JP7381226B2 - 弁装置、発電設備および弁装置の弁座 - Google Patents
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Description
R3<R1
となっている。このため、点S2における境界線BLと第2弁座面55との間の流路断面積は、点S1における流路断面積よりも小さくなる。すなわち、内周側に向かって蒸気の流れの流路断面積が徐々に小さくなっている。
流路断面積×速度=一定
という関係が成り立っている。このため、流路断面積が小さくなると、通過する流体の速度が増加する。すなわち、弁座50の第2弁座面55に沿って内周側に向かう蒸気の流れは、静止領域の影響を受けるが、流路断面積が小さくなっていくため、蒸気の流れの速度は徐々に増加し得る。
R4>R3
となっている。このことにより、点S1を通過した蒸気の流れは、図7に示す蒸気の流れよりも早くに下流側端縁B1に到達する。このため、下流側端縁B1に到達した蒸気の流れの速度は、図7に示す下流側端縁B1に到達した蒸気の流れの速度よりも小さくなり、蒸気の流れの速度が音速を超えることを抑制できる。この場合、下流側端縁B1に到達した蒸気の流れが、第1弁座面54から剥離されることを抑制でき、当該蒸気の流れは、コアンダ効果によって、円弧状の第1弁座面54に付着するように第1弁座面54に沿って流れることができる。
AS>(AC1、AC2)>AC3
の関係が成立する。図11に示す流れAS1は、蒸気流れASの影響を引き継ぐように形成されているため、AS1とAC1とを比較すると、
AS1>AC3
が成立する。このようにして、図13に示す循環流れAC3の速度は、図11に示す流れAS1よりも小さくなるため、第1弁棒37に作用する流体圧力をより一層小さくすることができる。この結果、騒音および振動をより一層低減することができる。また、第1弁棒37の根元で破損する可能性をより一層低減することができる。
40°≦TH≦45°
を満たしていてもよい。THを40°以上にすることにより、第1弁体34が当接する第1当接部位A1と、第2弁体35が当接する第2当接部位A2とが、軸方向LDにおいて離れることを抑制できる。この場合、第1弁体34と第1弁座面54との当接状態を安定化させることができ、第1弁体34が第1弁座面54に当接した場合の気密性を向上させることができる。また、第1弁体34のストローク量が増大することを抑制できる。一方、THを45°以下にすることにより、第2弁座面55に沿う蒸気の流れの速度が、超音速に到達するまでの距離が短くなることを抑制でき、蒸気の流れが第1弁座面54から剥離することを抑制できる。
0.93D1≦Dth≦0.95D1
を満たしていてもよい。Dthを0.93D1以上にすることにより、第2弁座面55に沿う蒸気の流れが、内周側へ導かれることを抑制できる。すなわち、蒸気の流れが内周側に導かれると流路断面積が小さくなり、蒸気の流れの速度が増大して第1弁座面54から剥離しやすくなる。このため、Dthを0.93D1以上にすることにより、流れの剥離を抑制することができる。一方、Dthを0.95以下にすることにより、第1弁体34の第1弁座面54への当接状態を安定化させることができ、第1弁体34が第1弁座面54に当接した場合の気密性を向上させることができる。
25°≦cos-1((D1/2)/Rv1)≦TH
を満たしていてもよい。cos-1(D1/(2×Rv1))を25°以上にすることにより、長期間停止してから起動する際に、第1弁体34が第1弁座面54に組み込みすぎて第1弁体34を第1弁座面54から離間させることが困難になることを抑制できる。一方、cos-1(D1/(2×Rv1))をTH以下にすることにより、第1弁体34と第2弁体35を共存した構成を可能にすることができる。なお、cos-1(D1/(2×Rv1))で示される角度は、当接部位A1を通る第1弁座面54に垂直な線分と中心軸線Lとがなす角度である。
Claims (10)
- ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた、中心軸線を有する弁座と、
前記中心軸線に沿う軸方向における第1の側で前記弁座に対して離接可能な第1弁体であって、流れの許可と遮断を行うための第1弁体と、
前記軸方向における前記第1の側で前記弁座に対して離接可能な第2弁体であって、流量を調整するための第2弁体と、
前記第1弁体から、前記軸方向における前記第1の側とは反対側である第2の側に延びる第1弁棒と、
前記第2弁体から、前記軸方向における前記第1の側に延びる第2弁棒と、を備え、
前記弁座は、前記第1弁体が当接可能な第1弁座面と、前記第1弁座面よりも外周側に配置された、前記第2弁体が当接可能な第2弁座面と、を有し、
前記第1弁座面および前記第2弁座面は、前記軸方向における前記第2の側に向かって前記中心軸線に近づくように形成されており、
前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記第2弁座面は直線状に形成され、前記第1弁座面は曲線状に形成され、
前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記中心軸線と前記第2弁座面とがなす角度THは、
40°≦TH≦45°
を満たしている、弁装置。 - 前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記第1弁座面は円弧状に形成されている、請求項1に記載の弁装置。
- 前記中心軸線から前記第1弁体と前記第1弁座面との当接部位までの距離をD1とし、前記中心軸線から前記弁座の内周端までの距離をDthとすると、
0.93D1≦Dth≦0.95D1
を満たしている、請求項1または2に記載の弁装置。 - 前記第1弁体は、前記第1弁座面に当接可能な第1弁体面を有し、
前記第1弁体面は、前記中心軸線を含む断面で見たときに、曲率半径Rv1で前記中心軸線上に中心点を有するように円弧状に形成され、
前記曲率半径Rv1と、前記中心軸線から前記第1弁体と前記第1弁座面との当接部位までの距離D1と、前記中心軸線を含む断面で見たときに前記中心軸線と前記第2弁座面とがなす角度THは、
25°≦cos-1((D1/2)/Rv1)≦TH
を満たしている、請求項1~3のいずれか一項に記載の弁装置。 - 前記弁座は、前記第1弁座面と前記第2弁座面とを含む弁座本体と、前記弁座本体の下流側に設けられた、前記第1弁座面から、前記軸方向における前記第2の側に向かって連続状に延びる案内面を有する張出部と、を有している、請求項1~4のいずれか一項に記載の弁装置。
- 前記張出部は、前記中心軸線に対して非対称に形成されている、請求項5に記載の弁装置。
- ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた、中心軸線を有する弁座と、
前記中心軸線に沿う軸方向における第1の側で前記弁座に対して離接可能な第1弁体であって、流れの許可と遮断を行うための第1弁体と、
前記軸方向における前記第1の側で前記弁座に対して離接可能な第2弁体であって、流量を調整するための第2弁体と、
前記第1弁体から、前記軸方向における前記第1の側とは反対側である第2の側に延びる第1弁棒と、
前記第2弁体から、前記軸方向における前記第1の側に延びる第2弁棒と、を備え、
前記弁座は、前記第1弁体が当接可能な第1弁座面と、前記第1弁座面よりも外周側に配置された、前記第2弁体が当接可能な第2弁座面と、を有し、
前記第1弁座面および前記第2弁座面は、前記軸方向における前記第2の側に向かって前記中心軸線に近づくように形成されており、
前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記第2弁座面は直線状に形成され、前記第1弁座面は曲線状に形成され、
前記弁座は、前記第1弁座面と前記第2弁座面とを含む弁座本体と、前記弁座本体の下流側に設けられた、前記第1弁座面から、前記軸方向における前記第2の側に向かって連続状に延びる案内面を有する張出部と、を有し、
前記張出部は、前記中心軸線に対して非対称に形成されている、弁装置。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載の弁装置を備えた発電設備。
- 弁装置のケーシング内に設けられた、中心軸線を有する弁座であって、前記弁装置が、前記中心軸線に沿う軸方向における第1の側で前記弁座に対して離接可能な第1弁体であって、流れの許可と遮断を行うための第1弁体と、前記軸方向における前記第1の側で前記弁座に対して離接可能な第2弁体であって、流量を調整するための第2弁体と、前記第1弁体から、前記軸方向における前記第1の側とは反対側である第2の側に延びる第1弁棒と、前記第2弁体から、前記軸方向における前記第1の側に延びる第2弁棒と、を備える弁装置の弁座であって、
前記第1弁体が当接可能な第1弁座面と、
前記第1弁座面よりも外周側に配置された、前記第2弁体が当接可能な第2弁座面と、を備え、
前記第1弁座面および前記第2弁座面は、前記軸方向における前記第2の側に向かって前記中心軸線に近づくように形成されており、
前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記第2弁座面は直線状に形成され、前記第1弁座面は曲線状に形成され、
前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記中心軸線と前記第2弁座面とがなす角度THは、
40°≦TH≦45°
を満たしている、弁装置の弁座。 - 弁装置のケーシング内に設けられた、中心軸線を有する弁座であって、前記弁装置が、前記中心軸線に沿う軸方向における第1の側で前記弁座に対して離接可能な第1弁体であって、流れの許可と遮断を行うための第1弁体と、前記軸方向における前記第1の側で前記弁座に対して離接可能な第2弁体であって、流量を調整するための第2弁体と、前記第1弁体から、前記軸方向における前記第1の側とは反対側である第2の側に延びる第1弁棒と、前記第2弁体から、前記軸方向における前記第1の側に延びる第2弁棒と、を備える弁装置の弁座であって、
前記第1弁体が当接可能な第1弁座面と、
前記第1弁座面よりも外周側に配置された、前記第2弁体が当接可能な第2弁座面と、を備え、
前記第1弁座面および前記第2弁座面は、前記軸方向における前記第2の側に向かって前記中心軸線に近づくように形成されており、
前記中心軸線を含む断面で見たときに、前記第2弁座面は直線状に形成され、前記第1弁座面は曲線状に形成され、
前記弁座は、前記第1弁座面と前記第2弁座面とを含む弁座本体と、前記弁座本体の下流側に設けられた、前記第1弁座面から、前記軸方向における前記第2の側に向かって連続状に延びる案内面を有する張出部と、を有し、
前記張出部は、前記中心軸線に対して非対称に形成されている、弁装置の弁座。
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