特開 2021-196036 ガス弁及びプロパンガスの流量制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-196036(P2021-196036A)

(43)【公開日】2021年12月27日

(54)【発明の名称】ガス弁及びプロパンガスの流量制御方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/14 20060101AFI20211129BHJP

   F16J 15/16 20060101ALI20211129BHJP

【ＦＩ】

   F16K3/14

   F16J15/16 A

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2020-104586(P2020-104586)

(22)【出願日】2020年6月17日

(11)【特許番号】特許第6793866号(P6793866)

(45)【特許公報発行日】2020年12月2日

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 泰太郎

(72)【発明者】

【氏名】谷口 誠貴

(72)【発明者】

【氏名】森 向平

【テーマコード（参考）】

3H053

3J043

【Ｆターム（参考）】

3H053AA02

3H053AA23

3H053BA23

3H053BA35

3H053DA01

3J043AA04

3J043CA08

3J043CB20

3J043DA02

(57)【要約】

【課題】より長い寿命を有するガス弁を提供する。
【解決手段】ディスクシートリング５０ａ，５０ｂのリングベース部材５１は、ボルト５５を用いて弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されている。弁ディスク４４ａ，４４ｂは、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材５１は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスが流れる流路が形成されている本体と、前記本体に固定されている本体シートリングとを含む弁箱と、
前記流路を開放または閉鎖し得る可動弁とを備え、
前記可動弁は、弁棒と、前記弁棒に連結されている弁ディスクと、ディスクシートリングとを含み、
前記ディスクシートリングは、ボルトを用いて前記弁ディスクに固定されているリングベース部材と、前記リングベース部材上に設けられておりかつ前記リングベース部材より高い硬度を有する材料で形成されている第１オーバーレイ層とを含み、
前記可動弁が前記流路を閉鎖する際に、前記第１オーバーレイ層は前記本体シートリングに気密に接触し、
前記弁ディスクは、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されており、
前記リングベース部材は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている、ガス弁。

【請求項2】

前記リングベース部材は、前記弁ディスクに溶接されている、請求項１に記載のガス弁。

【請求項3】

前記弁箱は、前記弁ディスクをガイドするガイド部材をさらに含み、
前記ガイド部材は、前記本体に溶接されているガイドベース部材と、前記ガイドベース部材上に設けられており、前記弁ディスクに対向し、かつ前記ガイドベース部材より高い硬度を有する材料で形成されている第２オーバーレイ層とを含み、
前記本体は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第３のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されており、
前記ガイドベース部材は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第４のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている、請求項１または請求項２に記載のガス弁。

【請求項4】

前記ガイド部材は、複数のガイド部分を含み、
前記複数のガイド部分は、各々、前記ガイドベース部材と、前記第２オーバーレイ層とを含み、
前記複数のガイド部分は、互いに隙間を空けて前記可動弁の移動方向に配列されている、請求項３に記載のガス弁。

【請求項5】

前記本体は、前記流路を規定する前記本体の内表面に溶接されている第３オーバーレイ層をさらに含み、
前記第３オーバーレイ層は、前記本体より多くのＣｒと前記本体より多くのＮｉとを含む材料で形成されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガス弁。

【請求項6】

前記第３オーバーレイ層は、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている、請求項５に記載のガス弁。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の前記ガス弁を用いた、プロパンガスの流量制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガス弁及びプロパンガスの流量制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プロパン脱水素プラントが知られている（非特許文献１を参照）。プロパン脱水素プラントでは、プロパンガスが脱水素反応器に導入される。脱水素反応器において、プロパンガスが脱水素化されて、プロピレンガスが得られる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Hisham A. Maddah、「A Comparative Study between Propane Dehydrogenation (PDH) Technologies and Plants in Saudi Arabia」、American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Science、2018年7月24日、Vol.45 No.1、p.49-63

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

プロパン脱水素プラントにおいては、脱水素反応器に接続される複数の配管に流れる複数のガスの流量を制御するために、複数の配管に弁が配置される。これら配置される弁のうち、プロパンガスが流れる配管に配置される弁の寿命が特に短い。プロパン脱水素プラントを長期間にわたって連続運転することができない。本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、より長い寿命を有するガス弁、及び、より長い期間にわたってプロパンガスの流量を制御することが可能なプロパンガスの流量制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示のガス弁は、弁箱と、可動弁とを備える。弁箱は、５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスが流れる流路が形成されている本体と、本体に固定されている本体シートリングとを含む。可動弁は、流路を開放または閉鎖し得る。可動弁は、弁棒と、弁棒に連結されている弁ディスクと、ディスクシートリングとを含む。ディスクシートリングは、リングベース部材と、第１オーバーレイ層とを含む。リングベース部材は、ボルトを用いて弁ディスクに固定されている。第１オーバーレイ層は、リングベース部材上に設けられており、かつ、リングベース部材より高い硬度を有する材料で形成されている。可動弁が流路を閉鎖する際に、ディスクシートリングの第１オーバーレイ層は、本体シートリングに気密に接触する。弁ディスクは、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0006】

本開示のプロパンガスの流量制御方法では、本開示のガス弁が用いられている。

【発明の効果】

【0007】

本開示のガス弁は、より長い寿命を有する。また、本開示のプロパンガスの流量制御方法では本開示のガス弁が用いられているため、本開示のプロパンガスの流量制御方法は、より長い期間にわたってプロパンガスの流量を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態のプロパン脱水素システムの概略ブロック図である。

【図2】実施の形態のガス弁の概略部分拡大断面図である。

【図3】実施の形態のガス弁（全閉状態）の概略部分拡大断面図である。

【図4】実施の形態のガス弁（全開状態）の概略部分拡大断面図である。

【図5】実施の形態のガス弁の、図３に示される領域Ｖの概略部分拡大断面図である。

【図6】実施の形態のガス弁の、図５に示される領域ＶＩの概略部分拡大断面図である。

【図7】実施の形態のガス弁の、図２に示される断面線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける概略部分拡大断面図である。

【図8】実施の形態のガス弁の概略部分拡大側面図である。

【図9】実施の形態のプロパンガスの流量制御方法のフローチャートを示す図である。

【図10】実施例のガス弁と比較例のガス弁の、ボンネット内の圧力の経時変化を示すグラフを表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

【0010】

図１を参照して、実施の形態のプロパン脱水素システム１を説明する。プロパン脱水素システム１は、脱水素反応器２と、配管３，５，８，１１，１３，１５と、ガス弁６と、弁４とを備える。

【0011】

配管３は、脱水素反応器２に接続されている。ホットエアは、配管３を通って、脱水素反応器２に流れる。ホットエアは、例えば、８００℃以上１０００℃以下の温度を有している。弁４は、配管３に設けられている。弁４は、配管３の流路を開放または閉鎖して、ホットエアの流量を制御する。配管５は、配管３に接続されている。プロパンガスは、配管３，５を通って、脱水素反応器２に流れる。プロパンガスは、例えば、５００℃以上８００℃以下の温度を有している。ガス弁６は、配管５に設けられている。ガス弁６は、配管５の流路を開放または閉鎖して、プロパンガスの流量を制御する。配管８は、配管３に接続されている。水蒸気または還元ガスのようなガスは、配管３，８を通って、脱水素反応器２に流れる。

【0012】

脱水素反応器２は、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ａｌ₂Ｏ₃のような触媒を含む。脱水素反応器２において、脱水素反応器２に流れ込んだプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）ガスは脱水素されて、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）ガスが生成される。脱水素反応器２内では、例えば、ＣＡＴＯＦＩＮ（登録商標）プロセスが行われる。脱水素反応器２は、例えば、ＣＡＴＯＦＩＮ（登録商標）反応器である。

【0013】

配管１１は、脱水素反応器２に接続されている。排出空気は、配管１１を通って、脱水素反応器２から排出される。配管１３は、脱水素反応器２に接続されている。プロピレンガスは、配管１３を通って、脱水素反応器２から排出される。配管１５は、配管１１に接続されている。脱水素反応器２を真空排気する際に、脱水素反応器２内のガスが配管１１，１５を通って、脱水素反応器２から排出される。

【0014】

図２から図８を参照して、本実施の形態のガス弁６を説明する。ガス弁６は、弁箱２０と、可動弁４０と、不活性ガス供給器３６と、配管３７と、弁３８と、圧力計３９とを備える。

【0015】

弁箱２０は、本体２１と、本体シートリング２６ａ，２６ｂと、弁座３３と、ボンネット３５とを含む。

【0016】

本体２１には、５００℃以上８００℃以下の温度を有するプロパンガスが流れる流路２２が形成されている。具体的には、本体２１の内表面は、流路２２を規定する。流路２２は、第１方向（ｘ方向）に沿って延在している。プロパンガスは、第１方向（ｘ方向）に沿って流路２２を流れる。流路２２の直径は、例えば、１．０ｍ以上３．０ｍ以下である。本体２１には、筒部材２１ｂが形成されている。筒部材２１ｂは、例えば、第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）に延在している。筒部材２１ｂは、可動弁４０の移動方向（第２方向（ｙ方向））に延在している。図４に示されるように、筒部材２１ｂの空洞は、流路２２に連通している。

【0017】

本体２１は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。本体２１を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、鋳鋼である。本体２１を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ３５１のグレード ＣＦ３、ＣＦ３Ａ、ＣＦ８、ＣＦ８Ａ、ＣＦ３Ｍ、ＣＦ３ＭＡ、ＣＦ８Ｍ、ＣＦ３ＭＮ、ＣＦ８Ｃ、ＣＦ１０またはＣＦ１０Ｍである。

【0018】

本体２１は、オーバーレイ層２３を含む。オーバーレイ層２３は、本体２１の内表面上に設けられている。具体的には、オーバーレイ層２３は、本体２１の内表面に溶接されている。オーバーレイ層２３は、本体２１より多くのＣｒと本体２１より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。オーバーレイ層２３は、例えば、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0019】

図２から図６に示されるように、弁座３３は、本体２１に固定されている。可動弁４０が流路２２を閉塞する際に、可動弁４０の弁ディスク４４ａ，４４ｂは、弁座３３に当接して、弁座３３に押しつけられる。

【0020】

図２から図４に示されるように、ボンネット３５は、本体２１の筒部材２１ｂに接続されている。ボンネット３５は、例えば、ボルトを用いて、筒部材２１ｂに固定されている。可動弁４０が流路２２を開放または閉鎖する際に、弁ディスク４４ａ，４４ｂは、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内を移動する。可動弁４０が流路２２を開放する際に、弁ディスク４４ａ，４４ｂの少なくとも一部は、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内に収容される。

【0021】

図３及び図４を参照して、不活性ガス供給器３６は、例えば、タンク（図示せず）と、ポンプ（図示せず）とを含む。タンクは、窒素ガスのような不活性ガスを貯蔵する。ポンプは、不活性ガスを、タンクから配管３７に流す。こうして、不活性ガスは、不活性ガス供給器３６から、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞に供給される。筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内の不活性ガスの圧力は、流路２２を流れるプロパンガスの圧力より高い。そのため、プロパンガスが、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞に侵入することが防止され得る。プロパンガスが、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞を迂回して、ガス弁６の上流側からガス弁６の下流側に流れることが防止され得る。

【0022】

弁３８は、配管３７に設けられている。弁３８を用いて、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内の不活性ガスの圧力は調整され得る。圧力計３９は、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内の不活性ガスの圧力を計測する。

【0023】

図３から図６に示されるように、本体シートリング２６ａ，２６ｂは、本体２１に固定されている。本体シートリング２６ａは、第１方向（ｘ方向）において、可動弁４０に対して流路２２の上流側に配置されている。本体シートリング２６ｂは、第１方向（ｘ方向）において、可動弁４０に対して流路２２の下流側に配置されている。可動弁４０が流路２２を閉塞する際、本体シートリング２６ａは弁ディスク４４ａのディスクシートリング５０ａに気密に接触し、かつ、本体シートリング２６ｂは弁ディスク４４ｂのディスクシートリング５０ｂに気密に接触する。

【0024】

本体シートリング２６ａ，２６ｂは、治具（図示せず）を用いて、本体２１から取り外すことができる。本体シートリング２６ａ，２６ｂは、交換可能部品である。ガス弁６の補修の際に、使用されてきた本体シートリング２６ａ，２６ｂは、新しい本体シートリング２６ａ，２６ｂに交換され得る。

【0025】

本体シートリング２６ｂは、本体シートリング２６ａと同じ構成を備えている。以下、本体シートリング２６ａの構成を説明する。本体シートリング２６ａは、リングベース部材２７と、オーバーレイ層２８と、オーバーレイ層２９とを含む。

【0026】

リングベース部材２７は、本体２１に固定されている。例えば、リングベース部材２７は、溶接部３０，３１において、本体２１に溶接されている。リングベース部材２７は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材２７を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、鍛造鋼である。リングベース部材２７を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ３０４Ｎ、Ｆ３０４ＬＮ、Ｆ３１７、Ｆ３１７Ｌ、Ｆ３２１、Ｆ３２１Ｈ、Ｆ３４７またはＦ３４７Ｈである。

【0027】

オーバーレイ層２９は、リングベース部材２７上に設けられている。オーバーレイ層２９は、オーバーレイ層２８を介して、リングベース部材２７上に設けられてもよい。オーバーレイ層２９は、リングベース部材２７より高い硬度を有する材料で形成されている。オーバーレイ層２９は、例えば、トリバロイ（登録商標）Ｔ−８００のような、コバルト−モリブデン−クロム系合金で形成されている。可動弁４０が流路２２を閉鎖する際に、オーバーレイ層２９は、ディスクシートリング（オーバーレイ層５３）に気密に接触する。

【0028】

オーバーレイ層２８は、本体２１の内表面に接続されている本体シートリング２６ａの内表面上に設けられている。具体的には、オーバーレイ層２８は、本体シートリング２６ａの内表面に溶接されている。オーバーレイ層２８は、本体２１とオーバーレイ層２９との間にも設けられてもよい。オーバーレイ層２８は、リングベース部材２７より多くのＣｒとリングベース部材２７より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。オーバーレイ層２８は、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0029】

図２から図７に示されるように、可動弁４０は、流路２２を開放または閉鎖し得る。可動弁４０は、弁棒４１と、楔部材４２と、弁ディスク４４ａ，４４ｂと、オーバーレイ層４５と、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂと、突出部４７ａ，４７ｂとを含む。

【0030】

弁棒４１は、駆動機構（図示せず）を用いて、第２方向（ｙ方向）に移動し得る。流路２２に近位する弁棒４１の端部に、楔部材４２が取り付けられている。楔部材４２は、弁座３３に近づくにつれて先細となる形状を有している。楔部材４２は、一対の傾斜面を含む。弁ディスク４４ａ，４４ｂは、弁棒４１に連結されている。可動弁４０が流路２２を閉塞する際に、楔部材４２の一対の傾斜面は弁ディスク４４ａ，４４ｂに接触して、楔部材４２は弁ディスク４４ａ，４４ｂを押圧する。弁ディスク４４ａ，４４ｂに取り付けられているディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、本体シートリング２６ａ，２６ｂに気密に接触する。

【0031】

弁ディスク４４ａ，４４ｂは、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。弁ディスク４４ａ，４４ｂを形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、鋳鋼である。弁ディスク４４ａ，４４ｂを形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ３５１のグレード ＣＦ３、ＣＦ３Ａ、ＣＦ８、ＣＦ８Ａ、ＣＦ３Ｍ、ＣＦ３ＭＡ、ＣＦ８Ｍ、ＣＦ３ＭＮ、ＣＦ８Ｃ、ＣＦ１０またはＣＦ１０Ｍである。

【0032】

オーバーレイ層４５は、流路２２に面する弁ディスク４４ａ，４４ｂの表面に設けられている。オーバーレイ層４５は、弁ディスク４４ａ，４４ｂより多くのＣｒと弁ディスク４４ａ，４４ｂより多くのＮｉとを含む材料で形成されている。オーバーレイ層４５は、例えば、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0033】

図３から図６に示されるように、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されている。ディスクシートリング５０ａは、第１方向（ｘ方向）において、弁ディスク４４ａ，４４ｂに対して流路２２の上流側に配置されている。ディスクシートリング５０ｂは、第１方向（ｘ方向）において、弁ディスク４４ａ，４４ｂに対して流路２２の下流側に配置されている。可動弁４０が流路２２を閉塞する際、ディスクシートリング５０ａは本体シートリング２６ａに気密に接触し、かつ、ディスクシートリング５０ｂは本体シートリング２６ｂに気密に接触する。

【0034】

ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、治具（図示せず）を用いて、弁ディスク４４ａ，４４ｂから取り外すことができる。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、交換可能部品である。ガス弁６の補修の際に、使用されてきたディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、新しいディスクシートリング５０ａ，５０ｂに交換され得る。

【0035】

ディスクシートリング５０ｂは、ディスクシートリング５０ａと同じ構成を備えている。以下、ディスクシートリング５０ａの構成を説明する。ディスクシートリング５０ａは、リングベース部材５１と、オーバーレイ層５３とを含む。ディスクシートリング５０ａは、オーバーレイ層５２をさらに含んでもよい。

【0036】

リングベース部材５１は、弁ディスク４４ａに固定されている。例えば、弁ディスク４４ａとリングベース部材５１とにねじ穴４６が形成されており、リングベース部材５１は、ねじ穴４６に螺合されるボルト５５を用いて弁ディスク４４ａに固定されている。リングベース部材５１は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材５１を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、鍛造鋼である。リングベース部材５１を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ３０４Ｎ、Ｆ３０４ＬＮ、Ｆ３１７、Ｆ３１７Ｌ、Ｆ３２１、Ｆ３２１Ｈ、Ｆ３４７またはＦ３４７Ｈである。リングベース部材５１は、さらに、溶接部５７，５８において、弁ディスク４４ａに溶接されてもよい。

【0037】

オーバーレイ層５３は、リングベース部材５１上に設けられている。オーバーレイ層５３は、オーバーレイ層５２を介して、リングベース部材５１上に設けられてもよい。オーバーレイ層５３は、リングベース部材５１より高い硬度を有する材料で形成されている。オーバーレイ層５３は、例えば、トリバロイ（登録商標）Ｔ−８００のような、コバルト−モリブデン−クロム系合金で形成されている。可動弁４０が流路２２を閉鎖する際に、オーバーレイ層５３は、本体シートリング２６ａ（オーバーレイ層２９）に気密に接触する。

【0038】

オーバーレイ層５２は、リングベース部材５１とオーバーレイ層５３との間に設けられている。オーバーレイ層５２は、リングベース部材５１より多くのＣｒとリングベース部材５１より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。オーバーレイ層５２は、例えば、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0039】

図７に示されるように、突出部４７ａは、弁ディスク４４ａに設けられている。突出部４７ｂは、弁ディスク４４ｂに設けられている。突出部４７ａは、ガイド部材７０ａに摺動可能である。突出部４７ｂは、ガイド部材７０ｂに摺動可能である。突出部４７ｂは、突出部４７ａと同じ構成を有している。以下、突出部４７ａの構成を説明する。

【0040】

突出部４７ａは、弁ディスク４４ａから、第１方向（ｘ方向）及び第２方向（ｙ方向）に垂直な第３方向（ｚ方向）に突出している。突出部４７ａは、突出ベース６０と、ブロック６１と、オーバーレイ層６２とを含む。

【0041】

突出ベース６０は、例えば、弁ディスク４４ａと同じ材料で形成されている。突出ベース６０は、例えば、弁ディスク４４ａと一体に形成されている。

【0042】

ブロック６１は、突出ベース６０に固定されている。具体的には、突出ベース６０とブロック６１とにねじ穴６３が形成されており、ブロック６１は、ねじ穴６３に螺合されるボルト６４を用いて突出ベース６０に固定されている。ブロック６１は、突出ベース６０（弁ディスク４４ａ）から取り外すことができる。ブロック６１は、交換可能部品である。ガス弁６の補修の際に、使用されてきたブロック６１は、新しいブロック６１に交換され得る。

【0043】

ブロック６１は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ブロック６１を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、鍛造鋼である。ブロック６１を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ３０４Ｎ、Ｆ３０４ＬＮ、Ｆ３１７、Ｆ３１７Ｌ、Ｆ３２１、Ｆ３２１Ｈ、Ｆ３４７またはＦ３４７Ｈである。

【0044】

オーバーレイ層６２は、ブロック６１上に設けられている。オーバーレイ層６２は、ブロック６１及び弁ディスク４４ａより高い硬度を有する材料で形成されている。オーバーレイ層６２は、例えば、トリバロイ（登録商標）Ｔ−８００のような、コバルト−モリブデン−クロム系合金で形成されている。オーバーレイ層６２は、ガイド部材７０ａに接触している。

【0045】

図２から図４、図７及び図８を参照して、弁箱２０は、ガイド部材７０ａ，７０ｂをさらに含む。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、弁ディスク４４ａ，４４ｂをガイドする。具体的には、可動弁４０が第２方向（ｙ方向）に移動する際、可動弁４０の突出部４７ａ，４７ｂがガイド部材７０ａ，７０ｂに摺動して、弁ディスク４４ａ，４４ｂは、ガイド部材７０ａ，７０ｂによってガイドされる。ガイド部材７０ａは、可動弁４０の突出部４７ａに対向している。ガイド部材７０ｂは、可動弁４０の突出部４７ｂに対向している。ガイド部材７０ａ，７０ｂの各々の一方端は、流路２２に延在している。ガイド部材７０ａ，７０ｂの各々の他方端は、本体２１の筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内まで延在している。

【0046】

ガイド部材７０ａ，７０ｂは、本体２１に固定されている。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、治具（図示せず）を用いて、本体２１から取り外すことができる。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、交換可能部品である。ガス弁６の補修の際に、使用されてきたガイド部材７０ａ，７０ｂは、新しいガイド部材７０ａ，７０ｂに交換され得る。

【0047】

ガイド部材７０ｂは、ガイド部材７０ａと同じ構成を有している。以下、ガイド部材７０ａの構成を説明する。ガイド部材７０ａは、ガイドベース部材７２と、オーバーレイ層７３とを含む。

【0048】

ガイドベース部材７２は、本体２１に固定されている。例えば、ガイドベース部材７２は、溶接部７４において、本体２１に溶接されている。ガイドベース部材７２は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ガイドベース部材７２を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、鍛造鋼である。ガイドベース部材７２を形成するオーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ３０４Ｎ、Ｆ３０４ＬＮ、Ｆ３１７、Ｆ３１７Ｌ、Ｆ３２１、Ｆ３２１Ｈ、Ｆ３４７またはＦ３４７Ｈである。

【0049】

オーバーレイ層７３は、ガイドベース部材７２上に設けられている。ガイド部材７０ａのオーバーレイ層７３は、突出部４７ａのオーバーレイ層６２に対向している。オーバーレイ層７３は、ガイドベース部材７２より高い硬度を有する材料で形成されている。オーバーレイ層７３は、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。オーバーレイ層７３は、例えば、トリバロイ（登録商標）Ｔ−８００のような、コバルト−モリブデン−クロム系合金で形成されている。ガイド部材７０ａのオーバーレイ層２９は、突出部４７ａのオーバーレイ層６２に接触する。

【0050】

ガイド部材７０ａ，７０ｂは、各々、複数のガイド部分７１を含む。複数のガイド部分７１は、各々、ガイドベース部材７２と、オーバーレイ層７３とを含む。複数のガイド部分７１は、互いに隙間を空けて可動弁４０の移動方向である第２方向（ｙ方向）に配列されている。溶接部７４は、複数の溶接部分７５を含む。複数のガイド部分７１は、対応する溶接部分７５において、本体２１に溶接されている。複数の溶接部分７５は、互いに離間されている。

【0051】

図９を参照して、ガス弁６を用いた本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法を説明する。

【0052】

本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法は、ガス弁６の弁箱２０の本体２１に形成されている流路２２に、５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスを流すこと（Ｓ１）を備える。具体的には、配管５（図１を参照）に、５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスを流す。５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスが、ガス弁６の弁箱２０の本体２１に形成されている流路２２を流れる。本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法は、ガス弁６の可動弁４０を動かして、流路２２を開放または閉鎖すること（Ｓ２）を備える。可動弁４０（弁ディスク４４ａ，４４ｂ）が流路２２を開放または閉鎖することによって、プロパンガスの流量が制御され得る。

【0053】

図１０を参照して、本実施の形態の一例である実施例のガス弁６と比較例のガス弁と対比しながら、本実施の形態のガス弁６の作用を説明する。

【0054】

実施例のガス弁６では、本体２１、ボンネット３５及び弁ディスク４４ａ，４４ｂが、ＡＳＴＭ ３５１のグレード ＣＦ８Ｃのオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ＡＳＴＭ ３５１のグレード ＣＦ８Ｃのオーステナイト系ステンレス鋼は、１８．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、９．０質量％以上１２．０質量％以下のＮｉとを含む。実施例のガス弁６では、本体シートリング２６ａ，２６ｂ、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂ、ブロック６１及びガイドベース部材７２が、ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ３２１Ｈのオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ３２１Ｈのオーステナイト系ステンレス鋼は、１７．０質量％以上１９．０質量％以下のＣｒと、９．５質量％以上１２．０質量％以下のＮｉとを含む。

【0055】

比較例のガス弁は、本実施の形態のガス弁６と同様の構成を備えているが、以下の点で異なる。比較例のガス弁では、本体２１、ボンネット３５及び弁ディスク４４ａ，４４ｂが、ＡＳＴＭ ２１７のグレード Ｃ５の低合金鋼で形成されている。ＡＳＴＭ ２１７のグレード Ｃ５の低合金鋼は、４．０質量％以上６．５質量％以下のＣｒと、０．５質量％以下のＮｉとを含む。比較例のガス弁では、本体シートリング２６ａ，２６ｂ、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂ、ブロック６１及びガイドベース部材７２が、ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ５ａの低合金鋼で形成されている。ＡＳＴＭ Ａ１８２のグレード Ｆ５ａの低合金鋼は、４．０質量％以上６．０質量％以下のＣｒと、０．５０質量％以下のＮｉとを含む。

【0056】

図１０に示されるように、実施例のガス弁６は、比較例のガス弁よりも、長い寿命を有している。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁よりも、長い期間にわたって、２．０ｂａｒより高いボンネット圧力を有している。ボンネット圧力は、本体２１の筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞内の不活性ガスの圧力である。ボンネット圧力は、圧力計３９を用いて測定される。

【0057】

具体的には、比較例のガス弁におけるボンネット圧力は、比較例のガス弁の使用開始から約２８月後までの間は２．０ｂａｒより高いが、比較例のガス弁の使用開始から約３４月後に急落している。これは、比較例のガス弁の使用開始から約２８月後の時点と比較例のガス弁の使用開始から約３４月後の時点との間に、比較例のガス弁から不活性ガスが漏れ出していることを意味する。比較例のガス弁は、遅くとも比較例のガス弁の使用開始から約３４月後までの間に交換する必要がある。これに対し、実施例のガス弁６は、実施例のガス弁６の使用開始から３８月経過後もなお、２．０ｂａｒより高いボンネット圧力を有している。実施例のガス弁６は、少なくとも３８月以上の間、新しいガス弁６に交換することなく、使用し続けることができる。

【0058】

本発明者は、実施例のガス弁６と比較例のガス弁とを分析した。その結果、本発明者は、比較例のガス弁にコーキングが発生していたために、比較例のガス弁の寿命が短くなっていることを発見した。コーキングは、炭化水素の熱分解により炭素が生成して、金属の表面に析出し、堆積する現象である。本発明者は、プロパン脱水素反応器に接続されておりかつプロパンガスが流れる配管に設けられるガス弁にコーキングが発生し、このコーキングが弁内部の部材の損傷に影響していることを初めて見出した。

【0059】

具体的には、コーキングは、主に、ねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間のすき間、並びに、本体２１とオーバーレイ層２３との間のすき間に発生した。

【0060】

ねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）に発生するコーキングのため、ボルト５５が緩む、あるいは、ボルト５５が脱落する。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、本体シートリング２６ａ，２６ｂに対して傾く。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂと本体シートリング２６ａ，２６ｂとの間にすき間が発生する。不活性ガスは、このすき間を通って、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞から漏れ出す。

【0061】

比較例のガス弁の使用開始時には、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂ（ガイドベース部材７２）との間にすき間はない。しかし、比較例のガス弁を使用している間に、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂ（ガイドベース部材７２）とに繰り返し熱応力が印加される。そのため、比較例のガス弁を使用している間に、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂ（ガイドベース部材７２）との間にある溶接部７４に、亀裂のようなすき間が発生する。このすき間にコーキングが発生する。このコーキングのため、ガイド部材７０ａ，７０ｂは、本体２１に対して傾く、あるいは、本体２１から脱落する。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、弁ディスク４４ａ，４４ｂをガイドする。弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されているディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、本体シートリング２６ａ，２６ｂに対して傾く。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂと本体シートリング２６ａ，２６ｂとの間にすき間が発生する。不活性ガスは、このすき間を通って、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞から漏れ出す。

【0062】

比較例のガス弁の使用開始時には、本体２１とオーバーレイ層２３との間にすき間はない。しかし、比較例のガス弁を使用している間に、本体２１とオーバーレイ層２３とに繰り返し熱応力が印加される。そのため、比較例のガス弁を使用している間に、本体２１とオーバーレイ層２３との間の溶接部に、亀裂のようなすき間が発生する。これらのすき間にコーキングが発生する。コーキングのため、溶接部３０，３１に割れが発生して、コーキングのため、本体２１と本体シートリング２６ａ，２６ｂとが歪む。本体シートリング２６ａ，２６ｂが、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂに対して傾く。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂと本体シートリング２６ａ，２６ｂとの間にすき間が発生する。不活性ガスは、このすき間を通って、筒部材２１ｂとボンネット３５とによって形成される内部空洞から漏れ出す。

【0063】

実施例では、弁ディスク４４ａ，４４ｂは、１７．０質量％以上のＣｒと、８．０質量％以上のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材５１は、１７．０質量％以上のＣｒと、８．０質量％以上のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。実施例の弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１は、比較例の弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１より、多くの割合のＣｒを含む。そのため、ねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。また、実施例の弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１は、比較例の弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１より、多くの割合のＮｉを含む。そのため、弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１のＣｒ含有量を増加させても、弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１を形成するステンレス鋼のオーステナイト組織を安定化させることができる。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁より長い寿命を有する。

【0064】

流路２２を流れる炭化水素ガスがプロパンガスである場合に、ねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）に単位時間当たりに発生するコーキングの量は少ない。そのため、弁ディスク４４ａ，４４ｂが、２１．０質量％以下のＣｒを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されており、かつ、リングベース部材５１が、２０．０質量％以下のＣｒを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されていても、ねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。また、弁ディスク４４ａ，４４ｂを形成するステンレス鋼のＣｒの含有量は２１．０質量％以下であり、リングベース部材５１を形成するステンレス鋼のＣｒの２０．０質量％以下であるため、弁ディスク４４ａ，４４ｂを形成するステンレス鋼のＮｉの含有量が１３．０質量％以下であり、リングベース部材５１を形成するステンレス鋼のＮｉの含有量が１５．０質量％以下であっても、弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１を形成するステンレス鋼のオーステナイト組織を安定化させることができる。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁より長い寿命を有する。

【0065】

また、弁ディスク４４ａ，４４ｂが、２１．０質量％以下のＣｒと、１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されており、かつ、リングベース部材５１が、２０．０質量％以下のＣｒと、１５．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているため、弁ディスク４４ａ，４４ｂ及びリングベース部材５１のコストが低減される。弁ディスク４４ａ，４４ｂが、２１．０質量％以下のＣｒと、１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているため、弁ディスク４４ａ，４４ｂは、鋳造によって製造され得る。

【0066】

実施例では、本体２１は、１７．０質量％以上のＣｒと、８．０質量％以上のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ガイドベース部材７２は、１７．０質量％以上のＣｒと、８．０質量％以上のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。実施例の本体２１及びガイドベース部材７２は、比較例の本体２１及びガイドベース部材７２より、多くの割合のＣｒと多くの割合のＮｉとを含む。そのため、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間のすき間（例えば、本体２１とガイドベース部材７２との間の溶接部７４の亀裂）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。また、実施例の本体２１及びガイドベース部材７２は、比較例の本体２１及びガイドベース部材７２より、多くの割合のＮｉを含む。そのため、本体２１及びガイドベース部材７２のＣｒ含有量を増加させても、本体２１及びガイドベース部材７２を形成するステンレス鋼のオーステナイト組織を安定化させることができる。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁より長い寿命を有する。

【0067】

流路２２を流れる炭化水素ガスがプロパンガスである場合に、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間のすき間（例えば、本体２１とガイドベース部材７２との間の溶接部７４の亀裂）に単位時間当たりに発生するコーキングの量は少ない。そのため、本体２１が、２１．０質量％以下のＣｒを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されており、かつ、ガイドベース部材７２が、２０．０質量％以下のＣｒを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されていても、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間のすき間（例えば、本体２１とガイドベース部材７２との間の溶接部７４の亀裂）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。また、本体２１を形成するステンレス鋼のＣｒの含有量は２１．０質量％以下であり、ガイドベース部材７２を形成するステンレス鋼のＣｒの２０．０質量％以下であるため、本体２１を形成するステンレス鋼のＮｉの含有量が１３．０質量％以下であり、ガイドベース部材７２を形成するステンレス鋼のＮｉの含有量が１５．０質量％以下であっても、本体２１及びガイドベース部材７２を形成するステンレス鋼のオーステナイト組織を安定化させることができる。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁より長い寿命を有する。

【0068】

また、本体２１が、２１．０質量％以下のＣｒと、１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されており、かつ、ガイドベース部材７２が、２０．０質量％以下のＣｒと、１５．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているため、本体２１及びガイドベース部材７２のコストが低減される。本体２１が２１．０質量％以下のＣｒと、１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているため、本体２１は、鋳造によって製造され得る。

【0069】

実施例では、本体２１は、１７．０質量％以上のＣｒと、８．０質量％以上のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。オーバーレイ層２３は、本体２１より多くのＣｒと本体２１より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。実施例の本体２１及びオーバーレイ層２３は、比較例の本体２１及びオーバーレイ層２３より、多くの割合のＣｒと多くの割合のＮｉとを含む。そのため、本体２１とオーバーレイ層２３との間のすき間（例えば、本体２１とオーバーレイ層２３との間の溶接部の亀裂）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。また、実施例の本体２１及びオーバーレイ層２３は、比較例の本体２１及びオーバーレイ層２３より、多くの割合のＮｉを含む。そのため、本体２１及びオーバーレイ層２３のＣｒ含有量を増加させても、本体２１及びオーバーレイ層２３を形成するステンレス鋼のオーステナイト組織を安定化させることができる。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁より長い寿命を有する。

【0070】

流路２２を流れる炭化水素ガスがプロパンガスである場合に、比較例のガス弁の本体２１とオーバーレイ層２３との間のすき間（例えば、本体２１とオーバーレイ層２３との間の溶接部の亀裂）に単位時間当たりに発生するコーキングの量は少ない。そのため、本体２１が、２１．０質量％以下のＣｒを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されていても、本体２１とオーバーレイ層２３との間のすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。また、本体２１を形成するステンレス鋼のＣｒの含有量は２１．０質量％以下であるため、本体２１を形成するステンレス鋼のＮｉの含有量が１３．０質量％以下であっても、本体２１を形成するステンレス鋼のオーステナイト組織を安定化させることができる。実施例のガス弁６は、比較例のガス弁より長い寿命を有する。

【0071】

また、本体２１が、２１．０質量％以下のＣｒと、１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているため、本体２１のコストが低減される。本体２１が、２１．０質量％以下のＣｒと、１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているため、本体２１は、鋳造によって製造され得る。

【0072】

本実施の形態のガス弁６及びプロパンガスの流量制御方法の効果を説明する。
本実施の形態のガス弁６は、弁箱２０と、可動弁４０とを備える。弁箱２０は、５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスが流れる流路２２が形成されている本体２１と、本体２１に固定されている本体シートリング２６ａ，２６ｂとを含む。可動弁４０は、流路２２を開放または閉鎖し得る。可動弁４０は、弁棒４１と、弁棒４１に連結されている弁ディスク４４ａ，４４ｂと、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂとを含む。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、リングベース部材５１と、第１オーバーレイ層（オーバーレイ層５３）とを含む。リングベース部材５１は、ボルト５５を用いて弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されている。第１オーバーレイ層（オーバーレイ層５３）は、リングベース部材５１上に設けられており、かつ、リングベース部材５１より高い硬度を有する材料で形成されている。可動弁４０が流路２２を閉鎖する際に、第１オーバーレイ層（オーバーレイ層５３）は、本体シートリング２６ａ，２６ｂに気密に接触する。弁ディスク４４ａ，４４ｂは、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材５１は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0073】

そのため、ボルト５５が挿入されるねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。本実施の形態のガス弁６は、より長い寿命を有する。弁ディスク４４ａ，４４ｂは、安価かつ製造が容易な鋳造で形成され得る。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0074】

本実施の形態のガス弁６では、第１のオーステナイト系ステンレス鋼は、鋳鋼である。第２のオーステナイト系ステンレス鋼は、鍛造鋼である。そのため、本実施の形態のガス弁６は、より長い寿命を有する。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0075】

本実施の形態のガス弁６では、リングベース部材５１は、弁ディスク４４ａ，４４ｂに溶接されている。リングベース部材５１は、より強固に弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定される。ガス弁６の使用中に、リングベース部材５１が、弁ディスク４４ａ，４４ｂに対して傾きにくくなるとともに、弁ディスク４４ａ，４４ｂから脱落し難くなる。ガス弁６は、より長い寿命を有する。

【0076】

本実施の形態のガス弁６では、弁箱２０は、弁ディスク４４ａ，４４ｂをガイドするガイド部材７０ａ，７０ｂをさらに含む。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、ガイドベース部材７２と、第２オーバーレイ層（オーバーレイ層７３）とを含む。ガイドベース部材７２は、本体２１に溶接されている。第２オーバーレイ層（オーバーレイ層７３）は、ガイドベース部材７２上に設けられており、弁ディスク４４ａ，４４ｂに対向し、かつ、ガイドベース部材７２より高い硬度を有する材料で形成されている。本体２１は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第３のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ガイドベース部材７２は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第４のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0077】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間にすき間（例えば、本体２１とガイドベース部材７２との間の溶接部７４の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。ガス弁６は、より長い寿命を有する。本体２１は、安価かつ製造が容易な鋳造で形成され得る。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0078】

本実施の形態のガス弁６では、第３のオーステナイト系ステンレス鋼は、鋳鋼である。第４のオーステナイト系ステンレス鋼は、鍛造鋼である。そのため、ガス弁６は、より長い寿命を有する。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0079】

本実施の形態のガス弁６では、ガイド部材７０ａ，７０ｂは、複数のガイド部分７１を含む。複数のガイド部分７１は、各々、ガイドベース部材７２と、第２オーバーレイ層（オーバーレイ層７３）とを含む。複数のガイド部分７１は、互いに隙間を空けて可動弁４０の移動方向に配列されている。

【0080】

そのため、ガス弁６の使用中に、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂ（ガイドベース部材７２）とに繰り返し熱応力が印加されても、本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂ（ガイドベース部材７２）との間に溶接部に印加される応力歪が低減され得る。ガイド部材７０ａ，７０ｂ（ガイドベース部材７２）は、本体２１に対して傾きにくくなるとともに、本体２１から脱落し難くなる。より長い期間にわたって、ガイド部材７０ａ，７０ｂは、弁ディスク４４ａ，４４ｂをガイドし得る。ガス弁６は、より長い寿命を有する。

【0081】

本実施の形態のガス弁６では、本体２１は、流路２２を規定する本体２１の内表面に溶接されている第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）を含む。第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）は、本体２１より多くのＣｒと本体２１より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。

【0082】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１と第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）との間にすき間（例えば、本体２１と第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）との間の溶接部の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。ガス弁６は、より長い寿命を有する。本体２１は、安価かつ製造が容易な鋳造で形成され得る。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0083】

本実施の形態のガス弁６では、第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）は、２４．０質量％以上２６．０質量％以下のＣｒと、１９．０質量％以上２２．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0084】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１と第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）との間にすき間（例えば、本体２１と第３オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）との間の溶接部の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。ガス弁６は、より長い寿命を有する。

【0085】

本実施の形態のガス弁６は、弁箱２０と、可動弁４０とを備える。弁箱２０は、５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスが流れる流路２２が形成されている本体２１と、ガイド部材７０ａ，７０ｂとを含む。可動弁４０は、流路２２を開放または閉鎖し得る。可動弁４０は、弁棒４１と、弁棒４１に連結されている弁ディスク４４ａ，４４ｂとを含む。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、弁ディスク４４ａ，４４ｂをガイドする。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、ガイドベース部材７２と、オーバーレイ層７３とを含む。ガイドベース部材７２は、本体２１に溶接されている。オーバーレイ層７３は、ガイドベース部材７２上に設けられており、弁ディスク４４ａ，４４ｂに対向し、かつ、ガイドベース部材７２より高い硬度を有する材料で形成されている。本体２１は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ガイドベース部材７２は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0086】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間にすき間（例えば、本体２１とガイドベース部材７２との間の溶接部７４の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。ガス弁６は、より長い寿命を有する。本体２１は、安価かつ製造が容易な鋳造で形成され得る。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0087】

本実施の形態のガス弁６は、弁箱２０と、可動弁４０とを備える。弁箱２０は、５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスが流れる流路２２が形成されている本体２１と、本体２１に固定されている本体シートリング２６ａ，２６ｂとを含む。可動弁４０は、流路２２を開放または閉鎖し得る。本体２１は、流路２２を規定する本体２１の内表面に溶接されているオーバーレイ層２３を含む。可動弁４０は、弁棒４１と、弁棒４１に連結されている弁ディスク４４ａ，４４ｂと、弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されているディスクシートリング５０ａ，５０ｂとを含む。可動弁４０が流路２２を閉鎖する際に、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは本体シートリング２６ａ，２６ｂに気密に接触する。本体２１は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。オーバーレイ層２３は、本体２１より多くのＣｒと本体２１より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。

【0088】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１とオーバーレイ層２３との間にすき間（例えば、本体２１とオーバーレイ層２３との間の溶接部の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。ガス弁６は、より長い寿命を有する。本体２１は、安価かつ製造が容易な鋳造で形成され得る。ガス弁６は、安価かつ高い生産性で生産され得る。

【0089】

本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法では、本実施の形態のガス弁６が用いられている。そのため、より長い期間にわたってプロパンガスの流量を制御することができる。

【0090】

本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法は、ガス弁６の弁箱２０の本体２１に形成されている流路２２に５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスを流すこと（Ｓ１）と、ガス弁６の可動弁４０を動かして、流路２２を開放または閉鎖すること（Ｓ２）とを備える。弁箱２０は、本体２１と、本体２１に固定されている本体シートリング２６ａ，２６ｂとを含む。可動弁４０は、弁棒４１と、弁棒４１に連結されている弁ディスク４４ａ，４４ｂと、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂとを含む。ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは、リングベース部材５１と、オーバーレイ層５３とを含む。リングベース部材５１は、ボルト５５を用いて弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されている。オーバーレイ層５３は、リングベース部材５１上に設けられており、かつ、リングベース部材５１より高い硬度を有する材料で形成されている。可動弁４０が流路２２を閉鎖する際に、オーバーレイ層５３は、本体シートリング２６ａ，２６ｂに気密に接触する。弁ディスク４４ａ，４４ｂは、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。リングベース部材５１は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0091】

そのため、ボルト５５が挿入されるねじ穴４６の中（ボルト５５と弁ディスク４４ａ，４４ｂとの間のすき間、及び、ボルト５５とリングベース部材５１との間のすき間）に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法によれば、より長い期間にわたってプロパンガスの流量を制御することができる。

【0092】

本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法は、ガス弁６の弁箱２０の本体２１に形成されている流路２２に５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスを流すこと（Ｓ１）と、ガス弁６の可動弁４０を動かして、流路２２を開放または閉鎖すること（Ｓ２）とを備える。弁箱２０は、本体２１と、ガイド部材７０ａ，７０ｂとを含む。可動弁４０は、弁棒４１と、弁棒４１に連結されている弁ディスク４４ａ，４４ｂとを含む。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、弁ディスク４４ａ，４４ｂをガイドする。ガイド部材７０ａ，７０ｂは、ガイドベース部材７２と、オーバーレイ層７３とを含む。ガイドベース部材７２は、本体２１に溶接されている。オーバーレイ層７３は、ガイドベース部材７２上に設けられており、弁ディスク４４ａ，４４ｂに対向し、かつ、ガイドベース部材７２より高い硬度を有する材料で形成されている。本体２１は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含む第１のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ガイドベース部材７２は、１７．０質量％以上２０．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１５．０質量％以下のＮｉとを含む第２のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。

【0093】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１とガイド部材７０ａ，７０ｂとの間にすき間（例えば、本体２１とガイドベース部材７２との間の溶接部７４の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法によれば、より長い期間にわたってプロパンガスの流量を制御することができる。

【0094】

本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法は、ガス弁６の弁箱２０の本体２１に形成されている流路２２に５００℃以上の８００℃以下の温度を有するプロパンガスを流すこと（Ｓ１）と、ガス弁６の可動弁４０を動かして、流路２２を開放または閉鎖すること（Ｓ２）とを備える。弁箱２０は、本体２１と、本体２１に固定されている本体シートリング２６ａ，２６ｂとを含む。本体２１は、流路２２を規定する本体２１の内表面に溶接されているオーバーレイ層２３を含む。可動弁４０は、弁棒４１と、弁棒４１に連結されている弁ディスク４４ａ，４４ｂと、弁ディスク４４ａ，４４ｂに固定されているディスクシートリング５０ａ，５０ｂとを含む。可動弁４０が流路２２を閉鎖する際に、ディスクシートリング５０ａ，５０ｂは本体シートリング２６ａ，２６ｂに気密に接触する。本体２１は、１７．０質量％以上２１．０質量％以下のＣｒと、８．０質量％以上１３．０質量％以下のＮｉとを含むオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。オーバーレイ層２３は、本体２１より多くのＣｒと本体２１より多くのＮｉとを含む材料で形成されている。

【0095】

そのため、ガス弁６の使用中に本体２１と第１オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）との間にすき間（例えば、本体２１と第１オーバーレイ層（オーバーレイ層２３）との間の溶接部の亀裂）が発生しても、このすき間に発生するコーキングを無くすまたは大幅に減少させることができる。本実施の形態のプロパンガスの流量制御方法によれば、より長い期間にわたってプロパンガスの流量を制御することができる。

【0096】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

【符号の説明】

【0097】

１ 脱水素システム、２ 脱水素反応器、３，５，８，１１，１３，１５ 配管、４ 弁、６ ガス弁、２０ 弁箱、２１ 本体、２１ｂ 筒部材、２２ 流路、２３ オーバーレイ層、２６ａ，２６ｂ 本体シートリング、２７ リングベース部材、２８，２９ オーバーレイ層、３０，３１，５７，５８，７４ 溶接部、３３ 弁座、３５ ボンネット、３６ 不活性ガス供給器、３７ 配管、３８ 弁、３９ 圧力計、４０ 可動弁、４１ 弁棒、４２ 楔部材、４４ａ，４４ｂ 弁ディスク、４５ オーバーレイ層、４６ ねじ穴、４７ａ，４７ｂ 突出部、５０ａ，５０ｂ ディスクシートリング、５１ リングベース部材、５２，５３ オーバーレイ層、５５ ボルト、６０ 突出ベース、６１ ブロック、６２ オーバーレイ層、６３ ねじ穴、６４ ボルト、７０ａ，７０ｂ ガイド部材、７１ ガイド部分、７２ ガイドベース部材、７３ オーバーレイ層、７５ 溶接部分。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】