JPH07103363A

JPH07103363A - 流量加減弁

Info

Publication number: JPH07103363A
Application number: JP26772293A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Umagoe; 龍太郎馬越
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸気等の通過による弁の振動発生を防止す
る。【構成】弁内郭２５の弁穴２ｃ，２ｄを開閉するよう
に弁体５３の先端外周部に装着された先端シールリング
５４の形状を弁体５３の外周から中心に向かって弁体５
３の先端面から突出するように傾斜させて形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原子力発電プラント
等において、蒸気タービンに供給する蒸気の流量を加減
調節する流量加減弁に係り、特に、この流量加減弁の振
動を防止する手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の原子力発電所における蒸気
タービンの蒸気流量加減弁を示す。弁の静止部として
は、弁外郭２１、内部に円筒状の弁内郭２３を有する弁
蓋２２、弁内郭２３にピン２４により一体的に接続され
た組込み弁内郭２５、バックシート２８を具えた弁棒案
内ブシュ２９等がある。組込み弁内郭２５には大弁穴２
ｄ及び小弁穴２ｃが明けられている。弁の可動部として
は、弁棒案内ブシュ２９を貫通する弁棒５１、弁内郭２
３の内周面に添って軸方向に移動可能な円筒ピストン状
の弁体５３、弁体５３の先端外周部に装着された先端シ
ールリング５４、弁体５３の後部外周面に装着された後
部シールリング５５等がある。図４は弁の微開状態を示
す。図示しない原子力ボイラから主蒸気止め弁を通過し
て弁室２ｉに流入した高温高圧蒸気は、小弁穴２ｃを通
過して流出口２ｏに出て図示しない蒸気タービンノズル
室へ流れる。弁棒５１により弁体５３を下降させれば、
小弁穴２ｃは次第に閉塞されて蒸気の通過がなくなる。
弁体５３を上昇させれば、逐次、小弁穴２ｃ及び大弁穴
２ｄが開き、その開度に応じて、蒸気は弁室２ｉからこ
れらの開いた弁穴を通過して流出口２ｏへ次第に大量に
流れるようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の流量加減弁は上
記のようであるが、図４に示すような微開状態において
蒸気等の通過によって弁に振動が発生し、先端シールリ
ング５４や組込み弁内郭２５に摩耗や損傷が生じるとい
うような課題があった。

【０００４】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、蒸気等の通過による弁の振動発生を防止し
た流量加減弁を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る流量加減
弁は、弁内郭の弁穴を開閉するように弁体の先端外周部
に装着された先端シールリングの先端面形状を弁体の外
周から中心に向かって弁体の先端面から突出するように
傾斜させて形成したものである。

【０００６】

【作用】この発明における流量加減弁の弁体に装着され
た先端シールリングの先端面は、弁体の外周から中心に
向かって弁体の先端面から突出するように傾斜している
ので、弁内郭の開けられた弁穴を通過して外周から中心
の方向へ噴出した蒸気等の流体は、先端シールリングの
傾斜形状に従って弁体の先端面から離れるように斜め方
向に流れ、その流れ方向は先端シールリングの内径端縁
を過ぎても慣性によりその斜め方向から急に変わること
はできない。したがって、弁体の先端面から突出した先
端シールリングの内径端縁より内側の空間では安定した
一定の渦が常に存在することになり、弁に振動を発生さ
せる変動的な流体力が生じない。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、２１は弁外郭、２２は弁蓋であ
り、弁外郭２１と弁蓋２２とは図示しない締結ボルト等
により一体的に締着される。弁外郭２１には図示しない
蒸気の流入口と流出口２ｏが形成されている。弁蓋２２
の弁内側には円筒状の弁内郭２３が形成されており、弁
内郭２３の先端（図の下端）に図示しないピン等で一体
的に連結して組込み弁内郭２５が設けられている。組込
み弁内郭２５には、図の上方から大弁穴２ｄ及び複数個
（図では４個）の小弁穴２ｃが明けられている。大弁穴
２ｄ及び小弁穴２ｃは、当然、周方向に複数個並べて明
けられている。組込み弁内郭２５の図の下端は、弁外郭
２１の流出口２ｏの上端部周囲に形成された凹部に嵌合
させて蒸気の漏れがないように固定されている。弁内郭
２３及び組込み弁内郭２５の外側と弁外郭２１の内側と
の間の空間は弁室２ｉとなる。弁内郭２３及び組込み弁
内郭２５の内周面は、後述のように弁体５３等の可動部
の外面が蒸気を漏らさないように接して滑らかに移動す
ることができるように滑らかで精確な円筒形状に形成さ
れている。また、弁蓋２２の中心に貫通してバックシー
ト２８を具えた弁棒案内ブシュ２９が固着されている。
以上はこの流量加減弁の静止部である。なお、組込み弁
内郭２５は、弁内郭２３と一体に製作してもよいが、製
作を容易にするため別体で製作して組み込んだものであ
る。

【０００８】図１において、５１は弁棒、５３は弁体で
あり、弁棒５１は弁棒案内ブシュ２９内に貫通して昇降
（軸方向に移動）可能に設けられ、バックシート２８で
蒸気の漏れが阻止される。弁棒５１の先端（図の下端）
には結合ブシュ５２を介して弁体５３が固着されてい
る。弁体５３は、図では逆さまの長いスカート部を有す
る円筒ピストン状であり、先端部（図の下端）の外周部
には先端シールリング５４が取り付けられ、図の上部外
周面にはリング溝が形成されて後部シールリング５５が
嵌め込まれている。先端シールリング５４と後部シール
リング５５との間の間隔長さは、大弁穴２ｄ及び小弁穴
２ｃを閉塞することができる長さとなっている。弁体５
３の外周面は、弁内郭２３及び組込み弁内郭２５の内周
面との間に狭い隙間をあけるように形成されている。先
端シールリング５４及び後部シールリング５５の各外周
面は、弁内郭２３及び組込み弁内郭２５の内周面と蒸気
が漏れないように接し、かつ、滑らかに軸方向に移動す
ることができるように精確で滑らかな形状に形成されて
いる。以上はこの流量加減弁の可動部である。なお、弁
体穴５３ｈは弁体５３の上方の空間が閉塞空間とならな
いようにして、弁体５３の動きに支障をきたさないよう
に明けられた穴である。

【０００９】図１に示すように、先端シールリング５４
の先端面（図の下面）の断面形状は、弁体５３の外周か
ら中心に向かってＶ字状に弁体５３の先端面から突出す
るように傾斜させて形成されている。すなわち、先端シ
ールリング５４の先端面は平面ではなく、弁体５３の中
心線の先端面より下方のある点に頂点がある円錐面の一
部の形状に形成されている。先端シールリング５４の下
方への突出部の内周面は、図示の断面で弁体５３に嵌着
している内周面をそのまま図の下方へ延長した線より内
径方向へ傾斜した線とする。すなわち、先端シールリン
グ５４の下面の前記円錐面より下方に尖った円錐面に形
成して先端シールリング５４の下面の円錐面に交差させ
た形状としている。

【００１０】次に、図１に示す実施例の動作について説
明する。図示しない原子炉等により加熱されたボイラか
ら主蒸気止め弁を通過した高温高圧の蒸気は、この流量
加減弁の弁室２ｉに流入する。図１及び図２に示すよう
な弁の微開状態では、弁室２ｉ内の蒸気は、弁体５３の
外周面の先端シールリング５４から後部シールリング５
５までの間は閉塞されているので、大弁穴２ｄ及び小弁
穴２ｃを通過することができず、先端シールリング５４
の外周下端より下方の開いている小弁穴２ｃを通過して
弁室２ｉから流出口２ｏに流出し、図示しない蒸気ター
ビンノズル室へ流れる。図の状態から弁棒５１を下方に
駆動して弁体５３を下降させれば、開いていた小弁穴２
ｃも次第に先端シールリング５４の外周面により閉塞さ
れて蒸気の通過がなくなる。弁棒５１を上方に駆動して
弁体５３を上昇させれば、逐次に小弁穴２ｃ及び大弁穴
２ｄが開き、蒸気は弁室２ｉからこれらの開いた弁穴を
通過してその開度に応じて流出口２ｏへ大量に流れるよ
うになる。

【００１１】従来の流量加減弁の微開状態における小弁
穴２ｃから噴出する蒸気の流れは、図４に示すように、
外周から中央に向かって弁体５３の先端面に平行に噴出
し、中央部で互いに衝突するので複雑な流れになる。こ
の流れの動的状態を推定すれば、右側からの噴出流が左
側からのものに優越した時には、図４に示すように、右
側からの噴出流により中央部に反時計方向の渦が生じ、
左側からの噴出流は弁体５３の表面から早期に剥離して
下方に向かって流れる。しかし、左側からの噴出流は下
方へ順調に流れるので勢いが増し、右側からの噴出流は
停滞して勢いが減じるので、次の瞬間には、左側からの
噴出流が優越するようになり、左側からの噴出流により
中央部に時計方向の渦が生じて、右側からの噴出流が弁
体５３の表面から早期に剥離して下方に向かって流れ
る。というように交番的に流れが変動することにより変
動的な流体力が弁に働き、弁に振動が発生するものと推
定される。

【００１２】これに対して、図１に示す流量加減弁では
先端シールリング５４の形状を前述のように形成したの
で、図２に示すように、先端シールリング５４より下の
開いている小弁穴２ｃから噴出した蒸気は、先端シール
リング５４の下端面が中心に向かって下方に傾斜してい
るので、この先端シールリング５４の下端面に添って斜
め下方へ噴出し、先端シールリング５４の下端面の内縁
を過ぎても、運動の慣性により斜め下方への自由流れと
なり、次第に下方へ方向を変えて流出口２ｏから流出す
る。したがって、この主流の先端シールリング５４の下
端面の内縁より内側の上部では、図２に示すように、中
心線対称に安定した渦が形成され、従来のような流れの
変動がないので、変動的な流体力は発生せず、弁に振動
が発生しない。また、流出口２ｏ内の主流の流れも順調
で安定している。

【００１３】図１及び図２に示す実施例では、先端シー
ルリング５４の下端面は円錐面として示したが、図３に
示す実施例では、先端シールリング５４の下端面を、断
面で中心方向に吹き出す噴出流を先方へ行くにしたがっ
て下方へ曲げるように、上方に凸の曲線による回転面に
形成されている。このような曲面に形成すれば、流出口
２ｏ内における蒸気の流れがさらに順調で安定し、主流
の上部に生じる渦も安定するので、弁の振動発生を防止
することができる。

【００１４】なお、以上の実施例では先端シールリング
５４の形状として説明したが、図１乃至図３に示す先端
シールリング５４の先端面の部分が弁体５３自体である
ようなものでは、弁体５３の先端面の形状を前述のよう
に形成すればよい。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、先端
シールリングは、弁体の外周から中心に向かって傾斜し
て弁体の先端面から突出しているので、弁内郭の開けら
れた弁穴を通過して外周から中心の方向へ噴出した流体
は、先端シールリングの傾斜形状に従って斜め方向に流
れ、先端シールリングの内径端縁より内側の弁体先端面
に接する空間では安定した一定の渦が常に存在すること
になり、変動的な流体力が発生せず、弁の振動発生を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による流量加減弁の縦断面
図である。

【図２】図１に示す流量加減弁の作用を示す要部縦断面
図である。

【図３】この発明の他の実施例による流量加減弁の作用
を示す要部縦断面図である。

【図４】従来の流量加減弁の縦断面図である。

【符号の説明】

２１：弁外郭、２２：弁蓋、２３：弁内郭、２５：
組込み弁内郭、２ｉ：弁室、２ｏ：流出口、２ｃ：小
弁穴、２ｄ：大弁穴、５１：弁棒、５３：弁体、５
４：先端シールリング。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の弁穴が明けられた円筒状の弁内
郭と、この弁内郭の内周面に添って軸方向に移動可能な
円筒ピストン状の弁体と、前記弁内郭の内周面に滑接し
て前記弁穴を開閉するように前記弁体の先端外周部に装
着された先端シールリングとを具備する流量加減弁にお
いて、前記先端シールリングの先端面形状を前記弁体の
外周から中心に向かって前記弁体の先端面から突出する
ように傾斜させて形成したことを特徴とする流量加減
弁。