(57)【要約】【課題】ロッド部とアクチュエータ部との接続状態の切り替えを高い精度で行う。【解決手段】塞止弁２は、中心軸方向Ｄａの第一側の端部が弁体３４に連結されたロッド部４２と、ロッド部４２を中心軸方向Ｄａの第二側に直線移動させるアクチュエータ部４４と、の接続状態を切替可能な連結切替部５とを備える。連結切替部５は、ロッド部４２の外周面から窪む収容凹部５１と、収容凹部５１と繋がった収容空間Ｓ３が内部に形成された筐体５２と、複数のコマ部５３と、収容空間Ｓ３内でコマ部収容位置と、コマ部離脱位置との間で移動可能なスリーブ部５４と、収容空間Ｓ３内に気体を導入する気体導入部５６と、を有する。スリーブ部５４は、前記気体によって前記コマ部離脱位置から前記コマ部収容位置まで移動する。筐体５２は、中心軸方向Ｄａの第二側に向かって移動される際に、前記コマ部収容位置のコマ部５３と接触する。【選択図】図２
2019060483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気が流通する流路に設けられた弁座部と、
前記弁座部に接触して前記流路を閉塞する弁体と、
中心軸に沿って延び、中心軸方向の第一側の端部が前記弁体に連結されたロッド部と、
前記弁体で前記弁座部を閉塞するように、前記中心軸方向の第一側に向かって前記ロッド部を付勢するロッド付勢部と、
前記ロッド部に連結されることで、前記ロッド付勢部の付勢力に抗して前記ロッド部を前記中心軸方向の第二側に直線移動させるアクチュエータ部と、
前記ロッド部と前記アクチュエータ部との接続状態を連結状態と非連結状態とに切替可能な連結切替部とを備え、
前記連結切替部は、
前記ロッド部の外周面の全周にわたって形成され、前記ロッド部の外周面から前記中心軸を中心とする径方向に窪む収容凹部と、
前記収容凹部を囲むように前記ロッド部を径方向の外側から覆うことで前記収容凹部と繋がった収容空間が内部に形成され、前記アクチュエータ部に接続されるとともに前記ロッド部の外周面に対して摺接可能に設けられた筐体と、
前記収容空間内に配置されて、前記収容凹部に収容された状態で一部が前記ロッド部の外周面から突出する複数のコマ部と、
前記収容空間内で前記筐体に対して摺接可能に配置され、前記収容凹部に前記コマ部を収容された状態とするコマ部収容位置と、前記収容凹部から前記コマ部を離れた状態とするコマ部離脱位置との間で移動可能とされたスリーブ部と、
前記収容空間内に気体を導入する気体導入部と、を有し、
前記スリーブ部は、前記気体が前記収容空間内に導入されることで、前記コマ部離脱位置から前記コマ部収容位置まで移動し、
前記筐体は、前記中心軸方向の第二側に向かって移動される際に、前記コマ部収容位置に配置された前記コマ部と接触する塞止弁。
【請求項２】
前記連結切替部は、前記収容空間内に収容され、前記スリーブ部を前記中心軸方向の第二側に向かって付勢するスリーブ付勢部をさらに有し、
前記筐体は、
前記スリーブ部に対して前記径方向の内側で摺接可能、かつ、前記収容凹部よりも前記中心軸方向の第二側で前記ロッド部の外周面に摺接可能とされた第一ハウジングと、
前記スリーブ部に対して前記径方向の外側で摺接可能とされ、前記第一ハウジングに固定された第二ハウジングと、を有し、
前記気体導入部は、前記スリーブ部に対して前記中心軸方向の第二側に前記気体を導入し、
前記スリーブ部は、前記中心軸方向の第二側から第一側に向かって移動することで、前記コマ部離脱位置から前記コマ部収容位置まで移動する請求項１記載の塞止弁。
【請求項３】
前記第一ハウジングの前記中心軸方向の第一側の端面は、前記収容凹部よりも前記中心軸方向の第二側に形成され、前記径方向の外側に向かうにしたがって、前記中心軸方向の第一側から第二側に向かうように傾斜している請求項２に記載の塞止弁。
【請求項４】
前記スリーブ部は、
前記第一ハウジングに摺接可能な第一延出部と、
前記第一延出部に対して前記径方向の外側に離れて配置され、前記第二ハウジングに摺接可能な第二延出部と、
前記第一延出部と前記第二延出部とを接続し、前記第一延出部と前記第二延出部との間に前記スリーブ付勢部が収容されるスリーブ付勢部収容溝を形成するスリーブ接続部とを有する請求項２又は請求項３に記載の塞止弁。
【請求項５】
前記連結切替部は、
前記中心軸方向に延び、前記中心軸を中心とする周方向に所定の間隔を空けて複数の前記コマ部同士の間にそれぞれ配置される複数の仕切部と、前記複数の仕切部を繋ぐ環状の接続部とを有するリテーナ部を有する請求項１から請求項４の何れか一項に記載の塞止弁。
【請求項６】
前記連結切替部は、前記筐体と前記スリーブ部とが摺接する領域に配置され、前記筐体よりも表面の摩擦係数が小さい摺接部をさらに有する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の塞止弁。
【請求項７】
前記連結切替部は、前記筐体と前記スリーブ部とが摺接する領域に配置されるピストンリングをさらに有する請求項１から請求項６の何れか一項に記載の塞止弁。
【請求項８】
前記ロッド部は、
前記中心軸方向の第二側の端部で開口し、前記中心軸方向の第一側に向かって延びる主冷却孔と、
前記収容凹部よりも前記中心軸方向の第一側で前記径方向に延び、外部と前記主冷却孔とを連通するように外周面で開口する出口冷却孔とが内部に形成され、
前記連結切替部は、前記主冷却孔の開口に冷媒を供給する冷媒供給部を有する請求項１から請求項７の何れか一項に記載の塞止弁。
【請求項９】
前記連結切替部は、
前記アクチュエータ部と前記筐体との間に配置され、前記中心軸方向に弾性変形可能な弾性変形部とをさらに有する請求項１から請求項８の何れか一項に記載の塞止弁。
【請求項１０】
前記コマ部は、球状のボール部材である請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の塞止弁。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の塞止弁と、
前記塞止弁で開閉される前記流路から供給される蒸気によって駆動されるタービン本体とを備える蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塞止弁及び蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、ボイラから供給される蒸気によってロータを回転駆動させている。蒸気タービンは、このロータの回転を伝達することで発電機を作動させる。
【０００３】
ボイラからタービン本体に蒸気を送る蒸気供給管には、塞止弁が設けられている。塞止弁は、蒸気タービンの通常運転時においては、開状態とされている。これにより、蒸気供給管を通してボイラからタービン本体へと蒸気が供給される。塞止弁は、蒸気タービンに何らかの異常が生じた場合に閉状態とされ、ボイラからタービン本体への蒸気の供給が遮断される。
【０００４】
特許文献１には、蒸気の流路の途中に設けられた弁座と、弁座に当接可能な弁体と、一端が弁体に連結されたロッドと、ロッドを駆動させるピストンと、ロッドとピストンとを連結状態または非連結状態とする連結状態変更部と、を備えた主塞止弁が開示されている。この連結状態変更部は、ロッドの端部を保持するスリーブと、スリーブを摺動可能に保持するホルダと、スリーブとホルダとの間で回転する半円断面形状の掛金と、掛金の位置を変更するレバーを駆動するエアシリンダとを有している。掛金は、エアシリンダが駆動することでレバーを介してホルダの内周面に形成された凹部内で摺動しながら回転する。これによって、掛金がホルダの内周面から突出してスリーブの外周面に形成された切欠と噛み合う。その結果、スリーブがホルダに保持された状態となり、ロッドがピストンと連結される。このように、特許文献１に記載の連結状態変更部は、掛金を回転させることで、ロッドとピストンとの接続状態を切り替えている。
【０００５】
ところで、このような塞止弁は、緊急停止時のように、限られた状況下でしか閉状態とされない。そのため、弁体を移動させる機会が限られている。つまり、弁体が接続されたロッド部とロッド部を駆動させるアクチュエータ部との接続状態の切り替えも、限られた状況下でしか実施されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１０４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、塞止弁は、使用頻度が低くとも、緊急停止時には必ず動作させる必要がある。そのため、ロッド部とアクチュエータ部との接続状態の切り替えを高い精度で行うことが可能な信頼性の高い塞止弁が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、ロッド部とアクチュエータ部との接続状態の切り替えを高い精度で行うことが可能な塞止弁及び蒸気タービン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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る塞止弁は、蒸気が流通する流路に設けられた弁座部と、前記弁座部に接触して前記流路を閉塞する弁体と、中心軸に沿って延び、中心軸方向の第一側の端部が前記弁体に連結されたロッド部と、前記弁体で前記弁座部を閉塞するように、前記中心軸方向の第一側に向かって前記ロッド部を付勢するロッド付勢部と、前記ロッド部に連結されることで、前記ロッド付勢部の付勢力に抗して前記ロッド部を前記中心軸方向の第二側に直線移動させるアクチュエータ部と、前記ロッド部と前記アクチュエータ部との接続状態を連結状態と非連結状態とに切替可能な連結切替部とを備え、前記連結切替部は、前記ロッド部の外周面の全周にわたって形成され、前記ロッド部の外周面から前記中心軸を中心とする径方向に窪む収容凹部と、前記収容凹部を囲むように前記ロッド部を径方向の外側から覆うことで前記収容凹部と繋がった収容空間が内部に形成され、前記アクチュエータ部に接続されるとともに前記ロッド部の外周面に対して摺接可能に設けられた筐体と、前記収容空間内に配置されて、前記収容凹部に収容された状態で一部が前記ロッド部の外周面から突出する複数のコマ部と、前記収容空間内で前記筐体に対して摺接可能に配置され、前記収容凹部に前記コマ部を収容された状態とするコマ部収容位置と、前記収容凹部から前記コマ部を離れた状態とするコマ部離脱位置との間で移動可能とされたスリーブ部と、前記収容空間内に気体を導入する気体導入部と、を有し、前記スリーブ部は、前記気体が前記収容空間内に導入されることで、前記コマ部離脱位置から前記コマ部収容位置まで移動し、前記筐体は、前記中心軸方向の第二側に向かって移動される際に、前記コマ部収容位置に配置された前記コマ部と接触する。
【００１０】
このような構成によれば、気体によってスリーブ部の移動を制御して収容凹部に対するコマ部の位置が調整され、ロッド部とアクチュエータ部との接続状態を切り替えることができる。コマ部に対してスリーブ部が常時接触していないことで、ゴミ噛み等によってコマ部が移動不能となる等の不具合の発生を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の第二態様に係る塞止弁では、第一態様において、前記連結切替部は、前記収容空間内に収容され、前記スリーブ部を前記中心軸方向の第二側に向かって付勢するスリーブ付勢部をさらに有し、前記筐体は、前記スリーブ部に対して前記径方向の内側で摺接可能、かつ、前記収容凹部よりも前記中心軸方向の第二側で前記ロッド部の外周面に摺接可能とされた第一ハウジングと、前記スリーブ部に対して前記径方向の外側で摺接可能とされ、前記第一ハウジングに固定された第二ハウジングと、を有し、前記気体導入部は、前記スリーブ部に対して前記中心軸方向の第二側に前記気体を導入し、前記スリーブ部は、前記中心軸方向の第二側から第一側に向かって移動することで、前記コマ部離脱位置から前記コマ部収容位置まで移動してもよい。
【００１２】
このような構成によれば、スリーブ部が第一ハウジングと第二ハウジングとに摺接した状態で挟まれている。そのため、第一ハウジング及び第二ハウジングがスリーブ部を中心軸方向に移動させる際のガイドとなる。第一ハウジング及び第二ハウジングにガイドされた状態で気体が導入されることで、気体の圧力でスリーブ部を中心軸方向の第一側にスムーズに移動させることができる。つまり、スリーブ部の中心軸方向の第二側の収容空間に供給された気体の圧力を効率良く利用することができる。
【００１３】
また、本発明の第三態様に係る塞止弁では、第二態様において、前記第一ハウジングの前記中心軸方向の第一側の端面は、前記収容凹部よりも前記中心軸方向の第二側に形成され、前記径方向の外側に向かうにしたがって、前記中心軸方向の第一側から第二側に向かうように傾斜していてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、ロッド部が挿入されてくる側である第一ハウジングの中心軸方向の第一側の端面が傾斜している。そのため、ロッド部を挿入する際に、コマ部を収容空間内に向かって入り込ませることができる。これにより、ロッド部を挿入する際にコマ部が邪魔になってしまうことを防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明の第四態様に係る塞止弁では、第二または第三態様において、前記スリーブ部は、前記第一ハウジングに摺接可能な第一延出部と、前記第一延出部に対して前記径方向の外側に離れて配置され、前記第二ハウジングに摺接可能な第二延出部と、前記第一延出部と前記第二延出部とを接続し、前記第一延出部と前記第二延出部との間に前記スリーブ付勢部が収容されるスリーブ付勢部収容溝を形成するスリーブ接続部とを有していてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、スリーブ付勢部によってスリーブ部が中心軸方向の第二側に移動される際に、第一延出部及び第二延出部によって支持されながらスリーブ部が移動する。これにより、スリーブ部が中心軸方向に対して傾いてしまい、第一ハウジングや第二ハウジングに引っ掛かってしまうことを防ぐことができる。その結果、スリーブ部をコマ部離脱位置からコマ部収容位置までより滑らかに移動させることができる。
【００１７】
また、本発明の第五態様に係る塞止弁では、第一から第四態様の何れか一つにおいて、前記連結切替部は、前記中心軸方向に延び、前記中心軸を中心とする周方向に所定の間隔を空けて複数の前記コマ部同士の間にそれぞれ配置される複数の仕切部と、前記複数の仕切部を繋ぐ環状の接続部とを有するリテーナ部を有していてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、リテーナ部を有していることで、コマ部が周方向の一部に偏ってしまうことを防ぐことができる。したがって、収容凹部の全周にわたってコマ部を安定して収容させることができる。これにより、ロッド部を全周にわたって保持することができ、連結状態を安定して維持することができる。
【００１９】
また、本発明の第六態様に係る塞止弁では、第一から第五態様の何れか一つにおいて、前記連結切替部は、前記筐体と前記スリーブ部とが摺接する領域に配置され、前記筐体よりも表面の摩擦係数が小さい摺接部をさらに有していてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、摺動性を向上させることができる。したがって、潤滑油等の別の潤滑剤を供給することなく、筐体に対するスリーブ部の摺動性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の第七態様に係る塞止弁では、第一から第六態様の何れか一つにおいて、前記連結切替部は、前記筐体と前記スリーブ部とが摺接する領域に配置されるピストンリングをさらに有していてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、収容空間に供給された気体がスリーブ部の中心軸方向にそのまま流れてしまうことを防ぐことができる。その結果、気体の圧力を効率良く利用してスリーブ部を移動させることができる。
【００２３】
また、本発明の第八態様に係る塞止弁では、第一から第七態様の何れか一つにおいて、前記ロッド部は、前記中心軸方向の第二側の端部で開口し、前記中心軸方向の第一側に向かって延びる主冷却孔と、前記収容凹部よりも前記中心軸方向の第一側で前記径方向に延び、外部と前記主冷却孔とを連通するように外周面で開口する出口冷却孔とが内部に形成され、前記連結切替部は、前記主冷却孔の開口に冷媒を供給する冷媒供給部を有していてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、冷媒供給部から供給された冷媒が主冷却孔に流されることで、ロッド部の外周面が冷却される。その結果、ロッド部周りに配置されたコマ部が冷却される。これにより、ロッド部の外周面の温度が、筐体に摺接することで生じる摩擦熱や弁室を流れる高温の蒸気から伝わる熱で上昇しても、ロッド部の外周面が高温になり過ぎてしまうことを防ぐことができる。
【００２５】
また、本発明の第九態様に係る塞止弁では、第一から第八態様の何れか一つにおいて、前記連結切替部は、前記アクチュエータ部と前記筐体との間に配置され、前記中心軸方向に弾性変形可能な弾性変形部とをさらに有していてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、筐体に生じる負荷を弾性変形部で吸収することができる。したがって、アクチュエータ部にサーボモータのような高性能のモータを用いなくとも塞止弁としても挙動の信頼性を確保することができる。
【００２７】
また、本発明の第十態様に係る塞止弁では、第一から第九態様の何れか一つにおいて、前記コマ部は、球状のボール部材であってもよい。
【００２８】
このような構成によれば、コマ部が球状であることで、他の部品と摺動する面積が小さくなり、摺動部分周りの不具合の発生をより抑えることができる。
【００２９】
また、本発明の第十一態様に係る蒸気タービンは、第一から第十態様の何れか一つの塞止弁と、前記塞止弁で開閉される前記流路から供給される蒸気によって駆動されるタービン本体とを備える。
【００３０】
このように構成することで、接続状態の切り替えの信頼性が確保された塞止弁によって、安定してタービン本体に蒸気を供給することができる。したがって、蒸気タービンの信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ロッド部とアクチュエータ部との接続状態の切り替えを高い精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る塞止弁を用いて構成される蒸気タービンの全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態の塞止弁を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態の塞止弁において、スリーブ部がコマ部収容位置に位置する様子を示す断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態において、スリーブ部がコマ部収容位置に位置する状態でアクチュエータ部が駆動した通常運転時の塞止弁を示す断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態において、気体導入部からの気体の導入が停止された緊急停止時の塞止弁を示す断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態の第一ハウジング及びリテーナ部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
《第一実施形態》
以下、本発明の第一実施形態について図１から図５を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の蒸気タービン１は、タービン本体１００と、調整弁２００と、塞止弁（Ｔｒｉｐ  ＡＮＤ  Ｔｈｒｏｔｔｌｅ  Ｖａｌｖｅ；ＴＴＶ）２とを有している。
【００３４】
タービン本体１００は、ボイラ等の蒸気供給源Ａから蒸気が供給される。タービン本体１００は、供給された蒸気によって、ケーシング（図示無し）内に、回転自在に設けられたロータ（図示無し）が回転駆動される。このロータ（図示無し）の回転が、出力軸を介して、例えば発電機に伝達されて発電がなされる。
【００３５】
調整弁２００は、タービン本体１００の入口側に設けられて蒸気量を調整する。調整弁２００は、弁開度を調整することで、タービン本体１００への蒸気の供給量を調整する。
【００３６】
塞止弁２は、緊急停止時にタービン本体１００への蒸気の供給を遮断可能とされている。具体的には、塞止弁２は、蒸気が流通する流路の開閉を行う弁装置である。なお、本実施形態では、タービン本体１００を定常運転させるために蒸気を供給し続けている状態を通常運転時とする。また、本実施形態では、タービン本体１００を緊急停止するために蒸気の供給を遮断している状態を緊急停止時とする。本実施形態の塞止弁２は、図２に示すように、弁本体３と、弁駆動部４とを有している。
【００３７】
弁本体３は、蒸気が流通する流路を形成している。本実施形態の弁本体３は、弁室形成部３１と、弁座部３２と、弁体支持部３３と、弁体３４とを有している。
【００３８】
弁室形成部３１は、内部に蒸気が流入する空間である弁室Ｓ１を形成しているケーシングである。弁室形成部３１は、上流側から流れてくる蒸気が流入する入口流路３１ａと、蒸気を下流側に流出させる出口流路３１ｂとが形成されている。出口流路３１ｂは、入口流路３１ａに対して直交した位置に形成されている。
【００３９】
弁座部３２は、蒸気が流通する出口流路３１ｂに設けられている。弁体支持部３３は、弁体３４を弁本体３の内部で支持している。弁体支持部３３は、弁本体３と一体に形成されている。弁体３４は、弁座部３２に接触して出口流路３１ｂを閉塞する。弁体３４は、弁体支持部３３によって弁座部３２に対して移動可能に支持されている。
【００４０】
弁駆動部４は、弁座部３２に対して弁体３４を移動させる。本実施形態の弁駆動部４は、バネ室形成部４１と、ロッド部４２と、ロッド付勢部４３と、アクチュエータ部４４と、連結切替部５とを有している。
【００４１】
バネ室形成部４１は、内部にロッド付勢部４３を収容する空間であるバネ室Ｓ２を形成しているケーシングである。バネ室形成部４１は、弁室形成部３１の中心軸方向Ｄａの第二側に配置されている。バネ室形成部４１は、弁室形成部３１に対して一体に固定されている。バネ室形成部４１には、バネ室Ｓ２と外部とを連通させるバネ室開口孔４１１が形成されている。バネ室開口孔４１１は、中心軸方向Ｄａと直交する方向（径方向Ｄｒ）にバネ室形成部４１を貫通している。バネ室形成部４１は、中心軸方向Ｄａのロッド部４２が挿通可能な貫通孔が形成されている。バネ室形成部４１は、ガイドブッシュ等を介してロッド部４２を中心軸方向Ｄａのスライド可能に支持している。
【００４２】
ロッド部４２は、中心軸Ｃに沿って延びている。ロッド部４２は、中心軸方向Ｄａの第一側の端部が弁体３４に連結されている。本実施形態のロッド部４２は、中心軸方向Ｄａの第一側の端部が弁室形成部３１内に配置されている。ロッド部４２は、中心軸方向Ｄａの第二側の端部が弁室形成部３１の外に配置されている。本実施形態のロッド部４２は、内部に冷媒を流通させる冷却孔４２４が形成されている。ロッド部４２は、弁体側ロッド部４２１と、バネ受け部４２２と、駆動側ロッド部４２３とを有している。
【００４３】
なお、本実施形態において、中心軸方向Ｄａとは、ロッド部４２の中心軸Ｃの延びる方向である。単に中心軸方向Ｄａの第一側と称する場合には、ロッド部４２に対して弁体３４が配置されている側である中心軸方向Ｄａの一方の側（図２紙面右側）を示している。同様に、単に中心軸方向Ｄａの第二側と称する場合には、ロッド部４２に対してアクチュエータ部４４が配置されている側である中心軸方向Ｄａの他方の側（図２紙面左側）を示している。
【００４４】
弁体側ロッド部４２１は、中心軸Ｃを中心とする円柱状をなしている。弁体側ロッド部４２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端部は、弁室形成部３１内で弁体３４に接続されている。弁体側ロッド部４２１の中心軸方向Ｄａの第二側の端部は、バネ室形成部４１内でバネ受け部４２２に接続されている。弁体側ロッド部４２１は、中心軸方向Ｄａの第二側の端部が弁本体３から突出している。弁体側ロッド部４２１は、弁体支持部３３により、中心軸方向Ｄａにスライド可能に支持されている。
【００４５】
バネ受け部４２２は、弁体側ロッド部４２１及び駆動側ロッド部４２３よりも径が大きい円盤状をなしている。バネ受け部４２２は、バネ室Ｓ２内に配置されている。バネ受け部４２２は、弁体側ロッド部４２１及び駆動側ロッド部４２３に接続されている。バネ受け部４２２は、ガイドブッシュの内周面に、駆動側ロッド部４２３の外周面が摺接することで中心軸方向Ｄａにスライド可能に支持されている。
【００４６】
駆動側ロッド部４２３は、中心軸Ｃを中心とする円柱状をなしている。駆動側ロッド部４２３は、弁体側ロッド部４２１よりも径が大きい円盤状をなしている。駆動側ロッド部４２３の中心軸方向Ｄａの第一側の端部は、バネ室形成部４１内でバネ受け部４２２に接続されている。駆動側ロッド部４２３は中心軸方向Ｄａの第二側の端部がバネ室形成部４１の外に配置されている。具体的には、弁体側ロッド部４２１の中心軸方向Ｄａの第二側の端部は、後述する連結切替部５の筐体５２内に収容されている。駆動側ロッド部４２３は、バネ室形成部４１により、中心軸方向Ｄａにスライド可能に支持されている。駆動側ロッド部４２３は、冷却孔４２４として、主冷却孔４２４ａと、出口冷却孔４２４ｂとが内部に形成されている。
【００４７】
主冷却孔４２４ａは、駆動側ロッド部４２３の中心軸方向Ｄａの第二側の端部で開口している。主冷却孔４２４ａは、中心軸方向Ｄａの第一側に向かって延びている。本実施形態の主冷却孔４２４ａは、中心軸Ｃを中心とする断面円形状をなしている。主冷却孔４２４ａは、駆動側ロッド部４２３を貫通しておらず、中心軸方向Ｄａの第一側の途中まで延びている。主冷却孔４２４ａは、中心軸方向Ｄａの第一側が拡径している。
【００４８】
出口冷却孔４２４ｂは、外部と主冷却孔４２４ａとを連通するように駆動側ロッド部４２３の外周面で開口している。出口冷却孔４２４ｂは、後述する収容凹部５１よりも中心軸方向Ｄａの第一側で径方向Ｄｒに延びている。本実施形態の出口冷却孔４２４ｂは、バネ室Ｓ２と連通するように駆動側ロッド部４２３の外周面で開口している。出口冷却孔４２４ｂは、駆動側ロッド部４２３が移動しても、外周面に形成された開口部が常にバネ室Ｓ２内に位置するように形成されている。出口冷却孔４２４ｂは、中心軸方向Ｄａの間隔を空けて同じ径で複数列（本実施形態では二列）形成されている。出口冷却孔４２４ｂは、列毎に、中心軸Ｃを中心とする周方向Ｄｃに間隔を空けて複数形成されている。
【００４９】
ロッド付勢部４３は、弁体３４で弁座部３２を閉塞するように、中心軸方向Ｄａの第一側に向かってロッド部４２を付勢している。本実施形態のロッド付勢部４３は、例えば、コイルスプリング等の弾性部材からなる。ロッド付勢部４３は、中心軸方向Ｄａの第一側の端部がバネ室Ｓ２内でバネ受け部４２２に接触している。ロッド付勢部４３は、中心軸方向Ｄａの第二側の端部がバネ室Ｓ２内でバネ室形成部４１の内周面に接触している。ロッド付勢部４３は、バネ受け部４２２が中心軸方向Ｄａの第二側に移動することで圧縮状態とされる。この状態となることで、ロッド付勢部４３は、バネ受け部４２２を中心軸方向Ｄａの第一側に向かって付勢している。
【００５０】
アクチュエータ部４４は、ロッド部４２に連結されることで、ロッド付勢部４３の付勢力に抗してロッド部４２を中心軸方向Ｄａの第二側に直線移動させる。アクチュエータ部４４は、連結切替部５を介してロッド部４２に接続されている。本実施形態のアクチュエータ部４４は、駆動されたモータの回転運動をボールねじによって直線運動に変換することで、中心軸方向Ｄａに直線移動する。アクチュエータ部４４は、平板状の固定部材４４１を介して連結切替部５に固定されている。
【００５１】
連結切替部５は、ロッド部４２とアクチュエータ部４４との接続状態を連結状態と非連結状態とに切替可能とされている。本実施形態の連結切替部５は、収容凹部５１と、筐体５２と、複数のコマ部５３と、スリーブ部５４と、スリーブ付勢部５５と、気体導入部５６と、冷媒供給部５７と、摺接部５８、ピストンリング５９と、弾性変形部６０とを有している。
【００５２】
ここで、連結状態とは、アクチュエータ部４４に動きに連動してロッド部４２が移動可能とされた状態である。また、非連結状態とは、アクチュエータ部４４の動きとロッド部４２の動きとが切り離されて、アクチュエータ部４４が駆動されてもロッド部４２が移動しない状態である。つまり、非連結状態では、ロッド部４２とアクチュエータ部４４は連結切替部５を介して繋がってはいるものの、アクチュエータ部４４によってロッド部４２を移動させることができなくなっている。
【００５３】
収容凹部５１は、ロッド部４２の外周面の全周にわたって形成されている。収容凹部５１は、ロッド部４２の外周面から中心軸Ｃを中心とする径方向Ｄｒに窪んでいる。本実施形態の収容凹部５１は、断面三角形状をなすように窪んでいる。収容凹部５１は、駆動側ロッド部４２３の外周面に形成されている。収容凹部５１は、駆動側ロッド部４２３の中心軸方向Ｄａの第二側の端部から離れた位置であって、駆動側ロッド部４２３が移動しても筐体５２内から外れない位置に形成されている。
【００５４】
筐体５２は、収容凹部５１を囲むようにロッド部４２を径方向Ｄｒの外側から覆っている。筐体５２は、収容凹部５１と繋がった収容空間Ｓ３を内部に形成している。筐体５２は、アクチュエータ部４４に接続されるとともにロッド部４２の外周面に対して摺接可能に設けられている。本実施形態の筐体５２は、バネ室形成部４１の中心軸方向Ｄａの第二側に配置されている。筐体５２は、駆動側ロッド部４２３の外周面が摺接可能な有底筒状をなしている。筐体５２には、駆動側ロッド部４２３の中心軸方向Ｄａの第二側の端部が内部に収容されている。筐体５２は、駆動側ロッド部４２３を中心軸方向Ｄａにスライド可能に支持している。筐体５２は、第一ハウジング５２１と、第二ハウジング５２２と、蓋部５２３とを有している。
【００５５】
第一ハウジング５２１は、スリーブ部５４に対して径方向Ｄｒの内側で摺接可能とされている。第一ハウジング５２１は、収容凹部５１よりも中心軸方向Ｄａの第二側でロッド部４２の外周面に摺接可能とされている。本実施形態の第一ハウジング５２１は、中心軸Ｃを中心とする有底筒状をなしている。第一ハウジング５２１は、駆動側ロッド部４２３の収容凹部５１よりも中心軸方向Ｄａの第二側の領域を覆っている。第一ハウジング５２１は、内周面が駆動側ロッド部４２３の外周面と摺接している。第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面は、収容凹部５１よりも中心軸方向Ｄａの第二側に形成されている。第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面は、径方向Ｄｒの外側に向かうにしたがって、中心軸方向Ｄａの第一側から第二側に向かうように傾斜している。第一ハウジング５２１には、中心軸Ｃを中心とする第一ハウジング貫通孔５２１ａが形成されている。第一ハウジング貫通孔５２１ａは、第一ハウジング５２１の底部（中心軸方向Ｄａの第二側の端部）を中心軸方向Ｄａにの貫通している。第一ハウジング貫通孔５２１ａは、第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第二側の空間と主冷却孔４２４ａとを連通させている。
【００５６】
第二ハウジング５２２は、スリーブ部５４に対して径方向Ｄｒの外側で摺接可能とされている。第二ハウジング５２２は、蓋部５２３によって第一ハウジング５２１に固定されている。本実施形態の第二ハウジング５２２は、第二ハウジング内側部５２２ａと、第二ハウジング外側部５２２ｂと、第二ハウジング接続部５２２ｃとを有している。
【００５７】
第二ハウジング内側部５２２ａは、コマ部５３よりも中心軸方向Ｄａの第一側でロッド部４２の外周面に摺接可能とされている。本実施形態の第二ハウジング内側部５２２ａは、中心軸Ｃを中心とする筒状をなしている。第二ハウジング内側部５２２ａは、駆動側ロッド部４２３の第一ハウジング５２１よりも中心軸方向Ｄａの第一側の領域を覆っている。第二ハウジング内側部５２２ａは、内周面が駆動側ロッド部４２３の外周面と摺接している。第二ハウジング５２２の中心軸方向Ｄａの第二側の端面は、収容凹部５１よりも中心軸方向Ｄａの第一側に形成されている。第二ハウジング内側部５２２ａは、ガイドブッシュ等を介して駆動側ロッド部４２３に摺接されている。
【００５８】
第二ハウジング外側部５２２ｂは、第二ハウジング内側部５２２ａ及び第一ハウジング５２１に対して径方向Ｄｒの外側に間隔を空けて配置されている。第二ハウジング外側部５２２ｂは、第二ハウジング内側部５２２ａに対してスリーブ付勢部５５を収容可能な間隔を空けて配置されている。第二ハウジング外側部５２２ｂは、第一ハウジング５２１に対してスリーブ部５４を収容可能な間隔を空けて配置されている。第二ハウジング外側部５２２ｂは、筐体５２の外装の一部を構成している。第二ハウジング外側部５２２ｂは、中心軸Ｃを中心とする筒状をなしている。第二ハウジング外側部５２２ｂの内周面は、スリーブ部５４に対して径方向Ｄｒの外側で摺接可能とされている。第二ハウジング外側部５２２ｂは、外部と連通する第二ハウジング貫通孔５２２ｄが形成されている。第二ハウジング貫通孔５２２ｄは、径方向Ｄｒに延びている。第二ハウジング貫通孔５２２ｄは、筐体５２内の収容空間Ｓ３と外部とを連通させている。
【００５９】
第二ハウジング接続部５２２ｃは、径方向Ｄｒに離れて配置された第二ハウジング内側部５２２ａと第二ハウジング外側部５２２ｂとを接続している。第二ハウジング接続部５２２ｃは、第二ハウジング内側部５２２ａ及び第二ハウジング外側部５２２ｂと一体に形成されている。第二ハウジング接続部５２２ｃは、筐体５２の外装の一部を構成している。第二ハウジング接続部５２２ｃは、第二ハウジング内側部５２２ａ及び第二ハウジング外側部５２２ｂの中心軸方向Ｄａの第一側に配置されている。第二ハウジング接続部５２２ｃは、径方向Ｄｒに延びている。
【００６０】
蓋部５２３は、第一ハウジング５２１及び第二ハウジング５２２に固定されている。蓋部５２３は、第一ハウジング５２１及び第二ハウジング５２２に対して中心軸方向Ｄａの第二側に配置されている。蓋部５２３は、筐体５２の外装の一部を構成している。本実施形態の蓋部５２３は、中心軸Ｃを中心とする円盤状をなしている。蓋部５２３は、第一ハウジング５２１の底部に対して中心軸方向Ｄａの第二側に間隔を空けて配置されている。蓋部５２３は、ボルト等の固定部材４４１によって第一ハウジング５２１に対して間隔を空けた状態で固定されている。蓋部５２３は、第二ハウジング外側部５２２ｂに対して固定されている。蓋部５２３は、中心軸方向Ｄａの第二側でアクチュエータ部４４の固定部材４４１に固定されている。蓋部５２３は、固定部材４４１に対して中心軸方向Ｄａの隙間が設けられた状態で固定されている。
【００６１】
コマ部５３は、収容空間Ｓ３内に配置されている。コマ部５３は、収容凹部５１に収容された状態で一部がロッド部４２の外周面から突出可能な形状で形成されている。本実施形態のコマ部５３は、球状のボール部材である。コマ部５３の径は、駆動側ロッド部４２３の外周面からの収容凹部５１の深さよりも大きい。コマ部５３は、駆動側ロッド部４２３の外周面に沿って周方向Ｄｃに複数設けられている。コマ部５３は、第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面と、第二ハウジング内側部５２２ａの中心軸方向Ｄａの第二側の端面との間に配置されている。
【００６２】
スリーブ部５４は、収容空間Ｓ３内で筐体５２に対して摺接可能に配置されている。スリーブ部５４は、コマ部収容位置とコマ部離脱位置との間で移動可能とされている。本実施形態のスリーブ部５４は、中心軸方向Ｄａの第二側から第一側に向かって移動することで、コマ部離脱位置からコマ部収容位置まで移動する。スリーブ部５４は、中心軸Ｃを中心とする筒状をなしている。スリーブ部５４の内周面は、第一ハウジング５２１の外周面と摺接する。スリーブ部５４の外周面は、第二ハウジング外側部５２２ｂの内周面と摺接する。スリーブ部５４は、第一延出部５４１と、第二延出部５４２と、スリーブ接続部５４３とを有している。
【００６３】
ここで、コマ部収容位置は、収容凹部５１にコマ部５３を収容された状態とするスリーブ部５４の位置である。コマ部収容位置にスリーブ部５４が配置された状態では、コマ部５３は収容凹部５１から移動不能とされている。
【００６４】
また、コマ部離脱位置は、収容凹部５１からコマ部５３を離れた状態とするスリーブ部５４の位置である。コマ部離脱位置にスリーブ部５４が配置された状態では、コマ部５３は収容凹部５１から移動可能とされている。
【００６５】
第一延出部５４１は、第一ハウジング５２１に摺接可能とされている。本実施形態の第一延出部５４１は、中心軸Ｃを中心とする筒状をなしている。第一延出部５４１の内周面は、第一ハウジング５２１の外周面と摺接している。第一延出部５４１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面は、コマ部収容位置において、収容凹部５１よりも中心軸方向Ｄａの第一側の位置または収容凹部５１と重なる位置に配置されている。第一延出部５４１は、コマ接触部７１と、コマ離脱部７２とを有する。
【００６６】
コマ接触部７１は、中心軸方向Ｄａに延びている。コマ接触部７１は、コマ部収容位置において、収容凹部５１に収容された状態のコマ部５３と接触するコマ接触面７１ａが形成されている。コマ接触面７１ａは、中心軸Ｃに沿って延びる平滑面である。コマ接触面７１ａは、コマ部収容位置において、コマ部５３と摺接する。コマ接触面７１ａは、コマ部離脱位置において、第一ハウジング５２１の外周面と摺接する。
【００６７】
コマ離脱部７２は、コマ接触部７１から中心軸方向Ｄａの第二側に延びている。コマ離脱部７２は、コマ接触部７１から離れるにしたがって次第に縮径するよう形成されている。コマ離脱部７２は、スリーブ傾斜面７２ｂと、コマ離脱面７２ａとが径方向Ｄｒの内側に形成されている。
【００６８】
スリーブ傾斜面７２ｂは、コマ接触面７１ａの中心軸方向Ｄａの第二側の端部から中心軸方向Ｄａの第二側に延びている。スリーブ傾斜面７２ｂは、中心軸方向Ｄａの第二側に向かうにしたがって径方向Ｄｒの外側に向かうように傾斜している。スリーブ傾斜面７２ｂは、コマ部離脱位置において、第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面とともに、中心軸方向Ｄａの第一側に凹む凹部を形成している。
【００６９】
コマ離脱面７２ａは、コマ接触面７１ａの中心軸方向Ｄａの第二側の端部から中心軸方向Ｄａの第二側に延びている。コマ離脱面７２ａは、中心軸Ｃに沿って延びる平滑面である。コマ離脱面７２ａは、コマ接触面７１ａよりも径方向Ｄｒの外側に位置している。コマ離脱面７２ａは、コマ部収容位置において、中心軸方向Ｄａの位置が収容凹部５１よりも第一側に配置される。コマ離脱面７２ａは、コマ部離脱位置において、中心軸方向Ｄａの位置が収容凹部５１と重なる位置に配置される。
【００７０】
第二延出部５４２は、第一延出部５４１に対して径方向Ｄｒの外側に離れて配置されている。第二延出部５４２は、第二ハウジング５２２に摺接可能とされている。第二延出部５４２は、第一延出部５４１に対してスリーブ付勢部５５を収容可能な間隔を空けて配置されている。第二延出部５４２は、中心軸Ｃを中心とする筒状をなしている。第二延出部５４２の外周面は、第二ハウジング外側部５２２ｂの内周面に対して摺接している。第二延出部５４２には、第二延出部貫通孔５４２ａが形成されている。第二延出部貫通孔５４２ａは、径方向Ｄｒに延びている。第二延出部貫通孔５４２ａは、スリーブ部５４がコマ部離脱位置に配置されている場合に、第二ハウジング貫通孔５２２ｄと中心軸方向Ｄａの位置が重なる位置に形成されている。
【００７１】
スリーブ接続部５４３は、第一延出部５４１と第二延出部５４２とを接続している。スリーブ接続部５４３は、第一延出部５４１及び第二延出部５４２と一体に形成されている。スリーブ接続部５４３は、第一延出部５４１及び第二延出部５４２の中心軸方向Ｄａの第二側に配置されている。スリーブ接続部５４３は、径方向Ｄｒに延びている。これにより、スリーブ接続部５４３は、第一延出部５４１と第二延出部５４２との間にスリーブ付勢部５５が収容されるスリーブ付勢部収容溝を収容空間Ｓ３内で形成している。
【００７２】
スリーブ付勢部５５は、収容空間Ｓ３内に収容されている。スリーブ付勢部５５は、スリーブ部５４を中心軸方向Ｄａの第二側に向かって付勢している。本実施形態のスリーブ付勢部５５は、例えば、コイルスプリング等の弾性部材からなる。スリーブ付勢部５５は、中心軸方向Ｄａの第一側の端部が収容空間Ｓ３内で第二ハウジング接続部５２２ｃに接触している。スリーブ付勢部５５は、中心軸方向Ｄａの第二側の端部がスリーブ付勢部収容溝内でスリーブ接続部５４３に接触している。スリーブ付勢部５５は、スリーブ部５４が中心軸方向Ｄａの第一側に移動することで圧縮状態とされる。この状態となることで、スリーブ付勢部５５は、スリーブ接続部５４３を中心軸方向Ｄａの第二側に向かって付勢している。
【００７３】
気体導入部５６は、気体供給源Ｘから供給される気体を収容空間Ｓ３内に導入する。気体導入部５６は、スリーブ部５４に対して中心軸方向Ｄａの第二側に気体を導入する。本実施形態の気体導入部５６は、ポンプ等の気体供給源Ｘから高圧空気をスリーブ部５４が配置されている収容空間Ｓ３内に導入する。気体導入部５６は、蓋部５２３に形成された貫通孔である。気体導入部５６は、蓋部５２３の外周面で開口している。気体導入部５６は、蓋部５２３の外周面から径方向Ｄｒの内側に向かって延びている。気体導入部５６は、高圧空気が供給されてくる配管と、筐体５２内のスリーブ部５４に対して中心軸方向Ｄａの第二側の収容空間Ｓ３とを連通させている。
【００７４】
冷媒供給部５７は、冷媒供給源Ｙから供給される冷媒を主冷却孔４２４ａの開口に供給する。冷媒供給部５７は、蓋部５２３と第一ハウジング５２１の底部との間の空間に冷媒を導入する。本実施形態の冷媒供給部５７は、ポンプ等の冷媒供給源Ｙから、空気を導入する。冷媒供給部５７は、蓋部５２３に形成された貫通孔である。冷媒供給部５７が形成される位置は、気体導入部５６が形成される位置とは周方向Ｄｃの位置が異なっている。冷媒供給部５７は、蓋部５２３の外周面で開口している。冷媒供給部５７は、蓋部５２３の外周面から径方向Ｄｒの内側に向かって延びている。冷媒供給部５７は、空気が供給されてくる配管と、蓋部５２３と第一ハウジング５２１の底部との間の空間とを連通させている。これにより、冷媒供給部５７は、第一ハウジング貫通孔５２１ａを介して主冷却孔４２４ａの開口に空気を供給している。
【００７５】
摺接部５８は、筐体５２に対する各部材の摺動性を向上させている。摺接部５８は、筐体５２よりも表面の摩擦係数が小さい部材である。本実施形態の摺接部５８は、第一摺接部５８１と、第二摺接部５８２と有している。
【００７６】
第一摺接部５８１は、筐体５２とスリーブ部５４とが摺接する領域に配置されている。具体的には、第一摺接部５８１は、第一ハウジング５２１の外周面とコマ接触面７１ａとの間に配置されている。第一摺接部５８１は、第一ハウジング５２１の外周面の一部を形成するよう設けられている。第一摺接部５８１は、第一ハウジング５２１の外周面から突出しないように配置されている。本実施形態の第一摺接部５８１は、例えば、表面の摩擦係数が第一ハウジング５２１の外周面よりも小さくなるように加工されていることで、潤滑油の補充を必要としない筒状のオイルレスブッシュである。
【００７７】
第二摺接部５８２は、筐体５２とロッド部４２とが摺接する領域に配置されている。具体的には、第二摺接部５８２は、第一ハウジング５２１の内周面と駆動側ロッド部４２３の外周面との間に配置されている。第二摺接部５８２は、駆動側ロッド部４２３の外周面の一部を形成するよう設けられている。第二摺接部５８２は、駆動側ロッド部４２３の外周面から突出しないように、収容凹部５１に対して中心軸方向Ｄａの第二側に配置されている。本実施形態の第二摺接部５８２は、第一摺接部５８１と同様に、例えば、筒状のオイルレスブッシュである。
【００７８】
ピストンリング５９は、筐体５２とスリーブ部５４とが摺接する領域に配置される。ピストンリング５９は、筐体５２に対するスリーブ部５４の姿勢を保持するとともに、スリーブ部５４に対して中心軸方向Ｄａの第二側に供給された気体が、スリーブ部５４の中心軸方向Ｄａの第一側に向かって漏れにくくしている。本実施形態のピストンリング５９は、第一ピストンリング５９１と、第二ピストンリング５９２とを有している。
【００７９】
第一ピストンリング５９１は、第一ハウジング５２１の外周面とコマ接触面７１ａとの間に配置されている。第一ピストンリング５９１は、第一ハウジング５２１の外周面の一部を形成するよう設けられている。第一ピストンリング５９１は、第一摺接部５８１よりも中心軸方向Ｄａの第一側に配置されている。第一ピストンリング５９１は、第一ハウジング５２１の外周面とコマ接触面７１ａとの間をシールしている。また、第一ピストンリング５９１は、スリーブ部５４が移動した際に第一ハウジング５２１に対して傾斜しないように、第一ハウジング５２１に対する第一延出部５４１の姿勢を保持している。
【００８０】
第二ピストンリング５９２は、第二ハウジング５２２の内周面と第二延出部５４２の外周面との間に配置されている。第二ピストンリング５９２は、第二延出部５４２の外周面の一部を形成するよう設けられている。第二ピストンリング５９２は、第二延出部貫通孔５４２ａよりも中心軸方向Ｄａの第二側に配置されている。第二ピストンリング５９２は、第二ハウジング５２２の内周面と第二延出部５４２の外周面との間をシールしている。また、第二ピストンリング５９２は、スリーブ部５４が移動した際に第二ハウジング５２２に対して傾斜しないように、第二ハウジング５２２に対する第二延出部５４２の姿勢を保持している。
【００８１】
弾性変形部６０は、アクチュエータ部４４と筐体５２との間に配置されている。弾性変形部６０、中心軸方向Ｄａに弾性変形可能とされている。本実施形態の弾性変形部６０は、蓋部５２３と固定部材４４１との間の隙間に設けられている。弾性変形部６０は、弾性変形可能な部材であればいいが、本実施形態では、例えば皿バネである。弾性変形部６０は、蓋部５２３と固定部材４４１との間の隙間の間隔が狭くなった際に圧縮状態とされる。
【００８２】
次に、上記構成の塞止弁２の動作について説明する。
上記のような蒸気タービン１では、通常運転時に、蒸気供給源Ａから蒸気をタービン本体１００に流入させるために調整弁２００及び塞止弁２が開状態とされる。
【００８３】
塞止弁２が閉状態とされている場合、弁体３４が弁座部３２を閉塞する位置に配置されている。この場合、収容凹部５１の中心軸方向Ｄａの位置は、第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面と、第二ハウジング内側部５２２ａの中心軸方向Ｄａの第二側の端面との間とされている。この状態から弁体３４を弁座部３２から離して塞止弁２を開状態とさせる場合、まず、気体導入部５６を介して収容空間Ｓ３におけるスリーブ部５４に対して中心軸方向Ｄａの第二側に高圧空気が供給される。図３に示すように、スリーブ部５４は、高圧空気によって、スリーブ付勢部５５を圧縮状態としながら中心軸方向Ｄａの第一側に向かって押されて移動する。スリーブ部５４は、中心軸方向Ｄａの第一側に移動することで、コマ部離脱位置からコマ部収容位置に移動する。スリーブ部５４がコマ部収容位置に移動することで、コマ接触部７１の中心軸方向Ｄａの位置が収容凹部５１の中心軸方向Ｄａの位置と重なる。その結果、コマ部５３が収容凹部５１に収容された状態で、コマ部５３とコマ接触面７１ａとが接触する。これにより、コマ部５３は収容凹部５１から移動不能とされ、ロッド部４２とアクチュエータ部４４とが連結状態とされる。
【００８４】
その後、図４に示すように、アクチュエータ部４４が中心軸方向Ｄａの第二側に向かって移動することで、固定部材４４１に固定された蓋部５２３を介して、筐体５２が中心軸方向Ｄａの第二側に移動する。筐体５２が移動することで、第二ハウジング内側部５２２ａの中心軸方向Ｄａの第二側の端部とコマ部５３とが接触し、コマ部５３が中心軸方向Ｄａの第二側に押される。コマ部５３はスリーブ部５４によって移動不能とされていることで、収容凹部５１に収容された状態でコマ部５３も筐体５２とともに中心軸方向Ｄａの第二側に移動する。コマ部５３が移動することで、収容凹部５１の中心軸方向Ｄａの第二側の面がコマ部５３に押され、駆動側ロッド部４２３が中心軸方向Ｄａの第二側に移動する。駆動側ロッド部４２３が中心軸方向Ｄａの第二側に移動することで、バネ受け部４２２は、ロッド付勢部４３を圧縮状態とするように押しながら、弁体側ロッド部４２１とともに中心軸方向Ｄａの第二側に移動する。これにより、ロッド部４２は、弁体３４とともに、ロッド付勢部４３の付勢力に抗して中心軸方向Ｄａの第二側に直線移動する。その結果、弁体３４が弁座部３２から離れ、塞止弁２が開状態とされる。
【００８５】
次に、タービン本体１００に異常が生じた際にタービン本体１００を緊急停止させる緊急停止時には、塞止弁２が開状態から閉状態とされる。この際、塞止弁２では、気体導入部５６から高圧空気の供給が停止される。高圧空気の供給が停止されることで、図５に示すように、スリーブ付勢部５５の付勢力によってスリーブ部５４が中心軸方向Ｄａの第二側に向かって押し戻される。スリーブ部５４は、中心軸方向Ｄａの第二側に移動することで、コマ部収容位置からコマ部離脱位置に移動する。スリーブ部５４がコマ部収容位置に移動することで、コマ離脱面７２ａの中心軸方向Ｄａの位置が収容凹部５１の中心軸方向Ｄａの位置と重なる。その結果、コマ部５３が収容凹部５１から離れた状態で、移動可能とされる。これにより、コマ部５３が収容凹部５１から離れ、ロッド部４２とアクチュエータ部４４とが非連結状態とされる。
【００８６】
ロッド部４２とアクチュエータ部４４とが非連結状態とされることで、ロッド付勢部４３のよってバネ受け部４２２が中心軸方向Ｄａの第一側に押される。そのため、ロッド部４２は、弁体３４とともに、中心軸方向Ｄａの第一側に直線移動する。その結果、弁体３４が弁座部３２と接触し、塞止弁２が閉状態とされる。
【００８７】
上記のような塞止弁２によれば、高圧空気によってスリーブ部５４の移動を制御して収容凹部５１に対するコマ部５３の位置が調整されることで、ロッド部４２とアクチュエータ部４４との接続状態を切り替えることができる。コマ部５３に対してスリーブ部５４が常時接触していないことで、ゴミ噛み等によってコマ部５３が移動不能となる等の不具合の発生を抑えることができる。特に、コマ部５３が球状であることで、他の部品と摺動する面積が小さくなり、摺動部分周りの不具合の発生をより抑えることができる。これにより、ロッド部４２とアクチュエータ部４４との接続状態の切り替えを高い精度で行って弁体３４を移動させることができる。
【００８８】
また、スリーブ部５４を高圧空気で動かすことで、油圧式を用いた場合に比べて、経年劣化によって発生する油漏れやこの油によって周辺設備が汚染される等の不具合が生じる恐れがない。ロッド部４２とアクチュエータ部４４との接続状態の切り替えをより高い精度で行うことができる。さらに、油を用いることで必要となるメンテナンスが省略できる。
【００８９】
また、スリーブ部５４が第一ハウジング５２１と第二ハウジング５２２とに摺接した状態で挟まれている。そのため、第一ハウジング５２１及び第二ハウジング５２２がスリーブ部５４を中心軸方向Ｄａに移動させる際のガイドとなる。第一ハウジング５２１及び第二ハウジング５２２にガイドされた状態で高圧空気が導入されることで、高圧空気の圧力でスリーブ部５４を中心軸方向Ｄａの第一側にスムーズに移動させることができる。つまり、スリーブ部５４の中心軸方向Ｄａの第二側の収容空間Ｓ３に供給された高圧空気の圧力を効率良く利用することができる。
【００９０】
さらに、スリーブ部５４がコマ部収容位置に位置している状態では、スリーブ部５４はスリーブ付勢部５５によって中心軸方向Ｄａの第二側に付勢され続ける。この状態で、気体導入部５６からの高圧空気の導入が停止されると、スリーブ部５４はスリーブ付勢部５５の付勢力によって押されて中心軸方向Ｄａの第二側に移動する。この際も、第一ハウジング５２１及び第二ハウジング５２２にガイドされていることで、スリーブ部５４を中心軸方向Ｄａの第二側にスムーズに移動させることができる。つまり、スリーブ付勢部５５の付勢力を効率良く利用することができる。これらによって、コマ部離脱位置とコマ部収容位置との間でスリーブ部５４を効率よく滑らかに移動させることができる。
【００９１】
また、塞止弁２を組み立てる際には、筐体５２内にスリーブ部５４やコマ部５３を収容した状態で最後にロッド部４２が挿入される。この際、筐体５２の中心軸方向Ｄａの第一側を上部に向けた状態で、駆動側ロッド部４２３が第二ハウジング５２２の内周面に摺接させながら挿入される。しかしながら、この状態で駆動側ロッド部４２３を挿入していくと、駆動側ロッド部４２３を完全に挿入する前に、コマ部５３が第一ハウジング５２１の内周面に対して飛び出して駆動側ロッド部４２３に当たったり、駆動側ロッド部４２３が挿入される空間に脱落したりする場合がある。特に、本実施形態のようにコマ部５３が球状をなしていると脱落し易くなる。ところが、本実施形態では、駆動側ロッド部４２３が挿入されてくる側である第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端面が傾斜している。そのため、ロッド部４２を挿入する際に、コマ部５３を収容空間Ｓ３内に向かって入り込ませることができる。これにより、ロッド部４２を挿入する際にコマ部５３が邪魔になってしまうことを防ぐことができる。これにより、塞止弁２の組立性を向上させることができる。
【００９２】
また、第一延出部５４１と第二延出部５４２とで径方向Ｄｒの挟み込むようにスリーブ付勢部収容溝が形成されている。そして、第一延出部５４１が第一ハウジング５２１によって径方向Ｄｒの外側から支持されている。また、第二延出部５４２が第二ハウジング５２２によって径方向Ｄｒの内側から支持されている。そのため、スリーブ付勢部５５によってスリーブ部５４が中心軸方向Ｄａの第二側に移動される際に、第一延出部５４１及び第二延出部５４２によって支持されながらスリーブ部５４が移動する。これにより、スリーブ部５４が中心軸方向Ｄａに対して傾いてしまい、第一ハウジング５２１や第二ハウジング５２２に引っ掛かってしまうことを防ぐことができる。その結果、スリーブ部５４をコマ部離脱位置からコマ部収容位置までより滑らかに移動させることができる。
【００９３】
また、第一摺接部５８１によって、第一ハウジング５２１の外周面とコマ接触面７１ａとの摺動性を向上させることができる。また、第二摺接部５８２によって、第一ハウジング５２１の内周面と駆動側ロッド部４２３の外周面との摺動性を向上させることができる。したがって、潤滑油等の別の潤滑剤を供給することなく、筐体５２に対するスリーブ部５４やロッド部４２の摺動性を向上させることができる。
【００９４】
特に第一摺接部５８１及び第二摺接部５８２がオイルレスブッシュであることで、潤滑剤の供給等のメンテナンスを行うことなく、筐体５２に対するスリーブ部５４やロッド部４２の摺動性を確保することができる。
【００９５】
また、第一ピストンリング５９１によって、第一ハウジング５２１の外周面とコマ接触面７１ａとの間がシールされている。また、第二ピストンリング５９２によって、第二ハウジング外側部５２２ｂの内周面と第二延出部５４２の外周面との間がシールされている。そのため、スリーブ部５４の中心軸方向Ｄａの第二側に導入された高圧空気がスリーブ部５４の中心軸方向Ｄａの第一側にそのまま流れてしまうことを防ぐことができる。その結果、高圧空気の圧力を効率良く利用してスリーブ部５４を移動させることができる。
【００９６】
さらに、第一ピストンリング５９１によって、第一ハウジング５２１に対するスリーブ部５４の姿勢が保持され、第二ピストンリング５９２によって、第二ハウジング５２２に対するスリーブ部５４の姿勢が保持される。したがって、筐体５２に対するスリーブ部５４の摺動性を損なうことなく、筐体５２に対してスリーブ部５４を滑らかに移動させることができる。
【００９７】
また、冷媒供給部５７から供給された空気は、蓋部５２３と第一ハウジング５２１の底部との間の空間に流入する。その後、この空間から第一ハウジング貫通孔５２１ａを介して主冷却孔４２４ａの開口に流入する。主冷却孔４２４ａに流入した空気は、主冷却孔４２４ａ内を中心軸方向Ｄａの第二側から第一側に向かって流れる。その後、出口冷却孔４２４ｂに流入し、バネ室Ｓ２内に排出される。バネ室Ｓ２内に排出された空気は、バネ室開口孔４１１から外部に排出される。このように、冷媒供給部５７から供給された空気が主冷却孔４２４ａに流されることで、駆動側ロッド部４２３の外周面が冷却される。その結果、駆動側ロッド部４２３周りに配置されたコマ部５３が冷却される。これにより、駆動側ロッド部４２３の外周面の温度が、第一ハウジング５２１や第二ハウジング５２２に摺接することで生じる摩擦熱や弁室Ｓ１を流れる高温の蒸気から伝わる熱で上昇しても、駆動側ロッド部４２３の外周面が高温になり過ぎてしまうことを防ぐことができる。さらに、例えば、球状のコマ部５３に対して摺動性を上げるための潤滑剤が塗られている場合に、駆動側ロッド部４２３の外周面と接触するコマ部５３が高温となって潤滑剤が揮発してしまうことを防ぐことができる。
【００９８】
また、固定部材４４１と蓋部５２３との間に弾性変形部６０が設けられている。そのため、アクチュエータ部４４が停止後に、慣性力で筐体５２が移動しても弾性変形部６０でその負荷を吸収することができる。同様に、アクチュエータ部４４で筐体５２を中心軸方向Ｄａの第一側に移動させて弁体３４を弁座部３２に接触させる場合に、弁体３４が弁座部３２に接触した後にアクチュエータ部４４が停止することで、筐体５２がアクチュエータ部４４でさらに押し込まれる場合がある。このような場合でも筐体５２に生じる負荷を弾性変形部６０で吸収することができる。したがって、アクチュエータ部４４にサーボモータのような高性能のモータを用いなくとも塞止弁２としても挙動の信頼性を確保することができる。
【００９９】
さらに、このような塞止弁２を蒸気タービン１に用いることで、接続状態の切り替えの信頼性が確保された塞止弁２によって、安定してタービン本体１００に蒸気を供給することができる。したがって、蒸気タービン１の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
《第二実施形態》
次に、本発明の塞止弁２の第二実施形態について、図６を参照して説明する。第二実施形態で示す塞止弁２は、連結切替部５がリテーナ部６５を有する点が第一実施形態と異なっている。したがって、第二実施形態の説明においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。
【０１０１】
図６に示すように、連結切替部５は、複数のコマ部５３を周方向Ｄｃに均等に配置するリテーナ部６５をさらに有している。リテーナ部６５は、筐体５２と一体に設けられている。具体的には、リテーナ部６５は、第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端部に取り付けられている。本実施形態のリテーナ部６５は、仕切部６５１と、接続部６５２とを有している。
【０１０２】
仕切部６５１は、中心軸方向Ｄａに延びている。仕切部６５１は、平板状をなしている。仕切部６５１は、周方向Ｄｃに所定の間隔を空けて複数設けられている。仕切部６５１は、複数のコマ部５３同士の間にそれぞれ配置されている。ここで、所定の間隔とは、一つのコマ部５３の径より大きく、二つのコマ部５３の径の合計よりも小さな間隔である。
【０１０３】
接続部６５２は、複数の仕切部６５１を繋いでいる。接続部６５２は、中心軸Ｃを中心とする環状をなしている。接続部６５２は、仕切部６５１と一体に形成されている。接続部６５２は、仕切部６５１が形成されていない側の面が第一ハウジング５２１の中心軸方向Ｄａの第一側の端部に固定されている。
【０１０４】
このような塞止弁２によれば、リテーナ部６５を有していることで、コマ部５３が周方向Ｄｃの一部に偏ってしまうことを防ぐことができる。したがって、収容凹部５１の全周にわたってコマ部５３を安定して収容させることができる。これにより、駆動側ロッド部４２３を全周にわたって保持することができ、連結状態を安定して維持することができる。
【０１０５】
（実施形態の他の変形例）
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【０１０６】
なお、スリーブ部５４は、本実施形態のように第一延出部５４１及び第二延出部５４２を有する構造であることに限定されるものではない。スリーブ部５４は、スリーブ部５４はスリーブ付勢部収容溝が形成されていないブロック状をなしていてもよく、第一延出部５４１及び第二延出部５４２尾にずれか一方のみが形成された形状であってもよい。
【０１０７】
また、筐体５２は、第一ハウジング５２１及び第二ハウジング５２２を有する構造であることに限定されるものではない。例えば、筐体５２は第一ハウジング５２１を有していなくてもよく、スリーブ部５４が駆動側ロッドの外周面に直接摺接する構造であってもよい。
【０１０８】
また、気体導入部５６や冷媒供給部５７は、本実施形態のようにそれぞれ別の供給先から気体や冷媒が供給される構造であってもよいが、共通の供給先から気体や冷媒が供給される構造であってもよい。例えば、気体導入部５６や冷媒供給部５７は、蒸気供給源Ａを供給先として蒸気が供給されてもよい。
【０１０９】
また、摺接部５８は、本実施形態の第一摺接部５８１及び第二摺接部５８２のみを有する構造に限定されるものではない。例えば、摺接部５８は、第一摺接部５８１及び第二摺接部５８２のいずれか片方のみを有する構造であってもよく、別の摺接部５８をさらに有する構造であってもよい。別の摺接部５８を有する場合、例えば、第二ハウジング外側部５２２ｂと第二延出部５４２との間に配置されていてもよい。
【０１１０】
また、ピストンリング５９は、本実施形態の第一ピストンリング５９１及び第二ピストンリング５９２のみを有する構造に限定されるものではない。例えば、ピストンリング５９は、第一ピストンリング５９１及び第二ピストンリング５９２のいずれか片方のみを有する構造であってもよく、別のピストンリング５９をさらに有する構造であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１…蒸気タービン  １００…タービン本体  ２００…調整弁  Ａ…蒸気供給源  ２…塞止弁  ３…弁本体  ３１…弁室形成部  Ｓ１…弁室  ３１ａ…入口流路  ３１ｂ…出口流路  ３２…弁座部  ３３…弁体支持部  ３４…弁体  ４…弁駆動部  ４１…バネ室形成部  Ｓ２…バネ室  ４１１…バネ室開口孔  ４２…ロッド部  ４２１…弁体側ロッド部  ４２２…バネ受け部  ４２３…駆動側ロッド部  ４２４…冷却孔  ４２４ａ…主冷却孔  ４２４ｂ…出口冷却孔  Ｃ…中心軸  Ｄａ…中心軸方向  Ｄｒ…径方向  Ｄｃ…周方向  ４３…ロッド付勢部  ４４…アクチュエータ部  ４４１…固定部材  ５…連結切替部  ５１…収容凹部  ５２…筐体  Ｓ３…収容空間  ５２１…第一ハウジング  ５２１ａ…第一ハウジング貫通孔  ５２２…第二ハウジング  ５２２ａ…第二ハウジング内側部  ５２２ｂ…第二ハウジング外側部  ５２２ｄ…第二ハウジング貫通孔  ５２２ｃ…第二ハウジング接続部  ５２３…蓋部  ５３…コマ部  ５４…スリーブ部  ５４１…第一延出部  ７１…コマ接触部  ７１ａ…コマ接触面  ７２…コマ離脱部  ７２ｂ…スリーブ傾斜面  ７２ａ…コマ離脱面  ５４２…第二延出部  ５４２ａ…第二延出部貫通孔  ５４３…スリーブ接続部  ５５…スリーブ付勢部  ５６…気体導入部  Ｘ…気体供給源  ５７…冷媒供給部  Ｙ…冷媒供給源  ５８…摺接部  ５８１…第一摺接部  ５８２…第二摺接部  ５９…ピストンリング  ５９１…第一ピストンリング  ５９２…第二ピストンリング  ６０…弾性変形部  ６５…リテーナ部  ６５１…仕切部  ６５２…接続部
【図１】
2019060483.tif 000003
【図２】
2019060483.tif 000004
【図３】
2019060483.tif 000005
【図４】
2019060483.tif 000006
【図５】
2019060483.tif 000007
【図６】
2019060483.tif 000008