(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口流路及び出口流路を備えるとともに、入口流路と出口流路の交差部に弁室を備える弁箱と、
弁箱の弁室に臨む位置に設けられる弁座と、
弁箱のガイド装填孔に装填される弁体ガイドと、
弁体ガイドに支持される弁棒の先端に備えられて弁箱の弁室内に設けられ、弁座に対して接離するように移動可能にされ、弁座との間を通る流体の流路面積を調整可能にする弁体と、
弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙に装填されるパッキンとを有してなる流量調節弁であって、
前記弁箱及び弁体ガイドが、ニッケル合金からなり、
前記パッキンが、
環状の膨張黒鉛製シール材と、
この膨張黒鉛製シール材の流体側と大気側のうち、少なくとも大気側に被着され、ニッケル合金からなる金属製保護キャップと、
を有し、
金属製保護キャップが、
膨張黒鉛製シール材の端面に被着される端面被覆部と、
該膨張黒鉛製シール材の該端面に交差して連続し、弁箱のガイド装填孔に接する外周面の一部と弁体ガイドに接する内周面の一部のそれぞれに被着される外周被覆部と内周被覆部と、
からなり、
前記パッキンが弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙における、該弁体ガイドの外周の軸方向中間部に備えたフランジの直上部に該パッキンの金属製保護キャップを大気側にして装填され、このパッキンが大気側から該弁体ガイドのフランジに挟圧されて膨張黒鉛製シール材を圧縮され、該膨張黒鉛製シール材及び金属製保護キャップが径方向の外方及び内方へ変形されて弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドの外周面とに密着されて、超高温高圧蒸気条件で使用される流量調節弁。
【請求項２】
入口流路及び出口流路を備えるとともに、入口流路と出口流路の交差部に弁室を備える弁箱と、
弁箱の弁室に臨む位置に設けられる弁座と、
弁箱のガイド装填孔に装填される弁体ガイドと、
弁体ガイドに支持される弁棒の先端に備えられて弁箱の弁室内に設けられ、弁座に対して接離するように移動可能にされ、弁座との間を通る流体の流路面積を調整可能にする弁体と、
弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙に装填されるパッキンとを有してなる流量調節弁であって、
前記弁箱及び弁体ガイドが、ニッケル合金からなり、
前記パッキンが、
環状の膨張黒鉛製シール材と、
この膨張黒鉛製シール材の流体側と大気側のうち、少なくとも大気側に被着され、ニッケル合金からなる金属製保護キャップと、
を有し、
膨張黒鉛製シール材において金属製保護キャップが被着される端面と連続し、弁箱のガイド装填孔に接する外周面の一部と弁体ガイドに接する内周面の一部のそれぞれに、外周側と内周側のマイカ製又はバーミュキュライト製シール材が接着され、
金属製保護キャップが、
膨張黒鉛製シール材の上記端面に被着される端面被覆部と、
外周側と内周側のマイカ製又はバーミュキュライト製シール材の一部に被着される外周被覆部と内周被覆部と、
からなる流量調節弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電所向け起動弁等に用いて好適な流量調節弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブの軸封用パッキンとして、膨張黒鉛製シール材を用いてなるものがある。膨張黒鉛製シール材は、450℃以上の使用環境で、酸化雰囲気（大気）に触れて酸化が進むと、膨張黒鉛の体積減少を生じてシール機能が低下する傾向がある。
【０００３】
そこで従来、膨張黒鉛製シール材からなるパッキンについて、450℃以上の高温で使用するときにも、そのシール機能を長期に亘って維持できるパッキンとして、特許文献１に記載の如く、環状膨張黒鉛成形体の軸心方向の端面に、上記環状膨張黒鉛成形体の内周面および外周面側にそれぞれ僅かに延出する内周側折曲縁部および外周側折曲縁部をもった金属製補助シール部材を嵌着し固定したものが提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載のパッキンにあっては、当該パッキンを圧力容器の内周面と蓋の外周面との間の環状シール間隙に大気側から装填し、押えリングによりこのパッキンを大気側から軸線方向に沿って圧力容器又は蓋に設けたフランジとの間に締付けると、膨張黒鉛成形体が圧縮されて補助シール部材は径方向の内方及び外方へ変形して圧力容器の内周面と蓋の外周面とに密着し、両者が封止される。このとき、環状膨張黒鉛成形体に締付け力が作用するが、上記補助シール部材による端面規制により環状膨張黒鉛成形体の一部が軸線方向へはみ出るのが防止され、更に、上記補助シール部材の存在によって大気側から空気が侵入することが阻止され、450℃以上の高温条件で使用するときにも、膨張黒鉛の酸化による体積減少が抑制され、シール性を長期間に亘って良好に維持することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平6-84066号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のパッキンを、例えば石炭火力発電所向け起動弁等の流量調節弁において、温度700℃、圧力26MPa以上の超高温高圧蒸気条件下で使用しようとするときには、以下の問題点が考えられる。
【０００７】
(1)弁棒のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙にパッキンの金属製補助シール部材を大気側にして装填し、このパッキンを押えリングによって大気側から弁箱のガイド装填孔又は弁体ガイドに設けたフランジとの間に締付けるとき、弁箱と弁体ガイドと金属製補助シール部材のそれぞれを構成する材料の相互関係についての考慮がない。従って、超高温使用環境で、弁箱と弁体ガイドと金属製補助シール部材の各径方向における熱膨張量が互いに異なる結果、金属製補助シール部材が弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面のそれぞれに対する密着度を弱め、金属製補助シール部材の存在による大気シール性を損なうおそれがある。
【０００８】
(2)補助シール部材は弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面との間の環状シール間隙に装填されるとき、当該補助シール部材の内外径と弁箱の内周面又は弁体ガイドの外周面との間に一定の隙間を介している。その後、補助シール部材は押えリングによる締付け力によって径方向の内方及び外方へ変形して弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面とに密着するものとされている。ところが、補助シール部材は金属から構成されていて変形能は大きくなく、このような金属製補助シール部材が弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面のそれぞれに対する密着度を高めることには限界があり、金属製補助シール部材の存在による大気シール性の一層の向上には困難がある。
【０００９】
本発明の課題は、超高温高圧条件下でも使用され得る流量調節弁において、弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙に装填されるパッキンのシール機能を長期に亘って維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、入口流路及び出口流路を備えるとともに、入口流路と出口流路の交差部に弁室を備える弁箱と、弁箱の弁室に臨む位置に設けられる弁座と、弁箱のガイド装填孔に装填される弁体ガイドと、弁体ガイドに支持される弁棒の先端に備えられて弁箱の弁室内に設けられ、弁座に対して接離するように移動可能にされ、弁座との間を通る流体の流路面積を調整可能にする弁体と、弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙に装填されるパッキンとを有してなる流量調節弁であって、前記弁箱及び弁体ガイドが、ニッケル合金からなり、前記パッキンが、環状の膨張黒鉛製シール材と、この膨張黒鉛製シール材の流体側と大気側のうち、少なくとも大気側に被着され、ニッケル合金からなる金属製保護キャップと、を有し、金属製保護キャップが、膨張黒鉛製シール材の端面に被着される端面被覆部と、該膨張黒鉛製シール材の該端面に交差して連続し、弁箱のガイド装填孔に接する外周面の一部と弁体ガイドに接する内周面の一部のそれぞれに被着される外周被覆部と内周被覆部と、からなり、前記パッキンが弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙における、該弁体ガイドの外周の軸方向中間部に備えたフランジの直上部に該パッキンの金属製保護キャップを大気側にして装填され、このパッキンが大気側から該弁体ガイドのフランジに挟圧されて膨張黒鉛製シール材を圧縮され、該膨張黒鉛製シール材及び金属製保護キャップが径方向の外方及び内方へ変形されて弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドの外周面とに密着されて、超高温高圧蒸気条件で使用されるようにしたものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、入口流路及び出口流路を備えるとともに、入口流路と出口流路の交差部に弁室を備える弁箱と、弁箱の弁室に臨む位置に設けられる弁座と、弁箱のガイド装填孔に装填される弁体ガイドと、弁体ガイドに支持される弁棒の先端に備えられて弁箱の弁室内に設けられ、弁座に対して接離するように移動可能にされ、弁座との間を通る流体の流路面積を調整可能にする弁体と、弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙に装填されるパッキンとを有してなる流量調節弁であって、前記弁箱及び弁体ガイドが、ニッケル合金からなり、前記パッキンが、環状の膨張黒鉛製シール材と、この膨張黒鉛製シール材の流体側と大気側のうち、少なくとも大気側に被着され、ニッケル合金からなる金属製保護キャップと、を有し、膨張黒鉛製シール材において金属製保護キャップが被着される端面と連続し、弁箱のガイド装填孔に接する外周面の一部と弁体ガイドに接する内周面の一部のそれぞれに、外周側と内周側のマイカ製又はバーミュキュライト製シール材が接着され、金属製保護キャップが、膨張黒鉛製シール材の上記端面に被着される端面被覆部と、外周側と内周側のマイカ製又はバーミュキュライト製シール材の一部に被着される外周被覆部と内周被覆部と、からなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
（請求項１）
(a)流量調節弁が弁箱及び弁体ガイドの構成材料として耐熱性と高強度を有するニッケル合金を採用したことにより、例えば温度700℃、圧力26MPa以上の超高温高圧蒸気条件で使用するに必要な耐熱性と高強度を確保できる。
【００１３】
(b)弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙にパッキンの金属製保護キャップを大気側にして装填し、このパッキンが押えリングによって大気側から弁箱又は弁体ガイドのフランジとの間に締付けられて膨張黒鉛製シール材が圧縮され、膨張黒鉛製シール材及び金属製保護キャップを径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱の内周面（ガイド装填孔）と弁体ガイドの外周面とに密着させる。膨張黒鉛製シール材は酸化雰囲気から遮断されるので、温度2000℃までのシール性を維持できる。
【００１４】
このとき、金属製保護キャップを上述(a)の弁箱及び弁体ガイドの構成材料と同じニッケル合金によって構成した。従って、超高温使用環境で、弁箱と弁体ガイドと金属製保護キャップの各径方向における熱膨張量が互いに同等になって金属製保護キャップが弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面のそれぞれに対する密着度を高める。これにより、金属製保護キャップの存在が膨張黒鉛製シール材を酸化雰囲気（大気）に対して遮断する大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００１５】
(c)上述(b)（又は後述(e)）で金属製保護キャップが弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面のそれぞれに対する密着度を高めたとき、金属製保護キャップが耐熱性の高いニッケル合金からなるため、この金属製保護キャップが弁箱の内周面や弁体ガイドの外周面に焼付、固着するおそれがなく、流量調節弁の分解、メンテナンス性を損なうことがない。
【００１６】
(d)上述(b)でパッキンが押えリングによって大気側から弁箱又は弁体ガイドのフランジとの間に締付けられ、これによって圧縮される膨張黒鉛製シール材が、金属製保護キャップを径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱の内周面（ガイド装填孔）と弁体ガイドの外周面とに密着させるとき、金属製保護キャップが当該膨張黒鉛製シール材の端部に被着されていてその膨張黒鉛製シール材の端部が軸線方向に沿って押えリングの側へはみ出るのを防止し、パッキンの大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００１７】
（請求項２）
上述(a)、(c)と実質的に同様の効果を奏するとともに、上述(b)、(d)に対応する下記(e)、(f)の効果を奏する。
【００１８】
(e)弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙にパッキンの金属製保護キャップを大気側にして装填し、このパッキンが押えリングによって大気側から弁箱又は弁体ガイドのフランジとの間に締付けられて膨張黒鉛製シール材が圧縮され、膨張黒鉛製シール材、及びマイカ製又はバーミュキュライト製シール材と金属製保護キャップを径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱の内周面（ガイド装填孔）と弁体ガイドの外周面とに密着させる。膨張黒鉛製シール材は酸化雰囲気から遮断されるので、温度2000℃までのシール性を維持できる。
【００１９】
このとき、上述(b)によると同様に、弁箱と弁体ガイドと金属製保護キャップをニッケル合金にて構成したから、超高温使用環境で、弁箱と弁体ガイドと金属製保護キャップの各径方向における熱膨張量が互いに同等になって金属製保護キャップが弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面のそれぞれに対する密着度を高め、金属製保護キャップの存在が膨張黒鉛製シール材を酸化雰囲気（大気）に対して遮断する大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００２０】
更に、膨張黒鉛製シール材の圧縮によって変形するマイカ製又はバーミュキュライト製シール材は、耐酸化性に優れ（650℃以上の大気に曝されても酸化しない）、かつ金属製保護キャップよりも変形し易く、径方向の外方及び内方へ大きく変形して弁箱の内周面と弁体ガイドの外周面により強く密着するものになる。これにより、マイカ製又はバーミュキュライト製シール材の存在が、膨張黒鉛製シール材を酸化雰囲気（大気）に対して遮断する大気シール性を上述(b)の金属製保護キャップのみによる場合よりも大気シール性を一層強力に長期に亘って維持できる。
【００２１】
(f)上述(e)でパッキンが押えリングによって大気側から弁箱又は弁体ガイドのフランジとの間に締付けられて膨張黒鉛製シール材が圧縮され、マイカ製又はバーミュキュライト製シール材と金属製保護キャップを径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱の内周面（ガイド装填孔）と弁体ガイドの外周面とに密着させるとき、金属製保護キャップが当該膨張黒鉛製シール材とマイカ製又はバーミュキュライト製シール材の端部に被着されていてその膨張黒鉛製シール材とマイカ製又はバーミュキュライト製シール材の端部が軸線方向に沿って押えリングの側へはみ出るのを防止し、パッキンの大気シール性を長期に亘って維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は流量調節弁を示す断面図である。
【図２】図２は図１の大気シール部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は図１の流量制御部を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は実施例１のパッキンを示す模式断面図である。
【図５】図５は実施例２のパッキンを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
流量調節弁１００は、図１乃至図３に示す如く、フローツークローズ構造からなり、弁箱１０、弁座２０、弁体ガイド３０、弁棒４０、弁体５０を有して構成される。流量調節弁１００は、温度700℃、圧力26MPa以上の蒸気条件下でも使用可能にされるものであり、弁箱１０、弁座２０、弁体ガイド３０、弁棒４０及び弁体５０を含む弁構成部品がニッケル合金によって構成されている。
【００２４】
尚、本明細書において、「上」は弁中心軸Ｃに沿う弁体ガイド３０の側を言い、「下」は弁中心軸Ｃに沿う弁座２０の側を言う。
【００２５】
弁箱１０は、入口流路１１及び出口流路１２を備える。入口流路１１は弁中心軸Ｃに直交する方向に延在される丸孔状をなし、出口流路１２は弁中心軸Ｃと同軸をなして延在される丸孔状をなす。入口流路１１と出口流路１２が直交する交差部には、弁中心軸Ｃと同軸をなす円環状の弁室１３を備える。
【００２６】
弁座２０は、概ね円筒状をなし、弁箱１０の弁中心軸Ｃと同軸をなす弁座装填孔１４に、弁室１３の側から出口流路１２に向けて装填され、弁中心軸Ｃと同軸をなすとともに、弁室１３に臨む位置に上端面が位置付けられる。弁座２０は、弁室１３に臨む上端面の内周角部に座面２１を備えるとともに、座面２１から出口流路１２に向けて延在される開き流路２２を備える。弁座２０は、外周の軸方向中間部にフランジ２３を備え、フランジ２３より下部が弁座装填孔１４の小径孔部１４Ａに装填され、フランジ２３及びその上部が弁座装填孔１４の大径孔部１４Ｂに装填される。弁座２０は、このフランジ２３が大径孔部１４Ｂに螺着されるナット２４により小径孔部１４Ａと大径孔部１４Ｂの境の段差状肩部１４Ｃに挟圧されて弁箱１０に固定的に設けられる。
【００２７】
弁体ガイド３０は、長尺の概ね円筒状をなし、弁箱１０の弁中心軸Ｃと同軸をなすガイド装填孔１５に装填され、弁中心軸Ｃと同軸をなすとともに、弁室１３に臨む位置に下端面が位置付けられる。弁体ガイド３０は、外周の軸方向中間部にフランジ３１を備え、フランジ３１より下部がガイド装填孔１５の小径孔部１５Ａに装填され、フランジ３１及びその上部がガイド装填孔１５の大径孔部１５Ｂに装填される。弁体ガイド３０は、このフランジ３１が大径孔部１５Ｂに螺着されるナット３２により小径孔部１５Ａと大径孔部１５Ｂの境の段差状肩部１５Ｃに挟圧されて弁箱１０に固定的に設けられる。
【００２８】
ここで、弁箱１０のガイド装填孔１５（大径孔部１５Ｂ）と弁体ガイド３０におけるフランジ３１の直上部との間隙には、大気シール部６０Ａとなるパッキン６０が装填されている。パッキン６０は、ナット３２により押圧された押えリング３３によって弁体ガイド３０のフランジ３１に挟圧される。
【００２９】
弁棒４０と弁体５０は長尺の丸棒状をなして軸方向に一体をなす。即ち、基端側（上端側）の弁棒４０と、先端側（下端側）の弁体５０とが、軸方向に一体をなし、弁体ガイド３０における弁中心軸Ｃ上に設けた弁体装填孔３４を貫通して弁室１３内にまで装填される。弁棒４０及び弁体５０は、弁体ガイド３０の弁体装填孔３４に摺動可能に支持される。尚、弁体ガイド３０は、弁体装填孔３４がその上端側において拡径された拡径部３４Ａを備える。そして、弁体装填孔３４のこの拡径部３４Ａにはガイド部３５が装填される。弁体ガイド３０は、弁棒４０をガイド部３５に沿って、摺動可能に支持する。
【００３０】
ここで、弁体ガイド３０の弁体装填孔３４（拡径部３４Ａ）に装填したガイド部３５の直上部で、弁棒４０と拡径部３４Ａとの間には、大気シール部７０Ａとなるパッキン７０が装填される。パッキン７０は、弁体ガイド３０の上端面に植設されたボルト／ナット３６に支持されたパッキンフランジ３７により押圧された押えリング３８によってガイド部３５に挟圧される。
【００３１】
弁体５０は、弁体ガイド３０に支持される被支持部５３を弁棒４０の先端（下端）に一体に結合された構造において、該弁体ガイド３０に支持される被支持部５３の先端に円環状のシート面５１を形成して備え、このシート面５１を弁座２０の座面２１に接離される。更に、弁体５０は、シート面５１の下部に弁中心軸Ｃと同軸をなして凸状に突出する先端突部５２を形成して備える。
【００３２】
流量調節弁１００は、弁箱１０の弁室１３内に配置された弁座２０と弁体５０によって、流量制御部８０となる最小絞り部８１を形成する。即ち、電気式アクチュエータによって弁棒４０を軸方向に上下動させることにより、弁体５０のシート面５１が弁座２０の座面２１に対して接離するように移動可能にされ、該弁体５０のシート面５１の下部に形成されている先端突部５２が該弁座２０の座面２１との間に形成する最小絞り部８１の流路面積を調整し、ひいては流体の流量、圧力を制御可能にする。
【００３３】
尚、流量調節弁１００は、円筒状の整流筒９０を備える。整流筒９０は、弁室１３内における弁体５０の周囲に該弁体５０と同軸をなすように設けられ、弁体５０の外周との間に一定間隙を介する円環状流路９２を形成する。整流筒９０は、全周に渡る多数の点のそれぞれに小孔９１を穿設して備え、入口流路１１から弁室１３に流入した流体を各小孔９１から円環状流路９２に導入する。これにより、入口流路１１から弁室１３に流入した流体は、弁体５０を囲む整流筒９０の全周囲に設けた各小孔９１から弁体５０の外周に直交する流線を付与されるように整流されて弁体５０の周囲の円環状流路９２に円滑に導入された後、弁体５０におけるシート面５１の下部に形成した先端突部５２が弁座２０の座面２１との間に形成する円環状の最小絞り部８１の周方向各部に均等に分配され、弁座２０の開き流路２２を経て安定的に出口流路１２の側に流下するものになる。
【００３４】
しかるに、流量調節弁１００にあっては、前述した大気シール部６０Ａのパッキン６０として、以下の具体的構成を採用している。
【００３５】
（実施例１）（図４）
実施例１のパッキン６０は、図４に示す如く、矩形断面の環状体からなる。パッキン６０は、弁箱１０のガイド装填孔１５（大径孔部１５Ｂ）と弁体ガイド３０におけるフランジ３１の直上部との環状シール間隙Ｓに装填される環状の膨張黒鉛製シール材６１と、この膨張黒鉛製シール材６１の流体側（弁箱１０のガイド装填孔１５（小径孔部１５Ａ）と弁体ガイド３０の外周面との間を介して弁室１３に連通する側）と大気側（弁箱１０のガイド装填孔１５（大径孔部１５Ｂ）と弁体ガイド３０の外周面との間を介して大気に連通する側）の両端部のそれぞれに被着されるニッケル合金からなる金属製保護キャップ６２とを有する。尚、金属製保護キャップ６２は膨張黒鉛製シール材６１の少なくとも大気側の端部に被着されるものでも良い。
【００３６】
膨張黒鉛製シール材６１を構成する膨張黒鉛素材は、温度450℃以上、かつ酸化雰囲気で酸化が進み、シール機能が損なわれる。膨張黒鉛素材は、酸化雰囲気から遮断できれば、温度2000℃まではシール機能を維持できる。
【００３７】
そして、金属製保護キャップ６２は、膨張黒鉛製シール材６１の端面に被着される端面被覆部６２Ａと、膨張黒鉛製シール材６１の上記端面に交差して連続し、弁箱１０のガイド装填孔１５（大径孔部１５Ｂ）に接する外周面の軸方向に沿う一部に被着される外周被覆部６２Ｂと、膨張黒鉛製シール材６１の上記端面に交差して連続し、弁体ガイド３０の外周面と接する内周面の軸方向に沿う一部に被着される内周被覆部６２Ｃとからなる。
【００３８】
ここで、膨張黒鉛製シール材６１は、例えば膨張黒鉛テープを巻き回して金型に投入され、所定の成形圧力で成形された膨張黒鉛成形体にて構成される。
【００３９】
また、金属製保護キャップ６２は、例えば板厚0.1mm程度の薄板をプレス成型して作製される。膨張黒鉛製シール材６１の端部に金属製保護キャップ６２を嵌合して固定することで、実施例１のパッキン６０が構成される。
【００４０】
従って、実施例１のパッキン６０を採用した流量調節弁１００にあっては、以下の作用効果を奏する。
【００４１】
(a)流量調節弁１００が弁箱１０及び弁体ガイド３０の構成材料として耐熱性と高強度を有するニッケル合金を採用したことにより、例えば温度700℃、圧力26MPa以上の超高温高圧蒸気条件で使用するに必要な耐熱性と高強度を確保できる。
【００４２】
(b)弁箱１０のガイド装填孔１５と弁体ガイド３０との間の環状シール間隙Ｓにパッキン６０の金属製保護キャップ６１を大気側にして装填し、このパッキン６０が押えリング３３によって大気側から弁箱１０又は弁体ガイド３０のフランジ３１との間に締付けられて膨張黒鉛製シール材６１が圧縮され、膨張黒鉛製シール材６１及び金属製保護キャップ６２を径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱１０の内周面（ガイド装填孔１５）と弁体ガイド３０の外周面とに密着させる。膨張黒鉛製シール材６１は酸化雰囲気から遮断されるので、温度2000℃までのシール性を維持できる。
【００４３】
このとき、金属製保護キャップ６２を上述(a)の弁箱１０及び弁体ガイド３０の構成材料と同じニッケル合金によって構成した。従って、超高温使用環境で、弁箱１０と弁体ガイド３０と金属製保護キャップ６２の各径方向における熱膨張量が互いに同等になって金属製保護キャップ６２が弁箱１０の内周面と弁体ガイド３０の外周面のそれぞれに対する密着度を高める。これにより、金属製保護キャップ６２の存在が膨張黒鉛製シール材６１を酸化雰囲気（大気）に対して遮断する大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００４４】
即ち、大気側の空気が弁箱１０のガイド装填孔１５（大径孔部１５Ｂ）と弁体ガイド３０の外周面との間から、押えリング３３の内外周を通ってパッキン６０の側に侵入しようとしても、大気側の金属製保護キャップ６２の端面被覆部６２Ａ、外周被覆部６２Ｂ及び内周被覆部６２Ｃが、弁箱１０の内周面と弁体ガイド３０の外周面に密着し、膨張黒鉛製シール材６１の大気側の端部を被覆しているから、上記の空気の膨張黒鉛製シール材６１への侵入を遮断する。これにより、膨張黒鉛製シール材６１の酸化による体積減少のおそれを解消し、パッキン６０による大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００４５】
尚、パッキン６０は膨張黒鉛製シール材６１の流体側の端部にも金属製保護キャップ６２を被着している。従って、弁室１３の内部流体に酸素が溶存している使用状況下で、流体側の酸素が弁箱１０のガイド装填孔１５（小径孔部１５Ａ）と弁体ガイド３０の外周面との間からパッキン６０の側に侵入しようとしても、流体側の金属製保護キャップ６２の端面被覆部６２Ａ、外周被覆部６２Ｂ及び内周被覆部６２Ｃが、弁箱１０の内周面と弁体ガイド３０の外周面に密着し、膨張黒鉛製シール材６１の流体側の端部を被覆しているから、上記の酸素の膨張黒鉛製シール材６１への侵入を遮断する。これにより、膨張黒鉛製シール材６１の酸化による体積減少のおそれを解消し、パッキン６０による大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００４６】
(c)上述(b)（又は後述(e)）で金属製保護キャップ６２が弁箱１０の内周面と弁体ガイド３０の外周面のそれぞれに対する密着度を高めたとき、金属製保護キャップ６２が耐熱性の高いニッケル合金からなるため、この金属製保護キャップ６２が弁箱１０の内周面や弁体ガイド３０の外周面に焼付、固着するおそれがなく、流量調節弁１００の分解、メンテナンス性を損なうことがない。
【００４７】
(d)上述(b)でパッキン６０が押えリング３３によって大気側から弁箱１０又は弁体ガイド３０のフランジ３１との間に締付けられ、これによって圧縮される膨張黒鉛製シール材６１が、金属製保護キャップ６２を径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱１０の内周面（ガイド装填孔１５）と弁体ガイド３０の外周面とに密着されるとき、金属製保護キャップ６２が当該膨張黒鉛製シール材６１の端部に被着されていてその膨張黒鉛製シール材６１の端部が軸線方向に沿って押えリング３３の側へはみ出るのを防止し、パッキン６０の大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００４８】
（実施例２）（図５）
図５に示した実施例２のパッキン６０が、実施例１と異なる点は、膨張黒鉛製シール材６１及び金属製保護キャップ６２に加えて、マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３を併せ有するものとしたことにあり、金属製保護キャップ６２の外周側と内周側の外周被覆部６２Ｂと内周被覆部６２Ｃが設けられる端部からマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３が該パッキン６０の中心軸に沿う方向に延在される。実施例２において、金属製保護キャップ６２の外周被覆部６２Ｂと内周被覆部６２Ｃはマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３の軸方向に沿う一部に被着される。
【００４９】
即ち、実施例２のパッキン６０は、実施例１におけると同様の膨張黒鉛製シール材６１と金属製保護キャップ６２を有することに加え、この膨張黒鉛製シール材６１において金属製保護キャップ６２が被着される端面に交差して連続し、弁箱１０のガイド装填孔１５（大径孔部１５Ｂ）に接する外周面の軸方向に沿う一部と弁体ガイド３０の外周面に接する内周面の軸方向の一部のそれぞれに、外周側と内周側のマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３が接着される。
【００５０】
マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３を構成するマイカ（又はバーミュキュライト）素材は、耐酸化性に優れ、温度650℃以上で空気に曝されても酸化しない。また、マイカ（又はバーミュキュライト）素材は、ニッケル合金等の金属に比し、高い変形能を有する。
【００５１】
ここで、膨張黒鉛製シール材６１と金属製保護キャップ６２は、実施例１におけると同様に作製される。マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３は、マイカ（又はバーミュキュライト）シートにて構成される。マイカ（又はバーミュキュライト）シートからなるマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３を膨張黒鉛製シール材６１となる前述の膨張黒鉛成形体の端部外周に巻き回して例えばアクリルゴム系接着剤により接着し、マイカ（又はバーミュキュライト）シートが貼り付けられた膨張黒鉛成形体を金型に投入し、所定の成型圧力で成型することにより、マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３が接着された膨張黒鉛製シール材６１が作製される。膨張黒鉛製シール材６１及びマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３の端部に金属製保護キャップ６２を嵌合して固定することで、実施例２のパッキン６０が形成される。
【００５２】
従って、実施例２のパッキン６０を採用した流量調節弁１００にあっては、実施例１における前述(a)、(c)の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
【００５３】
(e)弁箱１０のガイド装填孔１５と弁体ガイド３０との間の環状シール間隙Ｓにパッキン６０の金属製保護キャップ６２を大気側にして装填し、このパッキン６０が押えリング３３によって大気側から弁箱１０又は弁体ガイド３０のフランジ３１との間に締付けられて膨張黒鉛製シール材６１が圧縮され、膨張黒鉛製シール材６１、及びマイカ製又はバーミュキュライト製シール材６３と金属製保護キャップ６２を径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱１０の内周面（ガイド装填孔１５）と弁体ガイド３０の外周面とに密着させる。膨張黒鉛製シール材６１は酸化雰囲気から遮断されるので、温度2000℃までのシール性を維持できる。
【００５４】
このとき、実施例１における前述(b)によると同様に、弁箱１０と弁体ガイド３０と金属製保護キャップ６２をニッケル合金にて構成したから、超高温使用環境で、弁箱１０と弁体ガイド３０と金属製保護キャップ６２の各径方向における熱膨張量が互いに同等になって金属製保護キャップ６２が弁箱１０の内周面と弁体ガイド３０の外周面のそれぞれに対する密着度を高め、金属製保護キャップ６２の存在が膨張黒鉛製シール材６１を酸化雰囲気（大気）に対して遮断する大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００５５】
尚、パッキン６０には膨張黒鉛製シール材６１の流体側の端部にも金属製保護キャップ６２及びマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３が被着されている。従って、実施例１における前述(b)と同様に、流体側からの酸素の膨張黒鉛製シール材６１への侵入を遮断する。これにより、膨張黒鉛製シール材６１の酸化による体積減少のおそれを解消し、パッキン６０による大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００５６】
更に、膨張黒鉛製シール材６１の圧縮によって変形するマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３は、耐酸化性に優れ（650℃以上の大気に曝されても酸化しない）、かつ金属製保護キャップ６２よりも変形し易く、径方向の外方及び内方へ大きく変形して弁箱１０の内周面と弁体ガイド３０の外周面により強く密着するものになる。これにより、マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３の存在が、膨張黒鉛製シール材６１を酸化雰囲気（大気）に対して遮断する大気シール性を実施例１における前述(b)の金属製保護キャップ６２のみによる場合よりもパッキン６０による大気シール性を一層強力に長期に亘って維持できる。
【００５７】
(f)上述(e)でパッキン６０が押えリング３３によって大気側から弁箱１０又は弁体ガイド３０のフランジ３１との間に締付けられて膨張黒鉛製シール材６１が圧縮され、マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３と金属製保護キャップ６２を径方向の外方及び内方へ変形させて弁箱１０の内周面（ガイド装填孔１５）と弁体ガイド３０の外周面とに密着させるとき、金属製保護キャップ６２が当該膨張黒鉛製シール材６１とマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３の端部に被着されていてその膨張黒鉛製シール材６１とマイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材６３の端部が軸線方向に沿って押えリング３３の側へはみ出るのを防止し、パッキン６０の大気シール性を長期に亘って維持できる。
【００５８】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、パッキンの断面は矩形に限らず、円形、多角形等のいずれでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、超高温高圧条件下でも使用され得る流量調節弁において、弁箱のガイド装填孔と弁体ガイドとの間の環状シール間隙に装填されるパッキンのシール機能を長期に亘って維持できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  弁箱
１１  入口流路
１２  出口流路
１３  弁室
１５  ガイド装填孔
２０  弁座
３０  弁体ガイド
４０  弁棒
５０  弁体
６０  パッキン
６１  膨張黒鉛製シール材
６２  金属製保護キャップ
６２Ａ  端面被覆部
６２Ｂ  外周被覆部
６２Ｃ  内周被覆部
６３  マイカ製（又はバーミュキュライト製）シール材
Ｓ  環状シール間隙
【図１】
0006514147.tif 000002
【図２】
0006514147.tif 000003
【図３】
0006514147.tif 000004
【図４】
0006514147.tif 000005
【図５】
0006514147.tif 000006