【発明の詳細な説明】
切換弁
本発明は特に排ガスから熱を抽出するのが実際的であり、即ち望ましい程十分
に高温のガスを通す３個の通路の接合部に設ける切換弁に関するものであり、ま
た特に、本発明は背圧損失を最少にし、即ちサイクル効率を向上させるためバイ
パスの構成を設けたガスタービン複合サイクル発生プラント、又は同時発生プラ
ント、又はその他のプラントの排気システムに使用する切換弁に関するものであ
る。
ガスタービンは圧縮機、ポンプ、及び発電機のような回転機械を駆動するため
に使用されることが多い。ガスタービンは熱力学的に比較的効率の悪い原動機で
ある。これは作動流体の導入口温度が高いにも拘らず、排出温度も比較的高く、
多くの高品度の熱が失われるためである。しかし、単純サイクルのガスタービン
を熱回収蒸気発生機（HRSG）、又はその他の熱交換器に結合するのが今日の通常
のプラクティスであり、これにより作動流体から一層多くの熱を抽出し、複合サ
イクルプラントの蒸気タービンのための過熱蒸気、又は或るプロセスのための飽
和蒸気、又は同時発生システムにおける過熱蒸気と飽和蒸気とを得ている。
ガスタービンの排気口に続く排気ダクトシステムにおいては、ガスの流速を比
較的高いレベルに維持し、これによりダクトとサイレンサとの寸法を減少させ、
熱回収装置内の高い熱伝達速度を向上させている。しかし、このような高速状態
では、排気システム内の圧力降下が著しいものとなり、これ等の圧力降下によっ
て背圧が増大し、そのためタービンの出力動力が減少してしまう。タービンの背
圧が水柱で100ｍｍ増大すると、出力動力が１％減少するので、この背圧は非常
に大きな経済的意味を有する。
熱回収装置を組み込んだ排気システムには次のような機能を遂行するために切
換弁、即ち遮断ダンパを必ず設けている。
（１）タービンを単純サイクルで作動させながら、即ち作動流体から熱の回収
を行うことなく、バイパスを通じてガスの排出を行っている間、保守作業の実施
が可能なように熱回収蒸気発生器を遮断することができるようにすること。
（２）熱回収システムを作動させている時、バイパスへの熱損失を最少にする
こと。
（３）始動時、休止時、及び部分負荷作動時にガスの流れを制御すること。
Ｔ字状接合部があるシステム内の位置に、代表的にはHRSG導入口位置、及びバ
イパス位置に、又はこの位置に隣接して、これ等切換弁、又はダンパを位置させ
ることが多い。ガスの流れが鋭い湾曲部の周りに指向している時、これ等のＴ字
状接合部によって、速度圧力の115％程度の大きな圧力降下を引き起こす。プラ
ントのレイアウトに応じて、プラントがバイパスモードで作動している時、又は
熱回収モードで作動している時、湾曲部を通ずる流れが発生する。
速度圧力の約３５％まで圧力降下を減少させるためダクトシステム内の鋭い湾
曲部に旋回羽根、又は過流防止壁を設けることが多いが、これ等旋回羽根、又は
過流防止壁はダクト内の接合部に固着することができない。これは流れが直線流
通モードで指向している時は旋回羽根が流れを阻害するからである。
廃熱回収システムを有する大部分のプラントがバイパスを閉じた状態で作動す
るものと通常考えられているが、プラントがバイパスを通じて長期間にわたり作
動することもあり得る。これは、恐らくは熱回収装置の構成が進行している間、
プラントは単純サイクルで最初作動するからであり、又は負荷の需要の減少のた
めか、又は熱回収装置の保守作業のためである。従って、流れの方向の湾曲部が
バイパスに向いている時でも、湾曲部の本来的な圧力損失を減らす装置を設ける
ことによって著しい経済的節約を行うことができることは明らかである。
現在、ガスタービン複合サイクルプラント、又はガスタービン同時発生プラン
トにおいて切換弁を設置することは技術の現状であると考えられている。これ等
の切換弁の機能は次の通りである。
ａ）ガスタービンを始動するため熱回収蒸気発生器（HRSG）を遮断すること。
ｂ）複合サイクルモードの作動に変換するためHRSGへの排ガスの流れを制御す
ること。
ｃ）単純サイクルモードの作動中に、HRSGの検査と保守作業とを可能にするこ
と。
ｄ）プラントの位相を合わせた構成及び作動を容易にすること。即ち、HRSG、
及び蒸気タービンを構成している間、ガスタービンを単純サイクルモードで回転
させるのが通常である。
ルーバダンパ、又はフラップダンパ及び現代の切換弁の形態を有する構成にお
いては、バイパスを作動させる場合、鋭い湾曲部を使用して９０度にわたり流れ
を旋回させることが必要となり、その結果、速度圧力の1.15倍の圧力損失を招く
のが通常である。このため、出力動力を減少させ、効率を低下させ、乱流を発生
して、プレナムダクト、又は隣接するダクトに振動の問題を引き起こすこともあ
る。
国際出願第PCT/GB91/01585号（WO 92/05380）にこのような問題を解決する可
能性がある方法が記載されており、その切換弁は高温ガスを通す３個の通路の接
合部に設けられ、この接合部の一方の分岐送出口を閉じる第１位置と接合部の他
方の分岐送出口を閉じる第２位置との間に回動できる閉塞部材を設け、閉塞部材
が他方の分岐送出口を閉じる時、一方の分岐送出口に通るガスの流れを助けるた
め１個、又はそれ以上の旋回羽根を閉塞部材によって支持している。
この国際出願第PCT/GB91/01585号の発明では、単純サイクルで作動中、湾曲部
による損失を旋回羽根によって有効に減少させるように切換弁のブレード、即ち
閉塞部材上に旋回羽根を取り付けている。最も普通の用途では、複合サイクルで
作動する状態に弁がある時、この旋回羽根は切換弁のブレード、即ち閉塞部材の
上方の空間内に後退している。
しかし、この国際出願第PCT/GB91/01585号の発明の多くの用途では、切換弁の
ブレード、即ち閉塞部材は非常に大きくなり、ブレード構造、即ち閉塞部材に直
接取り付けた旋回羽根が加わると付加的トルクの非常に大きな負荷が加わること
になり、トグル駆動の切換弁の場合には、この切換弁の作動が困難になる。これ
はトグル駆動軸及びリンクの存在のためである。
一般に、トグル駆動システムは、枢着軸から直接駆動される切換弁に比較する
と、非常に大形の切換弁の場合、必要な作動トルクを減らすことができる利点が
ある。また、トグル駆動システムによってブレードの中心部を付加的に支持する
から、ガスの流れに生ずる動的圧力変動によって加わる作用を軽減することがで
きる。トグル軸はリンクの幾何学的形状に従って９０度〜１７０度の角度にわた
り通常回転する。例えば、トグルで駆動されるシステムを有する切換弁はブレー
ドの回転角が９０度になるように設計されており、代案の構造では、リンクの構
成によって通常７０度のブレードの回転と、９０度のトグル軸の回転とを行うよ
うに構成されている。
国際出願第PCT/GB91/01585号の発明に記載されているようなブレードに取り付
けた旋回羽根に代わる既知の旋回羽根は、別個の作動機構、即ち切換弁の作動シ
ステムから独立した作動機構を有する別個に枢着した旋回羽根システムを使用す
る。しかし、この代案の構成は切換弁のブレード、即ち閉塞部材と旋回羽根とが
相互に干渉するシーケンス外の作動を防止するため、有効な相互ロックシステム
に完全に依存している欠点がある。このような性質の相互ロックシステムは衆知
のように誤作動を起こし易く、同様の形式の用途（例えば相互ロックされたルー
バダンパ）について多くの故障が発生しており、悲惨な結果を招いている。
本発明の目的は、旋回羽根を切換弁のブレード、即ち弁閉塞部材に直接取り付
けた場合でも、又は旋回羽根を切換弁から独立させて作動させた場合でも、既知
のシステムにおける旋回羽根を設けた切換弁において生ずる上述の欠点を解消す
るにある。
本発明は従来の技術と異なり、ブレード、即ち弁閉塞部材とは別個に旋回羽根
を回動させるが、切換弁のブレード作動システムにより旋回羽根を直接駆動する
ようにした切換弁用の旋回羽根を提供する。このシステムは非常に大形の切換弁
に特に適用することができる。
本発明の第１の態様による切換弁は、高温ガスを通す３個の通路の接合部に設
けた切換弁であって、この接合部の一方の分岐送出口を閉じる第１位置と前記接
合部の他方の分岐送出口を閉じる第２位置との間に回動できる閉塞部材を設け、
この閉塞部材が前記他方の分岐送出口を閉じている時、前記一方の分岐送出口を
通るガスの流れを助けるため前記接合部に設けた少なくとも１個の旋回羽根を有
する旋回羽根組立体を設けた切換弁において、前記旋回羽根組立体を前記閉塞部
材から分離すると共に、この閉塞部材を作動させる際、前記旋回羽根組立体を回
動させるため前記閉塞部材のための作動手段に前記旋回羽根組立体を結合したこ
とを特徴とする。
従って本発明によれば、弁閉塞部材と別個に枢着した羽根組立体を設け、この
羽根組立体を切換弁作動システムに直接結合する。
よく知られているように、切換弁内の湾曲部における損失（圧力損失）はこの
湾曲部の内側隅角部の幾何学的形状によって強力な影響を受ける。流れの分離に
よる数個の損失や、流れの反転すら発生する可能性がある。湾曲部の内側の隅角
部の下流の区域に流れを指向させるため羽根を使用することによって、流れの分
離と再循環とに起因する損失を減らすことができる。最も有効なのは湾曲部の内
側に一層近い羽根である。
本発明切換弁においては、トグル駆動軸に固着した１個、又はそれ以上の作動
アームにより、更に作動アーム又は複数個の作動アームの外端から旋回羽根組立
体までのリンク又は複数個のリンクにより旋回羽根組立体を直接駆動するように
構成するのが好適である。
本発明の好適な構造では、切換弁の閉塞部材のための作動アーム又は複数個の
作動アームと、旋回羽根組立体のための作動アーム又は複数個の作動アームとを
トグル駆動軸によって支持し、作動アームをそれぞれのリンクによって閉塞部材
、及び旋回羽根組立体に連結し、これによりトグル駆動軸の回転によって閉塞部
材、及び旋回羽根組立体を同時に回動させる。
旋回羽根組立体は代表的には３個の旋回羽根を支持するが、旋回羽根の実際の
数はユニットの寸法によって定まり、トグル駆動軸の位置によって許容される空
間によって生ずる制約によって定まる。
この切換弁の閉塞部材（切換弁のブレード）を傾斜するように適切に配置する
が、第２位置において閉塞部材が約７０度回転しており、垂直線に対して約２０
度の角度に傾斜しているように閉塞部材を配置するのが好適である。この構成は
単純サイクルでの作動状態における圧力損失、振動、及び騒音を減少させるのを
助ける好適な構造である。代案として、HRSGへの通路を閉じる位置で接近する流
れにブレードが垂直である通常の切換弁ブレード形態に組み合わせて、トグル軸
によって作動する羽根組立体を設けることもできる。
本発明の第２の態様によれば弁床が上方に傾斜した切換弁を提供することもで
き、弁閉塞部材の上流の位置において、この傾斜の角度は必ずしも１０度とは限
らないが、代表的に約１０度である。
即ち、本発明の第２の態様による切換弁は高温ガスを通す３個の通路の接合部
に設けた切換弁であって、この接合部の一方の分岐送出口を閉じる第１位置と前
記接合部の他方の分岐送出口を閉じる第２位置との間に回動できる閉塞部材を設
けた切換弁において、前記閉塞部材の上流の位置において、必ずしも１０度とは
限らないが代表的に約１０度の角度に前記切換弁の弁床を上方に傾斜させたこと
を特徴とする。
切換弁にこのような傾斜した弁床を設ける要旨は、上述したようにHRSGへの通
路を閉じる位置において、作動ブレード（弁閉塞部材）が約７０度回転しており
作動ブレードが傾斜（垂直線に対して約２０度の角度が好適である）している場
合に特に適用することができる。この場合、この傾斜したブレードと隆起（傾斜
）した弁床とによって、ブレードと弁床との交差部に隣接して流れの再循環の区
域が発生する可能性を減少させ、外側の羽根、又は外側の複数個の羽根の作用に
代わる有効な役割を果たす。HRSGへの通路を開いている状態で大きな圧力損失、
又は流れの乱流を下流側に生じないように隆起した弁床の高さを定める。
また、傾斜した弁床を設けることは、HRSGへの通路を閉じる状態で弁閉塞部材
が接近する流れに対し垂直である場合にも適用することができる。
上述したような上方に傾斜した弁床を切換弁に設けることは、本発明の第１の
態様による切換弁に適用することができ、又は既知の切換弁にも適用することが
でき、この既知の切換弁とは弁閉塞部材によって旋回羽根を支持する国際出願第
PCT/GB91/01585号による形式のものか、又は弁閉塞部材作動機構から独立して別
個の作動機構を旋回羽根システムが有する形式のものであり、又はこのような旋
回羽根システムが無い切換弁にもこの要旨を適用することができる。
また、切換弁の内側隅角部に斜面を形成するのが好適であり、これは下流の流
れが分離する量を減少させることに貢献する。
本発明の第３の態様によれば弁筒体とサイレンサとの中心線を切換弁の中心線
からずらした切換弁を提供することができる。
即ち本発明の第３の態様による切換弁は、高温ガスを通す３個の通路の接合部
に設けた切換弁であって、この接合部の一方の分岐送出口を閉じる第１位置と前
記接合部の他方の分岐送出口を閉じる第２位置との間に回動できる閉塞部材を設
けた切換弁において、弁筒体とサイレンサとの中心線が前記切換弁の中心線から
ずれていることを特徴とする。
切換弁の中心線はバイパス送出口孔の中心線に関して採用している。サイレン
サの中心線を弁のHRSGに向けてずらし、バイパスへの流路を改善する。バイパス
への流れの分散のこの改善はサイレンサの有効な作動のために重要である。
切換弁の閉塞部材を作動させるためトグル駆動システムを設けた場合、弁筒体
とサイレンサとの中心線上にトグル駆動軸を設置するのが便利である。しかし、
本発明の第３の態様によるこの構成は枢軸駆動切換弁にも同様に適用できること
に注目すべきである。
弁筒体とサイレンサとの中心線を切換弁の中心線からずらす本発明の第３の態
様による要旨は、本発明の第１の態様、又は第２の態様、又はその両方による切
換弁に適用することができ、又は既知の切換弁にも適用することができ、既知の
切換弁とは弁閉塞部材によって旋回羽根を支持する国際出願第PCT/GB91/01585号
による形式のものか、又は弁閉塞部材作動機構から独立して別個の作動機構を旋
回羽根システムが有する形式のものであり、又はこのような旋回羽根システムが
無い切換弁にもこの要旨を適用することができる。
更に、本発明の第４の態様によれば、多重フラップ構造を有し、その下部の一
層小さいフラップ閉塞部材をその閉塞位置において必ずしも４５度に限らないが
代表的に４５度の角度に傾けた切換弁を提供することができる。
即ち本発明の第４の態様による切換弁は、高温ガスを通す３個の通路の接合部
に設けた切換弁であって、この接合部の一方の分岐送出口を閉じる第１位置と前
記接合部の他方の分岐送出口を閉じる第２位置との間に回動できる閉塞部材を設
けた切換弁において、前記閉塞部材が多重フラップ構造を有し、この構造の下部
の一層小さいフラップ閉塞部材をその閉塞位置で必ずしも４５度に限らないが代
表的に約４５度の角度に傾斜させて配置したことを特徴とする。
HRSGへの通路を閉じている位置で下部の一層小さなフラップ閉塞部材が垂直で
ある多重フラップ切換弁は既知であるが、弁の閉塞位置でこの下部のフラップを
傾斜させた本発明の第４の態様による構成は新規であり、垂直な切換弁閉塞部材
の底部における流れの再循環の区域を無くすることによって弁のバイパスへの流
れを向上させることができる。
上述したように、閉塞位置において、多重フラップ切換弁の下部の小さなフラ
ップ閉塞部材を傾斜するように配置する本発明の第４の態様による要旨は、本発
明の第１の態様、又は第２の態様、又は第３の態様、又はこれ等の態様による切
換弁に適用することができ、又は既知の切換弁に適用することができ、この既知
の切換弁とは弁閉塞部材によって旋回羽根を支持する国際出願第PCT/GB91/01585
号による形式のものか、又は弁閉塞部材作動機構から独立して別個の作動機構を
旋回羽根システムが有する形式のものであり、又はこのような旋回羽根システム
が無い切換弁にもこの要旨を適用することができる。
ガスタービンからの高温の排気ガスを流すＴ字状接合部であって、このＴ字状
接合部の一方の接合部送出口をバイパス筒体に連結し、他方の接合部送出口を熱
回収蒸気発生器、又はその他の熱交換器に連結したＴ字状接合部に使用するよう
に、本発明切換弁は特に意図したものである。しかし、本発明はそのような用途
に限定されない。また、排出するガスから熱を抽出するのが実際的、又は望まし
い十分高温であるガスを通す３個の通路の接合部に本発明切換弁を設けることが
できる。
本発明切換弁は装置の一部としてHRSG導入機能、及び分離機能を遂行すること
ができ、また必ずしも９０度とは限らないが代表的に約９０度の湾曲部を通じて
ガスの流れを転換させる時の圧力損失を、設けられた旋回羽根によって減らすこ
とができる。ガスの流れが直線である時は、閉塞部材の背後の分離した空間内に
この旋回羽根を動かす。
３個の通路の接合部の２個の分岐送出口ダクトを横切って固着したフレームを
この切換弁に適切に設け、この分岐送出口の通路に１組宛の２組のシール面をフ
レームに設け、このフレームのシール面にそれぞれ協働する２組のシールを支持
する回動可能なフラップによって閉塞部材を構成する。このフラップをリンクし
たトグル駆動軸を旋回させることによってフラップを適切に作動させる。この構
成により、２個の流れの方向を同時にフラップによって閉じることはあり得ず、
従ってこのシステムは本来的に安全である。
添付図面を参照して例として本発明を更に説明する。
第１図は接合部の一送出口を経てガスを偏向させる位置に弁の閉塞部材を示し
、Ｔ字状接合部に設けた本発明切換弁の線図である。
第２図は弁閉塞部材の上流で弁床を傾斜させた切換弁の線図である。
第３図は弁筒体とサイレンサとの中心線から弁の中心線をずらした切換弁の線
図である。
第４図は閉塞部材が多重フラップ構造で、弁の閉塞位置において多重フラップ
構造の下部フラップが傾斜している切換弁の線図である。
第５図は閉塞部材が多重フラップ構造であるが、弁の閉塞位置において多重フ
ラップ構造の両方のフラップが垂直になっている既知の切換弁の線図である。
発明の背景として代表的なガスタービンサイクルの設計を示す国際出願第PCT/
GB91/01585号の第１図〜第３図を参照する。
本願においては第１図に１つの切換弁を示し、ガスタービンからの高温の排ガ
スの流れを矢印２によって示し、熱回収蒸気発生器（HRSG）へのガスの流れを矢
印３によって示し、バイパスへの代替ガスの流れを矢印４によって示す。
この切換弁１は弁閉塞部材、即ちブレード５を有し、第１図に示す位置（HRSG
への通路を閉じる位置）と、弁閉塞ブレード５がバイパス送出口を閉じている位
置（図示せず）との間に移動できるように７において枢着したフラップアーム６
によってブレード５を構成する。フラップアーム６の両面に１対のシール板８を
支持し、各シール板８に周縁シール（図示せず）を設ける。この周縁シールは、
英国特許第GB-A-1308801号、又は第GB-A-2060824号、又は国際出願第PCT/GB89/0
1382号（WO 90/06460）、又は第PCT/GB89/00975号（WO 90/02279）に記載されて
いる形式のものが好適である。この切換弁は更に、切換弁を取り付ける接合部の
２個の送出ダクトの周縁の周りに配置した適当なフレームを具える。このフレー
ムに２組のシール面を設け、その各１組のシール面を各送出ダクトに関連させ、
シール板８に設けた周縁シールにフレームのこれ等シール面をそれぞれ協働させ
る。
トグル駆動システム１０にトグル駆動軸１１と２対の作動アーム１２、１３と
を設け、アーム１２の端部からブレード５まで延びる１対のリンク１４を介して
弁閉塞ブレード５に上記作動アームのうちの１対の作動アーム１２を連結する。
アーム１３の端部から旋回羽根組立体２０まで延びる１対のリンク１５を通じて
、このトグル駆動システムの他方の１対の作動アーム１３を旋回羽根組立体２０
に連結する。１組のアーム１２、１３、及び１組のリンク１４、１５のみを第１
図に示すが、これ等に対応するアーム１２、１３、及びリンク１４、１５がこの
反対側に配置されている。
旋回羽根組立体２０自身を旋回羽根枢着軸２１の周りに枢着し、この組立体２
０によって一連の湾曲旋回羽根２２を支持する。バイパス筒体へガスを流すため
、この切換弁が第１図に示す位置（HRSGへの通路を閉じる位置）にある時、湾曲
旋回羽根２２はガスの流れを助けるように機能する。これに反し、熱回収蒸気発
生器にガスを流すように鎖線にて示す位置（バイパスを閉じる位置）にトグル駆
動システム１０が回転した時、湾曲旋回羽根２２はガスの流れの通路から後退し
ている。第１図においては、図面の表示を簡明にするため、バイパスを閉じる位
置（フラップアームの水平位置）にこの切換弁５が位置している状態は示してい
ない。
バイパスを閉じる位置に旋回羽根組立体２０が回転する時、鎖線に示す位置ま
で上方に回動する以前に、この旋回羽根組立体２０が第１図の右にどれだけ移動
するかを符号２３が示している。
第１図に示す旋回羽根組立体２０は３個の羽根２２を有しているが、その実際
の数はこのユニットの寸法によって定まるものであり、トグル駆動軸１１の位置
によって許される空間によって制限を受ける。
このガスの通路の湾曲部の内側の隅角部の下流の区域内にガスの流れを指向さ
せるために旋回羽根２２を使用することによって、流れの分離と再循環とに起因
する損失を減らすことができる。最も効果を有する羽根はこの湾曲部の内側に一
層近い羽根である。
本発明によれば、第１図に示すように旋回羽根組立体２０は弁閉塞部材５から
分離している。しかし弁閉塞部材を作動させる際、旋回羽根組立体２０を回動さ
せるため、弁閉塞部材５のためのトグル駆動システム１０に旋回羽根組立体２０
を結合している。従って、旋回羽根２２は別個に回動するが、トグル駆動軸１１
によって構成されるこの弁ブレード作動システムによって旋回羽根２２は直接駆
動される。そしてこの構造は非常に大形の切換弁に特に適している。
第１図は弁ブレードが７０度回転してHRSGへの通路を閉じる位置にあって約２
０度の角度だけ傾いた角度に切換弁のブレード５を示す。これは単純サイクル作
動位置における圧力損失、振動、及び騒音を減少させるのを助ける好適な配置で
ある。通常の切換弁ブレードの形態を利用することもでき、そのブレードの形態
はHRSGへの通路を閉じている状態で接近して来るガスの流れに対しブレードが垂
直である。
国際出願第PCT/GB91/01585号に特に記載しているように、最も好適には旋回羽
根２２は一連の湾曲した板から成り、これ等板を単一外板構造、又は二重外板構
造にすることができ、３個の通路の接合部の湾曲部の内側隅角部から外側まで湾
曲した板をその作動位置において半径方向外方に配置する。これ等の羽根はでき
るだけダクトの全幅にわたり配置する。
国際出願第PCT/GB91/01585号に記載されているように、これ等の羽根２２は適
切にも２個の形式がある。即ち、湾曲部の傾斜部に渡した薄いシートにすること
ができ、又は導入口の流れの分散が悪い場合には、一般にエーロフォイル形断面
の羽根を使用することができる。
従って、必ずしも９０度とは限らないが通常は９０度である角度にガスの流れ
を指向させる時、圧力降下を減らすための旋回羽根を有し、３個の通路の接合部
に適合させて切換弁を設ける。このような切換弁は両方の送出口の流通路を同時
に閉じることはあり得ないので本来的な安全性がある。
第２図はHRSGへの通路を閉じる位置にある弁閉塞部材、即ちブレード３１を約
２０度の角度に傾けている切換弁３０を示しており、この第２図の切換弁３０は
弁閉塞部材３１の少し上流位置において切換弁の弁床３２を上方に約１０度傾け
ている。この弁床３２の角度は必ずしも１０度とは限らないが１０度は代表的な
角度である。図面に示すように、この切換弁の弁床は弁閉塞部材の直ぐ上流で水
平であり、次に弁閉塞部材の下流側で水平から離れて下降する。弁閉塞部材はこ
の下方に傾斜する弁床に対しほぼ９０度の角度をなすのが好適である。
また、第２図に示すように湾曲部の内側隅角部３３は斜面を形成している。
傾斜するブレード３１と隆起した弁床３２とによってブレードと弁床との交差
位置に隣接して流れの再循環区域を生ずる可能性を減らし、外側旋回羽根の代わ
りにその作用を有効に果たす。また、傾斜した内側隅角部３３も下流側の流れが
分離する量を減らすように貢献する。HRSGへの通路を開放する位置にある時、下
流側に大きな圧力損失、又は流れの乱流を生じないように隆起した弁床の高さを
定める。
旋回羽根組立体、又はトグル駆動システムを第２図には示していない。上述し
たように、第２図に示した要旨は第１図に示す本発明の態様と組み合わせて使用
されるものであり、即ち本発明の別個の態様を構成している。
第３図はHRSGへの通路を閉じる位置において、弁閉塞部材、即ちブレード４１
が約２０度の角度に傾斜している切換弁４０を示す。この弁４０は筒体４２と、
弁バイパス送出口４４の上方のサイレンサ４３とを基本的に具える。図３に示す
位置（HRSGへの通路を閉じる位置）と、弁バイパス送出口４４を閉じる位置（仮
想線にて示す）との間に動き得るように弁閉塞部材４１を枢着する。
バイパス送出口部４５は断面が方形、又は長方形であるのが通常であり、弁閉
塞部材４１を作動させるためトグル駆動システムを設けた場合に、このバイパス
送出口部４５はダクト延長部、即ちトグル駆動ハウジングを有効に具える。第３
図ではトグル駆動軸４６を線図的に示す。この弁筒体の遷移部４７の底部４８の
断面は方形、又は長方形であるが、頂部の断面は円形であり、サイレンサ４３の
底部を構成している。
弁筒体４２とサイレンサ４３との中心線を第３図では符号５０で示し、切換弁
４０の中心線を符号５１によって示す。この切換弁の中心線５１はバイパス送出
口孔４４の中心線として採用している。図面から明らかなように、弁筒体とサイ
レンサとの中心線５０は弁の中心線５１に対し、弁のHRSG側の方向にずれており
、このように構成すれば、弁バイパスへの流路を改善することがわかった。バイ
パスへの流れの分散をこのように改善することはサイレンサ４３の有効な作動の
ために重要である。
例えば第１図を参照して説明したように、弁閉塞部材４１を作動させるためト
グル駆動システムを設ける場合、弁筒体とサイレンサとの中心線５０上にトグル
駆動軸を設置するのが便利である。しかし、バイパス送出口部４５を傾斜ダクト
延長部として考える時は、上述したような中心線５０、５１のずれを枢着軸駆動
切換弁に同じように適用できることに注意すべきである。
第３図には旋回羽根組立体を示していない。上述したように、第３図に示した
要旨は第１図に示した発明の態様と、又は第２図に示した発明の態様と、又はそ
の両方の態様と組み合わせて使用されるものであり、即ち本発明の別個の態様を
構成している。実際上、第３図に示す切換弁は第２図を参照して一層詳細に説明
した傾斜弁床５２を有している。
本発明切換弁は多重フラップ構造を有する閉塞部材を随意に組み込むことがで
き、第５図はHRSGへの通路を閉じる位置において両方のフラップ閉塞部材７１、
７２が垂直位置にある既知の多重フラップ切換弁７０を示す。
第４図は本発明の他の態様による切換弁６０を示し、この弁閉塞部材は多重フ
ラップ構造を有する。また特に第４図に示すように、この弁閉塞部材は上部の一
層大きなフラップ閉塞部材６１と、下部の一層小さなフラップ閉塞部材６２とか
ら成り、これ等フラップ閉塞部材６１、６２をそれぞれ６３、６４で枢着してい
る。
第４図に示す位置（HRSGへの通路を閉じる位置）と、弁バイパス送出口を閉じ
る位置（仮想線で示す）との間に移動できるように閉塞部材６１を枢着すると共
に、図示の位置（HRSGへの通路を閉じる位置）と、この切換弁の弁床に設けた凹
所６５内に静止する位置（図示せず）との間に移動できるように閉塞部材６２を
枢着する。HRSGへの通路を閉じる位置において閉塞部材６１、６２をシールする
ため、適当なシール、又はシール座を棒６６に設ける。
HRSGへの通路を閉じる位置において、下部の一層小さなフラップ閉塞部材６２
を傾斜させる。その角度は４５度が代表的であるが、必ずしもこの角度でなくと
もよい。この弁の閉塞位置において閉塞部材６２を傾けるこの構成は、流れの再
循環区域（第５図に符号７３によって示す）を消滅させることによって弁バイパ
スへの流れを改善する。このようにしないと、第５図に示すような既知の形式の
垂直多重フラップ切換弁閉塞部材の底部に流れの再循環区域が形成される。
第４図には旋回羽根組立体、又はトグル駆動システムを示していない。上述し
たように、第４図に示した要旨は第１図に、又は第２図に、又は第３図に、又は
これ等の図面に示した発明の態様を組み合わせて使用されるものであり、即ち本
発明の別個の態様を構成している。特に、国際出願第PCT/GB91/01585号に、又は
本願の第１図につき説明したような旋回羽根構造をこの閉塞部材６１自身によっ
て支持してもよいし、その旋回羽根構造に閉塞部材６１を結合してもよい。Detailed Description of the Invention
Switching valve
The present invention is particularly practical, i.e., sufficient to extract heat from the exhaust gas.
The present invention relates to a switching valve provided at the junction of three passages through which high-temperature gas passes.
In particular, the present invention minimizes back pressure loss, i.e., to improve cycle efficiency,
Gas turbine combined cycle generation plant with path configuration or cogeneration plant
Or switching valves used in the exhaust system of other plants.
It
Gas turbines drive rotating machinery such as compressors, pumps, and generators
Often used for. Gas turbines are thermodynamically less efficient prime movers.
is there. This is because the inlet temperature of the working fluid is high, but the discharge temperature is also relatively high.
This is because a lot of high quality heat is lost. But a simple cycle gas turbine
It is common today to couple a heat recovery steam generator (HRSG), or other heat exchanger
Practice to extract more heat from the working fluid and
Superheated steam for steam turbines in Uccle plants, or satiety for certain processes
We obtain either Japanese steam, or superheated steam and saturated steam in a cogeneration system.
In the exhaust duct system that follows the exhaust port of the gas turbine, the gas flow rate is
Maintain a relatively high level, which reduces the dimensions of the duct and silencer,
The high heat transfer rate in the heat recovery device is improved. But such a fast state
Then, the pressure drop in the exhaust system becomes significant, and these pressure drops cause
The back pressure increases, which reduces the output power of the turbine. Turbine back
If the pressure increases by 100 mm in the water column, the output power will decrease by 1%.
Has great economic significance to.
Exhaust systems that incorporate a heat recovery device must be turned off to perform the following functions:
A switching valve, that is, a shut-off damper is always provided.
(1) Recovering heat from the working fluid while operating the turbine in a simple cycle
Perform maintenance work while discharging gas through the bypass without performing
To allow the heat recovery steam generator to be shut off so that
(2) Minimize heat loss to the bypass when operating the heat recovery system
thing.
(3) Controlling the gas flow during start-up, rest, and partial load operation.
At the location in the system where the T-junction is located, typically the HRSG inlet position and
Position these switching valves or dampers at or adjacent to the Y-pass position.
Often. These T-shapes when the gas flow is directed around a sharp bend
The joints cause a large pressure drop of around 115% of the velocity pressure. Plastic
Depending on the layout of the plant, when the plant is operating in bypass mode, or
Flow through the bend occurs when operating in heat recovery mode.
A sharp bay in the duct system to reduce the pressure drop to about 35% of the velocity pressure
Swirling vanes or overflow prevention walls are often provided on curved parts, but these swirling vanes or
The overflow wall cannot be fixed to the joint in the duct. This is a straight flow
This is because the swirl vane impedes the flow when directing in the through mode.
Most plants with waste heat recovery systems operate with bypass closed
It is usually thought of as a
It can move. This is probably because the heat recovery device configuration
Because the plant operates first in a simple cycle, or when the demand for load is reduced.
This is due to the maintenance work of the heat recovery device. Therefore, the bend in the flow direction is
Provide a device to reduce the inherent pressure loss in the bend, even when facing the bypass
It is clear that this can result in significant economic savings.
Currently, gas turbine combined cycle plant or gas turbine simultaneous generation plan
It is considered to be the current state of the art to install a switching valve in the market. These
The function of the switching valve is as follows.
a) Shut off the heat recovery steam generator (HRSG) to start the gas turbine.
b) Control the flow of exhaust gas to the HRSG to convert to combined cycle mode operation.
To do.
c) To allow HRSG inspection and maintenance work during operation in simple cycle mode.
When.
d) facilitating in-phase configuration and operation of the plant. That is, HRSG,
And rotating the gas turbine in simple cycle mode while configuring the steam turbine
It is usually done.
For louver dampers or flap dampers and modern switching valve configurations.
And when activating the bypass, use a sharp bend to
It is necessary to swivel, resulting in a speed pressure of 1. 15 times more pressure loss
Is normal. This reduces output power, reduces efficiency, and creates turbulence.
May cause vibration problems in the plenum duct or adjacent ducts.
It
International application No. PCT / GB91 / 01585 (WO 92/05380) may solve such problems.
A possible method is described, and the switching valve has three passages for passing hot gas.
The first position, which is provided at the joint and closes one branch outlet of this joint, and the other
A closing member that can rotate is provided between the second branch closing port and the second position.
Help the gas flow through one branch outlet when it closes the other branch outlet.
Therefore, one or more swirl vanes are supported by the closing member.
In the invention of this international application No.PCT / GB91 / 01585, the bending part is operated during a simple cycle.
The blades of the switching valve, i.e., so that the losses due to
A swirl vane is mounted on the closing member. In most common applications, in combined cycles
When the valve is in the actuated state, the swirl vanes act as blades of the switching valve,
It is receding into the upper space.
However, in many applications of the invention of this International Application No. PCT / GB91 / 01585,
The blade or closure member becomes very large and is
A very large load of additional torque is applied when the swirl vanes attached in contact are added.
In the case of a toggle drive switching valve, it becomes difficult to operate this switching valve. this
Is due to the presence of toggle drive shafts and links.
In general, toggle drive systems compare to switching valves driven directly from a pivot.
And the advantage of being able to reduce the required operating torque for very large directional valves.
is there. In addition, the toggle drive system additionally supports the center of the blade.
Therefore, it is possible to reduce the effect exerted by the dynamic pressure fluctuation generated in the gas flow.
Wear. The toggle axis spans 90-170 degrees depending on the link geometry
Normally rotates. For example, a switching valve with a toggle driven system is a
It is designed so that the rotation angle of the link is 90 degrees. In the alternative structure, the link structure is
Depending on the composition, normally the blade rotates 70 degrees and the toggle shaft rotates 90 degrees.
It is configured as follows.
Mounted on a blade as described in the invention of International Application No. PCT / GB91 / 01585
The known swirl vane alternative to the single swirl vane is a separate actuating mechanism, namely the actuating system of the diverter valve.
Uses a separately pivoted swirl vane system with an actuation mechanism independent of the stem
It However, in this alternative configuration, the blade of the switching valve, that is, the closing member and the swirl vane, are
Effective interlocking system to prevent out-of-sequence actuation that interferes with each other
It has the drawback of being completely dependent on. Mutual lock systems of this nature are popular
It is prone to malfunctions, such as
Many troubles have occurred in Badampa), causing disastrous results.
It is an object of the present invention to mount a swirl vane directly on a blade of a switching valve, that is, a valve closing member.
Even if it is broken, or if the swirl vane is operated independently of the switching valve, it is known
Eliminates the above-mentioned drawbacks that occur in a directional control valve equipped with swirl vanes
There is
The present invention differs from the prior art in that the swirl vane is separate from the blade or valve closure member.
But the swirl vanes are driven directly by the blade actuation system of the switching valve.
A swirl vane for the switching valve is provided. This system is a very large switching valve
Especially applicable to.
The switching valve according to the first aspect of the present invention is provided at a joint portion of three passages through which hot gas passes.
A double-sided switching valve, the first position closing one branch outlet of the joint and the connection
A rotatable closing member is provided between the other branching outlet of the joining portion and the second position for closing the branching outlet.
When the closing member closes the other branch outlet, the one branch outlet is closed.
Has at least one swirl vane provided at the junction to aid in the flow of gas therethrough.
In the switching valve provided with the swirl vane assembly,
The swirl vane assembly is rotated when it is separated from the material and the closure member is activated.
For connecting the swirl vane assembly to actuating means for the closure member for movement.
And are characterized.
Accordingly, in accordance with the present invention, a vane assembly is provided that is pivotally mounted separately from the valve closure member and
The vane assembly is directly coupled to the switching valve actuation system.
As is well known, the loss (pressure loss) at the bend in the switching valve is
It is strongly influenced by the geometry of the inner corner of the bend. To separate streams
There is a possibility that several losses due to it and even reversal of the flow may occur. Inside corner of the bend
By using the vanes to direct the flow to the area downstream of the
Losses due to separation and recirculation can be reduced. Most effective in the curved part
The blade is closer to the side.
In the switching valve of the present invention, one or more operations fixed to the toggle drive shaft
Depending on the arm, swivel blade assembly from the outer end of the working arm or multiple working arms
Direct drive of swirl vane assembly by link to body or multiple links
It is preferable to configure.
In the preferred construction of the invention, an actuating arm or a plurality of actuating arms for the closure member of the diverter valve is
A working arm and a working arm or a plurality of working arms for the swirl vane assembly;
Supported by a toggle drive shaft, the actuating arms are occluded by respective links
, And the swirl vane assembly, which allows the rotation of the toggle drive shaft to block
The material and swirl vane assembly are rotated simultaneously.
The swirl vane assembly typically supports three swirl vanes, but
The number depends on the size of the unit, and the empty space allowed by the position of the toggle drive shaft.
Determined by the constraints created by the spaces.
Properly arrange the closing member (blade of the switching valve) of the switching valve so as to be inclined.
However, in the second position, the closure member is rotated about 70 degrees, and the closure member is rotated about 20
Suitably, the closure members are arranged such that they are inclined at an angle of degrees. This configuration
To reduce pressure loss, vibration, and noise during simple cycle operating conditions
It is a suitable structure to help. Alternatively, the approaching flow at the location that closes the passage to the HRSG
Combined with the normal switching valve blade configuration in which the blade is vertical, the toggle shaft
It is also possible to provide a vane assembly that operates according to.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a switching valve in which the valve bed is inclined upward.
However, at the position upstream of the valve closing member, the angle of this inclination is not always 10 degrees.
No, but it is typically about 10 degrees.
That is, the directional control valve according to the second aspect of the present invention is a joint of three passages through which hot gas passes.
A switching valve provided in the first position and the front position for closing one branch outlet of this joint.
A closure member that can be rotated is provided between the second junction position and the second position that closes the other branch delivery port of the joint.
In the digit switching valve, at a position upstream of the closing member, it is not always 10 degrees.
Although not limited thereto, typically, the valve bed of the switching valve is inclined upward at an angle of about 10 degrees.
It is characterized by.
The principle of providing such a sloping valve bed on the switching valve is as described above.
In the position where the passage is closed, the operating blade (valve closing member) is rotated by about 70 degrees.
If the working blade is tilted (an angle of about 20 degrees to the vertical is preferred)
It can be applied especially when In this case, this slanted blade and ridge (tilt
) And the valve recirculation zone adjacent to the intersection of the blade and the valve bed.
To reduce the possibility of the occurrence of a region and to act on the outer vane or outer vanes
Play an effective alternative role. Large pressure loss with the passage to the HRSG open,
Or, determine the height of the raised valve bed so that turbulent flow does not occur downstream.
Also, the provision of an inclined valve bed means that the valve closing member is closed when the passage to the HRSG is closed.
Can also be applied when is perpendicular to the oncoming flow.
It is the first aspect of the present invention to provide the switching valve with the upwardly inclined valve bed as described above.
The present invention can be applied to a switching valve according to an aspect, or can be applied to a known switching valve.
This known switching valve is an international application that supports a swirl vane by a valve closing member.
Of the type according to PCT / GB91 / 01585 or separate from the valve closure member actuation mechanism
Individual actuation mechanism of the type that the swirl vane system has, or
This gist can also be applied to a switching valve without a rotary vane system.
In addition, it is preferable to form a slope on the inside corner of the switching valve, which is a downstream flow.
This helps reduce the amount of separation.
According to the third aspect of the present invention, the center line of the valve cylinder and the silencer is set to the center line of the switching valve.
A staggered switching valve can be provided.
That is, the switching valve according to the third aspect of the present invention is provided with a joint portion of three passages through which hot gas is passed.
A switching valve provided in the first position and the front position for closing one branch outlet of this joint.
A closure member that can be rotated is provided between the second junction position and the second position that closes the other branch delivery port of the joint.
In the digit switching valve, the center line between the valve cylinder and the silencer is
It is characterized by being deviated.
The center line of the switching valve is adopted with respect to the center line of the bypass outlet port. siren
Offset the center line of the valve towards the HRSG of the valve to improve the flow path to the bypass. bypass
This improvement in the flow distribution to the silencer is important for effective operation of the silencer.
When a toggle drive system is provided to operate the closing member of the switching valve, the valve cylinder
It is convenient to install the toggle drive shaft on the centerline between the silencer and the silencer. But,
This construction according to the third aspect of the invention is likewise applicable to the pivot drive switching valve.
Should be noted.
A third aspect of the present invention in which the center line between the valve cylinder and the silencer is displaced from the center line of the switching valve.
The gist of the invention is based on the first aspect of the invention, the second aspect of the invention, or both.
Can be applied to a diverter valve, or to a known diverter valve,
What is a switching valve? International application No. PCT / GB91 / 01585 in which a swirl vane is supported by a valve closing member.
Or a separate actuation mechanism independent of the valve closure member actuation mechanism.
A swirl vane system is of the type or
This gist can also be applied to a switching valve that does not have one.
Further, according to the fourth aspect of the present invention, the multi-flap structure is provided, and one of the lower parts is provided.
Although the flap closing member having a small layer is not necessarily 45 degrees in the closing position,
A diverter valve can be provided that is typically tilted at an angle of 45 degrees.
That is, the switching valve according to the fourth aspect of the present invention is provided with a joint portion of three passages through which hot gas is passed.
A switching valve provided in the first position and the front position for closing one branch outlet of this joint.
A closure member that can be rotated is provided between the second junction position and the second position that closes the other branch delivery port of the joint.
In the digit switching valve, the closing member has a multi-flap structure, and a lower part of this structure.
The smaller flap closure member is not necessarily 45 degrees in its closed position, but
It is characterized in that it is arranged so as to be inclined at an angle of approximately 45 degrees.
The smaller flap closure at the bottom is vertical in the position that closes the passage to the HRSG.
Some multi-flap diverter valves are known, but with the lower flap in the closed position of the valve.
The angled construction according to the fourth aspect of the invention is novel and provides a vertical switching valve closure member.
Flow to the valve bypass by eliminating the area of flow recirculation at the bottom of the valve
This can be improved.
As mentioned above, in the closed position, a small flap below the multi-flap diverter valve.
The gist of the fourth aspect of the present invention in which the top closing member is arranged so as to be inclined is
According to the first aspect, the second aspect, the third aspect, or these aspects of the invention.
This can be applied to a switching valve, or can be applied to a known switching valve.
Is a switching valve of International Application No. PCT / GB91 / 01585 which supports a swirl vane by a valve closing member.
Or a separate actuation mechanism independent of the valve closure member actuation mechanism.
The type of swirl vane system has, or such swirl vane system
This gist can also be applied to a switching valve having no.
This is a T-shaped joint that allows high temperature exhaust gas from a gas turbine to flow.
Connect one joint outlet to the bypass cylinder and heat the other joint outlet.
For use in a T-junction connected to a recovery steam generator or other heat exchanger
In addition, the switching valve of the present invention is particularly intended. However, the present invention is not
Not limited to. It is also practical or desirable to extract heat from the exhaust gas.
The switching valve of the present invention may be provided at the joint of three passages through which a gas having a sufficiently high temperature passes.
it can.
The switching valve of the present invention performs the HRSG introduction function and the separation function as a part of the device.
Through a bend of about 90 degrees, but not always 90 degrees
The pressure loss when diversion of the gas flow is reduced by the swirl vanes provided.
You can When the gas flow is straight, there is a separate space behind the closure.
Move this swirl vane.
A frame fixed across the two branch outlet ducts at the junction of the three passages.
Properly install this switching valve, and install two sets of sealing surfaces, one for each set, in the branch outlet passage.
Two pairs of seals are provided on the frame to cooperate with the sealing surface of this frame.
The occluding member is constituted by the rotatable flaps. Link this flap
Toggle the flap drive shaft to operate the flap properly. This structure
Due to the formation, the two flow directions cannot be closed by flaps at the same time,
Therefore, this system is inherently safe.
The invention will be further described by way of example with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the valve closure member in a position to deflect the gas through one outlet of the joint.
FIG. 5 is a diagrammatic view of the switching valve of the present invention provided at a T-shaped joint.
FIG. 2 is a diagram of a switching valve in which the valve bed is inclined upstream of the valve closing member.
Fig. 3 shows the line of the switching valve with the center line of the valve shifted from the center line of the valve cylinder and silencer.
It is a figure.
FIG. 4 shows that the closing member has a multi-flap structure, and the flap is in the closed position of the valve.
FIG. 5 is a diagrammatic view of a diverter valve with a lower flap of the structure inclined.
In FIG. 5, the closing member has a multi-flap structure, but the multi-flap structure is used at the valve closed position.
FIG. 3 is a diagrammatic view of a known diverter valve in which both flaps of the wrap structure are vertical.
International application No. PCT / showing a typical gas turbine cycle design as background to the invention
Please refer to FIG. 1 to FIG. 3 of GB91 / 01585.
In the present application, one switching valve is shown in FIG. 1, and a high temperature exhaust gas from a gas turbine is shown.
The flow of gas to the heat recovery steam generator (HRSG) is shown by arrow 2.
It is indicated by the mark 3 and the flow of the alternative gas to the bypass is indicated by the arrow 4.
This switching valve 1 has a valve closing member, that is, a blade 5, and has a position (HRSG) shown in FIG.
(The position where the passage to the valve is closed) and the position where the valve closing blade 5 closes the bypass outlet.
Flap arm 6 pivotally mounted at 7 for movement to and from a stand (not shown).
The blade 5 is constituted by A pair of seal plates 8 is provided on both sides of the flap arm 6.
Each seal plate 8 is supported and a peripheral seal (not shown) is provided. This perimeter seal is
British Patent GB-A-1308801 or GB-A-2060824 or International Application No.PCT / GB89 / 0
1382 (WO 90/06460) or PCT / GB89 / 00975 (WO 90/02279)
Those of the type described above are preferred. This switching valve also has a joint at which the switching valve is mounted.
A suitable frame is provided around the perimeter of the two delivery ducts. This flavor
2 sets of sealing surfaces are provided on the system, and each set of sealing surfaces is associated with each delivery duct,
These peripheral surfaces provided on the sealing plate 8 are made to cooperate with these sealing surfaces of the frame.
It
The toggle drive system 10 includes a toggle drive shaft 11 and two pairs of operating arms 12 and 13.
Via a pair of links 14 extending from the end of the arm 12 to the blade 5.
A pair of operating arms 12 of the operating arms are connected to the valve closing blade 5.
Through a pair of links 15 extending from the end of the arm 13 to the swirl vane assembly 20
, The other pair of actuating arms 13 of this toggle drive system to the swirl vane assembly 20.
Connect to. Only one set of arms 12, 13 and one set of links 14, 15
As shown, the corresponding arms 12, 13 and links 14, 15 are
It is located on the opposite side.
The swirl vane assembly 20 itself is pivotally mounted about the swirl vane pivot shaft 21, and the assembly 2
0 supports a series of curved swirl vanes 22. To flow gas to the bypass cylinder
, When this switching valve is in the position shown in Fig. 1 (the position that closes the passage to the HRSG), it bends
The swirl vanes 22 function to assist the flow of gas. Contrary to this, heat recovery steam generation
Toggle to the position indicated by the chain line (the position where the bypass is closed) so that gas can flow to the genitals.
When the dynamic system 10 rotates, the curved swirl vanes 22 retract from the gas flow path.
ing. In Fig. 1, the bypass is closed for the sake of clarity.
Position (the horizontal position of the flap arm) is not shown.
Absent.
When the swirl vane assembly 20 rotates to the position that closes the bypass, it does not reach the position indicated by the chain line.
This swirl vane assembly 20 moves to the right in FIG.
Reference numeral 23 indicates whether or not.
The swirl vane assembly 20 shown in FIG. 1 has three vanes 22.
The number of is determined by the size of this unit, and the position of the toggle drive shaft 11
Limited by the space allowed by.
Directs the gas flow in an area downstream of the inner corner of this curved gas passage.
Due to the use of swirl vanes 22 to cause flow separation and recirculation
Can reduce the loss. The most effective blade is located inside this bend.
It is a blade close to a layer.
In accordance with the present invention, the swirl vane assembly 20 is removed from the valve closure member 5 as shown in FIG.
Separated. However, when the valve closing member is activated, the swirl vane assembly 20 is not rotated.
Toggle the swivel vane assembly 20 to the toggle drive system 10 for the valve closure member 5.
Are joined together. Therefore, although the swirl vanes 22 rotate separately, the toggle drive shaft 11
With this valve blade actuation system,
Be moved. And this structure is particularly suitable for very large directional valves.
Figure 1 shows that the valve blade is rotated 70 degrees to close the passage to the HRSG and is about 2
The blade 5 of the switching valve is shown at an angle inclined by 0 degree. This is a simple cycle product
With a suitable arrangement to help reduce pressure loss, vibration and noise in the moving position
is there. It is also possible to use the form of a normal switching valve blade, and the form of the blade.
Is the blade hanging against the oncoming gas flow with the passage to the HRSG closed.
Straightforward.
Most preferably, the swirl wing is as described in International Application No. PCT / GB91 / 01585.
The root 22 is made up of a series of curved plates, which may be a single skin structure or a double skin structure.
Can be constructed from the inside corner of the bend of the junction of the three passages to the outside
The bent plate is arranged radially outward in its working position. These feathers are made
The entire width of the duct.
These vanes 22 are suitable as described in International Application No. PCT / GB91 / 01585.
There are two types of cutting. In other words, make a thin sheet that passes over the inclined part of the curved part.
Airflow, or if the flow at the inlet is poorly dispersed, airfoil cross sections are generally used.
Blades can be used.
Therefore, the gas flow is not necessarily 90 degrees, but is normally 90 degrees.
With swirl vanes to reduce pressure drop when orienting
A switching valve is provided in accordance with. Such a directional control valve allows the flow passages of both outlets to be
There is inherent safety as it cannot be closed.
FIG. 2 shows the valve closure member or blade 31 in a position to close the passage to the HRSG.
2 shows a switching valve 30 tilted at an angle of 20 degrees. The switching valve 30 shown in FIG.
At a position slightly upstream of the valve closing member 31, the valve bed 32 of the switching valve is tilted upward by about 10 degrees.
ing. The angle of the valve bed 32 is not always 10 degrees, but 10 degrees is a typical
It is an angle. As shown in the drawing, the valve bed of this switching valve has a water flow immediately upstream of the valve closing member.
It is flat and then descends off the horizontal downstream of the valve closure member. Valve closing member
It is preferred to make an angle of approximately 90 degrees to the valve bed which inclines downward.
Further, as shown in FIG. 2, the inner corner portion 33 of the curved portion forms a slope.
Intersection of the blade and valve bed by the inclined blade 31 and the raised valve bed 32
Replaces the outer swirl vane, reducing the possibility of creating a flow recirculation zone adjacent to the location.
Effectively perform its action. In addition, the flow on the downstream side of the inclined inner corner portion 33 also
Helps reduce the amount of separation. When in the position to open the passage to the HRSG,
Raise the height of the raised valve bed so as not to cause large pressure loss on the flow side or turbulent flow.
Establish.
The swirl vane assembly or toggle drive system is not shown in FIG. Above
2 is used in combination with the embodiment of the invention shown in FIG.
Is made, ie constitutes a separate aspect of the invention.
FIG. 3 shows the valve closure member or blade 41 in the position that closes the passage to the HRSG.
Shows the directional control valve 40 tilted at an angle of about 20 degrees. This valve 40 has a cylindrical body 42,
It basically comprises a silencer 43 above the valve bypass outlet 44. Shown in FIG.
Position (position to close passage to HRSG) and position to close valve bypass outlet 44 (tentative
The valve closing member 41 is pivotally mounted so as to be movable between the valve closing member 41 and the valve closing member 41.
The bypass outlet 45 usually has a rectangular or rectangular cross section, and the valve is closed.
If a toggle drive system is provided to actuate the closure member 41, this bypass
The delivery port 45 effectively comprises a duct extension, a toggle drive housing. Third
In the figure, the toggle drive shaft 46 is shown diagrammatically. Of the bottom portion 48 of the transition portion 47 of this valve cylinder
The cross section is square or rectangular, but the cross section at the top is circular and the silencer 43
It constitutes the bottom.
The center line between the valve cylinder 42 and the silencer 43 is indicated by reference numeral 50 in FIG.
The center line of 40 is indicated by 51. The center line 51 of this switching valve is bypass delivery
It is used as the center line of the mouth hole 44. As can be seen from the drawing,
The center line 50 with the lens is offset from the center line 51 of the valve in the direction of the HRSG side of the valve.
It has been found that such a configuration improves the flow path to the valve bypass. by
Improving the distribution of the flow into the path in this way is essential to the effective operation of the silencer 43.
Is important for.
For example, as described with reference to FIG.
If a toggle drive system is provided, toggle on the centerline 50 between the valve barrel and the silencer.
It is convenient to install the drive shaft. However, the bypass outlet / portion unit 45 is provided with an inclined duct.
When considering it as an extension part, the displacement of the center lines 50 and 51 as described above is pivotally driven.
It should be noted that the same applies to switching valves.
The swirl vane assembly is not shown in FIG. As described above, as shown in FIG.
The gist is the aspect of the invention shown in FIG. 1 or the aspect of the invention shown in FIG.
Is used in combination with both aspects of the invention, i.e. a separate aspect of the invention
I am configuring. In practice, the switching valve shown in FIG. 3 will be described in more detail with reference to FIG.
It has a tilted valve bed 52.
The switching valve of the present invention may optionally incorporate a closure member having a multiple flap structure.
FIG. 5 shows both flap closure members 71 in a position that closes the passage to the HRSG.
72 shows the known multi-flap switching valve 70 with 72 in the vertical position.
FIG. 4 shows a switching valve 60 according to another embodiment of the present invention, the valve closing member of which is a multiple flap.
Has a wrap structure. Further, as shown in FIG. 4 in particular, this valve closing member is
A flap closure member 61 having a larger layer and a flap closure member 62 having a smaller layer below
And the flap closure members 61, 62 are pivoted at 63, 64 respectively.
It
Close the position shown in Fig. 4 (the position where the passage to HRSG is closed) and the valve bypass outlet.
The blocking member 61 so that it can be moved to and from a position (shown in phantom).
The position shown in the figure (the position where the passage to the HRSG is closed) and the recess provided in the valve bed of this switching valve.
The closing member 62 is provided so that it can be moved to and from a stationary position (not shown) in the station 65.
Pivot. Seal the closure members 61, 62 in a position that closes the passage to the HRSG
Therefore, a suitable seal or seal seat is provided on the rod 66.
In the position of closing the passage to the HRSG, the lower smaller flap closure member 62
Incline. The angle is typically 45 degrees, but not necessarily this angle.
Good. This configuration of tilting the closure member 62 in the closed position of the valve allows for flow re-establishment.
By eliminating the circulation zone (indicated by reference numeral 73 in FIG. 5) the valve viper
Improve the flow to the space. If this is not done, the known format as shown in Figure 5
A flow recirculation zone is formed at the bottom of the vertical multi-flap diverter valve closure member.
The swirl vane assembly or toggle drive system is not shown in FIG. Above
Thus, the summary shown in FIG. 4 is shown in FIG. 1, or in FIG. 2, or in FIG.
The invention is used in combination with the embodiments of the invention shown in the drawings.
It constitutes a separate aspect of the invention. In particular, in International Application No. PCT / GB91 / 01585, or
The swirl vane structure as described with reference to FIG.
May be supported, or the closing member 61 may be coupled to the swirl vane structure.