(57)【要約】  多数の部品から成る弁プラグ（２１）を有する、弁アセンブリを開示する。弁プラグの構成に多数の材料を使用することにより軸線方向および径方向における熱膨張率が異なるようにし、それにより、弁プラグと協調して作用する部品の熱膨張特性とほぼ一致した熱膨張特性を弁プラグが持つようにする。特に、プラグの下流側端（１９）の径方向の熱膨張は、プラグの下流側端を収容する保持部品（３６）の径方向の熱膨張とほぼ一致する。プラグの上流側端（３１）の径方向の熱膨張は、箱体（４３）および据付リング（４１）の径方向の熱膨張とほぼ一致し、弁が閉位置にある際にプラグが適切に閉じたり据え付けられるようにする。弁の設計によっては、プラグ本体あるいはスペーサー管の軸線方向の熱膨張は、箱体保持器、箱体、あるいは弁本体の軸線方向の熱膨張とほぼ一致する。
2007521449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁プラグであって、前記弁プラグはスペーサー管を備え、
前記スペーサー管は、基端と、先端と、外面とを含み、前記スペーサー管の前記基端は基端側誘導リングに接続され、前記スペーサー管の前記先端は先端側誘導リングに接続され、前記スペーサー管は第一のＣＴＥをもつ第一の材料で製造され、前記基端側誘導リングは第二のＣＴＥをもつ第二の材料で製造され、前記先端側誘導リングは、前記第一と第三のＣＴＥの双方よりも大きな第三のＣＴＥをもつ第三の材料で製造される、
弁プラグ。
【請求項２】
前記第二のＣＴＥは前記第一のＣＴＥのおよそ１０％の範囲内にある、請求項１の弁プラグ。
【請求項３】
前記第一および第二の材料は合金鋼であり、前記第三の材料はオーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１の弁プラグ。
【請求項４】
前記第一および第二の材料は同一で、かつ、合金鋼であり、前記第三の材料はオーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１の弁プラグ。
【請求項５】
前記スペーサー管の前記外面は、さらに、前記基端側誘導リングを収容する基端側凹部と、前記先端側誘導リングを収容する先端側凹部とを備える、請求項１の弁プラグ。
【請求項６】
前記基端側誘導リングが前記スペーサー管の前記基端に溶接され、前記先端側誘導リングが前記スペーサー管の前記先端に溶接される、請求項１の弁プラグ。
【請求項７】
弁本体と、
軸線に沿って延びる内腔を定める箱体アセンブリであって、前記箱体アセンブリは箱体保持器を備え、前記箱体保持器は前記弁本体に接続される基端と、箱体に同軸的に接続される先端とを含み、前記箱体保持器および前記弁本体は第一の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第一の材料で製造され、前記箱体は第二のＣＴＥをもつ第二の材料で製造される、箱体アセンブリと、
プラグであって、前記プラグはスペーサー管を備え、前記スペーサー管は前記箱体保持器に収容される基端と、箱体および外面に収容される先端とを含み、前記スペーサー管の前記基端は基端側誘導リングに接続され、前記スペーサー管の前記先端は先端側誘導リングに接続され、前記プラグの前記外面、前記基端側誘導リング、および前記先端側誘導リングは、前記箱体アセンブリによって定められる前記内腔の内側に嵌合するよう寸法決めされるとともに前記内腔の軸線に沿って滑動できるように作られ、前記スペーサー管は前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第三のＣＴＥをもつ第三の材料で製造され、前記基端側誘導リングは前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第四のＣＴＥをもつ第四の材料で製造され、前記先端側誘導リングは前記第二のＣＴＥの１０％の範囲内にある第五のＣＴＥをもつ第五の材料で製造される、プラグと、
を備える、弁。
【請求項８】
前記第一、第三、および第四の材料は合金鋼であり、前記第二および第五の材料はオーステナイト系ステンレス鋼である、請求項７の弁。
【請求項９】
前記第一、第三、および第四の材料は同一で、かつ、合金鋼であり、前記第二および第五の材料は同一で、かつ、オーステナイト系ステンレス鋼である、請求項７の弁。
【請求項１０】
前記スペーサー管の前記外面は、さらに、前記基端側誘導リングを収容する基端側凹部と、前記先端側誘導リングを収容する先端側凹部とを備える、請求項７の弁。
【請求項１１】
前記基端側誘導リングは前記スペーサー管の前記基端に溶接され、前記先端側リングは前記スペーサー管の前記先端に溶接される、請求項７の弁。
【請求項１２】
前記弁本体が合金鋼で製造される、請求項７の弁本体。
【請求項１３】
弁は、第一の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第一の材料で製造される弁本体と、箱体と、据付リングと、プラグと、を備え、
前記箱体は、軸線に沿って延びる内腔を定め、前記箱体は、前記弁本体に接続される基端と、前記据付リングに嵌合的に収容される先端とを備え、前記箱体は第二の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第二の材料で製造され、
プラグはスペーサー管を備え、前記スペーサー管は基端、先端、および外面を含み、前記スペーサー管の前記基端は基端側誘導リングに接続され、前記スペーサー管の前記先端は先端側誘導リングに接続され、前記プラグの前記外面、前記基端側誘導リング、および前記先端側誘導リングは前記箱体によって定められる前記内腔の内側に嵌合するよう寸法決めされるとともに前記内腔の軸線に沿って滑動できるよう作られ、前記スペーサー管は、前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第三のＣＴＥをもつ第三の材料で製造され、前記基端側誘導リングと前記先端側誘導リングは、前記第二のＣＴＥの１０％の範囲内にある第四のＣＴＥをもつ第四の材料で製造される、
弁。
【請求項１４】
前記第二および第四の材料はオーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１３の弁。
【請求項１５】
前記第一および第三の材料は同一であり、かつ、合金鋼である、請求項１３の弁。
【請求項１６】
前記スペーサー管の前記外面は、さらに、前記基端側誘導リングを収容する基端側凹部と、前記先端側誘導リングを収容する先端側凹部とを備える、請求項１３の弁。
【請求項１７】
前記基端側誘導リングは前記スペーサー管の前記基端に溶接され、前記先端側リングは前記スペーサー管の前記先端に溶接される、請求項１３の弁。
【請求項１８】
弁は、弁本体と、覆いと、箱体と、据付リングと、プラグと、を備え、
前記弁本体は、入口と、出口と、前記覆いに覆われる第三の開口部とを含み、
前記覆いは、前記第三の開口部で前記弁本体に固定されるとともに、前記箱体の基端に接続される開口した先端を有する筒状保持器を備え、前記覆いと弁本体は第一の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第一の材料で製造され、
前記箱体、および前記覆いの筒状保持器は軸線に沿って延びる内腔を定め、前記箱体はさらに、弁本体の前記入口に接続される据付リングに同軸的に接続される先端を備え、前記箱体は第二の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第二の材料で製造され、
プラグは、スペーサー管を備え、前記スペーサー管は基端、先端、および外面を含み、前記スペーサー管の前記基端は基端側誘導リングに接続され、前記スペーサー管の前記先端は先端側誘導リングに接続され、前記プラグの前記外面、前記基端側誘導リング、および前記先端側誘導リングは、前記箱体および前記覆いの筒状保持器によって定められる前記内腔の内側に嵌合するように寸法決めされるとともに前記内腔の軸線に沿って滑動できるように作られ、前記スペーサー管は前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第三のＣＴＥをもつ第三の材料で製造され、前記基端側誘導リングは前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第四のＣＴＥをもつ第四の材料で製造され、前記先端側誘導リングは前記第二のＣＴＥの１０％の範囲内にある第五のＣＴＥをもつ第五の材料で製造される、
弁。
【請求項１９】
前記第一、第三、および第四の材料は合金鋼であり、前記第二および第五の材料はオーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１８の弁。
【請求項２０】
前記第一、第三、および第四の材料は同一で、かつ、合金鋼であり、前記第二および第五の材料は同一で、かつ、オーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１８の弁。
【請求項２１】
前記スペーサー管の前記外面は、さらに、前記基端側誘導リングを収容する基端側凹部と、前記先端側誘導リングを収容する先端側凹部とを備える、請求項１８の弁。
【請求項２２】
前記基端側誘導リングは前記スペーサー管の前記基端に溶接され、前記先端側リングは前記スペーサー管の前記先端に溶接される、請求項１７の弁。
【請求項２３】
弁は、弁本体と、箱体と、据付リングと、プラグと、を備え、
前記弁本体は入口と、出口と、それらの間に配置される筒状箱体保持器とを備え、前記筒状箱体保持器は前記箱体の基端に軸線的に接続される開口した先端を有し、前記弁本体は第一の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第一の材料で製造され、
前記箱体、および前記弁本体の筒状保持器は軸線に沿って延びる内腔を定め、前記箱体はさらに、前記弁本体の前記入口に接続される前記据付リングに同軸的に接続される先端を備え、前記箱体は第二の熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ第二の材料で製造され、
プラグはスペーサー管を備え、前記スペーサー管は基端、先端、および外面を含み、前記スペーサー管の前記基端は基端側誘導リングに接続され、前記スペーサー管の前記先端は先端側誘導リングに接続され、前記プラグの外面、前記基端側誘導リング、および前記先端側誘導リングは、前記箱体および前記弁本体の筒状保持器によって定められる前記内腔の内側に嵌合するように寸法決めされるとともに前記内腔の軸線に沿って滑動できるように作られ、前記スペーサー管は前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第三のＣＴＥをもつ第三の材料で製造され、前記基端側誘導リングは前記第一のＣＴＥの１０％の範囲内にある第四のＣＴＥをもつ第四の材料で製造され、前記先端側誘導リングは前記第二のＣＴＥの１０％の範囲内にある第五のＣＴＥをもつ第五の材料で製造される、
弁。
【請求項２４】
前記第一、第三、および第四の材料は合金鋼であり、前記第二および第五の材料はオーステナイト系ステンレス鋼である、請求項２３の弁。
【請求項２５】
前記第一、第三、および第四の材料は同一で、かつ、合金鋼であり、前記第二および第五の材料は同一で、かつ、オーステナイト系ステンレス鋼である、請求項２３の弁。
【請求項２６】
前記スペーサー管の前記外面が、さらに、前記基端側誘導リングを収容する基端側凹部と、前記先端側誘導リングを収容する先端側凹部とを備える、請求項２３の弁。
【請求項２７】
前記基端側誘導リングは前記スペーサー管の前記基端に溶接され、前記先端側リングは前記スペーサー管の前記先端に溶接される、請求項２３の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
高温用の新しい弁アセンブリ、より明確には複数の部品から成る弁プラグを有する弁アセンブリを開示する。該弁アセンブリは、その構成において複数の材料を使用するので、軸線方向および径方向において熱膨張率が異なる。実施例では、弁プラグの軸線方向および径方向の熱膨張率の違いに加えて、弁プラグの基端および先端での熱膨張率もまた異なる場合がある。
【背景技術】
【０００２】
通常、弁は流体の流動特性を制御するために使用される。従来の弁は弁本体を含み、該弁本体は入口、出口、および入口と出口との間に延びる流体の流路を定める。流路には、流体の流れを制御するためにプラグ等の絞り（スロットル）要素が配置されている。弁プラグは心棒（ステム）によってアクチュエータに接続され、該アクチュエータは弁プラグを流路の内外に動かす。従来の弁は、流体の流路にわたって延びる箱体を含み、該箱体に形成されたオリフィス又は開口部を有する。プラグは、箱体の円筒状内壁にほぼ嵌まるような寸法の外面を有する。その結果、プラグは箱体の内部で、該プラグがオリフィスを塞いでいる閉位置と、該プラグがオリフィスの少なくとも一部から離れている開位置との間を滑動することができる。プラグはまた、完全な開位置と完全な閉位置との間で位置決め可能であり、箱体を通る流体の流量を制御する。完全な開位置においては、弁プラグの下流側端又は基端は保持器に収容されている。該保持器は箱体アセンブリ、覆い、または弁本体の一部である。
【０００３】
プラグと箱体との間を密閉するために、据付リングを箱体の上流側端又は入口側端に設けることができる。据付リングは、弁プラグの先端又は上流側端に設けられた据付部に対し据付面を提供する。弁プラグの据付部と据付リングの据付面との組み合わせは、弁の調整セットとして知られているものとなる。
【０００４】
同様に、弁プラグの基端又は上流側端と箱体保持器との間を密閉するために、一般に弁プラグの基端も箱体保持器と係合するためのある種の据付部または表面を含んでいる。
【０００５】
高温下での作動（例えば超高温蒸気の移送）で使用される弁に関しては、ポリマー材料の密閉材料ではそのような高温には耐えられないので、弁プラグの据付部および箱体の上流側端に設けられる据付リングを金属で製造してもよい。さらに、弁本体、箱体、およびプラグ本体またはプラグのスペーサー管も、一般には合金鋼やステンレス鋼等の金属で製造される。
【０００６】
弁が高い作動温度で使用される場合、このような高温用の弁に関連する一つの問題は、各種部品の熱膨張に関するものである。一般に、弁本体を構成するのに使用される合金鋼等の材料の熱膨張率は、異なる合金鋼やステンレス鋼で製造される調整部（すなわち弁本体、据付リング、箱体および据付リング）の熱膨張率と同じではない。従って、金属の弁アセンブリが高温で作動する際は、各種部品の重要な寸法が変化し、弁が開かなくなったり、適切に密閉したりあるいはスロットルしたりすることができなくなる。その結果弁が適切に機能しなくなり、弁の心棒に早期破損あるいは/または他の不具合が起こりうる。
【０００７】
このような熱膨張の問題に対しては、全ての部品を同じ材料で製造することが一つの解決策となろう。しかしながら、華氏１０００度を超える温度で作動する、より大型の弁に対しては、そのような方策は実際的ではない。腐食の防止、メンテナンスの低減、および製造上の問題のため、箱体はステンレス鋼で製造するのが好ましい。大型の弁本体は、コストを考慮し、より安価な合金鋼で製造するのが好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特定の設計によっては、高温下では、弁アセンブリの軸線方向の膨張は弁本体に影響され、弁アセンブリの径方向の膨張は、箱体、プラグ本体および、保持構造が採用される場合には保持器に影響される。したがって、弁プラグが、弁本体と同じように軸線方向に膨張し、かつ箱体や保持器と同じように径方向に膨張するよう改良された弁アセンブリに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の必要性を満足するために、高温下での作動のために改良された弁プラグを開示する。弁プラグは、該プラグの軸線方向の熱膨張率が径方向の熱膨張率と異なることを可能にするような複数の材料で製造される。さらに、改良例においては、弁プラグの先端又は上流側端は、該プラグの下流側端又は基端の径方向の膨張とは異なる割合で、径方向に膨張することが可能である。
【００１０】
さらなる改良例においては、改良された様々な高温用弁アセンブリも開示される。実施例では、二つの部分から成り、弁本体と接続される箱体アセンブリが設けられる。下流側又は基端側の箱体部品、又は箱体保持器は、箱体として言及されるところの上流側の部品に接続される。箱体はオーステナイト系ステンレス鋼などのステンレス鋼で製造することが好ましい一方で、箱体保持器は合金鋼で製造することができる。弁プラグはスペーサー管を備え、該スペーサー管は、基端側誘導リングに接続される基端又は下流側端と、先端側誘導リングに接続される先端又は上流側端とを有する。基端側誘導リングは、箱体保持器を製造するのに使われる材料の熱膨張係数に近い熱膨張係数（ＣＴＥ）をもつ材料で製造される。さらに、先端側誘導リングは、箱体を製造するのに使われる材料のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造される。最後に、スペーサー管は、弁本体を製造するのに使われる材料のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造される。
【００１１】
一の態様では、一体型箱体構造が別個の保持部品なしに設けられる。したがって、基端側誘導リングおよび先端側誘導リングは、一体型箱体部品を製造するのに使われる材料のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造され、スペーサー管は、弁本体のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造される。
【００１２】
別の改良例では、弁アセンブリの覆いが箱体保持器を形成し、箱体構造は該箱体保持器に接続される。基端側又は下流側誘導リングおよびスペーサー管は、覆いを製造するのに使われる材料のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造される一方、先端側又は上流側誘導リングは、箱体を製造するのに使われる材料のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造される。
【００１３】
同様に、他の態様では、もし箱体保持器が弁本体の一部分であれば、スペーサー管および基端側誘導リングは、弁本体を製造するのに使われる材料のＣＴＥに近いＣＴＥをもつ材料で製造される一方、先端側又は上流側誘導リングは、箱体を製造するのに使われる材料のＣＴＥと同じようなＣＴＥをもつ材料で製造される。
【００１４】
このように、改良型弁アセンブリおよび弁プラグの多数の設計が与えられる。こうした設計により、弁プラグの基端又は下流側端の径方向の膨張、弁プラグの軸線方向の膨張、および弁プラグの先端又は上流側端の径方向の膨張はすべて、箱体、箱体保持器、覆い、あるいは弁本体の部品の膨張とあたかも同じように調和し、作動中にそれらと相互に作用する。
【００１５】
開示された弁および弁プラグの他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付された図により、当該技術分野において技量を有する者に対して明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図1は、高温下での作動のために設計された弁本体１１を含む弁１０を示す。弁本体１１は入口１２、出口１３、及び第三の開口部１４を定める。第三の開口部１４は、複数の留め具１６で弁本体１１に接続される覆い１５により覆われる。覆い１５は、心棒１８を滑動可能に収容する軸線方向の流路１７を含み、該心棒１８は弁プラグアセンブリ２１の下流側端又は基端１９に接続される。心棒１８は、弁１０の開閉のためのアクチュエータ（図示せず）に接続されている。
【００１７】
図１から図３を併せて参照すると、弁プラグアセンブリ２１はスペーサー管２２を備え、該スペーサー管２２は、基端又は下流側端１９、および、開口した先端すなわち上流側端２４を終端とする略円筒体部２３を含む。基端１９は心棒１８と接続するための開口部２５（図1を参照）、および複数の貫通口２６を含み、該複数の貫通口２６はスペーサー管２２の基端１９の両側の圧力が等しくなるようにする。スペーサー管２２の基端１９は、基端側誘導リング２８を収容する凹部２７を含む。さらに、スペーサー管２２の先端又は上流側端２４も、先端側又は上流側誘導リング３１を同じように収容する凹部２９を含む。図２Ａに見られるように、凹部２７は一つ以上のねじ溝３２を含み、該ねじ溝は基端側誘導リング２８のねじ山３３を収容して該誘導リング２８をスペーサー管２２の基端１９と接続する。誘導リング２８は溶接してもよいし、適当な留め具によってスペーサー管に接続してもよい。さらに、基端側誘導リング２８は、仮想線３９で示されるリングを収容するために複数の凹部３４も含んでおり、該リングは箱体保持器３６の内面３５と摩擦係合している（図１および図３を参照）。リング３１および２８は、当該技術おいて知られているカーボンリングであるのが好ましい。当該技術において技量を有する者に知られているように、Ｎ０７７１８ニッケル合金やステンレス鋼等の他の材料を使用することもできる。誘導リング２８およびスペーサー管２２の本体２３によって定められる凹部４０（図示せず）は、図２Ａで示されるように、Ｃ字型密閉材５０を収容する。
【００１８】
図２に戻ると、溶接部３７によって示されるように、先端側又は上流端側誘導リング３１をスペーサー管２２の先端２４に、溶接などの従来の方法により接続することができる。据付リング４１（図１および図３を参照）と摩擦的に係合させる目的で、先端側誘導リング３１に周辺溝部３８を設けて環状フランジ３９を定める。据付リング４１は弁プラグ２１の先端２４のための据付部を提供する。
【００１９】
図１、図３、および図６を参照すると、弁本体１１は、上記のように、入口１２および出口１３を定める。流体は入口１２を通って、据付リング４１を経て箱体アセンブリ４２の内部へと導かれる。箱体アセンブリ４２は上記のように、下部箱体又は「箱体」４３と接続される箱体保持器３６を含む。図１、図３、および図６に示されるツーピース型箱体アセンブリ４２では、下部箱体構造４３は、箱体保持器３６の先端４５に接続される基端４４を有する、透過性の筒状体を備える。図１および図３に示されるように、箱体４３は、据付リング４１に接続される先端４６も含む。
【００２０】
さらに、図１および図３では、弁１０は閉位置にあり、入口１２から箱体４３を経て出口１３に至る流れを弁プラグ２１が塞いでいる。作動においては、弁１０を開くために、アクチュエータ（図示せず）は心棒１８を上方に動かし、それによりスペーサー管２２の基端２４を据付リング４１から持ち上げ、箱体４３の内面４６の一部または全部を、弁本体１０の入口１２と出口１３との間の流れに触れさせる。
【００２１】
透過性の箱体構造４３に比べ、箱体保持器３６は中実の、非透過性の構造である。図１および図３に示される箱体保持器３６は、覆い１５と弁本体１１のフランジ４８との間に挟まれている環状フランジ４７によって弁アセンブリ１０に接続される、別個の部品であることも可能である。あるいは、箱体保持器３６は覆い１５に一体的に接続されるかまたは覆い１５の一部を形成してもよく、あるいは箱体保持器３６は弁本体１１に一体的に接続されるかまたは弁本体１１の一部を形成してもよい。他の代替物として、一体型箱体構造を設けることができ、これにより透過性の箱体構造４３を、図１および図３に示されるような保持構造３６なしに弁本体１１または覆い１５に直接接続することができる。
【００２２】
図６に示されるように、箱体４３の基端４４と箱体保持器３６の先端４５との間のねじ接続によって、箱体４３を箱体保持器３６に接続することができる。溶接や摩擦的係合のような、他の好適な係合機構を採用してもよい。箱体４３の先端４８は、据付リング４１のフランジ４９を嵌合的に収容する。箱体４３の先端４６と、据付リング４１のフランジ４９とは、熱膨張の効果を補うために、スリップフィット(a slip fit)により接続されていることが好ましい。
【００２３】
図３および図７に示されるように、据付リング４１は、入口の開口部５２に嵌合的に収容されるフランジ５１によって弁本体１１の入口１２に接続される。この場合もまた、据付リング４１のフランジ５１と弁本体１１の開口部５２との間の接続は、ビード５３または他の好適な接続方法によって例示されるように、ねじ接続あるいは溶接による接続であることが可能である。また、図７に示されるように、圧力開放弁５５を収容する目的で弁本体１１に開口部５４（図１および図３）を設けてもよい。
【００２４】
図４および図５を参照すると、弁プラグ２１の変形例が２１aおよび２１ｂにそれぞれ示されている。図４において２１aに示されている実施例では、スペーサー管２２aは一般に筒状構造であり、該筒状構造は本質的に、基端側誘導リング２８aと先端側誘導リング３１aとの間に挟まれている筒状体部２３aを備える。図に示されるように、誘導リング２８aをスペーサー管２２aの基端１９aに溶接してもよく、また誘導リング３１aをスペーサー管２２aの先端２４aに溶接してもよい。
【００２５】
一方、図５に示される弁プラグ２１ｂは基端１９ｂを有するスペーサー管構造２２ｂを含み、図に示されるように該基端１９ｂは、基端側誘導リング２８ｂを収容するために形成された凹部２７ｂを有する。該基端側誘導リング２８ｂは溶接によってスペーサー管２２ｂと接続してもよい。同様に、スペーサー管２２ｂの先端２４ｂは先端側誘導リング３１ｂを収容する凹部２９ｂを含み、図に示されるように先端側誘導リング３１ｂも、溶接によってスペーサー管２２ｂと接続してもよい。
【００２６】
図１に戻ると、弁１０が、華氏１０００度のような高温にさらされる時には、弁１０の様々な部品が径方向にも軸線方向にも膨張する。特に、弁プラグ２１のスペーサー管２２は、径方向への膨張と同じように軸線方向、すなわち６０に示される軸線に沿っても膨張する。箱体４３もまた軸線方向及び径方向の両方向に膨張する傾向がある。
【００２７】
弁１０が、図１に示されるように適切な閉止かつ密閉位置及び適切な絞り（スロットリング）動作を達成するためには、プラグ２１の径方向の膨張は通常、箱体４３の径方向の膨張と一致しなければならない。この目的を満たすために、プラグ２１は、箱体４３を製造するのに使われる材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）にごく近いＣＴＥをもつ材料で製造される先端側誘導リング３１を備える。実施例においては、箱体４３は、高温下での腐食防止や他の製造上の目的のためにオーステナイト系ステンレス鋼で製造される。したがって、先端側誘導リング３１は、箱体４３を製造するのに使われるオーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張係数と同じようなＣＴＥをもつ材料で製造するべきである。好ましい実施例では、箱体４３および先端側誘導リング３１は両方ともオーステナイト系ステンレス鋼で製造され、同一のオーステナイト系ステンレス鋼で製造することが最も好ましい。高温下で適用する（例えば華氏１０００度）箱体４３および先端側誘導リング３１のための、オーステナイト系ステンレス鋼の一つの好適な例はＳ３０４０９ＳＳＴである。高温のための他の好適な例はＳ３１６０９ＳＳＴである。Ｓ３１６０３ＳＳＴおよびＳ３０４０３ＳＳＴオーステナイト系ステンレス鋼は、より低温下で適用するために使用することができる。
【００２８】
経済的理由から、より大型の弁本体１１は、Ｃ１２Ａ等の合金鋼あるいはそれと同等の合金鋼で製造するのが好ましい。高温用（例えば華氏１０００度より高い温度）の他の好適な合金鋼はＷＣ９合金鋼やＷＣ６合金鋼を含む一方、より低温下での適用のためにはＷＣＣ合金鋼を使用することができる。当該技術において技量を有する者にとって、さらなる種類の好適な合金鋼は明らかであろう。こうした合金鋼は、以下に述べるように、ある種の設計のためのスペーサー管２３や基端側誘導２８を製造するためにも使用できる。
【００２９】
一方、図１に示されるように、弁プラグ２１の基端１９と箱体保持器３６との間を密閉するためには、弁プラグ２１の基端１９の径方向の膨張は箱体保持器３６の径方向の膨張とほぼ一致しなければならない。もし弁プラグ２１の基端１９のＣＴＥが箱体保持器３６よりも著しく高ければ、弁１０が適切に開くことができない場合がある。もし弁プラグ２１の基端１９のＣＴＥが箱体保持器３６著しく低ければ、バルブ心棒１８の過度のガタつき、振動、あるいは破損が生じうる。したがって、説明された実施例において、基端側誘導リング２８は、箱体保持器３６あるいは該箱体保持器が収容される他の弁本体構造のＣＴＥにほぼ一致するＣＴＥをもつ材料で製造するべきである。
【００３０】
単一の箱体構造が使用される場合には（図示せず）、箱体４３は直接、弁本体１１と覆い１５のどちらかに接続される。弁本体１１と覆い１５は、スペーサー管の基端１９を嵌合的に収容するためのある種の保持部品を形成することが好ましく、その結果スペーサー管２２の大部分が箱体４３を通って引っ張られることが可能となり、それにより弁本体１１の入口１２と出口１３との間が連通する。したがって、このような場合、誘導リング３１の径方向の膨張が箱体４３の径方向の膨張とほぼ一致するように、誘導リング３１及び箱体４３のための材料は、ほぼ同じものが選択されよう。しかしながら、基端側誘導リング２８を、弁本体１１、覆い１５、あるいは、弁本体１１または覆い１５のどちらかに接続される他の保持部品に使用される、より安価な合金材料で製造することも可能であろう。同様にして、弁１０の軸線方向の膨張は弁本体１１、あるいは、覆い１５または弁本体１１の一部として形成される保持構造に影響されるという理由から、スペーサー管２２の軸線方向の膨張が、弁本体１１、あるいは、弁本体１１または覆い１５の一部として形成される保持構造の軸線方向の膨張とほぼ一致するよう、該スペーサー管２２をより安価な合金材料で製造することが可能である。
【００３１】
しかしながら、一体型箱体構造が設けられ、それにより、穴の開いた箱体部分４３等の下側部分が、図１の３６に示されるものと同様の非透過性保持部分のような上側部分に一体的に接続される場合には、誘導リング２８、３１の径方向の膨張は両方とも、一体型箱体構造（３６、４３）の径方向の膨張と一致することが好ましいだろう。このような場合、箱体構造（３６、４３）をオーステナイト系ステンレス鋼で製造する場合、誘導リング２８，３１もまた同じようなＣＴＥをもつオーステナイト系ステンレス鋼で製造する必要があるだろう。一方、スペーサー管２２の基端１９が、覆い１５あるいは弁本体１１に一体的に接続された保持構造に収容される場合には、基端側誘導リング２８は、弁本体１１あるいは覆い１５に使われる材料と同じような材料で製造されるべきである。しかしながら、基端側誘導リング２８がステンレス鋼の箱体構造の一部に収容される場合には、誘導リング２８は同じような熱膨張係数をもつステンレス鋼で製造する必要があろう。
【００３２】
したがって、当該技術において通常の技量を有する者には、多くの組み合わせや可能性が存在することが理解されよう。しかし、弁プラグ２１の構成は、作動中互いに作用し合う部品の材料と類似の材料で製造すべきことを理解することが重要である。特に、先端側誘導リング３１は、箱体４３のＣＴＥと類似のＣＴＥをもつ材料で製造するべきである。スペーサー管２２は、弁本体１１のＣＴＥと類似のＣＴＥをもつ材料で製造するべきである。同様に、基端側誘導リング２８は、該基端側誘導リング２８を収容する構造、例えば箱体保持器３６、あるいは覆い１５または弁本体１１によって形成される、類似の保持構造を製造するために使用される材料と類似の材料で製造されるべきである。
【００３３】
さらに、弁プラグ２１を製造するのに２種類の材料よりも多くの材料を使用することができる。特に、ツーピース型箱体アセンブリ４２に箱体保持器３６と箱体４３とを設ける場合、基端側誘導リング２８は箱体保持構造３６の材料と類似の材料で、スペーサー管は弁本体１１の材料とほぼ同じ材料で、先端側誘導リング３１は箱体４３の材料とほぼ同じ材料で、製造する必要があろう。このように、弁プラグ２１は二または三の異なる材料で製造することができよう。
【００３４】
一般に、部品の熱膨張係数に求められる調和は、例えば、先端側誘導リング３１と箱体４３とでは互いにおよそ１０％以内、より好ましくは互いにおよそ７％の範囲内、およそ１％の範囲内もしくは同じ材料で製造されるのが最適である。これによりＣＴＥが近似し、その結果径方向または軸線方向に同じように膨張する。合金鋼とステンレス鋼の熱膨張係数の違いは大きく、一般にはおよそ３５％である。したがって、箱体４３をオーステナイト系ステンレス鋼で製造する場合には、先端側誘導リング３１はステンレス鋼で製造するのが好ましく、オーステナイト系ステンレス鋼で同様に製造するのがより好ましい。弁本体１１を合金鋼で製造する場合には、スペーサー管２２は同様に合金鋼で製造するべきである。オーステナイト系ステンレス鋼で製造した保持構造を設ける場合には、基端側誘導リング２８はオーステナイト系ステンレス鋼または好適なステンレス鋼で製造するべきである。最後に、保持構造を合金鋼で製造する場合には、基端側誘導リング２８は同様に合金鋼で製造するべきである。しかしながらある種の設計においては、基端側誘導リングはステンレス鋼による構造内に収容されることもあるので、基端側誘導リングは同様にステンレス鋼で製造すべきである。
【００３５】
上記の詳細な説明は理解を明確にするためにのみ述べられたもので、それらは限定的に理解されるべきではなく、当該技術において通常の技量を有する者にとって変更できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
以下の図において、開示された実施例を多少図式的に説明する。
【図１】本開示に従って作られた弁アセンブリの断面図であり、ツーピース型箱体および多数の部品から成る弁プラグを示す。
【図２】図１に示される弁プラグの拡大断面図であり、図２Aは図２に示される弁プラグの下流側又は基端側誘導リングの拡大部分断面図である。
【図３】図１に示される弁アセンブリの拡大部分断面図である。
【図４】本開示に従って作られた、別の弁プラグである。
【図５】本開示に従って作られた、さらに別の弁プラグである。
【図６】図１に示される弁アセンブリの、ツーピース型箱体アセンブリの断面図である。
【図７】図１に示される弁アセンブリの、弁本体の断面図である。
【００３７】
図が必ずしも正しい縮尺によるわけではなく、また実施例は図式的表象、仮想線、概念描写、および断片的な概観によって説明されているということが理解されるべきである。ある例では、開示された弁の理解に必要のない詳細、または他の詳細を認識するのが困難になるような詳細については省略されている場合がある。無論、本開示がここに説明されている特定の実施例に限られるものではないということは理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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