JPH0322491Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、蒸気発生源から高温高圧蒸気を蒸気
タービンに圧送する蒸気タービン系の途中に設け
られて、蒸気タービンへの蒸気の供給、停止を規
制する蒸気弁機構に関し、特に混圧蒸気ラインに
設置される蒸気弁機構に関する。

〔考案の技術的背景〕

混圧蒸気タービンは、主に化学工場や、製紙工
場等において、各種製造工程から生起、排出され
る余剰蒸気を有効に利用すべく、自家発電等を行
なつて新たな動力源を得るために汎用されてい
る。

第２図は、混圧蒸気タービンを用いた混圧蒸気
タービン系Ｌを示す概略構成図であり、主工程１
において発生した蒸気は、蒸気止め弁２及び蒸気
加減弁３を通過して蒸気タービン４に噴射されて
流入し、タービン４の動翼を高速回転させるとと
もに、このタービン４に接続した発電機５を起動
させて発電し、他方排出蒸気は復水器６へと流入
し、冷却して復水される。一方、混圧蒸気タービ
ン４は、他の工程において発生する余剰蒸気をも
利用しており、図に示すように例えば補助工程７
ａ，７ｂ，７ｃにて発生した蒸気も蒸気タービン
４の各工程側蒸気圧力と同等の段に混圧蒸気とし
て流入し、主工程１側からの蒸気と混合して復水
器６に至る。ところで、これら補助工程７ａ〜７
ｃから蒸気タービン４に至る蒸気タービン系Ｌの
途中には蒸気タービン４の負荷状態等に応じて、
蒸気の流入を規制するための蒸気弁機構Ｍが介在
しているのが通常である。

第３図は蒸気タービン系Ｌの途中に介装された
従来の蒸気弁機構Ｍを示しており、この機構Ｍは
主制御弁１４を有し、この主制御弁１４は主シリ
ンダ８内に突入して油圧出力側Ｏと油圧入力側ｉ
を画成しつつこの主シリンダ８内を摺動するピス
トン９と、ロツド１０を介して連結され、弁室１
１内にあつて図上右方から流入する補助工程７ａ
〜７ｃにて発生した蒸気がこの弁室１１の下方蒸
気タービン側へ流出するのを規制するごとく、前
記ピストン９の移動に伴なつて開口部１２を開閉
する弁体１３を有する。前記ピストン９の出力室
側Ｏには付勢ばね１５が介装され、ピストン９を
入力室側ｉへ付勢している。また、入力室側ｉは
油圧入力を中継する中継シリンダ１６と接続して
いる。そして、中継シリンダ１６を介して油圧入
力室ｉ側に作動油を供給することにより、主制御
弁１４を開弁するとともに、作動油供給を停止す
ると付勢ばね１５の付勢力により閉弁する。

〔背景技術の問題点〕

ところで、このような従来の蒸気弁においては
主工程１のみの発生蒸気量でタービンを運転し、
補助工程７ａ〜７ｃにおける蒸気を使用しないで
これらの途中に介装された蒸気弁を全閉させ、蒸
気流入を遮断状態にしておく場合、第３図の弁室
１１の下方からタービンの蒸気圧が作用し、付勢
ばね１５の付勢力に抗して主制御弁１４を開方向
へ微動させ蒸気の逆流を生起して、蒸気エネルギ
ーを損失させる事態を生じていた。このため、ピ
ストン９の口径を増大させて主制御弁１４の閉方
向作用力を強化する試みが行なわれるが、そうし
た場合には、例えばタービンへの蒸気送りを停止
してタービンへの負荷を遮断した時に、タービン
動翼のオーバーランニング防止のためこの主制御
弁１４を急速に閉塞する必要がある場合や、ター
ビンに障害が生じた場合の主制御弁１４の急速閉
塞の要請に対応できず、前述の問題は未解決のま
ま放置せざるを得なかつた。

また付勢ばね１５の負荷荷重を大きくした場合
は、開口部１２を急速に閉塞し、このためタービ
ンの負荷が急速に変化して、タービンの障害を生
じさせるという問題をも生じさせていた。

〔考案の目的〕

本考案は上述の欠点を解消し、蒸気タービンの
負荷状態等に応じて蒸気タービンへの蒸気の供
給、停止を行うべく、任意の弁開閉機能を選択し
うる蒸気弁機構を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

この目的は、蒸気タービン系の途中に設けられ
た開口部を有する弁室内に位置しこの開口部に対
して進退移動しつつ該開口部を開閉して蒸気ター
ビンへの蒸気の流入を規制する弁体を一端に備え
た主制御弁を有し、この主制御弁の他端には、油
圧出力室と油圧入力室を有する主シリンダ内にあ
つてこれら油圧入・出力室とを画成しつつ該主シ
リンダ内を摺動するピストンが備えられ、前記主
シリンダの出力室側に前記主制御弁を前記開口部
に対して常時閉方向へ付勢する付勢ばねを、前記
主シリンダの入力室に連なる通路中に中継弁を
夫々介装した蒸気弁機構において、前記中継弁に
連なる油路と前記主シリンダの出力室に連なる油
路との間に油圧方向制御弁を設け、この油圧方向
制御弁は前記入力室と出力室のいずれか１方向に
のみ油圧を作用させる場合と、前記入・出力室と
この油圧方向制御弁とを接続する回路とを連通さ
せて両室における油圧をバランスさせる場合との
３方向切換手段を有して成ることによつて達成さ
れる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図によつて説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示すものであ
り、図には、蒸気弁機構Ｍの概略全体構成図が示
されている。

図において、右端上方部には例えば補助工程７
ａに連なる蒸気タービン系Ｌの途中に開設された
開口部１７が示されており、この開口部１７は蒸
気の流入を規制するための弁室RVを開閉し、補
助工程７ａと蒸気タービン４と連通している。

蒸気弁機構Ｍは主制御弁１８と付勢ばね２０と
油圧方向制御弁２１とから構成されている。前記
弁室RVの近傍には隔壁２２に隔されて、主シリ
ンダ２３が形成されており、これら弁室RVと主
シリンダ２３間に跨つて主制御弁１８が左右方向
に移動する。即ち、この主制御弁１８は、一端が
前記主シリンダ２３内に突入してこの主シリンダ
２３内を出力室Ｏと入力室ｉに画成しつつこの主
シリンダ２３内を摺動するピストン２４により構
成されるとともに、他端は、前記隔壁２２に貫入
するロツド２５を介して連結され、ピストン２４
の主シリンダ２３内移動に伴つて前記開口部１７
に対して進退移動する弁体２６から形成される。

主シリンダ２３の入力室ｉの一端は透孔２７を
介して、この透孔２７から拡径した弁座２８を一
端に有する入力中継シリンダ２９に接続されてい
る。そしてこの入力中継シリンダ２９内には前記
主シリンダ２３の入力室ｉへ作動油を供給し、ピ
ストン２４を左方側へ移動させることにより、主
制御弁１８を開放させるための中継弁１９が摺動
自在に配設されており、この中継弁１９の一端は
円錐台部１９ａを形成して前記弁座２８に拡径部
に係合するとともに、他端は小径部１９ｂを介し
て接続されたフランジ部１９ｃをなし、中継シリ
ンダ２９の内面に摺合形成される。そしてこの中
継弁１９の小径部１９ｂ周縁には弁ばね３１が縮
設されており、この中継弁１９を弁座２８から離
間する方向に付勢力を与えている。また、この中
継弁１９軸方向中心部を貫いて細穴３２が穿設さ
れており、中継シリンダ２９の下方に接続された
油圧方向制御弁２１からの油圧はこの細穴３２を
経由しつつ、緩衝され前記主シリンダ２３の入力
室ｉへ送られる。また、前記弁座２８の拡径部に
はドレン穴３３が穿設され、図示しないタンクへ
と接続している。

他方、前記主シリンダ２３の出力室Ｏには付勢
バネ２０が縮設されており、前記主制御弁１８の
ピストン２４を押接して、このピストン２４の他
端に連結された弁体２６を開口部１７を常時閉塞
する方向にバネ付勢している。

本考案において特徴的なことは、蒸気弁機構の
中に、３方向の油路方向切換を行なうことのでき
る油圧方向制御弁２１を介設したことであり、図
上下方において、この方向制御弁２１の３方向切
換手段としての３個の切換可能ポジシヨン２１
ａ，２１ｂ，２１ｃが示されている。この方向制
御弁２１は４個のポートＰ，Ａ，Ｂ，Ｔを有して
おり、ポートＰは図示しないポンプに油路接続さ
れるとともに、専らポンプから供給される作動油
の吸入口として機能する。ポートＡ，Ｂはポート
Ｐから吸入された作動油の出口として機能し、さ
らにポートＴは専ら排出口として機能し、その延
長は図示しないタンクに接続されている。そし
て、ポートＡは前記中継シリンダ２９に油路接続
するとともに、ポートＢは、前記主シリンダ２３
の出力室Ｏに油路切換時の油圧変動を防止するた
めのオリフイス手段３４を途中に介在して油路接
続されている。この油圧方向制御弁２１が２１ａ
に示すポジシヨンにある場合は、ポートＰはポー
トＡのみと連通し、ポートＢはポートＴのみと連
通している。つぎに、２１ｂに示すポジシヨンに
おいては、ポートＴが遮断状態にあるのに対し、
ポートＰは各々、ポートＡ，Ｂ共に接点Pcにお
いて連通しており、このため、入力中継シリンダ
２９に連なる油路と、出力室Ｏに連なる油路も
又、連通状態となる。さらに、２１ｃのポジシヨ
ンにおいては、ポートＰは出力室Ｏに連なるポー
トＢとのみ連通し、ポートＡはドレン排出口とし
てのポートＴにのみ連通している。

〔作用〕

前記蒸気弁機構は以下のように作用する。

第１図に示す状態は、油圧方向制御弁２１が２
１ａのポジシヨンにあり、ポンプから供給される
作動油はポートＰ，ポートＡを経て入力中継シリ
ンダ２９に至り、更に、細穴３２で油圧緩衝され
て、これを通過し、主シリンダ２３の入力室ｉに
流入してピストン２４に油圧入力することによ
り、付勢ばね２０の付勢力に抗してピストン２４
を出力室Ｏ側へ移動させて今まさに弁体２６を開
弁させようとしている。この状態では、第２図に
示す従来の機構と同様の作用を行なうものであ
り、この状態を維持すれば、入力室ｉ側への油圧
により、開口部１７から弁体２６が離間し、主制
御弁１８は全開することとなり、補助工程７ａに
発生した蒸気は蒸気タービン４へ流入することと
なる。

この状態で、作動油が入力中継シリンダ２９に
供給されない時は、弁ばね３１によつて中継弁１
９が戻されて弁座２８が開口し、入力室ｉの作動
油は全てドレンとなつてドレン穴３３から排出さ
れてタンクに貯留されるとともに、弁体２６は付
勢ばねによつて押接されて全閉状態となる。

次に、弁体２６が全開した状態から、何らかの
工程側の事情により、全閉動作させる場合にはま
ず、油圧方向制御弁２１を２１ｂのポジシヨンに
切換える。この時、ポートＰに供給されている作
動油は接点Pcを経てポートＡ，Ｂに同時に給油
される一方、ドレンに接続されていたポートＴは
制御弁２１内部でブロツクされる。そして、Ａポ
ートを経た作動油は、入力室ｉに連なる入力中継
シリンダ２９に継続して給油されると同時に、Ｂ
ポートを経た作動油は、オリフイス手段３４を通
過して前記シリンダ２３の出力室Ｏに流入する。
ここにおいて方向制御弁２１の接点Pcにおいて
主シリンダ２３の入力室ｉに至る油路と、出力室
Ｏに至る油路とが連通し、ピストン２４の前後の
油圧差が無くなつてしまう結果、付勢ばね２０の
付勢力の荷重分だけ、入力室ｉ側へピストン２４
を押圧する力が勝り、ピストン２４は、弁体２６
の閉鎖方向へ移動し始める。これと同時に、ピス
トン２４の入力室ｉ側に流入していた作動油は入
力中継シリンダ２９の軸心に沿つて穿設された細
穴３２を逆流して、ポートＡに戻り、さらに方向
制御弁２１の接点Pc、及びオリフイス手段３４
を経て、主シリンダ２３の出力室Ｏに逆流する経
過をたどる。そして最終的に弁体２６が全閉状態
になつた後に今度は、方向制御弁２１を２１ｃの
ポジシヨンに切換える。この２１ｃのポジシヨン
においては、ポートＰは、ポートＢにのみ接続さ
れ、作動油は主シリンダ２３の出力室Ｏにのみ連
続して供給される。一方、それまで、作動油が給
油されていたポートＡは、ポートＴにのみ接続さ
れて、作動油はドレンとしてタンクに落とされ
る。このため入力中継シリンダ２９内の中継弁１
９は弁ばね３１によつて下方に押戻される結果、
中継弁１９は弁座２８から離間する。そして、入
力室ｉに残留していた作動油もドレン穴３３から
タンクへ流出する。ここにおいて、主シリンダの
入力室ｉには全く油圧が作用しなくなり、弁体２
６は、付勢ばね２０の付勢荷重と、入力室ｉに働
く油圧との両方の荷重により、完全に開口部１７
の裏面に当接して、主制御弁１８を全閉状態にお
くこととなる。ここにおいて、蒸気タービンから
の蒸気が弁室RVにおいて主制御弁１８を逆作用
力により開方向に移動させ得ることはなく、完全
に閉状態を維持することが可能となる。再び開弁
して補助工程７ａにて発生する蒸気を利用したい
場合は、上記と逆の操作を行なえばよい。

尚、開弁位置から２１ｂのポジシヨンに方向制
御弁２１を切換える場合、入力中継シリンダ２９
中の中継弁１９に穿設した細穴３２の穴径を調整
することにより、弁体２６の閉鎖速度を任意に調
整できるので、例えば、タービンの負荷上昇率
（もしくは下降率）が定められている場合は、こ
の変化率以上のゆつくりとした閉鎖速度を選択す
ることが可能であり、これによつてタービンが急
激な負荷変化を受けて障害を起こすようなことが
ない。

また、上記実施例によれば、主制御弁１８を閉
じるときには、入力室ｉには油圧は全く作用せ
ず、出力室Ｏ側へのみ作用するので、付勢ばね２
０の設計荷重を従来のものと同等に設定できる結
果、ピストン２４の口径を増大させる必要がな
い。

また、本実施例では混圧蒸気タービン系に使用
される場合を示したが本考案に係る蒸気弁機構
は、主工程のみを蒸気発生源とする蒸気タービン
にも応用することが可能である。

〔考案の効果〕

本考案に基く蒸気弁機構を用いれば、主制御弁
のピストン口径を増大することなく、タービン運
転中におけるタービンからの蒸気の逆流を防止し
て完全な閉弁状態を維持することができる許りで
なく、当該蒸気発生源工程や、蒸気タービンの負
荷状態に対応して、緩急の弁開閉作用を得ること
ができ、蒸気弁機構そのものの耐久性を向上させ
るのみならず、蒸気弁機構の本来の機能を確実に
達成させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る蒸気弁機構の概略構成
図、第２図は混圧蒸気タービン系を示す概略構成
図、第３図は従来の蒸気弁機構の概略構成図であ
る。 Ｌ…蒸気タービン系、Ｍ…蒸気弁機構、ｉ…入
力室、Ｏ…出力室、１７…開口部、１８…主制御
弁、１９…中継弁、２０…付勢ばね、２１…油圧
方向制御弁、２３…主シリンダ、２４…ピスト
ン、２５…ロツド、２６…弁体、２９…入力中継
シリンダ、３４…オリフイス手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸気タービン系の途中に設けられた開口部を有
   する弁室内に位置しこの開口部に対して進退移動
   しつつ該開口部を開閉して蒸気タービンへの蒸気
   の流入を規制する弁体を一端に備えた主制御弁を
   有し、この主制御弁の他端には、油圧出力室と油
   圧入力室を有する主シリンダ内にあつてこれら油
   圧入・出力室とを画成しつつ該主シリンダ内を摺
   動するピストンが備えられ、前記主シリンダの出
   力室側に前記主制御弁を前記開口部に対して常時
   閉方向へ付勢する付勢ばねを、前記主シリンダの
   入力室に連なる通路中に中継弁を夫々介装した蒸
   気弁機構において、前記中継弁に連なる油路と前
   記主シリンダの出力室に連なる油路との間に油圧
   方向制御弁を設け、この油圧方向制御弁は前記入
   力室と出力室のいずれか１方向にのみ油圧を作用
   させる場合と、前記入・出力室とこの油圧方向制
   御弁とを接続する回路とを連通させて両室におけ
   る油圧をバランスさせる場合との３方向切換手段
   を有して成ることを特徴とする蒸気弁機構。