JPS6143590B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は振動の発生原因を除去したバルブ装置
に関する。

たとえば発電所等で使用される蒸気タービン装
置は、ボイラーで発生した蒸気をバルブ装置を介
してタービンに供給し、バルブ装置によつて出
力、流量等を制御するようにしている。上記バル
ブ装置としては第１図に示すような主弁と副弁と
からなるものが一般に使用されている。すなわち
第１図において１は主弁座、２はこの主弁座１の
軸心線Ｃ方向に進退動作する中空な主弁体、３は
この主弁体２内に形成された副弁座、４は上記主
弁体２内において前記軸心線Ｃ方向に進退動作す
る副弁体である。この副弁体４は弁棒５の下端に
一体形成されている。そこで主弁体２が主弁座１
に接合し、かつ副弁体４が副弁座３に接合してい
る。第１図の状態では流路が遮断されているが、
弁棒４を上昇していくと先ず副弁体４が副弁座３
から離れ、この副弁体４と副弁座３との間に流路
が形成される。したがつて蒸気は副弁体４の上流
側より副弁体４と副弁座３との間を通して下流側
へ流れ、主弁体２内の最下流の開口端より主弁座
１内へ流入する。そしてさらに弁棒５を上昇する
と、第２図の如く副弁体４が主弁体２を引上げる
ようになり、主弁体２が主弁座１から離れ、この
主弁体２と主弁座１との間に流路が形成されて、
主弁体２の上流側の圧力P₁と下流側の圧力P₂との
圧力差により上記流路を通して蒸気が流下する。

ところで従来のこの種のバルブ装置にあつて
は、弁開度が小さい場合、上流側圧力P₁と下流側
圧力P₂との比P₂／P₁が比較的小さいときは第２図
中破線矢印で示すような軸対称の流型が形成さ
れるが、P₂／P₁が大きくなるにつれて第２図中実
線矢印で示す非対称の流型に移向する。そこで
弁開度P₂／P₁との関係は第３図の如くなり、流型
から流型に移向する際に不安定領域が存在す
る。したがつて同図中に示す運転曲線は上記不安
定領域を必ず通過することになり、この不安定領
域通過時に主弁体２には大きな圧力変動による力
が作用する。この変動力は弁体２，４に振動を与
え、騒音発生の原因となり、バルブ装置全体に損
傷を与える要因ともなるのである。そこで従来で
はバルブ装置各所の損傷を防止するため損傷を受
けない高価な材料を使用しなければならず、また
このような材料を使用しても騒音を防止すること
はできなかつた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは簡単な構成により弁開度が
比較的小さい領域における振動を除去し、高価な
材料を使用することなく各所の損傷を防止するこ
とができるバルブ装置を提供することにある。

以下本発明の詳細を第４図に示す実施例にもと
づいて説明する。第４図において１１は主弁座、
１２はこの主弁座１１の軸心線Ｃ方向に進退動作
する中空な主弁体、１３はこの主弁体１２内に形
成された副弁座、１４は上記主弁体１２内におい
て前記軸心線Ｃ方向に進退動作する副弁体であ
る。この副弁体１４は弁棒１５の下端に一体形成
されている。

しかして前記副弁体１４及び副弁座１３の各接
合部１４ａ，１３ａにおける縦断面上の曲率半径
R₁及びR₂の関係はR₁＜R₂となつている。また主
弁体１２内における副弁座１３から最下流の開口
端に至る流路１２ａは、副弁座１３から下流に向
つて漸次大径になつている。さらに主弁体１２内
に最下流の開口端１２ｂの断面形状は丸みがつけ
てなく、鋭いエツジ状に形成されている。

このような構成であると、主弁体２を主弁座１
に接合させた状態で弁棒１５を上昇していくこと
により副弁体１４が副弁座１３から離れ、副弁体
１４と副弁座１３との間に流路が形成される。こ
のとき副弁体１４と副弁座１３との間を通過する
蒸気流は副弁体１４に沿わず、曲率半径の大きい
副弁座１３に沿つて流下する。これはフオワンダ
ー効果として知られる現象である。また主弁体１
２内の流路１２ａは下流に向つて漸次大径になつ
ているので、この流路１２ａに沿つて流下した蒸
気流は開口端１２ｂを離れて外方向へ拡散し、主
弁座１１の内周面に沿うようになる。なお上記開
口端１２ｂの断面形状は鋭いエツジ状に形成され
ているために、蒸気流はこの開口端１２ｂをスム
ーズに離れることができる。そしてさらに弁棒１
５を上昇していくと主弁体１２が副弁体１４によ
つて引き上げられ、主弁体１２と主弁座１１との
間に形成された流路を通して主弁体１２の上流側
の蒸気が下流側へ流下する。このとき主弁座１１
に沿つて流下する蒸気流は主弁体１２内の流路１
２ａを通つて流下した蒸気流によつて内側より押
されるので、両蒸気流が主弁座１１の内周面で合
流し、この内周面に沿つて流下するようになる。

したがつて、第４図に示すバルブ装置によれば
主弁座１１を通過した蒸気流は副弁からの少量の
蒸気流によつて強制的に軸対称をなす流れとな
り、従来装置のように流型が変化することはな
い。したがつて弁開度が比較的小さい領域におい
ても第３図に示すような不安定領域は存在せず弁
体１２，１４の振動は確実に防止され、高価な材
料を使用しなくとも各所の損傷を防止することが
でき、騒音を防止することができる。

なお、副弁体１４及び副弁座１３の各接合部１
４ａ，１３ａにおける縦断面上の曲率半型R₁及
びR₂の関係はR₁＜R₂であればよいが、特にR₁＜
Ｒ_２／２とすることにより効果を高めることができ る。

以上詳述したように本発明によれば副弁体、副
弁座及び主弁体内における副弁座から下流側の形
状に改良を加えただけの極めて簡単な構成によ
り、弁開度が比較的小さい領域における振動を除
去することができ、騒音や各所の損傷を防止する
ことができる安価なバルブ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例を示す縦断面図、第
３図は流型を示す図、第４図は本発明の一実施例
を示す縦断面図である。 １，１１……主弁座、２，１２……主弁体、
３，１３……副弁座、４，１４……副弁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主弁座と、この主弁座の軸心線方向に進退動
   作する中空な主弁体と、この主弁体内に形成され
   た副弁座と、上記主弁体内において主弁座の軸心
   線方向に進退動作する副弁体とを具備し、上記副
   弁体及び副弁座の各接合部における縦断面上の曲
   率半径R₁及びR₂の関係をR₁＜R₂にするととも
   に、主弁体内の流路を副弁座から下流に向つて漸
   次大径にしたことを特徴とするバルブ装置。 ２ 前記主弁体内の最下流の開口端断面形状をエ
   ツジ状に形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のバルブ装置。