JPS5865904A - 蒸気タ−ビンの制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、弁案内の中で移動可能な弁体とこの弁体に
対応する弁座とを備え、この弁座が升ケースの先細りの
流路部分に配置され、この流路部分にディフューザの末
広がりの流路部分が接続された蒸気タービンの制御弁に
かかわる。

例えばジーメンスーツァイトシュリフト（Ｓｉｍ−ｅｎ
ｓ−Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ）４１　（１９６７）、付
録冊子６ダン気タービン）”頁７５ないし７６により公
知であるかかる制（至）弁は、一方では弁体の行程位置
の変更により希望される紋り特性を保証しなければなら
ず、また他方では全開の状態において圧力損失を最低限
に抑えｔｌければならない。ざらに弁陳作機の寸法と容
量の制限から操作力が小さくなければならない。蒸気タ
ービンに王として用いられる組込み弁においては、操作
力は弁体の直径を比較的小さく選ぶことにより低減され
る。したがって弁座の後の狭い＠面積の部分において、
制御弁の全開の状態においても高い流速が生じる。ぞし
て後続の管路における圧力損失を小さくするために、弁
座の後に接続されたディフューザの中で少ない損失で流
速は減少される。先細り一末広がり流路として把握しう
る制御弁のこの断面変化において、最も狭い断面部分で
圧力が最低となりディフューザこと沿って圧力が上昇す
る。

ｉｉ＋ｌＩ御の目的で流れが紋られそのために弁体が弁
座に接近するときは、弁体が接近する程ディフューザの
中で流れのはく離が激しく起きる。その際る。強く紋る
程弁座の後で超音速の流れが発生しやすくなり、この流
れは衝撃波により消滅する。

しかしながら渦の発生又は衝撃波の発生による流速の低
下及び損失の発生の２つの形式は、弁座の後でまずフリ
ージェットとして噴出する流れの著るしい乱流や脈動や
変動を伴った非定常な挙動を生ぜしめる。

特に強い変動が比較的小さい紋りのときにも生じうる。

付着した流れとはく離した流れとの間の交替は確率論的
に起きるので流れのはく離開始は非定常的に起きるとい
うことが、ディフューザの中の流れの特徴である。これ
に起因するディフューザにおける圧力回復の失敗とそれ
により発生する強い圧力衝撃とは弁体に振動を励起する
。

この発明は、弁体に振動を励起する変動力を低減した制
御弁を提供することを目的とする。

この目的はこの発明にもとづきこの種の弁において、先
細りの流路部分が円すい台の輪郭を有し、この円すい台
の頂角が６５°以下であり、先細りの流路部分が湾曲部
を経て後続の流路に移行すること番こより達成される。

この発明は弁体と弁座との間の紋り箇所における流れの
加速度が主々して軸方向に作用し半径方向にはほとんど
作用しないときに、ディーフユーザ穂における流れの安
定が得られるという知見にもとづいている。１ＩＩＩ１
１方向の成分を犬ｆこｆた半径方向の成分を小になるよ
うζこ加速１屍を％ｉｌｌ　御することは、先細りの流
路部分が円すい台の輪郭を有しかつ鋭い角ではなく湾曲
部を経て後続の流路に移行することにより実現されるこ
とが発見された。先細り流路部分のこのような断面変化
において、望まれる効果すなわち流れの安定状態は円す
い台の頂角が６５°以下であるときｌと初めて現れる。

しかしながら頂角は６０°以下とするのが良く、それに
より特に効率の良い流れの安定状態が得られる。

この発明にもとづく弁座の流体力学上有利な形状は、先
細りの流路の入口部分において弁ケースの内壁が段や角
がなく円すい台輪郭に移行することにより、さらに改良
されつる。しかしながら移５− 行部の数学的な意味における連続性は不要である。

上述のように希望する流れの安定状態を得るには、円す
い台状の先細り流路部分が湾曲部を経て後続の流路に移
行することが献要である。この場合、有利な第１の実施
態様においては、先細りの流路部分が湾曲部を経て直ち
にディフューザの末広がりの流路部分に移行するように
ｈト画される。

し、この円筒形の流路部分にディフューザの末広がりの
流路部分が接続されるように構成することも可能である
。この円筒形の流路部分は流れに対して鎮静域として作
用し、また不安定状態に対して特ｌこ影響の大きいディ
フューザと弁座との間隔を広げる。

つぎに図示したこの発明にもとづく制御弁の２つの実施
例によりこの発明の詳細な説明する。

実施例１を示す第１図においてｌは制御弁の弁ブースで
ある。矢Ｓで示した蒸気流は側面の流入口２を経て弁ケ
ース１の中に流入し、弁体３の先６− 端部３１と弁座４との間に形成されたリング状断面を通
って下に向って弁ケース１から流出する。

この場合流出口部分はディフューザ５として形成されて
いるう この場合は制御弁の断面変化は先細り一末広がり流路と
して把握され、弁座４は最狭部ｆの前の先Ａｉｔｌｌり
流路６に設けられ、また末広がり流路はディフューザ５
番こより形成される。ここで先細り一末広がり流路の輪
郭は、弁座４と最狭部ｆと末広がりの流路部分すなわち
ディフューザ５の入口部との範囲において、弁ケース１
に圧入された耐摩耗性の材料から成る弁座ブツシュ７に
より形成される。

弁体３はピストンとして構成され、シリンダとして構成
され弁ケース１に固定された弁案内８の中で軸方向に案
内される。蒸気流Ｓの紋りを決定する弁体３の行程位置
は弁ブース１の長軸りの方向において、弁体３と強固に
結合された弁棒９を介して図示されていない弁操作機に
より設定される。

実施例１の詳細を第２図に示すように流路に先細り一末
広がりの断面変化を設けている。この先細りの流路部分
６は円すい台の輪郭を備え、この円すい台は一点鎖線で
示す面素ＫＭと頂角２αとにより決定される。頂角２α
は図示の実施例においては６０である。先細りの流路部
分６の円すい台の輪郭は、上流に向っては弁ケース１の
内壁に段や角がなく移行し、一方下流に向っては湾曲部
１゜を経てディフューザ５の末広がりの流路部分に移行
する。

実施例２の詳細を示す第３図においては、先細りの流路
部分６の円すい台の輪郭は湾曲部１０′を経て円筒形流
路部分１１に移行し、この円筒形流路部分にディフュー
ザ５′の末広がりの流路部分が直接にすなイつち湾曲部
を経ないで接続する。弁座７′は円筒形流路部分をも構
成する。

第２及び第３図に示す断面形状により、弁先端部３１と
弁座４との間の紋り部における蒸気流Ｓの加速は主とし
て長軸りの方向に行われ、長軸りに直交する加速度の半
径方向成分は特に小さい。

このために蒸気流Ｓはディフューザ５又は５′の壁面上
で安定する。第３図に示す円筒形流路部分１１はまた付
加的な鎮静域としても作用する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にもとづく制御弁の実施例１の縦断面
図、第２図は第１図をこ示すｆｌｉｌｌ仰弁の弁座とそ
れに続く流路との拡大断面図、第３図は実施例２による
弁座とそれに続く流路との拡大断面図である。 図面において、１は弁ケース、３は弁体、４は弁座、５
．５’はディフューザ、６は先細りの流路；ｊ：１分、
８は弁案内、１０．１０’は湾曲部、αは半頂角である
。 代理人ヅＩｎ］　山　口　　ノ：１ ９　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）弁案内の中で移動可能な弁体とこの弁体に対応する
   弁座とを備え、この弁座が弁ケースの先細りの流路部分
   に配置され、この流路部分にディフューザの末広がりの
   流路部分が接続された蒸気タービンの制御弁において、 ａ）前記先細りの流路部分が円すい台の輪郭を有し ｂ）この円すい台の頂角が６５°以下で１ろりＣ）先細
   りの流路部分が湾曲部を経て後続の流路に移行する。 ことを特徴とする蒸気タービンの制御弁。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の弁に２いて、先細り
   流路部分の入口ζこおいて弁ケースの内壁が段又は角が
   なく円すい台の輪郭に移行することを特徴とする蒸気タ
   ービンの制御弁。 ３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の弁におい
   て、円すい台の頂角が６００以下であることを特徴とす
   る蒸気タービンの制御弁。 ４）特許請求の範囲第１項から第３項までに記載の弁に
   おいで、先細りの流路部が湾曲部を経て直しｔこディフ
   ューザの末広がり流路部分に移行することを特徴とする
   蒸気タービンの制御弁。 ５）特許請求の範囲第１項から第３項までに記載の弁に
   おいて、先細りの流路部分が湾曲部を経′Ｃ円筒形流路
   部分に移行し、この円筒形流路部分にディフューザの末
   広がり流路部分が接続することを特徴とする蒸気タービ
   ンの制御弁。