(57)【要約】      （修正有）【課題】弁体の全開時において、外部へ蒸気が漏洩することを効果的に防止することができる弁装置を提供する。【解決手段】弁装置は、弁座を有する弁ケーシングと、弁座に離接可能に設けられた弁体と、弁体を駆動する弁棒６と、弁ケーシングに設けられ弁棒６を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、ガイド穴に設けられ弁棒６を摺動可能に支持するブッシュ８と、ガイド穴に設けられ当接面９Ａを有するシートリング９と、を備える。弁棒６は、弁棒本体６０と、弁棒本体６０の外周面に形成された前記ブッシュに対して摺動する肉盛部１２と、弁棒本体６０の外周面のうち肉盛部１２とは異なる部分に設けられ弁体の全開時にシートリング９の当接面９Ａに当接する肩部と、を有する。肩部は、弁棒本体６０とは別体で形成されて弁棒本体６０に装着された中実状のテーパリング２０によって構成される。【選択図】図２
2015158260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座を有する弁ケーシングと、
前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、
前記弁体を駆動する弁棒と、
前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、
前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、
前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、
を備え、
前記弁棒は、弁棒本体と、前記弁棒本体の外周面に形成された、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部と、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に設けられ、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する肩部と、を有し、
前記肩部は、前記弁棒本体とは別体で形成されて当該弁棒本体に装着された中実状のテーパリングによって構成されていること
を特徴とする弁装置。
【請求項２】
前記テーパリングは、前記弁棒本体に焼き嵌めにて装着されていること
を特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記テーパリングは、線膨張係数が前記弁棒本体と同等または前記弁棒本体よりも小さい材料から形成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の弁装置。
【請求項４】
前記テーパリングは、コバルト基合金鋼から形成されていること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置。
【請求項５】
前記テーパリングは、前記シートリング部の前記当接面に当接する、金属浸透法によって形成された表面硬化処理層を含んでいること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置。
【請求項６】
前記肉盛部は、金属を主成分とする電極と前記弁棒本体の外周面との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記外周面に溶着させ堆積させて形成されていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の弁装置。
【請求項７】
弁座を有する弁ケーシングと、前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、を備える弁装置の製造方法であって、
前記弁棒を構成する弁棒本体を準備する工程と、
前記弁棒本体の外周面に、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部を形成する工程と、
前記弁棒本体とは別体で形成された中実状のテーパリングを準備する工程と、
前記テーパリングを、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に装着する工程と、を備え、
前記テーパリングは、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する前記弁棒の肩部を構成すること
を特徴とする弁装置の製造方法。
【請求項８】
前記テーパリングを装着する工程において、前記テーパリングは、前記弁棒本体に焼き嵌めされること
を特徴とする請求項７に記載の弁装置の製造方法。
【請求項９】
前記テーパリングを準備する工程において、前記テーパリングは、線膨張係数が前記弁棒本体と同等または前記弁棒本体よりも小さい材料から形成されること
を特徴とする請求項７または８に記載の弁装置の製造方法。
【請求項１０】
前記テーパリングを準備する工程において、前記テーパリングは、コバルト基合金鋼から形成されること
を特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の弁装置の製造方法。
【請求項１１】
前記テーパリングを準備する工程は、前記テーパリングに、前記シートリング部の前記当接面に当接する表面硬化処理層を金属浸透法によって形成する工程を含むこと
を特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の弁装置の製造方法。
【請求項１２】
前記肉盛部を形成する工程において、前記肉盛部は、金属を主成分とする電極と前記弁棒本体の外周面との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記外周面に溶着させ堆積させて形成されること
を特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の弁装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、弁装置及び弁装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蒸気タービンが用いられる火力発電プラント等の高効率化が推し進められており、７００℃以上の高温の蒸気によって蒸気タービンを駆動する発電プラントが検討されている。そのため、蒸気タービンを構成する各部材は、高温の雰囲気下においても好適に耐え得る仕様とされることが要求されている。
【０００３】
例えば、火力発電プラントの蒸気タービンには、蒸気の流入を制御するために、主蒸気止め弁、蒸気加減弁、再熱蒸気止め弁、中間阻止弁、タービンバイパス弁等の種々の弁装置が付設されている。このような弁装置では、例えば、弁棒及びブッシュの各摺動面が高温の雰囲気下において活性化状態となり、各摺動面が雰囲気中の高温の水蒸気と反応することで、各摺動面において酸化皮膜が生成され得る。生成された酸化皮膜は、弁を繰り返し開閉動作する度に剥離され、当該剥離片（酸化スケール）は、弁棒の摺動により弁棒等の表面の凹部に局部的に堆積され得る。これにより、弁棒とブッシュとの間隙が埋められることによって、弁棒のスティックスリップを発生させる場合がある。
【０００４】
このような高温化に起因する問題を解決するものとして、例えば、弁棒の外周面に耐酸化性に優れた肉盛部が形成された弁装置が知られている。この弁装置では、摺動面として機能する弁棒の外周面に形成された肉盛部が、耐酸化性に優れることで、酸化皮膜が発生して酸化スケールが形成されることを抑制することができる。肉盛部は、金属を主成分とする成形体により構成される電極と弁棒の被処理部との間にパルス状の放電を発生させて、電極の材料を被処理部の表面に溶着させ堆積させることによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１１９９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８には、前述の肉盛部が弁棒に形成された弁装置の一例の要部拡大断面図が示されている。図８において、符号１００は弁棒を示しており、符号１１０は、弁棒１００を貫通させるガイド穴１１０Ａを有するガイド部を示している。弁棒１００は、大径部１０１Ａと、大径部１０１Ａから先細りに延びる肩部１０１Ｂと、肩部１０１Ｂの先端から延びて、その先端が図示しない弁体に連結される小径部１０１Ｃと、を一体に有する弁棒本体１０１を、備えている。ガイド穴１１０Ａの内周側には、弁棒１００を摺動可能に支持する円筒状のブッシュ１１１と、弁体の全開時（図８に示す状態）に弁棒１００の肩部１０１Ｂに当接する当接面１１２Ａを有する円筒状のシートリング１１２と、が設けられている。
【０００７】
この弁装置では、弁棒本体１０１の外周面に、耐酸化性に優れた肉盛部１０２が形成されている。このため、弁棒本体１０１における酸化皮膜の生成が抑制される。
【０００８】
ところで、図８に示すように、肩部１０１Ｂは、弁体の全開時にシートリング１１２の当接面１１２Ａに当接することにより、弁体側から大径部１０１Ａとブッシュ１１１との間に蒸気が流入することを防止する。これにより、大径部１０１Ａとブッシュ１１１との間を介して弁ケーシングの外部へ蒸気が漏洩することが防止される。
【０００９】
しかしながら、肉盛部１０２を前述のようにして形成した場合、肉盛部１０２は多孔質状に形成される。このため、図示のように、肩部１０１Ｂに肉盛部１０２が形成された場合には、肉盛部１０２内部の空隙を介して、大径部１０１Ａとブッシュ１１１との間に蒸気が流出してしまう虞がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、弁体の全開時において、外部へ蒸気が漏洩することを効果的に防止することができる弁装置及び弁装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施の形態による弁装置は、弁座を有する弁ケーシングと、前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、を備える。前記弁棒は、弁棒本体と、前記弁棒本体の外周面に形成された、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部と、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に設けられ、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する肩部と、を有する。前記肩部は、前記弁棒本体とは別体で形成されて当該弁棒本体に装着された中実状のテーパリングによって構成されている。
【００１２】
また、実施の形態による弁装置の製造方法は、弁座を有する弁ケーシングと、前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、を備える弁装置の製造方法である。この弁装置の製造方法は、前記弁棒を構成する弁棒本体を準備する工程と、前記弁棒本体の外周面に、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部を形成する工程と、前記弁棒本体とは別体で形成された中実状のテーパリングを準備する工程と、前記テーパリングを、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に装着する工程と、を備える。前記テーパリングは、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する前記弁棒の肩部を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態による弁装置の概略断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】実施の形態によるテーパリングの拡大断面図である。
【図４】肉盛部を形成するための製造装置の構成例を示す図である。
【図５】実施の形態の変形例１を示す図である。
【図６】変形例１の金属浸透法による表面処理硬化層の形成方法を説明する図である。
【図７】実施の形態の変形例２を示す図である。
【図８】弁棒に肉盛部が形成された弁装置の一例の要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１には、本実施の形態による弁装置Ｖが示されている。本実施の形態では、弁装置Ｖが蒸気タービンにおける主蒸気止め弁を構成する例を説明するが、弁装置Ｖは、例えば再熱蒸気止め弁等の他の弁を構成する弁装置であっても構わない。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態による弁装置Ｖは、弁座２を有する弁ケーシング１を備えており、弁ケーシング１において弁座２の上流側には、主蒸気入口部３が形成され、弁座２の下流側には、主蒸気出口部４が形成されている。弁ケーシング１内の弁座２の上流側には、弁座２に離接可能に弁体５が設けられている。弁体５には、当該弁体５をその軸方向に沿って駆動する弁棒６の一端部が固定されている。
【００１６】
弁ケーシング１内には、弁棒６を弁ケーシング１の外部に貫通させるガイド穴７Ａを有するガイド部７が設けられており、弁棒６の他端部（図示せず）は、弁ケーシング１の外部に配置されている。この弁棒６の他端部は駆動部Ｄに連結されている。当該駆動部Ｄによって弁棒６がその軸方向に進退駆動されることで、弁体５は弁座２に離接可能となっている。なお、図１は、弁体５が全開の状態における弁装置Ｖが示されている。
【００１７】
ガイド穴７Ａの内周側には、弁棒６を摺動可能に支持する円筒状のブッシュ８と、ブッシュ８よりも弁体５側に配置されたシートリング９と、が、例えば冷やし嵌め等によって嵌合されている。図２には、図１のＡで示す部位の拡大図が示されている。この図２に示すように、シートリング９の内周面には、ブッシュ８の内周面よりも内側に位置するとともに弁棒６の軸方向に対して略４５度の傾斜で延びる当接面９Ａが形成されている。
【００１８】
弁棒６は、当該弁棒６を構成する棒体である弁棒本体６０を備えている。図２に示すように、弁棒本体６０は、大径部６０Ａと、大径部６０Ａの弁体５側の端部から延びる大径部６０Ａよりも小径の小径部６０Ｂと、を一体に有している。大径部６０Ａの弁体５側の端部は、弁棒６の軸方向に直交して延びる平坦面となっている。一方、小径部６０Ｂは、弁棒６の軸方向に沿って延びている。
【００１９】
弁棒本体６０のうちの大径部６０Ａは、ブッシュ８と摺動する部分であり、本実施の形態では、当該大径部６０Ａの外周面に肉盛部１２が形成されている。肉盛部１２は、金属を主成分とする成形体により構成される電極２０１（図４参照）と大径部６０Ａの外周面との間にパルス状の放電を発生させて電極２０１の材料を前記外周面に溶着させ堆積させることによって形成されている。本実施の形態では、電極２０１の材料としてコバルト基合金を用いている。一般的なコバルト基合金は、コバルトを主成分とし、３０％程度のクロム，４〜１５％のタングステンを含有する合金であり、耐摩耗性に優れ、且つコバルトを多く含んでいることで耐酸化性においても優れている。
【００２０】
肉盛部１２の厚さは、コバルト基合金の持つ耐摩耗性や耐酸化性を有効に発揮させるためにも５０μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。また肉盛部１２の表面に電極２０１の粒子が堆積したことにより生じた歪な凹凸が、機械加工、例えば研削盤や研磨盤等による加工によって、所定の形状や寸法および幾何公差を有するように、表面粗さ（最大高さ粗さ、ＪＩＳ  Ｂ０６０１）Ｒｚが１２．５以下となるように仕上げ加工されることが望ましい。
【００２１】
また、本実施の形態では、弁棒本体６０の外周面のうち肉盛部１２とは異なる部分、具体的には、弁棒本体６０のうちの小径部６０Ｂの外周面の根元部分に、テーパリング２０が設けられている。テーパリング２０は、弁体５の全開時にシートリング９の当接面９Ａに当接する肩部を構成する部材であって、弁棒本体６０とは別体で形成された中実状の部材から形成されている。
【００２２】
図３は、テーパリング２０の拡大断面図を示している。図２及び図３に示されているように、テーパリング２０は中空の円錐台形状に形成されている。テーパリング２０の底部は、大径部６０Ａの上述した端部に当接するようになっている（図２参照）。
【００２３】
テーパリング２０のうちの当接面９Ａに対向する部分には、当接面９Ａと略平行な角度（本実施の形態では略４５度）の傾斜で延び、弁体５の全開時に当接面９Ａに当接するシール面２０Ａが形成されている。また、図３に示すように、テーパリング２０のうちの弁棒本体６０の大径部６０Ａと小径部６０Ｂとが形成する角部に対向する部分２０Ｒには、Ｒ加工、すなわち、円弧状の面取り加工が施されている。この場合、当接面９Ａにシール面２０Ａが当接し、弁棒６に固定された駆動部Ｄが発生する駆動力が、圧縮荷重としてテーパリング２０に作用した時に、テーパリング２０の内部に発生する応力を分散（緩和）させることができる。
【００２４】
本実施の形態では、テーパリング２０及び弁棒本体６０の小径部６０Ｂには、しまり嵌めのはめあい公差が設定されており、より詳しくは、本実施の形態においてテーパリング２０は、焼き嵌めによって、しまり嵌めのはめあい公差をもって弁棒本体６０の小径部６０Ｂに嵌合されている。この場合、テーパリング２０の線膨張係数と弁棒本体６０の線膨張係数との関係にもよるが、蒸気タービンの運転により弁装置Ｖの温度が高くなった場合においても、しまり嵌めの締め代を残存させることができる。なお、テーパリング２０は、弁棒本体６０の小径部６０Ｂに圧入で装着されてもよく、締め代がない螺子構造で装着されたりしてもよい。
【００２５】
ここで、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することを効果的に防止するためには、テーパリング２０の線膨張係数は、弁棒本体６０と同等または弁棒本体６０より小さくすることが好ましい。テーパリング２０の線膨張係数が、弁棒本体６０と同等である場合には、温度条件によらず、テーパリング２０の膨張量と弁棒本体６０の膨張量とが同等となる傾向になる。このため、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することを効果的に防止することができる。更に、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂへ装着される時にしまり嵌めの締め代が確保されている場合には、温度条件によらず、しまり嵌めの締め代を一定に確保することができ、テーパリング２０の脱落をより効果的に防止することができる。
【００２６】
また、テーパリング２０の線膨張係数が、弁棒本体６０よりも小さい場合には、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することをより一層効果的に防止することができる。すなわち、この場合には、温度上昇時に、つまり蒸気タービンの運転時に、テーパリング２０の膨張量が弁棒本体６０の膨張量がよりも小さくなる傾向になる。このため、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することをより一層効果的に防止することができる。特に、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂへ装着される時にしまり嵌めの締め代が確保されている場合には、温度上昇時に、しまり嵌めの締め代が増加し得るため、テーパリング２０の脱落をより一層効果的に防止することができる。また、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂへ装着される時にしまり嵌めの締め代が確保されていない場合でも、温度上昇時にしまり嵌めの締め代が確保され得るため、テーパリング２０の弁棒本体６０の小径部６０Ｂへの装着作業が容易化され得る。
【００２７】
本実施の形態では、テーパリング２０の線膨張係数が弁棒本体６０よりも小さい場合の材料の組合せとして、テーパリング２０に、線膨張係数がおおよそ１．４×１０−５／℃のコバルト基合金鋼の無垢材（中実状の部材）が用いられ、弁棒本体６０に、線膨張係数がおおよそ１．６×１０−５／℃のオーステナイト系耐熱合金鋼が用いられている。
【００２８】
コバルト基合金鋼は、高温強度及び耐酸化性に優れるため、テーパリング２０にコバルト基合金鋼を用いた場合には、テーパリング２０は、７００℃以上の高温雰囲気下における高温強度が確保され、且つシール面２０Ａの耐酸化性が確保されシール面２０Ａに酸化皮膜（酸化スケール）が付着することが防止されることでシートリング９の当接面９Ａとの間のシール性を効果的に向上させることができる。なお、テーパリング２０の材料は、コバルト基合金鋼に限定されるものではない。
【００２９】
また、弁棒本体６０は、優れた高温強度と耐酸化性とを兼ね備えた材料が用いられることが好ましい。例えば、前記のオーステナイト系耐熱合金鋼は高温強度及び耐酸化性に優れているため好適に用いられ得る。このオーステナイト系耐熱合金鋼以外にも、例えばクロム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン−バナジウム鋼、クロム−モリブデン−タングステン−バナジウム鋼、９％クロム鋼、１２％クロム鋼、及びＡＬＬＯＹ６２５やＡＬＬＯＹ  Ｘ−７５０、ＡＬＬＯＹ６１７等のニッケル基やコバルト基の高温耐熱合金等が選定され得る。なお、テーパリング２０及び弁棒本体６０の材料としては、蒸気タービンの開発によって更に上昇する可能性のある蒸気の温度条件において使用可能な新たな材料が開発された場合には、当該材料が本実施の形態において適用可能であることは言うまでもない。
【００３０】
次に、本実施の形態の弁装置の製造方法の一例について説明する。
【００３１】
まず、例えば切削加工等により、大径部６０Ａと、大径部６０Ａの弁体５側の端部から延びる大径部６０Ａよりも小径の小径部６０Ｂと、を一体に有する弁棒本体６０が準備される。本実施の形態では、弁棒本体６０に、前述したように、線膨張係数がおおよそ１．６×１０−５／℃のオーステナイト系耐熱合金鋼が用いられる。
【００３２】
次に、弁棒本体６０のうちの大径部６０Ａに肉盛部１２が形成される。ここで、肉盛部１２の形成方法を図４を用いて説明する。図４は、肉盛部１２を形成するための製造装置の構成例を示している。図４に示すように、当該製造装置は、電気絶縁性のある液体Ｌ（又は気中）内に電極２０１を配置して構成されている。前述したように、電極２０１の材料には、コバルト基合金が用いられる。肉盛部１２を形成する際には、まず、弁棒本体６０の大径部６０Ａが電極２０１との間に微小間隙を保持された状態で、液体Ｌ中に浸漬される。次に、電極２０１が直流電源２０２の陰極と接続されるとともに、直流電源２０２の陽極に弁棒本体６０が接続される。そして、電極２０１と弁棒本体６０の大径部６０Ａとの間でパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、電極２０１の材料を大径部６０Ａの表面に溶着させ、堆積させる。この際、肉盛部１２の表面には、電極の粒子が堆積したことにより歪な凹凸が形成される。その後、この凹凸が、機械加工、例えば研削盤や研磨盤等により加工されて、所定の形状や寸法および幾何公差を有するように、仕上げ加工が行われる。
【００３３】
なお、電極２０１は、金属を主成分とする粉末をプレス加工により圧縮されて成形された成形体もしくは加熱処理して成形された成形体により構成されることが好ましいが、他の方法によって成形されてもよい。また、電極２０１の材料としては、前述したように、耐衝撃性と耐酸化性を有し、被処理部（本実施の形態では大径部６０Ａ）の母材よりも硬度の高いコバルト基合金が適するが、ニッケル基合金等でもよい。また、高温度において優れた耐酸化性を示す、例えば窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、窒化チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）Ｎ、炭化チタンモリブテン（Ｔｉｏ）Ｃ、窒化クロムケイ素（ＣｒＳｉＮ）及び窒化チタンケイ素（ＴｉＳｉＮ）等のファインセラミックス材でもよい。
【００３４】
肉盛部１２が形成された後、弁棒本体６０とは別体で形成された中実状の部材であるテーパリング２０が準備される。本実施の形態では、テーパリング２０に、前述したように、線膨張係数がおおよそ１．４×１０−５／℃のコバルト基合金鋼の無垢材（中実状の部材）が用いられる。
【００３５】
そして、弁棒本体６０のうちの小径部６０Ｂの外周面の根元部分にテーパリング２０が装着される。ここで、本実施の形態においては、テーパリング２０が、焼き嵌めによって、しまり嵌めのはめあい公差をもって弁棒本体６０の小径部６０Ｂに嵌合される。これにより、弁体５の全開時にシートリング９の当接面９Ａに当接する肩部が、テーパリング２０によって構成される。
【００３６】
以上に説明した本実施の形態の弁装置は、主蒸気止め弁を構成する弁装置であるため、蒸気タービンの通常の負荷運転をする際には、駆動部Ｄによって駆動された弁棒６が、弁体５を弁座２から離間させるように駆動する。そして、弁体５の全開の状態が保持される。
【００３７】
この際、中実状のテーパリング２０が、肩部としてシートリング９の当接面９Ａに当接する。これにより、テーパリング２０のシート面２０Ａと当接面９Ａとがシールされる。これにより、蒸気がテーパリング２０のシール面２０Ａと当接面９Ａとの間を介して弁棒６とブッシュ８との間に流出することが防止される。
【００３８】
ここで、本実施の形態によれば、テーパリング２０が中実状であることで、蒸気がテーパリング２０の内部を通って、弁棒６とブッシュ８との間に流出することも防止される。更に、テーパリング２０のシール面２０Ａが駆動部Ｄによりシートリング９の当接面９Ａに押し付けられることで、シール面２０Ａとは反対側のテーパリング２０の底部が、弁棒本体６０の大径部６０Ａの端部に押し付けられる。これにより、テーパリング２０の底部と大径部６０Ａの端部との間から蒸気が流出することも防止される。
【００３９】
一方、大径部６０Ａには肉盛部１２が形成されているため、大径部６０Ａとブッシュ８との間における酸化皮膜の発生は抑制される。
【００４０】
従って、本実施の形態によれば、弁体５の全開時において、外部へ蒸気が漏洩することを効果的に防止することができる
【００４１】
以下では、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態では、テーパリング２０には、オーステナイト系耐熱合金鋼である弁棒本体６０より線膨張係数が小さく耐酸化性の高いコバルト基合金鋼を用いたが、テーパリング２０の線膨張係数が弁棒本体６０の線膨張係数よりも小さく且つ高温強度を有する材料を選択した場合でも、耐酸化性が不十分な材料を使用する場合には、テーパリング２０のシール面２０Ａには、耐酸化性を高めた表面改質が施されても良い。
【００４２】
そこで、図５に示す変形例１では、テーパリング２０に表面硬化処理層２００が形成され、表面硬化処理層２００の表面にシール面２０Ａが形成されている。
【００４３】
表面硬化処理層２００は、例えばクロマイジング処理などのような金属の拡散現象を利用して形成することができる。クロマイジング処理では、金属被処理物の表面に当該金属被処理物とは異なる他の金属を拡散浸透させて合金層を形成するものであり、クロムなどの金属を含む粉末に金属被処理物を埋没させて非酸化性雰囲気中で加熱し、金属被処理物の原子間にクロムなどの原子を浸透させ、表面に合金層（例えば鉄とクロムとの合金）を形成する。この場合、基本的には金属被処理物の物理的特性を特に変化させることなく合金層を均一に処理できる。
【００４４】
より具体的に説明すると、テーパリング２０をクロマイジング処理するには、図６（Ａ）に示すように、テーパリング２０が反応容器３０７内の浸炭剤３０８に埋没され、約１０００〜１２００℃で一定時間熱処理され、炉冷、空冷が行われる。これにより、テーパリング２０に浸炭層が形成される。
【００４５】
次に、図６（Ｂ）に示すように、浸炭層が形成されたテーパリング２０は、クロム、酸化アルミニウム、塩化アンモニウムの粉末剤からなる粉末パック剤３０９中に埋没され、約１０５０〜１２５０℃で一定時間熱処理が行われる。このときの加熱雰囲気は、アルゴンガス雰囲気とする。これにより、テーパリング２０のシール面２０Ａ側に、約２０〜３０μｍのクロムカーバイド層（ＣｒＣ）が、表面硬化処理層２００として形成される。これにより、クロマイジング処理が完了する。
【００４６】
クロマイジング処理後、調質処理として真空雰囲気下にて約１０００〜１２００℃で焼き入れ、約６００〜８００℃で焼き戻しが行われる。これにより、耐酸化性を一層高めることができる。その後、例えば研削盤や研磨盤等により所定の寸法および幾何公差を有するようにテーパリング２０の加工を行い、表面粗さ（最大高さ粗さ）Ｒｚが１２．５より小さくなるように仕上げ加工が行われる。なお、シール面２０Ａ以外のクロマイジング処理を必要としない部位については、浸炭防止剤を塗布しシール面２０Ａ以外の部位で金属の拡散反応が起きることを防止することが好適である。
【００４７】
クロムカーバイド層（ＣｒＣ）は、コバルト基合金と同様、耐酸化性、耐摩耗性に優れた皮膜であり、このクロマイジング処理を施したテーパリング２０のシール面２０Ａは酸化皮膜の生成を防止できるため、コバルト基合金の中実材からなるテーパリング２０に対して遜色がない。なお、金属被処理物の表面に他の金属を拡散浸透させて合金層をつくる金属浸透法であれば、クロマイジング処理に限定されず、例えば、チタナイジング処理や窒化処理により、表面硬化処理層２００を形成してもよい。
【００４８】
このような金属浸透法によって表面硬化処理層２００を形成する場合には、テーパリング２０の材料の線膨張係数を、弁棒６と同等または弁棒６の線膨張係数より小さくすることが好ましいことは、前述と同様である。
【００４９】
また、金属浸透法によって表面硬化処理層２００を形成する場合であっても、テーパリング２０の材料はコバルト基合金鋼であることが好ましいが、コバルト基合金鋼以外に、クロム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン−バナジウム鋼、クロム−モリブデン−タングステン−バナジウム鋼、９％クロム鋼、１２％クロム鋼、ニッケル基合金鋼等から選択しても良く、鋼種としてのフェライト系あるいはマルテンサイト系あるいはオーステナイト系のいずれかからなる耐熱合金鋼を適用することも可能である。例えばテーパリング２０の材料が１２％クロム鋼の場合、クロマイジング処理を施すと、常温硬さ１５５０ＨＶ，高温（６００℃）硬さ１１００ＨＶと高温でも高硬度を維持することができ、シール面２０Ａにおいて耐摩耗性や耐酸化特性を向上させることができる。なお、コバルト基合金鋼以外の材料を用いた場合には、コバルト基合金鋼を用いる場合に比べて製造コストは抑制され得る。
【００５０】
また、テーパリング２０のシール面２０Ａの耐酸化性を向上させることを目的とするのであれば、シール面２０Ａにのみコバルト基合金を溶接により肉盛りして、表面硬化処理層２００を形成することも可能であることは言うまでもない。また、テーパリング２０の材料として、蒸気タービンの開発によって更に上昇する可能性のある蒸気の温度条件において使用可能な新たな材料が開発された場合には、当該材料が本実施の形態において適用可能であることは言うまでもない。
【００５１】
次に、図７に示す変形例２について説明する。前述の実施の形態では、テーパリング２０の内面形状は、全域に亘って弁棒６の軸方向に延びる形状である例を示したが、弁棒本体６０のうちの、テーパリング２０が嵌められる部位である弁棒本体６０の小径部６０Ｂにおける根元部分に傾斜面が形成される場合には、その傾斜面に合致するような形状を有するテーパリング２０が形成されてもよい。すなわち、図７に示すように、テーパリング２０の内面に、傾斜面が形成されてもよい。
【００５２】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１  弁ケーシング
２  弁座
３  主蒸気入口部
４  主蒸気出口部
５  弁体
６  弁棒
７  ガイド部
７Ａ  ガイド穴
８  ブッシュ
９  シートリング（シートリング部）
９Ａ  当接面
１２  肉盛部
２０  テーパリング
２０Ａ  シール面
２０Ｒ  角部に対向する部分
６０  弁棒本体
６０Ａ  大径部
６０Ｂ  小径部
２００  表面硬化処理層
【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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【図８】
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