(57)【要約】【課題】復水器冷却水配管に用いられているバタフライ弁を短期間、かつ、容易にメンテナンスできるようにする。【解決手段】弁体１１の弁シートが、弁箱１２の弁箱シートに当接して流路を閉じた際のトルクを検出するトルクセンサ２７を設ける。そして、弁シート２２の交換時において弁体１１を回動させて流路を完全に閉じた状態にし、その時のトルクセンサ２７からの検出信号に対応する値でリミットスイッチが動作するように当該リミットスイッチの動作点を設定し、またこの状態での駆動電流をその上限値として設定する。【選択図】  図１
2011085187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を形成する弁箱と、該弁箱内に設けられ、回動させて前記流路を開閉する弁体と、該弁体を駆動する駆動装置とを備えたバタフライ弁において、
前記駆動装置が、前記弁体に与えるトルクを検出するトルクセンサと、
前記弁体が流路を閉じた際の前記トルクセンサからの信号値に基づいて動作点が設定できるリミットスイッチと、
駆動電流が供給され、前記弁体を駆動し、かつ、前記駆動電流の上限値が前記弁体により流路を閉じた際の前記トルクセンサからの信号値に基づいて設定できるように設けられた駆動源と、
該リミットスイッチにより前記弁体が流路を閉じたと判断された場合や前記駆動電流が前記上限値以上になった場合に、当該駆動源の駆動を停止させる制御部とを備えることを特徴とするバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントの復水器の冷却水配管等に設けられ、ここを流れる冷却水の流量の増減を調整するバタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントでは、比較的大口径の配管の流路を閉止する場合、バタフライ弁を用いることが多い。このバタフライ弁は、略円盤状の弁体および円筒状の弁箱を備え、特許文献１に見られるように、弁体を弁箱内で回転させることにより流路を開閉している。
【０００３】
図６および図７は、一般的なバタフライ弁の構造を示す図で、図６は斜視図、図７は図６におけるＡ−Ａ矢視切断断面図である。
【０００４】
図に示すバタフライ弁１００は、概略円盤状の弁体１０１、該弁体１０１を装着する弁箱（弁ケーシング）１０２、弁体１０１を回転させる弁棒１０３、弁体１０１を駆動する駆動装置１０４を主要構成としている。
【０００５】
弁体１０１の外周縁部には、軟質材で形成された弁シート１０５が設けられ、駆動装置１０４が弁体１０１を回転させ、弁シート１０５が弁箱１０２に当接し流路が閉状態となる一方、予め設定されたトルク値を検出すると、弁体１０１の駆動が停止される。
【０００６】
このような構成を有するバタフライ弁１００は、他の構造の弁装置に比べ大型化が容易で、火力発電プラント等において、蒸気や水を作動流体として扱う蒸気タービンや復水器等の配管に数多く用いられている。
【０００７】
復水器は、蒸気タービンで膨張仕事を終えた排気蒸気を冷却し、凝縮させて復水にする機能を有しているが、排気蒸気の冷却の際、海水や河川水を用いることが多い。
【０００８】
ところが、冷却水として海水を利用する場合には、弁閉動作時に弁シート１０５と弁箱１０２との間に貝殻等の異物が挟まったり、弁シート１０５が経年劣化して割れたり、さらには弁開時に異物が弁シート１０５に衝突したりして損傷することがある。
【０００９】
このような事象が発生すると、流路の開閉が不完全になってしまうため、定期的にバタフライ弁１００の点検修理が行われ、点検修理の際、バタフライ弁１００を取り外し、工場に持ち帰って行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５３−１２１２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、小さいバタフライ弁１００であれば、取り外して工場に持ち帰り点検修理することは比較的容易であるものの、発電プラントにおける復水器に用いられているような口径が約４０００ｍｍ程度の大型のバタフライ弁１００を取り外し工場に持ち帰ることは、取外し取付作業、搬出搬入作業、輸送作業に多大の労力が必要になりメンテナンス作業工程を長引かせる要因となっていた。
【００１２】
例えば、搬出搬入作業には搬路の確保が必要となるが、一般に搬路となるところには配管、配管サポート、計測器等の種々の構造物があるため、これを撤去し、また元に戻す作業が必要となる。
【００１３】
また、弁シート１０５は製作誤差や軟質材料のバラツキ等によりその表面状態が異なるため、弁シート１０５を交換した場合には、駆動装置１０４に設定する流路閉トルク値である弁体制御基準値も再設定しなければならない。
【００１４】
ところが、弁体制御基準値の設定を行うには、設定に先立ち当該弁体制御基準値を測定しなければならず、現場から離れた工場で、このような弁体制御基準値の測定や設定を行うことが困難な場合があった。
【００１５】
そこで、本発明は、バタフライ弁を取り外すことなく現場で点検保守が短時間で、かつ、容易に行い得るようにしたバタフライ弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は、流路を形成する弁箱と、該弁箱内に設けられ、回動させて前記流路を開閉する弁体と、該弁体を駆動する駆動装置とを備えたバタフライ弁において、前記駆動装置が、前記弁体に与えるトルクを検出するトルクセンサと、前記弁体が流路を閉じた際の前記トルクセンサからの信号値に基づいて動作点が設定できるリミットスイッチと、駆動電流が供給され、前記弁体を駆動し、かつ、前記駆動電流の上限値が前記弁体により流路を閉じた際の前記トルクセンサからの信号値に基づいて設定できるように設けられた駆動源と、該リミットスイッチにより前記弁体が流路を閉じたと判断された場合や前記駆動電流が前記上限値以上になった場合に、当該駆動源の駆動を停止させる制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るバタフライ弁によれば、弁体のトルクを検出するトルクセンサを設けて、その値に基づきリミットスイッチの動作点の設定、駆動電流の上限値の設定を行うようにしたので、従来のように弁シートの交換のために弁体を取り外して工場へ持ち帰ることによる多大な労力が不要になるとともに、メンテナンス作業工程が短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るバタフライ弁を、例示としての復水器冷却水配管に用いる場合の概略模式図。
【図２】図１に示すバタフライ弁の斜視図。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ矢視に沿う切断断面図。
【図４】図３における領域Ａを拡大した弁体と弁箱との当接状態を詳細に示す部分断面図。
【図５】発電プラントにおける復水器冷却水配管系統を示す図。
【図６】背景技術の説明に適用されるバタフライ弁の斜視図。
【図７】図６におけるＡ−Ａ矢視に沿う切断断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るバタフライ弁の実施形態を図を参照して説明する。図１は、例示としての復水器冷却水配管に用いる本発明に係るバタフライ弁（以下、単に「バタフライ弁」と記載する）の模式図であり、図２はその斜視図、図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視に沿う断面図、図４は図３における領域Ａを拡大した弁体と弁箱との当接状態を詳細に示す部分断面図である。
【００２０】
図１および図２において、バタフライ弁１０は、概略円盤状の弁体１１、流路内に該弁体１１を収容する弁箱１２、弁体１１の回転軸をなす弁棒１３、該弁棒１３を回動させる駆動装置１４を主要構成としている。
【００２１】
弁箱１２は、流路内の弁体１１を収容する筒状の弁箱本体１６、該弁箱本体１６の内周面に形成された概略台形状のシート当接部１７、該弁箱本体１６の両開口に設けられ、配管と接続する配管フランジ１８、弁箱本体１６の筒部に設けられ、駆動装置１４が取り付けられる駆動装置フランジ１９を備えている。
【００２２】
弁体１１は、上述したように概略円盤状であるが、その断面形状は、図３および図４に示すように略半月状に形成されている。以下、当該半月状の直線部分の面（平面）を止水面２０、円弧状部分の面を円弧面２１と呼ぶ。
【００２３】
弁体１１における周縁部には、図４に示すように、軟質部材で作られた弁シート２２を装着する凹部２３が形成され、該凹部２３に装着された弁シート２２を弁シート支持具２５により押え付け、ボルト２６で該弁シート支持具２５を弁体１１に固定するようになっている。
【００２４】
弁棒１３は、弁体１１に取り付けられ（弁体１１との一体成型品である場合を含む）、その端部を駆動装置フランジ１９を挿通して駆動装置１４に延設している。
【００２５】
このとき、弁棒１３は弁体１１の止水面２０から所定距離αだけ円弧面２１側にずれて設けられている。このため、弁棒１３が回動すると、弁体１１は当該弁棒１３を回転軸として偏心回動する。
【００２６】
そして、先に説明した弁シート支持具２５は、止水面２０側から円弧面２１側に弁シート２２を押し付けるように設けられる。これにより、弁シート２２は弁棒１３と干渉することなく取外し、また装着ができるようになる。
【００２７】
弁体１１、弁箱１２、弁棒１３等は鋼を材料として形成されて、海水による腐食や浸食を避けるために当該海水が接触する面には全てゴム、または樹脂系のライニング２９が施工されている。
【００２８】
駆動装置１４は、弁棒１３に回動力を付与するモータ等の駆動源３０、弁棒１３から受けるトルクを検出するトルクセンサ２７、弁体１１が流路を閉じた際のトルクセンサ２７からの信号値に基づいて動作点が設定できるリミットスイッチ３１、該リミットスイッチ３１が流路の閉塞を判断した場合や駆動源への駆動電流が所定値以上になった場合に、当該駆動源の駆動を停止させる制御部３２を備えている。
【００２９】
なお、リミットスイッチの動作点は、弁シート２２の交換時等において弁体１１が流路を閉じた際のトルク値を、トルクセンサ２７で計測し、このトルク値で当該リミットスイッチ３１が動作するように設定されている。
【００３０】
また、制御部３２は駆動源３０への駆動電流が上限値になると、駆動源３０を停止するが、このときの上限値は弁シート２２の交換時等において弁体１１が流路を閉じた際の駆動電流を計測して、その値を設定するようになっている。
【００３１】
このような構成で、流路を閉じるときは、制御部３２が駆動装置１４の駆動源３０を駆動して弁体１１を回動させる。これにより弁体１１の周縁部に設けられている弁シート２２が弁箱１２のシート当接部１７に当接し、リミットスイッチの動作点に達すると制御部３２がこれを検出して駆動源３０を停止する。
【００３２】
このとき、例えば弁シート２２とシート当接部１７との間に異物が挟まる等により流路が完全に閉じられていない状態でもリミットスイッチの動作点として設定されたトルク値を超えてしまう場合があり（かかる状態を「トルク切れ」という）、このような場合には駆動源３０への駆動電流が上限値に達すると制御部３２は駆動源３０の駆動を停止する。
【００３３】
このような構成のバタフライ弁１０は、図５に示すように建屋２内に設置された復水器１とその冷却水の水源３としての、例えば海に接続する配管５の途中に設けられている。
【００３４】
配管５は、取水側配管５ａと排水側配管５ｂとからなり、これらは通常直管やエルボ管からなる複数の管から構成されている。
【００３５】
そして、取水側配管５ａの取水側には循環ポンプ６が設けられ、その途中には伸縮継手７および複数のバタフライ弁１０が設けられている。一方、排水側配管５ｂにも伸縮継手７およびバタフライ弁１０が設けられている。
【００３６】
また、取水側配管５ａおよび排水側配管５ｂの一端は水室４ａおよび水室４ｂを介して復水器１に接続され、他端は水源３に延設されている。
【００３７】
この伸縮継手７は、配管５の熱膨張やバタフライ弁１０の操作時に発生する過大な負荷等を吸収するために設けられている。
【００３８】
このような構成で、バタフライ弁１０が流路を開き、循環ポンプ６が動作すると、水源３の水が取水側配管５ａを介して取水され、復水器１で蒸気タービンからの排気蒸気と熱交換して、排水側配管５ｂを介して水源３に排水されるようになる。また、バタフライ弁１０が流路を閉じると、取水および排水が止まる。
【００３９】
そして、定期的な点検保守時において弁シート２２を交換する際には、現場でボルト２６および弁シート支持具２５を外し、弁シート２２を凹部２３から引き離して、新しい弁シート２２を凹部２３に装着して弁シート支持具２５をあてがいボルト２６で締める。
【００４０】
このとき、弁棒１３が止水面２０から所定距離αだけ円弧面２１側にずれて設けられ、弁シート２２が止水面２０に沿って取り付けられる構成であるため、弁シート２２は弁棒１３と干渉することなく取外しおよび装着が容易にできる。
【００４１】
次に、弁体１１を回動させて流路を完全に閉じた状態にし、その時のトルクセンサ２７からの検出信号に基づいてリミットスイッチ３１が動作するように当該リミットスイッチ３１の動作点を設定し、またこの状態での駆動電流をその上限値として設定する。
【００４２】
このように、本実施の形態は、現場で弁体シート２２の交換やリミットスイッチ３１の動作点の設定、駆動電流の上限値の設定が行えるようになり、従来のように弁シート２２の交換のためにバタフライ弁１０を取り外し、工場等に持ち帰ることによる多大な労力が不要になるとともに、メンテナンス作業工程が短縮することが可能になる。
【００４３】
なお、上記説明ではトルクセンサ２７は、リミットスイッチ３１の動作点の設定や駆動電流の上限値の設定を行う際に利用する場合について説明したが、本実施の形態は、これに限定されるものではなく、プラント運転中においてトルクセンサ２７からの信号を監視し、その結果に基づき分解点検が必要であるか否か判断するようにしてもよい。
【００４４】
このようにすることで、バタフライ弁１０と配管５とが接続されている状態でバタフライ弁１０の状態が確認できるので、バタフライ弁１０と配管５との接続解除を必要最小限に止めることが可能になり、保守管理の手間が省けると共に常にその状態が監視できるため信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００４５】
１０  バタフライ弁
１１  弁体
１２  弁箱
１３  弁棒
１４  駆動装置
１７  シート当接部
２０  止水面
２１  円弧面
２２  弁シート
２５  弁シート支持具
２７  トルクセンサ
３０  駆動源
３１  リミットスイッチ
３２  制御部
【図１】
2011085187.tif 000003
【図２】
2011085187.tif 000004
【図３】
2011085187.tif 000005
【図４】
2011085187.tif 000006
【図５】
2011085187.tif 000007
【図６】
2011085187.tif 000008
【図７】
2011085187.tif 000009