蒸氣閥以及蒸氣輪機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒸氣閥以及蒸氣輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸氣輪機(jī)用于機(jī)械驅(qū)動用等領(lǐng)域，且具備具有被支承為能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的渦輪主體。轉(zhuǎn)子通過向渦輪主體供給作為工作流體的蒸氣而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在蒸氣輪機(jī)的蒸氣流路中流通有向渦輪主體供給的蒸氣、從渦輪主體抽出的蒸氣。在蒸氣流路上設(shè)置有蒸氣閥。通過調(diào)節(jié)該蒸氣閥的開度，能夠調(diào)節(jié)向渦輪主體供給的蒸氣的流量。
[0003]作為這樣的蒸氣閥，一般使用例如專利文獻(xiàn)1所示那樣的、通過閥桿與襯套、套筒與閥體滑動從而控制蒸氣流量的結(jié)構(gòu)。這里，對于這樣的蒸氣閥，以提高滑動部的耐磨損性為目的，提出了在構(gòu)成滑動部的基體材料的表面形成由與基體材料相同的成分元素的氧化物構(gòu)成的氧化膜的方案。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-190478號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]然而，即使像上述專利文獻(xiàn)1那樣構(gòu)成氧化膜，也難以長期維持耐磨損性。因此，在一旦氧化膜產(chǎn)生了損耗的情況下，腐蝕(銹的形成)從該損耗部位發(fā)展。在形成了這樣的銹的情況下，存在滑動部固著，設(shè)備的動作產(chǎn)生問題的可能性。
[0009]并且，在對金屬構(gòu)件實(shí)施了包含氧化膜形成的表面處理的情況下，一般來說硬度會增加，因此存在使與該構(gòu)件滑動接觸的構(gòu)件磨損的可能性。此外，在實(shí)施了表面處理的構(gòu)件產(chǎn)生了損傷的情況下，需要更換構(gòu)件整體，因此可以預(yù)料維護(hù)成本上升。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠長期使用并且提高了維護(hù)性的蒸氣閥。
[0011]用于解決課題的方案
[0012]本發(fā)明為了解決上述課題，采用以下的方案。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)方式的蒸氣閥具備:閥主體，其在蒸氣流路上具有閥座；閥桿，其通過與該閥座接觸從而關(guān)閉蒸氣流路，并且通過從閥座移動從而打開蒸氣流路；以及引導(dǎo)部，其將該閥桿引導(dǎo)為能夠沿該閥桿的移動方向滑動，該引導(dǎo)部具有:引導(dǎo)主體，其從其徑向外側(cè)包圍閥桿；以及引導(dǎo)襯套，其以能夠裝卸的方式固定在該引導(dǎo)主體的內(nèi)側(cè)并且內(nèi)表面與所述閥桿的外周面滑動接觸，且所述引導(dǎo)襯套由具有耐蝕性的材料形成。
[0014]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于引導(dǎo)襯套由具有耐蝕性的金屬形成，并且以能夠裝卸的方式固定于引導(dǎo)主體，因此能夠不發(fā)生腐蝕地長期使用。此外，在需要更換引導(dǎo)襯套時(shí)，通過從引導(dǎo)主體取下，便能夠容易與新的引導(dǎo)襯套更換。
[0015]并且，在本發(fā)明的另一方式的蒸氣閥中，引導(dǎo)襯套可以由硬度比形成閥桿的材料低的材料形成。
[0016]若采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠抑制引導(dǎo)襯套對閥桿造成損傷。
[0017]而且，在本發(fā)明的另一方式的蒸氣閥中，引導(dǎo)襯套可以由黃銅形成。
[0018]若采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過黃銅所具有的耐蝕性，能夠抑制引導(dǎo)襯套上產(chǎn)生的腐蝕。
[0019]并且，本發(fā)明的另一方式的蒸氣閥可以采用如下的結(jié)構(gòu)，S卩，所述蒸氣閥還具備蒸氣閥彈簧，所述蒸氣閥彈簧沿著所述移動方向延伸，一端固定在所述閥桿上并且另一端與所述引導(dǎo)主體抵接，從而對所述閥桿向使其與所述閥座接觸的方向施力，所述引導(dǎo)主體由具有比所述引導(dǎo)襯套高的剛性模量的金屬形成。
[0020]若采用這樣的結(jié)構(gòu)，具有高剛性模量的引導(dǎo)主體能夠承受蒸氣閥彈簧的彈力。這里，一般在通過耐蝕性高并且剛性模量低的黃銅將引導(dǎo)部形成為一個(gè)構(gòu)件的情況下，存在因蒸氣閥彈簧的彈力導(dǎo)致引導(dǎo)部發(fā)生變形的可能性。然而，引導(dǎo)部由引導(dǎo)主體、引導(dǎo)襯套這兩個(gè)構(gòu)件形成，并且剛性模量比引導(dǎo)襯套高的引導(dǎo)主體承受蒸氣閥彈簧的彈力。因此，能夠降低引導(dǎo)部變形的可能性。
[0021]并且，本發(fā)明的第二的方式的蒸氣輪機(jī)具備上述的各方式所述的蒸氣閥。
[0022]發(fā)明效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明的蒸氣閥以及蒸氣輪機(jī)，能夠提高維護(hù)性，并且能夠長期使用。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式的蒸氣閥的蒸氣輪機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的蒸氣閥的剖視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的蒸氣閥的主要部分放大圖。
[0027]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的引導(dǎo)襯套的外形的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的一實(shí)施方式的蒸氣輪機(jī)進(jìn)行說明。
[0029]圖1是表示該實(shí)施方式的蒸氣輪機(jī)10的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]如圖1所示，該實(shí)施方式的蒸氣輪機(jī)10具備:渦輪主體11、供作為工作流體的蒸氣流通的蒸氣流路12、蒸氣閥13、杠桿構(gòu)件(閥體進(jìn)退機(jī)構(gòu))14、以及蒸氣閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)15。
[0031](渦輪主體)
[0032]渦輪主體11具有:筒狀的外殼111、設(shè)置在外殼111上的軸承112、被軸承112支承為能夠旋轉(zhuǎn)且配置在外殼111內(nèi)部的轉(zhuǎn)子113、以及對該轉(zhuǎn)子113的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測的速度檢測傳感器114。而且，轉(zhuǎn)子113具備旋轉(zhuǎn)軸115、固定在該旋轉(zhuǎn)軸115上的多個(gè)葉片116。
[0033]像這樣構(gòu)成的葉片116通過蒸氣而旋轉(zhuǎn)，通過該旋轉(zhuǎn)力來驅(qū)動壓縮機(jī)18。
[0034](蒸氣流路)
[0035]蒸氣流路12是向渦輪主體11供給作為工作流體的蒸氣的流路。
[0036]蒸氣流路12從其一端側(cè)的蒸氣導(dǎo)入口 121導(dǎo)入蒸氣。蒸氣流路12的另一端側(cè)的蒸氣供給口 122與渦輪主體11連接。另外，在蒸氣導(dǎo)入口 121與蒸氣供給口 122之間，設(shè)置有使該流路寬度收縮變窄的閥座123。需要說明的是，在該實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的“蒸氣流路”，以供向渦輪主體11供給的蒸氣流通的流路為例來進(jìn)行說明，然而蒸氣流路12不局限于此，例如也可以是供從渦輪主體11抽出的蒸氣流通的流路。
[0037](杠桿構(gòu)件)
[0038]杠桿構(gòu)件14是將蒸氣閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)15的輸出向蒸氣閥13傳遞，而使閥體132相對于蒸氣流路12進(jìn)退的構(gòu)件。該杠桿構(gòu)件14的長邊方向基端部被支承為能夠轉(zhuǎn)動。在杠桿構(gòu)件14的長邊方向的前端部，以能夠轉(zhuǎn)動的方式安裝有杠桿側(cè)連桿19的一端部。另外，在杠桿構(gòu)件14的長邊方向的中間部，以能夠轉(zhuǎn)動的方式安裝有構(gòu)成蒸氣閥13的閥桿131的另一端部。并且，杠桿構(gòu)件14在比后述的蒸氣閥的閥桿131的安裝位置靠前端側(cè)的位置安裝有拉簧20的一端。該拉簧20作為強(qiáng)制地關(guān)閉蒸氣閥13的強(qiáng)制關(guān)閉機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。拉簧20的另一端固定在蒸氣流路12的框架(未圖示)等上，不能移動。換句話說，拉簧20在未作用有外力的狀態(tài)下，對杠桿構(gòu)件14施加使其向圖1中的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動的拉伸力。
[0039](蒸氣閥驅(qū)動機(jī)構(gòu))
[0040]蒸氣閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)15是驅(qū)動蒸氣閥13的機(jī)構(gòu)。蒸氣閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)15具備致動器23 (工作缸)。致動器23具備:固定設(shè)置的一對托架21、被這些托架21支承為能夠轉(zhuǎn)動的保持構(gòu)件22。在該保持構(gòu)件22中保持有致動器23。
[0041](蒸氣閥)
[0042]接下來，參照圖2至圖4對蒸氣閥13的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。蒸氣閥13對向渦輪主體11供給的蒸氣的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。蒸氣閥13具備:棒狀的閥桿131、設(shè)置在閥桿131的一端部并且呈大致圓柱狀的閥體132、在蒸氣流路12上具有閥座123的閥主體133、與閥主體133連接并且從閥桿131的徑向外側(cè)包圍該閥桿131的筒體134、設(shè)置在筒體134的上端的引導(dǎo)部135、以能夠裝卸的方式固定在引導(dǎo)部135上的蓋體136。
[0043]需要說明的是，在以下的說明中，將從閥主體133朝向筒體134的方向定義為上方向，將與上方向相反的方向定義為下方向。
[0044]閥桿131是大致棒狀的構(gòu)件，閥桿131的另一端部以能夠轉(zhuǎn)動的方式安裝在杠桿構(gòu)件14的長邊方向的中間部。更具體而言，閥桿131形成為，徑向的尺寸在上部與下部不同。即，在閥桿131的上下方向的中途設(shè)置有徑向的尺寸急劇變化的臺階。比該臺階靠上方的部分的直徑設(shè)定得較大而形成工作缸部131A。另一方面，位于比臺階靠下方的位置的部分設(shè)定成比工作缸部131A小的直徑而形成連接體131B。
[0045]并且，在工作缸部131A的上下方向的大致中央設(shè)置有徑向的尺寸急劇變化的臺階。該臺階位置設(shè)置有對后述的蒸氣閥彈簧S進(jìn)行支承并且承接其彈力的彈簧支承體131D。彈簧支承體131D是遍及工作缸部131A的整個(gè)外周而延伸的外形呈圓環(huán)狀的構(gòu)件。比設(shè)置有彈簧支承體131D的臺階位置靠上方的部分形成工作缸上側(cè)體131C。
[0046]閥體132是下端形成為大致半球狀并且整體形成為大致圓柱狀的構(gòu)件。
[0047]閥主體133是呈大體圓筒狀的構(gòu)件，在其內(nèi)部配置閥桿131以及閥體132。另外，在閥主體133的下端部設(shè)置有上述的閥座123。更具體而言，就閥主體133的上部而言，在高度方向上其外徑以及內(nèi)徑設(shè)定成大致恒定而形成大徑部133A。并且，隨著從大徑部133A朝向下部，其直徑逐漸縮小而形成縮徑部133B?？s徑部133B的下方形成在上下方向上具有恒定的直徑的小徑部133C。小徑部133C的直徑設(shè)定為比大徑部133A的直徑小并且設(shè)定為與縮徑部133B的下方的直徑大致相同。并且，小徑部133C的徑向內(nèi)側(cè)的上端部形成有在上下方向的規(guī)定的尺寸的范圍內(nèi)略微擴(kuò)徑而成的缺口部133D。
[0048]在閥主體133的小徑部133C的徑向內(nèi)側(cè)的面上，遍及上下方向地設(shè)置有閥座123。閥座123是壁厚在上下方向上設(shè)定為大致恒定的圓筒狀的構(gòu)件。在閥座123的上端部設(shè)置有朝向徑向外側(cè)呈大致板狀地延伸的凸緣部123A。凸緣部123A與閥主體133的小徑部133C上設(shè)置的缺口部133D嵌合。另外，閥主體133的內(nèi)側(cè)的空間形成蒸氣流路12的一部分。并且，該空間通過閥主體133的大徑部133A的側(cè)面上設(shè)置的未圖示的管路，與其余的蒸氣流路12相互連通。
[0049]筒體134是與閥主體133的上部連接的圓筒狀的構(gòu)件。在筒體134的上下方向的中途位置設(shè)置有朝向徑向外側(cè)呈板狀地延伸的筒體凸緣部134A。比筒體凸緣部134A靠下方的部分即筒體下部134B被插入前述的閥主體133的內(nèi)部。比筒體凸緣部134A靠上方的部分即筒體上部134C形成為具有與上述的工作缸部131A的外徑大致相同的內(nèi)徑的圓筒狀，從而形成筒體上部134C。另一方面，包含筒體凸緣部134A的筒體下部134B的內(nèi)徑設(shè)定為與上述的連接體131B的外徑大致相同。
[0050]引導(dǎo)部135是設(shè)置在上述的筒體134的上端部的外形呈大致圓環(huán)狀的構(gòu)件。引導(dǎo)部135具有:形成徑向外側(cè)的區(qū)域的引導(dǎo)主體135A、以能夠拆裝的方式固定在引導(dǎo)主體135A的內(nèi)側(cè)的引導(dǎo)襯套135B。引導(dǎo)襯套135B的內(nèi)徑設(shè)定為與上述的閥桿131的工作缸上側(cè)體131C的外徑大致相同，且能夠相互滑動。即，引導(dǎo)襯套135B的內(nèi)表面與閥桿131的外周面形成為相互滑動。
[0051]引導(dǎo)主體135A是外形呈圓筒狀的構(gòu)件，其內(nèi)周面的上下方向的規(guī)定的區(qū)域朝向徑向內(nèi)側(cè)突出而形成突出部135C。并且，形成突出部135C的上側(cè)的面在與上下方向正交的平面上延伸，從而形成突出部承接面135E。突出部承接面135E的外形呈圓環(huán)狀。此外，突出部承接面135E的徑向外側(cè)的端部朝向上方向延伸，而形成承接面?zhèn)炔?35F。
[0052]另外，引導(dǎo)主體135A的內(nèi)周面的上端部形成為具有比內(nèi)周面的下端部大的內(nèi)徑。突出部135C的內(nèi)周的尺寸設(shè)定為與后述的引導(dǎo)襯套135B的引導(dǎo)襯套筒體138的外徑大致相同。
[0053]引導(dǎo)主體135A