(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室を形成する弁箱と、
前記弁箱に形成された弁座取付孔の内周部に取り付けられた弁座と、
前記弁座に接離可能に設けられた弁体と、を備え、
前記弁座取付孔は、第１雌ねじ部と、前記第１雌ねじ部よりも大径で且つ前記第１雌ねじ部よりも前記弁体側に位置する円筒孔部と、前記第１雌ねじ部と前記円筒孔部との間に形成される段部と、を有し、
前記弁座の外周面に、第１雄ねじ部と第２雄ねじ部とが形成され、
前記第１雄ねじ部は、前記弁座取付孔の前記第１雌ねじ部に螺合され、前記第２雄ねじ部は、前記第１雄ねじ部よりも前記弁体側に形成されており、
前記弁座取付孔の前記円筒孔部と前記弁座の前記第２雄ねじ部との間には、弁座リングが配置され、当該弁座リングは、その内周面に形成された第２雌ねじ部によって、前記弁座の前記第２雄ねじ部に螺合されており、
前記弁座取付孔の前記第１雌ねじ部のねじ山と前記弁座の前記第１雄ねじ部のねじ山との間の軸方向の隙間は、前記弁座リングの前記第２雌ねじ部のねじ山と前記弁座の前記第２雄ねじ部のねじ山との間の軸方向の隙間よりも、大きくなっており、
前記弁座リングは、前記段部に押し付けられるように前記弁座に締め付けられている
ことを特徴とする蒸気弁装置。
【請求項２】
前記弁座において、前記第２雄ねじ部の外径は、前記第１雄ねじ部の外径よりも大きく、
前記第１雄ねじ部と前記第２雄ねじ部との間に、弁座内部側に凸の曲面状の応力緩和部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁装置。
【請求項３】
前記弁座において、前記第２雄ねじ部の外径は、前記第１雄ねじ部の外径よりも小さく、
前記弁座リングのうちの、前記第２雌ねじ部の前記段部の側の端部と、前記段部に接する端面の内周端部と、が結合する部分に、弁座内部側とは反対側に凸の曲面状の応力緩和部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁装置。
【請求項４】
前記第１雄ねじ部及び前記第１雌ねじ部のネジピッチは、前記第２雄ねじ部及び前記第２雌ねじ部のネジピッチよりも大きい
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蒸気弁装置。
【請求項５】
前記弁座リングの回転を規制する回り止め部を、更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸気弁装置。
【請求項６】
前記弁座リングの抜けを防止する抜け止め部を、更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸気弁装置。
【請求項７】
前記第１雄ねじ部は、ねじ山の先端が平坦に形成された台形ねじ又は鋸刃ねじであり、前記第２雄ねじ部は、三角ねじである
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸気弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、蒸気弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所、原子力発電所等の蒸気タービンが用いられる発電プラントでは、負荷変化に応じて蒸気の流量を制御したり、突発事故の発生に応じて蒸気の供給を遮断したりするための数多くの蒸気弁装置が設けられている。このような蒸気弁装置では、弁体を閉じた状態から開いた状態に移行させる過程時、又は、弁体を開いた状態から閉じた状態に移行させる過程時に、弁体周りに偏流や渦流等の蒸気流れの乱れが大きく生じることが知られている。
【０００３】
蒸気弁装置のうちの例えば蒸気加減弁は、高温、高圧、大流量の蒸気の流量を制御するための弁であり、その弁体が頻繁に開閉される。そのため、蒸気加減弁では、弁体周りに生じる偏流や渦流等の蒸気流れの乱れの影響が大きく、弁体周りに騒音、振動、及び浸食が発生し易く、また、弁体を支持する弁棒の接続部分等に亀裂等が生じ易い。
【０００４】
上記のような騒音や振動は、蒸気流れの乱れ等によって誘発される。そこで、このような蒸気流れの乱れを抑制するべく、弁体の底部の下面が平坦に形成されるとともに、弁体の底部の下面の外周縁に、下方に突出する円環状の突起が設けられた蒸気弁装置が知られている。図６には、そのような構成を備えた従来の蒸気弁装置としての蒸気加減弁が示されている。
【０００５】
図６に示される蒸気加減弁は、弁室を形成する弁箱１と、弁箱１に取り付けられた弁座２と、弁座２に接離可能に設けられた弁体１０と、を備えている。弁体１０は、主弁体１１と副弁体１２とで構成され、このうち、主弁体１１が弁座２に接離可能となっている。
【０００６】
主弁体１１は有底筒状に形成され、底部１１Ａと底部１１Ａの外周縁から上方に向けて立ち上がった周壁部１１Ｂとを有している。主弁体１１は、開き時に、周壁部１１Ｂの内側に挿入された弁棒３の先端側の部分（後述の係合部１２Ａ）によって支持される。また、主弁体１１は、閉じ時に、弁棒３の先端によって弁座２に押し付けられる。そして、主弁体１１の底部１１Ａの下面は平坦に形成されており、底部１１Ａの下面の外周縁には、下方に向けて突出する円環状の突起１１Ｅが設けられている。
【０００７】
一方、副弁体１２は、弁棒３の先端によって構成されている。副弁体１２は、弁棒３が軸方向に移動することで、主弁体１１の底部１１Ａに形成された連絡孔１１Ｃの周縁部に接離可能になっている。図６は、主弁体１１も副弁体１２も閉じた状態を示しており、この状態から、図示しない駆動部を駆動させることで、弁棒３を上方に移動させ、これにより、まず副弁体１２が開く。その後、弁棒３の副弁体１２側において径方向に広がって形成されるとともに主弁体１１の周壁部１１Ｂの内側に挿入された係合部１２Ａが周壁部１１Ｂの内面に形成されたストッパ部１１Ｄに係合することで、主弁体１１が開く。そして、主弁体１１の開度を調整することで、蒸気の流量が制御される。
【０００８】
また、弁座２は、外周部が段状に形成され、その図中符号Ａ，Ｂで示す各外周部が、冷やし嵌め等により弁箱１にしまり嵌めの嵌め合い公差をもって嵌合されている。また、弁箱１には上蓋４が設けられており、上蓋４には、弁座２側に向けて延びるブッシュ５が設けられている。弁棒３は、ブッシュ５内に摺動自在に挿通されている。また、上蓋４には、ブッシュ５の外周側においてブッシュ５と同軸に延びるスリーブ６が設けられており、主弁体１１は、スリーブ６内に摺動自在に嵌合されている。
【０００９】
この蒸気加減弁では、主弁体１１が開いた際に、図６の矢印Ｆ１に示すように、主弁体１１の外周面に沿って流れる蒸気の流れが、突起１１Ｅによって底部１１Ａの下面から強制的に剥離されることで弁座２に沿って流れる弁座付着流れとなって、主弁体１１周りの流れが安定する。すなわち、突起１Ｅが無い場合には、主弁体１１の外周面に沿って流れる蒸気の流れが底部１１Ａの下面に沿って主弁体１１の中心軸側に向かうことで、主弁体１１の下に流体不安定領域が発生し得るが、突起１１Ｅが設けられている場合には、主弁体１１の中心軸側に向かう流れの形成が抑制されることにより、前記流体不安定領域の発生が抑制される。このことにより、主弁体１１周りの流れが安定する。
【００１０】
一方、このような構成の蒸気加減弁では、前述の弁座付着流れＦ１が弁座２に沿って流れることで、図６の矢印Ｆ２に示すような、弁座２を浮き上がらせようとする流体反力（揚力）が発生することが知られている。そのため、当該流体反力の影響で、弁座２が弁箱１から抜け出てしまう可能性がある。ここで、図６に示される蒸気加減弁では、弁座２が弁箱１にしまり嵌めの嵌め合い公差をもって嵌合されているものの、蒸気タービンの運転中には、弁箱１に蒸気圧力が作用することで弁箱１が膨張するように弾性変形して、しまり嵌めの締め代が減少する場合がある。そのため、前述の流体反力が作用することで、弁座２の抜けの可能性が高くなってしまう。
【００１１】
そこで、このような構成の蒸気加減弁では、弁座の抜けを防止するための部材を設けたり、加工を施したりしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−８９４９４号公報
【特許文献２】特開２０００−４６２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上述のような蒸気弁装置においては、長時間の使用によって弁座に酸化腐食等の劣化が生じた場合に、弁座を交換する場合がある。この場合、通常、弁座の合わせ面と弁箱の合わせ面との間には、酸化腐食により生じた酸化スケールが多く堆積しているため、弁座は弁箱に固渋し、単に弁座を引き抜くことでは、弁座を弁箱から取り外すことは困難である。
【００１４】
そのため、通常、弁座と弁箱との境界部分をドリル等によって削ることで、弁箱から弁座を取り外し易くするための作業が実施されている。しかしながら、この作業は、非常に手間がかかる。具体的に、図６に示す蒸気加減弁においては、弁座２の外周部Ａ，Ｂと弁箱１との間の境界部分を削る必要があり、取り外しの作業に非常に手間がかかる。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、運転中においては、弁座の弁箱からの抜けを効果的に防止することができ、弁座の交換等の際には、弁箱から弁座を容易に取り外すことができる蒸気弁装置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】
【００１６】
実施の形態による蒸気弁装置は、弁室を形成する弁箱と、前記弁箱に形成された弁座取付孔の内周部に取り付けられた弁座と、前記弁座に接離可能に設けられた弁体と、を備えている。前記弁座取付孔は、第１雌ねじ部と、前記第１雌ねじ部よりも大径で且つ前記第１雌ねじ部よりも前記弁体側に位置する円筒孔部と、前記第１雌ねじ部と前記円筒孔部との間に形成される段部と、を有している。前記弁座の外周面に第１雄ねじ部と第２雄ねじ部とが形成され、前記第１雄ねじ部は、前記弁座取付孔の前記第１雌ねじ部に螺合され、前記第２雄ねじ部は、前記第１雄ねじ部よりも前記弁体側に形成されている。前記弁座取付孔の前記円筒孔部と前記弁座の前記第２雄ねじ部との間には、弁座リングが配置され、当該弁座リングは、その内周面に形成された第２雌ねじ部によって、前記弁座の前記第２雄ねじ部に螺合されている。前記弁座取付孔の前記第１雌ねじ部のねじ山と前記弁座の前記第１雄ねじ部のねじ山との間の軸方向の隙間は、前記弁座リングの前記第２雌ねじ部のねじ山と前記弁座の前記第２雄ねじ部のねじ山との間の軸方向の隙間よりも、大きくなっている。前記弁座リングは、前記段部に押し付けられるように前記弁座に締め付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態による蒸気加減弁の断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】第２の実施の形態による蒸気加減弁の要部の断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】従来の蒸気加減弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付の図面を参照して、実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態による蒸気タービンプラントに設置される蒸気弁装置としての蒸気加減弁Ｖの断面図である。なお、第１の実施の形態の構成部分のうちの、図６で説明した従来の蒸気加減弁の構成部分と同一の構成部分には、同一の符号が示されている。
【００２０】
図１に示すように、蒸気加減弁Ｖは、蒸気が流れる空間である弁室１００を形成する弁箱１と、弁箱１に形成された弁座取付孔２０の内周部に取り付けられた円筒状の弁座３０と、弁座３０に接離可能に設けられた弁体１０と、を備えている。図中符号Ｌ１は、弁座３０または弁座３０を支持する弁棒３の中心軸を示している。本実施の形態では、弁座３０の上方に弁体１０が設けられている。
【００２１】
弁体１０は、主弁体１１と副弁体１２とで構成され、このうち、主弁体１１が弁座３０に接離可能となっている。なお、図１には、弁体１０が弁座３０に当接して弁座３０を閉じた状態が示されている。
【００２２】
主弁体１１は有底筒状に形成され、底部１１Ａと底部１１Ａの外周縁から上方に向けて立ち上がった周壁部１１Ｂとを有している。主弁体１１は、開き時には、周壁部１１Ｂの内側に挿入された弁棒３の先端側の部分（後述の係合部１２Ａ）によって支持される。また、主弁体１１は、閉じ時には、弁棒３の先端によって弁座３０に押し付けられる。そして、主弁体１１の底部１１Ａの下面は平坦に形成されており、底部１１Ａの下面の外周縁には、下方に向けて突出する円環状の突起１１Ｅが設けられている。
【００２３】
一方、副弁体１２は、弁棒３の先端によって構成されている。副弁体１２は、弁棒３が軸方向に移動することで、主弁体１１の底部１１Ａに形成された連絡孔１１Ｃの周縁部に接離可能になっている。
【００２４】
本実施の形態において、弁棒３の副弁体１２側の部分には、弁棒３から径方向に広がり主弁体１１の周壁部１１Ｂの内側に挿入された係合部１２Ａが形成されている。係合部１２Ａは、主弁体１１の底部１１Ａと、主弁体１１の周壁部１１Ｂの内周面のうち底部１１Ａから軸方向に離間した位置に形成されたストッパ部１１Ｄとの間を、弁棒３の軸方向の移動に応じて移動可能となっている。
【００２５】
そして、主弁体１１は、閉じ時には、副弁体１２が主弁体１１の底部１１Ａに当接した状態で弁棒３によって押し付けられ、弁座３０に当接するようになっている。また、主弁体１１は、開き時には、係合部１２Ａがストッパ部１１Ｄに当接した状態で弁棒３によって引き上げられ、弁座３０から離間するようになっている。そして、主弁体１１の開度が調整されることで、主弁体１１は蒸気の流量を制御する。
【００２６】
一方、副弁体１２は、主弁体１１の底部１１Ａに形成された連絡孔１１Ｃの周縁部に当接した状態で連絡孔１１Ｃを閉じ、底部１１Ａから離間した状態で連絡孔１１Ｃを開くようになっている。副弁体１２は、主弁体１１が開く前に連絡孔１１Ｃを開くことで、主弁体１１における弁座３０の上流側と下流側との圧力差を低減させる。この場合、主弁体１１をスムーズに開くことができる。
【００２７】
なお、図１における上蓋４、ブッシュ５及びスリーブ６は、図６で説明したものと同様のため説明を省略する。
【００２８】
以下、弁座取付孔２０への弁座３０の取付について詳述する。
【００２９】
図２は、図１の領域Ｒ１の拡大図を示し、同図には、弁座取付孔２０及び弁座３０が拡大して示されている。図２に示すように、弁座取付孔２０は、第１雌ねじ部２１と、第１雌ねじ部２１よりも大径で且つ第１雌ねじ部２１よりも弁体１０側に位置する円筒孔部２２と、第１雌ねじ部２１と円筒孔部２２との間に形成される段部２３と、第１雌ねじ部２１の円筒孔部２２側とは反対側の端部から中心軸Ｌ１側に延びる底部２８と、を有している。
【００３０】
図中符号２４は、第１雌ねじ部２１のねじ山を示しており、ねじ山２４は螺旋状に延びている。本実施の形態では、第１雌ねじ部２１の弁体１０側の端部に、ねじ山２４が形成されておらず、第１雌ねじ部２１の弁体１０側の端部には、弁座３０の軸方向に沿って延びる取付部側ガイド面２１Ａが規定されている。また、円筒孔部２２は、弁座３０の軸方向に沿って延びるように形成されており、段部２３は、弁座３０の軸方向に直交する方向に沿って延びるように形成されている。
【００３１】
一方、図２に示すように、弁座取付孔２０に取り付けられる弁座３０は、その外周面に第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２とが形成され、このうち、第１雄ねじ部３１が弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１に螺合されている。これにより、弁座３０は弁座取付孔２０に取り付けられている。
【００３２】
第２雄ねじ部３２は、第１雄ねじ部３１よりも弁体１０側に形成されており、第１雄ねじ部３１が弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１に螺合された状態において、弁座取付孔２０の円筒孔部２２に弁座３０の径方向に対向するように位置している。第２雄ねじ部３２には、後述の弁座リング４０が螺合されている。
【００３３】
図中符号３４は、第１雄ねじ部３１のねじ山を示しており、符号３５は、第２雄ねじ部３２のねじ山を示している。これらねじ山３４，３５はそれぞれ、螺旋状に延びている。本実施の形態では、第１雄ねじ部３１の弁体１０側の端部に、ねじ山３４が形成されておらず、第１雄ねじ部３１の弁体１０側の端部には、弁座３０の軸方向に沿って延びる弁座側ガイド面３１Ａが規定されている。弁座側ガイド面３１Ａ及び前記取付部側ガイド面２１Ａは互いに沿って延びている。
【００３４】
また、図２に示すように、本実施の形態においては、第２雄ねじ部３２の外径Ｄ２が、第１雄ねじ部３１の外径Ｄ１よりも大きくなっている。ここで、図３は、図２の領域Ｒ２の拡大図を示しており、同図には、第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２とが拡大して示されている。
【００３５】
図３に示すように、第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２との間には、弁座３０の内部側（蒸気の通過領域側）に凸の曲面状の応力緩和部３６が形成されている。詳しくは、応力緩和部３６は、その外周面が、第１雄ねじ部３１の弁座側ガイド面３１Ａにおける第２雄ねじ部３２側の端縁から第２雄ねじ部３２のねじ山３５における第１雄ねじ部３１側の端縁に向けて延びるに従い拡径するように形成されており、且つ、断面視で弁座３０の内部側に凸の曲面状に形成されている。
【００３６】
次に、弁座リング４０は、図２に示すように、弁座取付孔２０の円筒孔部２２と弁座３０の第２雄ねじ部３２との間に配置され、その内周面に形成された第２雌ねじ部４２によって弁座３０の第２雄ねじ部３２に螺合されている。図中符号４５は、第２雌ねじ部４２のねじ山を示しており、ねじ山４５は螺旋状に延びている。
【００３７】
弁座リング４０は、弁座取付部２０における段部２３に弁座３０の軸方向に沿って押し付けられるように弁座３０に締め付けられている。
【００３８】
また、図３を参照し、本実施の形態では、弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１のねじ山２４と弁座３０の第１雄ねじ部３１のねじ山３４との間の軸方向の隙間Ｓ１(すなわち、遊び或いはガタ)が、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２のねじ山４５と弁座３０の第２雄ねじ部３２のねじ山３５との間の軸方向の隙間Ｓ２(すなわち、遊び或いはガタ)よりも、大きくなっている。また、第１雄ねじ部３１のねじ山３４は、先端が平坦に形成された台形ねじとなっており、第２雄ねじ部３２のねじ山３５は、三角ねじ（例えば、ＩＳＯメートルねじに準拠するねじ等）となっている。
【００３９】
また、本実施の形態においては、第１雄ねじ部３１及び第１雌ねじ部２１のネジピッチＰ１（以下、ピッチＰ１と略す。）が、第２雄ねじ部３２及び第２雌ねじ部４２のネジピッチＰ２（以下、ピッチＰ２と略す。）よりも大きくなっている。さらに、第１雄ねじ部３１のねじ山３４の先端と第１雌ねじ部２１のねじ山２４の谷部との間の隙間Ｇ１は、第２雄ねじ部３２のねじ山３５の先端と第２雌ねじ部４２のねじ山４５の谷部との間の隙間Ｇ２よりも大きくなっている。
【００４０】
上述のように第１雄ねじ部３１のねじ山３４を台形ねじとし、隙間Ｓ１＞隙間Ｓ２、及び隙間Ｇ１＞隙間Ｇ２とする理由は、酸化スケールが隙間Ｓ１、隙間Ｓ２、及び隙間Ｇ１、隙間Ｇ２のそれぞれに一様に堆積したとしても、間隙の大きい隙間Ｓ１または隙間Ｇ１側に空間が確保されて第１雄ねじ部３１が第１雌ねじ部２１に対して容易に回転し得るようにするためである。また、ピッチＰ１＞ピッチＰ２とする理由は、ピッチＰ１を大きくして第１雄ねじ部３１と第１雌ねじ部２１との接触部分の面積を抑制することにより、第１雄ねじ部３１が第１雌ねじ部２１に対して容易に回転し得るようにするためである。
【００４１】
一方、第２雄ねじ部３２のねじ山３５を三角ねじとし、隙間Ｓ１＞隙間Ｓ２、及び隙間Ｇ１＞隙間Ｇ２とする理由は、弁座３０の中央の蒸気流路を通らずに第１雌ねじ部２１と弁座３０の第１雄ねじ部３１との間の隙間Ｓ１または隙間Ｇ１を蒸気が通過して、当該蒸気が隙間Ｓ２または隙間Ｇ２から漏洩してしまうのを防止するためである。また、ピッチＰ１＞ピッチＰ２とする理由は、ピッチＰ２を小さくして第２雄ねじ部３２と第２雌ねじ部４２との接触面積を大きく確保することにより、蒸気が隙間Ｓ２または隙間Ｇ２から漏洩してしまうのを防止するためである。
【００４２】
なお、第２雄ねじ部３２と第２雌ねじ部４２との間には隙間Ｓ２または隙間Ｇ２が生じるため、これら隙間Ｓ２または隙間Ｇ２から漏洩する蒸気を完全に遮断することは困難であるが、蒸気加減弁では、完全な遮断は要求されない。ここで、第２雄ねじ部３２と第２雌ねじ部４２との間の隙間Ｓ２または隙間Ｇ２を所定の値に適性に小さく設定し、第２雄ねじ部３２のねじ山３５がＩＳＯメートルねじに準拠するねじである場合には、有効な遮断効果が奏される。すなわち、この場合、第２雄ねじ部３２と第２雌ねじ部４２との間から漏洩する蒸気の量は、蒸気加減弁における一般的な許容範囲に収まり得る。
【００４３】
また、図２に戻り、本実施の形態では、弁座リング４０に、弁座３０の軸方向に貫通するねじ孔４６が形成され、このねじ孔４６には、回り止めねじ４８（回り止め部）が螺合されている。段部２３にはねじが形成されていない孔２３Ａが設けられており、回り止めねじ４８は、段部２３の孔２３Ａに挿入されている。これにより、弁座リング４０の回転が規制されている。本実施の形態では、回り止めねじ４８は１本だけ設けられるが、複数でもよい。なお、例えば前述の特許文献２には、弁座に対する回り止め手段が種々開示されている。特許文献２に開示される弁座に対する回り止め手段を、弁座リング４０に対する回り止め手段として、回り止めねじ４８に代えて適用してもよい。例えば、弁箱１と弁座リング４０の境界部分に、これらに跨がる止めねじ部材を取り付けてもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、弁箱１の弁座取付孔２０の弁体１０側の周縁部に、弁座リング４０の抜けを防止する舌状片４９（抜け止め部）が設けられている。舌状片４９は、弁座３０及び弁座リング４０が弁座取付孔２０の内周部に取り付けられた後に、自身が弁座リング４０の弁体１０側の端面に向けて折り曲げられることにより弁座リング４０に当接することで、弁座リング４０の抜けを防止する。なお、例えば前述の特許文献２には、弁座に対する抜け止め手段が種々開示されている。特許文献２に開示される弁座に対する抜け止め手段を、舌状片４９に代えて採用してもよい。また、回り止め部として、前述の回り止めねじ４８や、弁箱１と弁座リング４０の境界部分に跨がる止めねじ部材を取り付ける場合には、これらの上部をポンチングによってかしめて、抜け止め加工を施すことが好ましい。
【００４５】
次に、第１の実施の形態の作用について説明する。
【００４６】
本実施の形態による蒸気加減弁Ｖにおいて弁座３０を取り付ける際には、まず、弁座３０を弁箱１の弁座取付孔２０に上方からねじ込む。この場合、弁座３０の自重によって、弁座３０の第１雄ねじ部３１のねじ山３４における弁体１０側とは反対側を向く面（下側面）は、弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１のねじ山２４における弁体１０側を向く面（上側面）に摺動する。
【００４７】
このねじ込み作業は、弁座３０の第１雄ねじ部３１の下側端部が弁座取付孔２０の底部２８に至ることで、完了する。この際、弁座３０の第２雄ねじ部３２は、弁座取付孔２０の円筒孔部２２に弁座３０の径方向で対向した状態とされる。また、ねじ込み作業の完了直前では、第１雌ねじ部２１の取付部側ガイド面２１Ａに沿って、第１雄ねじ部３１の弁座側ガイド面３１Ａが案内されることで、弁座３０の姿勢が安定する。また、このねじ込み作業においては、前述したように隙間Ｓ１が確保されることや、第１雄ねじ部３１のねじ山３４が台形ねじとされることで、第１雄ねじ部３１が、スムーズに弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１にねじ込まれる。
【００４８】
続いて、弁座リング４０を、弁座取付孔２０の段部２３に当接するまで弁座３０の第２雄ねじ部３２にねじ込む。この場合、弁座リング４０の自重によって、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２のねじ山４５における下側面は、弁座３０の第２雄ねじ部３２のねじ山３５における上側面に摺動する。
【００４９】
そして、弁座リング４０の端面が段部２３に当接したら、弁座リング４０は、段部２３に押し付けられるように弁座３０に締め付けられる。当該締め付けによって、弁座リング４０にトルクをかけると、第２雌ねじ部４２のねじ山４５における上側面と第２雄ねじ部３２のねじ山３５における下側面とが互いに押し付けられ、弁座３０に上方に向く力が作用する。これにより、前述した隙間Ｓ１分、弁座３０は上方に移動し、図３に示すように、弁座３０の第１雄ねじ部３１のねじ山３４における上側面と、弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１のねじ山２４における下側面とが、互いに押し付けられた状態とされる。
【００５０】
これにより、弁座３０の第１雄ねじ部３１側の部分は下方に引っ張られ、第２雄ねじ部３２側の部分は上方に引っ張られ、弁座３０には、引っ張り荷重が作用した状態となる。この状態は、所謂ダブルナットの原理を利用して形成されるものである。このことにより、本実施の形態では、弁座３０が弁座取付孔２０に対して緩むことが防止されることで、運転中においては弁座３０の弁箱１からの抜けを効果的に防止することができる。より具体的には、弁座３０を浮き上がらせようとする流体反力（揚力）が発生した場合であっても、主弁体１１の下に流体不安定領域が発生した場合であっても、弁座３０が弁座取付孔２０に対して緩むことが防止されるため、弁座３０の弁箱１からの抜けを効果的に防止することができる。
【００５１】
その後、弁座リング４０のねじ孔４６に、回り止めねじ４８が螺合され、回り止めねじ４８の先端部は、段部２３の孔２３Ａに挿入される。これにより、弁座リング４０の回転が規制される。以上により、弁座３０の取付が完了する。
【００５２】
一方で、本実施の形態では、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２のねじ山４５と弁座３０の第２雄ねじ部３２のねじ山３５との間の軸方向の隙間Ｓ２が、弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１のねじ山２４と弁座３０の第１雄ねじ部３１のねじ山３４との間の軸方向の隙間Ｓ１よりも小さくなっており、この隙間Ｓ２を所定の値に適性に小さく設定することで、弁座取付孔２０と弁座３０との間からの蒸気の漏洩を効果的に防止することができる。ここで、本実施の形態では、隙間Ｓ２を所定の値に適性に小さく設定することに加えて、第２雄ねじ部３２のねじ山３５を三角ねじとしたり、第２雄ねじ部３２のねじ山３５の先端と第２雌ねじ部４２のねじ山４５の谷部との間の隙間Ｇ２も適性に小さくしたりすることで、蒸気に対する一層有効な遮断効果が確保されている。
【００５３】
また、上述のように弁座３０が弁箱１の弁座取付孔２０に取り付けられた後、弁座３０を交換する場合には、まず、回り止めねじ４６を取り外し、続いて、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２を弁座３０の第２雄ねじ部３２に対して緩めて弁座リング４０を取り外し、弁座３０に引っ張り荷重が作用した状態を解除する。この状態において、弁座３０を弁座取付孔２０に対して回転させることで、弁座３０を、弁座取付孔２０から取り外すことができる。
【００５４】
ところが、上述のように弁座リング４０の第２雌ねじ部４２のねじ山４５と弁座３０の第２雄ねじ部３２のねじ山３５との間の軸方向の隙間Ｓ２が、蒸気の漏洩を効果的に防止することができるように小さく設定されている場合には、長時間の使用を経た場合に、酸化腐食等の劣化によって生じる酸化スケールに起因して、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２と弁座３０の第２雄ねじ部３２との間が固渋する場合がある。この場合、例えば、弁座３０の第２雄ねじ部３２と弁座リング４０の第２雌ねじ部４２との境界部分をドリル等で削って、弁座リング４０を弁座３０から取り外すことで、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２と弁座３０の第２雄ねじ部３２との螺合状態を解除することが可能となる。
【００５５】
ここで、本実施の形態の構成では、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２と弁座３０の第２雄ねじ部３２との間が固渋した場合であっても、上述のように、これらの螺合状態が解除されれば、弁座３０を弁座取付孔２０から容易に取り外すことができる。すなわち、弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１のねじ山２４と弁座３０の第１雄ねじ部３１のねじ山３４との間の軸方向の隙間Ｓ１は、弁座リング４０の第２雌ねじ部４２のねじ山４５と弁座３０の第２雄ねじ部３２のねじ山３５との間の軸方向の隙間Ｓ２よりも大きい。このため、弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１と弁座３０の第１雄ねじ部３１との間は固渋し難い、つまり、酸化スケールに起因して回転不能となり難い。このため、弁座取付孔２０と弁座３０との境界部分の全体を削らなくても、弁座３０を弁座取付孔２０から取り外し得る。すなわち、弁座３０の第２雄ねじ部３２と弁座リング４０の第２雌ねじ部４２との境界部分をドリル等で削りさえすれば、弁座３０を弁座取付孔２１から容易に取り出すことができ、第１雄ねじ部３１と第１雌ねじ部２１との境界部分に対するドリルの削り作業を不要にできる。
【００５６】
以上のことにより、本実施の形態によれば、運転中においては弁座３０の弁箱１からの抜けを効果的に防止することができ、弁座３０の交換等の際には、弁箱１から弁座３０を容易に取り外すことができる。
【００５７】
また、従来のように弁座が冷やし嵌め等によって、弁箱にしまり嵌めの嵌め合い公差をもって嵌合される場合には、長期にわたり嵌め合い公差における締め代を確保して弁座の抜けを防止するために、弁座をその軸方向に可能な限り長くする場合があった。しかしながら、本実施の形態では、弁座３０に引っ張り荷重が作用した状態とするために弁座３０に２つのねじ部（第１雄ねじ部３１及び第２雄ねじ部３２）を形成すれば、弁座３０の抜けを防止でき、この場合、第１雄ねじ部３１及び第２雄ねじ部３２の軸方向長さを過度に長くすることを不要にできる。そのため、弁座３０の抜けの防止状態を確保しつつ弁座３０の軸方向長さを短縮することもできる。
【００５８】
また、本実施の形態では、弁体１０の弁座３０への当接（特に、急閉）時に、弁座３０が弁体１０から受ける衝撃力は、第２雄ねじ部３２を介して弁座リング４０に伝達される。このため、弁座１０の第１雄ねじ部３１のねじ山３４と弁座取付孔２０の第１雌ねじ部２１のねじ山２４とが離れることが防止され、引っ張り荷重が弁座３０に作用した状態が解除されることを防止することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、弁座３０において、第２雄ねじ部３２の外径が第１雄ねじ部３１の外径よりも大きく、第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２との間に、弁座３０の内部側に凸の曲面状の応力緩和部３６が形成されている。これにより、弁体１０の弁座３０への当接（特に、急閉）時に、衝撃力によって弁座３０における第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２との間の部分に生じる応力集中を、緩和することができる。すなわち、弁体１０の弁座３０への当接（特に、急閉）時には、前述のように弁座３０が弁体１０から受ける衝撃力は、第２雄ねじ部３２を介して弁座リング４０に伝達されるが、この際、弁座リング４０の第２雌ねじ部２４からの反力によって、第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２との間の部分（結合部分）に応力が集中し得る。この応力集中を、応力緩和部３６は、曲面状に形成されていることで緩和する。また、応力緩和部３６は、弁座３０に引っ張り荷重が作用した際に生じる弁座３０における第１雄ねじ部３１と第２雄ねじ部３２との間の部分の応力集中も緩和することができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、回り止めねじ４８によって、弁座リング４０が弁座３０に対して回転することが規制されることで、弁座リング４０が緩むことを防止し、これによって、引っ張り荷重が弁座３０に作用した状態が解除されることが防止されている。これにより、弁座３０の弁箱１からの抜けをより効果的に防止している。
【００６１】
また、弁座リング４０が弁座３０に対して回転することが規制されており、本実施の形態のように、第１雄ねじ部３１及び第１雌ねじ部２１のピッチＰ１と第２雄ねじ部３２及び第２雌ねじ部４２のピッチＰ２とがピッチＰ１＞ピッチＰ２の関係にあることから、弁座３０が単独で回転しながら弁座取付孔２０及び弁座リング４０から抜けることを防止できる。
【００６２】
また、本実施の形態では、弁座リング４２の抜けを防止する抜け止め部である舌状部４９が設けられていることにより、弁座リング４０の弁座３０からの抜けを確実に防止し、弁座３０の弁箱１からの抜けがより効果的に防止されている。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態による蒸気弁装置として蒸気加減弁について説明する。本実施の形態における構成部分のうち、第１の実施の形態の構成部分と同様の構成部分については同一符号で示し、説明は省略する。
【００６４】
図４は、第２の実施の形態による蒸気加減弁の要部の断面図である。図４に示すように、本実施の形態では、弁座３０において、第２雄ねじ部３２の外径Ｄ２が、第１雄ねじ部３１の外径Ｄ１よりも小さくなっている。
【００６５】
また、図５に示すように、弁座リング４０のうちの、第２雌ねじ部４２の段部２３の側の端部と段部２３に接する端面４２Ｂの内周端部４２ＢＥとが結合する部分に、弁座３０の内部側とは反対側に凸の曲面状の応力緩和部５６が形成されている。応力緩和部５６は、弁座リング４０のうちの第２雌ねじ部４２の段部２３の側の端部と段部２３に接する端面４２Ｂの内周端部４２ＢＥとが結合する部分の全周にわたって形成されている。
【００６６】
本実施の形態によれば、弁体１０の弁座３０への当接（特に、急閉）時に、弁体１０から弁座３０を介して伝わる衝撃力によって弁座リング４０の下部に生じる応力集中を、応力緩和部５６によって緩和することができる。また、弁座リング４０が、段部２３に押し付けられるように弁座３０に締め付けられる際に弁座リング４０の下部に生じる応力集中も緩和することができる。また、第２雄ねじ部３２の外径Ｄ２が、第１雄ねじ部３１の外径Ｄ１よりも小さいことで、弁座３０を小型にすることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の実施の形態は、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。この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。この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。
【００６８】
例えば、上述の実施の形態では、蒸気加減弁を一例として説明したが、蒸気加減弁以外の蒸気弁装置でもよい。また、上述の実施の形態では、第１雄ねじ部３１のねじ山３４が台形ねじであるが、好ましくは鋸刃ねじ（バットレス（buttress）ねじ）であってもよい。また、第１雄ねじ部３１のねじ山３４は、軸方向隙間を大きくできれば三角ねじであってもよい。
【符号の説明】
【００６９】
Ｖ  蒸気加減弁
１  弁箱
２  弁座
３  弁棒
４  上蓋
５  ブッシュ
６  スリーブ
１０  弁体
１１  主弁体
１１Ａ  底部
１１Ｂ  周壁部
１１Ｃ  連絡孔
１１Ｄ  ストッパ部
１１Ｅ  突起
１２  副弁体
２０  弁座取付孔
２１  第１雌ねじ部
２１Ａ  取付部側ガイド面
２２  円筒孔部
２３  段部
２４  ねじ山
２８  底部
３０  弁座
３１  第１雄ねじ部
３１Ａ  弁座側ガイド面
３２  第２雄ねじ部
３４  ねじ山
３５  ねじ山
３６  応力緩和部
４０  弁座リング
４２  第２雌ねじ部
４５  ねじ山
４６  ねじ孔
４８  回り止めねじ
４９  舌状片
５６  応力緩和部
Ｓ１，Ｓ２  隙間
Ｒ１，Ｒ２  領域
Ｌ１  中心軸
Ｐ１，Ｐ２  ネジピッチ
【図１】
0006276651.tif 000002
【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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