蒸気弁および軸シール装置
【課題】蒸気弁において、弁棒とガイドブッシュとの隙間から漏れ出る蒸気が急膨張するのを抑制し、漏洩蒸気により弁棒浸食を防止できるようにする。
【解決手段】ガイドブッシュ３０の内周面には、周方向のラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅを複数形成し、各ラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅは、排出室１８に近づくにしたがって段階的に拡がっていくように配列する。
【解決手段】ガイドブッシュ３０の内周面には、周方向のラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅを複数形成し、各ラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅは、排出室１８に近づくにしたがって段階的に拡がっていくように配列する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービン等に用いられる蒸気弁および流体機械の軸シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所の発電プラントにおいて、蒸気タービンに設置される蒸気弁は、蒸気タービンに供給する蒸気量を調節したり、あるいは遮断する弁で、蒸気タービンの運転を安全にコントロールする上で非常に重要な役割を担っており、十分な信頼性が要求される。
【０００３】
図８は、蒸気弁の設置位置を示す図である。ボイラー１で発生した蒸気は、主蒸気管２を通って蒸気タービン３に導かれ、この蒸気タービン３で熱エネルギーから運動エネルギーに転換される。主蒸気管２には、蒸気弁として、主蒸気止め弁４と蒸気加減弁５が設置されている。主蒸気止め弁４は、蒸気タービン３に供給される蒸気の流れを遮断し、蒸気加減弁５は、蒸気タービン３に流入する蒸気流量を調整している。
【０００４】
図９は、一般的な蒸気弁の構成を模式的に示す図である。
蒸気弁は、蒸気流路を開閉する弁体６を有する蒸気弁部７と、弁体６を駆動する駆動装置８とに分かれ、蒸気弁部７と駆動装置８は、カップリング９を介して連結されている。駆動装置８は、タービン制御信号にしたがって、弁体６の位置を制御することで、蒸気流路の開度を調整し、あるいは遮断する。
【０００５】
次に、図１０は、蒸気弁部７の内部構造を示す。図１０おいて、参照番号１５は、蒸気弁部本体（ケーシング）を構成するケーシング本体を示し、参照番号１２は、ケーシング本体１５の内部に形成した蒸気室を示す。蒸気室１２の出口には弁座１３が設けられている。弁体６には弁棒１４が連結されている。弁体６が弁座１３から離れて弁が開くと、蒸気は弁座１３の開口部から流れ出る。
【０００６】
ケーシング本体１５には、弁棒１４を案内する上部ガイドブッシュ１６と下部ガイドブッシュ１７が組み込まれている。この弁棒１４は、下部ガイドブッシュ１７、上部ガイドブッシュ１６に摺動可能に嵌合し、弁棒１４の先端はケーシング本体１５から外に突き出ており、図９のカップリング９と連結されるようになっている。なお、蒸気弁部本体は、蒸気室１２を形成するケーシング本体１５と、ケーシング本体１５にボルトで締結されるなどして取り付けられる弁蓋（図示せず）から構成されることが多いが、ここではこれらを総称して蒸気弁本体（ケーシング）という。
【０００７】
従来、この種の蒸気弁では、蒸気室１２には、高温・高圧の蒸気が流れており、安全確保のため、蒸気が蒸気弁本体１５から外部に漏れないような構造にしておかなければならない。そこで、図１０の蒸気弁では、弁棒１４の貫通する部分の途中、例えば、下部ガイドブッシュ１７と上部ガイドブッシュ１６との間には、弁棒１４と下部ガイドブッシュ１７の間の微小な隙間から漏れた蒸気を集める排出室１８（以下、リークオフ室という）１８が形成されている。従来、下部ガイドブッシュ１７や、上部ガイドブッシュ１６では、弁棒１４が摺動するその内周面には、蒸気の漏洩を抑制するために複数のラビランス溝２０を形成した上で、下部ガイドブッシュ１７の内周面と弁棒１４の外周面との間の隙間から漏れ出た蒸気をリークオフ室１８に集め、リーク蒸気出口１９から排出させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、ＣＯ2排出量削減を主体とする地球環境問題への取り組みを通じて、火力発電プラントでは、効率化の手段として、使用する蒸気の高温化、高圧下が図られている。
【０００９】
ところが、蒸気弁においては、蒸気がますます高温下、高圧下すると、下部ガイドブッシュ１７や、上部ガイドブッシュ１６ではラビリンス溝２０による漏洩抑制の効果が弱くなり、ラビリンス溝２０を越えてリークオフ室１８に漏れ出る水蒸気により弁棒１４の表面が浸食されるという新たな問題が生起している。
【００１０】
これは、高温・高圧の蒸気は、下部ガイドブッシュ１７の内周面と弁棒１４の外周面のごく狭い隙間からリークオフ室１８に急に漏れ出るため、蒸気通路面積の急拡大により蒸気が急膨張し、蒸気の流速が急激に増大するためである。
【００１１】
そして、蒸気の高温・高圧化がさらに進む現状では、リークオフ室１８に漏出する蒸気の急膨張の度合いはさらに大きくなることが予想され、有効な弁棒浸食防止対策を講じることが喫緊の課題になっている。
【００１２】
ところで、蒸気弁に限らず、圧縮性の大きな流体を扱う流体機械においては、回転軸のような可動部分から圧力流体の漏洩を防止するため軸シール装置が設けられている。この種の軸シール装置には、例えば、内径の異なる複数段のシールリングを設け、軸の軸心が多少変位しても、シール機能を維持できるようにした軸シール装置がある。
【００１３】
この種の軸シールでは、軸が嵌合する部分の微小な隙間を通って低圧室から高圧室に漏れ出た圧力流体が急減に膨張するときに膨張音を発生させ、騒音の原因になることがある。近年の高圧下の趨勢の下では、従来の軸シールでは、かかる騒音を効果的に防止することができず、その解決が課題とされてきた。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、蒸気弁において、ガイドブッシュと弁棒の間の微小な隙間から排出室に漏れ出る蒸気が急膨張するのを抑制し、漏洩蒸気により弁棒浸食を防止できるようにする蒸気弁を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、圧縮性の大きな流体を扱う流体機械の軸をシールする軸シール装置において、軸の嵌合部を介して高圧室から低圧室に漏れ出た圧力流体が急膨張するときに発生する騒音を低減できる低騒音の軸シール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するために、第１の発明は、内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、前記第１のガイドブッシュの内周面には、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記排出室に近づくにしたがって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この第１の発明では、さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記第１のガイドブッシュの内径を下流に向かって徐々に拡げられて、前記ガイドブッシュの内周面と弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成するようにしてもよい。
【００１８】
また、第１の発明では、内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、前記第１ガイドブッシュの内径が、下流前記蒸気室から前記排出室に向かう側に徐々に拡げられて、前記第１のガイドブッシュの内周面と前記弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成するようにしてもよい。
【００１９】
第２の発明は、高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部を貫通する軸と、前記軸の外周部に嵌合する複数の固定シールリングと前記孔部の内周部に嵌合する複数の可動シールリングとを前記軸の軸方向に交互に積み重ねて構成したリングシールとを備え、当該リングシールにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、前記可動シールリングは、その内径が前記高圧室の側から前記低圧室の側に向かって段階的に大きく構成され、前記可動シールリングの夫々と前記軸との間に、前記高圧室の側から前記低圧室の側に段階的に拡がっていく膨張室が形成されることを特徴とする。
【００２０】
また、第２の発明は、高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、前記シールブッシュの内周面に、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記低圧室の側に向かって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に前記排気室に連通する膨張室を形成するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記発明では、高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に前記低圧室に連通する膨張室を形成してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、蒸気弁において、弁棒と第１ガイドブッシュとの隙間から漏れ出る蒸気は急膨張することなく、緩やかに膨張しながら排出室に回収されていくので、漏洩蒸気による弁棒の浸食を効果的に防止できる
また、第２の発明によれば、圧縮性の大きな流体を扱う流体機械の軸をシールするシールリングや、シールブッシュと軸との隙間から漏れ出た圧力流体は緩やかに徐々に膨張してくので、膨張するときに発生する騒音を効果的に低減することができる
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図８】従来の蒸気タービン用蒸気弁の配置位置を示す模式図である。
【図９】従来の蒸気タービン用蒸気弁の構成を説明する模式図である。
【図１０】従来の蒸気弁における弁棒回りの従来構造を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による蒸気弁および軸シール装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第１の発明の実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す。この図１において、図１０の従来の蒸気タービンに用いられる蒸気弁の構成要素と同一の要素には、同一の参照番号を付して説明する。
【００２６】
図１において、参照番号１２は、ケーシング本体１５の内部に形成された蒸気室を示す。蒸気室１２の蒸気出口には弁座１３が設けられている。弁体６には弁棒１４が連結されている。弁体６が弁座１３から離れて弁が開き、蒸気は弁座１３の開口部から流れ出る。
【００２７】
蒸気弁部（ケーシング）の本体を構成するケーシング本体１５には、弁棒１４を案内するガイドブッシュとして、下部ガイドブッシュ（第１のガイドブッシュ）３０と上部ガイドブッシュ（第２のガイドブッシュ）１６が組み込まれている。この弁棒１４は、下部ガイドブッシュ３０、上部ガイドブッシュ１７に摺動可能に嵌合し、弁棒１４の先端はケーシング本体１５から外に突き出ており、図示しないカップリングを介して、弁の駆動装置と連結されるようになっている。
【００２８】
下部ガイドブッシュ３０は、弁棒１４と下部ガイドブッシュ３０の間の微小隙間３１から漏れた蒸気を集めるリークオフ室（排出室）１８と、蒸気室１２との間に配置されており、回収された蒸気はリーク蒸気出口１９から排出される。
【００２９】
この実施形態では、下部ガイドブッシュ３０の内周面には、軸方向に一定の間隔をおいて複数条のラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅが周方向に形成されている。これらラビリンス溝３２ａ乃至３２ｄは、蒸気の流れる方向に向かって、順次、溝の深さが徐々に段階的に深くなっている。すなわち、蒸気室１２からリークオフ室１８に向かってラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの順により深い溝になっている。なお図１では、５条のラビリンス溝を示しているがこれは例示である。また、溝の深さとともに幅を拡げるようにしてもよく、溝が拡がるとは、深くなること、あるいは幅員が拡がること若しくはその双方を意味する。さらに、隣り合う溝３２ａ乃至３２ｅの大きさが同じであっても、全体として蒸気の流れる方向に向かって溝部分の容積が減少する部分を有さず、かつ最上流側のラビリンス溝３２ａよりも最下流のラビリンス溝３２ｅの容積が大きくなつているものであれば段階的に拡がっているものとする。
【００３０】
また、この実施形態では、下部ガイドブッシュ３０の先端部は、リークオフ室１８に突き出しており、ラビリンス溝３２ｅの下流では、徐々に内径が拡がっていることによって、膨張室３４が形成されている。この膨張室３４は、下部ガイドブッシュ３０の外周面に開口する蒸気穴３５を介してリークオフ室１８に連通するようになっている。
【００３１】
なお、上部ガイドブッシュ３０は、ケーシング本体１５においてリークオフ室１８よりも外側に配置されるガイドブッシュであるが、この実施形態では、その内周面には、同じ深さのラビリンス溝２０が複数条形成され、蒸気の外部への漏洩防止としている。
【００３２】
本実施形態による蒸気弁は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
【００３３】
図１において高温・高圧の蒸気は、弁体６が弁座１３から離れて弁が開いている状態では、白抜きの矢印で示すように、蒸気タービン側へと流れる。弁体６が弁座１３に着座して弁が閉じていると、実線の矢印で示すように、高温・高圧の蒸気の一部は、弁棒１４と下部ガイドブッシュ３０の間の微小間隙３１を通ってリークオフ室１８に流出することがある。
【００３４】
このとき、下部ガイドブッシュ３０と弁棒１４の間を流れるリーク蒸気は、順次ラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを流れていく過程で、徐々に膨張していく。そして、徐々に膨張していったリーク蒸気は、さらに膨張室３４に導かれ、この膨張室３４で緩やかに膨張しながら、蒸気穴３５からリークオフ室１８に導出される。
【００３５】
このようにして、下部ガイドブッシュ３０と弁棒１４の間を流れる過程で、リーク蒸気は、ラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの徐々に大きくなっていく溝を通り、さらには、徐々に拡がっていく膨張室３４を通るというように、二段構えで緩やかに膨張しながらリークオフ室１８に排出される。これにより、リークオフ室１８で急激に膨張することなく、リーク蒸気はリークオフ室１８に排出されることになるので、リーク蒸気による弁棒１４の浸食を防止し、弁棒１４の信頼性を確保することができる。
【００３６】
以上は、特に、高圧の蒸気が流入する蒸気弁において、下部ガイドブッシュ３０に徐々に段階的に拡がっていくラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅと、徐々に拡がっていく膨張室３４との双方を設けた実施形態であるが、比較的低圧用の蒸気弁では、図２あるいは図３に示すように、ラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅと膨張室３４のうち、一方だけを単独で設けるようにしてもよい。
【００３７】
このうち、図２に示す実施形態は、下部ガイドブッシュ３０の内周面にラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅを形成し、ラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの順に下流に向かって徐々に深い溝になっている。このような下部ガイドブッシュ３０は、構造的に大きさに制限がある場合に、リーク蒸気を徐々に膨張させるのに好適である。
【００３８】
図３は、下部ガイドブッシュ３０の下流側の内周面は、先端に向かって徐々に拡径することで、膨張室３４だけが形成されている。下部ガイドブッシュ３０と弁棒１４の間の微小隙間３１を通って膨張室３４に導入されたリーク蒸気は、この膨張室３４で緩やかに膨張してから蒸気穴３５を介しリークオフ室１８に排出される。蒸気が比較的低圧であれば、弁棒１４の浸食防止は膨張室３４だけで対応することが可能である。
【００３９】
第２の発明に係る実施形態
次に、第２の発明に係る軸シール装置の実施形態について、図４乃至図７を参照して説明する。
この軸シール装置は、タービンなどの圧縮性の大きな流体を扱う流体機械において、回転軸、あるいは軸方向に動く可動な軸の貫通部をシールするのに用いられる。
【００４０】
第１実施形態
図４において、参照番号４０は、回転あるいは軸方向に動く可動軸を示す。ケーシング本体４１には、孔部４３が形成されている。可動軸４１は、この孔部４３を貫通するように伸びている。また、圧縮性のある高圧流体が流れる高圧室４２と、低圧室４５とは孔部４３を介して連通している。可動軸４０は、次のような多層シールリングにより軸芯の変位が許容されるように、かつ高圧流体が高圧室４２から低圧室４５へ漏洩しないようにシールされている。
【００４１】
この多層シールリングは、孔部４３の内周部に嵌合している複数の固定リング４４ａ乃至４４ｄと、可動軸４１の外周部に嵌合している可動シールリング４６ａ乃至４６ｃとを交互に積み重ねて挟んだ構造をもっている。この場合、高圧室４２に最も近い順から固定リング４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄとして区別すると、固定リング４４ａ、４４ｂの間に可動シールリング４６ａが半径方向に変位可能に挟持されている。同様に固定リング４４ｂ、４４ｃ間には可動シールリング４６ｂが、固定リング４４ｃ、４４ｄの間に可動シールリング４６ｃがそれぞれ半径方向に変位可能に挟持されている。これら可動シールリング４６ａ、４６ｂ、４６ｃには、可動軸４０が嵌合している
これに対して、固定リング４４ａ乃至４４ｄの内径は、高圧室４２側から低圧室１８側に向かって、固定リング４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの順に段階的に大きくなっている。
【００４２】
このような内径の違いによって、各固定リング４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄと可動軸４０の間には、高圧室４２側から低圧室１８側に向かって徐々に容積が大きくなる膨張室５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが形成されている。
【００４３】
なお、低圧室４５側に導出された流体は、排出口５２から排出される。
以上のような軸シール装置によれば、可動軸４０と可動シールリング４６ａ乃至４６ｃの間の微小隙間５３を通って、高圧の流体が高圧室４２から低圧室４５側に漏洩すると、高圧流体は徐々に容積が大きくなっている膨張室５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを順次通るにしたがって徐々に膨張していくことになる。このため、従来のように、高圧流体が急激に膨張して膨張音を発生させ、騒音を生じることを防止することができる。
【００４４】
第２実施形態
次に、図５乃至図７を参照しながら、軸シール構造の第２の実施形態について説明する。なお、図４に示した軸シール装置と同一の構成要素には、同一の参照符合を付してその詳細な説明は省略する。
【００４５】
図４に示した本発明の第１実施形態は、可動軸４０の軸心の変位を許容できる軸シール装置に本発明を適用したものであるのに対して、この第２実施形態は、可動軸４０の軸心は固定されている軸シール装置である。そして、図１乃至図３に示した第１の発明のガイドブッシュ３０の構造を可動軸をシールする構造に応用した実施の形態である。
【００４６】
まず、図５は、シールブッシュ６０を可動軸４０の貫通する孔部４３に設けるようにした実施の形態である。
【００４７】
このシールブッシュ６０には、ラビリンス溝６２ａ乃至６２ｄが一定の間隔をおいて形成され、低圧室４５側に向かって、順次、溝の深さが徐々に段階的に深くなっている。なお、溝の深さとともに幅を拡げるようにしてもよく、溝を拡げるとは、深くすること、あるいは幅員を拡げることの一方若しくは双方を意味する。
【００４８】
さらに、シールブッシュ６０は、徐々に内径が拡がっていることによって、ラビリンス溝６２ｅの下流側に膨張室６４が形成されている。
【００４９】
以上のようなシールブッシュ６０を利用した軸シール装置によれば、シールブッシュ６０と可動軸４２の間の微小隙間６５から漏れる圧力流体は、順次ラビリンス溝６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅを通り、さらには、徐々に拡がっていく膨張室６４を通って蒸気穴６６から導出されるというように、二段構えで緩やかに膨張しながら、低圧室４５側に排出させることができる。このように緩やかな膨張により、高圧流体の漏洩時の騒音発生を効果的に防止することができる。
【００５０】
次に、図６は、シールブッシュ６０にラビリンス溝６２ａ乃至６２ｅだけを形成した実施形態である。これらラビリンス溝６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅは順に下流に向かって徐々に深い溝になっている点は図５と同様である。このようなシールブッシュ６０は、構造的に軸方向の大ききに制限がある場合に、圧力流体を徐々に膨張させるのに好適である。
【００５１】
次に、図７は、シールブッシュ６０の下流側の内周面は、先端に向かって徐々に拡径することで、膨張室６４だけが形成されている。シールブッシュ６０と可動軸４０の間の微小隙間６５を通って膨張室６４に導入された圧力流体は、この膨張室６４で緩やかに膨張しながら低圧室４５側に排出される。流体が比較的低圧であれば、騒音防止は膨張室６４による緩やかな膨張作用だけで対応することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
６…弁体、１２…蒸気室、１３…弁座、１４…弁棒、１５…ケーシング本体、１６…上部ガイドブッシュ（第２ガイドブッシュ）、１８…リークオフ室（排出室）、３０…下部ガイドブッシュ（第１ガイドブッシュ）、３２ａ乃至３２ｅ…ラビリンス溝、３４…膨張室、４０…可動軸、４４ａ乃至４４ｄ…固定リング、４６ａ乃至４６ｃ…可動子シールリング、５０ａ乃至５０ｄ…膨張室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービン等に用いられる蒸気弁および流体機械の軸シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所の発電プラントにおいて、蒸気タービンに設置される蒸気弁は、蒸気タービンに供給する蒸気量を調節したり、あるいは遮断する弁で、蒸気タービンの運転を安全にコントロールする上で非常に重要な役割を担っており、十分な信頼性が要求される。
【０００３】
図８は、蒸気弁の設置位置を示す図である。ボイラー１で発生した蒸気は、主蒸気管２を通って蒸気タービン３に導かれ、この蒸気タービン３で熱エネルギーから運動エネルギーに転換される。主蒸気管２には、蒸気弁として、主蒸気止め弁４と蒸気加減弁５が設置されている。主蒸気止め弁４は、蒸気タービン３に供給される蒸気の流れを遮断し、蒸気加減弁５は、蒸気タービン３に流入する蒸気流量を調整している。
【０００４】
図９は、一般的な蒸気弁の構成を模式的に示す図である。
蒸気弁は、蒸気流路を開閉する弁体６を有する蒸気弁部７と、弁体６を駆動する駆動装置８とに分かれ、蒸気弁部７と駆動装置８は、カップリング９を介して連結されている。駆動装置８は、タービン制御信号にしたがって、弁体６の位置を制御することで、蒸気流路の開度を調整し、あるいは遮断する。
【０００５】
次に、図１０は、蒸気弁部７の内部構造を示す。図１０おいて、参照番号１５は、蒸気弁部本体（ケーシング）を構成するケーシング本体を示し、参照番号１２は、ケーシング本体１５の内部に形成した蒸気室を示す。蒸気室１２の出口には弁座１３が設けられている。弁体６には弁棒１４が連結されている。弁体６が弁座１３から離れて弁が開くと、蒸気は弁座１３の開口部から流れ出る。
【０００６】
ケーシング本体１５には、弁棒１４を案内する上部ガイドブッシュ１６と下部ガイドブッシュ１７が組み込まれている。この弁棒１４は、下部ガイドブッシュ１７、上部ガイドブッシュ１６に摺動可能に嵌合し、弁棒１４の先端はケーシング本体１５から外に突き出ており、図９のカップリング９と連結されるようになっている。なお、蒸気弁部本体は、蒸気室１２を形成するケーシング本体１５と、ケーシング本体１５にボルトで締結されるなどして取り付けられる弁蓋（図示せず）から構成されることが多いが、ここではこれらを総称して蒸気弁本体（ケーシング）という。
【０００７】
従来、この種の蒸気弁では、蒸気室１２には、高温・高圧の蒸気が流れており、安全確保のため、蒸気が蒸気弁本体１５から外部に漏れないような構造にしておかなければならない。そこで、図１０の蒸気弁では、弁棒１４の貫通する部分の途中、例えば、下部ガイドブッシュ１７と上部ガイドブッシュ１６との間には、弁棒１４と下部ガイドブッシュ１７の間の微小な隙間から漏れた蒸気を集める排出室１８（以下、リークオフ室という）１８が形成されている。従来、下部ガイドブッシュ１７や、上部ガイドブッシュ１６では、弁棒１４が摺動するその内周面には、蒸気の漏洩を抑制するために複数のラビランス溝２０を形成した上で、下部ガイドブッシュ１７の内周面と弁棒１４の外周面との間の隙間から漏れ出た蒸気をリークオフ室１８に集め、リーク蒸気出口１９から排出させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、ＣＯ2排出量削減を主体とする地球環境問題への取り組みを通じて、火力発電プラントでは、効率化の手段として、使用する蒸気の高温化、高圧下が図られている。
【０００９】
ところが、蒸気弁においては、蒸気がますます高温下、高圧下すると、下部ガイドブッシュ１７や、上部ガイドブッシュ１６ではラビリンス溝２０による漏洩抑制の効果が弱くなり、ラビリンス溝２０を越えてリークオフ室１８に漏れ出る水蒸気により弁棒１４の表面が浸食されるという新たな問題が生起している。
【００１０】
これは、高温・高圧の蒸気は、下部ガイドブッシュ１７の内周面と弁棒１４の外周面のごく狭い隙間からリークオフ室１８に急に漏れ出るため、蒸気通路面積の急拡大により蒸気が急膨張し、蒸気の流速が急激に増大するためである。
【００１１】
そして、蒸気の高温・高圧化がさらに進む現状では、リークオフ室１８に漏出する蒸気の急膨張の度合いはさらに大きくなることが予想され、有効な弁棒浸食防止対策を講じることが喫緊の課題になっている。
【００１２】
ところで、蒸気弁に限らず、圧縮性の大きな流体を扱う流体機械においては、回転軸のような可動部分から圧力流体の漏洩を防止するため軸シール装置が設けられている。この種の軸シール装置には、例えば、内径の異なる複数段のシールリングを設け、軸の軸心が多少変位しても、シール機能を維持できるようにした軸シール装置がある。
【００１３】
この種の軸シールでは、軸が嵌合する部分の微小な隙間を通って低圧室から高圧室に漏れ出た圧力流体が急減に膨張するときに膨張音を発生させ、騒音の原因になることがある。近年の高圧下の趨勢の下では、従来の軸シールでは、かかる騒音を効果的に防止することができず、その解決が課題とされてきた。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、蒸気弁において、ガイドブッシュと弁棒の間の微小な隙間から排出室に漏れ出る蒸気が急膨張するのを抑制し、漏洩蒸気により弁棒浸食を防止できるようにする蒸気弁を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、圧縮性の大きな流体を扱う流体機械の軸をシールする軸シール装置において、軸の嵌合部を介して高圧室から低圧室に漏れ出た圧力流体が急膨張するときに発生する騒音を低減できる低騒音の軸シール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するために、第１の発明は、内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、前記第１のガイドブッシュの内周面には、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記排出室に近づくにしたがって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この第１の発明では、さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記第１のガイドブッシュの内径を下流に向かって徐々に拡げられて、前記ガイドブッシュの内周面と弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成するようにしてもよい。
【００１８】
また、第１の発明では、内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、前記第１ガイドブッシュの内径が、下流前記蒸気室から前記排出室に向かう側に徐々に拡げられて、前記第１のガイドブッシュの内周面と前記弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成するようにしてもよい。
【００１９】
第２の発明は、高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部を貫通する軸と、前記軸の外周部に嵌合する複数の固定シールリングと前記孔部の内周部に嵌合する複数の可動シールリングとを前記軸の軸方向に交互に積み重ねて構成したリングシールとを備え、当該リングシールにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、前記可動シールリングは、その内径が前記高圧室の側から前記低圧室の側に向かって段階的に大きく構成され、前記可動シールリングの夫々と前記軸との間に、前記高圧室の側から前記低圧室の側に段階的に拡がっていく膨張室が形成されることを特徴とする。
【００２０】
また、第２の発明は、高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、前記シールブッシュの内周面に、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記低圧室の側に向かって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に前記排気室に連通する膨張室を形成するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記発明では、高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に前記低圧室に連通する膨張室を形成してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、蒸気弁において、弁棒と第１ガイドブッシュとの隙間から漏れ出る蒸気は急膨張することなく、緩やかに膨張しながら排出室に回収されていくので、漏洩蒸気による弁棒の浸食を効果的に防止できる
また、第２の発明によれば、圧縮性の大きな流体を扱う流体機械の軸をシールするシールリングや、シールブッシュと軸との隙間から漏れ出た圧力流体は緩やかに徐々に膨張してくので、膨張するときに発生する騒音を効果的に低減することができる
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による軸シール装置を示す断面図である。
【図８】従来の蒸気タービン用蒸気弁の配置位置を示す模式図である。
【図９】従来の蒸気タービン用蒸気弁の構成を説明する模式図である。
【図１０】従来の蒸気弁における弁棒回りの従来構造を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による蒸気弁および軸シール装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第１の発明の実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による蒸気弁の弁棒回りの要部を示す。この図１において、図１０の従来の蒸気タービンに用いられる蒸気弁の構成要素と同一の要素には、同一の参照番号を付して説明する。
【００２６】
図１において、参照番号１２は、ケーシング本体１５の内部に形成された蒸気室を示す。蒸気室１２の蒸気出口には弁座１３が設けられている。弁体６には弁棒１４が連結されている。弁体６が弁座１３から離れて弁が開き、蒸気は弁座１３の開口部から流れ出る。
【００２７】
蒸気弁部（ケーシング）の本体を構成するケーシング本体１５には、弁棒１４を案内するガイドブッシュとして、下部ガイドブッシュ（第１のガイドブッシュ）３０と上部ガイドブッシュ（第２のガイドブッシュ）１６が組み込まれている。この弁棒１４は、下部ガイドブッシュ３０、上部ガイドブッシュ１７に摺動可能に嵌合し、弁棒１４の先端はケーシング本体１５から外に突き出ており、図示しないカップリングを介して、弁の駆動装置と連結されるようになっている。
【００２８】
下部ガイドブッシュ３０は、弁棒１４と下部ガイドブッシュ３０の間の微小隙間３１から漏れた蒸気を集めるリークオフ室（排出室）１８と、蒸気室１２との間に配置されており、回収された蒸気はリーク蒸気出口１９から排出される。
【００２９】
この実施形態では、下部ガイドブッシュ３０の内周面には、軸方向に一定の間隔をおいて複数条のラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅが周方向に形成されている。これらラビリンス溝３２ａ乃至３２ｄは、蒸気の流れる方向に向かって、順次、溝の深さが徐々に段階的に深くなっている。すなわち、蒸気室１２からリークオフ室１８に向かってラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの順により深い溝になっている。なお図１では、５条のラビリンス溝を示しているがこれは例示である。また、溝の深さとともに幅を拡げるようにしてもよく、溝が拡がるとは、深くなること、あるいは幅員が拡がること若しくはその双方を意味する。さらに、隣り合う溝３２ａ乃至３２ｅの大きさが同じであっても、全体として蒸気の流れる方向に向かって溝部分の容積が減少する部分を有さず、かつ最上流側のラビリンス溝３２ａよりも最下流のラビリンス溝３２ｅの容積が大きくなつているものであれば段階的に拡がっているものとする。
【００３０】
また、この実施形態では、下部ガイドブッシュ３０の先端部は、リークオフ室１８に突き出しており、ラビリンス溝３２ｅの下流では、徐々に内径が拡がっていることによって、膨張室３４が形成されている。この膨張室３４は、下部ガイドブッシュ３０の外周面に開口する蒸気穴３５を介してリークオフ室１８に連通するようになっている。
【００３１】
なお、上部ガイドブッシュ３０は、ケーシング本体１５においてリークオフ室１８よりも外側に配置されるガイドブッシュであるが、この実施形態では、その内周面には、同じ深さのラビリンス溝２０が複数条形成され、蒸気の外部への漏洩防止としている。
【００３２】
本実施形態による蒸気弁は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
【００３３】
図１において高温・高圧の蒸気は、弁体６が弁座１３から離れて弁が開いている状態では、白抜きの矢印で示すように、蒸気タービン側へと流れる。弁体６が弁座１３に着座して弁が閉じていると、実線の矢印で示すように、高温・高圧の蒸気の一部は、弁棒１４と下部ガイドブッシュ３０の間の微小間隙３１を通ってリークオフ室１８に流出することがある。
【００３４】
このとき、下部ガイドブッシュ３０と弁棒１４の間を流れるリーク蒸気は、順次ラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを流れていく過程で、徐々に膨張していく。そして、徐々に膨張していったリーク蒸気は、さらに膨張室３４に導かれ、この膨張室３４で緩やかに膨張しながら、蒸気穴３５からリークオフ室１８に導出される。
【００３５】
このようにして、下部ガイドブッシュ３０と弁棒１４の間を流れる過程で、リーク蒸気は、ラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの徐々に大きくなっていく溝を通り、さらには、徐々に拡がっていく膨張室３４を通るというように、二段構えで緩やかに膨張しながらリークオフ室１８に排出される。これにより、リークオフ室１８で急激に膨張することなく、リーク蒸気はリークオフ室１８に排出されることになるので、リーク蒸気による弁棒１４の浸食を防止し、弁棒１４の信頼性を確保することができる。
【００３６】
以上は、特に、高圧の蒸気が流入する蒸気弁において、下部ガイドブッシュ３０に徐々に段階的に拡がっていくラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅと、徐々に拡がっていく膨張室３４との双方を設けた実施形態であるが、比較的低圧用の蒸気弁では、図２あるいは図３に示すように、ラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅと膨張室３４のうち、一方だけを単独で設けるようにしてもよい。
【００３７】
このうち、図２に示す実施形態は、下部ガイドブッシュ３０の内周面にラビリンス溝３２ａ乃至３２ｅを形成し、ラビリンス溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの順に下流に向かって徐々に深い溝になっている。このような下部ガイドブッシュ３０は、構造的に大きさに制限がある場合に、リーク蒸気を徐々に膨張させるのに好適である。
【００３８】
図３は、下部ガイドブッシュ３０の下流側の内周面は、先端に向かって徐々に拡径することで、膨張室３４だけが形成されている。下部ガイドブッシュ３０と弁棒１４の間の微小隙間３１を通って膨張室３４に導入されたリーク蒸気は、この膨張室３４で緩やかに膨張してから蒸気穴３５を介しリークオフ室１８に排出される。蒸気が比較的低圧であれば、弁棒１４の浸食防止は膨張室３４だけで対応することが可能である。
【００３９】
第２の発明に係る実施形態
次に、第２の発明に係る軸シール装置の実施形態について、図４乃至図７を参照して説明する。
この軸シール装置は、タービンなどの圧縮性の大きな流体を扱う流体機械において、回転軸、あるいは軸方向に動く可動な軸の貫通部をシールするのに用いられる。
【００４０】
第１実施形態
図４において、参照番号４０は、回転あるいは軸方向に動く可動軸を示す。ケーシング本体４１には、孔部４３が形成されている。可動軸４１は、この孔部４３を貫通するように伸びている。また、圧縮性のある高圧流体が流れる高圧室４２と、低圧室４５とは孔部４３を介して連通している。可動軸４０は、次のような多層シールリングにより軸芯の変位が許容されるように、かつ高圧流体が高圧室４２から低圧室４５へ漏洩しないようにシールされている。
【００４１】
この多層シールリングは、孔部４３の内周部に嵌合している複数の固定リング４４ａ乃至４４ｄと、可動軸４１の外周部に嵌合している可動シールリング４６ａ乃至４６ｃとを交互に積み重ねて挟んだ構造をもっている。この場合、高圧室４２に最も近い順から固定リング４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄとして区別すると、固定リング４４ａ、４４ｂの間に可動シールリング４６ａが半径方向に変位可能に挟持されている。同様に固定リング４４ｂ、４４ｃ間には可動シールリング４６ｂが、固定リング４４ｃ、４４ｄの間に可動シールリング４６ｃがそれぞれ半径方向に変位可能に挟持されている。これら可動シールリング４６ａ、４６ｂ、４６ｃには、可動軸４０が嵌合している
これに対して、固定リング４４ａ乃至４４ｄの内径は、高圧室４２側から低圧室１８側に向かって、固定リング４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの順に段階的に大きくなっている。
【００４２】
このような内径の違いによって、各固定リング４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄと可動軸４０の間には、高圧室４２側から低圧室１８側に向かって徐々に容積が大きくなる膨張室５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが形成されている。
【００４３】
なお、低圧室４５側に導出された流体は、排出口５２から排出される。
以上のような軸シール装置によれば、可動軸４０と可動シールリング４６ａ乃至４６ｃの間の微小隙間５３を通って、高圧の流体が高圧室４２から低圧室４５側に漏洩すると、高圧流体は徐々に容積が大きくなっている膨張室５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを順次通るにしたがって徐々に膨張していくことになる。このため、従来のように、高圧流体が急激に膨張して膨張音を発生させ、騒音を生じることを防止することができる。
【００４４】
第２実施形態
次に、図５乃至図７を参照しながら、軸シール構造の第２の実施形態について説明する。なお、図４に示した軸シール装置と同一の構成要素には、同一の参照符合を付してその詳細な説明は省略する。
【００４５】
図４に示した本発明の第１実施形態は、可動軸４０の軸心の変位を許容できる軸シール装置に本発明を適用したものであるのに対して、この第２実施形態は、可動軸４０の軸心は固定されている軸シール装置である。そして、図１乃至図３に示した第１の発明のガイドブッシュ３０の構造を可動軸をシールする構造に応用した実施の形態である。
【００４６】
まず、図５は、シールブッシュ６０を可動軸４０の貫通する孔部４３に設けるようにした実施の形態である。
【００４７】
このシールブッシュ６０には、ラビリンス溝６２ａ乃至６２ｄが一定の間隔をおいて形成され、低圧室４５側に向かって、順次、溝の深さが徐々に段階的に深くなっている。なお、溝の深さとともに幅を拡げるようにしてもよく、溝を拡げるとは、深くすること、あるいは幅員を拡げることの一方若しくは双方を意味する。
【００４８】
さらに、シールブッシュ６０は、徐々に内径が拡がっていることによって、ラビリンス溝６２ｅの下流側に膨張室６４が形成されている。
【００４９】
以上のようなシールブッシュ６０を利用した軸シール装置によれば、シールブッシュ６０と可動軸４２の間の微小隙間６５から漏れる圧力流体は、順次ラビリンス溝６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅを通り、さらには、徐々に拡がっていく膨張室６４を通って蒸気穴６６から導出されるというように、二段構えで緩やかに膨張しながら、低圧室４５側に排出させることができる。このように緩やかな膨張により、高圧流体の漏洩時の騒音発生を効果的に防止することができる。
【００５０】
次に、図６は、シールブッシュ６０にラビリンス溝６２ａ乃至６２ｅだけを形成した実施形態である。これらラビリンス溝６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅは順に下流に向かって徐々に深い溝になっている点は図５と同様である。このようなシールブッシュ６０は、構造的に軸方向の大ききに制限がある場合に、圧力流体を徐々に膨張させるのに好適である。
【００５１】
次に、図７は、シールブッシュ６０の下流側の内周面は、先端に向かって徐々に拡径することで、膨張室６４だけが形成されている。シールブッシュ６０と可動軸４０の間の微小隙間６５を通って膨張室６４に導入された圧力流体は、この膨張室６４で緩やかに膨張しながら低圧室４５側に排出される。流体が比較的低圧であれば、騒音防止は膨張室６４による緩やかな膨張作用だけで対応することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
６…弁体、１２…蒸気室、１３…弁座、１４…弁棒、１５…ケーシング本体、１６…上部ガイドブッシュ（第２ガイドブッシュ）、１８…リークオフ室（排出室）、３０…下部ガイドブッシュ（第１ガイドブッシュ）、３２ａ乃至３２ｅ…ラビリンス溝、３４…膨張室、４０…可動軸、４４ａ乃至４４ｄ…固定リング、４６ａ乃至４６ｃ…可動子シールリング、５０ａ乃至５０ｄ…膨張室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、
前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、
前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、
前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、
前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、
前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、
前記第１のガイドブッシュの内周面には、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記排出室に近づくにしたがって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とする蒸気弁。
【請求項２】
さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記第１のガイドブッシュの内径を下流に向かって徐々に拡げられて、前記ガイドブッシュの内周面と前記弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成したことを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁。
【請求項３】
内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、
前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、
前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、
前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、
前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、
前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、
前記第１ガイドブッシュの内径が、下流前記蒸気室から前記排出室に向かう側に徐々に拡げられて、前記第１のガイドブッシュの内周面と前記弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成したことを特徴とする蒸気弁。
【請求項４】
高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部を貫通する軸と、前記軸の外周部に嵌合する複数の固定シールリングと前記孔部の内周部に嵌合する複数の可動シールリングとを前記軸の軸方向に交互に積み重ねて構成したリングシールとを備え、当該リングシールにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、
前記可動シールリングは、その内径が前記高圧室の側から前記低圧室の側に向かって段階的に大きく構成され、前記可動シールリングの夫々と前記軸との間に、前記高圧室の側から前記低圧室の側に段階的に拡がっていく膨張室が形成されることを特徴とする軸シール装置。
【請求項５】
高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、
前記シールブッシュの内周面に、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記低圧室の側に向かって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とする軸シール装置。
【請求項６】
さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に排気室に連通する膨張室を形成したことを特徴とする請求項５に記載の軸シール装置。
【請求項７】
高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、
前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に前記低圧室に連通する膨張室を形成したことを特徴とする軸シール装置。
【請求項１】
内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、
前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、
前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、
前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、
前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、
前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、
前記第１のガイドブッシュの内周面には、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記排出室に近づくにしたがって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とする蒸気弁。
【請求項２】
さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記第１のガイドブッシュの内径を下流に向かって徐々に拡げられて、前記ガイドブッシュの内周面と前記弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成したことを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁。
【請求項３】
内部に蒸気室と弁座を備えるケーシングと、
前記蒸気室内の弁座に当接可能に配置された弁体と、
前記弁体に連結され、前記ケーシングを貫通して外部に延びる弁棒と、
前記ケーシング内部の前記弁棒の貫通する途中部分に設けられ、前記弁棒と前記ケーシングの間を介して前記蒸気室から漏洩する蒸気を回収する排出室と、
前記蒸気室と前記排出室の間に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第１のガイドブッシュと、
前記ケーシング内部で前記排出室の外側に配置され、前記弁棒が摺動自在に嵌合する第２のガイドブッシュを備える蒸気弁において、
前記第１ガイドブッシュの内径が、下流前記蒸気室から前記排出室に向かう側に徐々に拡げられて、前記第１のガイドブッシュの内周面と前記弁棒の外周面の間に前記排出室と連通する膨張室を形成したことを特徴とする蒸気弁。
【請求項４】
高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部を貫通する軸と、前記軸の外周部に嵌合する複数の固定シールリングと前記孔部の内周部に嵌合する複数の可動シールリングとを前記軸の軸方向に交互に積み重ねて構成したリングシールとを備え、当該リングシールにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、
前記可動シールリングは、その内径が前記高圧室の側から前記低圧室の側に向かって段階的に大きく構成され、前記可動シールリングの夫々と前記軸との間に、前記高圧室の側から前記低圧室の側に段階的に拡がっていく膨張室が形成されることを特徴とする軸シール装置。
【請求項５】
高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、
前記シールブッシュの内周面に、周方向のラビリンス溝を複数形成し、前記各ラビリンス溝は、前記低圧室の側に向かって段階的に拡がっていくように配列されていることを特徴とする軸シール装置。
【請求項６】
さらに、前記ラビリンス溝の下流では、前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に排気室に連通する膨張室を形成したことを特徴とする請求項５に記載の軸シール装置。
【請求項７】
高圧室と低圧室の間に設けられた孔部と、前記孔部に対し前記軸が摺動自在に嵌合するシールブッシュとを備え、当該シールブッシュにより前記孔部と前記軸との間隙を介して前記高圧室から前記低圧室へ漏洩する流体をシールする軸シール装置において、
前記シールブッシュの内径が低圧側に向かって徐々に拡げられて、前記シールブッシュの内周面と前記軸の外周面の間に前記低圧室に連通する膨張室を形成したことを特徴とする軸シール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１２２５０３（Ｐ２０１１−１２２５０３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８０３２０（Ｐ２００９−２８０３２０）
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３９５００９９３８）東芝アイテック株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３９５００９９３８）東芝アイテック株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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