(57)【要約】【課題】耐熱および耐圧性能と製造および保守の作業性を両立させた蒸気弁装置および蒸気弁装置の組み立て方法を提供する。【解決手段】蒸気弁装置は、外側ケーシング、内側ケーシング、スリーブ材、開口部、開口部開閉機構を備える。前記外側ケーシングは蒸気を導入する導入部を有する。前記内側ケーシングは前記外側ケーシングに収容され、前記外側ケーシングの前記導入部に対応する位置に貫通部を有する。前記スリーブ材は前記外側ケーシングの前記導入部と前記内側ケーシングの貫通部とを連通するように挿着される。前記開口部は前記外側ケーシングと前記内側ケーシングとの双方の前記導入部の軸線上に設けられる。前記開口部は前記貫通部または前記導入部の方向へ前記スリーブ材を直線的に着脱するためのものである。前記開口部開閉機構は前記開口部を閉塞すると共に前記スリーブ材を着脱する際に前記開口部を開放可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を導入する導入部を有する外側ケーシングと、
前記外側ケーシングに収容され、前記外側ケーシングの前記導入部に対応する位置に貫通部を有する内側ケーシングと、
前記外側ケーシングの前記導入部と前記内側ケーシングの貫通部とを連通するように挿着されるスリーブ材と、
前記外側ケーシング、または前記外側ケーシングと前記内側ケーシングとの双方の前記導入部の軸線上に設けられ、前記スリーブ材を、前記貫通部または前記導入部の方向へ直線的に着脱するための開口部と、
前記開口部を閉塞すると共に前記スリーブ材を着脱する際に前記開口部を開放可能な開口部開閉機構と
を具備する蒸気弁装置。
【請求項２】
前記スリーブ材を、前記内側ケーシングの内側から前記外側ケーシングの前記導入部の方向へ向けて挿着する構造の場合、
前記開口部開閉機構は、
前記外側ケーシングに設けられた開口部を塞ぐための蓋体と、
前記蓋体を前記外側ケーシングに固定するための第１固定機構と、
前記内側ケーシングに設けられた開口部を塞ぐためのハッチ部と、
前記ハッチ部を固定するための第２固定機構と
を備える請求項１記載の蒸気弁装置。
【請求項３】
前記スリーブ材を、前記外側ケーシングの外側から前記導入部に嵌合させて挿着する構造の場合、
前記開口部開閉機構は、
前記外側ケーシングに設けられた開口部に嵌合して挿着された前記スリーブが外側へ抜けないように押さえるためのフランジ部と、
前記フランジ部を前記外側ケーシングに固定する固定機構と
を備える請求項１記載の蒸気弁装置。
【請求項４】
外側ケーシングに内側ケーシングを収容し、
前記外側ケーシングと前記内側ケーシングとの双方に、前記導入部の軸線上に設けた開口部から、スリーブ材を前記導入部の方向へ直線的に入れ、
前記外側ケーシングの導入部と対応する前記内側ケーシングの貫通部とを連通するように挿着した後、前記開口部を閉塞する
蒸気弁装置の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蒸気弁装置および蒸気弁装置の組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から火力発電所等の発電プラントにおいては、蒸気タービンの入口などに蒸気弁装置が設置されている。蒸気弁装置は、蒸気タービンへ流入する蒸気流量を調整しまたは遮断し、蒸気タービンを安全に制御する重要な弁であり、この弁には十分な信頼性が要求される。
【０００３】
また、昨今のエネルギー資源の枯渇およびＣＯ２排出削減を主体とした環境問題等の社会的背景を踏まえて、発電プラントの高効率化が求められている。
【０００４】
発電プラントを高効率化する上で、蒸気タービンへ流入させる蒸気を高温化および高圧化することが望ましい。
【０００５】
従来、発電プラントに用いられる蒸気弁は、蒸気室を構成するケーシングが１重構造であり、従来のレベルを超える高温、高圧の蒸気を、蒸気タービンの前段に設けられる蒸気弁に流通させる場合、ケーシングにかかる負担が大きくなるため、Ｎｉ基合金等を用いるか、肉厚を厚くする必要があるが、材料コストが上昇すると共に、高度な技術が必要となる。
【０００６】
そこで、これらの問題を解決するため、蒸気弁のケーシングを２重構造とすることが既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１２６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、蒸気弁のケーシングを２重構造とする従来の技術では、耐熱および耐圧性能を確保するにとどまり、蒸気弁装置自体の組立性および分解性などといった製造および保守する上での作業性については考慮されていない。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、耐熱および耐圧性能と製造および保守の作業性を両立させた蒸気弁装置および蒸気弁装置の組み立て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の蒸気弁装置は、外側ケーシング、内側ケーシング、スリーブ材、開口部、開口部開閉機構を備える。前記外側ケーシングは蒸気を導入する導入部を有する。前記内側ケーシングは前記外側ケーシングに収容される。前記内側ケーシングは前記外側ケーシングの前記導入部に対応する位置に貫通部を有する。前記スリーブ材は前記外側ケーシングの前記導入部と前記内側ケーシングの貫通部とを連通するように挿着される。前記開口部は前記外側ケーシング、または前記外側ケーシングと前記内側ケーシングとの双方の前記導入部の軸線上に設けられる。前記開口部は前記スリーブ材を前記貫通部および導入部の方向へ直線的に着脱するためのものである。前記開口部開閉機構は前記開口部を閉塞すると共に前記スリーブ材を着脱する際に前記開口部を開放可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の蒸気弁装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の符号Ｐの部分（２重シールリング）の構造を示す断面図である。
【図３】第２実施形態の蒸気弁装置の構成を示す断面図である。
【図４】第３実施形態の蒸気弁装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。  
（第１実施形態）  
図１は第１実施形態の蒸気弁装置の構成を示す図である。 
この第１実施形態の蒸気弁装置は、例えば発電設備においてボイラーまたタービンなどへの蒸気の流路に設けられる各種蒸気弁として適用される。
【００１３】
例えばタービンの前段に使用されている蒸気加減弁は、図１に示すように、弁棒１、貫通口を有する弁棒ガイド２、主弁３、弁座４、内側ケーシングとしての内側ケーシング５、外側ケーシングとしての外側ケーシング６、スリーブ材としてのインレットスリーブ７ａ、押圧機構８、上蓋９、ナット１０、シールリング１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、植え込みボルト１４，２３、ハッチ１５、ハッチ用蓋１７、開口部１９，２４，２５、開口部開閉機構２６などを備える。
【００１４】
弁棒１は、先端に主弁３が設けられた棒状部を有する。弁棒ガイド２の中心に貫通口が設けられており、この貫通口に挿入された弁棒１の棒状部を摺動自在に支持する。弁棒１は、弁棒ガイド２の貫通口から内側ケーシング５の蒸気室内に挿入された棒状部の軸（弁棒１の軸）の矢印Ｂ方向の動きにより主弁３にて弁座４の開口を開閉させ、蒸気の排出量を加減（調整）する。
【００１５】
弁座４は、内側ケーシング５と外側ケーシング６の排出口どうしを繋いで連通するように挿着される。弁座４には、蒸気排出管２１へ続く開口が設けられている。主弁３は、弁座４の開口を塞ぐように配置されている。
【００１６】
外側ケーシング６は蒸気を導入する導入部としての蒸気導入管２０と、この蒸気導入管２０に流入する蒸気の方向とは異なる方向に蒸気を排出するための排出部としての蒸気排出管２１と、この蒸気排出管２１と対向して設けられた開口部１９とを有する。
【００１７】
蒸気導入管２０と外側ケーシング６とはこの例のように別体のものを組み合わせてもよく、外側ケーシング６から蒸気導入部を突出させたものであってもよい。
【００１８】
開口部１９は上から内側ケーシング５を収容するためのものであり、この開口部１９から内側ケーシング５を外側ケーシング６内に収容した後、上蓋９をかぶせてナット１０で植え込みボルト１４を締め付けることで開口部１９を塞ぐことができる。
【００１９】
内側ケーシング５は外側ケーシング６に収容される。内側ケーシング５は外側ケーシング６の蒸気導入管２０、蒸気排出管２１、開口部１９に対応する位置にそれぞれ貫通部として貫通口を有している。またこの内側ケーシング５の中央部には蒸気が入る空間である蒸気室１８が設けられている。
【００２０】
押圧機構８は、外側ケーシング６の内部に収容された内側ケーシング５を、内側ケーシング５の上端部に設けた押圧部材８ａで押圧して外側ケーシング６に設けられた凹部に取り付けた係止部材８ｂで固定する。
【００２１】
インレットスリーブ７ａは、外側ケーシング６の導入部とこの導入部と対応する内側ケーシング５の貫通口とを連通するように挿着される。インレットスリーブ７ａは外側ケーシング６の蒸気導入管２０から流入した蒸気を内側ケーシング５の貫通口を通じて蒸気室１８へ案内するものである。
【００２２】
外側ケーシング６と内側ケーシング５との双方の蒸気導入管２０の中心の軸Ａ上には開口部２４，２５が設けられている。
【００２３】
開口部２４は、外側ケーシング６に設けられている。開口部２５は、内側ケーシング５に設けられている。
これら開口部２４，２５は、インレットスリーブ７ａを、貫通部および蒸気導入管２０の方向へ直線的に着脱するためのケーシングへの挿入および取り外し用の穴である。すなわち開口部２４，２５は、蒸気が導入される蒸気導入管２０の方向（軸Ａの方向または横方向）へインレットスリーブ７ａを着脱するためのものである。蒸気導入管２０の軸Ａと蒸気排出管２１の軸Ｂとは直交している。
【００２４】
開口部開閉機構２６は、開口部２４，２５を閉塞すると共にインレットスリーブ７ａを着脱する際には開口部２４，２５を開放可能である。
【００２５】
開口部開閉機構２６は、外側ケーシング６に設けられた開口部２４を塞ぐための蓋体としてのハッチ用蓋１７と、このハッチ用蓋１７を外側ケーシング６に固定するための第１固定機構（外側ケーシング６に設けた植え込みボルト２３とナット２２）とを備える。
【００２６】
また開口部開閉機構２６は、内側ケーシング５に設けられた開口部２５を塞ぐためのハッチ部としてのハッチ１５と、このハッチ１５を内側ケーシング５に固定するための第２固定機構（押圧機構８と係止用の凹部）とを備える。
【００２７】
多重シールリング１３ａは、インレットスリーブ７ａと内側ケーシング５および外側ケーシング６との間に設けられている。このようにして、蒸気導入管２０を通って弁内部に流入する高圧高温の蒸気が内側ケーシング５の外に漏れることを防ぐと共に、内側ケーシング５および外側ケーシング６の熱伸びによるズレを吸収している。
【００２８】
多重シールリング１３ｂは、外側ケーシング６の蒸気排出口側の、内側ケーシング５と外側ケーシング６との間に設けた弁座４と外側ケーシング６との間に設けられいる。
【００２９】
これにより、蒸気排出管２１へ流出する高圧高温の蒸気が内側ケーシング５と外側ケーシング６との間の空間に漏れることを防ぐと共に、内側ケーシング５および外側ケーシング６の熱伸びによるズレを吸収している。
【００３０】
シールリング１３ｃは、弁棒ガイド２と内側ケーシング５との間に設けられている。これにより蒸気室１８を通過する高温高圧の蒸気が内側ケーシング５と外側ケーシング６の間の空間に漏れることを防ぐと共に、内側ケーシング５と上蓋９との熱伸びによるズレを吸収している。
【００３１】
例えば多重シールリング１３ａは、図２に示すように、リング状のシールリング１３ｄとリング状のシールリング１３ｅを交互（互い違い）に並べてインレットスリーブ７ａの蒸気導入管２０との嵌合部に配置した構造（多重シールリング構造）のものである。シールリング１３ｄは蒸気導入管２０の側（または内側ケーシング５および外側ケーシング６の側）に付勢されており、シールリング１３ｅはインレットスリーブ７ａ側に付勢されている。
【００３２】
すなわち、この多重シールリング構造は、蒸気導入管２０の側（または内側ケーシング５および外側ケーシング６の側）にフィットするシールリング１３ｄと、インレットスリーブ７ａの側にフィットするシールリング１３ｅとを交互に配置したものであり、リング状のシールリング１３ｄ，１３ｅ同士の間にはわずかながら隙間があり自在に動く構造となっている。
【００３３】
これにより、熱伸びによるずれを吸収し、垂直方向の芯ズレを吸収する効果がある。さらに、シールリング１３ｄ、１３ｅが接触する内側ケーシング５または外側ケーシング６の面とインレットスリーブ７ａとの面とにステライト溶接１６を実施し、シールリング１３ｄ、１３ｅの水平方向の芯ズレに対しても吸収する効果がある。
【００３４】
つまり多重シールリング１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、インレットスリーブ７ａと内側ケーシング５および外側ケーシング６との間に設けられる蒸気漏れ防止用（すき間を埋めるための部材）である。なお他の多重シールリング１３ｂ，１３ｃ等も同様である。
【００３５】
この第１実施形態は外側ケーシング６と内側ケーシング５の双方の軸線上に設けた開口部２４，２５からインレットスリーブ７ａを蒸気室１８内に入れてそのまま蒸気導入管２０の方向へ直線的に挿着し、またその逆方向へ取り外すようにした構造の例である。
【００３６】
この蒸気弁装置は、ボイラーからの蒸気を蒸気導入管２０からインレットスリーブ７ａを通じて内側ケーシング５の蒸気室１８に流入させ、図示しない油圧駆動機構が弁棒１の先端の主弁３を引き上げまたは押し付ける動作（往復動作）を行うことにより、弁座４の開口が開閉し、蒸気室１８の蒸気の流出量を制御するものである。
【００３７】
ここで、この第１実施形態の蒸気弁装置の組み立て方法を説明する。  
この第１実施形態では、蒸気弁装置を組み立てる際は、まず、外側ケーシング６に内側ケーシング５を収容し、内側ケーシング５の上部から弁座４および多重シールリング１３ｂを挿入する。
【００３８】
その後、外側ケーシング６の蒸気導入管２０および内側ケーシング５の貫通口のある壁面の反対側の壁面に設けた開口部２４，２５からインレットスリーブ７ａおよびシールリング１３ａを挿入し、内側ケーシング５の貫通部へ直線的に挿着する。
【００３９】
その後、内側ケーシング５の開口部２５に設けたハッチ１５を閉じ、押圧機構８で押圧して開口部２５を閉塞する。
【００４０】
続いて、外側ケーシング６の開口部２４をハッチ用蓋１７で閉じ、植え込みボルト２３でハッチ用蓋１７を締め付けて開口部２４を閉塞する。
【００４１】
最後に、押圧機構８、弁棒１、弁棒ガイド２、主弁３、シールリング１３ｃ、上蓋９を順に組み立てる。解体時は上記手順を逆に行えばよい。
【００４２】
このようにこの第１実施形態によれば、外側ケーシング６と内側ケーシング５との双方の蒸気導入管２０の軸線Ａ上に開口部２４，２５を設け、これらの開口部２４，２５からインレットスリーブ７ａを蒸気室１８内に挿入し、内側ケーシング５の貫通部へ直線的に挿着するようにしたことで、外側ケーシング６と内側ケーシング５からなる２重のケーシング構造であってもインレットスリーブ７ａを容易に取り付け、また取り外すことができる。
【００４３】
また開口部開閉機構２６により開口部２４，２５を開閉可能としたことで、インレットスリーブ７ａを容易に取り付けまたは取り外すことができる。この結果、組立時および解体時の作業性を向上することができる。さらに、本実施形態の構造によれば、内側ケーシング５にネジ穴等の機械的に弱い箇所を設ける必要がなく、内側ケーシング５への負荷を減少することができる。
【００４４】
（第２実施形態）  
続いて、図３を参照して第２実施形態を説明する。なお上は第１実施形態と同じ構成について同一の符号を付しその説明は省略する。
【００４５】
上記第１実施形態では、インレットスリーブ７ａを、内側ケーシング５の内側から外側ケーシング６の蒸気導入管２０の方向へ向けて挿着する構造としたが、この第２実施形態では、蒸気の導入部の軸線Ａ上ではあるものの蒸気導入管２０ａ自体を、インレットスリーブ７ｂを押さえるための蓋とし、外側ケーシング６の外側からインレットスリーブ７ｂを外側ケーシング６の貫通部に挿着した上で、インレットスリーブ７ｂの後端面を蒸気導入管２０ａで押圧しつつフランジ部２０ｂでボルト２７により蒸気導入管２０ａを固定する構造としている。
【００４６】
つまり、第２実施形態では、インレットスリーブ７ｂを外側ケーシング６の外側から外側ケーシング６の開口部２８（蒸気の導入部）に嵌合させて挿着する構造である。
【００４７】
この場合、開口部開閉機構２６は、外側ケーシング６に設けられた開口部２８に嵌合して挿着されたインレットスリーブ７ｂが外側へ抜けないように押さえるためのフランジ部２０ｂを備えた蒸気導入管２０ａと、フランジ部２０ｂを外側ケーシング６に固定する固定機構（ボルト２７）とを備える。
【００４８】
続いて、第２実施形態の組み立て方法を説明する。この第２実施形態では、外側ケーシング６の外側からインレットスリーブ７ｂを開口部２８に挿入し、嵌合させた上で、蒸気導入管２０ａのフランジ部２０ｂをインレットスリーブ７ｂの後端面（外側ケーシング６の側壁）にあてがい、ボルト２７で蒸気導入管２０ａを外側ケーシング６に固定する。
【００４９】
この第２実施形態によれば、蒸気の導入部の軸線Ａ上に設けた開口部２８の外側からインレットスリーブ７ｂを開口部２８に挿着する構造としたことで、インレットスリーブ７ｂを容易に取り付けまたは取り外すことができる。この結果、組立時および解体時の作業性を向上することができる。
【００５０】
（第３実施形態）  
図４は第３実施形態の構成を示す断面図であり、第１実施携帯および第２実施形態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、ここでは異なる部分について説明する。
【００５１】
この第３実施形態では、図４に示すように、上記インレットスリーブ７ａと同じように機能する凸部３０を内側ケーシング５に一体的に設ける。凸部３０には蒸気を通すための貫通口が設けられている。この凸部３０に対応する外側ケーシング６の位置に貫通口３１（凸部３０に嵌合する凹部）を設けた蒸気導入管２０を配置する。蒸気導入管２０と外側ケーシング６とは一体でもよく別体でもよい。
【００５２】
また外側ケーシング６の中心軸と蒸気排出管２１の中心軸とを、蒸気導入管２０の側と反対の方向に幅Ｃの分ずらして配置している。
【００５３】
つまり上記第１実施形態に対して、インレットスリーブ７ａおよびハッチ１５、ハッチ用蓋１７が存在しない点と取り付け方向と取り外し方向が直線的ではなく逆Ｌ字状（２方向）になる点が異なる。
【００５４】
すなわち、この第３実施形態では、第１実施形態と組立方法が異なり、外側ケーシング６に上から内側ケーシング５を収容した後、内側ケーシング５を蒸気導入管２０の方向へスライドさせて、内側ケーシング５の凸部３０を外側ケーシング６の貫通口３１に勘合させることで、蒸気導入管２０から導入される蒸気が、外側ケーシング６と内側ケーシング５との間を通過するようにする。
【００５５】
そして弁座４および多重シールリング１３ｂ、押圧機構８、弁棒１、弁棒ガイド２、主弁３、シールリング１３ｃ、上蓋９を組み立てる。解体時は上記手順を逆に行えばよい。
【００５６】
以上のように本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１…弁棒、２…弁棒ガイド、３…主弁、４…弁座、５…内側ケーシング、６…外側ケーシング、７ａ，７ｂ…インレットスリーブ、８…押圧機構、８ａ…押圧部材、８ｂ…係止部材、９…上蓋、１０…ナット、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…多重シールリング、１３ｄ，１３ｅ…シールリング、１４，２３…植え込みボルト、１５…ハッチ、１６…ステライト溶接、１７…ハッチ用蓋、１８…蒸気室、１９，２４，２５…開口部、２０，２０ａ…蒸気導入管、２０ｂ…フランジ部、２１…蒸気排出管、２２…ナット、２３…ボルト、２４，２５…開口部、２６…開口部開閉機構、２７…ボルト、２８…開口部、３０…凸部、３１…貫通口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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