JPS5839883A - Ｙ型玉型弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発電プラント又は火力発電プラント等
に使用される蒸気遮断用のＹ型玉型弁に関する。

原子力発電プラン）Ｋ使用される蒸気遮断用のＹ型玉型
弁は、原子炉において発生させ発電用タービンに導く高
温蒸気を遮断するもので、一般的に使用されている空気
駆動スプリング式Ｙ型玉型弁の構造を第１図に示す。第
１図において弁本体１０は、高温の蒸気をはｔ丁直線的
に流す流体通路１２が形成され、さらに、流体通路１２
と４５°の角度をなす通路１４の下端が流体通路１２の
中央上部に開口していて、いわゆるＹ型をなしている。

この通路１４は、流体通路１２を遮断し又は開放するデ
ィスク１６を進退させるためのもので、ディスク１６の
進退する部分の弁本体ＩＯの内面には、ディスク１６を
案内するための下部ガイドリプ１８と第１図には図示し
ない上部ガイドリプとが形成されている。そして、通路
１４の上部には、通路１４の上部を密閉するボンネット
２０がボルト２２によって弁本体１０に固定されている
。また、ディスク１６の内部中央にはパイロット弁２４
が設けられており、このパイロット弁２４の上部には、
パイロット弁２４及びディスク１６を操作するためのス
テム２６の下端が取付けられている。このステム２６の
上端は、ボンネット２０を貫通し、作動装置の一部をな
すエアシリンダ２８に設けられたピストンロッド３０に
結合されている。なお、エアシリンダ２８の上部には、
エアシリンダ２８を駆動させるオイルシリンダ３２が取
付けられている。

上記のＹ型玉型弁のディスク１６が流体通路１２を遮断
している状態の一部正面断面ヌを第２図に、また、第２
図の■−■線に沿った断面図を第３図に示す。Ｙ型玉型
弁は、一般に第２図に示すように流体通路１２が水平と
なるように取付けられ、流体通路１２の下部中央が内側
に突状となって下端弁座部３４が形成されると共に、流
体通路１２の上部開口部の第２図において左側の部分が
上端弁座部３６となっている。そして、ディスク１６の
先端下部が下端弁座部３４に当接し、ディスク１６の先
端上部が上端弁座部３６に当接して流体通路１２を遮断
している。なお、ディスク１６の後端３８．４０は、デ
ィスク１６を通路１４に沿って進退させるため、弁機構
を有しておらず通路１４内は流体通路１２の上流側（第
２図において右側）からの圧力により高圧部となってい
る。このようにしてディスク１６が流体通路１２を遮断
しているときは、第３図に示すようにディスク１６は下
部ガイドリプ１８と上部ガイドリプ４２．４４とに当接
している。なお、これら下部ガイドリプ１８と上部ガイ
ドリプ４２，４４とは、一般的に等間隔に設けられてお
らず、下部ガイドリプ１８と上部ガイドリプ４２との間
隔及び下部ガイドリプ１８と上部ガイドリプ４４との間
隔がそれぞれディスク１６の中心に対し１３ｏ＠の間隔
をなし、上部ガイドリプ４２と上部ガイドリプ４４との
間隔がディスク１６の中心に対し１００°の間隔をなし
ている。なお、第２図に示す符号Ｇは、ディスク１６の
ポペット重心位置である。

上記のように構成されたＹ型玉型弁において、第２図に
示すディスク１６が流体通路１２を遮断している状態か
ら、流体通路１２を開放するためには、まず第１図に示
したオイルシリンダ３２とエアシリンダ２８とを駆動さ
せ、ピストンロッド３０とステム２６とを介してパイロ
ット弁２４を開き、ディスク１６上方の通路１４中の圧
力を流体通路１２の下流側に放出す。そして、次に前記
と同様、オイルシリンダ３２とエアシリンダ２８との図
示しないピストンを作動させ、ステム２６を介してディ
スク１６を第２図に示した位置から右斜め上方に避退さ
せ、流体通路１２を開放する。

流体通路１２を遮断するときは、前記流体通路１２を開
放するときと逆の操作を行うことになる。

そして、この場合、ディスク１６は、下部ガイドリプ１
８と上部ガイドリプ４２．４４との間を通るため、ディ
スク１６の動きが上記各ガイドリプによって規制される
。また、ディスク１６は、第２図に示すように４５°の
傾斜した状態で下部ガイドリプ１８の上に乗って、下部
ガイドリプ１８上を滑り下すてくる。しかし、実際には
ディスク１６が下部ガイドリプ１８の上に完全に乗った
状態で滑り下りるのではなく、ディスク１６は上部ガイ
ドリプ４２又は上部・ガイドリプ４４と下部ガイドリプ
１８との中間に落込んだ状態で下降し、この落込みが完
全に矯正できないために流体通路１２を完全に遮断でき
ず、蒸気が漏れる大きな原因となっていることが判明し
た。即ち、ディスク１６の外径は、ディスク１６を流体
通路１２に対し進退させるため、弁本体１０の内径（通
路１４の直径又は上部ガイドリプ４２，４４と下部ガイ
ドリプ１８とに内接する円の直径）より０．６〜１．０
ｍ小さくされている。しかも、ディスク１６とパイロッ
ト弁２４とは別構造になっているため、ディスク１６と
パイロット弁２４との間、即ちディスク１６とステム２
６との間に自由度があり、また、下部ガイドリプ１８の
幅も約５０ｍと狭いため、一般にディスクは下部ガイド
リプ１８と上部ガイドリプ４２との間又は下部ガイドリ
プ１８と上部ガイドリプ４４との間に落込んだ状態で下
降前進する。この結果ディスク１６の軸線と通路１４の
軸線とは、前記０．６〜１．０ｍの径差とガイドリプ間
への落込み量との和だけ偏心することになる。そのため
、ディスク１６が下降しディスク１６の先端が下端弁座
部３４及び上端弁座部３６に着座したときに、エアシリ
ンダ２８の圧力を増加させ、ステム２６の推力を増して
下端弁座部３４におけるディスク１６の先端下部た清す
を生じさせ、ディスク１６のガイドリプ間への落込み量
を矯正する、いわゆる調心作用を行っている。しかし、
発電プラントの運転中は、ディスク１６が弁座部から避
退していて流体通路１２が開放されており、弁座部及び
ディスクの先端部に設けられた図示しないシート部が常
に蒸気にさらされ、これらシート面に付着物が付き摩擦
抵抗を大きくシ、調心作用を行っても完全に真心できず
、上端弁座部３６に間隙が残り、蒸気の漏れが発生する
。特に、ディスク１６の先端面に密閉用のシート部が設
けられ、ているフラットシートタイプのＹ型玉型弁にお
いては、ディスク先端部周縁にテーパ状のシート部を設
けたコニカルシートタイプのＹ型玉型弁より調心が困難
で蒸気の漏れも大きくなら易い。

即ち、ディスク１６は、第２図に示すように先端部が後
端部より重くなっているため、ディスク１６が前記した
ガイドリプ間に゛落込んで下降するときは、ディスク１
６の先端中心がステム２６の軸線の下側となり、ディス
ク１６の後端中心がステム２６の軸線の上側となって、
ディスク１６がステム２６に対し反時計方向にやや回転
したような状態になる。このため、ディスク１６は、第
２図において先端上部が下部よりやや前に出た状態とな
り、ディスク１６が着座するときは上端弁座部３６にデ
ィスク１６の先端上部が当接し、下端弁座部３４にディ
スク１６の先端下部が当接しない現象を生ずる。そこで
、ディスク１６の軸心とが平行となるように調心作用を
行うと、フラットシートタイプの場合シートの摩擦係数
が約０．９　、！：大きく、着座後のｌ’ｌわが期待で
きないばかりでなく、第２図に示すようにポペット重心
位置が下端弁座部３４より上方（ディスク１６の先端下
部より上方）にあるため、ディスク１６はステム２６の
推力により反時計方向の回転を与えられることになり、
一層調心が困難となる。従って、フラットシートタイプ
においては、下端弁座部３４から蒸気が漏れるこ−とに
なる。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、ディスクのシート部を弁座部に確実に密着さ
せ流体通路を完全Ｋｌ断することができるＹ型玉型弁を
提供することを目的とする。

本発明は、Ｙ型玉型弁の流体通路遮断時における蒸気の
漏れが、ディスクのガイドリプ間への落込みに、起因す
ることを見出したことに基づき、ディスクの下端外周面
にテーパ部を形成し、ディスクを案内するガイドリプ下
端部の弁本体内面に前記ディスクのテーパ部を案内する
当接部を形成し、テーパ部が当接部に接触しつつ下降前
進することによってディスクのガイドリプ間への落込み
を矯正し、流体通路を完全に遮断できるように構成した
ものである。

本発明に係るＹ型玉型弁の好ましい実施例を添付図面に
従って詳説する。

第４図は、本発明に係゛る実施例のコニカルシートタイ
プのＹ型玉型弁の下端弁座部におけるディスクのテーパ
部が当接部に接触している状態を示す説明図である。第
４図においてディスク１６の先端外周面は、テーパ状に
形成され、ステライトを肉盛りされたディスクシート４
８が設けられている。そして、ディスクシード４８の上
方のディスク外周面には、ディスク１６の先端を弁座部
に案内するためのテーパ部５０が形成され、ステライト
が肉盛りされている。また、下部ガイドリプ１８の下端
下方には、当接部５２が形成され、との当接部５２のデ
ィスク１６に面する側の面５４＃ＣＦｉステライトが肉
盛〃されている。さらに、この当接部５２の下部には、
流体通路１２に面してディスク１６の下方に弁座部５６
が形成され、この弁座部５６の内端にステライトを肉盛
りされたボデーシート５８が設けられている。なお、デ
ィスクシート４８とボデーシー）　５８　トハ、ディス
！゛１６が弁座部５６に着座したときに、相互に一教し
て流体通路１２を遮断する。また、第４図において示し
た符号ｔは、ディスク１６のガイドリプ間への落込み量
であって、テーパ部５ｏのディスク１６の径方向の幅、
即ち、テーパ部５ｏの上端と下端とに２おけるディスク
１６の半径差は、ディスクの落込み量ｔより大きくされ
ている。

上記の如く構成された実施例のコニカルシートタイプの
Ｙ型玉型弁においては、次のようにして流体通路が遮断
される。

前記したように下部ガイドリプ１８と上部ガイドリプ４
２．４４に案内されてディスク１６が下降してくるとき
は、ディスク１６は下部ガイドリプ１８と上部ガイドリ
プ４２との間又は下部ガイドリプ１８と上部ガイドリプ
４４との間に落込むとともに、ディスク１６がステム２
６の軸線、即ち、弁本体１０の通路１４の軸線に対し反
時計方向にやや回転した状態となっている。そして、デ
ィスク１６の先端がガイドリプの下端まで下降してくる
と、第４図に示すようにディスク１６は、ガイドリプ間
にｔだけ落込んだままディスク１６のテーパ部５０が弁
本体１０に形成されている当接部５２の上端に接触する
。そのため、ディスク１６がさらに下方に進むと、テー
ノ（部５０が当接部５２に接触しつつ滑り降り、落込み
量ｔがしだいに矯正されてついには落込み量が零となり
、ディスク１６の軸線と通路１４の軸線とが平行となっ
て、ボデーシート５８上にディスクシート４８が全周に
おいて同時に接触し、ディスク１６が弁座部５６に着座
する。このとき、弁本体１ｏの内径（通路１４の直径又
は下部ガイドリプ１８と上部ガイドリプ４２，４４に内
接する円の直径）とディスク１６の外径との径差による
偏心が生じるので、エアシリンダ２８によりステム２６
の推力を増加させ調心作用を行うとともに、ディスクシ
ート４８とボデーシート５８とを完全に密着させ、流体
通路１２を完全に遮断する。このように、本実施例にお
いてはディスク１６の着座後における調心作用が微小で
すみ、また、シート面に付着物があってもディスク１６
の着座時にディスクシート４８とポデーシート５８とが
全周において接触するので、流体通路１２を十分に遮断
することができる。

本実施例の効果を確認するための試験装置の概要を第５
図に、使用した測定器類の配置を第６図に１また、試験
結果を第７図に示す。

第５図においてペース６０上には、４５°に傾斜した取
付面６２を有する固定台６４が固定されている。そして
、取付面６２にはダミーボデー６６が固定され、内部に
ディスク１６を収納している。

さらに、ディスク１６のステム６８の上端は、油圧シリ
ンダ７０のピストンロンドア２に連結されている。この
油圧シリくダ７０には配管７４゜７６を介してベーンポ
ンプ７８によりオイルタンク８０からオイルが送られる
。なお、オイルタンク８０の上部には切換弁８２が設け
られ、配管７４には圧力計８４が取付けられ、配管７６
には絞り弁８６が取付けられている。また、ステム６８
とピストンロンドア２との連結部には、ステム６８の推
力を検出するロードセル８８が取付けられ、さらに、ダ
ミーボデー６６の弁座部の第５図において上端９０と下
端９２及びその中間９４には、それぞれディスク１゛６
の着座状態を見るためのテンションメータが取付けられ
ている。そして、ディスク１６の周側面であって第５図
における上部及びこの上部のディスク１６の中心に対し
９０°間隔をなす位置とのディスク真６の後端部９６．
９８並びにテーパ上端部１００，１０２には、ギャップ
ケージが取付けられ、ディスク１６の落込み量を測定で
きるようにしである。

試験は、油圧シリンダ７０にベーンポンプ７８を介して
油圧を負荷し、ディスク１６を第５図において右斜め上
方に避退させて開弁状態にした後、油圧シリンダ７０に
逆方向の油圧を与えステム推力を１５ＴＯｎまで連続的
に負荷した。その際のディスク１６の挙動を第６図に示
すようにギャップゲージの出力をギャップゲージ用アン
プ１０４に導き、ボルトメータ１０６で読み取るように
し、さらに増幅器１０８で増幅した後オシログラフによ
って連続取得した。この結果を第７図に示す。

横軸は、ディスク１６の挙動であり、左側の縦軸はディ
スクのガイドリプ間への落込み量を示し、単位は■であ
る。まえ、右側の縦軸は、弁座部におけるポデーシート
とディスクシート間のシート部スキマであって、単位は
ミクロン（μ）である。

第７図に示すようにディスク１６は、テーパ上端部１０
０が約１．７■ガイドリプ間に落込んで下降して第４図
に示したテーパ部５０と当接部５０と当接部５２とが接
触し、その後しだいに落込み量が矯正されてディスク１
６が着座するときには、落込み量が零となる。また、シ
ート部スキマは、ディスク１６の着座時に上端９０と下
端９２とにそれぞれ約２０μ、３３μあったが、ステム
推力の増加に伴いしだいに減少し、ステム推力が１５Ｔ
Ｏｎになったときには、シート部スキマが完全になくな
る。

前記実施例では、コニカルシートタイプのＹ型玉型弁に
ついて説明したが、第８図にフラットシートタイプのＹ
型玉型弁の実施例を示す。

第８図は、本発明に係る実施例のフラットシートタイプ
のＹ型玉型弁のディスクのテーパ部が弁本体の当接部に
接触している状態を示す説明図である。第８図において
ディスク１１２の先端面１１４には、外周に近くステラ
イトを肉盛りしたディスクシート１１６が設けられ、デ
ィスク１１２の先端外周面はテーパ状に形成されたテー
パ部１１８となっていてステライトが肉盛りされている
。また、ディスク１１２下方の弁本体１２０の弁座部１
２２には、ステライトが肉盛りされたボデーシート１２
４が設けられており、弁座部１２２の外側端（図におい
て右側）には、弁座部１２２に垂直な当接部１２６がス
テライトを肉盛りされて形成され、この当接部１２６の
上端は下部ガイドリプ１２８の下端に連っている。なお
、第８図中の符号ｔは、ディスク１１２のガイドリプ間
への落込み量である。そして、ディスク１１２の半径方
向におけるテーパ部１１８の幅は、前記したコニカルシ
ートタイプと同様に落込み量ｔより大きくされており、
ディスク１１２が弁座部１２２に着座したときには、デ
ィスクシート１１６の下面とボデーシート１２４の上面
とが相互に一致する。

本実施例におけるディスク１１２の挙動は、前記実施例
の場合とほぼ同じであ乞。ただし、本実施例のフラット
シートタイプにおいては、ディスクシート１１６及びボ
デーシート１２４がテーノく状でないため、ディスク１
１２の着座後における調心作用を必要としない。このこ
とは、第５図に示すと同様の試験において、ディスク１
１２の着座後のステム推力が増加しても、ディスク１゛
１２の中心軸の顕著な動きがないことによって確認され
た。

以上説明したように本発明によれば、ディスク先端部外
周面にテーパ部を形成し、ガイドリプ下端に当接部を形
成して前記ディスクのテーパ部を案内し、ディスクを弁
本体の弁座部に着座させるようにしたことにより、流体
通路を完全に遮断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＹ型玉型弁の構造を示す図、第２図は第１図の
Ｙ型玉型弁が流体通路を遮断している状態を示す一部正
面断面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図、第
４図は本発明に係るＹ型玉型弁の一実施例のテーパ部と
当接部とが接触している状態の説明図、第５図は第４図
の実施例の効果を確認するための試験装置の概要を示す
図、第６図は試験に使用した測定器類の配置を示す図、
第７図は第４図の実施例のディスクの挙動を示す図、第
８図は本発明に係るＹ型玉型弁の他の実施例のテーパ部
と当接部とが接触している状態の説明図である。 １０．１２０・・・弁本体、１２・・・流体通路、１６
゜１１２・・・ディスク、１８．１２８・・・下部ガイ
ドリプ、２４・・・パイロット弁、２８・・・エアシリ
ンダ、３２・・・オイルシリンダ、４２．４４・・・上
部ガイドリプ、５０．１１８・・・テーパ部、５２．１
２６・・・１１＋　　図 第２■ ０ ｖＩｓの

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流体流路が形成された本体と、この本体内に設けら
   れ前記流体流路に対し斜めに進退して前記流体流路を遮
   断開放するディスクと、このディスク内に設けられたパ
   イロット弁と、前記ディスクを進退させる作動装置と、
   前記本体のディスク進退部に形成したガイドリプとから
   成るＹ型玉型弁において、前記ディスクの先端部外周面
   にテーパ部を形成し、前記ガイドリプ下方の前記本体内
   面に前記テーパ部を案内する当接部を形成したことを特
   徴とするＹ型玉型弁。