蒸気弁
【課題】外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに組立時および解体時の作業性を向上させることができる蒸気弁を提供する。
【解決手段】本発明による蒸気弁１は、内面に係合凹部３を有する外部ケーシング２と、外部ケーシング２に収容される内部ケーシング４と、外部ケーシング２の係合凹部３に係合して、内部ケーシング４を係止する係止体５とを備えている。内部ケーシング４に弁座２０が設けられ、弁座２０に主弁２１が当接し、主弁２１に、弁棒２２を介して、主弁２１を駆動する駆動部２３が連結されている。係止体５と内部ケーシング４との間に、内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧する押圧機構３０が介在されている。
【解決手段】本発明による蒸気弁１は、内面に係合凹部３を有する外部ケーシング２と、外部ケーシング２に収容される内部ケーシング４と、外部ケーシング２の係合凹部３に係合して、内部ケーシング４を係止する係止体５とを備えている。内部ケーシング４に弁座２０が設けられ、弁座２０に主弁２１が当接し、主弁２１に、弁棒２２を介して、主弁２１を駆動する駆動部２３が連結されている。係止体５と内部ケーシング４との間に、内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧する押圧機構３０が介在されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンプラントにおいて使用される外部ケーシングと内部ケーシングとを有する蒸気弁に係り、とりわけ、外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに組立時および解体時の作業性を向上させることができる蒸気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、火力・原子力発電所の蒸気タービンプラントにおいて、プラント内の各機器への蒸気の流れを制御するために蒸気弁が使用されている。
【０００３】
図１１に、蒸気弁が用いられる一般的な蒸気タービンプラント１００を示す。このような蒸気タービンプラント１００は、ボイラー１０１の過熱器１０１ａにおいて発生した蒸気が主蒸気管１０２の蒸気弁（主蒸気止め弁１０３および蒸気加減弁１０４）を通って高圧タービン１０５に供給されて膨張仕事を行う。膨張仕事を終えて排出された高圧排気蒸気は、高圧排気蒸気管１０６の逆止弁１０７を通ってボイラー１０１の再熱器１０１ｂに導かれ、再度過熱、すなわち再熱されて再熱蒸気となる。この再熱蒸気は、再熱蒸気管１０８の蒸気弁（再熱蒸気止め弁１０９およびインターセプト弁１１０）を通って中圧タービン１１１および低圧タービン１１２に供給されて順次膨張仕事を行う。低圧タービン１１２にて膨張仕事を終えて排出された低圧排気蒸気は復水器１１３に導かれ、凝縮されて復水となる。この復水は、給水ポンプ１１４により昇圧されてボイラー１０１に供給される。
【０００４】
この間、高圧タービン１０５、中圧タービン１１１、および低圧タービン１１２が回転駆動され、これらの各タービン１０５、１１１、１１２に接続された図示しない発電機が発電している。
【０００５】
主蒸気管１０２と高圧排気蒸気管１０６との間に、主蒸気を、高圧タービン１０５をバイパスさせて高圧排気蒸気管１０６からボイラー１０１の再熱器１０１ｂに供給させるための高圧バイパス管１１５が連結されている。この高圧バイパス管１１５の一端は、主蒸気管１０２のうち主蒸気止め弁１０３の上流側に連結され、他端は、高圧排気蒸気管１０６のうち逆止弁１０７の下流側に連結されており、高圧バイパス管１１５の途中には高圧タービンバイパス弁１１６が設けられている。
【０００６】
再熱蒸気管１０８と復水器１１３との間に、再熱蒸気を、中圧タービン１１１および低圧タービン１１２をバイパスさせて復水器１１３に供給させるための低圧バイパス管１１７が連結されている。この低圧バイパス管１１７の一端は、再熱蒸気管１０８のうち再熱蒸気止め弁１０９の上流側に連結され、他端は、復水器１１３に連結されており、低圧バイパス管１１７の途中には低圧タービンバイパス弁１１８が設けられている。このように高圧バイパス管１１５および低圧バイパス管１１７を設けることによって、各タービン１０５、１１１、１１２を停止させる場合においても、高圧バイパス管１１５および低圧バイパス管１１７に主蒸気および再熱蒸気をそれぞれ通流させて、蒸気をバイパスさせて循環させ、ボイラー１０１を単独で運転することができるように構成されている。
【０００７】
近年、蒸気タービンプラント１００における発電効率を向上させるために、各タービン１０５、１１１、１１２に供給される蒸気の温度および圧力は上昇する傾向にある。この場合、蒸気弁を通流する蒸気の温度および圧力が高くなるため、蒸気弁のケーシングに負荷される荷重が大きくなるとともにケーシングの許容荷重が低下し、ケーシングの機械的強度が問題になることがある。
【０００８】
このような問題に対処するために、２重ケーシング型の蒸気弁が開発されている（例えば、特許文献１および２参照）。一例として図１２に示す２重ケーシング型蒸気弁１２０は、外部ケーシング１２１と、この外部ケーシング１２１に収容された内部ケーシング１２２とを有している。このうち内部ケーシング１２２は、コッター１２３により係止されて外部ケーシング１２１内に固定されている。また、内部ケーシング１２２内には、高温高圧の蒸気が通流する蒸気室１２４が形成され、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２との間に空隙部１２５が形成され、この空隙部１２５内には、蒸気室１２４を通流する蒸気よりも低温低圧の蒸気が充填されている。このようにして、外部ケーシング１２１が高温高圧の蒸気に曝されることを抑制して、内部ケーシング１２２を形成する材料には高温耐熱鋼を用いるが、外部ケーシングを形成する材料には低温耐熱鋼を用いることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２３７００９号公報
【特許文献２】特開２００５−４８６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、内部ケーシング１２２内の蒸気室１２４を通流する蒸気は、弁の開閉に伴い流体振動を生じる。また、上述のように、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２の材料が異なる場合には、蒸気室１２４を通流する高温の蒸気により内部ケーシング１２２が外部ケーシング１２１よりも膨張することが考えられる。これらの場合においても、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２との固定強度は耐える得るものであることが要求される。
【００１１】
そこで、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２とを強固に固定するためには、コッター１２３の下面と内部ケーシング１２２の上面との間に隙間を形成させることなくコッター１２３を取り付ける必要がある。しかしながら、この場合、コッター１２３を取り付ける作業および取り外す作業は困難になり、蒸気弁１２０の組立時および解体時の作業性が低下する。
【００１２】
一方、コッター１２３の下面と内部ケーシング１２２の上面との間にある程度の隙間を設けることにより、コッター１２３の取り付けおよび取り外しの作業性を向上させることが可能になるが、この場合、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２との固定強度は低下する。
【００１３】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに組立時および解体時の作業性を向上させることができる蒸気弁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】
【００１４】
本発明は、内面に係合凹部を有する外部ケーシングと、前記外部ケーシングに収容される内部ケーシングと、前記外部ケーシングの前記係合凹部に係合して、前記内部ケーシングを係止する係止体と、前記内部ケーシングに設けられた弁座と、前記弁座に当接自在な主弁と、前記主弁に弁棒を介して連結され、主弁を駆動する駆動部と、を備え、前記係止体と前記内部ケーシングとの間に、当該内部ケーシングを前記外部ケーシングの内面に押圧する押圧機構が介在されていることを特徴とする蒸気弁である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに、組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における蒸気弁の押圧機構の詳細を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態における蒸気弁において、螺旋ストッパーの上面を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における蒸気弁において、螺旋シムの上面を示す図。
【図６】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図８】図５のＰ部拡大図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図１０】図９のＱ部拡大図。
【図１１】蒸気タービンプラントの一例を示す図。
【図１２】従来の蒸気弁の全体構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１および図２は、本発明の第１の実施の形態における蒸気弁を示す図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、蒸気弁１は、内面の円柱状部分２ａに形成された溝部（係合凹部）３を有する外部ケーシング２と、外部ケーシング２に収容される内部ケーシング４と、内部ケーシング４の上方に設けられ、外部ケーシング２の溝部３に係合して、内部ケーシング４を係止するコッター（係止体）５とを備えている。このうちコッター５は、外部ケーシング２の溝部３に、周方向に亘って３箇所取り付けられている（図６参照）。
【００１９】
外部ケーシング２の内面には、段部７が形成され、内部ケーシング４の外面には、この段部７に係合する顎部６が形成されている。このように、内部ケーシング４は、その顎部６が外部ケーシング２の段部７に係合して、外部ケーシング２内に収容されるように構成されている。また、内部ケーシング４は、図１および図２に示すように、後述する螺旋シム３４の当接平面３６が当接する環状の被当接平面（上面）８と、被当接平面８の中心側においてこの被当接平面８よりも上方に隆起する隆起部９とを有している。
【００２０】
図１に示すように、内部ケーシング４内には、高温（例えば、７００℃）および高圧の蒸気が通流する蒸気室１０が形成され、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間には、空隙部１１が形成されている。この空隙部１１には、例えば、内部ケーシング４の蒸気室１０を通流する蒸気よりも低温および低圧の蒸気が、プラントから抽気されて充填されるように構成されている。このことにより、外部ケーシング２が高温高圧の蒸気に曝されることを抑制することができる。この場合、内部ケーシング４を形成する材料には高温耐熱鋼を用いるが、外部ケーシング２を形成する材料には低温耐熱鋼を用いることが可能になる。
【００２１】
すなわち、外部ケーシング２を形成する低温耐熱鋼としては、例えば耐熱温度が約５７０度のＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼に代表されるフェライト系合金などの低クロム合金耐熱鋼を用いることができる。一方、内部ケーシング４を形成する高温耐熱鋼としては、例えば７００度以上で実用的な強度を有するオーステナイト系合金鋼またはＮｉ基合金鋼を用いることが好適である。
【００２２】
外部ケーシング２の蒸気入口側には、蒸気の入口となる蒸気入口管１２が設けられている。内部ケーシング４の蒸気入口側には、外部ケーシング２の蒸気入口管１２を通って流入する蒸気を案内する蒸気入口接続管１３が設けられている。この蒸気入口接続管１３は外部ケーシング２まで延びており、この蒸気入口接続管１３と外部ケーシング２との間には蒸気入口接続管シールリング１４が設けられている。このようにして、蒸気入口管１２を通って流入する高温高圧の蒸気が空隙部１１に漏れることを防止している。
【００２３】
外部ケーシング２の蒸気出口側には、内部ケーシング４内の蒸気室１０を通った蒸気の出口となる蒸気出口管１５が設けられている。また、内部ケーシング４の蒸気出口側には、外部ケーシング２の蒸気出口管１５に流出する蒸気を案内する蒸気出口接続管１６が設けられている。この蒸気出口接続管１６は、外部ケーシング２まで延びており、この蒸気出口接続管１６と外部ケーシング２との間に蒸気出口接続管シールリング１７が設けられている。このようにして、蒸気出口管１５に流出する高温高圧の蒸気が空隙部１１に漏れることを防止している。
【００２４】
内部ケーシング４の内部、すなわち蒸気出口接続管１６の上部に、弁座２０が設けられている。蒸気室１０内に、この弁座２０に当接自在な主弁２１が設けられ、この主弁２１に、弁棒２２を介して駆動部２３が連結されており、この駆動部２３を駆動することによって主弁２１が上昇または下降するようになっている。
【００２５】
上部ケーシングの上面には、空隙部１１の上部を区画する上蓋２４が上蓋取付ボルト２５によって取り付けられている。この上蓋２４には、内部を弁棒２２が摺動自在なガイドブッシュ２６が貫通している。このガイドブッシュ２６は、内部ケーシング４を貫通して蒸気室１０に延びており、このガイドブッシュ２６と内部ケーシング４との間にガイドブッシュシールリング２７が設けられている。このようにして、蒸気室１０を通流する高温高圧の蒸気が空隙部１１に漏れることを防止している。
【００２６】
内部ケーシング４を係止するコッター５と内部ケーシング４との間に、内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧する押圧機構３０が介在されている。
【００２７】
すなわち、この押圧機構３０は、図１および図２に示すように、コッター５に係止される係止平面（上面）３２と内部ケーシング４側（下方側）に形成された押圧面３３とを含み、周方向に回動自在な環状の螺旋ストッパー（回動側押圧部材）３１を有している。この螺旋ストッパー３１と内部ケーシング４との間に、螺旋ストッパー３１の押圧面３３に押圧される受圧面３５と、内部ケーシング４の被当接平面８に当接する当接平面（下面）３６とを含む環状の螺旋シム（固定側押圧部材）３４が介在されている。
【００２８】
螺旋ストッパー３１の押圧面３３は、係止平面３２に対して周方向に傾斜し、螺旋ストッパー３１の下面は螺旋状に形成されている。すなわち、図２に示すように、螺旋ストッパー３１は、１箇所において切断されて、肉厚の厚い厚肉端部３１ａと肉厚の薄い薄肉端部３１ｂとを有しており、厚肉端部３１ａから薄肉端部３１ｂに向かって肉厚が徐々に薄くなるように上方から見て右回りの方向に傾斜している。
【００２９】
螺旋シム３４の受圧面３５は、押圧面３３に対応するように周方向に傾斜し、螺旋シム３４の上面は螺旋状に形成されている。すなわち、螺旋シム３４は、螺旋ストッパー３１と同様に、１箇所において切断されて、肉厚の厚い厚肉端部３４ａと肉厚の薄い薄肉端部３４ｂとを有し、厚肉端部３４ａから薄肉端部３４ｂに向かって肉厚が徐々に薄くなるように上方から見て左回りの方向に傾斜している。
【００３０】
螺旋ストッパー３１および螺旋シム３４は、螺旋シム３４の受圧面３５に螺旋ストッパー３１の押圧面３３を当接させて、螺旋ストッパー３１の厚肉端部３１ａを、螺旋シム３４の厚肉端部３４ａに周方向に当接させた場合、螺旋ストッパー３１と螺旋シム３４の合計厚さが、外部ケーシング２内面の溝部３と内部ケーシング４の被当接平面８との間の距離よりも小さくなるように構成されている。
【００３１】
このような螺旋ストッパー３１を、その肉厚が薄くなる方向（図２の上方から見て右回りの方向）に回動させることにより、楔効果により、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４を介して内部ケーシング４を押圧するように押圧機構３０が構成されている。
【００３２】
ここで、螺旋ストッパー３１の外径および内径は、螺旋シム３４の外径および内径とそれぞれ略同一となっており、螺旋ストッパー３１および螺旋シム３４の外径は、外部ケーシング２の内面の円柱状部分２ａの内径と略同一となっている（図６参照）。
【００３３】
なお、図示しないが、螺旋ストッパー３１に、治具等を取り付けるための取付穴を設けても良い。この場合、この取付穴に治具等を取り付けることにより、螺旋ストッパー３１を容易に回動することができる。
【００３４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
図１および図２に示す蒸気弁１を組み立てる場合、まず、外部ケーシング２に、主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等が取り付けられた内部ケーシング４が収容される。この収容された内部ケーシング４の被当接平面８に、螺旋シム３４の当接平面３６を当接させて、押圧機構３０の螺旋シム３４が内部ケーシング４上に載置される。
【００３６】
次に、この螺旋シム３４の受圧面３５に螺旋ストッパー３１の押圧面３３を当接させて、螺旋シム３４上に螺旋ストッパー３１が載置される。この場合、螺旋ストッパー３１の厚肉端部３１ａを、螺旋シム３４の厚肉端部３４ａに周方向に当接させるように螺旋ストッパー３１を載置させる。このことにより、螺旋ストッパー３１の係止平面３２を外部ケーシング２内面の溝部３よりも低い位置にすることができる。
【００３７】
次に、外部ケーシング２内面の溝部３にコッター５が取り付けられる。この場合、螺旋ストッパー３１の係止平面３２が溝部３よりも低い位置にあるため、溝部３にコッター５を容易に取り付けることができる。
【００３８】
次に、螺旋ストッパー３１を、その肉厚が薄くなる方向（図２の上方から見て右回りの方向、以下、押圧方向と記す）に回動させる。この場合、楔効果によって、螺旋シム３４は回動することがなく、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４を介して内部ケーシング４を押圧する。このことにより、内部ケーシング４外面の顎部６が外部ケーシング２内面の段部７に押圧される。
【００３９】
次に、上蓋取付ボルト２５を用いて、外部ケーシング２の上面に上蓋２４が取り付けられ、弁棒２２が駆動部２３に連結される。その後、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間に形成された空隙部１１に、蒸気室１０を通流する高温高圧の蒸気よりも低温低圧の蒸気が充填され、図１に示す蒸気弁１が組み立てられる。
【００４０】
このようにして組み立てられた蒸気弁１を開いて蒸気を通流させる場合、駆動部２３を駆動して弁棒２２を上昇させる。このことにより、主弁２１が弁座２０から離れて上昇し、蒸気弁１が開く。
【００４１】
この場合、外部ケーシング２の蒸気入口管１２から高温高圧の蒸気が流入し、この流入した蒸気は蒸気入口接続管１３を通って内部ケーシング４内の蒸気室１０に流入する。蒸気室１０に流入した蒸気は、弁座２０と主弁２１との間を通り、蒸気出口接続管１６を通って蒸気出口管１５から流出する。このようにして蒸気弁１に高温高圧の蒸気が通流する。なお、蒸気弁１の開度を制御することにより、通流する蒸気の流量を調整することもできる。
【００４２】
蒸気弁１に高温高圧の蒸気が通流している間、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間の空隙部１１には、低温低圧の蒸気が充填されている。このことにより、外部ケーシング２内面が高温高圧の蒸気に曝されることを抑制している。
【００４３】
蒸気弁１を閉じて、蒸気の流れを遮断する場合には、駆動部２３を駆動して弁棒２２を下降させる。このことにより、主弁２１が弁座２０に当接して、蒸気弁１が閉じられる。
【００４４】
また、このような蒸気弁１を解体する場合には、まず、空隙部１１から低温低圧の蒸気が放出される。次に、弁棒２２が駆動部２３から取り外され、外部ケーシング２の上面から上蓋２４が取り外される。
【００４５】
次に、螺旋ストッパー３１を、その肉厚が厚くなる方向（図２における左回りの方向、以下解放方向と記す）に回動させる。この場合、螺旋ストッパー３１の厚肉端部３１ａを螺旋シム３４の厚肉端部３４ａに当接するまで螺旋ストッパー３１を回動させる。このことにより、コッター５と螺旋ストッパー３１との間に隙間を形成することができる。
【００４６】
次に、外部ケーシング２の内面の溝部３からコッター５が取り外される。この場合、コッター５と螺旋ストッパー３１との間に隙間が形成されているため、コッター５を容易に取り外すことができる。
【００４７】
次に、螺旋ストッパー３１および螺旋シム３４が順次取り外され、その後、内部ケーシング４が主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等とともに外部ケーシング２から取り外され、蒸気弁１が解体される。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、螺旋ストッパー３１を、押圧方向に回動させることにより、楔効果によって内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧することができる。このことにより、外部ケーシング２と内部ケーシング４とを強固に固定することができる。このため、内部ケーシング４内の蒸気室１０を通流する蒸気が、主弁２１の上昇または下降により流体振動を生じた場合、および蒸気室１０を通流する高温の蒸気により内部ケーシング４が外部ケーシング２よりも膨張した場合においても、十分に耐える固定強度を有することができる。
【００４９】
また本実施の形態によれば、上述したように、内部ケーシング４を固定する際には、螺旋ストッパー３１を押圧方向に回動させることにより内部ケーシング４を外部ケーシング２に押圧する力を容易に増大させることができる。一方、内部ケーシング４を取り外す際には、螺旋ストッパー３１を解放方向に回動させることによりコッター５と螺旋ストッパー３１との間に隙間を形成させて、コッター５を容易に取り外すことができる。このため、内部ケーシング４の固定および取り外しを容易に行うことができ、蒸気弁１の組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【００５０】
第２の実施の形態
次に、図３乃至図６により、本発明の第２の実施の形態における蒸気弁について説明する。
【００５１】
図３乃至図６に示す第２の実施の形態の蒸気弁において、螺旋ストッパーにストッパー側位置決め穴が設けられ、螺旋シムにシム側位置決め穴が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３乃至図６において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
図３乃至図６に示すように、螺旋ストッパー３１に、軸方向に貫通する３つのストッパー側位置決め穴（回動側位置決め穴）４０ａ、４０ｂ、４０ｃが押圧方向に順次設けられ、これら３つのストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃが、螺旋ストッパー３１に３組設けられている。また、螺旋シム３４に、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃと略同一円周上に位置し、軸方向に貫通する３つのシム側位置決め穴（固定側位置決め穴）４１ａ、４１ｂ、４１ｃが押圧方向に順次設けられ、これら３つのシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃが螺旋シム３４に３組設けられている。これらストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃとシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃとは略同一の穴径を有し、シム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃにそれぞれ対応するようになっている。
【００５３】
図４に示すように、ストッパー側位置決め穴４０ａの中心と螺旋ストッパー３１の中心点３１ｃとを結ぶ線分と、このストッパー側位置決め穴４０ａに隣接する他のストッパー側位置決め穴４０ｂの中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分は、所定の角度αをなしている。同様に、ストッパー側位置決め穴４０ｂの中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分と、このストッパー側位置決め穴４０ｂに隣接する他のストッパー側位置決め穴４０ｃの中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分も、角度αをなしている。すなわち、角度αは螺旋ストッパー３１の中心点３１ｃに対する、互いに隣接するストッパー側位置決め穴の中心間の周方向角度である。
【００５４】
図５に示すように、ストッパー側位置決め穴４０ａに対応するシム側位置決め穴４１ａの中心と螺旋シム３４の中心点３４ｃとを結ぶ線分と、ストッパー側位置決め穴４０ｂに対応するシム側位置決め穴４１ｂの中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分は、所定の角度βをなしている。また、シム側位置決め穴４１ｂの中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分と、ストッパー側位置決め穴４０ｃに対応するシム側位置決め穴４１ｃの中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分は、所定の角度γをなしている。すなわち、角度βは、螺旋シム３４の中心点３４ｃに対する、ストッパー側位置決め穴４０ａに対応するシム側位置決め穴４１ａの中心とストッパー側位置決め穴４０ｂに対応するシム側位置決め穴４１ｂの中心との周方向角度であり、角度γは、螺旋シム３４の中心点３４ｃに対する、ストッパー側位置決め穴４０ｂに対応するシム側位置決め穴４１ｂの中心とストッパー側位置決め穴４０ｃに対応するシム側位置決め穴４１ｃの中心との周方向角度である。
【００５５】
ここで、角度αは、角度βおよび角度γとそれぞれ異なっているとともに、角度βは角度γと異なっており、本実施の形態においては、図４および図５に示すように、角度α、β、およびγは、α＜β＜γという関係になっている。
【００５６】
このような螺旋シム３４上で螺旋ストッパー３１を押圧方向に回動させる場合、まず、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃおよびシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃに嵌合自在な外径を有するとともに、先端がテーパ状に形成されたテーパーピン（図示せず）を準備する。
【００５７】
次に、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃにテーパーピンを挿入する。ここで、図６に示すようにストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃとシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃが配置されている場合には、穴間のずれ量が最も小さいストッパー側位置決め穴４０ａにテーパーピンを挿入する。このテーパーピンは先端がテーパ状に形成されているため、ストッパー側位置決め穴４０ａを通ってシム側位置決め穴４１ａまで挿入される。このことにより、ストッパー側位置決め穴４０ａとシム側位置決め穴４１ａとのずれ量に相当する角度だけ螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４に対して押圧方向に回動する。
【００５８】
次に、螺旋ストッパー３１の回動前に穴間のずれ量が二番目に小さかったストッパー側位置決め穴４０ｂにテーパーピンを挿入する。このことにより、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４に対して押圧方向に更に回動する。
【００５９】
その後、ストッパー側位置決め穴４０ｃにテーパーピンを挿入することにより、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４に対して押圧方向に更に回動する。このようにして、螺旋ストッパー３１を押圧方向に回動することができる。
【００６０】
一方、螺旋シム３４上で螺旋ストッパー３１を解放方向に回動させる場合には、ストッパー側位置決め穴４０ｃ、４０ｂ、４０ａおよびシム側位置決め穴４１ｃ、４１ｂ、４１ａに順次テーパーピンを挿入することにより、螺旋ストッパー３１を解放方向に回動させることができる。
【００６１】
このように本実施の形態によれば、テーパーピンをストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃおよびシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃに順次挿入することにより、螺旋ストッパー３１を押圧方向に容易に回動させることができる。一方、テーパーピンをストッパー側位置決め穴４０ｃ、４０ｂ、４０ａおよびシム側位置決め穴４１ｃ、４１ｂ、４１ａに順次挿入することにより、螺旋ストッパー３１を解放方向に容易に回動させることができる。このため、楔効果によって内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に確実に押圧することができるとともに、内部ケーシング４の固定および取り外しを容易に行うことができ、蒸気弁１の組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、螺旋ストッパー３１に、３つのストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃが一つの組として３組設けられるとともに、これらに対応して３つのシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられ、各ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃが同一の角度ピッチ（角度α）で形成されている例について述べた。しかしながらこのことに限られることはなく、一のストッパー側位置決め穴の中心と螺旋ストッパー３１の中心点３１ｃとを結ぶ線分と、このストッパー側位置決め穴に隣接する他のストッパー側位置決め穴の中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分とのなす角度が、この一のストッパー側位置決め穴に対応する一のシム側位置決め穴の中心と螺旋シム３４の中心点３４ｃとを結ぶ線分と、この他のストッパー側位置決め穴に対応する他のシム側位置決め穴の中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分とのなす角度が異なっていれば良く、任意の数のストッパー側位置決め穴およびシム側位置決め穴を設けてもよい。この場合、各ストッパー側位置決め穴は、異なる角度ピッチで形成しても良い。
【００６３】
第３の実施の形態
次に、図７および図８により、本発明の第３の実施の形態における蒸気弁について説明する。
【００６４】
図７および図８に示す第３の実施の形態の蒸気弁において、螺旋ストッパーの押圧面に複数のストッパー側突出部が周方向に亘って設けられるとともに、螺旋シムの受圧面に、ストッパー側突出部に係合して、螺旋ストッパーの一方向への回動のみを許容する複数のシム側突出部が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７および図８において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
図７および図８に示すように、螺旋ストッパー３１の押圧面３３に、螺旋シム３４側に突出する複数のストッパー側突出部（回動側突出部）５０が周方向に亘って設けられている。各ストッパー側突出部５０は、解放方向側に形成され、押圧面３３に直交する直交面５１と、この直交面５１よりも押圧方向側に形成され、直交面５１に対して傾斜する傾斜面５２とを有している。このうち傾斜面５２は、基端側が先端側よりも押圧方向側に位置するように傾斜している。
【００６６】
螺旋シム３４の受圧面３５に、螺旋ストッパー３１の各ストッパー側突出部５０に係合して、螺旋ストッパー３１が、解放方向に回動することを係止する複数のシム側突出部（固定側突出部）５３が設けられている。各シム側突出部５３は、押圧方向側に形成され、受圧面３５に直交する直交面５４と、この直交面５４よりも解放方向側に形成され、直交面５４に対して傾斜する傾斜面５５とを有している。このうち傾斜面５５は、ストッパー側突出部５０の傾斜面５２に対応するとともに、先端側が基端側よりも押圧方向側に位置するように傾斜している。
【００６７】
ストッパー側突出部５０の傾斜面５２は、対応するシム側突出部５３の傾斜面５５に当接するとともに、ストッパー側突出部５０の直交面５１は、シム側突出部５３の直交面５４に当接している。
【００６８】
このように本実施の形態によれば、螺旋シム３４上で螺旋ストッパー３１を、押圧方向に回動させる場合、ストッパー側突出部５０の傾斜面５２がシム側突出部５３の傾斜面５５に摺動しながら、ストッパー側突出部５０はシム側突出部５３を乗り上げて、乗り越えることができる。しかしながら、ストッパー側突出部５０とシム側突出部５３とが係合している間、ストッパー側突出部５０の直交面５１は、シム側突出部５３の直交面５４に当接しているため、螺旋ストッパー３１の解放方向への回動が係止されている。このことにより、螺旋ストッパー３１が解放方向に回動することを防止して、螺旋ストッパー３１の押圧方向への回動のみを許容することができる。このため、螺旋シム３４を介して内部ケーシング４を押圧する力が低減することを防止して、外部ケーシング２と内部ケーシング４とをより一層強固に固定することができる。
【００６９】
第４の実施の形態
次に、図９および図１０により、本発明の第４の実施の形態における蒸気弁について説明する。
【００７０】
図９および図１０に示す第４の実施の形態の蒸気弁において、押圧機構が上側傾斜ストッパーと下側傾斜ストッパーとを有し、上側傾斜ストッパーと下側傾斜ストッパーとの間に楔状部材が介在されている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図９および図１０において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７１】
図９および図１０に示すように、押圧機構３０は、コッター５に係止される係止平面（上面）６１と内部ケーシング４側（下方側）に形成された押圧面６２とを含む環状の上側傾斜ストッパー（第１押圧部材）６０を有している。上側傾斜ストッパー６０と内部ケーシング４との間に、上側傾斜ストッパー６０側（上方側）に形成された受圧面６４と内部ケーシング４の被当接平面８に当接する当接平面６５とを含む環状の下側傾斜ストッパー（第２押圧部材）６３が介在されている。
【００７２】
上側傾斜ストッパー６０の押圧面６２は、肉厚が内周側に向かって薄くなるように係止平面６１に対して傾斜している。同様に、上側傾斜ストッパー６３の受圧面６４も、肉厚が内周側に向かって薄くなるように当接平面６５に対して傾斜している。
【００７３】
上側傾斜ストッパー６０と下側傾斜ストッパー６３との間に、上側傾斜ストッパー６０の押圧面６２に対応する上側楔面６７と、下側傾斜ストッパー６３の受圧面６４に対応する下側楔面６８とを含む楔状部材６６が介在されている。この楔状部材６６の上側楔面６７および下側楔面６８は、肉厚が外周側に向かって薄くなるように傾斜している。なお、上側傾斜ストッパー６０と下側傾斜ストッパー６３との間には３つの楔状部材６６が介在されており、各楔状部材６６は、コッター５に対応する位置（図６参照）に配置されている。
【００７４】
このような各楔状部材６６を、外周側に押し込むことにより、楔効果により、下側傾斜ストッパー６３を介して内部ケーシング４を押圧するように押圧機構３０が構成されている。
【００７５】
ここで、上側傾斜ストッパー６０の外径および内径は、下側傾斜ストッパー６３の外径および内径とそれぞれ略同一となっており、上側傾斜ストッパー６０および下側傾斜ストッパー６３の外径は、外部ケーシング２の内面の円柱状部分２ａの内径と略同一となっている。
【００７６】
各楔状部材６６の内周側端部６９と内部ケーシング４の隆起部９との間に、環状のスペーサ７０が介在されている。このことにより、外周側に押し込まれた楔状部材６６を確実に保持して、楔状部材６６により内部ケーシング４を確実に押圧することができる。
【００７７】
図９および図１０に示す本実施の形態において蒸気弁１を組み立てる場合、まず、外部ケーシング２に、主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等が取り付けられた内部ケーシング４が収容される。この収容された内部ケーシング４の被当接平面８に、下側傾斜ストッパー６３の当接平面６５を当接させて、押圧機構３０の下側傾斜ストッパー６３が載置される。
【００７８】
次に、この下側傾斜ストッパー６３の受圧面６４に楔状部材６６の下側楔面６８を当接させて、下側傾斜ストッパー６３上に３つの楔状部材６６が載置される。この場合、楔状部材６６は、この後取り付けられるコッター５の取付位置に対応する位置に載置するとともに、その内周側端部６９が内部ケーシング４の隆起部９に当接するように内周側に配置させることが好ましい。このことにより、後に載置される上側傾斜ストッパー６０の係止平面６１を外部ケーシング２内面の溝部３よりも低い位置にすることができる。
【００７９】
次に、楔状部材６６の上側楔面６７に上側傾斜ストッパー６０の押圧面６２を当接させて、楔状部材６６上に上側傾斜ストッパー６０が載置される。
【００８０】
次に、外部ケーシング２内面の溝部３にコッター５が取り付けられる。この場合、楔状部材６６が内周側に位置しているため、上側傾斜ストッパー６０の係止平面６１が溝部３よりも低い位置にあり、溝部３にコッター５を容易に取り付けることができる。
【００８１】
次に、楔状部材６６を、外周側に押し込み、楔状部材６６の内周側端部６９と内部ケーシング４の隆起部９との間にスペーサ７０が挿入される。この場合、楔状部材６６が、楔効果により、下側傾斜ストッパー６３を介して内部ケーシング４を押圧する。このことにより、内部ケーシング４外面の顎部６が外部ケーシング２内面の段部７に押圧される。
【００８２】
その後、上蓋取付ボルト２５を用いて、外部ケーシング２の上面に上蓋２４が取り付けられ、弁棒２２が駆動部２３に連結される。その後、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間に形成された空隙部１１に、蒸気室１０を通流する高温高圧の蒸気よりも低温低圧の蒸気が充填され、図９および図１０に示す蒸気弁１が組み立てられる。
【００８３】
一方、このような蒸気弁１を解体する場合、まず、空隙部１１から低温低圧の蒸気が放出される。次に、弁棒２２が駆動部２３から取り外され、外部ケーシング２の上面から上蓋２４が取り外される。
【００８４】
次に、スペーサ７０が取り外され、楔状部材６６の内周側端部６９が内部ケーシングの隆起部９に当接するように楔状部材６６が内周側に引き出される。このことにより、コッター５と上側傾斜ストッパー６０との間に隙間を形成することができる。
【００８５】
次に、外部ケーシング２の内面の溝部３からコッター５が取り外される。この場合、コッター５と上側傾斜ストッパー６０との間に隙間が形成されているため、コッター５を容易に取り外すことができる。
【００８６】
次に、上側傾斜ストッパー６０、楔状部材６６、および下側傾斜ストッパー６３が順次取り外され、その後、内部ケーシング４が主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等とともに外部ケーシング２から取り外され、蒸気弁１が解体される。
【００８７】
このように本実施の形態によれば、楔状部材６６を外周側に押し込むことにより、楔効果によって内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧することができる。このことにより、外部ケーシング２と内部ケーシング４とを強固に固定することができる。
【００８８】
また本実施の形態によれば、内部ケーシング４を固定する際には、楔状部材６６を外周側に押し込み、スペーサ７０を取り付けることにより内部ケーシング４を外部ケーシング２に押圧する力を容易に増大させることができる。一方、内部ケーシング４を取り外す際には、スペーサ７０を取り外して楔状部材６６を内周側に引き出すことにより、コッター５と上側傾斜ストッパー６０との間に隙間を形成させて、コッター５を容易に取り外すことができる。このため、内部ケーシング４の固定および取り外しを容易に行うことができ、蒸気弁１の組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 蒸気弁
２ 外部ケーシング
２ａ 円柱状部分
３ 溝部
４ 内部ケーシング
５ コッター
６ 顎部
７ 段部
８ 被当接平面
９ 隆起部
１０ 蒸気室
１１ 空隙部
１２ 蒸気入口管
１３ 蒸気入口接続管
１４ 蒸気入口接続管シールリング
１５ 蒸気出口管
１６ 蒸気出口接続管
１７ 蒸気出口接続管シールリング
２０ 弁座
２１ 主弁
２２ 弁棒
２３ 駆動部
２４ 上蓋
２５ 上蓋取付ボルト
２６ ガイドブッシュ
２７ ガイドブッシュシールリング
３０ 押圧機構
３１ 螺旋ストッパー
３１ａ 厚肉端部
３１ｂ 薄肉端部
３２ 係止平面
３３ 押圧面
３４ 螺旋シム
３４ａ 厚肉端部
３４ｂ 薄肉端部
３５ 受圧面
３６ 当接平面
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ ストッパー側位置決め穴
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ シム側位置決め穴
５０ ストッパー側突出部
５１ 直交面
５２ 傾斜面
５３ シム側突出部
５４ 直交面
５５ 傾斜面
６０ 上側傾斜ストッパー
６１ 係止平面
６２ 押圧面
６３ 下側傾斜ストッパー
６４ 受圧面
６５ 当接平面
６６ 楔状部材
６７ 上側楔面
６８ 下側楔面
６９ 内周側端部
７０ スペーサ
１００ 蒸気タービンプラント
１０１ ボイラー
１０１ａ過熱器
１０１ｂ再熱器
１０２ 主蒸気管
１０３ 主蒸気止め弁
１０４ 蒸気加減弁
１０５ 高圧タービン
１０６ 高圧排気蒸気管
１０７ 逆止弁
１０８ 再熱蒸気管
１０９ 再熱蒸気止め弁
１１０ インターセプト弁
１１１ 中圧タービン
１１２ 低圧タービン
１１３ 復水器
１１４ 給水ポンプ
１１５ 高圧バイパス管
１１６ 高圧タービンバイパス弁
１１７ 低圧バイパス管
１１８ 低圧タービンバイパス弁
１２０ 蒸気弁
１２１ 外部ケーシング
１２２ 内部ケーシング
１２３ コッター
１２４ 蒸気室
１２５ 空隙部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンプラントにおいて使用される外部ケーシングと内部ケーシングとを有する蒸気弁に係り、とりわけ、外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに組立時および解体時の作業性を向上させることができる蒸気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、火力・原子力発電所の蒸気タービンプラントにおいて、プラント内の各機器への蒸気の流れを制御するために蒸気弁が使用されている。
【０００３】
図１１に、蒸気弁が用いられる一般的な蒸気タービンプラント１００を示す。このような蒸気タービンプラント１００は、ボイラー１０１の過熱器１０１ａにおいて発生した蒸気が主蒸気管１０２の蒸気弁（主蒸気止め弁１０３および蒸気加減弁１０４）を通って高圧タービン１０５に供給されて膨張仕事を行う。膨張仕事を終えて排出された高圧排気蒸気は、高圧排気蒸気管１０６の逆止弁１０７を通ってボイラー１０１の再熱器１０１ｂに導かれ、再度過熱、すなわち再熱されて再熱蒸気となる。この再熱蒸気は、再熱蒸気管１０８の蒸気弁（再熱蒸気止め弁１０９およびインターセプト弁１１０）を通って中圧タービン１１１および低圧タービン１１２に供給されて順次膨張仕事を行う。低圧タービン１１２にて膨張仕事を終えて排出された低圧排気蒸気は復水器１１３に導かれ、凝縮されて復水となる。この復水は、給水ポンプ１１４により昇圧されてボイラー１０１に供給される。
【０００４】
この間、高圧タービン１０５、中圧タービン１１１、および低圧タービン１１２が回転駆動され、これらの各タービン１０５、１１１、１１２に接続された図示しない発電機が発電している。
【０００５】
主蒸気管１０２と高圧排気蒸気管１０６との間に、主蒸気を、高圧タービン１０５をバイパスさせて高圧排気蒸気管１０６からボイラー１０１の再熱器１０１ｂに供給させるための高圧バイパス管１１５が連結されている。この高圧バイパス管１１５の一端は、主蒸気管１０２のうち主蒸気止め弁１０３の上流側に連結され、他端は、高圧排気蒸気管１０６のうち逆止弁１０７の下流側に連結されており、高圧バイパス管１１５の途中には高圧タービンバイパス弁１１６が設けられている。
【０００６】
再熱蒸気管１０８と復水器１１３との間に、再熱蒸気を、中圧タービン１１１および低圧タービン１１２をバイパスさせて復水器１１３に供給させるための低圧バイパス管１１７が連結されている。この低圧バイパス管１１７の一端は、再熱蒸気管１０８のうち再熱蒸気止め弁１０９の上流側に連結され、他端は、復水器１１３に連結されており、低圧バイパス管１１７の途中には低圧タービンバイパス弁１１８が設けられている。このように高圧バイパス管１１５および低圧バイパス管１１７を設けることによって、各タービン１０５、１１１、１１２を停止させる場合においても、高圧バイパス管１１５および低圧バイパス管１１７に主蒸気および再熱蒸気をそれぞれ通流させて、蒸気をバイパスさせて循環させ、ボイラー１０１を単独で運転することができるように構成されている。
【０００７】
近年、蒸気タービンプラント１００における発電効率を向上させるために、各タービン１０５、１１１、１１２に供給される蒸気の温度および圧力は上昇する傾向にある。この場合、蒸気弁を通流する蒸気の温度および圧力が高くなるため、蒸気弁のケーシングに負荷される荷重が大きくなるとともにケーシングの許容荷重が低下し、ケーシングの機械的強度が問題になることがある。
【０００８】
このような問題に対処するために、２重ケーシング型の蒸気弁が開発されている（例えば、特許文献１および２参照）。一例として図１２に示す２重ケーシング型蒸気弁１２０は、外部ケーシング１２１と、この外部ケーシング１２１に収容された内部ケーシング１２２とを有している。このうち内部ケーシング１２２は、コッター１２３により係止されて外部ケーシング１２１内に固定されている。また、内部ケーシング１２２内には、高温高圧の蒸気が通流する蒸気室１２４が形成され、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２との間に空隙部１２５が形成され、この空隙部１２５内には、蒸気室１２４を通流する蒸気よりも低温低圧の蒸気が充填されている。このようにして、外部ケーシング１２１が高温高圧の蒸気に曝されることを抑制して、内部ケーシング１２２を形成する材料には高温耐熱鋼を用いるが、外部ケーシングを形成する材料には低温耐熱鋼を用いることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２３７００９号公報
【特許文献２】特開２００５−４８６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、内部ケーシング１２２内の蒸気室１２４を通流する蒸気は、弁の開閉に伴い流体振動を生じる。また、上述のように、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２の材料が異なる場合には、蒸気室１２４を通流する高温の蒸気により内部ケーシング１２２が外部ケーシング１２１よりも膨張することが考えられる。これらの場合においても、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２との固定強度は耐える得るものであることが要求される。
【００１１】
そこで、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２とを強固に固定するためには、コッター１２３の下面と内部ケーシング１２２の上面との間に隙間を形成させることなくコッター１２３を取り付ける必要がある。しかしながら、この場合、コッター１２３を取り付ける作業および取り外す作業は困難になり、蒸気弁１２０の組立時および解体時の作業性が低下する。
【００１２】
一方、コッター１２３の下面と内部ケーシング１２２の上面との間にある程度の隙間を設けることにより、コッター１２３の取り付けおよび取り外しの作業性を向上させることが可能になるが、この場合、外部ケーシング１２１と内部ケーシング１２２との固定強度は低下する。
【００１３】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに組立時および解体時の作業性を向上させることができる蒸気弁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】
【００１４】
本発明は、内面に係合凹部を有する外部ケーシングと、前記外部ケーシングに収容される内部ケーシングと、前記外部ケーシングの前記係合凹部に係合して、前記内部ケーシングを係止する係止体と、前記内部ケーシングに設けられた弁座と、前記弁座に当接自在な主弁と、前記主弁に弁棒を介して連結され、主弁を駆動する駆動部と、を備え、前記係止体と前記内部ケーシングとの間に、当該内部ケーシングを前記外部ケーシングの内面に押圧する押圧機構が介在されていることを特徴とする蒸気弁である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部ケーシングと内部ケーシングとを強固に固定することができるとともに、組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における蒸気弁の押圧機構の詳細を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態における蒸気弁において、螺旋ストッパーの上面を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における蒸気弁において、螺旋シムの上面を示す図。
【図６】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図８】図５のＰ部拡大図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における蒸気弁の全体構成を示す図。
【図１０】図９のＱ部拡大図。
【図１１】蒸気タービンプラントの一例を示す図。
【図１２】従来の蒸気弁の全体構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１および図２は、本発明の第１の実施の形態における蒸気弁を示す図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、蒸気弁１は、内面の円柱状部分２ａに形成された溝部（係合凹部）３を有する外部ケーシング２と、外部ケーシング２に収容される内部ケーシング４と、内部ケーシング４の上方に設けられ、外部ケーシング２の溝部３に係合して、内部ケーシング４を係止するコッター（係止体）５とを備えている。このうちコッター５は、外部ケーシング２の溝部３に、周方向に亘って３箇所取り付けられている（図６参照）。
【００１９】
外部ケーシング２の内面には、段部７が形成され、内部ケーシング４の外面には、この段部７に係合する顎部６が形成されている。このように、内部ケーシング４は、その顎部６が外部ケーシング２の段部７に係合して、外部ケーシング２内に収容されるように構成されている。また、内部ケーシング４は、図１および図２に示すように、後述する螺旋シム３４の当接平面３６が当接する環状の被当接平面（上面）８と、被当接平面８の中心側においてこの被当接平面８よりも上方に隆起する隆起部９とを有している。
【００２０】
図１に示すように、内部ケーシング４内には、高温（例えば、７００℃）および高圧の蒸気が通流する蒸気室１０が形成され、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間には、空隙部１１が形成されている。この空隙部１１には、例えば、内部ケーシング４の蒸気室１０を通流する蒸気よりも低温および低圧の蒸気が、プラントから抽気されて充填されるように構成されている。このことにより、外部ケーシング２が高温高圧の蒸気に曝されることを抑制することができる。この場合、内部ケーシング４を形成する材料には高温耐熱鋼を用いるが、外部ケーシング２を形成する材料には低温耐熱鋼を用いることが可能になる。
【００２１】
すなわち、外部ケーシング２を形成する低温耐熱鋼としては、例えば耐熱温度が約５７０度のＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼に代表されるフェライト系合金などの低クロム合金耐熱鋼を用いることができる。一方、内部ケーシング４を形成する高温耐熱鋼としては、例えば７００度以上で実用的な強度を有するオーステナイト系合金鋼またはＮｉ基合金鋼を用いることが好適である。
【００２２】
外部ケーシング２の蒸気入口側には、蒸気の入口となる蒸気入口管１２が設けられている。内部ケーシング４の蒸気入口側には、外部ケーシング２の蒸気入口管１２を通って流入する蒸気を案内する蒸気入口接続管１３が設けられている。この蒸気入口接続管１３は外部ケーシング２まで延びており、この蒸気入口接続管１３と外部ケーシング２との間には蒸気入口接続管シールリング１４が設けられている。このようにして、蒸気入口管１２を通って流入する高温高圧の蒸気が空隙部１１に漏れることを防止している。
【００２３】
外部ケーシング２の蒸気出口側には、内部ケーシング４内の蒸気室１０を通った蒸気の出口となる蒸気出口管１５が設けられている。また、内部ケーシング４の蒸気出口側には、外部ケーシング２の蒸気出口管１５に流出する蒸気を案内する蒸気出口接続管１６が設けられている。この蒸気出口接続管１６は、外部ケーシング２まで延びており、この蒸気出口接続管１６と外部ケーシング２との間に蒸気出口接続管シールリング１７が設けられている。このようにして、蒸気出口管１５に流出する高温高圧の蒸気が空隙部１１に漏れることを防止している。
【００２４】
内部ケーシング４の内部、すなわち蒸気出口接続管１６の上部に、弁座２０が設けられている。蒸気室１０内に、この弁座２０に当接自在な主弁２１が設けられ、この主弁２１に、弁棒２２を介して駆動部２３が連結されており、この駆動部２３を駆動することによって主弁２１が上昇または下降するようになっている。
【００２５】
上部ケーシングの上面には、空隙部１１の上部を区画する上蓋２４が上蓋取付ボルト２５によって取り付けられている。この上蓋２４には、内部を弁棒２２が摺動自在なガイドブッシュ２６が貫通している。このガイドブッシュ２６は、内部ケーシング４を貫通して蒸気室１０に延びており、このガイドブッシュ２６と内部ケーシング４との間にガイドブッシュシールリング２７が設けられている。このようにして、蒸気室１０を通流する高温高圧の蒸気が空隙部１１に漏れることを防止している。
【００２６】
内部ケーシング４を係止するコッター５と内部ケーシング４との間に、内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧する押圧機構３０が介在されている。
【００２７】
すなわち、この押圧機構３０は、図１および図２に示すように、コッター５に係止される係止平面（上面）３２と内部ケーシング４側（下方側）に形成された押圧面３３とを含み、周方向に回動自在な環状の螺旋ストッパー（回動側押圧部材）３１を有している。この螺旋ストッパー３１と内部ケーシング４との間に、螺旋ストッパー３１の押圧面３３に押圧される受圧面３５と、内部ケーシング４の被当接平面８に当接する当接平面（下面）３６とを含む環状の螺旋シム（固定側押圧部材）３４が介在されている。
【００２８】
螺旋ストッパー３１の押圧面３３は、係止平面３２に対して周方向に傾斜し、螺旋ストッパー３１の下面は螺旋状に形成されている。すなわち、図２に示すように、螺旋ストッパー３１は、１箇所において切断されて、肉厚の厚い厚肉端部３１ａと肉厚の薄い薄肉端部３１ｂとを有しており、厚肉端部３１ａから薄肉端部３１ｂに向かって肉厚が徐々に薄くなるように上方から見て右回りの方向に傾斜している。
【００２９】
螺旋シム３４の受圧面３５は、押圧面３３に対応するように周方向に傾斜し、螺旋シム３４の上面は螺旋状に形成されている。すなわち、螺旋シム３４は、螺旋ストッパー３１と同様に、１箇所において切断されて、肉厚の厚い厚肉端部３４ａと肉厚の薄い薄肉端部３４ｂとを有し、厚肉端部３４ａから薄肉端部３４ｂに向かって肉厚が徐々に薄くなるように上方から見て左回りの方向に傾斜している。
【００３０】
螺旋ストッパー３１および螺旋シム３４は、螺旋シム３４の受圧面３５に螺旋ストッパー３１の押圧面３３を当接させて、螺旋ストッパー３１の厚肉端部３１ａを、螺旋シム３４の厚肉端部３４ａに周方向に当接させた場合、螺旋ストッパー３１と螺旋シム３４の合計厚さが、外部ケーシング２内面の溝部３と内部ケーシング４の被当接平面８との間の距離よりも小さくなるように構成されている。
【００３１】
このような螺旋ストッパー３１を、その肉厚が薄くなる方向（図２の上方から見て右回りの方向）に回動させることにより、楔効果により、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４を介して内部ケーシング４を押圧するように押圧機構３０が構成されている。
【００３２】
ここで、螺旋ストッパー３１の外径および内径は、螺旋シム３４の外径および内径とそれぞれ略同一となっており、螺旋ストッパー３１および螺旋シム３４の外径は、外部ケーシング２の内面の円柱状部分２ａの内径と略同一となっている（図６参照）。
【００３３】
なお、図示しないが、螺旋ストッパー３１に、治具等を取り付けるための取付穴を設けても良い。この場合、この取付穴に治具等を取り付けることにより、螺旋ストッパー３１を容易に回動することができる。
【００３４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
図１および図２に示す蒸気弁１を組み立てる場合、まず、外部ケーシング２に、主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等が取り付けられた内部ケーシング４が収容される。この収容された内部ケーシング４の被当接平面８に、螺旋シム３４の当接平面３６を当接させて、押圧機構３０の螺旋シム３４が内部ケーシング４上に載置される。
【００３６】
次に、この螺旋シム３４の受圧面３５に螺旋ストッパー３１の押圧面３３を当接させて、螺旋シム３４上に螺旋ストッパー３１が載置される。この場合、螺旋ストッパー３１の厚肉端部３１ａを、螺旋シム３４の厚肉端部３４ａに周方向に当接させるように螺旋ストッパー３１を載置させる。このことにより、螺旋ストッパー３１の係止平面３２を外部ケーシング２内面の溝部３よりも低い位置にすることができる。
【００３７】
次に、外部ケーシング２内面の溝部３にコッター５が取り付けられる。この場合、螺旋ストッパー３１の係止平面３２が溝部３よりも低い位置にあるため、溝部３にコッター５を容易に取り付けることができる。
【００３８】
次に、螺旋ストッパー３１を、その肉厚が薄くなる方向（図２の上方から見て右回りの方向、以下、押圧方向と記す）に回動させる。この場合、楔効果によって、螺旋シム３４は回動することがなく、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４を介して内部ケーシング４を押圧する。このことにより、内部ケーシング４外面の顎部６が外部ケーシング２内面の段部７に押圧される。
【００３９】
次に、上蓋取付ボルト２５を用いて、外部ケーシング２の上面に上蓋２４が取り付けられ、弁棒２２が駆動部２３に連結される。その後、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間に形成された空隙部１１に、蒸気室１０を通流する高温高圧の蒸気よりも低温低圧の蒸気が充填され、図１に示す蒸気弁１が組み立てられる。
【００４０】
このようにして組み立てられた蒸気弁１を開いて蒸気を通流させる場合、駆動部２３を駆動して弁棒２２を上昇させる。このことにより、主弁２１が弁座２０から離れて上昇し、蒸気弁１が開く。
【００４１】
この場合、外部ケーシング２の蒸気入口管１２から高温高圧の蒸気が流入し、この流入した蒸気は蒸気入口接続管１３を通って内部ケーシング４内の蒸気室１０に流入する。蒸気室１０に流入した蒸気は、弁座２０と主弁２１との間を通り、蒸気出口接続管１６を通って蒸気出口管１５から流出する。このようにして蒸気弁１に高温高圧の蒸気が通流する。なお、蒸気弁１の開度を制御することにより、通流する蒸気の流量を調整することもできる。
【００４２】
蒸気弁１に高温高圧の蒸気が通流している間、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間の空隙部１１には、低温低圧の蒸気が充填されている。このことにより、外部ケーシング２内面が高温高圧の蒸気に曝されることを抑制している。
【００４３】
蒸気弁１を閉じて、蒸気の流れを遮断する場合には、駆動部２３を駆動して弁棒２２を下降させる。このことにより、主弁２１が弁座２０に当接して、蒸気弁１が閉じられる。
【００４４】
また、このような蒸気弁１を解体する場合には、まず、空隙部１１から低温低圧の蒸気が放出される。次に、弁棒２２が駆動部２３から取り外され、外部ケーシング２の上面から上蓋２４が取り外される。
【００４５】
次に、螺旋ストッパー３１を、その肉厚が厚くなる方向（図２における左回りの方向、以下解放方向と記す）に回動させる。この場合、螺旋ストッパー３１の厚肉端部３１ａを螺旋シム３４の厚肉端部３４ａに当接するまで螺旋ストッパー３１を回動させる。このことにより、コッター５と螺旋ストッパー３１との間に隙間を形成することができる。
【００４６】
次に、外部ケーシング２の内面の溝部３からコッター５が取り外される。この場合、コッター５と螺旋ストッパー３１との間に隙間が形成されているため、コッター５を容易に取り外すことができる。
【００４７】
次に、螺旋ストッパー３１および螺旋シム３４が順次取り外され、その後、内部ケーシング４が主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等とともに外部ケーシング２から取り外され、蒸気弁１が解体される。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、螺旋ストッパー３１を、押圧方向に回動させることにより、楔効果によって内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧することができる。このことにより、外部ケーシング２と内部ケーシング４とを強固に固定することができる。このため、内部ケーシング４内の蒸気室１０を通流する蒸気が、主弁２１の上昇または下降により流体振動を生じた場合、および蒸気室１０を通流する高温の蒸気により内部ケーシング４が外部ケーシング２よりも膨張した場合においても、十分に耐える固定強度を有することができる。
【００４９】
また本実施の形態によれば、上述したように、内部ケーシング４を固定する際には、螺旋ストッパー３１を押圧方向に回動させることにより内部ケーシング４を外部ケーシング２に押圧する力を容易に増大させることができる。一方、内部ケーシング４を取り外す際には、螺旋ストッパー３１を解放方向に回動させることによりコッター５と螺旋ストッパー３１との間に隙間を形成させて、コッター５を容易に取り外すことができる。このため、内部ケーシング４の固定および取り外しを容易に行うことができ、蒸気弁１の組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【００５０】
第２の実施の形態
次に、図３乃至図６により、本発明の第２の実施の形態における蒸気弁について説明する。
【００５１】
図３乃至図６に示す第２の実施の形態の蒸気弁において、螺旋ストッパーにストッパー側位置決め穴が設けられ、螺旋シムにシム側位置決め穴が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３乃至図６において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
図３乃至図６に示すように、螺旋ストッパー３１に、軸方向に貫通する３つのストッパー側位置決め穴（回動側位置決め穴）４０ａ、４０ｂ、４０ｃが押圧方向に順次設けられ、これら３つのストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃが、螺旋ストッパー３１に３組設けられている。また、螺旋シム３４に、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃと略同一円周上に位置し、軸方向に貫通する３つのシム側位置決め穴（固定側位置決め穴）４１ａ、４１ｂ、４１ｃが押圧方向に順次設けられ、これら３つのシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃが螺旋シム３４に３組設けられている。これらストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃとシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃとは略同一の穴径を有し、シム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃにそれぞれ対応するようになっている。
【００５３】
図４に示すように、ストッパー側位置決め穴４０ａの中心と螺旋ストッパー３１の中心点３１ｃとを結ぶ線分と、このストッパー側位置決め穴４０ａに隣接する他のストッパー側位置決め穴４０ｂの中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分は、所定の角度αをなしている。同様に、ストッパー側位置決め穴４０ｂの中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分と、このストッパー側位置決め穴４０ｂに隣接する他のストッパー側位置決め穴４０ｃの中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分も、角度αをなしている。すなわち、角度αは螺旋ストッパー３１の中心点３１ｃに対する、互いに隣接するストッパー側位置決め穴の中心間の周方向角度である。
【００５４】
図５に示すように、ストッパー側位置決め穴４０ａに対応するシム側位置決め穴４１ａの中心と螺旋シム３４の中心点３４ｃとを結ぶ線分と、ストッパー側位置決め穴４０ｂに対応するシム側位置決め穴４１ｂの中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分は、所定の角度βをなしている。また、シム側位置決め穴４１ｂの中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分と、ストッパー側位置決め穴４０ｃに対応するシム側位置決め穴４１ｃの中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分は、所定の角度γをなしている。すなわち、角度βは、螺旋シム３４の中心点３４ｃに対する、ストッパー側位置決め穴４０ａに対応するシム側位置決め穴４１ａの中心とストッパー側位置決め穴４０ｂに対応するシム側位置決め穴４１ｂの中心との周方向角度であり、角度γは、螺旋シム３４の中心点３４ｃに対する、ストッパー側位置決め穴４０ｂに対応するシム側位置決め穴４１ｂの中心とストッパー側位置決め穴４０ｃに対応するシム側位置決め穴４１ｃの中心との周方向角度である。
【００５５】
ここで、角度αは、角度βおよび角度γとそれぞれ異なっているとともに、角度βは角度γと異なっており、本実施の形態においては、図４および図５に示すように、角度α、β、およびγは、α＜β＜γという関係になっている。
【００５６】
このような螺旋シム３４上で螺旋ストッパー３１を押圧方向に回動させる場合、まず、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃおよびシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃに嵌合自在な外径を有するとともに、先端がテーパ状に形成されたテーパーピン（図示せず）を準備する。
【００５７】
次に、ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃにテーパーピンを挿入する。ここで、図６に示すようにストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃとシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃが配置されている場合には、穴間のずれ量が最も小さいストッパー側位置決め穴４０ａにテーパーピンを挿入する。このテーパーピンは先端がテーパ状に形成されているため、ストッパー側位置決め穴４０ａを通ってシム側位置決め穴４１ａまで挿入される。このことにより、ストッパー側位置決め穴４０ａとシム側位置決め穴４１ａとのずれ量に相当する角度だけ螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４に対して押圧方向に回動する。
【００５８】
次に、螺旋ストッパー３１の回動前に穴間のずれ量が二番目に小さかったストッパー側位置決め穴４０ｂにテーパーピンを挿入する。このことにより、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４に対して押圧方向に更に回動する。
【００５９】
その後、ストッパー側位置決め穴４０ｃにテーパーピンを挿入することにより、螺旋ストッパー３１が螺旋シム３４に対して押圧方向に更に回動する。このようにして、螺旋ストッパー３１を押圧方向に回動することができる。
【００６０】
一方、螺旋シム３４上で螺旋ストッパー３１を解放方向に回動させる場合には、ストッパー側位置決め穴４０ｃ、４０ｂ、４０ａおよびシム側位置決め穴４１ｃ、４１ｂ、４１ａに順次テーパーピンを挿入することにより、螺旋ストッパー３１を解放方向に回動させることができる。
【００６１】
このように本実施の形態によれば、テーパーピンをストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃおよびシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃに順次挿入することにより、螺旋ストッパー３１を押圧方向に容易に回動させることができる。一方、テーパーピンをストッパー側位置決め穴４０ｃ、４０ｂ、４０ａおよびシム側位置決め穴４１ｃ、４１ｂ、４１ａに順次挿入することにより、螺旋ストッパー３１を解放方向に容易に回動させることができる。このため、楔効果によって内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に確実に押圧することができるとともに、内部ケーシング４の固定および取り外しを容易に行うことができ、蒸気弁１の組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、螺旋ストッパー３１に、３つのストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃが一つの組として３組設けられるとともに、これらに対応して３つのシム側位置決め穴４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられ、各ストッパー側位置決め穴４０ａ、４０ｂ、４０ｃが同一の角度ピッチ（角度α）で形成されている例について述べた。しかしながらこのことに限られることはなく、一のストッパー側位置決め穴の中心と螺旋ストッパー３１の中心点３１ｃとを結ぶ線分と、このストッパー側位置決め穴に隣接する他のストッパー側位置決め穴の中心と中心点３１ｃとを結ぶ線分とのなす角度が、この一のストッパー側位置決め穴に対応する一のシム側位置決め穴の中心と螺旋シム３４の中心点３４ｃとを結ぶ線分と、この他のストッパー側位置決め穴に対応する他のシム側位置決め穴の中心と中心点３４ｃとを結ぶ線分とのなす角度が異なっていれば良く、任意の数のストッパー側位置決め穴およびシム側位置決め穴を設けてもよい。この場合、各ストッパー側位置決め穴は、異なる角度ピッチで形成しても良い。
【００６３】
第３の実施の形態
次に、図７および図８により、本発明の第３の実施の形態における蒸気弁について説明する。
【００６４】
図７および図８に示す第３の実施の形態の蒸気弁において、螺旋ストッパーの押圧面に複数のストッパー側突出部が周方向に亘って設けられるとともに、螺旋シムの受圧面に、ストッパー側突出部に係合して、螺旋ストッパーの一方向への回動のみを許容する複数のシム側突出部が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７および図８において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
図７および図８に示すように、螺旋ストッパー３１の押圧面３３に、螺旋シム３４側に突出する複数のストッパー側突出部（回動側突出部）５０が周方向に亘って設けられている。各ストッパー側突出部５０は、解放方向側に形成され、押圧面３３に直交する直交面５１と、この直交面５１よりも押圧方向側に形成され、直交面５１に対して傾斜する傾斜面５２とを有している。このうち傾斜面５２は、基端側が先端側よりも押圧方向側に位置するように傾斜している。
【００６６】
螺旋シム３４の受圧面３５に、螺旋ストッパー３１の各ストッパー側突出部５０に係合して、螺旋ストッパー３１が、解放方向に回動することを係止する複数のシム側突出部（固定側突出部）５３が設けられている。各シム側突出部５３は、押圧方向側に形成され、受圧面３５に直交する直交面５４と、この直交面５４よりも解放方向側に形成され、直交面５４に対して傾斜する傾斜面５５とを有している。このうち傾斜面５５は、ストッパー側突出部５０の傾斜面５２に対応するとともに、先端側が基端側よりも押圧方向側に位置するように傾斜している。
【００６７】
ストッパー側突出部５０の傾斜面５２は、対応するシム側突出部５３の傾斜面５５に当接するとともに、ストッパー側突出部５０の直交面５１は、シム側突出部５３の直交面５４に当接している。
【００６８】
このように本実施の形態によれば、螺旋シム３４上で螺旋ストッパー３１を、押圧方向に回動させる場合、ストッパー側突出部５０の傾斜面５２がシム側突出部５３の傾斜面５５に摺動しながら、ストッパー側突出部５０はシム側突出部５３を乗り上げて、乗り越えることができる。しかしながら、ストッパー側突出部５０とシム側突出部５３とが係合している間、ストッパー側突出部５０の直交面５１は、シム側突出部５３の直交面５４に当接しているため、螺旋ストッパー３１の解放方向への回動が係止されている。このことにより、螺旋ストッパー３１が解放方向に回動することを防止して、螺旋ストッパー３１の押圧方向への回動のみを許容することができる。このため、螺旋シム３４を介して内部ケーシング４を押圧する力が低減することを防止して、外部ケーシング２と内部ケーシング４とをより一層強固に固定することができる。
【００６９】
第４の実施の形態
次に、図９および図１０により、本発明の第４の実施の形態における蒸気弁について説明する。
【００７０】
図９および図１０に示す第４の実施の形態の蒸気弁において、押圧機構が上側傾斜ストッパーと下側傾斜ストッパーとを有し、上側傾斜ストッパーと下側傾斜ストッパーとの間に楔状部材が介在されている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図９および図１０において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７１】
図９および図１０に示すように、押圧機構３０は、コッター５に係止される係止平面（上面）６１と内部ケーシング４側（下方側）に形成された押圧面６２とを含む環状の上側傾斜ストッパー（第１押圧部材）６０を有している。上側傾斜ストッパー６０と内部ケーシング４との間に、上側傾斜ストッパー６０側（上方側）に形成された受圧面６４と内部ケーシング４の被当接平面８に当接する当接平面６５とを含む環状の下側傾斜ストッパー（第２押圧部材）６３が介在されている。
【００７２】
上側傾斜ストッパー６０の押圧面６２は、肉厚が内周側に向かって薄くなるように係止平面６１に対して傾斜している。同様に、上側傾斜ストッパー６３の受圧面６４も、肉厚が内周側に向かって薄くなるように当接平面６５に対して傾斜している。
【００７３】
上側傾斜ストッパー６０と下側傾斜ストッパー６３との間に、上側傾斜ストッパー６０の押圧面６２に対応する上側楔面６７と、下側傾斜ストッパー６３の受圧面６４に対応する下側楔面６８とを含む楔状部材６６が介在されている。この楔状部材６６の上側楔面６７および下側楔面６８は、肉厚が外周側に向かって薄くなるように傾斜している。なお、上側傾斜ストッパー６０と下側傾斜ストッパー６３との間には３つの楔状部材６６が介在されており、各楔状部材６６は、コッター５に対応する位置（図６参照）に配置されている。
【００７４】
このような各楔状部材６６を、外周側に押し込むことにより、楔効果により、下側傾斜ストッパー６３を介して内部ケーシング４を押圧するように押圧機構３０が構成されている。
【００７５】
ここで、上側傾斜ストッパー６０の外径および内径は、下側傾斜ストッパー６３の外径および内径とそれぞれ略同一となっており、上側傾斜ストッパー６０および下側傾斜ストッパー６３の外径は、外部ケーシング２の内面の円柱状部分２ａの内径と略同一となっている。
【００７６】
各楔状部材６６の内周側端部６９と内部ケーシング４の隆起部９との間に、環状のスペーサ７０が介在されている。このことにより、外周側に押し込まれた楔状部材６６を確実に保持して、楔状部材６６により内部ケーシング４を確実に押圧することができる。
【００７７】
図９および図１０に示す本実施の形態において蒸気弁１を組み立てる場合、まず、外部ケーシング２に、主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等が取り付けられた内部ケーシング４が収容される。この収容された内部ケーシング４の被当接平面８に、下側傾斜ストッパー６３の当接平面６５を当接させて、押圧機構３０の下側傾斜ストッパー６３が載置される。
【００７８】
次に、この下側傾斜ストッパー６３の受圧面６４に楔状部材６６の下側楔面６８を当接させて、下側傾斜ストッパー６３上に３つの楔状部材６６が載置される。この場合、楔状部材６６は、この後取り付けられるコッター５の取付位置に対応する位置に載置するとともに、その内周側端部６９が内部ケーシング４の隆起部９に当接するように内周側に配置させることが好ましい。このことにより、後に載置される上側傾斜ストッパー６０の係止平面６１を外部ケーシング２内面の溝部３よりも低い位置にすることができる。
【００７９】
次に、楔状部材６６の上側楔面６７に上側傾斜ストッパー６０の押圧面６２を当接させて、楔状部材６６上に上側傾斜ストッパー６０が載置される。
【００８０】
次に、外部ケーシング２内面の溝部３にコッター５が取り付けられる。この場合、楔状部材６６が内周側に位置しているため、上側傾斜ストッパー６０の係止平面６１が溝部３よりも低い位置にあり、溝部３にコッター５を容易に取り付けることができる。
【００８１】
次に、楔状部材６６を、外周側に押し込み、楔状部材６６の内周側端部６９と内部ケーシング４の隆起部９との間にスペーサ７０が挿入される。この場合、楔状部材６６が、楔効果により、下側傾斜ストッパー６３を介して内部ケーシング４を押圧する。このことにより、内部ケーシング４外面の顎部６が外部ケーシング２内面の段部７に押圧される。
【００８２】
その後、上蓋取付ボルト２５を用いて、外部ケーシング２の上面に上蓋２４が取り付けられ、弁棒２２が駆動部２３に連結される。その後、外部ケーシング２と内部ケーシング４との間に形成された空隙部１１に、蒸気室１０を通流する高温高圧の蒸気よりも低温低圧の蒸気が充填され、図９および図１０に示す蒸気弁１が組み立てられる。
【００８３】
一方、このような蒸気弁１を解体する場合、まず、空隙部１１から低温低圧の蒸気が放出される。次に、弁棒２２が駆動部２３から取り外され、外部ケーシング２の上面から上蓋２４が取り外される。
【００８４】
次に、スペーサ７０が取り外され、楔状部材６６の内周側端部６９が内部ケーシングの隆起部９に当接するように楔状部材６６が内周側に引き出される。このことにより、コッター５と上側傾斜ストッパー６０との間に隙間を形成することができる。
【００８５】
次に、外部ケーシング２の内面の溝部３からコッター５が取り外される。この場合、コッター５と上側傾斜ストッパー６０との間に隙間が形成されているため、コッター５を容易に取り外すことができる。
【００８６】
次に、上側傾斜ストッパー６０、楔状部材６６、および下側傾斜ストッパー６３が順次取り外され、その後、内部ケーシング４が主弁２１、弁棒２２、ガイドブッシュ２６等とともに外部ケーシング２から取り外され、蒸気弁１が解体される。
【００８７】
このように本実施の形態によれば、楔状部材６６を外周側に押し込むことにより、楔効果によって内部ケーシング４を外部ケーシング２の内面に押圧することができる。このことにより、外部ケーシング２と内部ケーシング４とを強固に固定することができる。
【００８８】
また本実施の形態によれば、内部ケーシング４を固定する際には、楔状部材６６を外周側に押し込み、スペーサ７０を取り付けることにより内部ケーシング４を外部ケーシング２に押圧する力を容易に増大させることができる。一方、内部ケーシング４を取り外す際には、スペーサ７０を取り外して楔状部材６６を内周側に引き出すことにより、コッター５と上側傾斜ストッパー６０との間に隙間を形成させて、コッター５を容易に取り外すことができる。このため、内部ケーシング４の固定および取り外しを容易に行うことができ、蒸気弁１の組立時および解体時の作業性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 蒸気弁
２ 外部ケーシング
２ａ 円柱状部分
３ 溝部
４ 内部ケーシング
５ コッター
６ 顎部
７ 段部
８ 被当接平面
９ 隆起部
１０ 蒸気室
１１ 空隙部
１２ 蒸気入口管
１３ 蒸気入口接続管
１４ 蒸気入口接続管シールリング
１５ 蒸気出口管
１６ 蒸気出口接続管
１７ 蒸気出口接続管シールリング
２０ 弁座
２１ 主弁
２２ 弁棒
２３ 駆動部
２４ 上蓋
２５ 上蓋取付ボルト
２６ ガイドブッシュ
２７ ガイドブッシュシールリング
３０ 押圧機構
３１ 螺旋ストッパー
３１ａ 厚肉端部
３１ｂ 薄肉端部
３２ 係止平面
３３ 押圧面
３４ 螺旋シム
３４ａ 厚肉端部
３４ｂ 薄肉端部
３５ 受圧面
３６ 当接平面
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ ストッパー側位置決め穴
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ シム側位置決め穴
５０ ストッパー側突出部
５１ 直交面
５２ 傾斜面
５３ シム側突出部
５４ 直交面
５５ 傾斜面
６０ 上側傾斜ストッパー
６１ 係止平面
６２ 押圧面
６３ 下側傾斜ストッパー
６４ 受圧面
６５ 当接平面
６６ 楔状部材
６７ 上側楔面
６８ 下側楔面
６９ 内周側端部
７０ スペーサ
１００ 蒸気タービンプラント
１０１ ボイラー
１０１ａ過熱器
１０１ｂ再熱器
１０２ 主蒸気管
１０３ 主蒸気止め弁
１０４ 蒸気加減弁
１０５ 高圧タービン
１０６ 高圧排気蒸気管
１０７ 逆止弁
１０８ 再熱蒸気管
１０９ 再熱蒸気止め弁
１１０ インターセプト弁
１１１ 中圧タービン
１１２ 低圧タービン
１１３ 復水器
１１４ 給水ポンプ
１１５ 高圧バイパス管
１１６ 高圧タービンバイパス弁
１１７ 低圧バイパス管
１１８ 低圧タービンバイパス弁
１２０ 蒸気弁
１２１ 外部ケーシング
１２２ 内部ケーシング
１２３ コッター
１２４ 蒸気室
１２５ 空隙部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に係合凹部を有する外部ケーシングと、
前記外部ケーシングに収容される内部ケーシングと、
前記外部ケーシングの前記係合凹部に係合して、前記内部ケーシングを係止する係止体と、
前記内部ケーシングに設けられた弁座と、
前記弁座に当接自在な主弁と、
前記主弁に弁棒を介して連結され、主弁を駆動する駆動部と、を備え、
前記係止体と前記内部ケーシングとの間に、当該内部ケーシングを前記外部ケーシングの内面に押圧する押圧機構が介在されていることを特徴とする蒸気弁。
【請求項２】
前記押圧機構は、前記係止体に係止される係止平面と前記内部ケーシング側に形成された押圧面とを含むとともに、周方向に回動自在な環状の回動側押圧部材と、前記回動側押圧部材と前記内部ケーシングとの間に介在され、前記回動側押圧部材の前記押圧面に押圧される受圧面を含む環状の固定側押圧部材とを有し、
前記回動側押圧部材の前記押圧面は、前記係止平面に対して周方向に傾斜するとともに、前記固定側押圧部材の前記受圧面は、当該押圧面に対応するように周方向に傾斜し、
前記回動側押圧部材を周方向に回動させることにより、前記固定側押圧部材を介して前記内部ケーシングを押圧することを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁。
【請求項３】
前記回動側押圧部材に、軸方向に貫通する複数の回動側位置決め穴が設けられ、
前記固定側押圧部材に、前記回動側位置決め穴と略同一円周上に位置し、軸方向に貫通する複数の固定側位置決め穴が設けられ、
前記複数の回動側位置決め穴のうちのいずれか一の回動側位置決め穴の中心と当該一の回動側位置決め穴に隣接する他の回動側位置決め穴の中心との前記回動側押圧部材の中心点に対する周方向角度が、当該一の回動側位置決め穴に対応する一の固定側位置決め穴の中心と当該他の回動側位置決め穴に対応する他の固定側位置決め穴の中心との前記固定側押圧部材の中心点に対する周方向角度が、互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載の蒸気弁。
【請求項４】
前記回動側押圧部材の前記押圧面に、前記固定側押圧部材側に突出する複数の回動側突出部が周方向に亘って設けられ、
前記固定側押圧部材の前記受圧面に、前記回動側押圧部材の前記各回動側突出部に係合し、前記回動側押圧部材の一方向への回動のみを許容する複数の固定側突出部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の蒸気弁。
【請求項５】
前記押圧機構は、前記係止体に係止される係止平面と前記内部ケーシング側に形成された押圧面とを含む環状の第１押圧部材と、前記第１押圧部材と前記内部ケーシングとの間に介在され、前記第１押圧部材側に形成された受圧面と前記内部ケーシングに当接する当接平面とを含む環状の第２押圧部材とを有し、
前記第１押圧部材の前記押圧面は、肉厚が内周側に向かって薄くなるように前記係止平面に対して傾斜し、
前記第２押圧部材の前記受圧面は、肉厚が内周側に向かって薄くなるように前記当接平面に対して傾斜し、
前記第１押圧部材と前記第２押圧部材との間に、当該第１押圧部材の前記押圧面に対応する第１楔面と、当該第２押圧部材の前記受圧面に対応する第２楔面とを含む楔状部材が介在され、
前記楔状部材を、外周側に押し込むことにより、前記第２押圧部材を介して前記内部ケーシングを押圧することを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁。
【請求項６】
前記内部ケーシングは、前記第２押圧部材の前記当接平面に当接する環状の被当接平面と、前記被当接平面の中心側において当該被当接平面よりも前記楔状部材側に隆起する隆起部とを有し、
前記楔状部材の内周側端部と前記内部ケーシングの前記隆起部との間に、スペーサが介在されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸気弁。
【請求項１】
内面に係合凹部を有する外部ケーシングと、
前記外部ケーシングに収容される内部ケーシングと、
前記外部ケーシングの前記係合凹部に係合して、前記内部ケーシングを係止する係止体と、
前記内部ケーシングに設けられた弁座と、
前記弁座に当接自在な主弁と、
前記主弁に弁棒を介して連結され、主弁を駆動する駆動部と、を備え、
前記係止体と前記内部ケーシングとの間に、当該内部ケーシングを前記外部ケーシングの内面に押圧する押圧機構が介在されていることを特徴とする蒸気弁。
【請求項２】
前記押圧機構は、前記係止体に係止される係止平面と前記内部ケーシング側に形成された押圧面とを含むとともに、周方向に回動自在な環状の回動側押圧部材と、前記回動側押圧部材と前記内部ケーシングとの間に介在され、前記回動側押圧部材の前記押圧面に押圧される受圧面を含む環状の固定側押圧部材とを有し、
前記回動側押圧部材の前記押圧面は、前記係止平面に対して周方向に傾斜するとともに、前記固定側押圧部材の前記受圧面は、当該押圧面に対応するように周方向に傾斜し、
前記回動側押圧部材を周方向に回動させることにより、前記固定側押圧部材を介して前記内部ケーシングを押圧することを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁。
【請求項３】
前記回動側押圧部材に、軸方向に貫通する複数の回動側位置決め穴が設けられ、
前記固定側押圧部材に、前記回動側位置決め穴と略同一円周上に位置し、軸方向に貫通する複数の固定側位置決め穴が設けられ、
前記複数の回動側位置決め穴のうちのいずれか一の回動側位置決め穴の中心と当該一の回動側位置決め穴に隣接する他の回動側位置決め穴の中心との前記回動側押圧部材の中心点に対する周方向角度が、当該一の回動側位置決め穴に対応する一の固定側位置決め穴の中心と当該他の回動側位置決め穴に対応する他の固定側位置決め穴の中心との前記固定側押圧部材の中心点に対する周方向角度が、互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載の蒸気弁。
【請求項４】
前記回動側押圧部材の前記押圧面に、前記固定側押圧部材側に突出する複数の回動側突出部が周方向に亘って設けられ、
前記固定側押圧部材の前記受圧面に、前記回動側押圧部材の前記各回動側突出部に係合し、前記回動側押圧部材の一方向への回動のみを許容する複数の固定側突出部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の蒸気弁。
【請求項５】
前記押圧機構は、前記係止体に係止される係止平面と前記内部ケーシング側に形成された押圧面とを含む環状の第１押圧部材と、前記第１押圧部材と前記内部ケーシングとの間に介在され、前記第１押圧部材側に形成された受圧面と前記内部ケーシングに当接する当接平面とを含む環状の第２押圧部材とを有し、
前記第１押圧部材の前記押圧面は、肉厚が内周側に向かって薄くなるように前記係止平面に対して傾斜し、
前記第２押圧部材の前記受圧面は、肉厚が内周側に向かって薄くなるように前記当接平面に対して傾斜し、
前記第１押圧部材と前記第２押圧部材との間に、当該第１押圧部材の前記押圧面に対応する第１楔面と、当該第２押圧部材の前記受圧面に対応する第２楔面とを含む楔状部材が介在され、
前記楔状部材を、外周側に押し込むことにより、前記第２押圧部材を介して前記内部ケーシングを押圧することを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁。
【請求項６】
前記内部ケーシングは、前記第２押圧部材の前記当接平面に当接する環状の被当接平面と、前記被当接平面の中心側において当該被当接平面よりも前記楔状部材側に隆起する隆起部とを有し、
前記楔状部材の内周側端部と前記内部ケーシングの前記隆起部との間に、スペーサが介在されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸気弁。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１２６４０（Ｐ２０１１−１２６４０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５９１７６（Ｐ２００９−１５９１７６）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【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２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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