JP3512979B2 - 蒸気加減弁 - Google Patents
蒸気加減弁Info
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Description
の改良に係わり、特に火力、原子力、コンバインドサイ
クル発電プラントなどに使用される蒸気タービンの速度
制御を行う蒸気加減弁に関するものである。
いるが、それらの弁の中でも高温、高圧の蒸気にさらさ
れる蒸気加減弁は、最も過酷な使用条件にさらされてい
る。しかもこの蒸気加減弁は、信頼性、性能、安定した
運転の点でも蒸気タービン全体に対する影響度も大き
い。
には、図４に示されているように親弁１、子弁２からな
る子弁付の弁が蒸気加減弁として用いられてきた。この
子弁２は、弁棒３と一体形成されており、弁棒３を弁の
軸方向に進退動作することにより、子弁２が親弁１に接
触し、親弁１を開閉制御する。この弁体と弁座により形
成されるスロート部によって蒸気の流量を制御すること
で蒸気タービンの速度制御を行っている。
めに、例えば図６にその要部を示すように弁体の底部を
平坦に形成し、蒸気流の乱れによる振動を防止するよう
にしたものが出現している。なお、この種の蒸気加減弁
に関連するものとしては、例えば特開昭５６−１０９９
５５号公報あるいは特公昭６１−４３５８９号公報など
が挙げられる。
ビンの負荷に応じて弁の開閉制御を行うため、弁の入口
と出口とで大きな圧力差を生じた状態で用いられる。こ
のため、弁体には大きな流体力が作用するとともに、弁
体周りでは流れが複雑なものとなり、振動・騒音発生の
要因となる。すなわち、蒸気加減弁は蒸気の流量を絞り
制御することから弁の前後の圧力差は非常に大きなもの
となり、また蒸気加減弁の弁体と弁座により形成される
スロート部では、蒸気流が超音速流となり、弁前後の圧
力比、弁リフトの領域が大きくなる。
l 等の研究によれば、速度の６〜８乗に比例することが
知られている。また、児島等の研究によればスロートか
らの蒸気流が互いに衝突すると平行に流れた場合に比べ
て騒音が大きくなることが知られている。
に蒸気流が矢印５として示されているように弁体の底部
中央部で蒸気流衝突が生じ、この衝突乱流により弁体が
振動騒音を発することになる。一方後者においては、弁
体の底部がカットされていることから弁体底部中央で蒸
気流の衝突は生じないものの、運転条件が異なる場合な
どには図６に矢印８で示すように弁体の底部下方に高速
の循環流を生じ、この循環流は主流と合流する際に大き
な角度θで合流するため主流が乱され、やはり騒音を発
生する恐れがあった。
の目的とするところは、プラントの運転条件が異なる場
合でも、弁体下流での流れをスムースな流れとして噴流
の衝突による騒音を防ぎ、また、流れが乱れることによ
る乱流渦の生成による騒音を防ぎ、これにより騒音低減
化を図ることが可能なこの種の蒸気加減弁を提供するに
ある。
を弁座の軸中心方向に進退させることにより弁体と弁座
によって形成されるスロート部の絞り量で蒸気流量を制
御する蒸気加減弁において、前記弁体の底面部に平坦面
を設けるとともに、弁体曲率半径Ｒ１と弁座曲率半径Ｒ
２をＲ１＝Ｒ２とし、前記弁体と前記弁座との接触点か
ら前記平坦面までの距離ｈ１と、弁称呼径ｄとの比が
０．０４＜ｈ１／ｄ＜０．０９となるようにし、かつ前
記平坦面の外周近傍に円周溝を設けるとともに、この円
周溝を溝の深さｈ２を０．０３＜ｈ２／ｄとなるように
形成して所期の目的を達成するようにしたものである。
であると、弁体の底面部に平坦な面を設けるとともに、
弁体の平坦な底面部の外周近傍に、円周状溝が設けられ
ていることから、この溝部により循環流の領域を小さく
するとともに、循環流は主流と合流する際に小さな角度
で合流することになり主流が乱されることはなくなり、
したがって弁部における騒音を低減することができるの
である。
発明を詳細に説明する。図１，図３および図５にはその
蒸気加減弁の要部が示されている。１が弁体であり、４
が弁座、３が弁棒である。弁体１の曲率半径Ｒ１と弁座
４の曲率半径Ｒ２がＲ１＜Ｒ２の関係にあるとコアンダ
効果により蒸気流５が弁体１に沿うように流れて弁下流
で噴流が衝突するような圧力比、弁リフトの条件の領域
が多くなり、このように弁下流で噴流が衝突するとこの
噴流衝突により噴流が平行に流れる場合よりも大きな騒
音が発生する。また、この形状では弁スロート部での流
速に起因する比較的大きな騒音を発生する原因となる。
ように、弁体１の底面部に平坦な面７が設けられ、そし
てこの平坦な面の外周近傍に、円周状溝９が設けられ
る。この円周状溝の形状としては、種々考えられるが、
その断面形状が略山形状あるいは半円状のものが最も良
好のようである。
径Ｒ１、弁座曲率半径Ｒ２がＲ１＝Ｒ２とするととも
に、弁体１・弁座４の接触点６からの距離ｈ１が弁称呼
径ｄに対して、０．０４＜ｈ１／ｄ＜０．０９となる位
置で、平坦面７とすると、図５に示すように弁周りの蒸
気流は弁座に沿ってスムースに流れ、弁下流での噴流の
衝突による蒸気流の乱れを防ぐことができる。
な位置で、弁体底面部を平坦面７とすると、スロート後
の流れが弁体１に付着する流れとなったり、弁体１に付
着する流れと弁座５に付着する流れとに非定常的に変化
するような不安定な流れとなる圧力比、弁リフトの領域
が大きくなる。また、０．０９＜ｈ１／ｄとするとスロ
ート部での流速が高くなり発生する流体騒音が大きくな
る要因となる。
ロートからの噴流は環状に噴出する環状噴流となる。こ
の環状噴流ではスロートより噴出した噴流によって囲ま
れた負圧域が存在する。この負圧領域内での流れには主
流とは逆に流れる逆流を伴う再循環流８が形成される。
ここで、図３に示すように弁体１の底面部の平坦面７に
円周状の溝部９を設けることで、弁体中心部からの流れ
を主流との合流前に減速させ、循環流８の逆流の流速を
抑え、再循環領域を小さくすることにより弁座に沿った
流れの乱れを低減することができ低騒音化に寄与する。
小さくするために０．０３＜ｈ２／ｄであることが望ま
しい。また、循環流８と主流１０とが合流する合流部１
１では循環流８と主流１０とがなす角度θは鋭角となり
循環流８と主流１０との合流はよりスムースになされ、
合流による乱流渦の生成は低減される。
の弁を対象として説明してきたが本発明の要旨が子弁を
持たない他の弁形式に採用されても同様の効果が得られ
ることは勿論である。
れた蒸気加減弁であると、弁体の底面部に円周状で、か
つ深さｈ２と弁称呼径ｄの比が０．０３＜ｈ２／ｄとな
るような溝部が設けられていることから、弁体と弁座に
より形成されるスロート部に於ける蒸気流の流速が低減
されるとともに、蒸気の流れパターンが弁体に沿うよう
な流れとはならず、弁体の下部でその流れが衝突するこ
とがなく、従来生じていた衝突による騒音を低減するこ
とができ、火力、原子力、コンバインドサイクル発電プ
ラントで使用される蒸気タービンの弁周りの蒸気流によ
り発生する流体騒音を低減させることができる。
ば、プラントの運転条件が異なる場合でも、弁体下流で
の流れをスムースな流れとして噴流の衝突による騒音を
防ぎ、また、流れが乱れることによる乱流渦の生成によ
る騒音を防ぎ、これにより騒音低減化を図ることが可能
なこの種の蒸気加減弁を得ることができる。
図である。
図である。
図である。
る。
…蒸気流、６…弁体−弁座の接触点、７…平坦面、８…
再循環流、９…溝部、１０…主流、１１…合流部。
Claims (2)
- 【請求項１】弁体を弁座の軸中心方向に進退させること
により弁体と弁座によって形成されるスロート部の絞り
量で蒸気流量を制御する蒸気加減弁において、 前記弁体の底面部に平坦面を設けるとともに、弁体曲率
半径Ｒ１と弁座曲率半径Ｒ２をＲ１＝Ｒ２とし、前記弁
体と前記弁座との接触点から前記平坦面までの距離ｈ１
と、弁称呼径ｄとの比が０．０４＜ｈ１／ｄ＜０．０９
となるようにし、かつ前記平坦面の外周近傍に円周溝を
設けるとともに、この円周溝を溝の深さｈ２を０．０３
＜ｈ２／ｄとなるように形成したことを特徴とする蒸気
加減弁。 - 【請求項２】前記円周溝は、その断面形状が略山形若し
くは半円状である請求項１記載の蒸気加減弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10325797A JP3512979B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 蒸気加減弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10325797A JP3512979B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 蒸気加減弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299910A JPH10299910A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3512979B2 true JP3512979B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=14349396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10325797A Expired - Lifetime JP3512979B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 蒸気加減弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3512979B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-04-21 JP JP10325797A patent/JP3512979B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10299910A (ja) | 1998-11-13 |
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