過とともにボイラ水によるスケールの付着で操
作トルクが増大するということがあり、この切欠
きでスケールの掻き落としができ運転中に内弁回
転トルクの増大を防止する操作ができ、連続運転
について大きく貢献することができる。内弁２の
先端部（図示の場合の弁配置では下端部）は弁本
体１の弁座４と密着係合する弁体部１３となつて
いる。５は弁棒であり、その側部長手方向には複
数本の突条６が形成してあり所謂スプライン接続
とし内弁２の挿通孔７に対して形成した溝１４と
係合し（第３図、第４図参照）、内弁２を回転さ
せると共に、突条６と溝１４とが摺動することに
より内弁２が弁本体１の軸心方向に移動するのを
許容するよう構成してある。なお内弁２の弁棒５
側即ち第１図上方の凸形螺旋の数条は外径の減少
のない平行部として高圧流体についてのグランド
パツキンのシール補助の効果をもつように形成し
てある。なお上蓋と本との間の空所１５ａに洩れ
込みした流体の排出用の小径のバランス通路２ａ
を設けておくとよい。符号１５は上蓋であり、弁
本体１とボルト等の着脱可能な手段で接続してお
り、前述の弁棒５はこの上蓋１５を挿通して配置
してあり、図しないハンドル等により回転するよ
うにしてある。

以上の構成の調整弁の作動を、第１図に示す全
閉状態から、内弁２を開として流体を通過させる
状態とする場合を例に説明する。先ず、弁棒５を
回転させることにより内弁２は凸形螺旋１１と弁
本体１の螺旋溝３との係合により弁棒５側に移動
（図示の場合は上昇）する。これにより弁体部１
３と弁座４との密着状態は解除される。図示の場
合には、本体の流体通過全長Ｌに該当する部分の
螺旋は弁座４に向つて先細となるよう所定の角度
αをもつてテーパさせてあるテーパーねじ部であ
り、かつ全閉時には内弁２の凸形螺旋１１の外周
縁が弁本体１の螺旋溝３の内周壁と密着係合する
よう構成してあるため全閉時には流体の流路は全
く形成されない。この状態から、内弁２を移動さ
せると、螺旋が先細テーパに形成してあるため、
凸形螺旋１１と螺旋溝３との間に隙間が形成され
螺旋形の流体流路１８が形成される。この流路１
８は内弁２が弁棒５側に移動するほど、螺旋溝３
の内径と凸形螺旋１１との隙間、つまり流路断面
積が増大し、かつ両者３及び１１により形成され
る螺旋流路全長は短くなる。つまり、内弁２を移
動させることにより流体流路１８の形成、同流路
１８の断面積の増減、流路全長の増減が自由に行
え、流体は流路１８の断面積および流路全長を調
節することによりその流量、および入口１７と出
口１６との差圧が所定の値に調整される。

第５図は流路全長と流路の平均断面との関係を
模式的に示したものである。図中斜線部は各流路
の平均断面積を示し、この断面積は凸形螺旋１１
の外周縁と螺旋溝３内周壁との平均隙間W₁ない
しW₅に比例する。図示の場合では流路の全長が
l₁＞l₂＞l₃＞l₄＞l₅である場合、各全長に対応する
隙間はW₁＜W₂＜W₃＜W₄＜W₅という関係が成立
する。

以上の場合においては、弁全閉時においては内
弁２の凸形螺旋１１の外周縁と螺旋溝３の内周壁
とは密着係合させ、流体流路は形成せぬように構
成してあるが、全閉時に両者の間に隙間を形成し
て螺旋流路をあらかじめ形成しておき、弁の閉止
は弁体部１３と弁座４との密着により行うように
形成しておいてもよい。この様に形成すると、流
断面積の変化はあらかじめ形成しておいた隙間分
だけ増加する。

またさらに、先細テーパの形成自体を廃止しか
つ凸形螺旋１１の外周縁と螺旋溝３の内周壁との
間に隙間を形成しあらかじめ螺旋流路を形成して
おいてもよい。この場合、弁の開閉および流量調
節は全て弁体部１３と弁座４の隙間の調整で行
い、弁本体に流入した流体は螺旋の流路を通過す
ることにより減圧される。この場合には流路断面
積を変化させることはできないが、螺旋部の工作
は容易となる。

この発明を実施することにより、凸形螺旋に切
欠きを形成するため螺旋溝の接触抵抗を低減がで
き、図示の場合で約50％も低減でき、超臨界圧な
どにおける内弁トルクを大きく低減できる。一方
切欠きによりボイラスケールの除去が臨界圧力下
の運転中にあつても内弁の回転で除去され運転継
続時の延長に大きく貢献するものである。また弁
本体の全長に対してきわめて長い流路を形成し得
るため弁本体を小型化し得ると共に高圧の流体で
も大幅な減圧が可能となる。

また弁は一般的に微小節時に摩耗の進行が増加
するが、この明の場合には長い流路により微小調
節するので摩耗を大幅減少させることができ弁の
寿命は長くなる。

さらに、流体自は弁を絞つても円滑に流れるた
め、振動や騒音を発することも少い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の実施例たる調整
弁の断面図で、第１図は全閉時を、第２図は全開
時を各々示し、第３図は第１図のＡ−Ａ線による
断面図、第４図はＢ−Ｂ線による断面図、第５図
は流路全長と平均断面積との関係を示す線図であ
る。 １……弁本体、２……内弁、３……螺旋溝、１
１……凸形螺旋、１６……流体出口、１７……流
体入口、１８……流体流路、Ｌ……流体通過部全
長、l₁，l₂，l₃，l₄，l₅……流体流路長さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁坐に係合する弁体を流体流入側にもち、そ
   の弁体に続くねじ部の〓間変化により流体流量を
   調節する調整弁において、内弁の回転駆動側を筒
   状の螺旋部にし、これに続く内弁部を本体と係合
   するテーパーねじ部とし、このテーパーねじ部の
   凸形螺旋に複数の切欠きを設けたことを特徴とす
   る調整弁。 ２ 該内弁軸心にスプライン係合し内弁を回転駆
   動する弁棒を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の調整弁。 ３ 弁本体螺旋部、内弁の螺旋部、弁坐と弁体を
   耐摩耗材料で形成することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の調整弁。