JPH05209689A - 凹凸弁座を備えたバルブ - Google Patents

凹凸弁座を備えたバルブ

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JPH05209689A
JPH05209689A JP31032992A JP31032992A JPH05209689A JP H05209689 A JPH05209689 A JP H05209689A JP 31032992 A JP31032992 A JP 31032992A JP 31032992 A JP31032992 A JP 31032992A JP H05209689 A JPH05209689 A JP H05209689A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルブ、特に蒸気タービン調整バルブを提供
する。 【構成】 バルブは、バルブ部材１，１’が当接する弁
座２の部分の周りに配置された凹凸部分１０を備えた弁
座２と協働するバルブ部材１，１’を含む。該バルブ
は、該凹凸部分が凹部４によって離隔された歯３からな
り、歯３の内壁１３が垂直軸円筒部の一部分であり、凹
部の幅ｌが歯３の内壁１３の幅ｂよりも小さく、バルブ
部材１’が閉鎖位置にあるときに凹凸部分１０に対面す
るバルブ部材１’の端部壁１１’が凸形状を有し、該形
状が各歯３の内壁１３と共に流路５’を形成し、該流路
が歯３の上部から底部に向かって末広に拡大し、バルブ
部材１と弁座２との接触部分Ｃが凹凸部分１０の底部Ｂ
から、凹部４の幅ｌの０．２５〜０．５倍の距離ほど離
れていなければならないことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバルブ、特に蒸気タービ
ン調整バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】これらのバルブはタービンに達する蒸気
流量を調整するために使用されている。リフトが小さい
か又は中間のときには、これらのバルブ内で散逸される
エネルギは非常に大きい。バルブ部材が弁座と当接する
区域付近で超音速に達する小さいリフトのときには、衝
撃波及びバルブ壁からの流体の離隔が生じ、それらはバ
ルブ部材の振動を引き起こし得る。どんなリフトでも、
バルブの対称軸上への流れの層（ｎａｐｐｅ ｄｅｃｏ
ｕｌｅｍｅｎｔ）の集束（図１参照）は大きな圧力変動
を生じ得る。この圧力変動は平均圧力の５０％まで達し
得、下流に伝搬し且つ場合によっては管内に損傷を生じ
得る。
【０００３】これらの問題の解決方法は、流れの層を複
数の小さな噴流に分割することにある。これは例えばフ
ランス実用新案証第７６ １２６４７号又はドイツ特許
公開第ＤＯＳ−３１ ３８４５９号に記載されているよ
うに、複数の歯によって離隔されている凹部が周囲に配
分されている狭窄スロートを有する弁座を用いて実施さ
れ得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】世界中の大半の大型蒸
気タービンはこのようなバルブを備えているが、ある程
度の振動レベルが部分的な負荷として持続するように思
われる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、穏当な圧力変
動を生じ且つ部分的な負荷として振動しないバルブに関
する。該バルブは、バルブ部材が閉鎖位置にあるときに
凹凸部分に対面するバルブ部材の端部壁が凸形状を有
し、該形状が各歯の内壁と共に流路を形成し、該流路が
歯の上部から底部に向かって末広に拡大し、バルブ部材
と弁座との接触部分が凹凸部分の底部から、凹部の幅ｌ
の０．２５〜０．５倍の距離ほど離れていなければなら
ないことを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下の説明を読めば、本発明が更によく理解
されよう。
【０００７】図１及び図２は、弁座２上に当接するバル
ブ部材１を含んでいる公知のバルブを示している。バル
ブ部材１は垂直軸の周りに回転対称であり且つ凹部１２
を包囲する面１１で終わっている。弁座２上には、複数
の凹部４によって離隔された歯３からなる凹凸部分１０
が配置されている。円形に配置されたこれらの歯３は内
壁１３を有し、この内壁は、垂直軸円筒部（バルブ部材
と同軸）の一部分であり且つバルブ部材１が弁座２上に
当接するときにバルブ部材１を包囲する。凹部の幅ｌは
歯３の内壁１３の幅ｂよりも小さい。
【０００８】バルブ部材１が凹凸部分１０の内部にある
ときは（図２及び図３）、バルブ部材１と弁座２の歯と
の間に存在する流路５を介してある程度の量の流体６が
通過する。主流７は凹部４から流れる。流路５の幅は非
常に狭い。これは単にバルブ部材と歯３との間の摩擦を
避けるのに必要な隙間である。
【０００９】歯の下流には止水域が存在し、この区域
は、歯３の２つの縁部から渦８の非対称的な排出がある
ために変動する。これは圧力変動を引き起こす。圧力変
動は流路５内で再上昇し且つ流路５の幅が狭いほど一層
バルブ部材１に対して大きな非定常応力を、従って振動
を引き起こす。スロート９、即ちバルブ部材１と弁座２
との間の最小区域は、凹部４の出口の区域から非常に近
い。
【００１０】（図３と比較すべく）、本発明の凹部４と
バルブ部材１’の端部とを図４及び図５に示す。バルブ
部材１’だけが改造されている。バルブ部材１’はバル
ブ部材１と同様に、その軸の周りに回転対称である。歯
３の内壁１３に対面する閉鎖位置でのバルブ部材１’の
端部１１’は、凸形状を有する。バルブ部材１’と凹凸
部分１０の歯３との間の流路５’は、流路５とは非常に
異なる形状を有する。幅は上方部分で狭いままである
が、下方部分で朝顔形に拡がっている。バルブ部材の半
開放位置（図４）では、流路５’のこのような形状は、
渦の排出によって発生される圧力変動に関係する振動を
排除する。しかしながら、この形状は凹部の出口の区域
からスロート９’を遠ざけるという欠点がある。もしこ
のスロート９’が十分に離れているならば、下流圧力／
上流圧力の比ｋが低いときに噴流がスロートから超音速
になり、これらの種々の噴流は連続の流れの層を再形成
する。実際には、圧力比ｋがより低くなり且つ流れが音
速になる区域の幅がより大きくなれば、一層超音速噴流
が末広がりになることが知られている。
【００１１】このような状況では、別々の噴流を提供す
ることを機能とする凹部付き弁座２の作用は、無効とな
り且つこれらの超音速流層に関連する最初の問題が再び
生じる。これらの現象を避けるためには、凹部４の底部
Ｂと、バルブ部材１及び弁座２の接触部Ｃとの距離が凹
部の幅ｌの０．２５〜０．５倍となることが必要であ
り、また凹部の幅ｌは歯３の幅ｂよりも小さくなければ
ならない。
【００１２】ｄ／ｌ＜０．２５のときには、流路の口は
十分には朝顔状に広くならず、バルブ部材と凹凸部分と
の間の隙間が一定であるバルブの場合と同様に尚ある程
度の振動が生じる危険性がある。
【００１３】ｄ／ｌ＞０．５又はｌ／ｂ＞１のときに
は、流れの層が再形成される危険性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知のバルブを示す縦断面図である。
【図２】図１のバルブの水平方向断面図である。
【図３】図１のバルブの弁座の凹部の出口付近の流れを
示す図である。
【図４】バルブ部材がリフト位置にあるときの本発明の
弁座凹凸部−バルブ部材アセンブリの形状を示す図であ
る。
【図５】バルブ部材が閉鎖位置にあるときの弁座凹凸部
−バルブ部材アセンブリを示す図である。
【符号の説明】
１，１’ バルブ部材 ２ 弁座 ３ 歯 ４ 凹部 ５，５’ 流路 １０ 凹凸部分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バルブ部材が当接する弁座の部分の周り
    に配置された凹凸部分を備えた弁座と協働する、該バル
    ブ部材を含むバルブであって、該凹凸部分が凹部によっ
    て離隔された歯からなり、歯の内壁が垂直軸をもつ円筒
    部の一部分であり、凹部の幅ｌが歯の内壁の幅ｂよりも
    小さく、バルブ部材が閉鎖位置にあるときに凹凸部分に
    対面するバルブ部材の端部壁が凸形状を有し、該形状が
    各歯の内壁と共に流路を形成し、該流路が歯の上部から
    底部に向かって末広に拡大し、バルブ部材と弁座との接
    触部分が凹凸部分の底部から、凹部の幅ｌの０．２５〜
    ０．５倍の距離ほど離れていなければならないことを特
    徴とするバルブ。
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AT (1) ATE134031T1 (ja)
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DK (1) DK0543726T3 (ja)
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