JPH0419476A - 弁箱の弁座構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、火力発電所や原子力発電所等において高温・
高圧条件下で使用される弁箱の弁座構造及びその製造方
法に関するものである。

ｂ、　従来の技術 火力発電所や原子力発電所では、高温・高圧のガスや蒸
気等の遮断装置として玉形弁が広く用いられている。第
５図は、この種の従来の玉形弁１を示すものであって、
この玉形弁１は、弁箱本体２と筒状部材３とを互いに溶
接結合して成る弁箱４と、この弁箱４内に一端側が摺動
自在に挿入配置された弁棒５とを具備している。上述の
弁箱本体２には人口ボート６及び出口ボート７が形成さ
れており、これら両ポート６．７は流体通路８を介して
互いに連通されている。そして、この流体通路８の途中
箇所に弁座９が配設されている。

方、弁棒５の他端にはハンドル１ｏが取付けられており
、このハンドル１０の回動により弁棒５が軸心方向（第
５図において矢印Ａ又はＢ方向に沿って移動されるよう
になっている。

しかして、弁棒５が矢印Ａ方向に移動されてその先端５
ａが弁座９に密着係合されると、流体通路８が遮断（閉
塞）されて閉弁状態となり、また、弁棒５が矢印Ｂ方向
に移動されてその先端５ａが弁座９から離れた位置に配
置されると前記先端５ａと弁座９との間の間隙を介して
入口ポート６と出口ボート７とが互いに連通されて開弁
状態となるように構成されている。

ところで、この玉形弁１は高温・高圧の条件下で使用さ
れるものであり、閉弁時には弁座９及び弁棒５の先端５
ａに可成り大きな圧着力を作用させる必要がある関係上
、弁座９及び弁棒５の先端５ａを高硬度でかつ耐熱性に
富むように設計する必要がある。そこで、従来では、通
常、これらの部分をステライト等の如き超硬耐熱合金に
て構成するようにしている。

なお、例えばステライト製の弁座９を構成するに当たっ
ては、弁箱本体２の弁座部１１にステライト材をアセチ
レンガス溶接或いは電気抵抗溶接等の手段にてステライ
ト材を溶融させて盛金し、しかる後にこの盛金した部分
を加工にて面取りを行なって弁棒５の先端５ａとの”す
り合せ″を行なうようにしていた。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の如き方法では、次のような問題点
があった。

すなわち、弁箱本体２の弁座部１１は弁箱４の奥部にあ
るため、弁箱４の筒状部材３が小径の場合には、弁箱４
の弁棒挿入用穴１２の深さり、と、この穴１２の直径Ｌ
２との比が３倍以上になるとアセチレンガスの火炎が盛
金面に到達せず、従って盛金を行なうことが不可能とな
る。このため、やむなく弁箱４を弁箱本体２と筒状部材
３とに２分割し、弁箱本体２の弁座部１１に弁座９の形
成のための盛金作業を行なった後に、この弁箱本体２に
筒状部材３を溶接にて結合することにより弁箱４を構成
するようにしているのが実状である。そのため、部品点
数が多くなる上に、製造工数が多くなるといった大きな
問題点があった。

また、弁座９と弁棒５の先端５ａとが互いに密着し得る
ように、盛金作業の後にこれら両者間の“すり合せ”作
業（研磨作業）を行なう必要があるため、製造作業が非
常に面倒であり、製造コストが著しく高くなってしまう
不都合があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、弁箱を２分割する必要がなく、しかも
弁座の切削や“すり合せ”作業を行なう必要がなく、製
作容易で安価なものでありながら、高温・高圧状態の下
で剥離等の不都合を生じることなく弁座としての機能を
充分に果し得るような弁箱の弁座構造及びその製造方法
を提供することにある。

ｄ、　課題を解決するための手段 上述の目的を達成するために、本発明に係る弁箱の弁座
構造においては、弁箱の弁座部にアモルファス合金層を
介して超硬材料又は耐熱材料から成る弁座をろう付けす
るようにしている。

また、本発明に係る弁座構造の製造方法、によれば、所
定形状に予め成形された超硬材料又は耐熱材料から成る
弁座をアモルファス合金箔を介して弁箱の弁座部上に載
置し、前記弁座を前記アモルファス合金箔及び弁座部に
向けて加圧した状態の下で前記アモルファス合金箔を加
熱溶融させて冷却することにより、前記弁座を前記弁座
部にろう付けするようにしている。

以下、本発明の一実施例に付き第１図〜第４図を参照し
て説明する。なお、これらの図において、第５図と共通
する部分には同一の符号を付してその詳細な説明は省略
する。

第１図は本発明を高温・高圧用玉形弁１に適用した実施
例を示すものである。本例では、弁箱本体部４ａと円筒
部４ｂとを一体成形して成る弁箱４が用いられており、
弁箱４の弁座部１１が弁箱本体部４ａに設けられている
。そして、この弁座部１１にはアモルファス合金（非晶
質合金）層１３を介してステライト片１４が弁座として
ろう付けされている。

ここで、弁箱４の弁座構造を更に詳細に説明すると、弁
箱４の弁箱本体部４ａに形成された流体通路８の角部に
環状の凹部１５が設けられており、この凹部１５の底面
１５ａ上にアモルファス合金層１３が接着結合されてい
る。さらに、このアモルファス合金層１３上には、予め
所定形状に成形された環状のステライト片１４が接着結
合されている。これによって、ステライト片１４がアモ
ルファス合金にてろう付けされ、このステライト片１４
が弁座となされている。

一方、弁棒５の先端５ａにも、予め所定形状（例えば円
錐台形状）に成形されたステライト片１６がアモルファ
ス合金層１７を介して同様に接着結合されている。そし
て、このようにアモルファス合金にて弁棒５の先端５ａ
にろう付けされたステライト片１６が前記ステライト片
１４（弁座）のシート面１４ａに密着係合されるように
構成されている。

次に、上述の如く弁箱４の弁座構造を製造する方法に付
き述べる。

まず、第２図及び第３図に示すように、弁箱４の環状凹
部１５の底面１５ａ上に所定寸法に打ち抜き成形された
リング板状のアモルファス合金箔１８を載置すると共に
、予め所定の寸法・形状に成形した環状のステライト片
１４を前記アモルファス合金箔１８上に載置する０次い
で、下端にセラミック板１９が取付けられた重錘２０を
弁棒挿入用穴１２内に挿入してステライト片１４上に載
置し、この重錘２０の自重によって、ステライト片１４
及びアモルファス合金箔１８を弁箱４の環状凹部１５の
底面１５ａ　と重錘２０の下端のセラミック板１９との
間に、加圧状態の下で挟持状態にする。そして、このよ
うにしてアモルファス合金箔１８．　　ステライト片１
４及び重錘２０が組込まれた弁箱４を第２図に示すよう
に加熱炉２１内の載置台２２上に載置して固定する。

しかる後に、加熱炉２１内を真空状態にし、加熱炉２１
内のヒーター２３により加熱炉２１内の温度を上げてア
モルファス合金箔１８のみを溶融させる。アモルファス
合金箔１８が溶融するのに伴い、アモルファス合金が弁
箱４の前記底面１５ａ及びステライト片Ｉ４の下面に付
着する　（第３図参照）、このような状態になった時点
でヒーター２３による加熱を停止し、所定温度になる迄
自然放冷させる。そして、加熱炉２１内が所定温度にな
った時点で窒素ガスを加熱炉２１内に注入し、約１バー
ルの圧力条件下で急速冷却させる。これにより、アモル
ファス合金が固化されて前記底面１５ａ　とステライト
片１４との間にアモルファス合金層１３（第１図参照）
が形成され、ステライト片１４はアモルファス合金にて
弁箱４の凹部（弁座部）１５にろう付けされる。

次いで、前記底面１５ａ　とアモルファス合金層１３と
の接合部分並びにアモルファス合金層１３とステライト
片１４との接合部分の結晶組織の大きなものやひずみの
あるものを常態化するために、焼ならし処理を行ない、
弁座の製造を終了する。

以上においては、弁座の製造方法を概念的に述べたが以
下に本方法の具体例を示す。

これら３種類の素材から成るアモルファス合金箔１８を
用いて第４図に示すような加熱パターンにて処理したと
ころ、何れの場合にもステライト片がアモルファス合金
にて完全な状態でろう付けされていることが確認された
。

一方、弁棒５の先端５ａへのステライト片１６のろう付
けは、ステライト片１６をアモルファス合金箔を介して
弁棒５の先端に押し付けて加圧した状態の下で加熱炉に
て加熱して冷却することにより行なう。しかる後、弁箱
４と弁棒５とを組合せて玉形弁１を構成する。

このようにして得られる玉形弁１によれば、弁箱４が一
体成形品であるため、従来のように弁箱本体２と筒状部
材３とを溶接結合する作業を必要とせず、従って部品点
数及び製造工数の削減を図ることができ、製造コストの
低減が可能となる。

その上、ろう材としてアモルファス合金を用いるように
しているので、ろう付け強度が極めて強く、しかも高温
・高圧条件下での耐食性が非常に優れたものとなる。

また、弁座となるステライト片１４をアモルファス合金
箔１８にてろう付けするようにした方法によれば、極め
て簡単な操作により弁箱の弁座を構成することができる
と共に、このステライト片１４を予め所要の形状及び寸
法に成形しておくことによって、ろう付け後に“すり合
せ”のための面倒な研磨加工を行なう必要がなく、製造
作業がより一層容易となる。また、有機質バインダを使
用していないのでボイドの発生が殆どなく、しかもアモ
ルファス合金箔１８は溶融による収縮を生しることがな
く、さらにアモルファス合金箔１８の肉厚は薄（均一な
ので、ろう付け精度が良く、むらのないろう付け（接合
）を行なうことができる。従って、不良率の大巾な低減
を図ることができる。

なお、本実施例の場合には真空の加熱炉２１を加熱手段
として用いるようにしているので、次のような利点があ
る。すなわち、作業条件、例えば加熱温度及び保持時間
等を予め設定しておけば、常に同一処理条件を繰り返し
行なわしめることができるので、加熱炉２１の操作を全
て自動化することが可能である。また、真空中での加熱
のため、熱の伝達が輻射のみで行なわれることとなり、
他の加熱方法に比べて処理材の昇温の仕方は非常に緩や
かで、変形が非常に少ない。さらに、真空加熱によりろ
う付けしたものは、光輝性が保たれ、変形も可成り少な
いので、ろう付け処理後の加工や後処理工程を省略でき
る。

さらに、本実施例においては、ろう付け処理後に焼なら
し処理を施すようにしているので、接合部分の針状化し
た結晶組織が常態化され、ステライト片１４の剥離強度
の向上が図られる。

以上、本発明の一実施例に付き述べたが、本発明は既述
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想
に基いて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、ろう材となるアモルファス合金の種類は必要に
応して各種の成分のものを使用可能であり、ステライト
以外の素材から成る超硬耐熱合金を弁座として用いるよ
うにしてもよい。また、加熱手段としては加熱炉２１に
限らず、電子ビーム等の如く各種の加熱手段を用いるこ
とが可能である。

ｅ、　発明の効果 以上の如く、本発明に係る弁箱の弁座構造は、弁箱の弁
座部にアモルファス合金層を介して超硬材料又は耐熱材
料から成る弁座部材をろう付けするようにしたものであ
るから、従来のように弁箱を２分割する必要がなくなり
、部品点数及び製造工数の低減を図ることができ、弁の
コストダウンが可能となる。しかも、ろう材となるアモ
ルファス合金の特質により、弁座部材のろう付け強度が
極めて強く、かつ、高温・高圧条件下でも極めて優れた
耐食性を有するような弁座構造を得ることができる。

また、本発明に係る弁座構造の製造方法によれば、予め
所要の形状及び寸法に成形された弁部をアモルファス合
金箔にてろう付けするようにしたものであるから、弁座
をむらな（均一にかつ確実にろう付けすることができる
上に、ろう付け処理後に弁座と弁棒との“すり合せ”の
ための研磨加工を行なう必要がなくなるため、極めて簡
単にかつ能率良く弁座の製造を行なうことができる。そ
の上、アモルファス合金箔による弁座のろう付けは、均
一にかつむらなくしかも強い接合強度をもって行なわれ
るので、不良品の発生率を大巾に低減することができ、
生産性を大巾に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するためのも
のであって、第１図は玉形弁の構造を示す断面図、第２
図は弁箱の弁座を製造する際の方法を示す概念図、第３
図は弁箱の弁座部の要部拡大断面図、第４図は加熱炉に
よる加熱パターンを示す特性図、第５図は従来例を示す
玉形弁の断面図である。 ■・・・玉形弁、　　　　　４・・・弁箱、５・・・弁
棒、　　　　　５ａ・・・先端、１１・・・弁座部、　
　　　１３・・・アモルファス合金層、１４・・・弁座
としてのステライト片、１５・・・環状凹部、　　　１
５ａ・・・底面、１８・・・アモルファス合金箔、 ２０・・・重錘、 ２１・・・加熱炉、 ２３・・・ヒーター 特 許 出 願 人 電 ヌＮ 興 業 株 式 東亜バルブ株式会社 （ほか４名） 第１ 図 ｎ 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁箱の弁座部にアモルファス合金層を介して超硬
   材料又は耐熱材料から成る弁座をろう付けしたことを特
   徴とする弁箱の弁座構造。
2. （２）所定形状に予め成形された超硬材料又は耐熱材料
   から成る弁座をアモルファス合金箔を介して弁箱の弁座
   部上に載置し、前記弁座を前記アモルファス合金箔及び
   弁座部に向けて加圧した状態の下で前記アモルファス合
   金箔を加熱溶融させて冷却することにより、前記弁座を
   前記弁座部にろう付けするようにしたことを特徴とする
   弁箱の弁座構造の製造方法。
3. （３）前記弁座部への前記弁座のろう付け工程の後に、
   焼ならし処理を行なうようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（２）項に記載の弁箱の弁座構造の製造方
   法。