JP2843758B2 - 流量調整弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、石炭焚火力
発電所に設けられた排煙脱硫装置に設けられる流量調整
弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、石炭焚火力発電所の排煙系に
は、この排煙の脱硫を行う排煙脱硫装置が設けられてい
る。そして、この排煙脱硫装置は、石灰スラリ−系の流
量を調節する流量調整弁装置（以下、単に「流量調整
弁」と称する）を具備する。

【０００３】この石灰スラリ−系の流量調整弁は、流体
中に酸性亜硫酸カリウムが含まれた固液混相流を取扱う
ものであるから、内部にエロ−ジョン（磨耗）、コロ−
ジョン（腐食）が生じやすいということがある。

【０００４】このため、上記流量調整弁の弁箱には耐蝕
性に優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼が使用され、
混相流の縮流部となる弁体および弁座部分は耐摩耗性を
考慮してステライト肉盛り加工による表面硬化処理を施
しているのが一般的であった。

【０００５】一方、石炭焚火力発電所の排煙脱硫装置に
おいて採られる脱硫方式は、冷却塔と吸収塔とが別々に
設置されるス−ツ分離方式と、冷却および吸収を一つの
塔で行うス−ツ混合方式とに大別されるが、今後は、後
者の方式が主流となると予想されている。

【０００６】この後者の方式では、上述したように冷却
および吸収を一つの塔で行わなければならないため、上
記流量調整弁には、より高い耐蝕性能および耐摩耗性能
が要求されるということがある。

【０００７】例えば、上述したように弁体と弁座とにス
テライト肉盛り処理を施している場合であっても、エロ
−ジョンの激しい場合には、磨耗による弁間隔の増加に
伴って流量制御性能が低下するため、弁体、弁座の寿命
は６か月しかもたないというケ−スも報告されている。

【０００８】このような問題を解決するために、現在で
は、弁体および弁座をファインセラミックスで成形して
なる流量調整弁が考案され使用されている。また、上記
ファインセラミックスとしては、特に硬度、強度、耐蝕
性、製造技術、コストなどの観点からアルミナを原料と
するものが広く採用されるようになっている。

【０００９】このような流量調整弁としては、従来、図
６〜図８に示すものがある。図６に示す流量調整弁は、
アルミナセラミックスで形成されたシ−ト１（流体流
路）と、このシ−ト１の中途部内に突没自在に設けら
れ、同じくアルミナセラミックスで形成された棒状のバ
ルブ２とを具備するものであり、このバルブ２を突没さ
せることで上記シ−ト１により区画された流体流路の開
閉を行うように構成されている。

【００１０】図７に示す流量調整弁は、弁箱３の上流側
内と下流側内とに挿着されたアルミナセラミックス製の
一対のシ−ト４、５と、一対のシ−ト４、５間に垂直軸
線回りに回動自在に設けられた同じアルミナセラミック
ス製のボ−ル弁６とを有する。

【００１１】このボ−ル弁６は上部に設けられた駆動軸
７と下部に設けられた支持軸８とにより保持されてい
る。したがって上記駆動軸７を回転駆動することで、上
記ボ−ル弁６を回動させ、上記シ−ト４、５により区画
された流体流路の開閉を行うように構成されている。

【００１２】図８に示す流量調整弁は、実願昭１−８３
５４１号明細書に開示されたものであり、弁箱１０と、
この弁箱１０の下流側に挿着されたアルミナセラミック
ス製の弁座１１と、上記弁箱１０に挿通された駆動軸１
２により偏心保持されこの駆動軸１２を回動させること
で上記弁座１１により区画される流体流路を開閉する弁
体１４とを具備するものである。上記弁体１４も、上記
弁座１１と同様にアルミナセラミックスで成形されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の流量調整弁には、以下に説明する解決すべき課題が
ある。図６に示す流量調整弁においては、接液面がすべ
てアルミナセラミックスで覆われているものであるた
め、耐蝕性および耐摩耗性に非常に優れるという利点が
ある。しかし、流体を遮断する機能（弁座漏洩防止機
能）と流量制御性とを考えた場合には、図７および図８
に示す回転式の流量制御弁に劣るということがある。

【００１４】一方、図７に示す流量調整弁においては、
上記ボ−ル弁６とシ−ト４、５による遮断が完全でない
と、ボ−ル弁６とシ−ト４、５の隙間から漏洩した流体
がこのボ−ル弁６の上側および下側に侵入し、この流体
に含まれるスラリが上記駆動軸７との結合部及び支持軸
８による支持部に付着し固化するというとことがある。
また、上記スラリが、このボ−ル弁６と上記弁箱３の隙
間や上記シ−ト４、５との隙間に堆積固化するというこ
ともある。

【００１５】上記アルミナセラミックスは、引張強度が
弱く脆弱で応力集中に基づく破損を生じやすいという欠
点があるため、この状態で上記駆動軸を無理に駆動しよ
うとすると、上記ボ−ル弁６や上記シ−ト４、５に局部
的な応力集中が生じてこれらが破損するという不都合が
ある。

【００１６】一方、図８に示す流量調整弁においては、
上記弁体１４を偏心支持するようにすることで、この弁
体１４を上記弁座１１から離間しつつ回動するように構
成することができる。

【００１７】また上記弁体１４は上記駆動軸１２に直接
連結されるのではなく、支持部材１５を介して保持され
ているので図７に示す流量調整弁のような不都合は生じ
ない。

【００１８】しかし、このような構成においては、上記
金属製の弁箱１０の内面がスラリを含む流体に常に晒さ
れることとなるため、この部分に腐食が生じるという問
題が生じる。

【００１９】この問題を解決するため、上記弁箱１０自
体をセラミックス製とすることも考えられるが、この弁
箱１０は上記弁体１４の駆動軸１２を支持したり外部へ
の取り付け部となるため、種々の不規則外力が加わる恐
れがあり、信頼性に劣る。

【００２０】また、図６および図７に示す流量調整弁と
同様にこの弁箱１０の内面に焼結体セラミック製のシ−
トを挿着することも考えられるが、この弁箱１０の内面
形状は、図６および図７に示す流量調整弁と異なり、複
雑な３次元形状であるから、そのような形状に対応する
流路の加工は非常に難しく応力集中も生じやすくなる。
さらに、製作コストが非常に高くなるということがあ
る。

【００２１】一方、耐蝕性を有するハステロイ−Ｃなど
の金属もある。しかし、このような金属は一般に高価で
ありコスト高となる欠点がある。したがってこの弁箱１
０は通常のステンレス等の金属製であるのが最も好まし
いのであるが、金属製であると上述したようにこの弁箱
１０の内面に腐食が生じるということがあり、この流量
弁の信頼性を低下させるという不都合があった。

【００２２】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであり、簡単で安価な構成を有し、かつスラリ
−系に対する耐蝕性、耐摩耗性に優れ、信頼性の高い流
量調整弁を提供することを目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る本発明の流量調整弁装置は、 金属製
の弁箱と； この弁箱の内部に設けられ、流体の流線方向に沿う上流
端と下流端との間に大径に膨らむ大径部分を有する流体
流路と； この流体流路の上記大径部分よりも下流側に配置された
ファインセラミックス製の弁座と； 上記弁箱に支持され、上記流体流路に導出されるととも
に、 その回転軸線を上記流体流路の中心線から偏心させ
て位置させた駆動軸と； この駆動軸に取り付けられ、上記駆動軸を軸回り方向に
回動させることで、上記弁座に接離されて上記流体流路
を開閉するセラミック製の弁体と；を備えている。 そし
て、上記弁箱は、上記流体流路を有するとともに、この
流体流路の流線方向に沿う中途部に、上記流体流路の大
径部分に連なる取付孔が開口されたボデーと、このボデ
ーの取付孔に取り外し可能に挿入された先端部を有し、
上記駆動軸を回動可能に保持する保持部と、に分割され
ており、 上記ボデーの流体流路に臨む内面に、この流体
流路の上流端、下流端および上記取付孔を通じてファイ
ンセラミックスを溶射することで保護膜を形成するとと
もに、上記流体流路に臨む上記保持部の先端部の表面に
も、ファインセラミックスを溶射してなる保護膜を形成
したことを特徴としている。

【００２４】

【００２５】また、請求項２に係る本発明の流量調整弁
装置は、 上記請求項１に記載された保護膜の表面に、フ
ッ素樹脂が塗布含浸され、上記保護膜の表面に生じた気
孔、割れの封孔処理が施されていることを特徴としてい
る。

【００２６】

【作用】このような構成によれば、複雑な形状の流体流
路を有するボデーに、この流体流路の大径部分に開口す
る取付孔を形成したので、弁箱の内部に奥まった流体通
路の大径部分を取付孔を通じてボデーの外方に露出させ
ることができる。このため、流体流路に臨むボデーの内
面にセラミックスの保護膜を形成するに当り、流体流路
の上流端、下流端および取付孔の三方向からファインセ
ラミックスを溶射することができ、流体流路の上流端お
よび下流端から離れている大径部分にも均一に保護膜を
形成することができる。

【００２７】また、ファインセラミックスの溶射により
形成した保護膜にフッ素樹脂を塗布含浸させることで、
耐蝕性に優れかつ熱変化に強い保護膜を得ることができ
る。

【００２８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１に、この発明の流量調整弁の全体を示
す。この流量調整弁は図に二点鎖線で示す上流側配管１
５と下流側配管１６との間に設置され、上記両配管１
５、１６内を流通する流体の流量を制御する役割を有す
る。

【００２９】図中１７は、この流量調整弁の弁箱であ
る。この弁箱１７は、上記上流側配管１５と下流側配管
１６との間に挿入され両配管１５、１６を連結するボデ
−１８と、このボデ−１８の長さ方向中途部に取り付け
られ、このボデ−１８と操作部（図に１９で示す）とを
接続する接続部２０（この発明の保持部）とからなる。

【００３０】上記ボデー１８の両端には、このボデー１
８と上記両配管１５、１６とを連結するためのフランジ
部１８ａが形成されている共に、このボデー１８の内部
には、上記両配管１５、１６を互いに連通させる流路２
２が形成されている。流路２２は、図３および図４の
（ａ）から明らかなように、その上流端と下流端との間
に球状に膨らむ大径部分２２ａを有し、流路２２が複雑
な３次元的形状をなしている。また、このボデー１８の
中途部に位置する周壁には、図１に符号２３で示す取付
孔がこのボデー１８を貫通して形成されている。取付孔
２３は、流路２２の大径部分２２ａに連なっている。

【００３１】この取付孔２３には、上記接続部２０の先
端部が着脱自在に挿入・固定されるようになっていると
共に、この流量調整弁の点検時には、ボデー１８の内部
状態を点検するための覗き窓としても機能するようにな
っている。

【００３２】一方、上記接続部２０は、この接続部２０
内を軸方向に貫通する貫通孔２４を有する円筒棒状に形
成され、先端部を上記ボデ−１８に形成された取付孔２
３の中途部にまで嵌挿すると共に、図に２０ａで示すフ
ランジ部の一面をこのボデ−１８の外面に当接させるこ
とで、このボデ−１８に取り付けられるようになってい
る。

【００３３】したがって、この接続部２０の先端面は、
上記ボデー１８内に露出して上記流路２２の一部を構成
すると共に、上記貫通孔２４はこの流路２２内に開放す
るようになっている。

【００３４】なお、上記ボデ−１８および接続部２０
は、いずれもオ−ステナイト系ステンレス鋼で形成され
ている。そして、互いに組み合わされる上記取付孔２３
の内周面および上記接続部２０の先端部の外周面は、所
定のはめあい寸法で形成されている。

【００３５】また、図３に拡大して示すように、上記流
路２２を構成する上記ボデー１８の内面および上記接続
部２０の先端部の表面には、アルミナセラミックスが溶
射されてなる溶射コーティング被膜２６（この発明の保
護膜）が形成されている。

【００３６】次に、この溶射コ−ティング被膜２６の形
成について説明する。上記アルミナセラミックスの溶射
は、例えばプラズマ溶射と呼ばれる手法で行われる。こ
の溶射方法は、溶射材料を高温のプラズマ環境中に導入
することで溶融または半溶融状態の微粒子とし、ワ−ク
の表面に吹き付けて被膜を形成する公知の表面処理技術
である。

【００３７】このプラズマ溶射には、大気プラズマ溶射
法と減圧プラズマ溶射法とがあるが、いずれもプラズマ
熱源を利用した溶射ガンと称される装置を用いる。この
溶射ガンは、内部に、対向配置されてなる陽極および陰
極とを具備し、この電極間に飛ぶア−ク電流によってプ
ラズマガスにエネルギを与えて高温化し、部分的にプラ
ズマ化させた状態でノズルの細孔からジェットとして噴
出する装置である。

【００３８】上記ボデ−１８にアルミナセラミックスを
溶着する場合には、図４に示すボデ−１８を大気溶射法
では大気中に、減圧溶射法では減圧チャンバ中に置く。
ついで第１、第２の溶射ガンのノズルを上記ボデ−１８
の上流側および下流側の開口に対向させ、第３の溶射ガ
ンのノズルを上記取付孔２３に対向させる。

【００３９】まず上記第１、第２の溶射ガンを作動させ
る。この溶射ガンを作動させると、上記高温のガスがプ
ラズマジェットとして上記ノズルから噴出される。この
溶射ガンのノズル先端部には、粉末化されたアルミナセ
ラミック材料を供給する供給管が配設されおり、上記プ
ラズマジェット内に上記粉末状のアルミナセラミックス
材料を投入する。

【００４０】投入されたアルミナセラミックス材料は瞬
間的に溶融して上記ボデ−１８の内面に衝突し被膜を形
成することとなる。なお、この際、上記ボデ−１８は上
記軸線（イ）回りに所定の速度で回転駆動される。この
ことによって上記アルミナセラミックスはボデ−１８の
内面に均一に溶射される。

【００４１】次に、上記第３の溶射ガンを作動させる。
この際には、上記ボデー１８を上記軸線（イ）とは直交
する軸線（ロ）回りに所定の速度で回転駆動する。この
ことで、上記ボデー１８の内面の特に流路２２の大径部
分２２ａに対応した位置にアルミナセラミックスを溶射
することができる。

【００４２】このような工程により、上記ボデ−１８の
内面２２の両端部および中途部（図に太線で示す部位）
に略均一にアルミナセラミックスの溶射コ−ティング被
膜を形成することができる。

【００４３】次に、この溶射コ−ティングの表面を研磨
し寸法精度を確保すると共に、バリ等を除去する。この
研磨は、図に×印で示す接液面以外の部位に対して行
う。なお、同図（ａ）中のＡ部〜Ｃ部を同図（ｂ）〜
（ｄ）に拡大して示す。各図において２６が上記アルミ
ナセラミックスの溶射コ−ティング被膜である。

【００４４】研磨が終了したならば、上記溶射コ−ティ
ング２６の表面に同図（ｂ）〜（ｄ）に２７で示すフッ
素樹脂を塗布含浸させる。上記溶射コ−ティング被膜２
６の最表面の層に形成される「気孔」並びに「割れ」が
上記ボデ−１８の耐蝕性を損なう要因になることから、
上記フッソ樹脂２７を含浸させることで上記気孔および
割れを封孔するものである。

【００４５】また、図５に示す接続部２０についても、
図に太線で示す先端部の表面に対して同様の手法でアル
ミナセラミックスの溶射コ−ティング被膜２６を形成す
る。そして、図に×で示す接液面以外の部位の研磨を行
った後、フッ素樹脂２７を塗布含浸させ上記溶射コ−テ
ィング被膜２６の封孔処理を施すようにする。

【００４６】このようにして形成された上記ボデ−１８
内の下流側内（流路内）には、図１および図３に示すよ
うに弁座３０が挿着されている。この弁座３０は略円筒
形をなし、その外周面には図に３０ａで示す環状凸部が
形成されている。

【００４７】この弁座３０は、上記ボデ−１８内に下流
側から挿入され、図３に示すように、上記環状凸部３０
ａの一面を上記ボデ−１８の内面に突設された突起部３
１に対してＯリング３２を介して係合させることで、こ
のボデ−１８内に挿着される。

【００４８】また、この弁座３０は、同図に３３で示す
ホルダをこのボデ−１８の下流側の端面に取り付けるこ
とで、このボデ−１８内に固定される。すなわち、この
ホルダ３３の一端部３３ａは上記弁座３０の外周面と上
記ボデ−１８の内面との間に延出され、その先端面と上
記弁座３０の環状凸部起３０ａの他面との間にＯリング
３４を介在させた状態で上記弁座３０を保持するように
なっている。

【００４９】従って、上記ホルダ３３および弁座３０は
その内面で流体吐出路（液体流路）を区画すると共に、
上記弁座３０は、上記２つのＯリング３２、３４によ
り、上記流体の流れ方向に若干量移動自在となるよう弾
性的に保持されている。

【００５０】また、上記ホルダ３３および上記弁座３０
は、上記流体内に含まれるスラリ−に対する耐摩耗性お
よび耐蝕性を向上させるべく、アルミナセラミックス
（ＡｌＯ₂ ）またはジルコニア（ＺｒＯ₂ ）の焼結体で
形成されている。

【００５１】一方、上記接続部２０の貫通孔２４内に
は、図１に３５で示す長尺なる駆動軸が挿入されてい
る。この駆動軸３５は、上記操作部側から挿入され、そ
の先端部を上記流路２２の中心軸（イ）と略直角をなす
状態で上記流路内に延出させている。

【００５２】また、この駆動軸３５は、上記接続部２０
内に設けられた軸受３６と、上記ボデ−１８の内面に凹
設された軸受部３７とによって、中心軸線（ロ）まわり
に回転自在に支持されている。

【００５３】また、この駆動軸３５の中心軸線（ロ）
は、図２の水平断面図（横断面図）に示すように、上記
流路の中心軸線（イ）と交わらず、この流路２２の中心
軸（イ）から所定距離ｔだけ離間して位置するようにな
っている。すなわち、この駆動軸３５は、上記流路２２
の中心軸線（イ）から偏心した状態で設けられている。

【００５４】この駆動軸３５の先端部には、上記弁座３
０の上流側の端面と当接して上記流体吐出路を開閉する
弁体３８が設けられている。図１〜図３において、上記
弁体３８は上記流体吐出路を閉塞する位置に停止されて
いる。この弁体３８の構成をこの状態を基準にして説明
する。

【００５５】上記駆動軸３５には、図２および図３に３
９ａで示すブラケット部を下流側に延出させてなる支持
部材３９が嵌着されている。上記弁体３８は、この支持
部材３９の上記ブラケット部３９ａの先端部に接着材お
よび図３に４１で示す押しボルトにより固定されてい
る。

【００５６】この弁体３８は、外形円形をなし、かつ下
流側に対向する面は、中央部が上流側に向かって凸状に
形成されてなる曲面に形成されている。図２に示す状態
で、上記支持部材３９のブラケット部３９ａおよび上記
弁体３８は、その中心線（ニ）を上記流路２２の中心軸
線（イ）に一致させており、上記弁体３８の下流側の面
を上記弁座３０の先端面に当接させることで、この弁座
３０により区画される上記流体吐出路を閉塞するように
なっている。

【００５７】上記流体吐出路を開放する際には、上記駆
動軸３５を図２に示す状態から０〜９０°の範囲で回動
駆動し、上記弁体３８を上記弁座３０からずらすことで
行う。図１に示す操作部１９内には、上記駆動軸３５を
回動駆動する図示しない駆動機構、例えば空気圧駆動機
構が設けられている。

【００５８】なお、上記弁体３８の下流側の面および上
記弁座３０の先端面の形状は、閉塞時に上記弁体３８が
上記弁座３０に対して所定のくさび角をもって食い込ん
で良好な閉塞状態が得られるような曲面形状に設計され
ている。

【００５９】また、開放時における上記弁体３８と上記
ボデ−１８の内面との緩衝を防止しつつ良好な流体力学
上の性能が得られるように、上記ボデ−１８の内面形状
および上記駆動軸３５の偏心量ｔが決定されている。す
なわち、上記弁座３０の先端面、上記弁体３８の閉塞面
およびボデ−１８の内面はＦＥＭによる解析に基づいて
決定される複雑な３次元形状となっている。

【００６０】なお、上記弁体３８が開いた場合には、上
記支持部材３９および上記駆動軸３５の下端部はボデ−
１８内を流通する流体に晒されることとなる。従って、
上記支持部材３９はハステロイ−Ｃ等の耐蝕性、耐摩耗
性を有する金属で形成され、上記駆動軸３５の先端部の
上記支持部材３９の上下に位置する部位には図１および
図３に示すアルミナセラミックスまたはジルコニア製の
カラ−４１、４２が外挿されている。

【００６１】次に、この流量調整弁の動作について説明
する。上述した開放状態から上記弁体３８を閉じる場合
には、上記駆動軸３５を回動駆動する。

【００６２】このとき、図２に示すように、上記駆動軸
３５の軸線（ロ）は上記流路の中心軸線（イ）から偏心
して設けられているから、上記弁体３８は上記弁座３０
の先端面に対向する位置に移動しつつ上記弁座３０の方
向に押し出されるように駆動され、上記流体吐出路を閉
塞することとなる。

【００６３】すなわち、上記弁体３８は、上記弁座３０
と略対向する位置に至って初めて上記弁座３０と当接す
るようになっており、上記弁座３０との摺動面積を極力
小さくすることができる構成になっている。

【００６４】また、上記弁体３８は上記弁座３０に対し
て所定のくさび角をもって押し付けられ、くさび状に食
い込むこととなるから上記弁座３０により区画される流
体吐出路を確実に閉塞することができる。また、上記弁
体３８が上記弁座３０に押し付けられる際には、上記Ｏ
リング３２、３４の弾性作用により上記弁座３０と上記
弁体３８の衝撃が緩和されるようになっている。

【００６５】また弁体３８の開放は、閉塞時の動作と逆
の動作によって行うようになっており、上記弁体３８
は、上記弁座３０から離間しつつこの弁座３０と対向す
る位置からずれるように駆動されるようになっている。
このとき、上記弁体３８に堆積したスラリは上記弁座３
０の先端面により掻き落とされる。

【００６６】なお、このとき、この弁体３８が、上記弁
座３０やボデ−１８の内面と緩衝することはなく、良好
な動的性能が得られるようになっている。次に、この流
量調整弁の点検について説明する。

【００６７】この流量調整弁が適用されるスラリ系の仕
様は、例えば、石灰石濃度８パ−セント、圧力５００ｋ
Ｐａ、差圧１００ｋＰａ・温度５０℃前後である。この
発明の流量調整弁においては、上記弁体３８および弁座
３０がアルミナセラミックス成形されているから、その
点検周期を従来の弁体および弁座をステンレスで形成し
ているものの点検周期（６カ月）に比べ１〜３年以上と
かなり長く設定することができる。

【００６８】この流量調整弁を点検する場合には、この
流量調整弁を上記上流側配管１５および下流側配管１６
から取り外すことなく行う。すなわち、上記ボデ−１８
を上記両配管１５、１６に取り付けたままの状態で、こ
のボデ−１８から上記接続部２０を取り外す。このこと
で、上記駆動軸３５および上記弁体３８はこの接続部２
０と一体的に上記ボデ−１８から取り外されることとな
る。

【００６９】ついで、上記接続部２０を取り外した後に
上記ホデ−１８に開口する取付孔２３を通して上記ボデ
−１８の内面および上記弁座３０の先端面を点検するよ
うにする。また、上記取り外した上記弁体３８の表面お
よび上記接続部２０の先端面の状態を点検する。また、
必要なメンテナンスを同時に行うようにする。

【００７０】点検が終了したならば、上記接続部２０、
駆動軸３５および弁体３８を一体的に上記ボデ−１８に
組み付け、上記取付孔２３を閉塞するようにする。この
ような構成によれば、以下に説明する効果がある。

【００７１】第１に、上記弁箱１７をボデ−１８と接続
部２０の２分割式とし、上記ホデ−１８に形成された接
続部２０取付用の取付孔２３を用いて、上記ボデ−１８
の内面にアルミナセラミックスの溶着コ−ティングを施
すようにした。

【００７２】このことで、上記弁体３８を偏心駆動方式
とすると共にこの弁体３８及び弁座３０をアルミナセラ
ミックス製としたことと合わせて、この流量調整弁の耐
蝕性および耐摩耗性をさらに向上させることができる効
果がある。

【００７３】すなわち、従来、この型の流量調整弁の弁
箱１７は金属製の一体成形品であった（図８参照）。こ
のため、この弁箱の内面は常時流体に晒されることとな
り、この部分の腐食が問題となっていた。

【００７４】また、上記弁箱１７の内面は、上述したよ
うに複雑な３次元形状であり、特に流路２２は、その上
流端と下流端との間に球状に膨らんだ大径部分２２ａを
有しているために、この弁箱１７が一体成形品の場合に
は、本発明のような溶射を施すことは困難であり、考え
られなかった。

【００７５】一方、上記弁箱１７全体を耐蝕性を有する
セラミックス製にすることも考えられるが、この弁箱１
７には曲げや捩じりなどの外力が加わること、及び上記
３次元形状の形成および研磨が困難でコスト高になると
いうことがあった。

【００７６】さらに、図６、図７に示す従来例のように
内部にセラミックス製のシ−トを挿入する方法もある
が、シ−ト内面を上述した３次元形状に成形しなければ
ならず、応力集中が発生しやすい形状となるため、成形
性および強度の面から採用は無理であった。

【００７７】さらに、この弁箱１７全体をハステロイ−
Ｃ等の耐蝕性の金属で成形することはコスト高となると
いうことがあった。しかるに、この発明では、上記弁箱
１７をボデー１８と接続部２０とに分割することによ
り、３次元的な複雑な形状を有する流路２２の大径部分
２２ａを、上記取付孔２３を通じて外部に露出可能とし
たので、流路２２に臨むボデー１８の内面に溶着コーテ
ィング被膜２６を形成するに当って、このボデー１８の
内面に対し流路２２の上流端、下流端および取付孔２３
の三方向からファインセラミックスを溶射することがで
きる。このため、弁箱１７の内方に奥まるとともに、流
路２２の上流端および下流端から離れている流路２２の
大径部分２２ａに対しても、通常のプラズマ溶射により
均一な溶着コーティング被膜２６を形成することができ
る。このことで、加工が容易でかつコスト高とならず、
耐摩耗性及び耐蝕性に優れた流量調整弁を得ることがで
きる効果がある。

【００７８】第２に、上記溶着コ−ティング被膜２６の
表面に、フッソ樹脂を塗布含浸させることで、上記溶着
コ−ティング被膜２６の表面に生じた気孔及び割れを封
孔することができ、焼結体セラミックスと略同等の耐磨
耗効果および耐蝕効果を得ることができる。

【００７９】すなわち、溶着コ−ティング被膜の封孔を
行うには、無機化された水ガラスを用いる方法が従来公
知であった。しかし、この方法は、耐蝕効果については
優れているが、温度変化による熱膨張、収縮のサイクル
に弱く、割れが生じやすいという欠点があり、本発明の
流量調整弁には不適切である。

【００８０】これに対して、本発明の上記フッソ樹脂エ
ポキシ系を用いて封孔する技術によれば、その弾性力に
より熱膨張、収縮のサイクルに強いものとすることがで
きる。

【００８１】このことで、上記流量調整弁の耐蝕性をさ
らに向上させ、より信頼性の高い流量調整弁を得ること
ができる効果がある。第３に、上記ボデ−１８と接続部
２０を分割するようにしたことで、上記取付孔２３を用
いて内部を点検することができる。このことにより、上
記流量調整弁全体を配管１５、１６から脱着しなくとも
点検が行える。また、上記接続部２０を外す際に上記駆
動軸３５および弁体３８を上記ボデ−１８内から一体的
に取り外すことができる。

【００８２】このことにより、この流量調整弁の点検作
業およびメンテナンスをより容易に行うことができる効
果がある。すなわち、上記流量調整弁によれば、上記弁
体３８および弁座３０をセラミックス製とすると共に上
記弁体３８を偏心的に保持して開閉を行える構成とする
ことで耐摩耗性および耐蝕性による破損を少なくできる
のであるが、簡単な点検は適宜行う必要がある。

【００８３】この際に、上記流量調整弁を上記両配管か
ら取り外し分解整備をするとなると、その取り外し作
業、分解作業および全てのガスケットの交換などが必要
となり面倒である。

【００８４】しかし、この発明では、点検の作業が上記
接続部２０をボデ−から取り外すだけで行えるから、点
検作業およびメンテナンスが容易となる。したがって、
破損を少なくすることができることと相まって、点検お
よびメンテナンス労力の非常に少ない信頼性の高い流量
調整弁を得ることができる効果がある。

【００８５】なお、この発明は上記一実施例に限定され
るものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変
形可能である。例えば、上記一実施例では、上記弁座を
２つのＯリングにより弾性的に保持するようにしたが、
バネ部材を用いて弾性的に支持するようにしても良い。

【００８６】また、上記一実施例では、上記弁箱１７を
オ−ステナイト系ステンレス鋼で成形するようにした
が、これに限定されるものではなく、これより安価な低
合金鋼を採用しても良い。

【００８７】すなわち、この発明は、弁箱１７の内面に
溶射コ−ティング被膜２６を形成することにより耐摩耗
性および耐蝕性に優れた流量調整弁を得るようにしたも
のであるから、反対に上記弁箱１７自体に要求される耐
摩耗性および耐蝕性の条件を低くすることが可能にな
る。したがって、上述したように、上記弁箱１７の材料
として安価なものを選択することが可能になる効果があ
る。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、３次元的
な複雑な形状を有する流体流路の内面に対し、流体流路
の上流端、下流端および取付孔の三方向からファインセ
ラミックスを溶射することができ、弁箱の内方に奥ま
り、しかも、流体流路の上流端および下流端から離れて
いる流体流路の大径部分に対しても、均一な保護膜を簡
単かつ安価に形成することができる。したがって、コス
トアップを伴うことなく、より高い耐摩耗性及び耐蝕性
を実現でき、信頼性の高い流量調整弁装置を得ることが
できる。また、上記取付孔を通してボデー内部の点検を
行なえるから、流量調整弁装置の点検作業をより容易に
行なうことができる効果がある。

【００８９】

【００９０】

【００９１】また、上記保護膜の表面にフッ素樹脂を塗
布含浸し、上記保護膜の表面に生じた気孔、割れの封孔
処理が施すようにしたので、耐蝕性が高くかつ耐久力の
高い流量調整弁装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す縦断面図。

【図２】同じく、弁体および弁座を拡大して示す横断面
図。

【図３】同じく、要部を拡大して示す縦断面図。

【図４】同じく、ボデ−の縦断面図および一部拡大断面
図。

【図５】同じく、接続部（保持部）の縦断面図および一
部拡大断面図。

【図６】第１の従来例を示す縦断面図。

【図７】第２の従来例を示す縦断面図。

【図８】第３の従来例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１７…弁箱、１８…ボデー、２０…接続部（保持部）、
２２…流路（流体流路）、２２ａ…大径部分、２３…取
付孔、２６…溶射コーティング被膜（保護膜）、３０…
弁座、３５…駆動軸、３８…弁体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 勝郎 宮城県仙台市青葉区堤町一丁目12番１号 株式会社本山製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−131487（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−23262（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−77855（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 1/00 - 1/228 F16K 27/00 - 27/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の弁箱と； この弁箱の内部に設けられ、流体の流線方向に沿う上流
   端と下流端との間に大径に膨らむ大径部分を有する流体
   流路と； この流体流路の上記大径部分よりも下流側に配置された
   ファインセラミックス製の弁座と； 上記弁箱に支持され、上記流体流路に導出されるととも
   に、 その回転軸線を上記流体流路の中心線から偏心させ
   て位置させた駆動軸と； この駆動軸に取り付けられ、上記駆動軸を軸回り方向に
   回動させることで、上記弁座に接離されて上記流体流路
   を開閉するセラミック製の弁体と；を具備する流量調整
   弁装置において、 上記弁箱は、上記流体流路を有するとともに、この流体流路の流線方
   向に沿う中途部に、上記流体流路の大径部分に連なる取
   付孔が開口された ボデーと、このボデーの取付孔に取り
   外し可能に挿入された先端部を有し、上記駆動軸を回動
   可能に保持する保持部と、に分割され、上記ボデーの流体流路に臨む内面に、この流体流路の上
   流端、下流端および上記取付孔を通じてファインセラミ
   ックスを溶射することで保護膜を形成するとともに、上
   記流体流路に臨む上記保持部の先端部の表面にも、ファ
   インセラミックスを溶射してなる保護膜を形成した こと
   を特徴とする流量調整弁装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、上記保護膜の
   表面には、フッ素樹脂が塗布含浸され、上記保護膜の表
   面に生じた気孔、割れの封孔処理が施されていることを
   特徴とする流量調整弁装置。