特許 7458168 蒸気弁及び蒸気タービン設備並びに蒸気弁の組立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-21

(45)【発行日】2024-03-29

(54)【発明の名称】蒸気弁及び蒸気タービン設備並びに蒸気弁の組立て方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/32 20060101AFI20240322BHJP

   F01D 17/10 20060101ALI20240322BHJP

【ＦＩ】

F16K1/32 B

F01D17/10 B

F01D17/10 C

F16K1/32 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019205978

(22)【出願日】2019-11-14

(65)【公開番号】P2021080931

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】畑 斉樹

(72)【発明者】

【氏名】馬場 弘之

(72)【発明者】

【氏名】園田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 文之

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１７６５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３０８９３０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１２－０２１５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０６８１６３０８（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０２７８８９５０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開平０９－００４７２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ １７／１０

Ｆ１６Ｋ １／００ － １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に沿って延在する弁棒と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュと、
を備え、
前記第１弁座の中心軸は、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置し、
開状態の前記第１弁体を閉弁方向に動かして前記第１弁体と第１弁座とが最初に接触する位置において、前記第１弁座の下端部で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触し、前記第１弁座の上端部で前記第１弁体と前記第１弁座との間に隙間が形成されるように構成された
蒸気弁。

【請求項2】

前記第１弁体を前記水平方向に沿って摺動可能に案内するための第２ブッシュをさらに備え、
前記第１弁体が前記第１弁座に着座した状態で、前記第１弁体の上端部と前記第２ブッシュの内周面との間に隙間が形成され、前記第１弁体の下端部と前記第２ブッシュの前記内周面とが接触する
請求項１に記載の蒸気弁。

【請求項3】

水平方向に沿って延在する弁棒と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュと、
を備え、
前記第１弁座の中心軸は、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置し、
開状態の前記第１弁体を閉弁方向に動かして前記第１弁体と第１弁座とが最初に接触する位置において、前記第１弁座の上端部で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触し、前記第１弁座の下端部で前記第１弁体と前記第１弁座との間に隙間が形成されるように構成された
蒸気弁。

【請求項4】

前記第１弁体を前記水平方向に沿って摺動可能に案内するための第２ブッシュをさらに備え、
前記第１弁体が前記第１弁座に着座した状態で、前記第１弁体の上端部と前記第２ブッシュの内周面との間に隙間が形成され、前記第１弁体の下端部と前記第２ブッシュの前記内周面とが接触する
請求項３に記載の蒸気弁。

【請求項5】

前記弁棒と前記第１弁体との間に設けられ、前記弁棒の軸方向に沿った付勢力を前記第１弁体に与えるように構成された付勢部を備え、
前記第１弁座の座面は、前記第１弁座の軸方向に対して、前記第１弁体の閉弁方向に向かって前記第１弁座の中心軸に近づくように傾斜している
請求項１乃至４の何れか一項に記載の蒸気弁。

【請求項6】

前記弁棒の先端側に設けられ、前記第１弁体の内壁面によって画定される前記第１弁体の内部空間に収容され、前記内壁面によって形成される第２弁座に着座可能な第２弁体を備え、
前記第１弁体は、前記第２弁体を介して、前記弁棒によって駆動されるように構成された
請求項１乃至５の何れか一項に記載の蒸気弁。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載の蒸気弁と、
前記蒸気弁の下流側に設けられる蒸気タービンと、
を備えることを特徴とする蒸気タービン設備。

【請求項8】

水平方向に沿って延在する弁棒と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュと、
前記第１弁座を有する弁ケーシングと、
前記弁棒が貫通するとともに、前記第１ブッシュが取り付けられるボンネットと、
を含む蒸気弁の組立て方法であって、
前記第１弁座の中心軸が、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、前記第１弁座に対する前記第１ブッシュの位置を調節するステップを備え、
前記調節するステップでは、前記第１弁座の中心軸が、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、前記弁ケーシングに対する前記ボンネットの位置を調節し、
前記ボンネットおよび前記弁ケーシングをインロー嵌合させるステップと、
前記ボンネットおよび前記弁ケーシングをインロー嵌合させた状態において、前記インロー嵌合のインロー隙間の範囲内で、前記ボンネットが前記弁ケーシングに接触する基準位置まで前記ボンネットを前記弁ケーシングに対して相対的に下方又は上方に動かすステップと、
前記インロー隙間の範囲内で、前記ボンネットの前記弁ケーシングに対する鉛直方向の相対位置を前記基準位置から規定量ずらすステップと、
を備える
蒸気弁の組立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蒸気弁及び蒸気タービン設備並びに蒸気弁の組立て方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービン設備等で用いられる蒸気弁として、水平方向に沿って弁体が駆動される蒸気弁が用いられることがある。

【0003】

例えば特許文献１には、弁体に連結される弁棒に水平方向の進退力を作用させることで、弁体が水平方向に駆動される水平弁（蒸気弁）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－２１５６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、水平方向に沿って駆動される蒸気弁の作動中、弁体の自重等により、弁体の中心軸が水平方向から傾斜するように弁体が傾くことがある。この場合、弁閉時に弁体が弁座に完全にはシートできず、シート漏れが生じる可能性がある。そこで、水平弁において、閉弁時におけるシート漏れを抑制することが望まれる。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、シート漏れを抑制可能な蒸気弁及び蒸気タービン設備並びに蒸気弁の組立て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】

【0007】

本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁は、
水平方向に沿って延在する弁棒と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュと、
を備え、
前記第１弁座の中心軸は、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置する。

【0008】

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る及び蒸気タービン設備は、
上述の構成を有する蒸気弁と、
前記蒸気弁の下流側に設けられる蒸気タービンと、
を備える。

【0009】

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る及び蒸気弁の組立て方法は、
水平方向に沿って延在する弁棒と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュと、
を含む蒸気弁の組立て方法であって、
前記第１弁座の中心軸が、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、前記第１弁座に対する前記第１ブッシュの位置を調節するステップを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、シート漏れを抑制可能な蒸気弁及び蒸気タービン設備並びに蒸気弁の組立て方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る蒸気タービン設備の概略構成図である。

【図2】一実施形態に係る蒸気弁の全体を示す概略構成図である。

【図3】一実施形態に係る蒸気弁の要部を示す構成図である。

【図4】一実施形態に係る蒸気弁の要部を示す構成図である。

【図5】一実施形態に係る蒸気弁の要部を示す構成図である。

【図6】一実施形態に係る蒸気弁のケーシングの概略図である。

【図7】一実施形態に係る蒸気弁のケーシングの概略的な部分断面図である。

【図8】一実施形態に係る蒸気弁の組立て方法を説明するための図である。

【図9】一実施形態に係る蒸気弁の組立て方法を説明するための図である。

【図10】一実施形態に係る蒸気弁の組立て方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0013】

なお、以下においては、幾つかの実施形態に係る蒸気弁が蒸気タービン設備に用いられる場合を一例として説明するが、幾つかの実施形態に係る蒸気弁は、蒸気タービン設備以外の用途に用いられるものであってもよい。

【0014】

（蒸気タービン設備の構成）
図１は、一実施形態に係る蒸気弁が適用される蒸気タービン設備の概略構成図である。図１に示すように、蒸気タービン設備１は、蒸気を生成するためのボイラ２と、ボイラ２からの蒸気の圧力を回転エネルギーに変換する蒸気タービン４と、蒸気タービン４の回転により駆動される発電機８と、を含む。

【0015】

図１に示す実施形態では、蒸気タービン４は、高圧蒸気タービン５と、中圧蒸気タービン６と、低圧蒸気タービン７と、を含み、高圧蒸気タービン５と中圧蒸気タービン６との間には、再熱器９が設けられる。高圧蒸気タービン５から排出された蒸気は、再熱器９により再加熱されて、中圧蒸気タービン６に供給されるようになっている。また、中圧蒸気タービン６から排出された蒸気は、低圧蒸気タービン７に供給されるようになっている。

【0016】

ボイラ２と高圧蒸気タービン５とは、主蒸気供給配管３を介して接続されており、主蒸気供給配管３には、止め弁１１及び加減弁１２が設けられている。止め弁１１を閉じることにより、ボイラ２から高圧蒸気タービン５に供給される蒸気の流れを遮断することが可能となっている。また、加減弁１２の開度を調節することにより、ボイラ２から高圧蒸気タービン５に供給される蒸気の流量を調節可能となっている。

【0017】

また、再熱器９と中圧蒸気タービン６とを接続する配管には止め弁１３及び加減弁１４が設けられており、これらの止め弁１３及び加減弁１４によって、中圧蒸気タービン６に供給される蒸気の流れを遮断し、あるいは蒸気の流量を調節することが可能となっている。

【0018】

幾つかの実施形態において、止め弁１１は以下に説明する蒸気弁２０である。幾つかの実施形態では、止め弁１３、加減弁１２、又は加減弁１４が以下に説明する蒸気弁２０であってもよい。

【0019】

（蒸気弁の構成）
次に、図２～図５を参照して、幾つかの実施形態に係る蒸気弁２０についてより詳細に説明する。

【0020】

図２は、幾つかの実施形態に係る蒸気弁の全体を示す概略構成図である。図２に示すように、幾つかの実施形態に係る蒸気弁２０は、水平方向に沿って延在する弁棒３０と、弁棒３０によって駆動されるように構成された第１弁体（主弁）４０と、第１弁体４０が着座するように構成された第１弁座（主弁弁座）４２と、を備えている。

【0021】

蒸気弁２０は、第１弁体４０の内壁面４１によって画定される内部空間４４に収容される第２弁体（子弁）６０を備えている。第２弁体６０は弁棒３０の先端側に設けられており、弁棒３０によって駆動されるようになっている。第１弁体４０は、第２弁体６０を介して弁棒３０によって駆動されるようになっている。第２弁体６０は、第１弁体４０の内壁面４１によって形成される第２弁座（子弁弁座）６２に着座可能になっている。

【0022】

蒸気弁２０は、第１弁体４０及び第２弁体６０を収容するケーシング２２を備えている。ケーシング２２は、弁ケーシング２４と、弁ケーシング２４に取付けられるボンネット２６とを含み、弁ケーシング２４及びボンネット２６によって、蒸気入口１７から蒸気出口１９につながる蒸気流路１８、及び、第１弁体４０及び第２弁体６０の収容空間が形成されている。弁ケーシング２４は、第１弁体４０が着座可能な第１弁座４２を有する。ボンネット２６は水平方向に沿って延びる貫通孔２８を有し、該貫通孔２８に弁棒３０が挿通されている。

【0023】

第１弁体４０には、第１弁体４０の内部空間４４と、蒸気入口１７側の蒸気流路１８とを連通させる通路４６が設けられている。ボンネット２６には、第１弁体４０の背面側空間５０と、蒸気入口１７側の蒸気流路１８とを連通させるバランス孔５２が設けられている。

【0024】

弁棒３０は、レバー３２を介してアクチュエータ３４（例えば油圧アクチュエータ）に接続されている。また、蒸気弁２０は、弁棒３０を介して第２弁体６０に閉弁方向の付勢力を与えるためのスプリング３６を備える。蒸気弁２０の閉状態においては、第１弁体４０及び第２弁体６０は、スプリング３６により、それぞれ、第１弁座４２及び第２弁座６２に向かって（閉弁方向に向かって）付勢されている。

【0025】

蒸気弁２０が開かれるとき、アクチュエータ３４を作動させて（例えば油圧アクチュエータの場合、油圧室に油を供給して）、レバー３２を介して、スプリング３６の付勢力と反対方向の駆動力が弁棒３０に対して与えられる。そして、アクチュエータ３４により弁棒３０に付与される駆動力がスプリング３６の付勢力に打ち勝つことにより、まず、弁棒３０とともに第２弁体６０が開弁方向（弁座から離れる方向）に移動して、第２弁体６０が第２弁座６２から離れる。その後、弁開閉方向に沿った向きにおいて互いに対向する弁棒３０の弁棒側当接面７２（図３参照）と第１弁体４０の主弁側当接面７３（図３参照）とが当接して、第１弁体４０が弁棒３０及び第２弁体６０とともに開弁方向に移動して、第１弁体４０が第１弁座４２から離れる。このようにして、蒸気弁２０が開弁状態となる。

【0026】

一方、蒸気弁２０が閉じられるとき、アクチュエータ３４を作動させて（例えば油圧アクチュエータの場合、油圧室から油を排出して）、アクチュエータ３４によりレバー３２を介して弁棒に与える開弁方向の駆動力を減少させる。そして、第１弁体４０及び第２弁体６０は、スプリング３６の付勢力により、第１弁座４２及び第２弁座６２に向かって移動し、着座する。このようにして、蒸気弁２０が閉弁状態となる。

【0027】

図３～図５は、それぞれ、一実施形態に係る蒸気弁２０の要部を示す構成図である。なお、図３～図５は、開状態の第１弁体４０を弁棒３０を介して閉弁方向に動かして、第１弁体４０と第１弁座４２とが最初に接触する位置にあるときを示す図である。なお、図３～図５において、通路４６及びバランス孔５２等（図２参照）の図示は省略されている。

【0028】

蒸気弁２０は、弁棒３０の外周側に位置し、弁棒３０を水平方向に沿って案内するための第１ブッシュ５６を含む。第１ブッシュ５６は、ボンネット２６に設けられている。第１ブッシュ５６は、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１が水平方向に沿うように設けられている。また、ボンネット２６には、弁棒３０の軸方向（弁開閉方向）の摺動を案内するためのスリーブ５８が設けられている。

【0029】

蒸気弁２０は、第１弁体４０の外周側に位置し、第１弁体４０を水平方向に沿って摺動可能に案内するための第２ブッシュ５４を含む。第２ブッシュ５４は、ボンネット２６に設けられている。第２ブッシュ５４は、第２ブッシュ５４の中心軸が水平方向に沿うように設けられている。第２ブッシュ５４は、第１弁体４０の外周面に対向する内周面５５を有する。

【0030】

また、第１弁座４２の座面は、第１弁座４２の軸方向（中心軸Ｌ２の方向）に対して、第１弁体４０の閉弁方向に向かって第１弁座４２の中心軸Ｌ２に近づくように傾斜している。

【0031】

幾つかの実施形態では、例えば図３～図５に示すように、蒸気弁２０において、第１弁座４２の中心軸Ｌ２は、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１に対して、鉛直方向において下方にずれて位置している。図３～図５において、第１弁座４２の中心軸Ｌ２に対する第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１の鉛直方向のずれ量（偏心量）をｄ１で示す。このずれ量ｄ１は、例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度であってもよい。

【0032】

水平方向に沿って駆動される蒸気弁の弁体は、該蒸気弁の作動中、自重等によって、弁棒を案内するブッシュの中心軸方向に対して傾斜することがある。このように弁体が傾斜すると、閉弁時において、弁体と弁座の間に隙間が生じ、該隙間からの流体漏れ（即ちシート漏れ）が生じる可能性がある。この点、上述の実施形態によれば、第１弁体４０が着座する第１弁座４２の中心軸Ｌ２を、弁棒３０を水平方向に沿って案内する第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１に対して下方にずらして位置させたので（即ち、第１弁座４２を第１ブッシュ５６に対して偏心させたので）、第１弁体４０が自重で傾斜しても確実に第１弁座４２に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0033】

上述のずれ量（偏心量）ｄ１は第１弁体４０及び弁棒３０の摺動部における径方向の間隙の大きさなどから、幾何学的に算出するようにしてもよい。また、蒸気タービン設備１の運転時における温度等の環境を考慮して、上述のずれ量ｄ１を決定するようにしてもよい。

【0034】

幾つかの実施形態では、例えば図３及び図４に示すように、第１弁体４０が第１弁座４２に着座した状態で、第１弁体４０の上端部４０ａと第２ブッシュ５４の内周面５５との間に隙間Ｇ１が形成され、第１弁体４０の下端部４０ｂと第２ブッシュ５４の内周面５５とが接触している。

【0035】

図３に示す例示的な実施形態では、第２ブッシュ５４の先端側端５４ａを含む軸方向範囲内にて、第１弁体４０の下端部４０ｂと第２ブッシュ５４の内周面５５とが接触し、軸方向における第２ブッシュ５４と第１弁体４０の摺動範囲全域にて、第１弁体４０の上端部４０ａと第２ブッシュ５４の内周面５５との間に隙間Ｇ１が形成されている。図４に示す例示的な実施形態では、第２ブッシュ５４の先端側端５４ａにて第１弁体４０の下端部４０ｂと第２ブッシュ５４の内周面と５５が接触し、軸方向における第２ブッシュ５４と第１弁体４０の摺動範囲全域にて、第１弁体４０の上端部４０ａと第２ブッシュ５４の内周面５５との間に隙間Ｇ１が形成されている。なお、上述の「軸方向」とは、第１ブッシュ５６の軸方向である。

【0036】

水平方向に沿って駆動される蒸気弁２０では、例えば図３や図４に示すように、第１弁体４０が第１弁座４２に着座した状態で、第１弁体４０の上端部４０ａと、第１弁体４０を水平方向に沿って案内する第２ブッシュ５４の内周面５５との間に隙間Ｇ１が形成され、第１弁体４０の下端部４０ｂと第２ブッシュ５４の内周面５５とが接触する状態となり得る。この点、上述の実施形態によれば、このような特徴を有する蒸気弁２０において、第１弁座４２の中心軸Ｌ２を、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１に対して下方にずらして位置させたので（即ち、第１弁座４２を第１ブッシュ５６に対して下方に偏心させたので）、第１弁体４０が自重で傾斜しても確実に第１弁座４２に着座しやすくなり、後述するように閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0037】

幾つかの実施形態では、例えば図３に示すように、蒸気弁２０は、開状態の第１弁体４０を閉弁方向に動かして第１弁体４０と第１弁座４２とが最初に接触する位置において、第１弁座４２の上端部４２ａ及び下端部４２ｂの両方で、第１弁体４０と第１弁座４２とが接触するように構成される。

【0038】

水平方向に沿って駆動される蒸気弁２０において、第１弁体４０を閉弁方向に動かして第１弁体４０と第１弁座４２とが最初に接触する位置では、第１弁体４０は、通常、自重等によって、弁棒を案内するブッシュの中心軸方向に対して傾斜する。この点、上述の実施形態によれば、第１弁体４０の上述の位置において、第１弁座４２の上端部４２ａ及び下端部４２ｂの両方で第１弁体４０と第１弁座４２とが接触するようにしたので、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0039】

幾つかの実施形態では、例えば図４に示すように、蒸気弁２０は、開状態の第１弁体４０を閉弁方向に動かして第１弁体４０と第１弁座４２とが最初に接触する位置において、第１弁座４２の下端部４２ｂで第１弁体４０と第１弁座４２とが接触し、第１弁座４２の上端部４２ａで第１弁体４０と第１弁座４２との間に隙間Ｇ２が形成されるように構成される。

【0040】

上述の実施形態では、第１弁体４０の上述の位置において、第１弁座４２の下端部４２ｂで第１弁体４０と第１弁座４２とが接触し、第１弁座４２の上端部４２ａで第１弁体４０と第１弁座４２との間に隙間Ｇ２が形成されるので、後述するように第１弁体４０の閉弁時に、第１弁体４０の前後の蒸気の圧力差によって、第１弁体４０が第１弁座４２に対して上方にずれて調芯されやすい。

【0041】

すなわち、蒸気タービン設備１の運転中、第１弁体４０（蒸気弁２０）の上流側（蒸気入口１７側）の空間は、第１弁体４０（蒸気弁２０）の下流側（蒸気出口１９側）の空間に比べて圧力が高い。このため、第１弁体４０が第１弁座４２に着座するとき、第１弁体４０には、第１弁体４０の上流側空間と下流側空間との圧力差により、閉弁方向の力が作用する。そして、第１弁座４２の座面が第１弁座４２の中心軸Ｌ２に対して傾斜しているため、閉弁方向の力が第１弁体４０に作用したとき、該力の第１弁座４２の座面に平行な成分によって、第１弁体４０が第１弁座４２に対して上方に移動して調芯される。

【0042】

したがって、上述の実施形態によれば、このように第１弁体４０が調芯されることで、閉弁時において第１弁座４２の上端部４２ａ及び下端部４２ｂの両方で第１弁体４０と第１弁座４２とが接触しやすくなり、これにより、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0043】

幾つかの実施形態では、例えば図５に示すように、蒸気弁２０は、開状態の第１弁体４０を閉弁方向に動かして第１弁体４０と第１弁座４２とが最初に接触する位置において、第１弁座４２の上端部４２ａで第１弁体４０と第１弁座４２とが接触し、第１弁座４２の下端部４２ｂで第１弁体４０と第１弁座４２との間に隙間Ｇ３が形成されるように構成される。

【0044】

上述の実施形態によれば、第１弁体４０の上述の位置において、第１弁座４２の上端部４２ａで第１弁体４０と第１弁座４２とが接触し、第１弁座４２の下端部４２ｂで第１弁体４０と第１弁座４２との間に隙間Ｇ３が形成されるようにしたので、後述するように閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0045】

図３～図５に示すように、蒸気弁２０は、弁棒３０と第１弁体４０との間に設けられる付勢部６６をさらに備えていてもよい。付勢部６６は、弁棒３０の軸方向に沿った付勢力を第１弁体４０に与えるように構成される。

【0046】

図３～図５に示す例示的な実施形態では、弁棒３０の先端部において弁棒３０の軸方向に延在する弁棒穴６４が、弁棒３０の先端面（不図示）に開口するように設けられており、該弁棒穴６４の内部に付勢部６６としてのばねが設けられている。したがって、付勢部６６による付勢力は、第２弁体６０を介して第１弁体４０に伝達される。また、弁棒３０からの駆動力は、付勢部６６を介して第２弁体６０及び第１弁体４０に伝達される。

【0047】

上述の実施形態によれば、弁棒３０の軸方向に沿った付勢力を第１弁体４０に与える付勢部６６を設けるとともに、第１弁座４２の座面を第１弁座４２の中心軸Ｌ２に対して傾斜させているので、蒸気弁２０の動作時に上述の付勢力が第１弁体４０に作用したとき、該付勢力の第１弁座４２の座面に平行な成分によって、第１弁体４０が第１弁座に対して調芯されやすい。したがって、閉弁時において第１弁座４２の上端部４２ａ及び下端部４２ｂの両方で第１弁体４０と第１弁座４２とが接触しやすくなり、これにより、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0048】

（蒸気弁の組立て方法）
次に、図６～図１０を参照して、上述した蒸気弁２０の組立て方法について説明する。

【0049】

図６は、幾つかの実施形態に係る蒸気弁２０のケーシング２２を、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１及び第１弁座４２の中心軸Ｌ２の方向から視た概略図であり、図７は、幾つかの実施形態に係る蒸気弁２０のケーシング２２の概略的な部分断面図である。

【0050】

幾つかの実施形態では、蒸気弁２０の組立て方法は、第１弁座４２の中心軸Ｌ２が、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、第１弁座４２に対する第１ブッシュ５６の位置を調節するステップを備える。

【0051】

上述の組立て方法についてより具体的に説明する。幾つかの実施形態に係る蒸気弁２０の組立て方法は、弁ケーシング２４にボンネット２６を設置する工程を含み、この工程において、第１弁座４２に対する第１ブッシュ５６の位置を調節する。すなわち、この工程において、第１弁座４２の中心軸Ｌ２が、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、弁ケーシング２４に対するボンネット２６の位置を調節する。

【0052】

なお、弁ケーシング２４にボンネット２６を設置する前に、予め、弁ケーシング２４に第１弁座４２を設置するとともに、ボンネット２６に弁棒３０、第１弁体４０、第２弁体６０及び第１ブッシュ５６等を組み込んでおく。このとき、蒸気弁２０の組立て後におけるずれ量ｄ１（第１弁座４２の中心軸Ｌ２に対する第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１の鉛直方向のずれ量（偏心量）ｄ１）を見込んで、第１弁座４２を弁ケーシング２４に設置しておく。

【0053】

鉛直方向における弁ケーシング２４に対するボンネット２６の位置調節は、ジャッキボルトを用いて行ってもよい。図６及び図７に示す実施形態では、弁ケーシング２４の上部に上側ジャッキボルト７０Ａが設置され、弁ケーシング２４の下部に下側ジャッキボルト７０Ｂが設置されている。

【0054】

また、図７に示すように、弁ケーシング２４とボンネット２６との接触面には、インロー嵌合部７４が設けられている。ここで、図８～図１０は、一実施形態に係る蒸気弁２０の組立て方法を説明するための図であり、インロー嵌合部７４を示す図である。図７及び図８に示すように、弁ケーシング２４には円周状に延在する凹部２５が設けられているとともに、ボンネット２６には、円周状に延在し、凹部２５に嵌合可能な凸部２７が設けられている。

【0055】

幾つかの実施形態では、弁ケーシング２４にボンネット２６を設置する工程において、まず、ボンネット２６及び弁ケーシング２４をインロー嵌合させる。すなわち、弁ケーシング２４に設けられた凹部２５と、ボンネット２６に設けられた凸部２７とを嵌合させる。この状態では、図８に示すように、インロー嵌合部７４において、凹部２５の側壁面２５ａと、凸部２７の側壁面２７ａとの間に、鉛直方向において若干の隙間が存在する。

【0056】

次に、ボンネット２６および弁ケーシング２４をインロー嵌合させた状態において、インロー嵌合部７４のインロー隙間（鉛直方向の隙間）の範囲内で、ボンネット２６が弁ケーシング２４に接触する基準位置までボンネット２６を弁ケーシング２４に対して相対的に下方又は上方に動かす。ここでは、ボンネット２６を弁ケーシング２４に対して下方に動かす場合について説明する。

【0057】

図６及び図７に示す実施形態の場合、上側ジャッキボルト７０Ａを適切にねじ込むことにより、上述の基準位置まで、ボンネット２６を弁ケーシング２４に対して下方に動かす。図９は、基準位置におけるボンネット２６及び弁ケーシング２４を示す図である。基準位置においては、インロー嵌合部７４の下側部７４Ｂでは凹部２５の側壁面２５ａと凸部２７の側壁面２７ａとが接触している。なお、この時、インロー嵌合部７４の上側部７４Ａでは、凹部２５の側壁面２５ａと凸部２７の側壁面２７ａとの間に隙間が存在する。

【0058】

次に、インロー隙間の範囲内で、ボンネット２６の弁ケーシング２４に対する鉛直方向の相対位置を基準位置（図９参照）から規定量ずらす。図６及び図７に示す実施形態の場合、下側ジャッキボルト７０Ｂのねじ込み量を適切に調節することで、ボンネット２６を弁ケーシング２４に対して、上方に規定量ｈ１（図１０）だけずらす。この規定量ｈ１は、予め設定されたずれ量ｄ１に対応して決まる量である。

【0059】

この結果、図１０に示すように、弁ケーシング２４に対するボンネット２６の鉛直方向における位置を精度良く調節することができる。したがって、第１ブッシュ５６の中心軸Ｌ１に対する第１弁座４２の中心軸Ｌ２に対する鉛直方向のずれ量ｄ１（偏心量）を所望の値に精度良く調整することができる。

【0060】

組立て後の蒸気弁２０における第１弁体４０のシート性は、例えば以下のようにして確認できる。蒸気タービン設備１の運転中における蒸気弁２０の構成部材の熱伸びを考慮して、ずれ量（偏心量）ｄ１を決定する。そして、決定したずれ量ｄ１とした場合に、コールド時（温度が低く熱伸びがほとんどない状態）において第１弁体４０の第１弁座４２に対するシート状態がどのようになるか（例えば、第１弁座４２の上端部４２ａ及び下端部４２ｂにて第１弁座４２と第１弁体４０とが接触するか否か）を予測する。そして、蒸気弁２０を組み立てた状態で、第１弁体４０を閉弁方向に動かし、第１弁体４０と第１弁座４２とが最初に接触する位置において、予測どおりのシート性になっているか否かを確認する。このようにして、組立て後の蒸気弁２０における第１弁座４２のシート性を確認することができる。

【0061】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0062】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁（２０）は、
水平方向に沿って延在する弁棒（３０）と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体（４０）と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座（４２）と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュ（５６）と、
を備え、
前記第１弁座の中心軸（Ｌ２）は、前記第１ブッシュの中心軸（Ｌ１）に対して、鉛直方向において下方にずれて位置する。

【0063】

水平方向に沿って駆動される蒸気弁の弁体は、該蒸気弁の作動中、自重等によって、弁棒を案内するブッシュの中心軸方向に対して傾斜することがある。このように弁体が傾斜すると、閉弁時におけるシート漏れが生じる可能性がある。この点、上記（１）の構成によれば、第１弁体が着座する第１弁座の中心軸を、弁棒を水平方向に沿って案内する第１ブッシュの中心軸に対して下方にずらして位置させたので、第１弁体が自重で傾斜しても確実に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0064】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記蒸気弁は、
前記第１弁体を前記水平方向に沿って摺動可能に案内するための第２ブッシュ（５４）をさらに備え、
前記第１弁体が前記第１弁座に着座した状態で、前記第１弁体の上端部（４０ａ）と前記第２ブッシュの内周面（５５）との間に隙間（Ｇ１）が形成され、前記第１弁体の下端部（４０ｂ）と前記第２ブッシュの前記内周面とが接触する。

【0065】

水平方向に沿って駆動される蒸気弁では、第１弁体が第１弁座に着座した状態で、第１弁体の上端部と、第１弁体を水平方向に沿って案内する第２ブッシュの内周面との間に隙間が形成され、第１弁体の下端部と第２ブッシュの内周面とが接触する状態となり得る。この点、上記（２）の構成によれば、このような特徴を有する蒸気弁において、上記（１）で述べたように、第１弁体が自重で傾斜しても確実に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0066】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記蒸気弁は、
開状態の前記第１弁体を閉弁方向に動かして前記第１弁体と第１弁座とが最初に接触する位置において、前記第１弁座の上端部（４２ａ）及び下端部（４２ｂ）の両方で、前記第１弁体と前記第１弁座とが接触するように構成される。

【0067】

水平方向に沿って駆動される蒸気弁において、第１弁体を閉弁方向に動かして第１弁体と第１弁座とが最初に接触する位置では、第１弁体は、通常、自重等によって、弁棒を案内するブッシュの中心軸方向に対して傾斜する。上記（３）の構成によれば、第１弁体の上述の位置において、第１弁座の上端部及び下端部の両方で第１弁体と第１弁座とが接触するようにしたので、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0068】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記蒸気弁は、
開状態の前記第１弁体を閉弁方向に動かして前記第１弁体と第１弁座とが最初に接触する位置において、前記第１弁座の下端部で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触し、前記第１弁座の上端部で前記第１弁体と前記第１弁座との間に隙間（Ｇ２）が形成されるように構成される。

【0069】

上記（４）の構成によれば、第１弁体の上述の位置において、第１弁座の下端部で第１弁体と第１弁座とが接触し、第１弁座の上端部で第１弁体と第１弁座との間に隙間が形成されるので、第１弁体の閉弁時に、第１弁体の前後の圧力差によって、第１弁体が第１弁座に対して上方にずれて調芯されやすい。すなわち、蒸気の圧力により第１弁体が上方に押し上げられ、第１弁体と第１弁座が上端部側でも接触し（すなわち隙間（Ｇ２）がゼロになり）、従って第１弁体は第１弁座の上端部及び下端部にて着座しやすい。したがって、閉弁時において第１弁座の上端部及び下端部の両方で第１弁体と第１弁座とが接触しやすくなり、これにより、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0070】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記蒸気弁は、
開状態の前記第１弁体を閉弁方向に動かして前記第１弁体と第１弁座とが最初に接触する位置において、前記第１弁座の上端部で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触し、前記第１弁座の下端部で前記第１弁体と前記第１弁座との間に隙間（Ｇ３）が形成されるように構成される。

【0071】

上記（５）の構成によれば、第１弁体の上述の位置において、第１弁座の上端部で第１弁体と第１弁座とが接触し、第１弁座の下端部で第１弁体と第１弁座との間に隙間が形成されるようにしたので、第１弁体の閉弁時に、第１弁体の前後の圧力差によって、第１弁体が第１弁座に対して下方にずれて調芯されやすい。すなわち、蒸気の圧力により、第１弁体が下方に押し下げられ、第１弁体と第１弁座が下端部側でも接触し（すなわち隙間（Ｇ３）がゼロになり）、したがって第１弁体は第１弁座の上端部及び下端部にて着座しやすい。したがって、閉弁時において第１弁座の上端部及び下端部の両方で第１弁体と第１弁座とが接触しやすくなり、これにより、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0072】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記蒸気弁は、
前記弁棒と前記第１弁体との間に設けられ、前記弁棒の軸方向に沿った付勢力を前記第１弁体に与えるように構成された付勢部（６６）を備え、
前記第１弁座の座面は、前記第１弁座の軸方向に対して、前記第１弁体の閉弁方向に向かって前記第１弁座の中心軸に近づくように傾斜している。

【0073】

上記（６）の構成によれば、弁棒の軸方向に沿った付勢力を第１弁体に与える付勢部を設けるとともに、第１弁座の座面を第１弁座の中心軸に対して傾斜させたので、蒸気弁の動作時に付勢力が第１弁体に作用したとき、該付勢力の第１弁座の座面に平行な成分によって、第１弁体が調芯されやすい。したがって、閉弁時において第１弁座の上端部及び下端部の両方で第１弁体と第１弁座とが接触しやすくなり、これにより、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0074】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記蒸気弁は、
前記弁棒の先端側に設けられ、前記第１弁体の内壁面（４２）によって画定される前記第１弁体の内部空間（４４）に収容され、前記内壁面によって形成される第２弁座（６２）に着座可能な第２弁体（６０）を備え、
前記第１弁体は、前記第２弁体を介して、前記弁棒によって駆動されるように構成される。

【0075】

上記（７）の構成によれば、第１弁体、及び、第１弁体（主弁）の内部空間に収容される第２弁体（子弁）を備え、第１弁体が第２弁体を介して駆動される上述の構成の蒸気弁において、第１弁体が着座する第１弁座の中心軸を、弁棒を水平方向に沿って案内する第１ブッシュの中心軸に対して下方にずらして配置する。したがって、第１弁体が自重で傾斜しても確実に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0076】

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気タービン設備は、
上記（１）乃至（７）の何れか一項に記載の蒸気弁と、
前記蒸気弁の下流側に設けられる蒸気タービン（４）と、
を備える。

【0077】

上記（８）の構成によれば、蒸気タービン設備の蒸気弁において、第１弁体が着座する第１弁座の中心軸を、弁棒を水平方向に沿って案内する第１ブッシュの中心軸に対して下方にずらしたので、第１弁体が自重で傾斜しても確実に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0078】

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁の組立て方法は、
水平方向に沿って延在する弁棒（３０）と、
前記弁棒によって駆動されるように構成された第１弁体（４０）と、
前記第１弁体が着座するように構成された第１弁座（４２）と、
前記弁棒の外周側に位置し、前記弁棒を前記水平方向に沿って案内するための第１ブッシュ（５６）と、
を含む蒸気弁の組立て方法であって、
前記第１弁座の中心軸（Ｌ２）が、前記第１ブッシュの中心軸（Ｌ１）に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、前記第１弁座に対する前記第１ブッシュの位置を調節するステップを備える。

【0079】

上記（９）の方法によれば、第１弁体が着座する第１弁座の中心軸が、弁棒を水平方向に沿って案内する第１ブッシュの中心軸に対して下方にずれて位置するように、第１弁座委に対する第１ブッシュの位置を調節するようにしたので、組立てた蒸気弁において、第１弁体が自重で傾斜しても確実に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0080】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の方法において、
前記蒸気弁は、
前記第１弁座を有する弁ケーシング（２４）と、
前記弁棒が貫通するとともに、前記第１ブッシュが取り付けられるボンネット（２６）と、を含み、
前記調節するステップでは、前記第１弁座の中心軸が、前記第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、前記弁ケーシングに対する前記ボンネットの位置を調節する。

【0081】

上記（１０）の方法によれば、前記第１弁座の中心軸が、第１ブッシュの中心軸に対して、鉛直方向において下方にずれて位置するように、第１弁座を有する弁ケーシングに対する第１ブッシュが取り付けられるボンネットの位置を調節する。したがって、組立てた蒸気弁において、第１弁体が自重で傾斜しても確実に着座しやすくなり、閉弁時におけるシート漏れを効果的に抑制することができる。

【0082】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法において、
前記ボンネットおよび前記弁ケーシングをインロー嵌合させるステップと、
前記ボンネットおよび前記弁ケーシングをインロー嵌合させた状態において、前記インロー嵌合（例えばインロー嵌合部７４）のインロー隙間の範囲内で、前記ボンネットが前記弁ケーシングに接触する基準位置まで前記ボンネットを前記弁ケーシングに対して相対的に下方又は上方に動かすステップと、
前記インロー隙間の範囲内で、前記ボンネットの前記弁ケーシングに対する鉛直方向の相対位置を前記基準位置から規定量（ｈ１）ずらすステップと、
を備える。

【0083】

上記（１１）の構成によれば、ボンネット及び弁ケーシングをインロー嵌合させた状態で、ボンネットが弁ケーシングに接触する基準位置までボンネットを弁ケーシングに対して動かしてから、ボンネットの弁ケーシングに対する鉛直方向の相対位置を基準位置から規定量ずらすようにしたので、鉛直方向におけるボンネットの弁ケーシングに対する位置を精度良く調節可能である。したがって、第１ブッシュの中心軸に対する第１弁座の中心軸に対する鉛直方向のずれ量（偏心量）を所望の値に調整しやすい。

【0084】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0085】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0086】

１ 蒸気タービン設備
２ ボイラ
３ 主蒸気供給配管
４ 蒸気タービン
５ 高圧蒸気タービン
６ 中圧蒸気タービン
７ 低圧蒸気タービン
８ 発電機
９ 再熱器
１１ 止め弁
１２ 加減弁
１３ 止め弁
１４ 加減弁
１７ 蒸気入口
１８ 蒸気流路
１９ 蒸気出口
２０ 蒸気弁
２２ ケーシング
２４ 弁ケーシング
２５ 凹部
２５ａ 側壁面
２６ ボンネット
２７ 凸部
２７ａ 側壁面
２８ 貫通孔
３０ 弁棒
３２ レバー
３４ アクチュエータ
３６ スプリング
４０ 第１弁体
４０ａ 上端部
４０ｂ 下端部
４１ 内壁面
４２ 第１弁座
４２ａ 上端部
４２ｂ 下端部
４４ 内部空間
４６ 通路
５０ 背面側空間
５２ バランス孔
５４ 第２ブッシュ
５４ａ 先端側端
５５ 内周面
５６ 第１ブッシュ
５８ スリーブ
６０ 第２弁体
６２ 第２弁座
６４ 弁棒穴
６６ 付勢部
７０Ａ 上側ジャッキボルト
７０Ｂ 下側ジャッキボルト
７２ 弁棒側当接面
７３ 主弁側当接面
７４ インロー嵌合部
７４Ａ 上側部
７４Ｂ 下側部
Ｇ１ 隙間
Ｇ２ 隙間
Ｇ３ 隙間
Ｌ１ 中心軸
Ｌ２ 中心軸
ｄ１ ずれ量
ｈ１ 規定量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】