WO2016084793A1

WO2016084793A1 - 蒸気弁用の油圧駆動装置、組合せ蒸気弁及び蒸気タービン

Info

Publication number: WO2016084793A1
Application number: PCT/JP2015/082917
Authority: WO
Inventors: 二橋　謙介; 雄久 ▲濱▼田
Original assignee: 三菱日立パワーシステムズ株式会社
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2016-06-02
Also published as: DE112015003698B4; US10605116B2; CN106715923A; DE112015003698T5; JP2016098969A; KR20170031180A; US20180216486A1; KR101931891B1; JP6352781B2; CN106715923B

Abstract

　蒸気弁用の油圧駆動装置は、前記蒸気弁の弁軸を介して前記弁体に伝える駆動力を生成する複数の油圧アクチュエータを備え、前記複数の油圧アクチュエータの各々は、シリンダと、ピストンと、一端が前記ピストンに接続され、他端が前記弁軸に接続されたロッドとを含み、前記複数の油圧アクチュエータのうち主アクチュエータは、前記弁体の閉弁動作中において前記弁体に対して制動力が付与されるように、前記シリンダと前記ピストンとにより画定される油圧室内の圧油の流れを規制するための絞り部を含み、前記主アクチュエータ以外の前記油圧アクチュエータは、前記絞り部が設けられていない少なくとも一つの副アクチュエータであり、前記副アクチュエータの前記油圧室は、前記主アクチュエータの前記油圧室に連通している。

Description

蒸気弁用の油圧駆動装置、組合せ蒸気弁及び蒸気タービン

　本開示は蒸気弁用の油圧駆動装置、組合せ蒸気弁及び蒸気タービンに関する。

　蒸気タービンにおいて、蒸気流れを遮断したり蒸気流量を制御するために用いられる蒸気弁（例えば止め弁や加減弁等）を駆動するために、油圧駆動装置が用いられることがある。
　例えば、特許文献１には、油圧シリンダを用いた弁駆動機構により駆動される止め弁を含む蒸気弁が開示されている。この蒸気弁では、複数の油圧シリンダの出力軸が接続部材を介して止め弁の弁軸と接続されており、止め弁の弁体を作動させる弁軸が接続部材を介して複数の油圧シリンダにより駆動されるようになっている。複数の油圧シリンダ機構は、制御装置によって同期して駆動されるように制御されている。

国際公開第２０１４／０９８０７３号

　ところで、特許文献１に記載される蒸気弁において、閉弁時に弁体と弁座との衝突により生じる衝撃を低減するために、ピストン及び弁体に制動力を与えて緩速停止させるためのダンパ機構を複数の油圧シリンダの各々に適用することが考えられる。
　しかしながら、油圧シリンダにダンパ機構を設けることで、油圧シリンダ自体の構造が複雑化する。また、複数の油圧シリンダにおいて弁体に与える制動力を均一にするためには、同期制御の仕組みも必要となり、油圧駆動装置がより複雑化することが予想される。
　そこで、簡素な構造で、複数の油圧シリンダにおいて均一な制動力を弁体に付与できることが望まれる。

　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、簡素な構造を有するとともに、閉弁時に均一な制動力を弁体に与えることが可能な蒸気弁用の油圧駆動装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁用の油圧駆動装置は、
　蒸気弁の弁体を駆動するための油圧駆動装置であって、
　前記蒸気弁の弁軸を介して前記弁体に伝える駆動力を生成する複数の油圧アクチュエータを備え、
　前記複数の油圧アクチュエータは、それぞれ、シリンダと、前記シリンダ内を往復運動可能に構成されたピストンと、一端が前記ピストンに接続され、他端が前記弁軸に接続されたロッドと、を含み、
　前記複数の油圧アクチュエータのうち主アクチュエータは、前記弁体の閉弁動作中において前記弁体に対して制動力が付与されるように、前記シリンダと前記ピストンとにより画定される油圧室内の圧油の流れを規制するための絞り部を含み、
　前記主アクチュエータ以外の前記油圧アクチュエータは、前記絞り部が設けられていない少なくとも一つの副アクチュエータであり、
　前記副アクチュエータの前記油圧室は、前記主アクチュエータの前記油圧室に連通している。

　上記（１）の構成では、閉弁動作中に弁体に対して制動力を付与するための絞り部を、複数の油圧アクチュエータのうち主アクチュエータのみに設けるとともに、副アクチュエータの油圧室は主アクチュエータの油圧室に連通するようにした。この場合、主アクチュエータの油圧室には絞り部が設けられているため、閉弁動作中においてピストンの移動によって主アクチュエータの油圧室の圧力が上昇する。これに伴い、主アクチュエータの油圧室に連通している副アクチュエータの油圧室の圧力も上昇する。このように、閉弁動作中において全てのアクチュエータの油圧室の圧力が上昇するので、閉弁動作中に弁体に対して制動力を付与することができる。すなわち、主アクチュエータの油圧室に設けた絞り部が、全てのアクチュエータの油圧室にダンパ機能をもたらすので、油圧駆動装置の構造を簡素にすることができる。
　また、副アクチュエータの油圧室は主アクチュエータの油圧室に連通しているので、定常状態において各油圧室の圧力は等しい。このため、複数の油圧アクチュエータにおいて均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの弁体に与えることが可能である。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記主アクチュエータの前記油圧室は、
　　前記ピストンに面する第１チャンバと、
　　前記絞り部を介して前記第１チャンバに連通するとともに、油タンクを含む外部油圧回路に接続される第２チャンバと、を含み、
　前記少なくとも一つの副アクチュエータの前記油圧室は、前記主アクチュエータの前記油圧室の前記第１チャンバに連通している。
　上記（２）の構成では、主アクチュエータにおいて、弁体の閉弁動作中に、第１チャンバと第２チャンバとの間の絞り部によって第１チャンバから第２チャンバへの作動油の流れが絞られることによって、第１チャンバ内の圧力が上昇して弁体に制動力が付与される。また、副アクチュエータの油圧室は、主アクチュエータの第１チャンバに連通しているので、閉弁動作中において、副アクチュエータの油圧室の圧力は主アクチュエータの第１チャンバの圧力上昇に伴って増加する。よって、主アクチュエータの油圧室に設けた絞り部によって、複数の油圧アクチュエータにおいて均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの弁体に与えることが可能である。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記少なくとも一つの副アクチュエータの前記油圧室を、それぞれ、前記主アクチュエータの前記油圧室に接続する少なくとも一本の連通管をさらに備える。
　上記（３）の構成では、各副アクチュエータの油圧室と主アクチュエータの油圧室とを直接連通管で接続したので、各副アクチュエータにおいて、主アクチュエータの油圧室の圧力の変化に応じて即時に圧力が変化する。よって、主アクチュエータの油圧室に設けた絞り部によって、複数の油圧アクチュエータにおいて均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの弁体に与えることが可能である。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
　２個以上の前記副アクチュエータの前記油圧室が、前記主アクチュエータの前記油圧室に対して直列に接続される。
　上記（４）の構成では、複数の副アクチュエータの油圧室が、主アクチュエータの油圧室に対して直列に接続されるようにしたので、互いの距離が近い油圧アクチュエータ同士を接続させることができる。よって、油圧駆動装置の設置や施工が容易となる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
　前記複数の油圧アクチュエータの前記油圧室同士を接続する少なくとも一本の連通管と、
　前記主アクチュエータの前記油圧室内の圧油を油タンクに排出するための排出管と、をさらに備え、
　前記排出管の直径は、前記連通管の直径よりも大きい。
　上記（５）の構成では、主アクチュエータに排出管を設けたので、主アクチュエータの油圧室およびこれに連通する副アクチュエータの油圧室から排出管を介して圧油を油圧タンクに排出することができる。
　また、排出管の直径が連通管の直径以下である場合、排出管における圧油の流量を十分に確保できず、弁体の閉弁時に圧油の排出が滞る可能性があり、速やかな閉弁ができない場合がある。この点、上記（５）の構成では、排出管の直径を連通管の直径よりも大きくしたので、各油圧アクチュエータの油圧室の圧油を、排出管を介してスムーズに排出することができ、弁体を速やかに閉弁方向に移動させることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（５）の何れかの構成において、
　前記主アクチュエータの前記油圧室に圧油を供給し、前記ピストンに対して開弁方向への油圧を作用させるように構成された圧油源をさらに備え、
　前記少なくとも一つの副アクチュエータの前記ピストンは、前記主アクチュエータの前記油圧室を介して前記圧油源による前記圧油を受けるように構成される。
　上記（６）の構成によれば、主アクチュエータの油圧室に圧油を供給するように構成された圧油源により、主アクチュエータの油圧室を介して、副アクチュエータの油圧室にも圧油が供給される。よって、全ての油圧アクチュエータの圧油源を共通化でき、油圧駆動装置の構成が簡素なものとなる。

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る組合せ蒸気弁は、
　弁室と、
　前記弁室内に設けられる加減弁と、
　前記弁室内に設けられる止め弁と、を備える組合せ蒸気弁であって、
　前記止め弁は、上記（１）～（６）の何れかの構成を有する油圧駆動装置によって駆動されるように構成される。

　上記（７）の構成では、閉弁動作中に弁体に対して制動力を付与するための絞り部を、複数の油圧アクチュエータのうち主アクチュエータのみに設けるとともに、副アクチュエータの油圧室は主アクチュエータの油圧室に連通するようにした。この場合、主アクチュエータの油圧室には絞り部が設けられているため、閉弁動作中においてピストンの移動によって主アクチュエータの油圧室の圧力が上昇する。これに伴い、主アクチュエータの油圧室に連通している副アクチュエータの油圧室の圧力も上昇する。このように、閉弁動作中において全てのアクチュエータの油圧室の圧力が上昇するので、閉弁動作中に弁体に対して制動力を付与することができる。すなわち、主アクチュエータの油圧室に設けた絞り部が、全てのアクチュエータの油圧室にダンパ機能をもたらすので、油圧駆動装置の構造を簡素にすることができる。
　また、副アクチュエータの油圧室は主アクチュエータの油圧室に連通しているので、定常状態において各油圧室の圧力は等しい。このため、複数の油圧アクチュエータにおいて均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの弁体に与えることが可能である。

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気タービンは、上記（７）の構成を有する組合せ蒸気弁を備える。

　上記（８）の構成では、閉弁動作中に弁体に対して制動力を付与するための絞り部を、複数の油圧アクチュエータのうち主アクチュエータのみに設けるとともに、副アクチュエータの油圧室は主アクチュエータの油圧室に連通するようにした。この場合、主アクチュエータの油圧室には絞り部が設けられているため、閉弁動作中においてピストンの移動によって主アクチュエータの油圧室の圧力が上昇する。これに伴い、主アクチュエータの油圧室に連通している副アクチュエータの油圧室の圧力も上昇する。このように、閉弁動作中において全てのアクチュエータの油圧室の圧力が上昇するので、閉弁動作中に弁体に対して制動力を付与することができる。すなわち、主アクチュエータの油圧室に設けた絞り部が、全てのアクチュエータの油圧室にダンパ機能をもたらすので、油圧駆動装置の構造を簡素にすることができる。
　また、副アクチュエータの油圧室は主アクチュエータの油圧室に連通しているので、定常状態において各油圧室の圧力は等しい。このため、複数の油圧アクチュエータにおいて均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの弁体に与えることが可能である。

　本発明の少なくとも一実施形態によれば、簡素な構造を有するとともに、閉弁時に均一な制動力を弁体に与えることが可能な蒸気弁用の油圧駆動装置が提供される。

一実施形態に係る油圧駆動装置が適用される蒸気弁を含む蒸気タービンを備えた発電システムの概略系統図である。一実施形態に係る蒸気弁の従断面及び一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。図２に示す蒸気弁及び油圧駆動装置の外観を示す斜視図である。一実施形態に係る油圧アクチュエータ及び外部油圧回路の構成の概略を示す図である。一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

　まず、一実施形態に係る油圧駆動装置が適用される発電システムについて説明する。図１は、一実施形態に係る油圧駆動装置が適用される蒸気弁を含む蒸気タービンを備えた発電システムの概略系統図である。
　図１に示すように、発電システム１は、蒸気を生成するためのボイラ２と、ボイラ２からの蒸気の圧力を回転エネルギーに変換する蒸気タービン４と、蒸気タービン４の回転により駆動される発電機６と、を含む。
　蒸気タービン４は、高圧蒸気タービン８と、中圧蒸気タービン１０と、低圧蒸気タービン１２と、を含み、高圧蒸気タービン８と中圧蒸気タービン１０との間には、再熱器１４が設けられる。高圧蒸気タービン８から排出された蒸気は、再熱器１４により再加熱されて、中圧蒸気タービン１０に供給されるようになっている。また、中圧蒸気タービン１０から排出された蒸気は、低圧蒸気タービン１２に供給されるようになっている。

　ボイラ２と高圧蒸気タービン８とは、主蒸気供給配管３を介して接続されており、主蒸気供給配管３には、止め弁３０と加減弁４０とを含む蒸気弁１６が設けられている。止め弁３０を閉じることにより、ボイラ２から高圧蒸気タービン８に供給される蒸気の流れを遮断することが可能となっている。また、加減弁４０の開度を調節することにより、ボイラ２から高圧蒸気タービン８に供給される蒸気の流量を調節可能となっている。
　また、再熱器１４と中圧蒸気タービン１０とを接続する配管には止め弁２２及び加減弁２４が設けられており、これらの止め弁２２及び加減弁２４によって、中圧蒸気タービン１０に供給される蒸気の流れを遮断したり、蒸気の流量を調節することが可能となっている。

　次に、図２を参照して、一実施形態に係る油圧駆動装置が適用される蒸気弁についてより詳細に説明する。図２は、一実施形態に係る蒸気弁の従断面及び一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。
　図２に示す蒸気弁１６は、蒸気の流れを遮断するための止め弁３０と、蒸気の流量を調節するための加減弁４０とが組み合わせて構成された組合せ蒸気弁である。
　蒸気弁１６は、ケース本体１８と蓋部１９を含む弁ケース２０を有し、止め弁３０の弁体（止め弁弁体）３２と、加減弁の弁体（加減弁弁体）４２は、ケース本体１８と蓋部１９とに囲まれて形成される弁室２３に収容される。なお、図２は、蒸気弁１６を構成する止め弁３０及び加減弁４０が閉じられた状態を示す図である。

　弁ケース２０には、主蒸気供給配管３（図１参照）の上流側に連通する入口部２５と、下流側に連通する出口部２６とが形成される。主蒸気供給配管３を通ってボイラ２から供給される蒸気（符号Ｓで示す）は、入口部２５を介して蒸気弁１６に流入し、出口部２６を介して下流側の例えば蒸気タービン４（図１参照）に供給されるようになっている。
　止め弁弁体３２及び加減弁弁体４２は、弁室２３の内部において入口部２５と出口部２６の間に配置されて、弁ケース２０により形成される弁座２８に当接するようになっている。そして、止め弁３０又は加減弁４０が開閉駆動されることにより、入口部２５から出口部２６への蒸気の流れを遮断したり、又は蒸気の流量を調節したりするようになっている。

　止め弁３０は、止め弁弁体３２と、止め弁弁体３２を駆動するための止め弁弁軸３４と、を含む。止め弁弁軸３４は、弁ケース２０の蓋部１９に形成された貫通孔１７を通って弁ケース２０の外部に延出しており、弁ケース２０の外部において、接続部材３６を介して複数の油圧アクチュエータ５２を含む油圧駆動装置５０と接続される。複数の油圧アクチュエータ５２により生成される駆動力は、止め弁弁軸３４を介して止め弁弁体３２に伝えられるようになっており、止め弁弁体３２は、止め弁弁軸３４とともに、止め弁弁軸３４の軸方向に沿って開閉駆動される。油圧駆動装置５０を用いて止め弁３０を閉じることで、入口部２５から出口部２６への蒸気の流れが遮断される。止め弁弁軸３４は中空管構造を有し、中空部に口述する加減弁弁軸４４が貫通するようになっている。

　止め弁弁体３２は、円筒形状を有する円筒部３３を有していてもよく、弁室２３内において円筒部３３の外周側において円筒部３３と同一の軸を有するように設けられた案内部３５によって、円筒部３３が止め弁弁軸３４の軸方向に案内されて止め弁３０が開閉駆動されるようになっていてもよい。また、円筒部３３の外周面にはＯリング３１が取り付けられて、円筒部３３と案内部３５との間から蒸気が外部に漏出するのを防ぐようになっていてもよい。なお、案内部３５はフランジ部３７を有し、フランジ部３７においてボルト等の締結部材により蓋部１９に固定されてもよい。

　加減弁４０は、加減弁弁体４２と、加減弁弁体４２を駆動するための加減弁弁軸４４と、を含む。加減弁弁軸４４は、止め弁弁軸３４の軸方向に沿って延在して、弁ケース２０の蓋部１９に形成された貫通孔１７及び止め弁弁軸３４の中空部を通って弁ケース２０の外部に延出しており、弁ケース２０の外部において、油圧アクチュエータ９２と接続される。油圧アクチュエータ９２により生成される駆動力は、加減弁弁軸４４を介して加減弁弁体４２に伝えられるようになっており、加減弁弁体４２は、加減弁弁軸４４とともに、加減弁弁軸４４の軸方向に沿って開閉駆動される。油圧アクチュエータ９２を用いて加減弁４０の開度を調節することで、その開度に応じた流量の蒸気が蒸気タービン４へ流入し、蒸気タービンを駆動する。加減弁４０の開度を蒸気タービン４の負荷に対応させて調整することにより、蒸気タービン４への蒸気の流入量が制御される。

　加減弁弁体４２は、円筒形状を有する円筒部４３を有していてもよく、弁室２３内において円筒部４３の外周側において円筒部４３と同一の軸を有するように設けられた案内部４５によって、円筒部４３が加減弁弁軸４４の軸方向に案内されて加減弁４０が開閉駆動されるようになっていてもよい。また、円筒部４３の外周面にはＯリング４１が取り付けられて、円筒部４３と案内部４５との間から蒸気が外部に漏出するのを防ぐようになっていてもよい。なお、図２に示す実施形態では、止め弁弁体３２の円筒部３３が加減弁４０の円筒部４３を案内するための案内部４５として機能するようになっている。他の実施形態では、加減弁弁体４２の円筒部４３の外周側に、止め弁弁体３２の円筒部３３とは別の案内部４５が設けられていてもよい。

　次に、図２～図８を参照して、幾つかの実施形態に係る油圧駆動装置について説明する。図３は、図２に示す蒸気弁及び油圧駆動装置の外観を示す斜視図であり、図４は、一実施形態に係る油圧アクチュエータ及び外部油圧回路の構成の概略を示す図であり、図５～図８は、それぞれ一実施形態に係る油圧駆動装置の構成の概略を示す図である。

　図２に示すように、一実施形態に係る蒸気弁用の油圧駆動装置は、蒸気弁１６の止め弁弁体３２を駆動するための油圧駆動装置５０である。
　図２及び図３に示すように、油圧駆動装置５０は、複数（ここでは３つ）の油圧アクチュエータ５２を備える。後述するシリンダやピストン等の油圧アクチュエータ５２の構成要素は、図３に示すケーシング５１に収容されていてもよい。なお、図３以外の図においては、ケーシング５１の図示は省略されている。各油圧アクチュエータ５２の出力軸であるロッド５４の各々は、接続部材３６を介して止め弁弁軸３４に接続される。各油圧アクチュエータ５２では止め弁弁体３２に伝える駆動力が生成されて、生成された駆動力は、各ロッド５４を介して出力され、接続部材３６及び止め弁弁軸３４を介して止め弁弁体３２に伝えられる。
　一実施形態では、図３に示すように、止め弁弁体３２を駆動するための油圧駆動装置５０を構成する複数の油圧アクチュエータ５２は、加減弁弁体４２を駆動するための油圧アクチュエータ９２の周囲に、周状に等間隔に配置される。なお、油圧アクチュエータ９２の構成要素は、ケーシング９１に収容されもよい。
　複数の油圧アクチュエータ５２は、後述する連通管を介して接続されるが、図の簡略化のため、図３には示されない。

　油圧駆動装置５０の備える複数の油圧アクチュエータ５２は、後述する絞り部６０が設けられた主アクチュエータ５２Ａと、絞り部６０が設けられていない少なくとも１つの副アクチュエータ５２Ｂとを含む。
　図４に示すように、主アクチュエータ５２Ａ及び副アクチュエータ５２Ｂを含む各油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）は、それぞれ、シリンダ５６と、シリンダ５６内を往復運動可能に構成されたピストン５８と、ロッド５４と、を含む。ロッド５４の一端はピストン５８に接続され、他端は止め弁弁軸３４に接続されている。シリンダ５６とピストン５８により画定される油圧室６４（主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａ，副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂ）には圧油が供給されて、圧油の圧力に応じてピストン５８がシリンダ５６内を動くようになっている。なお、ピストン５８の外周面にはＯリング５９が取り付けられて、油圧室外に圧油が漏出しないように封止するようになっていてもよい。
　また、油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）は、ばね６８と、ロッド５４に取り付けられた支持板６９を有し、ばね６８が支持板６９とシリンダ５６との間で支持されるとともに、ばね６８の付勢力が支持板６９及びシリンダ５６に作用するようになっている。
　このような油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）では、油圧室６４（６４Ａ，６４Ｂ）の内部に圧油が供給されて、油圧室６４（６４Ａ，６４Ｂ）の圧力が上昇すると、ピストンが圧油に押されて、弁体から離れる方向、すなわち開弁方向に移動する。
　また、油圧室６４から圧油が排出されて油圧室６４（６４Ａ，６４Ｂ）の圧力が低下すると、ピストンは弁体に向かう方向、すなわち閉弁方向に移動する。

　主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａは、油圧室６４Ａに圧油を供給するための圧油源７８と、油圧室６４Ａから排出される圧油が貯留される油タンク７４とを含む外部油圧回路８０に接続される。圧油源７８は、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに圧油を供給し、主アクチュエータ５２Ａのピストン５８に対して止め弁３０の開弁方向への油圧を作用させるように構成される。また、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４に排出管７２が接続されて、油圧室６４Ａ内の圧油が排出管７２を介して油タンクに排出できるようになっている。

　主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａと接続される外部油圧回路８０は、上述したように、油圧室６４Ａに圧油を供給するための圧油源７８と、油圧室６４Ａから排出される圧油が貯留される油タンク７４とを含む。一実施形態では、外部油圧回路８０は、圧力制御弁８２と、危急弁７６とをさらに含む。圧力制御弁８２は、油圧室６４Ａと圧油源７８を接続する供給ライン７５上であって、かつ、油圧室６４Ａと油タンク７４を接続する排出ライン７３上である位置に配置される。危急弁７６は、排出ライン７３において、圧力制御弁８２と並列に配置される。

　止め弁３０を開状態とする際には、圧油源７８から圧力制御弁８２を介して油圧室６４Ａに圧油が供給される。圧油源７８から油圧室６４Ａに供給される圧油は、圧力制御弁８２によってその圧力が制御され、制御された圧力に応じて、止め弁３０が止め弁弁軸３４を介して開閉されるようになっている。

　止め弁３０を閉状態とする場合には、圧油源７８からの作動油により圧力制御弁８２を作動させて、圧力制御弁８２及び排出ライン７３を通って、油圧室６４Ａから油タンク７４に排出させることにより、油圧室６４Ａ内の圧力を減少させる。

　一実施形態では、外部油圧回路８０は、圧力制御弁８２及び危急弁７６に接続されるトリップ用ライン８４を有する。蒸気タービン４を緊急停止させる場合等、蒸気タービン４のトリップ時には、圧力制御弁８２のパイロットポートにトリップ用ライン８４から作動油が供給される。これにより圧力制御弁８２が作動して、圧力制御弁８２の排出ライン７３側のポートを介して油圧室６４Ａの圧油が油タンク７４に排出されることにより、油圧室６４Ａ内の圧力が減少して、止め弁３０が閉じられる。また、蒸気タービン４のトリップ時には、危急弁７６のパイロットポートにトリップ用ライン８４から作動油が供給される。これにより危急弁７６が作動して開弁状態となり、危急弁７６を介して油圧室６４Ａの圧油が油タンク７４に排出されることにより、油圧室６４Ａ内の圧力が減少して、止め弁３０が閉じられる。圧力制御弁８２が故障等により正常に作動しない場合であっても、上述のような危急弁７６を設けておくことで、トリップ時に確実に油圧室６４Ａ内の圧油を油タンク７４に排出させて、止め弁３０を閉弁させることができる。

　主アクチュエータ５２Ａにおいて、ロッド５４は、シリンダ５６の軸方向に沿って直径がピストン５８に近付くにつれて大きくなる円錐台部５５を有している。また、主アクチュエータ５２Ａには、シリンダ５６の内壁からシリンダ５６の径方向内側に向かって延出するフランジ部６２が設けられている。そして、ロッド５４の円錐台部５５とフランジ部６２との間に絞り部６０が形成されており、ピストン５８が閉弁方向に移動すると、円錐台部５５とフランジ部６２とで形成される絞り部６０の流路の開口面積が徐々に減少するようになっている。すなわち、止め弁弁体３２の閉弁動作中、弁体が閉弁方向に移動するのに従って、流路が絞り部によって絞られるので、圧油の流れが規制されて油圧室６４Ａの圧力が上昇する。なお、この際の圧油の流れの方向を、図４中の矢印で示す。
　このように、絞り部６０によって、ピストン５８の閉弁方向への移動に伴って油圧室６４Ａ内の圧油の流れが規制されることによって、止め弁弁体３２の閉弁動作中において止め弁弁体３２に対して制動力が付与される。これにより、止め弁３０が閉鎖する際に、閉鎖する開度付近（例えば開度が１０～２０％程度）において、止め弁弁体３２の速度を遅くして、弁座２８に緩やかに着座させることができる。このようなダンパ機能により、止め弁弁体３２と弁座２８が急速に衝突して壊れるのを防ぐことができる。

　副アクチュエータ５２Ｂは、主アクチュエータ５２Ａとは異なり、絞り部６０を有しない。そして、副アクチュエータの油圧室６４Ｂと主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａとは、連通管７０により接続されて、互いに連通している。
　この構成では、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａには絞り部６０が設けられているため、止め弁３０の閉弁動作中においてピストン５８の移動によって主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａの圧力が上昇する。これに伴い、主アクチュエータ６２Ａの油圧室６４Ａに連通している副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂの圧力も上昇する。このように、止め弁３０の閉弁動作中において全ての油圧アクチュエータ５２の油圧室６４の圧力が上昇するので、閉弁動作中に止め弁弁体３２に対して制動力を付与することができる。すなわち、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに設けた絞り部６０が、全ての油圧アクチュエータ５２の油圧室６４にダンパ機能をもたらすので、油圧駆動装置５０の構造を簡素にすることができる。
　また、副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂは主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに連通しているので、定常状態において各油圧室６４（６４Ａ，６４Ｂ）の圧力は等しい。このため、複数の油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）において均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの止め弁弁体３２に与えることが可能である。

　一実施形態では、副アクチュエータ５２Ｂのピストン５８は、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａを介して圧油源７８による圧油を受けるように構成される。
　この構成では、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに圧油を供給するように構成された圧油源７８により、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａを介して、副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂにも圧油が供給される。よって、主アクチュエータ５２Ａ及び副アクチュエータ５２Ｂを含む全ての油圧アクチュエータ５２の圧油源を共通化でき、油圧駆動装置５０の構成が簡素なものとなる。

　一実施形態では、図４に示すように、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａは、ピストン５８に面する第１チャンバ６５と、絞り部６０を介して第１チャンバ６５に連通する第２チャンバ６６とを含み、第２チャンバ６６は、油タンク７４を含む外部油圧回路８０に接続される。そして、副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂは、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａの第１チャンバ６５に連通している。
　主アクチュエータ５２Ａにおいて、止め弁３０の閉弁動作中に、第１チャンバ６５と第２チャンバ６６との間の絞り部６０によって第１チャンバ６５から第２チャンバ６６への作動油の流れが絞られることによって、第１チャンバ６５内の圧力が上昇して止め弁弁体３２に制動力が付与される。また、副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂは、主アクチュエータ５２Ａの第１チャンバ６５に連通しているので、止め弁３０の閉弁動作中において、副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂの圧力は主アクチュエータ５２Ａの第１チャンバ６５の圧力上昇に伴って増加する。よって、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに設けた絞り部６０によって、主アクチュエータ５２Ａ及び副アクチュエータ５２Ｂを含む複数の油圧アクチュエータ５２において均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの止め弁弁体３２に与えることが可能である。

　次に、幾つかの実施形態に係る複数の油圧アクチュエータ５２の接続の形態について説明する。図５及び図６、並びに、図７及び図８には、それぞれ、同一実施形態に係る油圧駆動装置５０の複数の油圧アクチュエータ５２の接続形態が示されており、図５及び図７は、複数の油圧アクチュエータ５２を上方から視た図であり、図６及び図８は、複数の油圧アクチュエータを側方から視た図である。

　一実施形態では、図５及び図６に示すように、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａと、各副アクチュエータ５２Ｂ（図５及び図６では２つの副アクチュエータ５２Ｂ）の油圧室６４Ｂとは連通管７０を介して接続される。より詳細には、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａの第１チャンバ６５と、各副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂとは、連通管７０を介して接続される。
　このように、各副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂと主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａとを直接連通管で接続することで、各副アクチュエータ５２Ｂにおいて、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａの圧力の変化に応じて即時に圧力が変化する。よって、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに設けた絞り部６０によって、複数の油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）において均一な制動力を発現させ、これらの制動力を１つの止め弁弁体３２に与えることができる。

　一実施形態では、図７及び図８に示すように、２個以上の副アクチュエータ５２Ｂ（図７及び図８においては２個の副アクチュエータ５２Ｂ）の油圧室６４Ｂが、連通管７０を介して、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに対して直列に接続される。より詳細には、２個以上の副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂが、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに対して直列に接続される。すなわち、図７及び図８に示すように副アクチュエータ５２Ｂの数が２個である場合、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａには１つの副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂが接続される。そして、該副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂに、もう１つの副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂが接続される。
　このように、複数の副アクチュエータ５２Ｂの油圧室６４Ｂが、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａに対して直列に接続されるようにすることで、互いの距離が近い油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）同士を接続させることができる。よって、油圧駆動装置５０の設置や施工が容易となる。

　一実施形態では、主アクチュエータ５２Ａの油圧室６４Ａ内の圧油を油タンク７４に排出するための排出管７２の直径は、油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）の油圧室６４（６４Ａ，６４Ｂ）同士を接続する連通管７０よりも大きい。例えば、排出管７２の直径は、連通管７０の直径の２倍以上であってもよい。
　排出管７２の直径が連通管７０の直径以下である場合、排出管７２における圧油の流量を十分に確保できず、止め弁弁体３２の閉弁時に圧油の排出が滞る可能性があり、速やかな閉弁ができない場合がある。この点、排出管７２の直径が連通管７０の直径よりも大きければ、各油圧アクチュエータ５２（５２Ａ，５２Ｂ）の油圧室６４（６４Ａ，６４Ｂ）の圧油を、排出管７２を介してスムーズに排出することができ、止め弁弁体３２を速やかに閉弁方向に移動させることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

　例えば、上記実施形態では、複数の油圧アクチュエータ５２を備える油圧駆動装置５０が止め弁３０を駆動する場合の例について説明したが、他の実施形態では、複数の油圧アクチュエータ５２を備える油圧駆動装置５０は、加減弁４０を駆動するようになっていてもよい。
　この場合、加減弁弁体４２が止め弁弁体３２の外周側に位置して、加減弁弁軸４４が接続部材３６を介して行く数の油圧アクチュエータ５２に接続されるとともに、止め弁弁軸３４が加減弁弁軸４４の中空部を通って弁ケース２０の外部に延出して、弁ケース２０の外部において、油圧アクチュエータ９２と接続されるようになっていてもよい。

　また、本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１　　　　発電システム
２　　　　ボイラ
３　　　　主蒸気供給配管
４　　　　蒸気タービン
６　　　　発電機
８　　　　高圧蒸気タービン
１０　　　中圧蒸気タービン
１２　　　低圧蒸気タービン
１４　　　再熱器
１６　　　蒸気弁
１７　　　貫通孔
１８　　　ケース本体
１９　　　蓋部
２０　　　弁ケース
２２　　　止め弁
２３　　　弁室
２４　　　加減弁
２５　　　入口部
２６　　　出口部
２８　　　弁座
３０　　　止め弁
３１　　　Ｏリング
３２　　　止め弁弁体
３３　　　円筒部
３４　　　止め弁弁軸
３５　　　案内部
３６　　　接続部材
３７　　　フランジ部
４０　　　加減弁
４１　　　Ｏリング
４２　　　加減弁弁体
４３　　　円筒部
４４　　　加減弁弁軸
４５　　　案内部
５０　　　油圧駆動装置
５１　　　ケーシング
５２　　　油圧アクチュエータ
５２Ａ　　主アクチュエータ
５２Ｂ　　副アクチュエータ
５４　　　ロッド
５５　　　円錐台部
５６　　　シリンダ
５８　　　ピストン
５９　　　Ｏリング
６０　　　絞り部
６２　　　フランジ部
６２Ａ　　主アクチュエータ
６４　　　油圧室
６４Ａ　　油圧室
６４Ｂ　　油圧室
６５　　　第１チャンバ
６６　　　第２チャンバ
６８　　　ばね
６９　　　支持板
７０　　　連通管
７２　　　排出管
７３　　　排出ライン
７４　　　油タンク
７５　　　供給ライン
７６　　　危急弁
７８　　　圧油源
８０　　　外部油圧回路
８２　　　圧力制御弁
８４　　　トリップ用ライン
９１　　　ケーシング
９２　　　油圧アクチュエータ

Claims

　蒸気弁の弁体を駆動するための油圧駆動装置であって、
　前記蒸気弁の弁軸を介して前記弁体に伝える駆動力を生成する複数の油圧アクチュエータを備え、
　前記複数の油圧アクチュエータは、それぞれ、シリンダと、前記シリンダ内を往復運動可能に構成されたピストンと、一端が前記ピストンに接続され、他端が前記弁軸に接続されたロッドと、を含み、
　前記複数の油圧アクチュエータのうち主アクチュエータは、前記弁体の閉弁動作中において前記弁体に対して制動力が付与されるように、前記シリンダと前記ピストンとにより画定される油圧室内の圧油の流れを規制するための絞り部を含み、
　前記主アクチュエータ以外の前記油圧アクチュエータは、前記絞り部が設けられていない少なくとも一つの副アクチュエータであり、
　前記副アクチュエータの前記油圧室は、前記主アクチュエータの前記油圧室に連通していることを特徴とする蒸気弁用の油圧駆動装置。
　前記主アクチュエータの前記油圧室は、
　　前記ピストンに面する第１チャンバと、
　　前記絞り部を介して前記第１チャンバに連通するとともに、油タンクを含む外部油圧回路に接続される第２チャンバと、を含み、
　前記少なくとも一つの副アクチュエータの前記油圧室は、前記主アクチュエータの前記油圧室の前記第１チャンバに連通していることを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁用の油圧駆動装置。
　前記少なくとも一つの副アクチュエータの前記油圧室を、それぞれ、前記主アクチュエータの前記油圧室に接続する少なくとも一本の連通管をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気弁用の油圧駆動装置。
　２個以上の前記副アクチュエータの前記油圧室が、前記主アクチュエータの前記油圧室に対して直列に接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気弁用の油圧駆動装置。
　前記複数の油圧アクチュエータの前記油圧室同士を接続する少なくとも一本の連通管と、
　前記主アクチュエータの前記油圧室内の圧油を油タンクに排出するための排出管と、をさらに備え、
　前記排出管の直径は、前記連通管の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の蒸気弁用の油圧駆動装置。
　前記主アクチュエータの前記油圧室に圧油を供給し、前記ピストンに対して開弁方向への油圧を作用させるように構成された圧油源をさらに備え、
　前記少なくとも一つの副アクチュエータの前記ピストンは、前記主アクチュエータの前記油圧室を介して前記圧油源による前記圧油を受けるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の蒸気弁用の油圧駆動装置。
　弁室と、
　前記弁室内に設けられる加減弁と、
　前記弁室内に設けられる止め弁と、を備える組合せ蒸気弁であって、
　前記止め弁は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の油圧駆動装置によって駆動されるように構成されたことを特徴とする組合せ蒸気弁。
　請求項７に記載の組合せ蒸気弁を備えることを特徴とする蒸気タービン。