(57)【要約】      （修正有）【課題】蒸気タービン弁の流れ案内蒸気ストレーナを提供する。【解決手段】蒸気タービン弁１０は、弁箱２２と、弁箱２２にあり且つ蒸気の流れが弁１０に流入する際に通過する入口とを含む。弁１０は、弁箱２２に配置されたストレーナ２０と、ストレーナ２０と接続された流れガイド３８とをさらに含み、流れガイド３８は、蒸気の流れが流れガイド３８に衝突し、ストレーナ２０に関して流れの方向を変え且つストレーナ２０の流路を通ってストレーナ２０の内側部分３０、３２に流入する場所でストレーナ２０から外側へ突出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱（２２）と、
前記弁箱（２２）にあり且つ蒸気の流れ（１４）が蒸気タービン弁（１０）に流入する際に通過する入口（１２）と、
前記弁箱（２２）に配置されたストレーナ（２０）と、
前記ストレーナ（２０）と接続された流れガイド（３８）と
を備えす蒸気タービン弁（１０）であって、前記流れガイド（３８）は、前記蒸気の流れ（１４）が前記流れガイド（３８）に衝突し、前記ストレーナ（２０）に関して流れの方向を変え且つ前記ストレーナ（２０）の流路を通って前記ストレーナ（２０）の内側部分（３０、３２）へ流入する場所で前記ストレーナ（２０）から外側へ突出する、蒸気タービン弁（１０）。
【請求項２】
前記ストレーナ（２０）は円筒形である、請求項１記載の蒸気タービン弁（１０）。
【請求項３】
前記ストレーナ（２０）の外側と前記弁箱（２２）の内側との間に環状流路が配置され、前記蒸気の流れ（１４）が前記流れガイド（３８）に衝突した場合、前記蒸気の流れは方向を変え且つ前記環状流路に流入する、請求項１記載の蒸気タービン弁（１０）。
【請求項４】
前記ストレーナ（２０）に複数の穴（２４）が形成され、前記蒸気の流れ（１４）は前記穴（２４）を通って前記ストレーナ（２０）の内側部分（３０、３２）に流入する、請求項１記載の蒸気タービン弁（１０）。
【請求項５】
前記ストレーナ（２０）は、前記ストレーナ（２０）に形成され且つ前記蒸気の流れ（１４）が前記ストレーナ（２０）の内側部分（３０、３２）に流入する際に通過する複数の穴（２４）を含む第１の部分（３０、３２）を含み、且つ前記ストレーナ（２０）は、穴が形成されていない中実の部分（３０、３２）を具備する第２の部分（３０、３２）を有し、前記流れガイド（３８）は前記ストレーナ（２０）の前記中実部分（３０、３２）と接続される、請求項１記載の蒸気タービン弁（１０）。
【請求項６】
前記流れガイド（３８）は、先端部を有する逆Ｖ字形のガイドと、前記蒸気の流れ（１４）が衝突する１対の対向面（４０）とを具備する、請求項１記載の蒸気タービン弁（１０）。
【請求項７】
前記１対の対向面（４０）は、平面、凸面及び凹面のうちいずれかの形状を有する、請求項６記載の蒸気タービン弁（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンに関し、特に、蒸気タービン弁の流れ案内蒸気ストレーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンの動作中、例えば、ボイラから流れる主蒸気の流路の中に、種々の大きさの固体粒子の形の異物（例えば、酸化物スケール、金属くず、蒸気タービン配管に残留する物体）がしばしば侵入する。不要且つ潜在的に有害な粒子不純物をろ過又は遮断により主蒸気流れから除去するために、ストレーナが通常使用される。ストレーナは通常は円筒形であり、蒸気タービンに配置される弁、例えば、組合せ主蒸気止め・加減弁又は再熱弁の弁箱の内部に一般に配置される。入口を経て弁に流入した蒸気がストレーナの外周面の一部の中実面に直接衝突するように、ストレーナは弁箱の内部に配置される。ストレーナの中実面部分は主蒸気流れを停止又は減速させようとする。その後、ストレーナの外周面のその他の領域にある穴あき部分又はふるい状部分により、蒸気は周方向流れへと方向を転換され、弁箱とストレーナの外面との間の環状流路に入る。
【０００３】
通常、ストレーナの中実面部分は、ストレーナの穴あき部分と比べて、ストレーナ材料を損傷又は破壊せずに弁に流入する異物を阻止するのに適している。異物は弁に侵入してしまうとさらに損傷を引き起こす可能性がある。環状流路を流れる蒸気は、ストレーナの穴を通ってストレーナの内側に入り、弁を通って下方へ流れ続ける。中実面の場所以外に形成されるストレーナの周囲部分の穴の大きさは、望ましくない粒子がふるい分け又はその他の方法により主蒸気流れと共にストレーナに流入するのを阻止されるように規定される。
【０００４】
ストレーナの中実部分に衝突した蒸気は、ストレーナを通過する間に蒸気流れの望ましくない圧力降下を引き起こし、それに伴って振動及び騒音も発生させることがわかっている。言い換えれば、ストレーナに関する蒸気の空力流路は理想とは程遠く、そのために上述の問題を引き起こすのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１０１８５９号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、蒸気タービン弁は、弁箱と、弁箱にあり且つ蒸気の流れが弁に流入する際に通過する入口とを含む。弁は、弁箱に配置されたストレーナと、ストレーナと接続された流れガイドとをさらに含み、流れガイドは、蒸気の流れが流れガイドに衝突し、ストレーナに関して流れの方向を変え且つストレーナの流路を通ってストレーナの内側部分に流入する場所でストレーナから外側へ突出する。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、蒸気タービンの弁は、蒸気の流れが弁に流入する際に通過する入口と、弁の内部に配置されたストレーナとを含み、ストレーナの少なくとも一部は蒸気の流れが通過する複数の穴を含む。弁は、ストレーナと接続された流れガイドをさらに含み、流れガイドは、蒸気の流れが流れガイドに衝突し、ストレーナに関して流れの方向を変え且つストレーナの第１の部分にある穴を通過してストレーナの内側部分に流入する場所でストレーナから外側へ突出する。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、弁は、蒸気の流れが弁に流入する際に通過する入口と、弁の内部に配置された円筒形ストレーナとを含み、ストレーナの少なくとも第１の部分は蒸気の流れが通過する複数の穴を含む。弁は、ストレーナと接続された流れガイドをさらに含み、流れガイドは、蒸気の流れが流れガイドに衝突し、ストレーナに関して流れの方向を変え且つストレーナの第１の部分にある穴を通過してストレーナの内側部分に流入する場所でストレーナから外側へ突出する。
【０００９】
上記の利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、添付の図面と関連して以下の説明を読むことによりさらに明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明とみなされる主題は、本明細書の末尾の特許請求の範囲において特定して指摘され且つ明確に特許請求される。本発明の上記の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面と関連させた以下の詳細な説明から明らかである。
【図１】図１は、本発明の実施形態が配置されている蒸気弁を示した部分透過斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るストレーナを有する図１の蒸気弁の一部を示したさらに詳細な部分透過斜視図である。
【００１１】
詳細な説明は、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を利点及び特徴と共に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、蒸気タービンの一部である蒸気弁１０を示す。例えば、蒸気弁１０は、矢印１４により示されるように入口１２から弁１０に流入し、次に矢印１８により示されるように弁を通過して弁１０の出口１６から流出し且つ蒸気タービンの他の部品へ流れる蒸気の流れを制御し且つ／又は誘導するための種々の部品（大半は図示せず）を有する組合せ主蒸気止め・加減弁、再熱弁又は他の種類の蒸気タービン弁であってもよい。
【００１３】
図１に示されるように、ストレーナ２０は弁箱２２の中に配置される。ストレーナ２０は各層に複数の穴２４を有する１つ以上の材料層を具備してもよく、穴２４は同一の大きさであってもよいが、異なる大きさであってもよい。通常、穴２４が形成される材料層の数は、ストレーナ２０を通過することによる蒸気の圧力降下の量を減少するように選択される。穴２４は、主蒸気流れの他の部分と共にストレーナに流入すると予測される望ましくない微粒子物質（例えば、酸化物スケール、金属くず、蒸気タービン配管に残留する物体）の侵入を阻止するような大きさに通常形成される。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、ストレーナ２０は円筒形であってもよいが、本発明の実施形態では、他の形状のストレーナ２０も考えられる。ストレーナ２０には中空の中央部分２６が形成されてもよく、図１及び図２に示されるように、主蒸気流れは、中央部分２６を通ってほぼ下向きの方向に流れた後、ストレーナ２０の底部２８を経てストレーナ２０から流出し、蒸気弁１０の他の部品へと流れ続ける。
【００１５】
図１及び図２は、ストレーナ２０の外周材料から成る部分３０に沿ってストレーナ２０に穴２４が形成されていることを示す。穴２４はストレーナ２０の外周材料の厚さを完全に貫通するように形成される。ストレーナ２０の外周材料のその他の部分３２は中実の部分、すなわち、穴２４がまったく形成されていない部分３２である。この中実部分３２の角度量は、適用場所のスペース条件により必要に応じて変更される。ストレーナ２０の中実部分３２は、弁入口１２から蒸気弁１０に流入する主蒸気流れに対向するように配設される。先に説明した従来のストレーナ構造において、主蒸気流れはストレーナ２０の中実部分３２に衝突し、中実部分３２は主蒸気流れを停止させるか又は減速させる。その後、主蒸気流れは、ストレーナ２０の外側と弁箱２２の内側との間に配置された環状流路を流れるように偏向される。主蒸気流れは、環状流路を進む間に穴２４を通過し、ストレーナ２０の中央中空部分２６に流入する。そこで、主蒸気流れはストレーナを通って下方へ流れ、底部２８を経てストレーナ２０から流出する。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、ストレーナ２０の外周材料の中実部分３２は、中実部分３２と一体に形成されるか、あるいは溶接又はリベット締めなどの方法により中実部分３２に装着又は接続された流れガイド３８を有する。流れガイド３８は、ストレーナ２０の外周材料の中実部分３２から外側へ突出した逆Ｖ字形構造を形成してもよい。流れガイドは、２つの外面４０と共に弁入口１２から蒸気弁１０に流入する主蒸気流れの中に突出するように向きを規定された先端部を有する。しかし、本発明の実施形態では、逆Ｖ字形（すなわち、三角形）の他にも流れガイド３８の他の形状が考えられる。流れガイドの２つの外面４０は、図示されるようにまっすぐであってもよいが、主蒸気流れの適正な空力流れを実現するために凸面又は凹面などの所望の湾曲面であってもよい。図１及び図２に示されるように、流れガイド３８は、ストレーナ２０の中実部分３２の垂直方向の全長に沿って配置されてもよいが、その一部に配置されてもよい。
【００１７】
動作中、主蒸気流れが入口１２から蒸気弁１０に流入し且つストレーナ２０に向かって進むにつれて、蒸気流れは流れガイド３８に衝突する。先に説明した従来の構造において、主蒸気流れはストレーナ２０の中実部分３２に衝突するので、蒸気の流れがストレーナ２０を通過する間に望ましくない圧力降下が起こり、それに伴って振動や騒音も発生していたが、本発明の流れガイド３８は、従来と比較して相対的に滑らかな空力流れによって主蒸気流れを環状流路に向けて方向転換させてもよい。本発明の実施形態では、ストレーナ２０に沿って主蒸気流れは従来と比べて相対的に滑らかな空力流れを形成するので、ストレーナ２０を通過する間の圧力降下は減少する。それにより、振動量の減少だけでなく騒音も減少する。流れガイド３８により実現される滑らかな空力流路は、ストレーナ２０の付近の蒸気再循環ゾーンを縮小又は排除すると共に、粘性エネルギー損失及び圧力変動を減少又は排除する。
【００１８】
本発明の実施形態は、蒸気弁１０内部でストレーナ２０に関する入力流れの流れを相対的に滑らかにすることにより、ストレーナ２０、従って弁１０自体を通過する間の圧力降下の量を減少する。圧力降下の減少は蒸気タービンの効率を向上する。本発明の実施形態はストレーナの付近の振動及び騒音の量も減少する。
【００１９】
ごく限られた数の実施形態に関連して本発明を詳細に説明したが、開示されたそのような実施形態に本発明が限定されないことは容易に理解されるはずである。本明細書中では説明されなかったが、本発明の精神及び範囲に従う任意の数の変形、変更、代替又は同等の配置を取り入れるために本発明を変形することが可能である。さらに、本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明の態様が説明された実施形態の一部のみを含んでもよいことが理解されるべきである。従って、本発明は、以上の説明により限定されるとみなされてはならず、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２０】
１０    蒸気弁
１２    入口
１４、１８    蒸気流れ
２０    ストレーナ
２２    弁箱
２４    穴
２６    中央部分
２８    底部
３０、３２    部分
３８    流れガイド
４０    外面
【図１】
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【図２】
2011137462.tif 000004
【外国語明細書】
2011137462000001.pdf