(57)【要約】【課題】高温高圧蒸気の減圧及び流量調整を安価な弁によって行なう。【解決手段】蒸気減圧弁として多孔可変オリフィス弁Ｖを採用する。この多孔可変オリフィス弁は、弁箱１内に、流路断面に沿って複数のポート２ａを有する固定多孔板２と、この固定多孔板の各ポートに対応する複数のオリフィス３ａを有し、固定多孔板の各ポートを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた可動オリフィス板３とを備える。可動オリフィス板を移動すれば、各ポートとそれに対応するオリフィスの開口の対応度合が変更し、その対応度合に応じた蒸気ａの流通断面積となって、蒸気流量及び減圧度の調整がなされる。この流量調整及び減圧は、個々のポート及びオリフィスによって行なわれるため、流通管路の流通断面積全体において、その流量調整及び減圧作用が個別に行なわれ、一個所又は数カ所でのみで減圧作用が行なわれる場合に比べれば、騒音は小さくなる。また、普及している多孔可変オリフィス弁Ｖのため、安価なものである。【選択図】図２
2014025546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温高圧の蒸気管路（Ｐ）に介装される蒸気減圧弁（Ｖ）であって、弁箱（１）内に、流路断面に沿う複数のポート（２ａ）を有する固定多孔板（２）と、この固定多孔板（２）の各ポート（２ａ）に対応する複数のオリフィス（３ａ）を有し、前記固定多孔板（２）の各ポート（２ａ）を閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた可動オリフィス板（３）とを備えた蒸気減圧弁。
【請求項２】
上記固定多孔板（２）と可動オリフィス板（３）の一方をステンレス鋼製、他方を青銅系銅合金製としたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気減圧弁。
【請求項３】
高温高圧の蒸気管路（Ｐ）に、その蒸気（ａ）の流れ方向に沿って、請求項１又は２記載の蒸気減圧弁（Ｖ）、複数のオリフィスを有する多孔板（１７）を順々に介装したことを特徴とする蒸気管路構造。
【請求項４】
上記オリフィスを有する多孔板（１７）の複数枚を蒸気管路（Ｐ）に介装したことを特徴とする請求項３に記載の蒸気管路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電所や各種プラントにおける蒸気管路において、その蒸気管路の圧力を所要の圧力に減圧する蒸気減圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所、海水淡水化プラント等の各種プラント等においては、高温高圧蒸気をその管路でもって工場（発電所）内に行き渡らせ、加熱源や駆動源等のエネルギー源として使用する。このとき、蒸気供給源と利用する機器との間で必要な蒸気圧、蒸気温や蒸気流量に差異があるため、その機器に合った蒸気圧、蒸気温及び蒸気流量に調節する必要がある。その作用を行なうものとして蒸気変換弁があり、この蒸気変換弁は、機器手前の蒸気管路に介設され、例えば、多孔籠（ケージ）内に高圧高温蒸気を通過させて減圧し流量を調整した後、その通過蒸気に冷却水を噴射して冷却する構造である（特許文献１要約、図１、特許文献２段落００１２図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平８−５０６８８６号公報
【特許文献２】特開２００２−１６８４０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８６４３９号公報
【特許文献４】実開平２−１２４３７６号公報
【特許文献５】特開平７−２０８６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の蒸気変換弁は、多孔籠の多孔によるオリフィス効果によって減圧を行なっているが、その構造が複雑であり、高コストのものとなっている。
なお、蒸気用減圧弁としては、ダイヤフラムを使用したものがあるが（特許文献３要約、図１参照）、二次側（出口側）の蒸気圧を一定にするものであって、蒸気流量の調節は不可能であるとともに、高圧高温蒸気にはダイヤフラムの耐久性の点等から不向きである。
【０００５】
この発明は、上記の実状の下、高圧高温蒸気の減圧を安価な弁によって行ない得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、この発明は、高圧高温蒸気管路における減圧弁として多孔可変オリフィス弁を採用することとしたのである。
多孔可変オリフィス弁は、弁箱内に、流路断面に沿う複数のポートを有する固定多孔板と、この多孔板の各ポートに対応する複数のオリフィスを有し、前記固定多孔板の各ポートを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた可動オリフィス板とを備えた構成である（特許文献４、実用新案登録の範囲、第３図イ、ロ参照）。
【０００７】
この構成の多孔可変オリフィス弁は、可動オリフィス板を移動することによって固定多孔板と可動オリフィス板の各ポートとそれに対応するオリフィスの開口の対応度合が変化するため、その対応度合に応じた蒸気の流通断面積となる。すなわち、可動オリフィス板の移動によって蒸気の流通断面積が調整されるため、蒸気の減圧度の調整が容易である。
また、この構成の多孔可変オリフィス弁は、蒸気管路に介装すると、固定多孔板のポートと可動オリフィス板のオリフィスがその管路の流通断面の全面に亘って位置することとなるため（図２参照）、流通管路の流通断面積全体において、その減圧作用が個別に行なわれ、一個所又は数カ所でのみで減圧作用が行なわれる場合、例えば、仕切弁や多孔球ガイド付きバタフライ弁（特許文献５段落００１０、００１１、図１〜図３参照）に比べれば、騒音は小さくなる。
【０００８】
この発明の構成としては、高温高圧の蒸気管路に介装される蒸気減圧弁であって、弁箱内に、流路断面に沿う複数のポートを有する固定多孔板と、この固定多孔板の各ポートに対応する複数のオリフィスを有し、前記固定多孔板の各ポートを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた可動オリフィス板とを備えた構成を採用することができる。
このとき、上記ポートとオリフィスの孔径を、上記流通断面積の中心のポート及びオリフィスに対し外側のそれらを小さくすれば、管路管壁の近傍における乱流の発生を抑制することができて（特許文献４  第３〜６頁の「作用」の欄参照）、騒音の低減が図られる。
【０００９】
上記固定多孔板と可動オリフィス板は、各種の高温高圧蒸気に耐える材質を適宜に選択すれば良いが、例えば、一方をステンレス鋼製、他方をアルミ青銅等の青銅系銅合金製とすれば、ステンレス鋼は耐久性、機械強度の高い材料であり、青銅系銅合金は、ステンレス鋼に摺動時の不測の磨耗等の悪影響を与えないため、バランス良い長寿命の蒸気減圧弁を得ることができる。
因みに、従来の多孔オリフィス弁では固定多孔板と可動オリフィス板は共にステンレス鋼製とされ、その摺動面をそれぞれポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等でコーティングして、摺動時の上記悪影響の発生を防止している。しかし、この発明のように、高温高圧蒸気に用いる場合は各種コーティングが不可能であったり、高温高圧蒸気に耐え得るコーティングはコストのかかる方法を選択したりする必要がある。
【００１０】
この構成の蒸気減圧弁は、高温高圧の蒸気管路に介装すれば、上記の作用を得ることができ、更なる騒音の低減を望むのであれば、その蒸気管路の蒸気の流れ方向に沿って、上記多孔可変オリフィス弁からなる蒸気減圧弁、複数のオリフィスを有する多孔板、サイレンサー等を順々に介装することができる。このとき、そのオリフィスを有する多孔板はその複数枚を介装することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、以上のように多孔可変オリフィス弁からなる蒸気減圧弁としたので、減圧度合の調整が可能であるとともに、構造も簡単であって安価なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係る蒸気減圧弁の一実施形態の一部切り欠き斜視図
【図２】同実施形態の作用を示し、（ａ）は全開時、（ｂ）は中間（全閉付近）時、（ｃ）は全閉時
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同実施形態の蒸気減圧弁を介装した蒸気管路の各例の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１にこの発明に係る蒸気減圧弁の一実施形態を示し、この蒸気減圧弁Ｖは、従来の多孔可変オリフィス弁と基本的に同一構造であって、鋳鋼製弁箱１内に、流路断面に沿う複数のポート２ａを有するステンレス鋼製固定多孔板２と、この固定多孔板２の各ポート（円孔）２ａに対応する複数のオリフィス（ポート）３ａを有し、固定多孔板２の各ポート２ａを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けたアルミ青銅製可動オリフィス板３とを備える。固定多孔板２をアルミ青銅製、可動オリフィス板３をステンレス鋼とし得る。
その固定多孔板２と可動オリフィス板３の対応するポート２ａとオリフィス３ａは同一大きさ（同一径）とされている。そのポート２ａとオリフィス３ａの孔径は流通断面積の中心のポート及びオリフィスに比べて外側のポート及びオリフィスが小さく設定されている（図１参照）。その小径度合も徐々であったり、段階的であったりと任意である。
【００１４】
その可動オリフィス板３の中心軸上に弁棒４が設けられ、この弁棒４がカップリング５を介して電動機６等に連結されている。このため、電動機６を駆動させることによって弁棒４が昇降し、可動オリフィス板３も昇降して固定多孔板２の各ポート２ａと可動オリフィス板３のオリフィス３ａとの対応関係を変化させる。この両孔２ａ、３ａの対応調整によって、この蒸気減圧弁Ｖの流通面積が調整されて、蒸気流量及び蒸気圧が調節される。
【００１５】
すなわち、図２（ａ）に示すように、固定多孔板２の各ポート２ａと可動オリフィス板３のオリフィス３ａがその軸心が一致していると、この弁Ｖの全開状態であって、その各両孔２ａ、３ａの大きさの流通面積からなる流通量の蒸気ａが流通し、その流通によって減圧される。
つぎに、同図（ｂ）に示すように、可動オリフィス板３が上昇して固定多孔板２の各ポート２ａと可動オリフィス板３のオリフィス３ａの軸心がズレると、この弁Ｖの中間開閉状態であって、その各両孔２ａ、３ａが重なる大きさの流通面積からなる流通量の蒸気ａが流通し、その流通によって減圧される。
さらに、同図（ｃ）に示すように、固定多孔板２の各ポート２ａと可動オリフィス板３のオリフィス３ａが全く重ならないこの弁Ｖの全閉状態となると、蒸気ａの流通は遮断される。
【００１６】
図３には、この蒸気減圧弁Ｖを蒸気管路Ｐに介装した各例を示し、これらの管路Ｐは、円錐台筒状の受口管１１、長尺直管１２ａ、同１２ｂ及びその直管より大径の直管１３とからなる。
この管路において、同図（ａ）は、長尺直管１２ｂと直管１３との間に、この蒸気減圧弁Ｖ、円筒状リング１４及びサイレンサー１５を設けたものであり（実施例１）、同（ｂ）はサイレンサー１５に代えて大径直管１５ａを設け、長尺直管１２ｂと直管１３との間に、この蒸気減圧弁Ｖ、円錐状管１６、その管１６の径を有してその全面にオリフィス（孔）を有する多孔板１７を設けたものであり（実施例２）、同（ｃ）は、同（ｂ）の管路において、多孔板１７に代えて円錐状管１６、その管１６に代えて円筒状リング１４を設けたものである（実施例３）。また、実施例２において、多孔板１７を二枚設けたものも実験した（実施例４）。さらに、比較例として、図３（ｃ）（実施例３）において、この発明に係る蒸気減圧弁Ｖに代えて多孔球ガイド付きバタフライ弁を介設したものも実験した。なお、図３では、受口管１１と長尺直管１２ａの間等が空間となっているが、実際は、フランジ等を介して気密に接続した。
【００１７】
この構成の蒸気管路において、一般的な蒸気圧である、Ｓ１：１４ｋｆｇ／ｃｍ２Ｇの飽和蒸気ａを、受口管１１から流通させた時の各実施例１〜４及び比較例における、直管１３の蒸気圧Ｓ２、流量（ｔ／ｈ）、蒸気減圧弁Ｖの開度（％）及び騒音（ｄＢＡ）を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2014025546.tif 000003
【００１９】
この実験から、この発明に係る蒸気減圧弁Ｖは、従来の蒸気変換弁と同等の減圧効果を発揮し、騒音もバタフライ弁に比べて小さく（各実施例１〜４と比較例）許容の範囲内であった。また、騒音抑止効果においては、サイレンサー１５を介装すれば、当然として最もその騒音抑止効果が高く（実施例１）、つぎに、多孔板１７を介装したものが高く（実施例２、４）、その多孔板１７を介装したものは、一枚（実施例２）より同二枚（実施例４）の管路が騒音抑止効果が高いことが理解できる。
なお、バタフライ弁の場合、管路内における弁を通過する蒸気流に偏りが生じて乱流となり、その乱流によってサイレンサー１５が損傷する恐れがある。
【符号の説明】
【００２０】
Ｖ  蒸気減圧弁
Ｐ  蒸気管路
１  弁箱
２  固定多孔板
２ａ  固定多孔板のポート（孔）
３  可動オリフィス板（可動多孔板）
３ａ  可動オリフィス板のオリフィス（孔）
４  弁棒
６  電動機
１１  受口管
１２ａ、１２ｂ、１３  直管
１５  サイレンサー
１７  多孔板
【図１】
2014025546.tif 000004
【図２】
2014025546.tif 000005
【図３】
2014025546.tif 000006