JP2002267094A - 水シール配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で省スペース化及びメンテナンス
の容易化を図り、剛性を高めるとともに、水の逆流を阻
止して的確にシールし得る水シール配管を提供する。 【解決手段】 排気ファンＣの下側に連結され、排気フ
ァンＣで発生したドレンを排水するとともに、ドレンを
内部に貯留して排気ファンＣをシールする、水シール配
管としてのドレン排水管１Ａの構成を、上端部側で排気
ファンＣと連通し下端部側に開口部１２を有する内側管
部１０と、内側管部１０を開口部１２を含めて覆い、ド
レンを底部側の貯留部に貯留する外側管部２０と、少な
くとも開口部１２よりも上部側において外側管部２０と
連通してドレンを排水する排水管部３０と、を備えるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばグランド蒸
気復水器の排気ファン等といった排水手段において用い
られる、水シール配管に関する。

【０００２】

【従来の技術】排水を行う際に、上流側と下流側の圧力
差を維持するため、あるいは下流側からの臭気等が上流
側に逆流しないために、配管途中を水によってシールし
ながら排水できる水シール配管は、一般的に広く用いら
れている。

【０００３】例えばグランド蒸気復水器は、蒸気タービ
ンから排出される蒸気を冷却・凝縮させて水（ドレン）
に戻すための機器であり、火力発電所やガスタービン発
電所等といった、蒸気を循環させて用いるシステムには
必須の構成要素である。通常は、こうしたグランド蒸気
復水器の内部を大気圧よりも低圧として、蒸気タービン
からの蒸気を十分に膨張させて凝縮し易いようにしてい
る。グランド蒸気復水器の排気ファンにおいて蒸気が凝
縮されて発生したドレンは、ドレン排水管を通って復水
器から排水され、給水ポンプ等を経て再びボイラーに送
られる。

【０００４】こうしたグランド蒸気復水器の排気ファン
において用いられる、水シール配管としてのドレン排水
管は、配管形状が略Ｊ字型あるいは略Ｕ字型をなすよう
に構成されている。このようなドレン用排水管の一例
を、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。この図に示すド
レン排水管１００は、排気ファンＣの下側に連結され、
その管路途中に２箇所の略Ｕ字状をなす曲折部１０１
ａ、１０１ｂが形成されている。このドレン排水管１０
０においては、排気ファンＣからのドレンを曲折部１０
１ａに貯留し、この貯留ドレンｄによって排気ファンＣ
をシールする、すなわち排気ファンＣ内の負圧を維持す
ることができるようになっている。すなわち、ドレン排
水管１００は、液体の流通は許容するが、気体の流通は
阻止できるようになっている。そして、曲折部１０１ａ
に順次ドレンが滞留していき、貯留ドレンｄの排水側の
水位が図中ｌで示すレベルを越えようとすると、曲折部
１０１ｂによって、ｌを越えた分だけ量の貯留ドレンｄ
が排水される。

【０００５】排気ファンＣの停止時は、排気ファンＣ内
と排水側との間に圧力差は殆どないため、図６（ａ）に
示すように、貯留ドレンｄの排気ファンＣ側の液面と排
水側の液面とは等しくｌと同一のレベルとなっている。
一方、排気ファンＣの運転時は、排気ファンＣ内が排水
側よりも負圧となっているため、図６（ｂ）に示すよう
に、滞留ドレンｄが排気ファンＣ側に吸い上げられるこ
ととなり、排気ファンＣ側の液面は上昇し、排水側の液
面は下降することとなる。しかし、貯留ドレンｄに重力
が働いていることから、排気ファンＣ内までは吸い上げ
られないようになっている。

【０００６】こうしたドレン排水管１００においては、
簡易な構成で、排気ファンＣで発生したドレンを排水す
るとともに、貯留ドレンｄによって排気ファンＣをシー
ルすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
ドレン排水管１００においては、曲折部を２箇所設けな
ければならないことから、排気ファンＣの下側における
占有容積が大きなものとなっていた。そのため、排気フ
ァンＣの下側に他の周辺機器等を設置するにも、スペー
ス的に一定の制約があり、こうした周辺機器の配設を良
好に行い得なかった。また、１本の配管を曲折させて用
いるため、管路の全長は長いものとなり、そのため復水
器等から発生する振動の影響を受け易くなっていた。こ
うした振動が原因で疲労・破損等が生じると、結果とし
てドレン排水管の寿命が短くなり、復水器の運転に支障
をきたすおそれがあった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、簡易な構成で省スペース化及びメンテナンスの容易
化を図り、剛性を高めるとともに、水の逆流を阻止して
的確にシールし得る水シール配管を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、排水手段の下側に連結され、該排水手段からの水を
排水するとともに、該水を内部に貯留して前記排水手段
をシールする水シール配管であって、上端部側で前記復
水器と連通し下端部側に開口部を有する第１の管部と、
該第１の管部を前記開口部を含めて覆い、前記水を底部
側の貯留部に貯留する、有底筒状をなす第２の管部と、
少なくとも前記開口部よりも上部側において前記第２の
管部と連通し、前記水を排水する第３の管部と、を備え
たことを特徴とする。

【００１０】このように、水シール配管をいわゆる二重
構造とし、第２の管部の底部側に水を貯留させて第１の
管部の開口部を塞ぎ、排水手段をシールするようにして
いるので、これまでのような曲折部を排することができ
る。また、二重構造としていることから、水シール配管
そのものの剛性を高めることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の水シール配管であって、外部から前記第２の管部内に
水を注入可能とする水張用栓が設けられていることを特
徴とする。また、請求項３に記載の発明は、請求項１又
は請求項２に記載の水シール配管であって、前記第２の
管部内の水を外部に排出可能とする水抜用栓が設けられ
ていることを特徴とする。

【００１２】このように、水張用栓あるいは水抜用栓を
設けるようにすれば、第２の管部内への水張あるいは第
２の管部内の水抜を、自在に行うことができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の水シール配管であって、前記第２の管
部に、前記水の液面を表示する液面計が設けられている
ことを特徴とする。

【００１４】このように液面計を設けることによって、
貯留されている水の液面を常時チェックできる。水の液
面が第１の管部の開口部よりも下側にくると、排水手段
のシールができなくなることとなるが、このように水の
液面を常時チェックできることによって、こうした事態
を未然に阻止して排水手段のシールを維持することがで
きる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の水シール配管であって、前記第１の管
部内もしくは前記第２の管部内に、前記水の逆流を阻止
する逆止弁が設けられていることを特徴とする。

【００１６】このように逆止弁を設けることによって、
万が一排水手段側に異常等が発生して圧力が急激に低下
するような事態になったとしても、水が吸い上げられて
復水器のシールができなくなる事態を阻止することがで
きる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載の水シール配管であって、前記第３の管
部に、該第３の管部から排水された水の逆流を阻止する
水トラップが設けられていることを特徴とする。また、
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の水シール配
管であって、前記第３の管部のうちの前記第２の管部と
前記水トラップとの間に、該第３の管部を閉塞可能な開
閉弁が設けられていることを特徴とする。

【００１８】このように水トラップを設けることによっ
て、水シール配管のメンテナンスを行う際に、排水され
た水が逆流してくるのを阻止することができる。また、
水トラップとともに開閉弁を設けるようにすれば、第３
の管部をほぼ完全に閉塞でき、水トラップのみの場合と
比較して、更に確実に逆流を阻止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る水シール配管
の実施の形態について、図１乃至図５を用いて説明す
る。なお、本実施形態においては、水シール配管が連結
される排水手段として、グランド蒸気復水器の排気ファ
ンを例にとって説明する。

【００２０】図１に示すドレン排水管（水シール配管）
１Ａは、グランド蒸気復水器の排気ファン（排水手段）
Ｃの下側に連結されており、内側管部（第１の管部）１
０と、この内側管部１０を外側から覆う外側管部（第２
の管部）２０と、外側管部２０に連結される排水管部
（第３の管部）３０と、を備えている。

【００２１】内側管部１０は、筒状をなす配管であり、
その上端部側が復水器連結部１１において排気ファンＣ
と連結されており、その下端部側には開口部１２が形成
されている。この内側管部１０は、排気ファンＣで発生
したドレン（水）を、復水器連結部１１から開口部１２
を経て外側管部２０の底部側まで流すものである。

【００２２】外側管部２０は、有底筒状をなす配管であ
り、開口部１２を含めて内側管部１０を外側から覆うよ
うに設けられている。この外側管部２０には、内側管部
１０の外側に位置する外側管部２０の上端部側（頂部
側）の蓋をする、上蓋２１が一体に設けられている。そ
して、外側管部２０の下端部側（底部側）には、底蓋２
２が、開口部１２と所定距離離間するようにして一体に
設けられている。このように、上蓋２１及び底蓋２２に
よって外側管部２０内部の気密が保持された状態で、内
側管部１０のうちの少なくとも開口部１２近傍は、外側
管部２０によって覆われることとなり、内側管部１０と
外側管部２０とによって、いわゆる二重管が構成される
こととなる。

【００２３】この外側管部２０の底部側には、流れてく
るドレンを貯留しておく貯留部Ｓが形成され、貯留され
たドレンの液面が開口部よりも上側に位置するようにす
ることで、液体つまりドレンの流通は許容するが、気体
の流通は阻止するようになっている。すなわち、排気フ
ァンＣをシールして、排気ファンＣ内の負圧を維持する
ことができるようになっている。なお、以下において
は、貯留部Ｓに貯留されているドレンを「貯留ドレン」
と称し、従来例と同様に符号ｄで示すこととする。ま
た、貯留ドレンｄのうち、内側管部１０の内側の液面を
「内側液面」と称して符号ｌ１で示し、内側管部１０と
外側管部２０との間の液面を「外側液面」と称して符号
ｌ２で示すこととする。

【００２４】排水管部３０は、貯留ドレンｄを排水する
ための筒状をなす配管であり、その一端部側が、配管連
結部３０ａにおいて外側管部２０の外側部と連結されて
いる。この配管連結部３０ａの下端部のレベル（符号Ｌ
で示す）は、少なくとも開口部１２よりも上部側に位置
している。すなわち、貯留ドレンｄのうち外側液面ｌ２
がレベルＬを越えたら、その越えた分だけの量の貯留ド
レンｄが排水されることとなる。

【００２５】外側管部２０には、水張用栓２３と、水抜
用栓２４とが設けられている。水張用栓２３は、外側管
部２０の上蓋２１近傍に設けられており、ドレン排水管
１Ａの外部から外側管部２０内に水を注入可能とするも
のである。また、水抜用栓２４は、底蓋２２に設けられ
ており、貯留ドレンｄをドレン排水管１Ａ外に排出可能
とするものである。これら水張用栓２３及び水抜用栓２
４を設けていることで、外側管部２０内への水張、ある
いは外側管部２０内の水抜を自在にできるようになって
いる。そのため、貯留ドレンｄの量が不足した場合にお
ける水の補充、あるいは排気ファンＣの休転時等におけ
るドレン排水管１Ａのメンテナンスを、容易に行うこと
ができる。

【００２６】排気ファンＣの停止時は、排気ファンＣ内
と排水側との間に圧力差は殆どないため、図１（ａ）に
示すように、内側液面ｌ１と外側液面ｌ２は等しくレベ
ルＬと同一の高さとなり、ｌ１＝ｌ２＝Ｌとなってい
る。一方、排気ファンＣの運転時は、排気ファンＣ内が
排水側よりも負圧となっているため、図１（ｂ）に示す
ように、内側管部１０内の滞留ドレンｄが復水器連結部
１１側に吸い上げられることとなり、内側液面ｌ１は上
昇し外側液面ｌ２は下降することとなる。しかし、貯留
ドレンｄに働いている重力によって、排気ファンＣ内ま
では吸い上げられないようになっている。このように、
貯留ドレンｄが排気ファンＣ内まで吸い上げられない範
囲で排気ファンＣ内をシールできるようにするために、
排気ファンＣ内と排水側との圧力差、貯留ドレンｄの水
量あるいはドレン排水管の各寸法といった各種のパラメ
ーターを、適宜設定しておく必要がある。例えば、ヘッ
ド高さ、すなわち底蓋２２内面からＬまでの高さは、約
１ｍであることが好ましい。

【００２７】排気ファンＣの運転時等に、貯留ドレンｄ
の量が不足した場合には、所定の水位を維持するよう
に、水張用栓２３から外側管部２０内へ水を注入し補充
する。また、排気ファンＣの休転時等にドレン排水管１
Ａのメンテナンスを行う場合に、ドレン排水管１Ａ内の
貯留ドレンｄを抜く必要がある場合には、水抜用栓２４
からドレン抜を行う。

【００２８】このようなドレン排水管１Ａにおいては、
内側管部１０と外側管部２０とでいわゆる二重構造の管
を構成し、外側管部２０の底部の貯留部Ｓにドレンを貯
留させて内側管部１０の開口部１２を塞ぎ、排気ファン
Ｃをシールするようにしている。そのため、従来のよう
な曲折部を排することができ、省スペース化を図ること
ができるので、排気ファンＣの下側に広いスペースを確
保して、有効利用できる空間を増やすことができる。ま
た、二重構造としていることから、水シール配管そのも
のの剛性を高め、振動に対する耐久性を高めることがで
きるので、振動に起因する疲労・破損等の発生を抑制
し、ドレン排水管の長寿命化、排気ファンＣの運転安定
化を図ることができる。

【００２９】更に、水張用栓２３及び水抜用栓２４を設
けるようにしているので、外側管部２０内への水張、及
び外側管部２０内の水抜を、自在に行うことができる。
そのため、排気ファンＣの運転時等に貯留ドレンｄの量
が不足した場合における水の注入・補充、及び排気ファ
ンＣの休転時等におけるドレン排水管１Ａからのドレン
抜を、容易に行うことができ、排気ファンＣに異常が発
生した場合の対応の迅速化や、メンテナンス作業の迅速
化を図ることができる。

【００３０】なお、このドレン排水管１Ａは、様々な形
態に変形させることができる。以下において、ドレン排
水管１Ａの第１乃至第３の変形例を示す。

【００３１】第１の変形例として、液面計を設けた例
を、図２に示す。このドレン排水管１Ｂにおいては、液
面計２５以外の構成要素は、上記のドレン排水管１Ａに
おけると同様である。この液面計２５は、外側管部２０
の外側部に設けられており、貯留ドレンｄのうちの外側
液面ｌ２を表示するようになっている。

【００３２】このように液面計２５を設けることによっ
て、貯留ドレンｄの液面を常時チェックできる。貯留ド
レンｄの外側液面ｌ２が内側管部１０の開口部１２より
も下側にくると、排気ファンＣのシールができなくなる
こととなるが、このようにドレンの液面を常時チェック
できることによって、こうした事態を未然に阻止して排
気ファンＣのシールを維持することができ、排気ファン
Ｃの運転を容易化させるとともに、排気ファンＣに異常
が発生した場合の対応を、更に迅速化させることができ
る。なお、このように表示部分を設ける形態の液面計に
限らず、この他にも、例えばフロートを用いた液面計等
が用いられてもよい。

【００３３】次に、第２の変形例として、逆止弁を設け
た例を、図３（ａ）及び（ｂ）に示す。図３（ａ）に示
すドレン排水管１Ｃにおいては、逆止弁２７ａ、２７ｂ
以外の構成要素は、上記のドレン排水管１Ａにおけると
同様である。また、図３（ｂ）に示すドレン排水管１Ｄ
においては、逆止弁１４以外の構成要素は、上記のドレ
ン排水管１Ａにおけると同様である。

【００３４】ドレン排水管１Ｃの逆止弁２７ａ、２７ｂ
は、図４（ａ）に示すように、外側管部２０と内側管部
１０との間に設けられており、貯留用ドレンｄの上側へ
の流れは許容するが下側への流れは阻止するようになっ
ている。すなわち、貯留用ドレンｄが排気ファンＣ内へ
吸い込まれるのを阻止できるようになっている。また、
ドレン排水管１Ｄの逆止弁１４は、図４（ｂ）に示すよ
うに、内側管部１０の内側に設けられており、貯留用ド
レンｄの下側への流れは許容するが上側への流れは阻止
するようになっている。すなわち、貯留用ドレンｄが排
気ファンＣ内へ吸い込まれるのを阻止できるようになっ
ている。

【００３５】このように、逆止弁２７ａ、２７ｂあるい
は逆止弁１４を設けることによって、排気ファンＣに運
転異常等が発生して、万が一圧力が急激に低下するよう
な事態になったとしても、貯留ドレンｄが吸い上げられ
て排気ファンＣのシールができなくなるような事態を阻
止することができる。そのため、更なるフェイルセーフ
化を図ることができる。

【００３６】なお、ドレン排水管１Ｃと１Ｄとは、逆止
弁の設けられている位置が異なるのみであり、貯留ドレ
ンｄの逆流を阻止するという趣旨からは何れの構成を採
用してもよく、設計的あるいは施工的な見地から、任意
に選択可能である。

【００３７】更に、第３の変形例として、排水管部３０
に、ドレントラップあるいは開閉弁を設けた例を、図４
及び図５に各々示す。図４に示すドレン排水管１Ｅにお
いては、ドレントラップ（水トラップ）３１以外の構成
要素は、上記のドレン排水管１Ａにおけると同様であ
る。また、図５に示すドレン排水管１Ｆにおいては、ド
レントラップ３１及び開閉弁３２以外の構成要素は、上
記のドレン排水管１Ａにおけると同様である。

【００３８】ドレントラップ３１は、排水管部３０の管
路途中に設けられており、その内部にフロート（図示省
略）を備えている。このフロートは、ドレンの流入がな
い状態であれば、ドレントラップ３１の取水口（図示省
略）に密着し栓をするようになっている。この取水口
は、ドレントラップ３１内のドレンを、外部に取り出す
ためのものである。ドレントラップ３１内にドレンが流
入すると、このフロートは浮上して取水口を開口させ、
ドレンは外部に取り出される。このようにドレントラッ
プ３１は、一方側からドレンが流入してきても、そのド
レンが他方側へ流出するのを阻止するように動作する。
ここでは、排水側からドレンが逆流してきても、そのド
レンが外側管部２０へと流出するのを阻止できるように
なっている。

【００３９】開閉弁３２は、排水管部３０のうちの外側
管部２０とドレントラップ３１との間に設けられてお
り、排水管部３０を閉塞可能とするものである。全閉に
した際には、ドレンの流れはほぼ完全に遮断される。

【００４０】このように、ドレン排水管１Ｅにはドレン
トラップ３１を設けることによって、メンテナンスを行
う際等に、排水されたドレンが逆流してきるのを阻止す
ることができ、メンテナンス作業の安定化及び迅速化を
図ることができる。また、ドレン排水管１Ｆには、ドレ
ントラップ３１とともに開閉弁３２を設けるようにして
いるので、排水管部３０をほぼ完全に閉塞でき、ドレン
トラップのみの場合と比較して、更に確実に逆流を阻止
することができ、メンテナンス作業の更なる安定化及び
迅速化を図ることができる。

【００４１】なお上記実施形態においては、グランド蒸
気復水器の排気ファンに連結されたドレン配水管を、水
シール配管の一例として説明したが、これに限定される
ものではなく、他の排水手段に適用させても差し支えな
いことは勿論である。例えば、臭気の逆流を防止する用
途として、下水道用の配管に適用させることも考えられ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水シ
ール配管においては、上記の如き構成を採用したことに
より、簡易な構成で省スペース化及びメンテナンスの容
易化を図り、剛性を高めるとともに、水の逆流を阻止し
て的確にシールし得る水シール配管を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る水シール配管の一実施形態と
してのドレン配水管を示す概略構成図であって、（ａ）
は排気ファンの停止時を、（ｂ）は排気ファンの運転時
を、各々示している。

【図２】 図１において示したドレン配水管の第１の
変形例を示す概略構成図である。

【図３】 図１において示したドレン配水管の第２の
変形例を示す概略構成図であって（ａ）は外側管部内に
逆止弁を設けている状態を、（ｂ）は内側管部内に逆止
弁を設けている状態を、各々示している。

【図４】 図１において示したドレン配水管の第３の
変形例を示す概略構成図である。

【図５】 同じく図１において示したドレン配水管の
第３の変形例を示す概略構成図である。

【図６】 従来のドレン配水管の一例を示す概略構成
図であって、（ａ）は復水器の停止時を、（ｂ）は復水
器の運転時を、各々示している。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ ドレン排水管
（水シール配管） １０ 内側管部（第１の管部） １２ 開口部 １４ 逆止弁 ２０ 外側管部（第２の管部） ２１ 上蓋 ２２ 底蓋 ２３ 水張用栓 ２４ 水抜用栓 ２５ 液面計 ２７ａ，２７ｂ 逆止弁 ３０ 排水管部（第３の管部） ３１ ドレントラップ（水トラップ） ３２ 開閉弁 Ｃ 排気ファン（排水手段） ｄ 貯留ドレン（ドレン、水） Ｓ 貯留部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水手段の下側に連結され、該排水手
   段からの水を流すとともに、該水を内部に貯留して前記
   排水手段をシールする水シール配管であって、 上端部側で前記排水手段と連通し下端部側に開口部を有
   する第１の管部と、 該第１の管部を前記開口部を含めて覆い、前記水を底部
   側の貯留部に貯留する、有底筒状をなす第２の管部と、 少なくとも前記開口部よりも上部側において前記第２の
   管部と連通し、前記水を排出する第３の管部と、 を備えたことを特徴とする水シール配管。
2. 【請求項２】 外部から前記第２の管部内に水を注入
   可能とする水張用栓が設けられていることを特徴とする
   請求項１に記載の水シール配管。
3. 【請求項３】 前記第２の管部内の水を外部に排出可
   能とする水抜用栓が設けられていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の水シール配管。
4. 【請求項４】 前記第２の管部に、前記水の液面を表
   示する液面計が設けられていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の水シール配管。
5. 【請求項５】 前記第１の管部内もしくは前記第２の
   管部内に、前記水の逆流を阻止する逆止弁が設けられて
   いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   水シール配管。
6. 【請求項６】 前記第３の管部に、該第３の管部から
   排水された水の逆流を阻止する水トラップが設けられて
   いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
   水シール配管。
7. 【請求項７】 前記第３の管部のうちの前記第２の管
   部と前記水トラップとの間に、該第３の管部を閉塞可能
   な開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項６に
   記載の水シール配管。