(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧よりも高圧な作動流体が流れる作動流体流路と、
前記作動流体流路の内部において前記作動流体の流量を制御する流量制御部材のうちの少なくとも弁軸を収容するとともに前記作動流体流路に一端部が接続された弁軸保持部と、を備え、
前記弁軸保持部は、前記弁軸の軸用穴に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、
前記弁軸保持部には、前記作動流体流路の内部からリークしたリーク流体を、前記作動流体流路との圧力差を利用してリーク流体回収部に導くリーク流体回収通路が設けられ、
前記不活性ガス供給部は前記リーク流体回収通路よりも大気側に接続されていて、前記不活性ガスの一部を前記弁軸保持部の他端側から該弁軸保持部の外部へ流出させることを特徴とする弁ケーシング。
【請求項２】
前記不活性ガスは大気圧よりも高圧で供給され、該不活性ガスの流通を確認するガス流通確認部が設けられている請求項１に記載の弁ケーシング。
【請求項３】
前記不活性ガスは窒素ガスである請求項１または２に記載の弁ケーシング。
【請求項４】
前記不活性ガス供給部は、空気中から窒素ガスを分離する空気成分分離器に繋がっており、この空気成分分離器にて分離された窒素ガスを前記不活性ガスとして用いる請求項３に記載の弁ケーシング。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の弁ケーシングを備えたことを特徴とする弁。
【請求項６】
請求項５に記載の弁を備えたことを特徴とするタービン装置。
【請求項７】
作動流体が流れる作動流体流路と、
前記作動流体流路の内部において前記作動流体の流量を制御する流量制御部材のうちの少なくとも弁軸を収容するとともに前記作動流体流路に一端部が接続された弁軸保持部と、を備えた弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法であって、
前記弁軸保持部における前記弁軸の軸用穴に不活性ガスを供給し、
前記弁軸保持部に、前記作動流体流路の内部からリークしたリーク流体を、前記作動流体流路との圧力差を利用してリーク流体回収部に導くリーク流体回収通路を設け、
前記不活性ガスを、前記リーク流体回収通路よりも大気側の位置に供給し、前記不活性ガスの一部を前記弁軸保持部の他端側から該弁軸保持部の外部へ流出させることを特徴とする弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）に配備される蒸気タービンの蒸気弁等における弁ケーシング、これを備えた弁、弁を備えたタービン装置、および弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、蒸気タービンの主蒸気入口に設置される主蒸気止め弁や蒸気加減弁等の蒸気弁において、弁ケーシングの弁軸保持部から高温、高圧な主蒸気が外部にリークすることを防止するべく、ガイドブッシュ（弁軸保持部）をラビリンス構造にするとともに、このラビリンス構造を２段に構成し、その間にリークオフ室を設けて、１段目のラビリンス構造を通過したリーク蒸気をリークオフ室からリーク蒸気出口に送るようにしたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２２５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
洋上で天然ガスを生産して備蓄する浮体式生産貯蔵積出設備（floating production, storage and offloading：略称ＦＰＳＯ）等のデッキ上に設置される蒸気タービンに用いる蒸気弁においては、弁軸保持部からの主蒸気のリークを防止することに加えて、蒸気タービンの周囲の空気中に含まれる可燃性ガスが弁軸保持部に侵入することを防止する必要がある。
【０００５】
特に、蒸気弁から漏洩した主蒸気を復水器に導くためにリークオフ室やリーク蒸気出口に負圧領域が形成されることがある。リークオフ室やリーク蒸気出口に負圧領域が形成される場合、蒸気弁の周囲の空気中に含まれる可燃性ガスが弁軸保持部に吸引されてしまう虞がある。
【０００６】
また、空気中に含まれる可燃性ガスに限らず、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部に侵入することにより、弁軸保持部および弁軸等が酸化し、蒸気弁が固着する虞がある。特にＦＰＳＯ上においては、蒸気タービンが長期間（例えば数年間）の連続運転を求められるため、蒸気弁の固着を防止する必要がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、弁周囲の雰囲気に含まれる可燃性ガスや活性ガスが弁軸保持部に侵入することを防止することができる弁ケーシング、これを備えた弁、弁を備えたタービン装置、および弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
【０００９】
即ち、本発明の第１態様に係る弁ケーシングは、作動流体が流れる作動流体流路と、前記作動流体流路の内部において前記作動流体の流量を制御する流量制御部材のうちの少なくとも弁軸を収容するとともに前記作動流体流路に一端部が接続された弁軸保持部と、を備え、前記弁軸保持部は、前記弁軸の軸用穴に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、前記弁軸保持部には、前記作動流体流路の内部からリークしたリーク流体を、前記作動流体流路との圧力差を利用してリーク流体回収部に導くリーク流体回収通路が設けられ、前記不活性ガス供給部は前記リーク流体回収通路よりも大気側に接続されていて、前記不活性ガスの一部を前記弁軸保持部の他端側から該弁軸保持部の外部へ流出させることを特徴とする。
【００１０】
この弁ケーシングによれば、不活性ガス供給部から弁軸保持部の軸用穴に不活性ガスが供給され、この不活性ガスは軸用穴と弁軸との間の隙間から外部に流出する。このため、弁の周囲の空気等の気体が軸用穴から弁軸保持部の内部に入り込めなくなる。したがって、例えば弁の周囲雰囲気中に可燃性ガスが含まれていても、この可燃性ガスが弁の内部に吸引されることがない。しかも、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部に侵入して弁軸保持部および弁軸等を酸化させることによる固着も防止できる。
【００１２】
さらに、不活性ガス供給部から弁軸保持部の軸用穴に供給された不活性ガスが、リーク流体回収部との圧力差によって弁軸保持部の内部に流れ込みやすくなる。したがって、弁軸保持部の内部に不活性ガスを確実に供給し、弁の内部に外気が入ることを防止することができる。
【００１３】
上記構成の弁ケーシングにおいて、前記不活性ガスは大気圧よりも高圧で供給され、該不活性ガスの流通を確認するガス流通確認部が設けられていることが好ましい。
【００１４】
これにより、弁軸保持部に供給される不活性ガスの流通を確認することができ、不活性ガスの供給が滞ることを防止して、弁軸保持部の内部に外気が入ることを防止することができる。
【００１５】
上記構成の弁ケーシングにおいて、前記不活性ガスは窒素ガスであることが好ましい。窒素ガスを不活性ガスとして用いることにより、不活性ガスを安価に調達することができる。
【００１６】
上記構成の弁ケーシングにおいて、前記不活性ガス供給部は、空気中から窒素ガスを分離する空気成分分離器に繋がっており、この空気成分分離器にて分離された窒素ガスを前記不活性ガスとして用いるようにしてもよい。
【００１７】
このように空気成分分離器によって空気中から窒素ガスを分離し、この窒素ガスを不活性ガスとして用いることにより、純粋な窒素ガスを購入して弁の設置現場まで運んだり、補充したりすることなく、現場の空気から窒素ガスを分離して不活性ガスとして使用することができ、不活性ガスの調達が容易かつ安価になる。
【００１８】
本発明の第２態様に係る弁は、前記のいずれかの態様の弁ケーシングを備えたことを特徴とする。これにより、蒸の周囲の空気中に含まれる可燃性ガスや活性ガスが弁軸保持部に入ることを防止することができる。
【００１９】
本発明の第３態様に係るタービン装置は、前記態様の弁を備えたことを特徴とする。
このタービン装置では、不活性ガス供給部から弁の弁軸保持部の軸用穴に不活性ガスが供給されるため、弁の周囲の空気や可燃性ガス等の気体が軸用穴から弁軸保持部の内部に入り込めなくなる。したがって、例えば弁の周囲雰囲気中に可燃性ガスが含まれていても、この可燃性ガスが弁の内部に吸引されることがない。
また、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部に侵入しないため、弁軸保持部および弁軸等を酸化させることによる固着も防止でき、タービン装置の安全性と信頼性を高めることができる。
【００２０】
本発明の第４態様に係る弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法は、作動流体が流れる作動流体流路と、前記作動流体流路の内部において前記作動流体の流量を制御する流量制御部材のうちの少なくとも弁軸を収容するとともに前記作動流体流路に一端部が接続された弁軸保持部と、を備えた弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法であって、前記弁軸保持部における前記弁軸の軸用穴に不活性ガスを供給し、前記弁軸保持部に、前記作動流体流路の内部からリークしたリーク流体を、前記作動流体流路との圧力差を利用してリーク流体回収部に導くリーク流体回収通路を設け、前記不活性ガスを、前記リーク流体回収通路よりも大気側の位置に供給し、前記不活性ガスの一部を前記弁軸保持部の他端側から該弁軸保持部の外部へ流出させることを特徴とする。
【００２１】
この弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法によれば、弁軸保持部の軸用穴に不活性ガスが供給されるため、弁の周囲の空気や可燃性ガス等の気体が弁軸保持部の内部に入り込めなくなる。しかも、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部に侵入して弁軸保持部および弁軸等を酸化させることによる固着も防止できる。
【００２３】
これにより、不活性ガス供給部から弁軸保持部の軸用穴に供給された不活性ガスが、リーク流体回収部との圧力差によって弁軸保持部の内部に流れ込みやすくなる。したがって、弁軸保持部の内部に不活性ガスを確実に供給し、弁の内部に外気が入ることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明に係る弁ケーシング、これを備えた弁、弁を備えたタービン装置、および弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法によれば、弁の周囲の雰囲気に含まれる可燃性ガスや活性ガスが弁軸保持部に侵入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る主蒸気止め弁を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ部を拡大して本発明の第１実施形態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す蒸気加減弁の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態に係る弁ケーシング、これを備えた弁、および弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る主蒸気止め弁（弁）の一例を示す縦断面図である。
この主蒸気止め弁１は、図示しない蒸気タービン（タービン装置）の主蒸気入口２に接続されるものであり、ケーシング本体３とケーシング蓋４とからなる弁ケーシング５を備えている。弁ケーシング５の内部には蒸気入口通路６（作動流体流路）と蒸気出口通路７（作動流体流路）とが水平、且つ段違い状に形成されており、これらの蒸気通路６，７の端部同士が重なる部分に弁座８（流量制御部材）が形成されている。そして、この弁座８を開閉するピストン状の弁体９（流量制御部材）が、蒸気通路６，７の通路方向に直交するようにケーシング蓋４に形成された弁体摺動シリンダ１０の内部を上下に摺動して弁座８を開閉するようになっている。
【００２８】
弁ケーシング５には、蒸気出口通路７を挟んで弁座８の反対側（下側）に弁軸保持部１２が設けられており、この弁軸保持部１２に弁軸１３（流量制御部材）が軸方向に摺動自在に保持されている。この弁軸１３は、その一端（上端）が弁体９に連結され、中間部が弁軸保持部１２を貫通し、他端（下端）が弁ケーシング５の外部に設置されたアクチュエータ１４にカップリング１５を介して連結されている。アクチュエータ１４が作動すると、弁軸１３が軸方向に摺動して弁体９を動かし、弁座８を開閉させる（図１では弁体９が閉じられている）。矢印ＳＴで示すように、蒸気タービンに供給される主蒸気（作動流体）は、蒸気入口通路６から弁座８を通り抜けて蒸気出口通路７に流れ、弁体９が弁座８を閉じると主蒸気の流れが止まる。主蒸気ＳＴの圧力は、大気圧（０ｂａｒｇ）よりも高圧であり、低い物で５ｂａｒｇ程度、高いもので６０ｂａｒｇ程度である。
【００２９】
弁軸保持部１２には、弁軸１３を支持する軸受状の上部ガイドブッシュ１８と下部ガイドブッシュ１９とが設けられており、これら上下のガイドブッシュ１８，１９に形成された軸用穴２０に弁軸１３が摺動自在に挿入されている。軸用穴２０と弁軸１３との間にはラビリンス構造が設けられていて、主蒸気のリークが極力少なくなるようにされている。しかし、リークを完全に阻止することはできないため、弁軸保持部１２にはリーク流体回収通路が設けられている。
【００３０】
このリーク流体回収通路として、弁軸保持部１２にはシール蒸気レシーバ通路２１とグランド蒸気復水器戻り通路２２とが連通している。これらの通路２１，２２は、蒸気出口通路７内の主蒸気の一部が、弁軸１３と上下のガイドブッシュ１８，１９（軸用穴２０）との間を通過して大気側（外部）に漏洩しようとするリーク蒸気（ＬＳ：リーク流体）を、蒸気出口通路７との圧力差を利用して所定の場所に導くことにより、該リーク蒸気が大気側に漏洩することを防止するものである。
【００３１】
上部ガイドブッシュ１８と下部ガイドブッシュ１９には、それぞれその中間部にリークオフ室１８ａ，１９ａが設けられている。シール蒸気レシーバ通路２１は、その一端がリークオフ室１８ａに接続され、他端がシール蒸気レシーバ２４（リーク流体回収部）に接続されている。シール蒸気レシーバ通路２１の圧力は、例えば０．１ｂａｒｇ程度に設定されている。
【００３２】
一方、グランド蒸気復水器戻り通路２２は、シール蒸気レシーバ通路２１よりも大気側（外側）に設けられており、その一端が上部ガイドブッシュ１８と下部ガイドブッシュ１９との間となる弁軸１３の挿入通路に連通し、他端がグランド蒸気復水器２５（リーク流体回収部）に接続されている。グランド蒸気復水器戻り通路２２には、例えば−０．０２ｂａｒｇ程度の負圧が掛けられている。
【００３３】
図１および図２中に矢印ＬＳで示すように、蒸気出口通路７から、弁軸１３と上部ガイドブッシュ１８（軸用穴２０）との間を通過してリークオフ室１８ａに流れたリーク蒸気（リーク流体）は、その圧力差から、シール蒸気レシーバ通路２１やグランド蒸気復水器戻り通路２２に導かれてシール蒸気レシーバ２４、またはグランド蒸気復水器２５に流れる。これにより、リーク蒸気が弁軸保持部１２から大気側にリークすることが防止される。
【００３４】
また、蒸気出口通路７から蒸気がリークしていない時には、シール蒸気レシーバ通路２１に設定されている０．１ｂａｒｇ程度の圧力によって、シール蒸気レシーバ通路２１からシール蒸気が大気側に流れ出ようとする。しかし、このシール蒸気は、負圧であるグランド蒸気復水器戻り通路２２に流れ、グランド蒸気復水器２５に流れるので大気側に漏洩することはない。
【００３５】
さらに、図２にも拡大して示すように、弁軸保持部１２には、リーク流体回収通路であるグランド蒸気復水器戻り通路２２よりも大気側（下側）に接続されるように、不活性ガス供給通路２８が設けられている。この不活性ガス供給通路２８は、その一端が、例えば下部ガイドブッシュ１９のリークオフ室１９ａに連通し、他端が送気ポンプ３０に接続されている。また、不活性ガス供給通路２８の中間部には空気成分分離器２９とガス流通確認部３１とが接続されている。そして、不活性ガス供給通路２８と、空気成分分離器２９と、送気ポンプ３０と、ガス流通確認部３１とを含んで不活性ガス供給部３２が構成されている。この不活性ガス供給部３２は、弁軸保持部１２の軸用穴２０に不活性ガスを供給し、軸用穴２０の内部に不活性ガスを満たすものである。
【００３６】
この不活性ガス供給部３２において、不活性ガスとして用いる気体としては安価な窒素ガスが好ましいが、必ずしも窒素ガスに限定されることはなく、アルゴンガス等、他の種の不活性ガスとすることも考えられる。
【００３７】
窒素ガスは大気圧よりも高い圧力（例えば０．１ｂａｒｇ程度）で供給され、この窒素ガスの流通をガス流通確認部３１によって確認することができる。ガス流通確認部３１は、例えば不活性ガス供給通路２８の流路を絞るオリフィス３４の上下流側に圧力測定部３５，３６を設けた構成であり、圧力測定部３５，３６の差圧から窒素ガスの流量を算出するものである。
【００３８】
空気成分分離器２９は、例えば空気中から窒素ガスだけを取り出す公知のフィルター構造のものであり、大気圧の空気、または圧縮された空気を供給され、この空気から窒素ガスを生成する。
【００３９】
以上のように構成された主蒸気止め弁１において、アクチュエータ１４が弁軸１３を押し上げて弁体９を弁座８から離すと弁座８が開き、主蒸気が蒸気入口通路６から弁座８を通り抜けて蒸気出口通路７に流れ、さらに蒸気タービンの主蒸気入口２に流れる。これによって蒸気タービンが作動する。
【００４０】
不活性ガス供給部３２においては、矢印Ｎで示すように、空気成分分離器２９において空気から分離された窒素ガスが送気ポンプ３０によって不活性ガス供給通路２８から弁軸保持部１２に供給される。このため、弁軸保持部１２の軸用穴２０の内部（弁軸１３との隙間）が窒素ガスで満たされ、この窒素ガスの一部が軸用穴２０と弁軸１３との間の隙間から大気側（外部）に流出する。これにより、主蒸気止め弁１の周囲の空気が弁軸保持部１２の内部に入り込めなくなる。なお、大気側に流出しなかった窒素ガスはグランド蒸気復水器戻り通路２２に吸引される。
【００４１】
したがって、例えば主蒸気止め弁１の周囲雰囲気中に可燃性ガスが含まれていても、この可燃性ガスが主蒸気止め弁１の内部に吸引されることを防止できる。しかも、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部１２の内部に侵入して弁軸保持部１２および弁軸１３等を酸化させることによる固着も防止できる。
【００４２】
不活性ガス供給通路２８は、リーク流体回収通路であるグランド蒸気復水器戻り通路２２よりも大気側に接続されている。前述のように、グランド蒸気復水器戻り通路２２には例えば−０．０２ｂａｒｇ程度の負圧が掛けられ、不活性ガス供給通路２８を流れる窒素ガスには、例えば大気圧よりも０．１ｂａｒｇ程度高い圧力が付与されている。このため、不活性ガス供給部３２から弁軸保持部１２に供給された窒素ガスが、グランド蒸気復水器戻り通路２２との圧力差によって弁軸保持部１２の内部に流れ込みやすくなる。したがって、弁軸保持部１２の内部を不活性ガスによって確実に満たし、主蒸気止め弁１の内部に外気や液体が入ることを防止することができる。
【００４３】
また、上記のように不活性ガス供給通路２８を流れる窒素ガスの圧力は大気圧よりも高く設定され、不活性ガス供給通路２８には、窒素ガスの流通を確認するガス流通確認部３１が設けられている。このため、主蒸気止め弁１に供給される窒素ガスの流通を確認することができ、窒素ガスの供給が滞ることを防止して、主蒸気止め弁１の内部に外気や雨水等の液体が入ることを防止することができる。
【００４４】
さらに、主蒸気止め弁１の弁軸保持部１２の内部に供給する不活性ガスとして窒素ガスを使用することにより、不活性ガスを安価に調達することができる。
【００４５】
特に、不活性ガス供給部３２に設けられた空気成分分離器２９によって空気中から窒素ガスを分離して不活性ガスとして用いているため、主蒸気止め弁１の設置現場の空気から窒素ガスを分離して不活性ガスとして使用することができる。したがって、純粋な窒素ガスを購入して主蒸気止め弁１の設置現場まで運んだり、補充したりする必要がなく、不活性ガスとしての窒素ガスの調達が容易かつ安価に行える。
【００４６】
このようにして、主蒸気止め弁１の周囲の空気や可燃性のガス等が弁軸保持部１２の内部に侵入することを防止するとともに、弁軸保持部１２付近の酸化による固着を防止して蒸気タービンの安全性と信頼性を高めることができる。
【００４７】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態を示す蒸気加減弁の縦断面図である。
この蒸気加減弁４１は、第１実施形態における主蒸気止め弁１と同様に、図示しない蒸気タービンの主蒸気入口等に設置されるものであり、ケーシング本体４３とケーシング蓋４４とからなる弁ケーシング４５を備えている。弁ケーシング４５の内部には弁室４６（作動流体流路）が設けられ、この弁室４６に、蒸気入口通路４７（作動流体流路）が水平に繋がり、蒸気出口通路４８（作動流体流路）が下方から繋がっている。図３において、蒸気入口通路４７は紙面に直交する方向に延びている。
【００４８】
弁室４６における蒸気出口通路４８の開口部分に弁座５０が設けられており、ケーシング蓋４４には弁座５０の真上に位置するように弁軸保持部５１が形成されている。この弁軸保持部５１に弁軸５２が軸方向に摺動自在に保持され、弁軸５２の一端（下端）に、弁座５０を開閉する弁体５３が連結されている。弁軸５２の中間部は弁軸保持部５１を貫通して外部に突出し、弁軸５２の他端（上端）は、ケーシング蓋４４の外部に設置されたレバーブラケット５５の回動軸５６に軸支された開閉レバー５７の中間部にカップリング５８を介して回動自在に連結されている。開閉レバー５７の自由端は図示しないアクチュエータに連結されている。
【００４９】
この蒸気加減弁４１において、図示しないアクチュエータが作動すると、開閉レバー５７がレバーブラケット５５の回動軸５６を支点にして上下に回動し、弁軸５２が上下に摺動して弁体５３を弁座５０に対して上下動させる。弁体５３が上方に動くと弁座５０が開き、矢印ＳＴで示すように、蒸気タービンに供給される主蒸気（作動流体）が、蒸気入口通路４７から弁室４６を経て弁座５０を通り抜け、蒸気出口通路４８に流れる。この主蒸気の量は、弁体５３の位置、即ち開閉レバー５７の回動量に応じて加減される。なお、図３では弁体５３が閉じられている。
【００５０】
弁軸保持部５１には、弁軸５２を支持する軸受状のガイドブッシュ６１が設けられており、このガイドブッシュ６１に形成された軸用穴６０に弁軸５２が摺動自在に挿入されている。軸用穴６０と弁軸５２との間にはラビリンス構造が設けられていて、主蒸気のリークが極力少なくなるようにされているが、リークを完全に阻止することはできないため、弁軸保持部５１にはリーク流体回収通路が設けられている。
【００５１】
このリーク流体回収通路として、弁軸保持部５１にはシール蒸気レシーバ通路６２とグランド蒸気復水器戻り通路６３とが連通している。これらの通路６２，６３は、弁室４６内の主蒸気の一部が、弁軸５２とガイドブッシュ６１（軸用穴６０）との間を通過して大気側（外部）に漏洩しようとするリーク蒸気（ＬＳ：リーク流体）を、弁室４６との圧力差を利用して所定の場所に導くことにより、該リーク蒸気が大気側に漏洩することを防止するものである。
【００５２】
ガイドブッシュ６１の中間部にはリークオフ室６４が設けられ、ガイドブッシュ６１の上部には独立したリークオフ室６５，６６が設けられている。シール蒸気レシーバ通路６２は、その一端がリークオフ室６４に接続され、他端がシール蒸気レシーバ６８（リーク流体回収部）に接続されている。シール蒸気レシーバ通路６２の圧力は、例えば０．１ｂａｒｇ程度に設定されている。
【００５３】
一方、グランド蒸気復水器戻り通路６３は、シール蒸気レシーバ通路６２よりも大気側（外側）に設けられており、その一端がリークオフ室６５に連通し、他端がグランド蒸気復水器６９（リーク流体回収部）に接続されている。グランド蒸気復水器戻り通路６３には、例えば−０．０２ｂａｒｇ程度の負圧が掛けられている。
【００５４】
図３中に矢印ＬＳで示すように、弁室４６から、弁軸５２とガイドブッシュ６１（軸用穴６０）との間を通過してリークオフ室６４に流れたリーク蒸気（リーク流体）は、その圧力差から、シール蒸気レシーバ通路６２やグランド蒸気復水器戻り通路６３に導かれてシール蒸気レシーバ６８、またはグランド蒸気復水器６９に流れる。これにより、リーク蒸気が弁軸保持部５１から大気側にリークすることが防止される。
【００５５】
また、弁室４６から蒸気がリークしていない時には、シール蒸気レシーバ通路６２に設定されている０．１ｂａｒｇ程度の圧力によって、シール蒸気レシーバ通路６２からシール蒸気が大気側に流れ出ようとする。しかし、このシール蒸気は、負圧であるグランド蒸気復水器戻り通路６３に流れ、グランド蒸気復水器６９に流れるので大気側に漏洩することはない。
【００５６】
さらに、弁軸保持部５１には、リーク流体回収通路であるグランド蒸気復水器戻り通路６３よりも大気側（上側）に接続されるように、不活性ガス供給通路７１が設けられている。この不活性ガス供給通路７１は、その一端が、ガイドブッシュ６１の上部に形成されたリークオフ室６６に連通し、他端が送気ポンプ７３に接続されている。また、不活性ガス供給通路７１の中間部には空気成分分離器７２とガス流通確認部７４とが接続されている。そして、不活性ガス供給通路７１と、空気成分分離器７２と、送気ポンプ７３と、ガス流通確認部７４とを含んで不活性ガス供給部７５が構成されている。
【００５７】
この不活性ガス供給部７５は、第１実施形態の不活性ガス供給部３２と同じく、弁軸保持部５１の軸用穴６０に不活性ガスを供給して該軸用穴６０の内部に不活性ガスを満たすものであり、不活性ガスとして窒素ガスを使用している。窒素ガスは大気圧よりも高い圧力（例えば０．１ｂａｒｇ程度）で供給され、この窒素ガスの流通をガス流通確認部７４によって確認することができる。ガス流通確認部７４の構成は第１実施形態におけるガス流通確認部３１と同様であるため、各構成部に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
空気成分分離器７２は、第１実施形態における空気成分分離器２９と同様に、空気中から窒素ガスだけを取り出す公知のフィルター構造のものであり、大気圧の空気、または圧縮された空気を供給され、この空気から窒素ガスを生成する。
【００５９】
以上のように構成された蒸気加減弁４１において、不活性ガス供給部７５では、矢印Ｎで示すように、空気成分分離器７２において空気から分離された窒素ガスが、送気ポンプ７３によって不活性ガス供給通路７１から弁軸保持部５１に供給される。このため、弁軸保持部５１の軸用穴６０の内部（弁軸５２との隙間）が窒素ガスで満たされ、この窒素ガスの一部が軸用穴６０と弁軸５２との間の隙間から大気側（外部）に流出する。これにより、蒸気加減弁４１の周囲の空気が弁軸保持部５１の内部に入り込めなくなる。なお、大気側に流出しなかった窒素ガスはグランド蒸気復水器戻り通路６３に吸引される。
【００６０】
したがって、例えば蒸気加減弁４１の周囲雰囲気中に可燃性ガスが含まれていても、この可燃性ガスが蒸気加減弁４１の内部に吸引されることを防止できる。しかも、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部５１の内部に侵入して弁軸保持部５１および弁軸５２等を酸化させることによる固着も防止できる。
【００６１】
不活性ガス供給通路７１は、リーク流体回収通路であるグランド蒸気復水器戻り通路６３よりも大気側に接続されているため、不活性ガス供給部７５から弁軸保持部５１に供給された窒素ガスが、グランド蒸気復水器戻り通路６３との圧力差によって弁軸保持部５１の内部に流れ込みやすくなる。したがって、弁軸保持部５１の内部を不活性ガスによって確実に満たし、蒸気加減弁４１の内部に外気や液体が入ることを防止することができる。
【００６２】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る弁ケーシング５，４５、これを備えた蒸気弁（主蒸気止め弁１、蒸気加減弁４１等）、蒸気弁を備えた蒸気タービン、および弁ケーシングの雰囲気ガス侵入防止方法によれば、蒸気弁１，４１の周囲の気体が弁軸保持部１２，５１の内部に入ることを防止し、引火の危険を排除するとともに、空気に含まれる活性ガス（酸素等）が弁軸保持部１２，５１の内部に侵入して弁軸保持部１２，５１および弁軸１３，５２等を酸化させることによる固着を防止して、蒸気弁１，４１の健全性を永く保つことができる。
【００６３】
また、このような蒸気弁１，４１を蒸気タービンに備えることにより、引火や、弁軸保持部１２，５１付近における固着の発生を防止して蒸気タービンの安全性と信頼性を高めることができる。
【００６４】
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
【００６５】
例えば、上記実施形態では蒸気タービンに備えられる蒸気弁（１，４１）に本発明を適用した例について説明したが、例えばガス弁等に本発明を応用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  主蒸気止め弁（弁）
２  主蒸気入口
５，４５  弁ケーシング
６，４７  蒸気入口通路（作動流体流路）
７，４８  蒸気出口通路（作動流体流路）
８，５０  弁座（流量制御部材）
９，５３  弁体（流量制御部材）
１２，５１  弁軸保持部
１３，５２  弁軸（流量制御部材）
２０，６０  軸用穴
２１，６２  シール蒸気レシーバ通路（リーク流体回収通路）
２２，６３  グランド蒸気復水器戻り通路（リーク流体回収通路）
２４，６８  シール蒸気レシーバ（リーク流体回収部）
２５，６９  グランド蒸気復水器（リーク流体回収部）
２８，７１  不活性ガス供給通路
２９，７２  空気成分分離器
３１，７４  ガス流通確認部
３２，７５  不活性ガス供給部
４１  蒸気加減弁（蒸気弁）
４６  弁室（蒸気通路作動流体流路）
ＬＳ  リーク蒸気（リーク流体）
Ｎ  窒素（不活性ガス）
ＳＴ  主蒸気（作動流体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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