蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備
【課題】弁棒表面の酸化スケールの付着や剥離後の残存酸化スケール追従性を持たせて蒸気シール性を高め、大気側への漏洩蒸気量を低減することにある。
【解決手段】蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋202と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒205と、この弁棒が貫通する上蓋202の貫通穴に弁棒205が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュ201とを備えた蒸気弁装置において、上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の周囲に、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の外表面に接触するように配置された環状の板状シール部材300を備える。
【解決手段】蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋202と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒205と、この弁棒が貫通する上蓋202の貫通穴に弁棒205が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュ201とを備えた蒸気弁装置において、上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の周囲に、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の外表面に接触するように配置された環状の板状シール部材300を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備に関する。
【背景技術】
【0002】
蒸気タービンを備えた発電設備としては、図15に示すような構成例のものがある。
【0003】
図15において、ボイラー700の過熱器からの蒸気は主蒸気止め弁701、蒸気加減弁702を通過し、高圧タービン710で仕事をした後、逆止弁707を経由して再びボイラー700の再熱器にて加熱され、再蒸気止め弁703、インターセプト弁704を経て中圧タービン711、低圧タービン712へ流入して仕事をする。そして、低圧タービン712より流出した蒸気は復水器713により水に戻され、給水ポンプ714にて昇圧されて再びボイラー700に供給されてボイラー700の過熱器へ導かれるという、循環系が形成されている。
【0004】
また、プラントの運用効率を高めるために、プラントによっては、主蒸気止め弁701の流入側とボイラー700の再熱器の流入側とを結ぶ流路に設けられた高圧タービンバイパス弁705やボイラー700の再熱器の流出側と復水器713との間に接続された流路に低圧タービンバイパス弁706が設置され、タービンの運転に係わらずボイラー系単独の循環運転ができるようになっている。
【0005】
図14は、上述した蒸気タービンに使用されている蒸気加減弁702の従来構造を示す断面図である。
【0006】
この蒸気加減弁702は、図14に示すように図示しないボイラー等からの蒸気が流入する蒸気入口部Iとこの蒸気入口部とは直交する方向に蒸気を流出させる蒸気出口部Oとを有する蒸気弁本体200と、この蒸気弁本体200の上面開口部を閉塞する上蓋202とを備え、蒸気弁本体200内部の蒸気出口部O側に弁座203が設けられ、この弁座203に当接する弁体204が上蓋202を貫通させて蒸気弁本体200内部に挿入された弁棒205の先端部に取付けられている。この弁棒205は上蓋202に支持された油圧駆動機構206に連結されている。この場合、上蓋202の弁棒205の貫通部は、摺動面となることからこの部分にブッシュ201が設けられている。
【0007】
このような構造の蒸気加減弁702において、油圧駆動機構206により弁棒205が上下方向に駆動されると弁体204が弁座203と当接又は開離することで、開閉動作をなし、蒸気タービンへ流れる蒸気量の制御により、蒸気タービンの回転数が制御される。
【0008】
ところで、かかる従来の蒸気加減弁において、弁棒205の摺動面となるブッシュ201の内径と弁棒205の外径との間隙寸法は、
(1)弁棒205とブッシュ201の材料組合せによる熱の伸び差
(2)予定された運転期間から予想される弁棒205およびブッシュ201への酸化スケールの付着量
により弁棒205の往復動を阻害しない程度に大きな寸法に決定されており、概ね1mm以下が採用されている。
【0009】
したがって、通常運転においては、ブッシュ201と弁棒205の間隙を通して蒸気室から大気側に向って蒸気が常に漏洩していることになる。
【0010】
さらに、最近では蒸気圧力や蒸気温度条件が上昇しており、上述の(1)と(2)の理由から益々ブッシュ201と弁棒205の間隙寸法が拡大し、結果的に蒸気漏洩量が増加する傾向にある。
【0011】
また、更に最近の蒸気タービンは、同業他社との受注競争や発電事業主らによる市場からの要求として性能向上(効率向上)が強く求められている。
【0012】
この蒸気タービンの性能向上の内訳として、蒸気タービンそのものの内部効率もあるが、蒸気タービンの入口に設置された蒸気弁の弁棒部分から無駄に漏洩する蒸気は、熱力学に有効な仕事をする前に蒸気タービンに流入する蒸気流量を減少させることを意味し、結果的に蒸気タービンの効率に大きな影響(効率低下)を与えることであり、これら弁棒部分からの漏洩蒸気量を如何に低減するかが永年の懸案であった。
【0013】
このような弁棒部分からの漏洩蒸気量を低減するための技術としては、すでに米国にて公開されている(特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】米国特許出願公開第2006/0175567号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかし、この技術では、ブッシュの内面にリングを設けるだけの構造なので、運転開始直後は一時的に漏洩蒸気量を低減することが可能でも、経年的に弁棒外径やリング内径への酸化スケールの付着量により間隙が減少し、弁棒の往復動を阻害してしまうという不適合の発生が容易に想定される。
【0016】
そこで、最近では本発明者によって蒸気室側の弁棒の周囲に弁棒とブッシュとの間隙よりも狭いシール部材を新たに設けて大気側への漏洩蒸気量を低減する技術が提案された。
【0017】
しかし、この技術においては、弁棒表面に付着したスケールが部分的に剥離すると弁棒母材と残存する酸化スケールとの間に段差や隙間が生じるが、弁棒に接触するシール部材の幅を微細に機械加工するには限界があり、段差や隙間にフイットするような幅にならないので、シール部材とこの段差や隙間部分が空間となり、漏洩蒸気の通路になってしまうという不適合が発生することが懸念される。
【0018】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、弁棒表面の酸化スケールの付着や剥離後の残存酸化スケールに対して追従性を持たせることで、蒸気シール性を向上させ、大気側への漏洩蒸気量を低減することができる蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記目的を達成するため、本発明は蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の板状シール部材を備えることを特徴とする。
【0020】
また、本発明は蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の針状シール部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、従来のリング構造のものと比較して、現実的に発生する弁棒表面の酸化スケールの付着形状や剥離後の残存酸化スケール形状に対して追従性があることから、蒸気シール性が向上するので、大気側への漏洩蒸気量を低減することに効果的であり、更には既設の蒸気弁装置についても容易にシール部材の追設が可能なことから、既設蒸気タービンの効率を向上させることが可能となり、さらに発電設備全体の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明による蒸気弁装置の第1の実施形態の要部を示す断面図。
【図2】図1のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図3】本発明の第2の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図4】本発明の第3の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図5】本発明による蒸気弁装置の第4の実施形態の要部を示す断面図。
【図6】本発明による蒸気弁装置の第5の実施形態の要部を示す断面図。
【図7】図6のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図8】本発明の第6の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図9】本発明による蒸気弁装置の第7の実施形態の要部を示す断面図。
【図10】図9のシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図11】本発明による蒸気弁装置の第8の実施形態の要部を示す断面図。
【図12】本発明による蒸気弁装置の第9の実施形態の要部を示す断面図。
【図13】図12の保護カバーのうち、蒸気室側に面する保護カバーの一部を代表して示す斜視図。
【図14】従来の蒸気タービンに使用されている蒸気加減弁構造を示す断面図。
【図15】蒸気タービンを備えた発電設備の構成例を示す系統図。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0024】
(第1の実施形態)
図1は本発明による蒸気弁装置の第1の実施形態における要部を示す断面図である。
【0025】
なお、図14に示す蒸気加減弁と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【0026】
第1の実施形態では、図1に示すように弁棒205の外径とこの弁棒205が貫通する上蓋202の貫通穴に設けられたブッシュ201の内径との間隙寸法は従来設計のままとして、上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面にシール保持器301をその上下面側から2枚の保護カバー303a,303bにより挟み込んで複数本のボルト302により上蓋202に取付けるものである。
【0027】
このシール保持器301は、弁棒205に対する内周面部に環状の凹部が形成され、この凹部に板状シール部材300が保持されている。この場合、板状シール部材300はシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持され、弁棒205に相対する板状シール部材300の内周部(接触部)304の内径寸法は、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは弁棒205との間に間隙を持たず常時接触するように構成されている。
【0028】
図2は、シール保持器に保持された板状シール部材の一部を示す斜視図である。この板状シール部材300は、図2に示すように複数枚の同一短冊形状のシール板300aを規則正しく、且つ各シール板300aの先端部、すなわち内周部(接触部)304ではシール板300a同士がお互いに密着して配列され、これらはシール保持器301の凹部内の外周側に固定されている。
【0029】
図2に示す短冊形状のシール板300aは、その短辺(内周辺)側が弁棒205の軸中心に向って真っ直ぐ、すなわち弁棒205の軸中心に対して放射状(径方向)に配置されており、短冊形状のシール板300aの前後に作用する蒸気圧力差に対して、シール板300aの強度面から好ましい形状である。
【0030】
この場合、これら短冊形状のシール板300aの先端部、すなわち内周部(接触部)ではお互いに規則正しく密着して配列されていても、シール保持器301の凹部内の外周側では、内外周長の差からお互いのシール板300a相互間に三角形の空間が生じることになる。
【0031】
しかし、この空間を埋めるようにシール板300aの厚みを凹部内の外周側に向けて徐々に厚みを増すテーパー状に製作することも可能であり、更にはシール保持器301に形成れた凹部分の袖の長さでこれらの空間部分を覆い隠すように機能している。
【0032】
更に、弁棒205の往復動の度に酸化スケールを乗り越え、又は避け易いように短冊形状のシール板300aの短辺側両端にR(球面)が施されている。
【0033】
このような構成のシール保持器301は、その両端面側を2枚の保護カバー303a,303bにより挟み込んで、上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面に複数本のボルトにより取付けられ、接触部304(すなわち、短冊形状のシール板の先端)を弁棒205との間に間隙を持たず常時接触させるようにしている。
【0034】
このことにより、弁棒205の外表面に経年的に酸化スケールが付着しても、短冊形状のシール板300aは常時弁棒205に接触しながら個々のシール板300aがこれら酸化スケールの凹凸形状に追従して乗り越え、又は酸化スケールを避けるように弾性変形するため、弁棒205の往復動を阻害(拘束)することはない。
【0035】
また、シール保持器301は、その両端面側に保護カバー303a,303bが設けられており、特に蒸気室側に設置された保護カバー303aは、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気と共に異物が流入しても、保護カバー303aにより保護されているので、シール板300aが異物により破損することを防止できる。
【0036】
ここで、シール保持器301の内周面部に形成された環状の凹部に保持された各短冊形状のシール板300aの弁棒205との接触部分は弁棒205の往復動による摩耗防止のために、窒化による表面硬化処理、又は酸化スケールが付着し難い材質として一般に市販されているステライト(商品名)からなるコバルト基硬質合金が盛金されるか、または弁棒205と常時接触を保つため、シール保持器301の凹部に保持される短冊形状のシール板300a自体に酸化スケールが付着しないようにシール板300aそのものをコバルト基硬質合金で製作することも可能である。
【0037】
この短冊形状のシール板300aの材質は、材料強度や酸化スケールの付着特性、膨張係数、弁棒205とのシール性能、寿命等の要求機能から決定されるものであり、使用環境が高温蒸気条件に適合すれば今後の材料開発の進捗によっては新たな材料の適用も可能である。
【0038】
このように本発明の第1の実施形態では、上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面にシール保持器301をその両端面側から2枚の保護カバー303a,303bにより挟み込んで複数本のボルト302により取付け、このシール保持器301の弁棒205に対する内周面部に形成された環状の凹部に複数枚の短冊形状のシール板300aを規則正しく配列して構成されるシール部材300を保持させて、上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の周囲に弁棒とブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に接触するようにしたので、従来に比べて漏洩蒸気の通路となる断面積は格段に小さくなり、漏洩蒸気は確実に低減させることができる。
【0039】
また、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気と共に異物が流入しても、保護カバー303aにより保護されているので、シール板300aが異物により破損することを防止できる。
【0040】
したがって、現実的に発生する弁棒表面への酸化スケールの付着事象と経時的に発生する酸化スケールの部分的な剥離事象(酸化スケールの凹凸形状)に対して、短冊形状のシール板からなシール部材が追従して弾性変形するので、蒸気のシール性を向上させることが可能となり、永年の懸案であった弁棒部分から大気側への漏洩蒸気量を低減することができる。
【0041】
更には既設の蒸気弁装置についても容易にシール部材の追設が可能なことから、既設蒸気タービンの効率を向上させることができので、これら既設の発電設備においても発電設備全体の効率を向上させることができる。
【0042】
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態におけるシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0043】
第2の実施形態では、図3に示すようにシール保持器301に形成された環状凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される板状シール部材400として、複数枚の同一の短冊形状からなるシール板400aをその短辺側が弁棒205の軸方向に対して任意の角度(A°)で傾斜して配列され、且つ各シール板400aの先端部、すなわち内周部(接触部)では弁棒205の軸方向に対して傾斜し、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは弁棒205の外表面に接触して押付けられるように構成したものである。
【0044】
この場合、短冊形状のシール板400aは、弁棒205の軸方向に対して任意の角度(A°)で傾斜させて配列されていることから、各シート板400aが互いに規則正しく密着して配列されて板状シール部材400の内周部(接触部)を形成している。
【0045】
このように第2の実施形態では、シール保持器301に形成された凹部内に保持される複数枚の短冊形状のシール板400aが弁棒205の軸方向に対して任意の角度(A°)で傾斜させて配列することにより、各短冊形状のシート板400aの内周部(接触部)は弁棒205の外径部を包み込むように構成されるので、各短冊形状のシート板400aの内周部(接触部)のシール長さを長くとることが可能となり、第1の実施形態よりも良好な蒸気シール性を得ることができる。
【0046】
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態におけるシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0047】
第3の実施形態では、図4に示すようにシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される板状シール部材500として、複数枚の同一の短冊形状からなるシール板500aを弁棒205の軸中心からの径方向に対して任意の角度(B°)でそれぞれ傾斜させて円周方向に配列したものである。第1および第2の実施形態と同様、各シール板500aの短辺(内周辺)側、すなわち内周部(接触部)では弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは弁棒205の軸中心に対して平行に外表面に接触して押付けられるように構成している。
【0048】
この場合、短冊形状のシール板500aは、弁棒205の径方向に対して任意の角度(B°)で傾斜させて配列されていることから、各シート板500aが互いに規則正しく密着して配列されて板状シール部材500の内周部(接触部)を形成している。
【0049】
このように第3の実施形態では、シール保持器301に形成された凹部内に保持される複数枚の短冊形状のシール板500aを弁棒205の径方向に対して任意の角度(B°)で傾斜させて配列する構成としたので、弁棒205の往復動に際し、各短冊形状のシート板500aは第1の実施形態および第2の実施形態に比べて板状シール部材500の変形に対する自由度が増し、弁棒205の表面に付着した酸化スケールの剥離により生じた段差や隙間に最適にフイットし、これら酸化スケールの凹凸形状に追従して乗り越え、又は酸化スケールを避けるように弾性変形するので、第1の実施形態よりも良好な蒸気シール性を得ることができる。
【0050】
上述した第2および第3の実施形態では、複数枚の短冊形状のシール板400a、500aが弁棒205の軸方向に対して傾斜および、弁棒205の径方向に対して傾斜させて配列されていることから、シール板400a、500a自体が弁棒205の外表面に接触して押付けられるように機能しており、経年的にシール板400a、500aの先端が摩滅してもシール板400a、500a自体がバネとなって押付けられるように機能するため、大気側への漏洩蒸気量を低減する本来の機能を損なうことがない。なお、第2の実施形態と第3の実施形態を組み合せることも可能である。
【0051】
なお、前述した第1の実施形態乃至第3の実施形態において、短冊形状のシール板300a,400a,500aの材質としては、直接高温蒸気に晒されながらバネ力を確保できるものであれば、短冊形状のシール板の材料としてニッケル合金鋼(例えばインコネル718など)等が好適である。
【0052】
(第4の実施形態)
図5は、本発明による蒸気弁装置の第4の実施形態における要部を示す断面図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0053】
前述した蒸気弁装置においては、上蓋202を貫通する弁棒205の貫通部に設けられたブッシュ201の内径との間隙寸法は大きいため、弁棒205が往復動するときに弁棒205がその軸方向と直交する方向に揺動する可能性がある。
【0054】
これに対して、前述した第1の実施形態乃至第3の実施形態によれば、短冊形状のシール板300a,400a,500aの内面は弁棒205と接触するように組立てられ、且つ上蓋202に固定された構造であるため、弁棒205が揺動する動きに追従することができない。
【0055】
そこで、第4の実施形態では、図5に示すように内径側に弁棒205との対向面が開口する環状凹部を有するシール保持器取付部材305の環状凹部内に、弁棒205の往復動方向と直交する方向にスライド可能に、第1の実施形態と同様の板状シール300が保持されたシール保持器311を設け、さらにシール保持器取付部材305の外側面(上蓋202との取付け面とは反対側の面)に保護カバー303aを配置してシール保持器取付部材305と一体的に上蓋202にボルト302により取付けるようにしたものである。
【0056】
この場合、保護カバー303aの内径はブッシュ201の内径以上、かつシール保持器311の内径より小さく設定することで、シール保持器311をスライド可能に保持するとともに、弁棒205が保護カバー303aに接触しないようにすることができる。
【0057】
また、シール保持器取付部材305の環状凹部の内径は板状シール300およびシール保持器311が弁棒と直交する方向にスライドできるように、シール保持器311の外径より大きく設定する。
【0058】
したがって、このような構成とすれば、第1の実施形態の作用効果に加えて、シール保持器取付部材305と保護カバー303aによりシール保持器311が弁棒205の往復動と直交する方向にスライド可能に保持されているので、弁棒205が往復動と直交する方向に揺動しても、複数枚の短冊形状のシール板300aからなるシール300の内面である接触部を弁棒205と接触させた状態で弁棒の動きに追従させることができる。
【0059】
また、シール保持器311は、シール保持器取付部材305と別体になっているので、メンテナンス時にシール保持器311を容易に交換することができる。
【0060】
(第5の実施形態)
図6は、本発明による蒸気弁装置の第5の実施形態における要部を示す断面図、図7は図6のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図であり、図1および図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0061】
第5の実施形態では、図6および図7に示すようにシール保持器301に形成された環状の凹部内に針状シール部材600を保持させてその内径側端部が上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の外表面に接触するように配置する構成としたものである。
【0062】
この針状シール部材600は、複数本(例えば500本を超える本数)の同一径のワイヤ600aを例えば千鳥状に規則正しく、ワイヤ同士を密着させて配列し、これら各ワイヤ600aの内径側端部は弁棒205と接触する内周部(接触部)304を形成している。
【0063】
これら同一径のワイヤが集合した複数本のワイヤ600aは、シール保持器301に形成された凹部内に外周側から内周側に延出させて保持されており、各ワイヤ600aは凹部内の外周側に固定されている。
【0064】
ここで、針状シール部材600を構成するワイヤ600aの線径は、弁棒表面に生成される酸化スケールの残存形状、ワイヤ600a自体の材料強度や弾性特性、寿命等の要求機能から決定されるものであり、概ね0.1mm〜2mm程度が選択されるが、可能であれば弁棒205の摺動面となるブッシュ201の内径と弁棒205の外径との間隙寸法より太いものが好ましい。これは経年的にワイヤ600が断線した場合に異物となって当該間隙に入り込むことを防止し、二次的な不適合を防止するために有効である。
【0065】
また、シール保持器301の内周面部に形成された環状の凹部に保持されたワイヤ600aの弁棒205との接触部分は、弁棒205の往復動による摩耗防止のために、窒化による表面硬化処理、又は酸化スケールが付着し難い材質として一般に市販されているステライト(商品名)からなるコバルト基硬質合金が盛金されるか、または弁棒205と常時接触を保つため、シール保持器301の凹部に保持されるワイヤ600a自体に酸化スケールが付着しないようにワイヤ600aそのものをコバルト基硬質合金で製作することも可能である。
【0066】
このワイヤ600aの材質は、材料強度や酸化スケールの付着特性、膨張係数、弁棒205とのシール性能、寿命等の要求機能から決定されるものであり、使用環境が高温蒸気条件に適合すれば今後の材料開発の進捗によっては新たな材料の適用も可能である。
【0067】
このように第6の実施形態では、シール保持器301の弁棒205に対する内周面部に形成された環状の凹部に保持される針状シール部材600として、複数本のワイヤ600aを規則正しく、ワイヤ同士が密着して配列され、ワイヤ600aの先端を弁棒との間に間隙を存することなく常時接触させるようにしたので、従来に比べて漏洩蒸気の通路となる断面積が格段に小さくなるため、漏洩蒸気を確実に低減させることができる。
【0068】
したがって、永年の懸案であった弁棒部分からの漏洩蒸気量を低減することができ、現実的に発生する弁棒表面への酸化スケールの付着事象と経時的に発生する酸化スケールの部分的な剥離事象(酸化スケールの凹凸形状)に対して、ワイヤ600aからなシール部材600は追従して弾性変形するので有効な技術である。
【0069】
更には、既設の蒸気弁装置についても容易にシール部材の追設が可能なことから、既設蒸気タービンの効率を向上させることができるので、これら既設の発電設備においても発電設備全体の効率を向上させることができる。
【0070】
(第6の実施形態)
図8は、本発明の第6の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図7と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0071】
第6の実施形態では、図8に示すようにシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される針状シール部材700として、複数本の径の異なるワイヤ700aが不規則に密着させて配列した構成とし、これら各ワイヤ700aの先端部は弁棒205と接触する内周部(接触部)304を形成している。ここで、ワイヤ700は、少なくとも2種類の異なる径のワイヤ700により構成すればよいが、より多くの異なる径のワイヤ700としてもよい。
【0072】
ここで、蒸気シール性能を重視すると、より弁棒表面の酸化スケールによる凹凸形状に対する弾性変形(追従性)を求め細い線径が好ましいが、当該シール部材の前後には大きな差圧が生じているので、ワイヤ700aには多大な曲げ荷重が作用する。このような使用環境では、ワイヤ700aの全本数が全て細い線径では腰が弱く強度的に不適当である。
【0073】
このため、第6の実施形態では、大小径(太い、細い)のワイヤ700aを不規則に密着させて配列し、針状シール部材700全体の強度を上げるように構成したものである。
【0074】
なお、ワイヤ700aの不規則な配列の視点にたてば、ワイヤ700aへの酸化スケールの付着特性と弾性特性等により、ワイヤ700aの線径と材質を任意に組合せて適用することも可能である。
【0075】
(第7の実施形態)
図9は本発明による蒸気弁装置の第7の実施形態における要部を示す断面図、図10は図9のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図6と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【0076】
第7の実施形態では、図9および図10に示すようにシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される針状シール部材800として、複数本のワイヤ800aを密着させ、且つ弁棒205に対して軸に直交する平面に対して傾斜させて配列した構成とし、これら各ワイヤ800aの先端部は弁棒205と接触する内周部(接触部)304を形成している。
【0077】
これらワイヤ800aが集合した複数本のワイヤ800aは、弁棒205に対して軸に直交する平面に対して傾斜して配列されているため、ワイヤ800a自体がバネとなって働き、そのバネ力にてワイヤ800aが弁棒205の外表面に接触して押付けられるように機能している。
【0078】
シール保持器301に形成された凹部内に外周側から内周側に延出させて保持されたワイヤ800aは常に弁棒205と接触しており、弁棒205の上下移動(摺動)により経年的にワイヤ800aの先端が摩滅しても、ワイヤ800a自体がバネとなって押付けられるように機能するため、大気側への漏洩蒸気量を低減する本来の機能を損なうことがない。
【0079】
なお、プラント運転中にあっては、弁棒205に蒸気の流れによる微振動が発生しており、ワイヤ800aは常時弁棒205の外表面に接触していることから、そのバネ力と微振動が相俟って弁棒205の外表面にワイヤ800aが打ち付けられて弁棒205の外表面に打痕傷が発生する可能性があるが、ワイヤ800aのバネ力は打痕傷が発生する程の荷重は持たないので、弁棒205の外表面を傷つけることはない。
【0080】
このワイヤ800aの材質としては、直接高温蒸気に晒されながらワイヤ800a自体のバネ力を確保することが可能なニッケル合金鋼(例えばインコネル718)等が好適である。
【0081】
(第8の実施形態)
図11は本発明による蒸気弁装置の第8の実施形態における要部を示す断面図で、図6と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【0082】
前述した蒸気弁装置においては、上蓋202を貫通する弁棒205の外径とこの弁棒205の上蓋202の貫通部に設けられたブッシュ201の内径との間隙寸法は大きいため、弁棒205が往復動するときに弁棒205がその軸方向と直交する方向に揺動する可能性がある。
【0083】
これに対して、前述した各実施形態によれば、ワイヤ300aの内面は弁棒205と接触するように組立てられ、且つ上蓋202に固定された構造であるため、弁棒205が揺動する動きに追従することができない。
【0084】
そこで、第8の実施形態では、図11に示すように内径側に弁棒205との対向面が開口する環状凹部を有するシール保持器取付部材305の環状凹部内に、第6の実施形態と同様の針状シール部材600が保持されたシール保持器311を弁棒205の往復動方向と直交する方向にスライド可能に設け、さらにシール保持器取付部材305の外側面(上蓋202との取付け面とは反対側の面)に保護カバー303aを配置してシール保持器取付部材305と一体的に上蓋202にボルト302により取付けるようにしたものである。
【0085】
この場合、保護カバー303aの内径はブッシュ201の内径以上、かつシール保持器311の内径より小さく設定することで、シール保持器311をスライド可能に保持するとともに、弁棒205が保護カバー303aに接触しないようにすることができる。
【0086】
また、保持器取付部材305の環状凹部の内径はワイヤ300aおよびシール保持器311が弁棒と直交する方向にスライドできるように、シール保持器311の外径より大きく設定する。
【0087】
したがって、このような構成とすれば、第5の実施形態の作用効果に加えて、シール保持器取付部材305と保護カバー303aによりシール保持器311が弁棒205の往復動と直交する方向にスライド可能に保持されているので、弁棒205が往復動と直交する方向に揺動しても、ワイヤ600aの内面である接触部を弁棒205と接触させた状態で弁棒205の動きに追従させることができる。
【0088】
また、シール保持器311は、シール保持器取付部材305と別体になっているので、メンテナンス時にシール保持器311を容易に交換することができる。
【0089】
(第9の実施形態)
図12は本発明による蒸気弁装置の第9の実施形態における要部を示す断面図で、図6と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。また、図13は図12の保護カバーのうち、蒸気室側に面する保護カバー306aの一部を代表して示す斜視図である。
【0090】
第9の実施形態では、図12および図13に示すように上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面に取付けられるシール保持器301の上下面側を挟み込むようにして設けられる2枚の保護カバー306a,306bの内径側の対向面に、シール保持器301の環状凹部より延出するワイヤ600aの先端部を保持する突起307を設けるようにしたものである。
【0091】
このような構成とすれば、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気とともに異物が流入しても、蒸気室側に面する保護カバー306aによりワイヤ600aが保護されているので、ワイヤ600aが異物により破損することを防止できる。また、ワイヤ600aは弁棒205が軸方向に往復動するため、経年的に外側へバラバラに広がってくる(歯ブラシの毛のように外側に曲がってとはみ出す)ので断線し易くなるが、2枚の保護カバー306a,306bに設けられた突起307によりワイヤ600aの先端部が保持されるので、ワイヤ600aが外側にバラバラに曲がってはみ出すようなことがなくなる。
【符号の説明】
【0092】
200…蒸気弁本体、201…ブッシュ、202…上蓋、203…弁座、204…弁体、205…弁棒、206…油圧駆動機構、300,400,500…板状シール部材、300a,400a,500a…短冊形状のシール板、301,311…シール保持器、302…ボルト、303a,303b…保護カバー、304…シール部材の内周部(接触部)、305…シール保持器取付部材、306a,306b…保護カバー、307…突起、600,700,800…針状シール部材、600a,700a,800a…ワイヤ
【技術分野】
【0001】
本発明は、蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備に関する。
【背景技術】
【0002】
蒸気タービンを備えた発電設備としては、図15に示すような構成例のものがある。
【0003】
図15において、ボイラー700の過熱器からの蒸気は主蒸気止め弁701、蒸気加減弁702を通過し、高圧タービン710で仕事をした後、逆止弁707を経由して再びボイラー700の再熱器にて加熱され、再蒸気止め弁703、インターセプト弁704を経て中圧タービン711、低圧タービン712へ流入して仕事をする。そして、低圧タービン712より流出した蒸気は復水器713により水に戻され、給水ポンプ714にて昇圧されて再びボイラー700に供給されてボイラー700の過熱器へ導かれるという、循環系が形成されている。
【0004】
また、プラントの運用効率を高めるために、プラントによっては、主蒸気止め弁701の流入側とボイラー700の再熱器の流入側とを結ぶ流路に設けられた高圧タービンバイパス弁705やボイラー700の再熱器の流出側と復水器713との間に接続された流路に低圧タービンバイパス弁706が設置され、タービンの運転に係わらずボイラー系単独の循環運転ができるようになっている。
【0005】
図14は、上述した蒸気タービンに使用されている蒸気加減弁702の従来構造を示す断面図である。
【0006】
この蒸気加減弁702は、図14に示すように図示しないボイラー等からの蒸気が流入する蒸気入口部Iとこの蒸気入口部とは直交する方向に蒸気を流出させる蒸気出口部Oとを有する蒸気弁本体200と、この蒸気弁本体200の上面開口部を閉塞する上蓋202とを備え、蒸気弁本体200内部の蒸気出口部O側に弁座203が設けられ、この弁座203に当接する弁体204が上蓋202を貫通させて蒸気弁本体200内部に挿入された弁棒205の先端部に取付けられている。この弁棒205は上蓋202に支持された油圧駆動機構206に連結されている。この場合、上蓋202の弁棒205の貫通部は、摺動面となることからこの部分にブッシュ201が設けられている。
【0007】
このような構造の蒸気加減弁702において、油圧駆動機構206により弁棒205が上下方向に駆動されると弁体204が弁座203と当接又は開離することで、開閉動作をなし、蒸気タービンへ流れる蒸気量の制御により、蒸気タービンの回転数が制御される。
【0008】
ところで、かかる従来の蒸気加減弁において、弁棒205の摺動面となるブッシュ201の内径と弁棒205の外径との間隙寸法は、
(1)弁棒205とブッシュ201の材料組合せによる熱の伸び差
(2)予定された運転期間から予想される弁棒205およびブッシュ201への酸化スケールの付着量
により弁棒205の往復動を阻害しない程度に大きな寸法に決定されており、概ね1mm以下が採用されている。
【0009】
したがって、通常運転においては、ブッシュ201と弁棒205の間隙を通して蒸気室から大気側に向って蒸気が常に漏洩していることになる。
【0010】
さらに、最近では蒸気圧力や蒸気温度条件が上昇しており、上述の(1)と(2)の理由から益々ブッシュ201と弁棒205の間隙寸法が拡大し、結果的に蒸気漏洩量が増加する傾向にある。
【0011】
また、更に最近の蒸気タービンは、同業他社との受注競争や発電事業主らによる市場からの要求として性能向上(効率向上)が強く求められている。
【0012】
この蒸気タービンの性能向上の内訳として、蒸気タービンそのものの内部効率もあるが、蒸気タービンの入口に設置された蒸気弁の弁棒部分から無駄に漏洩する蒸気は、熱力学に有効な仕事をする前に蒸気タービンに流入する蒸気流量を減少させることを意味し、結果的に蒸気タービンの効率に大きな影響(効率低下)を与えることであり、これら弁棒部分からの漏洩蒸気量を如何に低減するかが永年の懸案であった。
【0013】
このような弁棒部分からの漏洩蒸気量を低減するための技術としては、すでに米国にて公開されている(特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】米国特許出願公開第2006/0175567号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかし、この技術では、ブッシュの内面にリングを設けるだけの構造なので、運転開始直後は一時的に漏洩蒸気量を低減することが可能でも、経年的に弁棒外径やリング内径への酸化スケールの付着量により間隙が減少し、弁棒の往復動を阻害してしまうという不適合の発生が容易に想定される。
【0016】
そこで、最近では本発明者によって蒸気室側の弁棒の周囲に弁棒とブッシュとの間隙よりも狭いシール部材を新たに設けて大気側への漏洩蒸気量を低減する技術が提案された。
【0017】
しかし、この技術においては、弁棒表面に付着したスケールが部分的に剥離すると弁棒母材と残存する酸化スケールとの間に段差や隙間が生じるが、弁棒に接触するシール部材の幅を微細に機械加工するには限界があり、段差や隙間にフイットするような幅にならないので、シール部材とこの段差や隙間部分が空間となり、漏洩蒸気の通路になってしまうという不適合が発生することが懸念される。
【0018】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、弁棒表面の酸化スケールの付着や剥離後の残存酸化スケールに対して追従性を持たせることで、蒸気シール性を向上させ、大気側への漏洩蒸気量を低減することができる蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記目的を達成するため、本発明は蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の板状シール部材を備えることを特徴とする。
【0020】
また、本発明は蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の針状シール部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、従来のリング構造のものと比較して、現実的に発生する弁棒表面の酸化スケールの付着形状や剥離後の残存酸化スケール形状に対して追従性があることから、蒸気シール性が向上するので、大気側への漏洩蒸気量を低減することに効果的であり、更には既設の蒸気弁装置についても容易にシール部材の追設が可能なことから、既設蒸気タービンの効率を向上させることが可能となり、さらに発電設備全体の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明による蒸気弁装置の第1の実施形態の要部を示す断面図。
【図2】図1のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図3】本発明の第2の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図4】本発明の第3の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図5】本発明による蒸気弁装置の第4の実施形態の要部を示す断面図。
【図6】本発明による蒸気弁装置の第5の実施形態の要部を示す断面図。
【図7】図6のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図8】本発明の第6の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図9】本発明による蒸気弁装置の第7の実施形態の要部を示す断面図。
【図10】図9のシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図。
【図11】本発明による蒸気弁装置の第8の実施形態の要部を示す断面図。
【図12】本発明による蒸気弁装置の第9の実施形態の要部を示す断面図。
【図13】図12の保護カバーのうち、蒸気室側に面する保護カバーの一部を代表して示す斜視図。
【図14】従来の蒸気タービンに使用されている蒸気加減弁構造を示す断面図。
【図15】蒸気タービンを備えた発電設備の構成例を示す系統図。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0024】
(第1の実施形態)
図1は本発明による蒸気弁装置の第1の実施形態における要部を示す断面図である。
【0025】
なお、図14に示す蒸気加減弁と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【0026】
第1の実施形態では、図1に示すように弁棒205の外径とこの弁棒205が貫通する上蓋202の貫通穴に設けられたブッシュ201の内径との間隙寸法は従来設計のままとして、上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面にシール保持器301をその上下面側から2枚の保護カバー303a,303bにより挟み込んで複数本のボルト302により上蓋202に取付けるものである。
【0027】
このシール保持器301は、弁棒205に対する内周面部に環状の凹部が形成され、この凹部に板状シール部材300が保持されている。この場合、板状シール部材300はシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持され、弁棒205に相対する板状シール部材300の内周部(接触部)304の内径寸法は、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは弁棒205との間に間隙を持たず常時接触するように構成されている。
【0028】
図2は、シール保持器に保持された板状シール部材の一部を示す斜視図である。この板状シール部材300は、図2に示すように複数枚の同一短冊形状のシール板300aを規則正しく、且つ各シール板300aの先端部、すなわち内周部(接触部)304ではシール板300a同士がお互いに密着して配列され、これらはシール保持器301の凹部内の外周側に固定されている。
【0029】
図2に示す短冊形状のシール板300aは、その短辺(内周辺)側が弁棒205の軸中心に向って真っ直ぐ、すなわち弁棒205の軸中心に対して放射状(径方向)に配置されており、短冊形状のシール板300aの前後に作用する蒸気圧力差に対して、シール板300aの強度面から好ましい形状である。
【0030】
この場合、これら短冊形状のシール板300aの先端部、すなわち内周部(接触部)ではお互いに規則正しく密着して配列されていても、シール保持器301の凹部内の外周側では、内外周長の差からお互いのシール板300a相互間に三角形の空間が生じることになる。
【0031】
しかし、この空間を埋めるようにシール板300aの厚みを凹部内の外周側に向けて徐々に厚みを増すテーパー状に製作することも可能であり、更にはシール保持器301に形成れた凹部分の袖の長さでこれらの空間部分を覆い隠すように機能している。
【0032】
更に、弁棒205の往復動の度に酸化スケールを乗り越え、又は避け易いように短冊形状のシール板300aの短辺側両端にR(球面)が施されている。
【0033】
このような構成のシール保持器301は、その両端面側を2枚の保護カバー303a,303bにより挟み込んで、上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面に複数本のボルトにより取付けられ、接触部304(すなわち、短冊形状のシール板の先端)を弁棒205との間に間隙を持たず常時接触させるようにしている。
【0034】
このことにより、弁棒205の外表面に経年的に酸化スケールが付着しても、短冊形状のシール板300aは常時弁棒205に接触しながら個々のシール板300aがこれら酸化スケールの凹凸形状に追従して乗り越え、又は酸化スケールを避けるように弾性変形するため、弁棒205の往復動を阻害(拘束)することはない。
【0035】
また、シール保持器301は、その両端面側に保護カバー303a,303bが設けられており、特に蒸気室側に設置された保護カバー303aは、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気と共に異物が流入しても、保護カバー303aにより保護されているので、シール板300aが異物により破損することを防止できる。
【0036】
ここで、シール保持器301の内周面部に形成された環状の凹部に保持された各短冊形状のシール板300aの弁棒205との接触部分は弁棒205の往復動による摩耗防止のために、窒化による表面硬化処理、又は酸化スケールが付着し難い材質として一般に市販されているステライト(商品名)からなるコバルト基硬質合金が盛金されるか、または弁棒205と常時接触を保つため、シール保持器301の凹部に保持される短冊形状のシール板300a自体に酸化スケールが付着しないようにシール板300aそのものをコバルト基硬質合金で製作することも可能である。
【0037】
この短冊形状のシール板300aの材質は、材料強度や酸化スケールの付着特性、膨張係数、弁棒205とのシール性能、寿命等の要求機能から決定されるものであり、使用環境が高温蒸気条件に適合すれば今後の材料開発の進捗によっては新たな材料の適用も可能である。
【0038】
このように本発明の第1の実施形態では、上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面にシール保持器301をその両端面側から2枚の保護カバー303a,303bにより挟み込んで複数本のボルト302により取付け、このシール保持器301の弁棒205に対する内周面部に形成された環状の凹部に複数枚の短冊形状のシール板300aを規則正しく配列して構成されるシール部材300を保持させて、上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の周囲に弁棒とブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に接触するようにしたので、従来に比べて漏洩蒸気の通路となる断面積は格段に小さくなり、漏洩蒸気は確実に低減させることができる。
【0039】
また、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気と共に異物が流入しても、保護カバー303aにより保護されているので、シール板300aが異物により破損することを防止できる。
【0040】
したがって、現実的に発生する弁棒表面への酸化スケールの付着事象と経時的に発生する酸化スケールの部分的な剥離事象(酸化スケールの凹凸形状)に対して、短冊形状のシール板からなシール部材が追従して弾性変形するので、蒸気のシール性を向上させることが可能となり、永年の懸案であった弁棒部分から大気側への漏洩蒸気量を低減することができる。
【0041】
更には既設の蒸気弁装置についても容易にシール部材の追設が可能なことから、既設蒸気タービンの効率を向上させることができので、これら既設の発電設備においても発電設備全体の効率を向上させることができる。
【0042】
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態におけるシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0043】
第2の実施形態では、図3に示すようにシール保持器301に形成された環状凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される板状シール部材400として、複数枚の同一の短冊形状からなるシール板400aをその短辺側が弁棒205の軸方向に対して任意の角度(A°)で傾斜して配列され、且つ各シール板400aの先端部、すなわち内周部(接触部)では弁棒205の軸方向に対して傾斜し、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは弁棒205の外表面に接触して押付けられるように構成したものである。
【0044】
この場合、短冊形状のシール板400aは、弁棒205の軸方向に対して任意の角度(A°)で傾斜させて配列されていることから、各シート板400aが互いに規則正しく密着して配列されて板状シール部材400の内周部(接触部)を形成している。
【0045】
このように第2の実施形態では、シール保持器301に形成された凹部内に保持される複数枚の短冊形状のシール板400aが弁棒205の軸方向に対して任意の角度(A°)で傾斜させて配列することにより、各短冊形状のシート板400aの内周部(接触部)は弁棒205の外径部を包み込むように構成されるので、各短冊形状のシート板400aの内周部(接触部)のシール長さを長くとることが可能となり、第1の実施形態よりも良好な蒸気シール性を得ることができる。
【0046】
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態におけるシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0047】
第3の実施形態では、図4に示すようにシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される板状シール部材500として、複数枚の同一の短冊形状からなるシール板500aを弁棒205の軸中心からの径方向に対して任意の角度(B°)でそれぞれ傾斜させて円周方向に配列したものである。第1および第2の実施形態と同様、各シール板500aの短辺(内周辺)側、すなわち内周部(接触部)では弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは弁棒205の軸中心に対して平行に外表面に接触して押付けられるように構成している。
【0048】
この場合、短冊形状のシール板500aは、弁棒205の径方向に対して任意の角度(B°)で傾斜させて配列されていることから、各シート板500aが互いに規則正しく密着して配列されて板状シール部材500の内周部(接触部)を形成している。
【0049】
このように第3の実施形態では、シール保持器301に形成された凹部内に保持される複数枚の短冊形状のシール板500aを弁棒205の径方向に対して任意の角度(B°)で傾斜させて配列する構成としたので、弁棒205の往復動に際し、各短冊形状のシート板500aは第1の実施形態および第2の実施形態に比べて板状シール部材500の変形に対する自由度が増し、弁棒205の表面に付着した酸化スケールの剥離により生じた段差や隙間に最適にフイットし、これら酸化スケールの凹凸形状に追従して乗り越え、又は酸化スケールを避けるように弾性変形するので、第1の実施形態よりも良好な蒸気シール性を得ることができる。
【0050】
上述した第2および第3の実施形態では、複数枚の短冊形状のシール板400a、500aが弁棒205の軸方向に対して傾斜および、弁棒205の径方向に対して傾斜させて配列されていることから、シール板400a、500a自体が弁棒205の外表面に接触して押付けられるように機能しており、経年的にシール板400a、500aの先端が摩滅してもシール板400a、500a自体がバネとなって押付けられるように機能するため、大気側への漏洩蒸気量を低減する本来の機能を損なうことがない。なお、第2の実施形態と第3の実施形態を組み合せることも可能である。
【0051】
なお、前述した第1の実施形態乃至第3の実施形態において、短冊形状のシール板300a,400a,500aの材質としては、直接高温蒸気に晒されながらバネ力を確保できるものであれば、短冊形状のシール板の材料としてニッケル合金鋼(例えばインコネル718など)等が好適である。
【0052】
(第4の実施形態)
図5は、本発明による蒸気弁装置の第4の実施形態における要部を示す断面図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0053】
前述した蒸気弁装置においては、上蓋202を貫通する弁棒205の貫通部に設けられたブッシュ201の内径との間隙寸法は大きいため、弁棒205が往復動するときに弁棒205がその軸方向と直交する方向に揺動する可能性がある。
【0054】
これに対して、前述した第1の実施形態乃至第3の実施形態によれば、短冊形状のシール板300a,400a,500aの内面は弁棒205と接触するように組立てられ、且つ上蓋202に固定された構造であるため、弁棒205が揺動する動きに追従することができない。
【0055】
そこで、第4の実施形態では、図5に示すように内径側に弁棒205との対向面が開口する環状凹部を有するシール保持器取付部材305の環状凹部内に、弁棒205の往復動方向と直交する方向にスライド可能に、第1の実施形態と同様の板状シール300が保持されたシール保持器311を設け、さらにシール保持器取付部材305の外側面(上蓋202との取付け面とは反対側の面)に保護カバー303aを配置してシール保持器取付部材305と一体的に上蓋202にボルト302により取付けるようにしたものである。
【0056】
この場合、保護カバー303aの内径はブッシュ201の内径以上、かつシール保持器311の内径より小さく設定することで、シール保持器311をスライド可能に保持するとともに、弁棒205が保護カバー303aに接触しないようにすることができる。
【0057】
また、シール保持器取付部材305の環状凹部の内径は板状シール300およびシール保持器311が弁棒と直交する方向にスライドできるように、シール保持器311の外径より大きく設定する。
【0058】
したがって、このような構成とすれば、第1の実施形態の作用効果に加えて、シール保持器取付部材305と保護カバー303aによりシール保持器311が弁棒205の往復動と直交する方向にスライド可能に保持されているので、弁棒205が往復動と直交する方向に揺動しても、複数枚の短冊形状のシール板300aからなるシール300の内面である接触部を弁棒205と接触させた状態で弁棒の動きに追従させることができる。
【0059】
また、シール保持器311は、シール保持器取付部材305と別体になっているので、メンテナンス時にシール保持器311を容易に交換することができる。
【0060】
(第5の実施形態)
図6は、本発明による蒸気弁装置の第5の実施形態における要部を示す断面図、図7は図6のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図であり、図1および図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0061】
第5の実施形態では、図6および図7に示すようにシール保持器301に形成された環状の凹部内に針状シール部材600を保持させてその内径側端部が上蓋202の蒸気室側に貫通する弁棒205の外表面に接触するように配置する構成としたものである。
【0062】
この針状シール部材600は、複数本(例えば500本を超える本数)の同一径のワイヤ600aを例えば千鳥状に規則正しく、ワイヤ同士を密着させて配列し、これら各ワイヤ600aの内径側端部は弁棒205と接触する内周部(接触部)304を形成している。
【0063】
これら同一径のワイヤが集合した複数本のワイヤ600aは、シール保持器301に形成された凹部内に外周側から内周側に延出させて保持されており、各ワイヤ600aは凹部内の外周側に固定されている。
【0064】
ここで、針状シール部材600を構成するワイヤ600aの線径は、弁棒表面に生成される酸化スケールの残存形状、ワイヤ600a自体の材料強度や弾性特性、寿命等の要求機能から決定されるものであり、概ね0.1mm〜2mm程度が選択されるが、可能であれば弁棒205の摺動面となるブッシュ201の内径と弁棒205の外径との間隙寸法より太いものが好ましい。これは経年的にワイヤ600が断線した場合に異物となって当該間隙に入り込むことを防止し、二次的な不適合を防止するために有効である。
【0065】
また、シール保持器301の内周面部に形成された環状の凹部に保持されたワイヤ600aの弁棒205との接触部分は、弁棒205の往復動による摩耗防止のために、窒化による表面硬化処理、又は酸化スケールが付着し難い材質として一般に市販されているステライト(商品名)からなるコバルト基硬質合金が盛金されるか、または弁棒205と常時接触を保つため、シール保持器301の凹部に保持されるワイヤ600a自体に酸化スケールが付着しないようにワイヤ600aそのものをコバルト基硬質合金で製作することも可能である。
【0066】
このワイヤ600aの材質は、材料強度や酸化スケールの付着特性、膨張係数、弁棒205とのシール性能、寿命等の要求機能から決定されるものであり、使用環境が高温蒸気条件に適合すれば今後の材料開発の進捗によっては新たな材料の適用も可能である。
【0067】
このように第6の実施形態では、シール保持器301の弁棒205に対する内周面部に形成された環状の凹部に保持される針状シール部材600として、複数本のワイヤ600aを規則正しく、ワイヤ同士が密着して配列され、ワイヤ600aの先端を弁棒との間に間隙を存することなく常時接触させるようにしたので、従来に比べて漏洩蒸気の通路となる断面積が格段に小さくなるため、漏洩蒸気を確実に低減させることができる。
【0068】
したがって、永年の懸案であった弁棒部分からの漏洩蒸気量を低減することができ、現実的に発生する弁棒表面への酸化スケールの付着事象と経時的に発生する酸化スケールの部分的な剥離事象(酸化スケールの凹凸形状)に対して、ワイヤ600aからなシール部材600は追従して弾性変形するので有効な技術である。
【0069】
更には、既設の蒸気弁装置についても容易にシール部材の追設が可能なことから、既設蒸気タービンの効率を向上させることができるので、これら既設の発電設備においても発電設備全体の効率を向上させることができる。
【0070】
(第6の実施形態)
図8は、本発明の第6の実施形態におけるシール保持器とこのシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図7と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【0071】
第6の実施形態では、図8に示すようにシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される針状シール部材700として、複数本の径の異なるワイヤ700aが不規則に密着させて配列した構成とし、これら各ワイヤ700aの先端部は弁棒205と接触する内周部(接触部)304を形成している。ここで、ワイヤ700は、少なくとも2種類の異なる径のワイヤ700により構成すればよいが、より多くの異なる径のワイヤ700としてもよい。
【0072】
ここで、蒸気シール性能を重視すると、より弁棒表面の酸化スケールによる凹凸形状に対する弾性変形(追従性)を求め細い線径が好ましいが、当該シール部材の前後には大きな差圧が生じているので、ワイヤ700aには多大な曲げ荷重が作用する。このような使用環境では、ワイヤ700aの全本数が全て細い線径では腰が弱く強度的に不適当である。
【0073】
このため、第6の実施形態では、大小径(太い、細い)のワイヤ700aを不規則に密着させて配列し、針状シール部材700全体の強度を上げるように構成したものである。
【0074】
なお、ワイヤ700aの不規則な配列の視点にたてば、ワイヤ700aへの酸化スケールの付着特性と弾性特性等により、ワイヤ700aの線径と材質を任意に組合せて適用することも可能である。
【0075】
(第7の実施形態)
図9は本発明による蒸気弁装置の第7の実施形態における要部を示す断面図、図10は図9のシール保持器に保持されたシール部材の一部を示す斜視図で、図6と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【0076】
第7の実施形態では、図9および図10に示すようにシール保持器301に形成された凹部内にその外周側から内周側に延出させて保持される針状シール部材800として、複数本のワイヤ800aを密着させ、且つ弁棒205に対して軸に直交する平面に対して傾斜させて配列した構成とし、これら各ワイヤ800aの先端部は弁棒205と接触する内周部(接触部)304を形成している。
【0077】
これらワイヤ800aが集合した複数本のワイヤ800aは、弁棒205に対して軸に直交する平面に対して傾斜して配列されているため、ワイヤ800a自体がバネとなって働き、そのバネ力にてワイヤ800aが弁棒205の外表面に接触して押付けられるように機能している。
【0078】
シール保持器301に形成された凹部内に外周側から内周側に延出させて保持されたワイヤ800aは常に弁棒205と接触しており、弁棒205の上下移動(摺動)により経年的にワイヤ800aの先端が摩滅しても、ワイヤ800a自体がバネとなって押付けられるように機能するため、大気側への漏洩蒸気量を低減する本来の機能を損なうことがない。
【0079】
なお、プラント運転中にあっては、弁棒205に蒸気の流れによる微振動が発生しており、ワイヤ800aは常時弁棒205の外表面に接触していることから、そのバネ力と微振動が相俟って弁棒205の外表面にワイヤ800aが打ち付けられて弁棒205の外表面に打痕傷が発生する可能性があるが、ワイヤ800aのバネ力は打痕傷が発生する程の荷重は持たないので、弁棒205の外表面を傷つけることはない。
【0080】
このワイヤ800aの材質としては、直接高温蒸気に晒されながらワイヤ800a自体のバネ力を確保することが可能なニッケル合金鋼(例えばインコネル718)等が好適である。
【0081】
(第8の実施形態)
図11は本発明による蒸気弁装置の第8の実施形態における要部を示す断面図で、図6と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【0082】
前述した蒸気弁装置においては、上蓋202を貫通する弁棒205の外径とこの弁棒205の上蓋202の貫通部に設けられたブッシュ201の内径との間隙寸法は大きいため、弁棒205が往復動するときに弁棒205がその軸方向と直交する方向に揺動する可能性がある。
【0083】
これに対して、前述した各実施形態によれば、ワイヤ300aの内面は弁棒205と接触するように組立てられ、且つ上蓋202に固定された構造であるため、弁棒205が揺動する動きに追従することができない。
【0084】
そこで、第8の実施形態では、図11に示すように内径側に弁棒205との対向面が開口する環状凹部を有するシール保持器取付部材305の環状凹部内に、第6の実施形態と同様の針状シール部材600が保持されたシール保持器311を弁棒205の往復動方向と直交する方向にスライド可能に設け、さらにシール保持器取付部材305の外側面(上蓋202との取付け面とは反対側の面)に保護カバー303aを配置してシール保持器取付部材305と一体的に上蓋202にボルト302により取付けるようにしたものである。
【0085】
この場合、保護カバー303aの内径はブッシュ201の内径以上、かつシール保持器311の内径より小さく設定することで、シール保持器311をスライド可能に保持するとともに、弁棒205が保護カバー303aに接触しないようにすることができる。
【0086】
また、保持器取付部材305の環状凹部の内径はワイヤ300aおよびシール保持器311が弁棒と直交する方向にスライドできるように、シール保持器311の外径より大きく設定する。
【0087】
したがって、このような構成とすれば、第5の実施形態の作用効果に加えて、シール保持器取付部材305と保護カバー303aによりシール保持器311が弁棒205の往復動と直交する方向にスライド可能に保持されているので、弁棒205が往復動と直交する方向に揺動しても、ワイヤ600aの内面である接触部を弁棒205と接触させた状態で弁棒205の動きに追従させることができる。
【0088】
また、シール保持器311は、シール保持器取付部材305と別体になっているので、メンテナンス時にシール保持器311を容易に交換することができる。
【0089】
(第9の実施形態)
図12は本発明による蒸気弁装置の第9の実施形態における要部を示す断面図で、図6と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。また、図13は図12の保護カバーのうち、蒸気室側に面する保護カバー306aの一部を代表して示す斜視図である。
【0090】
第9の実施形態では、図12および図13に示すように上蓋202の蒸気室側に対応する弁棒205の貫通部分の周囲面に取付けられるシール保持器301の上下面側を挟み込むようにして設けられる2枚の保護カバー306a,306bの内径側の対向面に、シール保持器301の環状凹部より延出するワイヤ600aの先端部を保持する突起307を設けるようにしたものである。
【0091】
このような構成とすれば、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気とともに異物が流入しても、蒸気室側に面する保護カバー306aによりワイヤ600aが保護されているので、ワイヤ600aが異物により破損することを防止できる。また、ワイヤ600aは弁棒205が軸方向に往復動するため、経年的に外側へバラバラに広がってくる(歯ブラシの毛のように外側に曲がってとはみ出す)ので断線し易くなるが、2枚の保護カバー306a,306bに設けられた突起307によりワイヤ600aの先端部が保持されるので、ワイヤ600aが外側にバラバラに曲がってはみ出すようなことがなくなる。
【符号の説明】
【0092】
200…蒸気弁本体、201…ブッシュ、202…上蓋、203…弁座、204…弁体、205…弁棒、206…油圧駆動機構、300,400,500…板状シール部材、300a,400a,500a…短冊形状のシール板、301,311…シール保持器、302…ボルト、303a,303b…保護カバー、304…シール部材の内周部(接触部)、305…シール保持器取付部材、306a,306b…保護カバー、307…突起、600,700,800…針状シール部材、600a,700a,800a…ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の板状シール部材を備えることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項2】
請求項1記載の蒸気弁装置において、
環状の板状シール部材は、前記弁棒の動きに追従できるようにシール部材自体が前記弁棒の中心軸と直交する方向にスライド可能にしたことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2記載の蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側の前記弁棒の周囲には、内周側に環状の凹部が形成されたシール保持器が設けられ、
前記環状の板状シール部材は、前記弁棒に対する円周方向に配置された複数枚の短冊形状のシール板で構成され、
これら各短冊形状のシール板は前記シール保持器の前記環状の凹部内にその外周側から内周側に向け延出させて保持されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項4】
請求項3記載の蒸気弁装置において、
前記環状の板状シール部材を構成する各短冊形状のシール板は、その短辺側が前記弁棒の軸方向に対して任意の角度で傾斜して配列され、前記弁棒との接触部となるシール板の短辺側は前記弁棒の外径寸法と同等または若干大きめの寸法で曲面加工がなされて前記弁棒の外表面に接触して押付けられるように構成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項5】
請求項3記載の蒸気弁装置において、
前記環状の板状シール部材を構成する各短冊形状のシール板は、その長辺側が前記弁棒の径方向に任意の角度で傾斜して配列され、シール板の短辺側は前記弁棒の外表面に接触して押付けられるように構成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項6】
請求項3乃至請求項5の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記環状の板状シール部材を構成する各短冊形状のシール板は、前記弁棒と接触する短辺の軸方向の両端部に曲面が形成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項7】
請求項3乃至請求項6の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記シール保持器の蒸気室側に前記シール保持器の凹部内の外周側から内周側に延出させて保持され、前記ブッシュの内径以上でかつ前記シール保持器の外径より小さい内径を有する保護カバーを配置したことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項8】
蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の針状シール部材を備えることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項9】
請求項8記載の蒸気弁装置において、
環状の針状シール部材は、前記弁棒の動きに追従できるようにシール部材自体が前記弁棒と直交する方向にスライド可能にしたことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項10】
請求項8又は請求項9記載の蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側の前記弁棒の周囲には、内周側に環状の凹部が形成されたシール保持器が設けられ、
前記環状の針状シール部材は、複数本のワイヤで構成され、
これら各ワイヤは前記シール保持器の前記環状の凹部内にその外周側から内周側に向け延出させて保持されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項11】
請求項10記載の蒸気弁装置において、
前記環状の針状シール部材を構成する複数本のワイヤは、その径が全て同一であることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項12】
請求項10記載の蒸気弁装置において、
前記環状の針状シール部材を構成する複数本のワイヤは、少なくとも2種類の異なる径のワイヤから構成されることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項13】
請求項10乃至請求項12の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記環状の針状シール部材を構成するワイヤは、前記弁棒の軸に直交する平面に対して傾斜して配列され、ワイヤのバネ力の作用により前記弁棒の外表面に接触して押付けられるように構成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項14】
請求項10乃至請求項12の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記シール保持器の前記上蓋側および蒸気室側の両面に前記シール保持器の凹部内に外周側から内周側に延出させて保持された前記ワイヤの内周側延出部を覆うように保護カバーを配置し、これら保護カバーの内径側端に前記針状シール部材側に向けて突起を設け、該突起により前記ワイヤの先端部を保持するようにしたことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項15】
前記請求項1乃至請求項14の何れかに記載の蒸気弁装置を備えたことを特徴とする発電設備。
【請求項1】
蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の板状シール部材を備えることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項2】
請求項1記載の蒸気弁装置において、
環状の板状シール部材は、前記弁棒の動きに追従できるようにシール部材自体が前記弁棒の中心軸と直交する方向にスライド可能にしたことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2記載の蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側の前記弁棒の周囲には、内周側に環状の凹部が形成されたシール保持器が設けられ、
前記環状の板状シール部材は、前記弁棒に対する円周方向に配置された複数枚の短冊形状のシール板で構成され、
これら各短冊形状のシール板は前記シール保持器の前記環状の凹部内にその外周側から内周側に向け延出させて保持されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項4】
請求項3記載の蒸気弁装置において、
前記環状の板状シール部材を構成する各短冊形状のシール板は、その短辺側が前記弁棒の軸方向に対して任意の角度で傾斜して配列され、前記弁棒との接触部となるシール板の短辺側は前記弁棒の外径寸法と同等または若干大きめの寸法で曲面加工がなされて前記弁棒の外表面に接触して押付けられるように構成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項5】
請求項3記載の蒸気弁装置において、
前記環状の板状シール部材を構成する各短冊形状のシール板は、その長辺側が前記弁棒の径方向に任意の角度で傾斜して配列され、シール板の短辺側は前記弁棒の外表面に接触して押付けられるように構成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項6】
請求項3乃至請求項5の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記環状の板状シール部材を構成する各短冊形状のシール板は、前記弁棒と接触する短辺の軸方向の両端部に曲面が形成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項7】
請求項3乃至請求項6の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記シール保持器の蒸気室側に前記シール保持器の凹部内の外周側から内周側に延出させて保持され、前記ブッシュの内径以上でかつ前記シール保持器の外径より小さい内径を有する保護カバーを配置したことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項8】
蒸気入口部及び蒸気出口部を有する蒸気弁本体と、この蒸気弁本体の上面開口部を閉塞する上蓋と、この上蓋の大気側から前記蒸気弁本体内の蒸気室に貫通させて設けられ先端部に有する弁体により前記蒸気出口部より流出する蒸気流量を制御する弁棒と、この弁棒が貫通する前記上蓋の貫通穴に前記弁棒が軸方向に往復動するに適正な間隙を存するように設けられたブッシュとを備えた蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の周囲に、前記弁棒と前記ブッシュとの間隙よりも狭い間隙を有するか、もしくは前記上蓋の蒸気室側に貫通する弁棒の外表面に接触するように配置された環状の針状シール部材を備えることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項9】
請求項8記載の蒸気弁装置において、
環状の針状シール部材は、前記弁棒の動きに追従できるようにシール部材自体が前記弁棒と直交する方向にスライド可能にしたことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項10】
請求項8又は請求項9記載の蒸気弁装置において、
前記上蓋の蒸気室側の前記弁棒の周囲には、内周側に環状の凹部が形成されたシール保持器が設けられ、
前記環状の針状シール部材は、複数本のワイヤで構成され、
これら各ワイヤは前記シール保持器の前記環状の凹部内にその外周側から内周側に向け延出させて保持されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項11】
請求項10記載の蒸気弁装置において、
前記環状の針状シール部材を構成する複数本のワイヤは、その径が全て同一であることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項12】
請求項10記載の蒸気弁装置において、
前記環状の針状シール部材を構成する複数本のワイヤは、少なくとも2種類の異なる径のワイヤから構成されることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項13】
請求項10乃至請求項12の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記環状の針状シール部材を構成するワイヤは、前記弁棒の軸に直交する平面に対して傾斜して配列され、ワイヤのバネ力の作用により前記弁棒の外表面に接触して押付けられるように構成されていることを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項14】
請求項10乃至請求項12の何れかに記載の蒸気弁装置において、
前記シール保持器の前記上蓋側および蒸気室側の両面に前記シール保持器の凹部内に外周側から内周側に延出させて保持された前記ワイヤの内周側延出部を覆うように保護カバーを配置し、これら保護カバーの内径側端に前記針状シール部材側に向けて突起を設け、該突起により前記ワイヤの先端部を保持するようにしたことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項15】
前記請求項1乃至請求項14の何れかに記載の蒸気弁装置を備えたことを特徴とする発電設備。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2011−2031(P2011−2031A)
【公開日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−145474(P2009−145474)
【出願日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
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