JPH0972430A - 蒸気加減弁 - Google Patents
蒸気加減弁Info
- Publication number
- JPH0972430A JPH0972430A JP25016595A JP25016595A JPH0972430A JP H0972430 A JPH0972430 A JP H0972430A JP 25016595 A JP25016595 A JP 25016595A JP 25016595 A JP25016595 A JP 25016595A JP H0972430 A JPH0972430 A JP H0972430A
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- Japan
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- valve
- steam
- main valve
- valve seat
- annular gap
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気加減弁の振動軽減化をはかる。
【解決手段】 蒸気加減弁の主弁２と弁座３との間に形
成される環状隙間（蒸気流路）４の最小断面積位置を蒸
気流路４の出口に位置させることにより、衝撃波の発生
位置を蒸気流路４の出口より外方に移動させ、かつ主弁
２の弁頭部の曲率半径Ｒ1，弁座３の円弧部の曲率半径
Ｒ2をいずれも従来例よりも大きく設定して蒸気流の剥
離を抑制し、これらの相乗作用により弁振動の軽減化を
可能にした。
成される環状隙間（蒸気流路）４の最小断面積位置を蒸
気流路４の出口に位置させることにより、衝撃波の発生
位置を蒸気流路４の出口より外方に移動させ、かつ主弁
２の弁頭部の曲率半径Ｒ1，弁座３の円弧部の曲率半径
Ｒ2をいずれも従来例よりも大きく設定して蒸気流の剥
離を抑制し、これらの相乗作用により弁振動の軽減化を
可能にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気加減弁（蒸気
流量調整弁）に関し、特に発電プラントに好適な蒸気加
減弁に関する。
流量調整弁）に関し、特に発電プラントに好適な蒸気加
減弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、発電プラントにおける蒸気加減
弁は、図３，４に示すように、蒸気室チャンバ１内の蒸
気が主弁２と弁座３とによって形成される環状隙間４を
通過して、図示していない高圧タービンに流れ込むよう
になっている。ここで蒸気の通過流量はアクチュエータ
９の操作で弁棒５を上下に作動させることにより、環状
隙間４の面積を変えて制御される。従来の蒸気加減弁で
は蒸気流路の最小面積位置は環状隙間４の途中部分に位
置する構成となっている。符号６は蒸気流の方向を、符
号７は弁本体を、符号８は閉鎖バネをそれぞれ示してい
る。
弁は、図３，４に示すように、蒸気室チャンバ１内の蒸
気が主弁２と弁座３とによって形成される環状隙間４を
通過して、図示していない高圧タービンに流れ込むよう
になっている。ここで蒸気の通過流量はアクチュエータ
９の操作で弁棒５を上下に作動させることにより、環状
隙間４の面積を変えて制御される。従来の蒸気加減弁で
は蒸気流路の最小面積位置は環状隙間４の途中部分に位
置する構成となっている。符号６は蒸気流の方向を、符
号７は弁本体を、符号８は閉鎖バネをそれぞれ示してい
る。
【０００３】すなわち図５(a)〜(d)における円形10が主
弁２と弁座３とで構成される環状隙間４（蒸気流路）の
最小断面積位置を示している。すなわち図５(a)に示し
た最大開度，つまり〔Ｌ（弁リフト量）／Ｄ（主弁シー
ト径）〕が0.34状態から図５(b)に示した中間開度
〔（Ｌ／Ｄ）が0.2〕，および図５(c)に示した小開度
〔（Ｌ／Ｄ）が0.1〕を経て、弁閉状態〔図５(d)〕に至
るまで、環状隙間４の最小断面位置が、円形10の位置、
すなわち蒸気流路の途中に位置するようになっている。
弁２と弁座３とで構成される環状隙間４（蒸気流路）の
最小断面積位置を示している。すなわち図５(a)に示し
た最大開度，つまり〔Ｌ（弁リフト量）／Ｄ（主弁シー
ト径）〕が0.34状態から図５(b)に示した中間開度
〔（Ｌ／Ｄ）が0.2〕，および図５(c)に示した小開度
〔（Ｌ／Ｄ）が0.1〕を経て、弁閉状態〔図５(d)〕に至
るまで、環状隙間４の最小断面位置が、円形10の位置、
すなわち蒸気流路の途中に位置するようになっている。
【０００４】また、弁座３は円弧半径Ｒ2の円弧形状に
形成され、一方主弁２の弁頭部は半径Ｒ1の球面に形成
されて、主弁２と弁座３とは基本的に線接触となるよう
に形成されている。なお通常Ｒ1＝0.75Ｄ，Ｒ2＝0.25
Ｄ，Ｒ2＝0.3Ｒ1に設計されている。
形成され、一方主弁２の弁頭部は半径Ｒ1の球面に形成
されて、主弁２と弁座３とは基本的に線接触となるよう
に形成されている。なお通常Ｒ1＝0.75Ｄ，Ｒ2＝0.25
Ｄ，Ｒ2＝0.3Ｒ1に設計されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の蒸気加減弁においては、環状隙間４（蒸気流路）の最
小断面積位置が環状隙間の途中部分にあるため、蒸気流
路が途中で絞られ、これにより蒸気流路の途中に流れの
スロートが存在し、特に流れが遷音速流れ状態となる時
に衝撃波の発生に伴う流れの乱れが大きくなり、弁の振
動を引起こすという問題点がある。また遷音速流れ条件
以外の場合にも、弁座の曲率半径が小さいことから流れ
の剥離が発生し易く、ひいてはフローパタンが不安定と
なりこれが弁の振動を引起こすという問題点もある。本
発明は、このような問題点を解決しようとするものであ
る。
の蒸気加減弁においては、環状隙間４（蒸気流路）の最
小断面積位置が環状隙間の途中部分にあるため、蒸気流
路が途中で絞られ、これにより蒸気流路の途中に流れの
スロートが存在し、特に流れが遷音速流れ状態となる時
に衝撃波の発生に伴う流れの乱れが大きくなり、弁の振
動を引起こすという問題点がある。また遷音速流れ条件
以外の場合にも、弁座の曲率半径が小さいことから流れ
の剥離が発生し易く、ひいてはフローパタンが不安定と
なりこれが弁の振動を引起こすという問題点もある。本
発明は、このような問題点を解決しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、蒸気加減弁に
おいて、主弁と弁座とで形成される環状隙間（蒸気流
路）の最小断面積となる位置を、同環状隙間の出口に位
置させて課題解決の手段としている。また、主弁の弁頭
部および弁座の曲率半径Ｒ1，Ｒ2を、それぞれ主弁シー
ト径Ｄに対して Ｒ1＝（0.6 〜0.85）Ｄ Ｒ2＝（0.45〜0.60）Ｄ と設定して課題解決の手段としている。なお弁座の曲率
半径およびこれに関連して決定される主弁の弁頭部の曲
率半径の最適値は、実験によって決定される。
おいて、主弁と弁座とで形成される環状隙間（蒸気流
路）の最小断面積となる位置を、同環状隙間の出口に位
置させて課題解決の手段としている。また、主弁の弁頭
部および弁座の曲率半径Ｒ1，Ｒ2を、それぞれ主弁シー
ト径Ｄに対して Ｒ1＝（0.6 〜0.85）Ｄ Ｒ2＝（0.45〜0.60）Ｄ と設定して課題解決の手段としている。なお弁座の曲率
半径およびこれに関連して決定される主弁の弁頭部の曲
率半径の最適値は、実験によって決定される。
【０００７】そして本発明によれば、主弁と弁座とで形
成される環状隙間（蒸気流路）の最小断面積部を蒸気流
路の出口に位置させる、つまり環状隙間を先細り型とす
ることによって、（衝撃波は流れのスロートの下流で発
生するから）衝撃波の発生位置を環状隙間の出口より下
流側とし衝撃波の発生に伴う流れの乱れを主弁から遠ざ
けることができる。また主弁弁頭部および弁座の各曲率
半径を従来のものよりも大きくすることによって、蒸気
流れの転向を緩やかとし、これにより通路表面からの流
れの剥離を従来のものよりも起き難くすることができ、
これらの相乗作用により弁の振動を低減することができ
る。
成される環状隙間（蒸気流路）の最小断面積部を蒸気流
路の出口に位置させる、つまり環状隙間を先細り型とす
ることによって、（衝撃波は流れのスロートの下流で発
生するから）衝撃波の発生位置を環状隙間の出口より下
流側とし衝撃波の発生に伴う流れの乱れを主弁から遠ざ
けることができる。また主弁弁頭部および弁座の各曲率
半径を従来のものよりも大きくすることによって、蒸気
流れの転向を緩やかとし、これにより通路表面からの流
れの剥離を従来のものよりも起き難くすることができ、
これらの相乗作用により弁の振動を低減することができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態としての蒸気加減弁について説明すると、図１その
断面図、図２(a)〜(d)いずれもその流路形状図である。
なお、図１，図２(a)〜(d)中図３，図４，図５(a)〜(d)
と同じ符号はほぼ同一の部材を示している。
形態としての蒸気加減弁について説明すると、図１その
断面図、図２(a)〜(d)いずれもその流路形状図である。
なお、図１，図２(a)〜(d)中図３，図４，図５(a)〜(d)
と同じ符号はほぼ同一の部材を示している。
【０００９】図１に示すように、この実施形態の蒸気加
減弁も、蒸気室チャンバ１内の蒸気が主弁２と弁座３と
によって形成される環状隙間（蒸気流路）４を通過し
て、図示していない高圧タービンに流れ込むようになっ
ており、その蒸気量は、弁棒５を上下し環状隙間４を変
化させることで調節できるようになっている。さらに、
この実施形態の蒸気加減弁では、図２(a)〜(d)に示すご
とく、環状隙間４（蒸気流路）が、出口部で最小断面積
となるように、設計してある。つまり環状隙間４が先細
り形状となるように、主弁２の球面状弁頭部の曲率半径
Ｒ1および弁座３の円弧半径（主弁２との当接部付近の
曲率半径）Ｒ2が選定されている。
減弁も、蒸気室チャンバ１内の蒸気が主弁２と弁座３と
によって形成される環状隙間（蒸気流路）４を通過し
て、図示していない高圧タービンに流れ込むようになっ
ており、その蒸気量は、弁棒５を上下し環状隙間４を変
化させることで調節できるようになっている。さらに、
この実施形態の蒸気加減弁では、図２(a)〜(d)に示すご
とく、環状隙間４（蒸気流路）が、出口部で最小断面積
となるように、設計してある。つまり環状隙間４が先細
り形状となるように、主弁２の球面状弁頭部の曲率半径
Ｒ1および弁座３の円弧半径（主弁２との当接部付近の
曲率半径）Ｒ2が選定されている。
【００１０】すなわち最大開度状態を示す図２(a)にお
ける円形10Ａがこの状態における環状隙間４の最小断面
積位置を示している。また、中間開度状態および小開度
状態をそれぞれ示す図２(b)および図２(c)における円形
10Ｂ，10Ｃが、それぞれそれらの状態における環状隙間
４の最小断面積位置を示している。さらに、主弁２の弁
頭部の曲率半径Ｒ1および弁座３の主弁２との当接部付
近の曲率半径Ｒ2を実験に基づいて、Ｒ1＝（（0.6 〜0.
85）Ｄ，Ｒ2＝(0.45〜0.60）Ｄ（最適値としては、Ｒ1
＝0.81Ｄ，Ｒ2＝0.48Ｄである）としている。
ける円形10Ａがこの状態における環状隙間４の最小断面
積位置を示している。また、中間開度状態および小開度
状態をそれぞれ示す図２(b)および図２(c)における円形
10Ｂ，10Ｃが、それぞれそれらの状態における環状隙間
４の最小断面積位置を示している。さらに、主弁２の弁
頭部の曲率半径Ｒ1および弁座３の主弁２との当接部付
近の曲率半径Ｒ2を実験に基づいて、Ｒ1＝（（0.6 〜0.
85）Ｄ，Ｒ2＝(0.45〜0.60）Ｄ（最適値としては、Ｒ1
＝0.81Ｄ，Ｒ2＝0.48Ｄである）としている。
【００１１】上述の構成により、すなわち主弁２と弁座
３とで形成される環状隙間４の最小断面部を、環状隙間
４（蒸気流路）出口に位置させることにより、衝撃波の
発生位置を環状隙間の出口よりも下流側に位置させるこ
とができる。さらに、主弁２の弁頭部および弁座３の円
弧部の各曲率半径を従来のものより大きく設定したた
め、蒸気流れの転向が緩やかとなり、これにより流路表
面から流れ（蒸気流）が剥離するのを抑制でき、これら
が相乗的に作用して、弁の振動を低減することができ
る。
３とで形成される環状隙間４の最小断面部を、環状隙間
４（蒸気流路）出口に位置させることにより、衝撃波の
発生位置を環状隙間の出口よりも下流側に位置させるこ
とができる。さらに、主弁２の弁頭部および弁座３の円
弧部の各曲率半径を従来のものより大きく設定したた
め、蒸気流れの転向が緩やかとなり、これにより流路表
面から流れ（蒸気流）が剥離するのを抑制でき、これら
が相乗的に作用して、弁の振動を低減することができ
る。
【００１２】図６は実験結果を示すグラフである。図６
において点ａ0，ｂ0，ｃ0，ｄ0がこの実施形態の蒸気加
減弁の代表的作動点における横方向の主弁変動力（ΔＦ
／Ａ・Ｐ0）（縦軸）を示しており、各作動点をプロッ
トした折線Ｘがこの実施形態の蒸気加減弁の特性を示し
ている。図６における各作動点ａ0〜ｄ0は、図７に点ａ
〜ｄで示した開弁状態（作動状態）にそれぞれ対応して
いる。また、図６における点ａ1〜ｄ1は従来の蒸気加減
弁における各代表的作動点（図７の点ａ〜ｄに対応す
る）での横方向の主弁変動力（縦軸）を示しており、各
作動点ａ1〜ｄ1等をプロットした折線Ｙが従来の蒸気加
減弁の特性を示している。
において点ａ0，ｂ0，ｃ0，ｄ0がこの実施形態の蒸気加
減弁の代表的作動点における横方向の主弁変動力（ΔＦ
／Ａ・Ｐ0）（縦軸）を示しており、各作動点をプロッ
トした折線Ｘがこの実施形態の蒸気加減弁の特性を示し
ている。図６における各作動点ａ0〜ｄ0は、図７に点ａ
〜ｄで示した開弁状態（作動状態）にそれぞれ対応して
いる。また、図６における点ａ1〜ｄ1は従来の蒸気加減
弁における各代表的作動点（図７の点ａ〜ｄに対応す
る）での横方向の主弁変動力（縦軸）を示しており、各
作動点ａ1〜ｄ1等をプロットした折線Ｙが従来の蒸気加
減弁の特性を示している。
【００１３】ここで、 ΔＦ ： 弁に加わる流体力（励振力）：実験にて計測 Ａ ： 弁のスロート面積（図２参照） Ｐ0： 弁入口圧力 であり、また図７において ＰE： 弁出口圧力 ＰE／Ｐ0： 弁前後圧力比 Ｌ ： 弁開度 Ｄ ： 主弁シート径 Ｌ／Ｄ ： 無次元弁開度 である。
【００１４】この実験結果は、この実施形態の蒸気加減
弁が、主弁の低開度状態（ａ0）から高開度状態（d0）
にいたるすべての開度において、主弁の横方向変動力を
従来のものよりも低減できることを示している。
弁が、主弁の低開度状態（ａ0）から高開度状態（d0）
にいたるすべての開度において、主弁の横方向変動力を
従来のものよりも低減できることを示している。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の蒸気加減
弁によれば、主弁および弁座の形状を改善することによ
り、蒸気加減弁の主弁に作用する流体励振力を低減し、
これにより弁の振動を低減することができ、弁の信頼性
を向上できる利点が得られる。
弁によれば、主弁および弁座の形状を改善することによ
り、蒸気加減弁の主弁に作用する流体励振力を低減し、
これにより弁の振動を低減することができ、弁の信頼性
を向上できる利点が得られる。
【図１】本発明の一実施形態としての蒸気加減弁の断面
図。
図。
【図２】(a) 同弁全開（最大開度）時における流路形状
の模式図。 (b) 同弁中開時における流路形状の模式図。 (c) 同弁小開時における流路形状の模式図。 (d) 同弁全閉時における流路形状の模式図。
の模式図。 (b) 同弁中開時における流路形状の模式図。 (c) 同弁小開時における流路形状の模式図。 (d) 同弁全閉時における流路形状の模式図。
【図３】従来の蒸気加減弁の断面図。
【図４】同要部拡大断面図。
【図５】(a) 従来の蒸気加減弁における弁全開（最大開
度）時における流路形状の模式図。 (b) 同弁中開時における流路形状の模式図。 (c) 同弁小開時における流路形状の模式図。 (d) 同弁全閉時における流路形状の模式図。
度）時における流路形状の模式図。 (b) 同弁中開時における流路形状の模式図。 (c) 同弁小開時における流路形状の模式図。 (d) 同弁全閉時における流路形状の模式図。
【図６】図１の蒸気加減弁の実験結果を示すグラフ。
【図７】図６における代表的作動点ａ0．ｂ0，ｃ0，ｄ0
の内容を示すグラフ。
の内容を示すグラフ。
１ 蒸気室チャンバ ２ 主弁 ３ 弁座 ４ （蒸気）流路としての環状隙間 ５ 弁棒 ６ 蒸気流の方向 Ｒ1 主弁の球状弁頭部の曲率半径 Ｒ2 弁座の曲率半径 Ｄ 主弁シート径
Claims (2)
- 【請求項１】 供給蒸気量を調整する蒸気加減弁におい
て、主弁および弁座と、同主弁と弁座とにて形成される
流路とをそなえ、同流路の最小断面積位置を上記流路の
出口に位置させたことを特徴とする、蒸気加減弁。 - 【請求項２】 上記主弁の弁頭部の曲率半径Ｒ1および
上記弁座の曲率半径Ｒ2を、同弁座の主弁シート径Ｄに
対して、Ｒ1＝（0.6〜0.85）Ｄ，Ｒ2＝（0.45〜0.60）
Ｄとしたことを特徴とする、請求項１に記載の蒸気加減
弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25016595A JPH0972430A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 蒸気加減弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25016595A JPH0972430A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 蒸気加減弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0972430A true JPH0972430A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=17203795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25016595A Pending JPH0972430A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 蒸気加減弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0972430A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006063957A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Toshiba Corp | 蒸気弁装置 |
| US7926745B2 (en) | 2006-11-27 | 2011-04-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Fuel injection valve |
| CN103939623A (zh) * | 2014-05-05 | 2014-07-23 | 无锡卓尔阀业有限公司 | 超高压蒸汽放空阀 |
| CN113700878A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-11-26 | 致微(厦门)仪器有限公司 | 一种逸气阀及其用途 |
-
1995
- 1995-09-04 JP JP25016595A patent/JPH0972430A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006063957A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Toshiba Corp | 蒸気弁装置 |
| US7931252B2 (en) | 2004-08-30 | 2011-04-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam valve |
| US7926745B2 (en) | 2006-11-27 | 2011-04-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Fuel injection valve |
| CN103939623A (zh) * | 2014-05-05 | 2014-07-23 | 无锡卓尔阀业有限公司 | 超高压蒸汽放空阀 |
| CN113700878A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-11-26 | 致微(厦门)仪器有限公司 | 一种逸气阀及其用途 |
| CN113700878B (zh) * | 2021-09-01 | 2024-05-03 | 致微(厦门)仪器有限公司 | 一种逸气阀及其用途 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040123 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040212 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040412 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040616 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070402 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |