JPS6240216Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は耐熱衝撃強度を有する弁接触部、す
なわち、弁閉鎖時に相互に接触する弁体及び弁座
の接触部である弁接触部に関するもので、特に熱
衝撃に対して強い弁接触部の構造に関するもので
ある。

弁体及び弁座における弁接触部の役割を考える
と、例を仕切弁にとれば、仕切弁は第１図に示す
ように、弁体１の弁接触部２は弁箱体３に設けら
れている弁座４の弁接触部に対して摺動し、流体
の流れを開放し、または閉止して気密を保持した
りする部分である。

したがつて、仕切弁の弁接触部は開または閉作
動時に流体圧による高い面圧を受けて摺動し、ま
た弁閉時には同様に流体圧による大きな面圧を受
ける。また、弁接触部は流体の浸食作用であるエ
ロージヨン損傷を受け易い。他方、逆止弁あるい
は玉型弁では弁接触部は摺動しないが、弁閉止時
には、逆止弁では流体圧による、また、玉型弁で
は機械的推力による大きな面圧を受ける。また逆
止弁、玉型弁でも弁接触部はエロージヨンを生じ
易い。

以上のような使用条件に対処するために、弁接
触部材料としては、一般に高硬度で摩耗に耐え、
かつエロージヨンを生じない耐食性に優れた金属
材料が使用される。

しかしながら、高硬度、耐食性の金属材料は一
般に靭性に乏しく、脆弱な特性を有しており、機
械的あるいは熱的衝撃に対して亀裂を生じ易い欠
点がある。

例えば、火力発電所向けの大口径仕切弁の弁接
触部に発生する亀裂は、流体温度の急激な変化に
よる熱衝撃応力によつて発生するものである。

弁接触部が熱衝撃によつて亀裂を発生する機構
を、仕切弁について説明すると、第２図に示すよ
うに弁を閉止した状態では、弁体１には静止流体
５からの熱伝達で熱が伝わるだけであるから、流
体温度の上昇（あるいは下降）が速い場合には、
弁体と流体温度との間に大きな温度差が生じる。
この時点で弁を開くと第３図に示すように高速で
流れる流体５の熱伝達によつて、弁体１は急激に
加熱（あるいは冷却）されるが、弁接触部２の表
面は流体に接するため温度変化が大きく、弁体内
部との間に温度差を生じ、熱応力が発生する。

特に、この場合の弁接触部表面の温度変化は弁
の出口側の弁接触部の角部６において大きく、局
部的な高温部（あるいは低温部）を形成すること
になり、大きな熱応力を発生して亀裂の発生を促
進することになる。

従来の弁における弁接触部の構造は第４図及び
５図に仕切弁について例示するように、弁体１の
表面に硬質金属を用いて弁接触部２を突出させた
ものであつたため、上述の発生機構によつて、流
体の熱衝撃による亀裂を発生し易い欠点があつ
た。

この考案は以上のものを改良したもので、仕切
弁について例示した第６及び７図に示すように、
弁接触部の硬質金属部の外縁、内縁等四周の縁に
硬質金属部に接合して硬質金属部よりも靭性の大
きな靭性金属部を設け、この靭性金属部表面を、
硬質金属部に接する部分は硬質金属部と同一面で
あり、硬質金属部より離れるに従つて次第に硬質
金属部の表面より低くなるように緩やかなほぼ直
線状の勾配にしているものである。

例えば、仕切弁を示す第６図及び第７図におい
て、弁体１の弁接触部２に設けられている硬質金
属部５の内縁及び外縁には、硬質金属部５に接合
して靭性金属部６が設けられており、その硬質金
属部５側は硬質金属部と同一面すなわち同一厚さ
であるが、硬質金属部５を離れるに従い、すなわ
ち、外縁にあつては外周側へ、また、内縁にあつ
ては内周側へ行くに従つて、厚さが薄くなるよう
に、ほぼ直線状に勾配を有して円錘形に形成され
ている。

本構造を適用する硬質金属部材料としてはステ
ライトNo.６，No.１，No.12、ユルモノイNo.４，No.
５，No.６ならびにこれらの同等材を用い、靭性金
属材料としては、銅合金、炭素鋼、低合金鋼、ス
テンレス鋼、ニツケル基合金、コバルト基合金、
ならびにチタン合金等の中の室温での引張試験に
よる伸び率が２％以上のものを用いる。

この考案は硬質金属部５を第８及び９図に例示
するように、複数部分５ａ，５ｂに分割する場合
を含み、各部分間に取付けた靭性金属部６ａは中
央が凹となるように表面に勾配をつけ、両側の硬
質金属部５ａ，５ｂとその表面が緩やかな勾配に
よつて連続するように構成する。

この考案によると、硬質金属部に接して厚く、
硬質金属部を離れるに従つて薄くなるように勾配
を有する靭性金属部を、硬質金属部の四周に接合
して設けているので、硬質金属部に生ずる局部的
な高温部の熱を靭性金属部に速やかに移行させる
ことができ、また、靭性によつて硬質金属部の熱
衝撃を緩和して亀裂を防止することができ、更
に、靭性金属部の表面の勾配により熱を母材に速
やかに拡散させることができ、従つて、流体の熱
衝撃による硬質金属角部の局部的な高温部（ある
いは低温部）を解消し、これらの高温（あるいは
低温）部を靭性金属部に移行させ、かつ、靭性金
属部から母材に拡散させうるので硬質金属部に熱
衝撃による亀裂の発生するのを有効に防止するこ
とができる。

なお、この考案における靭性金属部は、硬質金
属部に対して緩やかな勾配によつて接続してお
り、弁接触部の摺動および気密保持等の機能を妨
げることがない。

この考案を弁体の弁接触部の場合について説明
したが、同様にして弁箱体に設けられる弁座にも
適用できるし、また仕切弁のみでなく各種型式の
弁の弁体及び弁座の弁接触部に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は仕切弁の１例を示す断面図、第２及び
３図は弁接触部に加わる熱衝撃を説明する仕切弁
の部分断面図、第４図は従来の仕切弁の弁体を示
す断面図、第５図は第４図の弁体の正面図、第６
図はこの考案による弁接触部を備えた弁体の断面
図、第７図は第６図の弁体の正面図、第８図はこ
の考案の他の実施例を示す断面図、第９図は第８
図の弁体の正面図である。 １……弁体、２……弁接触部、３……弁箱体、
４……弁座、５，５ａ，５ｂ……硬質金属部、
６，６ａ……靭性金属部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁閉鎖時に相互に接触する弁体及び弁座の弁接
   触部を構成する硬質金属部のいずれかの四周の縁
   に前記硬質金属部に接合して硬質金属より靭性の
   大きい靭性金属部を設け、この靭性金属部表面を
   前記硬質金属部に接する部分は硬質金属部と同一
   面であり硬質金属部より離れるに従つて次第に硬
   質金属部の表面より低くなるように緩やかなほぼ
   直線状の勾配にしていることを特徴とする耐熱衝
   撃強度を有する弁接触部。