(57)【要約】主蒸気弁（１）は、軸線（Ｏ）を中心として延びる筒状のガイド（６）と、該ガイド（６）の内側に軸線（Ｏ）方向に摺動可能に配置された弁体（３）と、該弁体（３）を開位置と閉位置との間で軸線（Ｏ）方向に移動させる弁軸（４）と、軸線（Ｏ）方向に沿う流入方向から導入される流体（Ｆ）を、流入方向に交差する流出方向に導出する流路（１２）を形成するとともに、内面に前記閉位置の弁体（３）が当接する弁座（５）が形成されたケーシング（２）と、ケーシング（２）の内側に形成される弁室（７）と、を備える。弁室（７）には、ガイド（６）の外周面（６ａ）とケーシング（２）の内面（７ａ）との間の領域に、ガイド（６）の軸線（Ｏ）の周方向に延びる旋回軸回りに旋回する旋回渦流を分断させる邪魔板（２１）が設けられている。
2016067995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心として延びる筒状のガイドと、
該ガイドの内側に軸線方向に摺動可能に配置された弁体と、
該弁体を開位置と閉位置との間で前記軸線方向に移動させる弁軸と、
前記軸線方向に沿う流入方向から導入される流体を、前記流入方向に交差する流出方向に導出する流路を形成するとともに、内面に前記閉位置の弁体が当接する弁座が形成されたケーシングと、
前記ケーシングの内側に形成される弁室と、
を備え、
前記弁室には、前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域に、前記ガイドの前記軸線の周方向に延びる旋回軸回りに旋回する旋回渦流を分断させる邪魔板が設けられている主蒸気弁。
【請求項２】
前記邪魔板は、前記弁室の前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域であって、流体の流出方向と反対側の領域に、流体の流出方向に延在する第一板部を有する請求項１に記載の主蒸気弁。
【請求項３】
前記第一板部は、径方向内側の端部が前記ガイドの外周面との間で隙間を形成している請求項２に記載の主蒸気弁。
【請求項４】
前記第一板部の径方向内側の端部が、前記流入方向の奥側に向かうに従って前記ガイドの外周面に近づくように傾斜している請求項３に記載の主蒸気弁。
【請求項５】
前記第一板部の径方向内側の端部が、前記流入方向の奥側に向かうに従って前記ガイドの外周面から離れるように傾斜している請求項３に記載の主蒸気弁。
【請求項６】
前記邪魔板は、前記弁室の前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域にであって、流体の流入方向と流体の流出方向とに交差する幅方向において、前記軸線方向に直交する方向に向かって延在する第二板部を有する請求項２から５のいずれか一項に記載の主蒸気弁。
【請求項７】
前記第二板部は、流体の流入方向の手前側にのみ形成されている手前側板部と、流体の流入方向の奥側のみに形成されている奥側板部との、少なくともいずれか一方から構成されている請求項６に記載の主蒸気弁。
【請求項８】
前記手前側板部は、前記第一板部の配置位置を基準として前記軸線の周方向一方側に設けられており、
前記奥側板部は、前記第一板部の配置位置を基準として前記軸線の周方向他方側に設けられている請求項７に記載の主蒸気弁。
【請求項９】
前記手前側板部と前記奥側板部とは、前記軸線方向の位置が互いに一部のみ重なる請求項８に記載の主蒸気弁。
【請求項１０】
前記手前側板部と前記奥側板部とは、前記軸線方向の位置が互いに重ならない請求項８に記載の主蒸気弁。
【請求項１１】
前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準として４５°〜１３５°の範囲の軸線回りの周方向位置に設けられている請求項６又は７に記載の主蒸気弁。
【請求項１２】
前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準としてとして８０°〜１００°の範囲の軸線回りの周方向位置に設けられている請求項６から８のいずれか一項に記載の主蒸気弁。
【請求項１３】
前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準として９０°の軸線回りの周方向位置に設けられている請求項６から９のいずれか一項に記載の主蒸気弁。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１項に記載の主蒸気弁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、蒸気タービン等の蒸気管路に設けられる主蒸気弁、及び蒸気タービンに関する。
本願は、２０１４年１０月２８日に出願された特願２０１４−２１９７２５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備等に備えられる蒸気タービン等の蒸気管路には、供給する流体（蒸気）の流量の調整と、流体の供給の停止とを行う主蒸気弁が備えられている。
主蒸気弁は、内部に流体の流路が形成されるケーシングと、流路内で軸線に沿って移動可能に設けられた弁体と、を備えている。ケーシング内部の流路には、弁体によって閉塞可能な弁座が形成されている。弁体が軸線方向における第一側に移動することにより弁座に接近し、弁体が軸線方向における第二側に移動することにより弁座から離間する。これにより、弁体と弁座との隙間の流路面積を変化させ流体流量が調整される。【０００３】
特許文献１には、ケーシング内に収容されたストレーナと、ストレーナの側面に設けられた遮蔽板とを更に備える主蒸気弁が開示されている。ストレーナの外周面には、流体を通過させる複数の微細な透口が設けられている。主蒸気入口より流入した流体は、ストレーナの外周面に沿って流れるとともに、透口を通過してストレーナの外側から内側に向かって流れる。そして、ストレーナの内側に流入した流体は、主蒸気入口に交差する方向へ開口している主蒸気出口へ向かって流れる。ここで、流体が鋭角に曲がるように流れることによって二次流れを生じ、さらにこの二次流れの速度欠損部分に別の流体が流れ込むことによって旋回渦流が生じる。これに対して、特許文献１においては、ストレーナの側面に遮蔽板が設けられていることにより、ストレーナにおける流体の流れを制御し、旋回渦流の生成を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５０３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のような主蒸気弁においては、遮蔽板の設けられていない弁体の外周面付近に旋回渦流が生成される可能性がある。このように流路に旋回渦流が生成されると、流体の運動エネルギにロスが生じ、主蒸気弁における圧力損失が増加する可能性がある。その結果、流体の供給先である蒸気タービン等の効率低下に繋がる。【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、流路において生成された旋回渦流を弱めることにより、圧力損失が増加することを抑制する主蒸気弁、及び蒸気タービンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の第一の態様によれば、主蒸気弁は、軸線を中心として延びる筒状のガイドと、該ガイドの内側に軸線方向に摺動可能に配置された弁体と、該弁体を開位置と閉位置との間で前記軸線方向に移動させる弁軸と、前記軸線方向に沿う流入方向から導入される流体を、前記流入方向に交差する流出方向に導出する流路を形成するとともに、内面に前記閉位置の弁体が当接する弁座が形成されたケーシングと、前記ケーシングの内側に形成される弁室と、を備える。前記弁室には、前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域に、前記ガイドの前記軸線の周方向に延びる旋回軸回りに旋回する旋回渦流を分断させる邪魔板が設けられている。【０００８】
このような主蒸気弁によれば、流路において生成された旋回渦流が邪魔板によって分断される。これにより、流路において旋回渦流がつながることを抑え、旋回渦流を弱める効果を得ることができる。これにより、旋回渦流による流体の運動エネルギのロスを低減させ、圧力損失の増加を抑えることができる。【０００９】
本発明の第二の態様によれば、第一の態様において、前記邪魔板は、前記弁室において、流体の流出方向と反対側に位置する前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域に、流体の流出方向に延在する第一板部を有していてもよい。【００１０】
これにより、流路において生成された旋回渦流が第一板部によって分断される。これにより、流路において旋回渦流がつながることを抑え、旋回渦流を弱める効果を得ることができる。これにより、旋回渦流による流体の運動エネルギのロスを低減させ、圧力損失の増加を抑えることができる。また、弁室の流体の流出方向と反対側に第一板部が設けられていることにより、流体の主流に偏りを生じさせずに、旋回渦流を弱めることができる。【００１１】
本発明の第三の態様によれば、上記第二の態様において、前記第一板部は、径方向内側の端部が前記ガイドの外周面との間で隙間を形成してもよい。【００１２】
これにより、流路中における旋回渦流の発達を抑え、弱めることができる。加えて、第一板部とガイドの外周面との間の隙間に流体を通過させることで、該流体の主流に偏りが生じる可能性をさらに低減することができる。【００１３】
本発明の第四の態様によれば、上記第三の態様において、前記第一板部の径方向内側の端部が、前記流入方向の奥側に向かうに従って前記ガイドの外周面に近づくように傾斜していてもよい。【００１４】
これにより、流体の流入方向の奥側で旋回渦流の発達を抑えるとともに、流入方向の手前側では流体の主流を通過させることができる。さらに、旋回渦流が周方向に引き延ばされるため、渦の密度が減少する。これにより、該旋回渦流を弱めることができる。【００１５】
本発明の第五の態様によれば、上記第三の態様において、前記第一板部の径方向内側の端部が、前記流入方向の奥側に向かうに従って前記ガイドの外周面から離れるように傾斜していてもよい。【００１６】
これにより、流体の流入方向の手前側で旋回渦流の発達を抑えるとともに、流入方向の奥側では流体の主流を通過させることができる。さらに、旋回渦流が周方向に引き延ばされるため、渦の密度が減少する。これにより、該旋回渦流を弱めることができる。【００１７】
本発明の第六の態様によれば、上記第二から第五のいずれか一の態様において、前記邪魔板は、前記弁室において、流体の流入方向と流体の流出方向とに交差する幅方向において、前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域に、前記軸線方向に直交する方向に向かって延在する第二板部を有していてもよい。【００１８】
これにより、旋回渦流が弁室の幅方向においても分断される。このため、流路において旋回渦流がつながることを抑え、旋回渦流を弱める効果をさらに得ることができる。これにより、旋回渦流による流体の運動エネルギのロスを低減させ、圧力損失の増加を抑えることができる。【００１９】
本発明の第七の態様によれば、上記第六の態様において、前記第二板部は、流体の流入方向の手前側にのみ形成されている手前側板部と、流体の流入方向の奥側のみに形成されている奥側板部との、少なくともいずれか一方から構成されていてもよい。【００２０】
これにより、流体流路において生成された旋回渦流は、第二板部によって流体の流出方向に向かって伸びるように変形する。これにより、旋回渦流を弱めることが可能となる。これにより、旋回渦流による流体の運動エネルギのロスを低減させ、圧力損失の増加を抑えることができる。また、流体の主流は手前側板部の奥側および奥側板部の手前側を通過することができる。このため、流体の主流を妨げて圧力損失が増加することを抑えることができる。【００２１】
本発明の第八の態様によれば、上記第七の態様において、前記手前側板部は、前記第一板部の配置位置を基準として前記軸線の周方向一方側に設けられており、前記奥側板部は、前記第一板部の配置位置を基準として前記軸線の周方向他方側に設けられていてもよい。【００２２】
これにより、旋回渦流が周方向に引き延ばされることで渦の密度が減少する。すなわち、旋回渦流を弱めることができる。【００２３】
本発明の第九の態様によれば、上記第八の態様において、前記手前側板部と前記奥側板部とは、前記軸線方向の位置が互いに一部のみ重なるように構成されてもよい。【００２４】
これにより、旋回渦流を周方向にさらに長く引き伸ばすことができるため、旋回渦流をさらに弱めることができる。【００２５】
本発明の第十の態様によれば、上記第八の態様において、前記手前側板部と前記奥側板部とは、前記軸線方向の位置が互いに重ならないように構成されてもよい。【００２６】
これにより、旋回渦流を周方向に引き延ばすことができるとともに、流体の主流に影響を与える可能性を低減することができる。【００２７】
本発明の第十一の態様によれば、上記第六又は第七の態様において、前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準として４５°〜１３５°の範囲の軸線回りの周方向位置に設けられていてもよい。【００２８】
これにより、旋回渦流が周方向に引き延ばされることで渦の密度が減少する。すなわち、旋回渦流を弱めることができる。【００２９】
本発明の第十二の態様によれば、上記第六から第八のいずれか一の態様において、前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準としてとして８０°〜１００°の範囲の軸線回りの周方向位置に設けられていてもよい。【００３０】
これにより、旋回渦流が周方向にさらに引き延ばされることで渦の密度が減少する。すなわち、旋回渦流をさらに弱めることができる。【００３１】
本発明の第十三の態様によれば、上記第六から第九のいずれか一の態様において、前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準として９０°の軸線回りの周方向位置に設けられていてもよい。【００３２】
これにより、旋回渦流が周方向に最も引き延ばされることで渦の密度が減少する。すなわち、旋回渦流を最も弱めることができる。【００３３】
また、本発明の第十四の態様によれば、蒸気タービンは、第一から第十三のいずれか一の態様に記載の主蒸気弁を備えている。【００３４】
これにより、主蒸気弁における流体の主流への影響を最小限にし、且つ、主蒸気弁の流路において旋回渦流が生成されることを抑えることできる。蒸気タービンがこのような主蒸気弁を備えることにより、主蒸気弁における圧力損失の増加を抑えて蒸気タービンの効率が低下することを抑制できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、流路において生成された旋回渦流を弱めることにより、圧力損失が増加することを抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気タービンプラントの概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る主蒸気弁の断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る主蒸気弁の弁室内を表した模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る主蒸気弁の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る主蒸気弁の他の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る主蒸気弁を示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る主蒸気弁の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る主蒸気弁の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る主蒸気弁１について図を参照して説明する。
図１に示すように、蒸気タービンプラント１００は、軸線を中心に回転するロータ１０２と、ロータ１０２に接続される蒸気タービン１０１と、図示しない蒸気供給源から流体（蒸気）Ｆを蒸気タービン１０１に供給する蒸気供給管１０３と、蒸気タービン１０１の下流側に接続されて蒸気を排出する蒸気排出管１０４とを備えている。
蒸気供給管１０３は、蒸気供給管１０３内を流通する流体Ｆの流通量を調整する主蒸気弁１を有している。
主蒸気弁１は、蒸気タービン１０１に供給する流体Ｆの流量を調整したり、流体Ｆの供給を停止するための装置である。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る主蒸気弁１の断面図である。
以降の説明において、軸線Ｏは流体Ｆの流入方向（図２における左右方向）沿って延び、流体Ｆの流入側を軸線Ｏの第一端Ｏ１（図２における左側）、流体Ｆの流入側と反対側を軸線Ｏの第二端Ｏ２（図２における右側）と称する。また、交差線Ｃは軸線Ｏに交差する方向であって流体Ｆの流出方向（図２における上下方向）に沿って延び、流体Ｆの流出方向と反対側を交差線Ｃの第一端Ｃ１（図２における上側）、流体Ｆの流出側を交差線Ｃの第二端Ｃ２（図２における下側）と称する。さらに、軸線Ｏと交差線Ｃとに交差する方向（図３における上下方向）を幅方向と称する。なお、本実施形態では交差線Ｃが軸線Ｏに直交しているが、必ずしも直交している必要はなく、軸線Ｏと角をなして交差していればよい。
【００３９】
図２に示すように、主蒸気弁１は、ケーシング２と、弁体３と、弁軸４とを備える。
【００４０】
ケーシング２は、内部に弁体３を収容する弁室７と、弁室７に連通する流入口１０および流出口１１と、弁室７を挟んで流入口１０と対向する開口部８とを有する。
【００４１】
弁室７はその内周面７ａが略凹球面状に形成されている。弁室７は、軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側に向かって開口し、流入口１０と連通している。また弁室７は、交差線Ｃにおける第二端Ｃ２側に向かって開口し、流出口１１と連通している。
【００４２】
流入口１０は、軸線Ｏに直交する断面形状が該軸線Ｏを中心とした円形をなしており、弁室７の内径よりも小さな内径を有している。流入口１０には、不図示の蒸気配管等が接続されている。
流入口１０から弁室７の内周面７ａにかけて、ケーシング２の内面には、軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に向かって流入口１０の内径（断面積）が漸次拡大する弁座５が形成されている。
【００４３】
流出口１１は、交差線Ｃに直交する断面形状が該交差線Ｃを中心とした円形をなしており、弁室７の内径よりも小さな内径を有している。流出口１１には、不図示の蒸気配管等が接続されている。
このようにして、ケーシング２には、流入口１０から弁室７を経て、流出口１１へと連続する流体流路１２が形成されている。
【００４４】
開口部８は、ケーシング２の軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に形成されている。開口部８には、開口部８を閉塞すると共に弁体３を保持する保持部材９が装着されている。保持部材９には、軸線Ｏを中心として、軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側に向かって延びる筒状のガイド６が形成されている。弁体３は、軸線Ｏ方向に延びる円筒形状に形成され、外周面がガイド６の内周面に対して軸線Ｏ方向に摺動可能に該ガイド６の内部に挿入されている。弁体３は、軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側において、弁室７の弁座５を閉塞可能な弁頭部３ａを有している。
【００４５】
弁軸４は軸線Ｏ方向に延びる円柱形状を有しており、軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側の先端部が弁頭部３ａの中央部に固定されている。弁軸４の軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側の先端は、弁室７の外部に突出し、不図示のアクチュエータに連結されている。このアクチュエータにより、弁軸４は軸線Ｏに沿って進退可能に設けられている。
【００４６】
図２および図３に示すように、交差線Ｃ方向における第一端Ｃ１側の領域（弁室７の流体Ｆの流出方向とは反対側の領域）における弁室７の内周面７ａには、板状の第一板部２１（邪魔板）が設けられている。本実施形態において、第一板部２１は、軸線Ｏおよび交差線Ｃを含む平面に沿って延びる板状をなしている。この第一板部２１は、軸線Ｏの径方向外側の端部が弁室７の内周面７ａの曲面に沿う形状に形成されている。これによって、第一板部２１の径方向外側の端部は、弁室７の内周面７ａに軸線Ｏ方向全域において密着している。さらに、第一板部２１の径方向内側を向く端部は、軸線Ｏに平行な直線状をなしており、ガイド６との間に交差線Ｃ方向の隙間を有している。
換言すれば、第一板部２１は、弁室７の内周面７ａから軸線Ｏの径方向内側に向かって張り出すように、かつ、張り出した先端がガイド６との間で隙間を形成するように設けられている。
【００４７】
図２に示すように、弁体３の弁頭部３ａが弁室の弁座５に当接している全閉状態（閉位置）において、流体Ｆは主蒸気弁１に流入せず、従って主蒸気弁１の下流に接続される不図示の蒸気タービン等にも流体Ｆが供給されなくなる。
【００４８】
ここで、不図示のアクチュエータにより弁軸４を軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に移動させることにより、弁軸４に連結された弁頭部３ａとともに弁体３が軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に移動する。これにより、弁頭部３ａと弁座５との間を流体Ｆが流れ、流入口１０と弁室７が連通する微開状態となる。弁軸４とともに弁体３をさらに軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に移動させることにより、開状態となる（開位置）。微開状態および開状態において、流体Ｆを流入口１０から弁頭部３ａと弁座５との間を通って弁室７内に導入し、弁室の内周面７ａとガイド６の外周面６ａとの間を通って流出口１１から導出する流体流路１２が形成される。流出口１１から流出した流体Ｆは、主蒸気弁１の下流に接続される不図示の蒸気タービン等に供給される。
【００４９】
このように、主蒸気弁１は、弁体３の軸線Ｏ方向における移動量に応じて弁頭部３ａと弁座５との間を流通する流体Ｆの流量を増減させることにより、流体Ｆの流量を適宜調整することができる。
【００５０】
微開状態および開状態において、弁頭部３ａと弁座５との間を通って流入した流体Ｆは、弁室７の内周面７ａに沿うように軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に向かって流れる。弁室７の内周面７ａに沿うように流れた流体Ｆは、次に開口部８に沿うように流れ、さらにガイド６に沿うように軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側に向かって流れる。軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側に向かって流れた流体Ｆは、新たに流入口１０から流入する流体Ｆに押され、再び軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側に向かって流れる。このような流れが連続し、軸線Ｏの周方向に延びる旋回軸回りに旋回する旋回渦流が生成される。なお、旋回軸が延びる方向は、軸線Ｏと直交する方向に限られず、軸線Ｏと角度を有して交わる方向となる場合がある。
ここで、第一板部２１が設けられていない主蒸気弁においては、弁室７の交差線Ｃ方向における第一端Ｃ１側の領域において、上記のように生成された旋回渦流が弁室７の内周面７ａとガイド６の外周面６ａの間を通り、流出口１１に向って流れていく。これにより、弁室７において流体Ｆの運動エネルギのロスが生じ、圧力損失が増加する可能性がある。
【００５１】
しかしながら、本実施形態においては、第一板部２１が形成されているため、弁室７の交差線Ｃ方向における第一端Ｃ１側の領域において旋回渦流を分断することができる。これにより、流体流路１２において生成された旋回渦流を弱めることが可能となる。この結果、主蒸気弁における流体Ｆの運動エネルギのロスを低減させることができ、圧力損失の増加を抑える効果を得られる。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、第一板部２１は、弁室７の内周面７ａから軸線Ｏの径方向内側に向かって張り出すように、かつ、張り出した先端がガイド６との間で隙間を形成するように設けられている。
【００５３】
これにより、旋回渦流の発達を抑え、弱めることができる。加えて、第一板部２１とガイド６の外周面６ａとの間の隙間に流体を通過させることで、流体の主流に偏りが生じる可能性をさらに低減することができる。
【００５４】
本実施形態において、第一板部２１の径方向内側を向く端部が、軸線Ｏに平行な直線状をなしている構成について説明した。しかしながら、第一板部２１はこの構成に限られることはない。例えば図４、５に示すように、第一板部２１の径方向内側を向く端部が、軸線Ｏ方向に対して幅方向に傾斜して設けられてもよい。
【００５５】
図４の例では、第一板部２１の径方向内側を向く端部が、流体の流入方向の奥側に向かうに従ってガイド６の外周面に近づくように傾斜している。これにより、流体の流入方向の奥側で旋回渦流の発達を抑えるとともに、流入方向の手前側では流体の主流を通過させることができる。さらに、旋回渦流が周方向に引き延ばされるため、渦の密度が減少する。より詳細には、弁室７の交差線Ｃ方向における第一端Ｃ１側の領域において旋回渦流を分断し、旋回渦流を弱めることができる。これにより、旋回渦流による流体Ｆの運動エネルギのロスを低減させ、圧力損失の増加を抑えることができる。
【００５６】
一方で、図５に示すように、第一板部２１の径方向内側を向く端部が、流体の流入方向の奥側に向かうに従ってガイド６の外周面から離れるように傾斜していてもよい。このような構成によっても、流体の流入方向の手前側で旋回渦流の発達を抑えるとともに、流入方向の奥側では流体の主流を通過させることができる。さらに、旋回渦流が周方向に引き延ばされるため、渦の密度が減少する。これにより、該旋回渦流を弱めることができる。
【００５７】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る主蒸気弁１について図６を参照して説明する。
第一実施形態と共通の構成には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、主蒸気弁１が板状の第二板部２２（邪魔板）を有する点において第一実施形態とは異なっている。
【００５８】
本実施形態において、図６に示すように、弁室７の幅方向一方側（図４における上側）の領域と、弁室７の幅方向他方側（図６における下側）とにおける内周面７ａに、板状の第二板部２２が設けられている。第二板部２２は、手前側板部２２ａと奥側板部２２ｂとから構成されている。手前側板部２２ａ及び奥側板部２２ｂは、軸線Ｏを含み、かつ、交差線Ｃに直交する平面に沿って延在する板状をなしている。手前側板部２２ａは、弁室７の幅方向一方側に設けられ、軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側から軸線Ｏに沿って弁室７の中央付近まで連続するように形成され、弁室７の幅方向他方側に向かって、ガイド６との間に隙間を有するように延出している。奥側板部２２ｂは、弁室７の幅方向他方側に設けられ、軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側から軸線Ｏに沿って弁室の中央付近まで連続するように形成され、弁室７の幅方向一方側に向かって、ガイド６との間に隙間を有するように延出している。
【００５９】
このように構成することにより、流体流路１２において生成された旋回渦流は、弁室７の幅方向において、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂにより分断される。これにより、弁室７の幅方向における一方側および他方側の領域において旋回渦流がつながることを抑制することができる。これにより、流体流路１２において生成された旋回渦流を弱めることが可能となる。この結果、主蒸気弁における流体Ｆの運動エネルギのロスを低減させることができ、圧力損失の増加を抑える効果を得られる。
【００６０】
また、手前側板部２２ａは、軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側から軸線Ｏに沿って弁室７の中央付近まで形成されており、弁室７の軸線Ｏ方向における中央付近から第二端Ｏ２側においては形成されていない。このため、流体Ｆの主流が弁室７の軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側を通過することができるため、流体Ｆの主流を妨げて圧力損失が増加することを抑えることができる。また、奥側板部２２ｂは、軸線Ｏ方向における第二端Ｏ２側から軸線Ｏに沿って弁室の中央付近まで形成されており、弁室７の軸線Ｏ方向における中央付近から第一端Ｏ１側においては形成されていない。このため、流体Ｆは、弁室７の幅方向において、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂが設けられていない領域を通過しようとする。これにより、流体流路１２において生成された旋回渦流は、弁室７の幅方向における一方側および他方側の領域において軸線Ｃ方向に向かって伸びるように変形する。これにより、流体流路１２において生成された旋回渦流を弱めることが可能となる。また、流体Ｆの主流が弁室７の軸線Ｏ方向における第一端Ｏ１側を通過することができるため、流体Ｆの主流を妨げて圧力損失が増加することを抑えることができる。さらに、幅方向の一方側と他方側とで、第二板部２２を設ける位置を流体Ｆの流入方向の手前側と奥側とに異ならせていることにより、旋回渦流が流体Ｆの流入方向の手前側のみまたは奥側のみに偏って流れることを抑えることができる。これにより、旋回渦流が発達して圧力損失が増加することを抑えることができる。
【００６１】
本実施形態において、第二板部２２が、幅方向一方側に設けられた手前側板部２２ａと、幅方向他方側に設けられた奥側板部２２ｂとから構成されている場合について説明した。しかしながら、この構成に限られることはない。第二板部２２は、幅方向一方側に設けられた奥側板部２２ｂと、幅方向他方側に設けられた手前側板部２２ａとから構成されていてもよい。また、第二板部２２は、幅方向の一方側または他方側のいずれか一方に、手前側板部２２ａまたは奥側板部２２ｂのいずれか一方が設けられている構成であってもよい。さらに、第二板部２２は、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂが複数設けている構成であってもよい。また、幅方向の一方側と他方側とで、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂの交差線Ｃ方向における位置が異なっていてもよい。このような構成によっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
より具体的には、図７に示すように、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂが、交差線Ｃ方向で互いに一部のみ重なっていてもよい。このような構成によれば、旋回渦流を交差線Ｃの周方向に引き伸ばすことができるため、旋回渦流をさらに弱めることができる。
【００６３】
さらに、図８に示すように、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂは、交差線Ｃ方向から見て、第一板部２１を基準として、４５°〜１３５°の範囲における周方向の配置位置に設けられることが好ましい。より好ましくは、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂは、８０°〜１００°の範囲の周方向位置に設けられる。最も好ましくは、手前側板部２２ａおよび奥側板部２２ｂは、第一板部２１を基準として９０°の周方向位置に設けられる。
【００６４】
このような構成によれば、旋回渦流が交差線Ｃの周方向に引き延ばされることで渦の密度が減少する。これにより、旋回渦流を最も弱めることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
【００６６】
また、上述の実施形態においては、主蒸気弁１が蒸気タービンプラント１００に設けられる構成について説明したが、これに限られることはない。他の蒸気機関等の機械に上述の主蒸気弁１を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１    主蒸気弁
２    ケーシング
３    弁体
３ａ    弁頭部
４    弁軸
５    弁座
６    ガイド
６ａ    外周面
７    弁室
７ａ    内周面
８    開口部
９    保持部材
１０    流入口
１１    流出口
１２    流体流路（流路）
２１    第一板部（邪魔板）
２２    第二板部（邪魔板）
２２ａ    手前側板部（第二板部）
２２ｂ    奥側板部（第二板部）
１００  蒸気タービンプラント
１０１  蒸気タービン
１０２  ロータ
１０３  蒸気供給管
１０４  蒸気排出管
Ｆ    流体（蒸気）
Ｏ    軸線
Ｃ    交差線
【図１】
2016067995.tif 000003
【図２】
2016067995.tif 000004
【図３】
2016067995.tif 000005
【図４】
2016067995.tif 000006
【図５】
2016067995.tif 000007
【図６】
2016067995.tif 000008
【図７】
2016067995.tif 000009
【図８】
2016067995.tif 000010
【国際調査報告】
2016067995.tif 000011
2016067995.tif 000012
2016067995.tif 000013
2016067995.tif 000014