JPH0736081Y2 - 蒸気弁機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、蒸気発生源からの高温高圧蒸気を蒸気タービ
ンに圧送する蒸気タービン系の途中に設けられて、蒸気
タービンへの蒸気の供給，停止を規制する蒸気弁機構に
関し、特に混圧蒸気ラインに設置される蒸気弁機構に関
する。

（従来の技術） 混圧蒸気タービンは、主に化学工場や、製紙工場等にお
いて、各種製造工程から生起，排出される余剰蒸気を有
効に利用すべく、自家発電等を行なって新たな動力源を
得るために汎用されている。

第２図は、混圧蒸気タービンを用いた混圧蒸気タービン
系51を示す概略構成図であり、主工程１において発生し
た蒸気は、蒸気止め弁２及び蒸気加減弁３を通過して蒸
気タービン４に噴射されて流入し、タービン４の動翼を
高速回転させるとともに、このタービン４に接続した発
電機５を起動させて発電し、他方排出蒸気は復水器６へ
と流入し、冷却して復水される。一方、混圧蒸気タービ
ン４は、他の工程において発生する余剰蒸気をも利用し
ており、図に示すように例えば補助工程7a,7b,7cにて発
生した蒸気も蒸気タービン４の各工程側蒸気圧力と同等
の段に混圧蒸気として流入し、主工程１側からの蒸気と
混合して復水器６に至る。ところで、これら補助工程7a
〜7cから蒸気タービン４に至る蒸気タービン系51の途中
には蒸気タービン４の負荷状態等に応じて蒸気の流入を
規制するための蒸気弁機構52が介在しているのが通常で
ある。

第３図は蒸気タービン系51の途中に介装された従来の蒸
気弁機構52を示しており、この機構52は主制御弁18を有
し、この主制御弁18は主シリンダ23内に突入して油圧出
力側Ｏと油圧入力側ｉを画成しつつこの主シリンダ23内
を摺動するピストン24と、ロッド25を介して連結され、
弁室50内にあって図上右方から流入する補助工程7a〜7c
にて発生した蒸気がこの弁室50の下方蒸気タービン側へ
流出するのを規制するごとく、前記ピストン24の移動に
伴なって開口部17を開閉する弁体26を有する。前記ピス
トン24の出力室側Ｏには付勢ばね20が介装され、ピスト
ン24を入力室側ｉへ付勢している。また、入力室側ｉは
油圧入力を中継する中継シリンダ29と接続している。そ
して、中継シリンダ29を介して電磁式油圧方向制御弁21
にて油圧入力室ｉ側に作動油を供給することにより、主
制御弁18を開弁するとともに、作動油供給を停止すると
付勢ばね20の付勢力により閉弁する。

（考案が解決しようとする課題） ところで、このような従来の蒸気弁においては、主工程
１及び補助工程7a〜7cの発生蒸気量でタービン運転中に
おいて電磁式油圧方向制御弁21が何らかの原因により故
障あるいは、電源が断たれた場合、油圧入力室ｉに作動
油が供給され主制御弁18が開弁状態であったものが、作
動油の供給が停止するために主制御弁18は閉弁状態とな
り、このためタービンの負荷が減少する。また、タービ
ン運用の蒸気の割合が主工程１より補助工程7a〜7cの方
が大であるプラントにおいては負荷が減少するばかりで
なく負荷がとれない状態となりタービンの運転ばかりか
プラント全体の操業にも大きな影響を生じさせる可能性
があった。

本考案は上述の欠点を解消し蒸気タービンの負荷状態等
に応じて蒸気タービンへの蒸気の供給，停止を行うべ
く、任意の弁開閉機能を選択しうる蒸気弁機構を提供す
ることを目的とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記目的達成のためのものであって、蒸気タ
ービン系の途中に設けられた開口部を有する弁室内でこ
の開口部に対して進退移動しつつ開口部を開閉して蒸気
タービンへの蒸気の流入を規制するための主制御弁を有
し、この主制御弁の一端はロッドを介して油圧出力室と
油圧入力室を有する主シリンダ内にあって、これら油圧
入力室と油圧出力室とを画成しつつこの主シリンダ内を
摺動するピストンと連結し、主シリンダの油圧出力室側
に介装され主制御弁を開口部に対して常時閉方向へ付勢
する付勢ばねを含み、シリンダの油圧入力室に連なる油
路と油圧出力室に連なる油路との間に電磁式油圧方向制
御弁を設けた蒸気弁機構において、主シリンダの油圧入
力室に連なる油路と油圧出力室に連なる油路との間でか
つ電磁式油圧方向制御弁の前側に手動式方向制御弁を設
け、この手動式方向制御弁は、油圧入力室と油圧出力室
のいずれか１方向にのみ油圧を作用させる場合と、油圧
入力室および油圧出力室とこの手動式油圧方向制御弁と
を接続する油路とを連通させて両室における油圧をバラ
ンスさせる場合との３方向切換手段を有して成ることを
特徴とするものである。

（作用） 電磁式油圧方向制御弁の故障時においても、タービン運
転状態を維持することができる。また蒸気発生源の状態
や蒸気タービンの負荷状態に対応して主制御弁を操作す
ることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示すものであり、図には
蒸気弁機構53の概略全体構成図が示されている。この蒸
気弁機構53は、第２図に示すように従来の蒸気弁機構52
に替えて配設されるものである。従来と同一の構成部分
には同一符号を付して詳細説明は省略する。

第１図において、右端上方部には例えば補助工程7aに連
なる蒸気タービン系51の途中に開設された開口部17が示
されており、この開口部17は蒸気の流入を規制するため
の弁室50を開閉し、補助工程7aと蒸気タービン４と連通
している。

蒸気弁機構53は主制御弁18と付勢ばね20と電磁式油圧方
向制御弁21及び手動式油圧方向制御弁35から構成されて
いる。前記弁室50の近傍には隔壁22に隔されて、主シリ
ンダ23が形成されており、これら弁室50と主シリンダ23
間に跨って主制御弁18が左右方向に移動する。即ち、こ
の主制御弁18は、一端が前記主シリンダ23内に突入して
この主シリンダ23内を出力室Ｏと入力室ｉに画成しつつ
この主シリンダ23内を摺動するピストン24により構成さ
れるとともに、他端は、前記隔壁22に貫入するロッド25
を介して連結され、ピストン24の主シリンダ23内移動に
伴って前記開口部17に対して進退移動する弁体26から形
成される。

主シリンダ23の入力室ｉの一端は透孔27を介して、この
透孔27から拡径した弁座28を一端に有する入力中継シリ
ンダ29に接続されている。そしてこの入力中継シリンダ
29内には前記主シリンダ23の入力室ｉへ作動油を供給
し、ピストン24を左方側へ移動させることにより、主制
御弁18を開放させるための中継弁19が摺動自在に閉設さ
れており、この中継弁19の一端は円錐台部19aを形成し
て前記弁座28に拡径部に係合するとともに、他端は小径
部19bを介して接続されたフランジ部19cをなし、中継シ
リンダ29の内面に摺合形成される。そしてこの中継弁19
の小径部19b周縁には弁ばね31が縮設されており、この
中継弁19を弁座28から離間する方向に付勢力を与えてい
る。また、この中継弁19軸方向中心部を貫いて細穴32が
穿設されており、中継シリンダ29の下方に接続された電
磁式油圧方向制御弁21及び手動式油圧方向制御弁35から
の油圧はこの細穴32を経由しつつ、緩衝され前記主シリ
ンダ23の入力室ｉへ送られる。また、前記弁座28の拡径
部にはドレン穴33が穿設され、図示しないタンクへと接
続している。

他方、前記主シリンダ23の出力室Ｏには付勢ばね20が縮
設されており、前記主制御弁18のピストン24を押接し
て、このピストン24の他端に連結された弁体26を開口部
17を常時閉鎖する方向にバネ付勢している。

本考案において特徴的なことは、蒸気弁機構53の中に、
３方向の油路方向切換を行なうことのできる手動式油圧
方向制御弁35を介設したことであり、図上下方向におい
て、この手動式油圧方向制御弁35の３方向切換手段とし
ての３個の切換可能ポジション35a,35b,35cが示されて
いる。この手動式油圧方向制御弁35は４個のポートP,A,
B,Tを有しており、ポートＰは図示しないポンプに油路
接続されるとともに、専らポンプから供給される作動油
の吸入口として機能する。ポートA,BはポートＰから吸
入された作動油の出口として機能し、さらにポートＴは
専ら排出口として機能し、その延長は図示しないタンク
に接続されている。そして、ポートＡは電磁式油圧方向
制御弁21を介して前記中継シリンダ29に油路接続すると
ともに、ポートＢは電磁式油圧方向制御弁21を介して前
記主シリンダ23の出力室Ｏに油路切換時の油圧変動を防
止するためのオリフィス手段34を途中に介在して油路接
続されている。この手動式油圧方向制御弁35が35aに示
すポジションにある場合は、ポートＰはポートＡのみと
連通し、ポートＢはポートＴのみと連通している。つぎ
に、35bに示すポジションにおいては、ポートＴが遮断
状態にあるのに対し、ポートＰは各々、ポートA,B共に
接点Pcにおいて連通しており、このため、入力中継シリ
ンダ29に連なる油路と、出力室Ｏに連なる油路も又、連
通状態となる。さらに、35cのポジションにおいては、
ポートＰは出力室Ｏに連なるポートＢとのみ連通し、ポ
ートＡはドレン排出口としてのポートＴにのみ連通して
いる。

前記蒸気弁機構53は以下のように作用する。

第１図に示す状態は、電磁式油圧方向制御弁21が故障状
態で手動式油圧方向制御弁35が35aのポジションにあ
り、ポンプから供給される作動油はポートP,ポートＡを
経て入力中継シリンダ29に至り、更に、細穴32で油圧緩
衝されて、これを通過し、主シリンダ23の入力室ｉに流
入してピストン24に油圧入力することにより、付勢ばね
20の付勢力に抗してピストン24を出力室Ｏ側へ移動させ
て今まさに弁体26を開弁させようとしている。この状態
では、第２図に示す従来の機構52と同様の作用を行なう
ものであり、この状態を維持すれば、入力室ｉ側への油
圧により、開口部17から弁体26が離間し、主制御弁18は
全開することとなり、補助工程7aに発生した蒸気は蒸気
タービン４へ流入することとなる。

この状態では、作動油は入力中継シリンダ29に供給され
ないときは、弁ばね31によって中継弁19が戻されて弁座
28が開口し、入力室ｉの作動油はすべてドレンとなって
ドレン穴33から排出され、タンクに貯留されるととも
に、弁体26は付勢ばね20により押接されて、全閉状態と
なる。

次に、弁体26が全開した状態から、何らかの工程側の事
情により、全閉動作させる場合にはまず、手動式油圧方
向制御弁35を35bのポジションに切換える。この時、ポ
ートＰに供給されている作動油は接点Pcを経てポートA,
Bに同時に給油される一方、ドレンに接続されていたポ
ートＴは制御弁35内部でブロックされる。そして、Ａポ
ートを経た作動油は、入力室ｉに連なる入力中継シリン
ダ29に継続して給油されると同時に、Ｂポートを経た作
動油は、オリフィス手段34を通過して前記シリンダ23の
出力室Ｏに流入する。ここにおいて方向制御弁35の接点
Pcにおいて主シリンダ23の入力室ｉに至る油路と、出力
室Ｏに至る油路とが連通し、ピストン24の前後の油圧差
が無くなってしまう結果、付勢ばね20の付勢力の荷重分
だけ、入力室ｉ側へピストン24を押圧する力が勝り、ピ
ストン24は、弁体26の閉鎖方向へ移動し始める。これと
同時に、ピストン24の入力室ｉ側に流入していた作動油
は入力中継シリンダ29の軸心に沿って穿設された細穴32
を逆流して、ポートＡに至り、さらに方向制御弁35の接
点Pc、及びオリフィス手段34を経て、主シリンダ23の出
力室Ｏに逆流する経過をたどる。そして最終的に弁体26
が全閉状態になった後に今度は、方向制御弁35を35cの
ポジションに切換える。この35cのポジションにおいて
は、ポートＰは、ポートＢにのみ接続され、作動油は主
シリンダ23の出力室Ｏにのみ連続して供給される。一
方、それまで、作動油が給油されていたポートＡは、ポ
ートＴにのみ接続されて、作動油はドレンとしてタンク
に落とされる。このため入力中継シリンダ29内の中継弁
19は弁ばね31によって下方に押戻される結果、中継弁19
は弁座28から離間する。そして、入力室ｉに残留してい
た作動油もドレン穴33からタンクへ流出する。ここにお
いて、主シリンダの入力室ｉには良く油圧が作用しなく
なり、弁体26は、付勢ばね20の付勢荷重と、入力室ｉに
働く油圧との両方の荷重により、完全に開口部17の裏面
に当接して、主制御弁18を全閉状態におくこととなる。
ここにおいて、蒸気タービンからの蒸気が弁室50におい
て主制御弁18を逆作用力により開方向に移動させ得るこ
とはなく、完全に閉状態を維持することが可能となる。
再び開弁して補助工程7aにて発生する蒸気を利用したい
場合は、上記と逆の操作を行なえばよい。

尚、開弁位置から35bのポジションに方向制御弁35を切
換える場合、入力中継シリンダ29中の中継弁19に穿設し
た細穴32の穴径を調整することにより、弁体26の閉鎖速
度を任意に調整できるので、例えば、タービンの負荷上
昇率（もしくは下降率）が定められている場合は、この
変化率以上のゆっくりとした閉鎖速度を選択することが
可能であり、これによってタービンが急激な負荷変化を
受けて障害を起こすようなことがない。

また、本実施例では混圧蒸気タービン系に使用される場
合を示したが本考案に係る蒸気弁機構は、主工程のみを
蒸気発生源とする蒸気タービンにも応用することが可能
である。

〔考案の効果〕

本考案に基く蒸気弁機構を用いれば、電磁式油圧方向制
御弁の故障時においてもタービン運転状態を維持するこ
とができるばかりでなく、当該蒸気発生源工程や、蒸気
タービンの負荷状態に対応して、緩急の弁開閉操作を得
ることができ、蒸気弁機構そのものの耐久性を向上させ
るのみならず、蒸気弁機構の本来の機能を確実に達成さ
せることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る蒸気弁機構の一実施例の概略構成
図、第２図は混圧蒸気タービン系を示す概略構成図、第
３図は従来の蒸気弁機構の概略構成図である。 17……開口部、18……主制御弁 20……付勢ばね、21……電磁式油圧方向制御弁 23……主シリンダ、24……ピストン 25……ロッド、26……弁体 29……入力中継シリンダ、30……中継弁 34……オリフィス手段、35……手動式油圧方向制御弁 51……蒸気タービン系、52,53……蒸気弁機構 ｉ……入力室、Ｏ……出力室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気タービン系の途中に設けられた開口部
   を有する弁室内でこの開口部に対して進退移動しつつ開
   口部を開閉して蒸気タービンへの蒸気の流入を規制する
   ための主制御弁を有し、この主制御弁の一端はロッドを
   介して油圧出力室と油圧入力室を有する主シリンダ内に
   あって、これら油圧入力室と油圧出力室とを画成しつつ
   この主シリンダ内を摺動するピストンと連結し、前記主
   シリンダの油圧出力室側に介装され前記主制御弁を前記
   開口部に対して常時閉方向へ付勢する付勢ばねを含み、
   前記シリンダの油圧入力室に連なる油路と前記油圧出力
   室に連なる油路との間に電磁式油圧方向制御弁を設けた
   蒸気弁機構において、前記主シリンダの油圧入力室に連
   なる油路と前記油圧出力室に連なる油路との間でかつ電
   磁式油圧方向制御弁の前側に手動式油圧方向制御弁を設
   け、この手動式油圧方向制御弁は、前記油圧入力室と油
   圧出力室のいずれか１方向にのみ油圧を作用させる場合
   と、前記油圧入力室および油圧出力室とこの手動式油圧
   方向制御弁とを接続する油路とを連通させて両室におけ
   る油圧をバランスさせる場合との３方向切換手段を有し
   て成ることを特徴とする蒸気弁機構。