JP2010242923A - 複座平衡弁 - Google Patents

Abstract

【課題】閉弁時および開弁開始時のいずれにおいても第１および第２の弁体における流体からの受圧力が平衡に保たれる構成を備えた複座平衡弁を提供する。
【解決手段】弁棒２３と、弁棒２３の軸心方向に離間した位置に取り付けられた第１および第２の弁体２８，２９と、流体Ｆ２の流出路１３を形成するケース１８と、ケース１８に設けられて第１および第２の弁体２８，２９のそれぞれにより開閉され流出路１３への流体Ｆ２の流入を制御する第１および第２の弁座３２，３３とを有する。第１の弁体２８は第１の弁座３２の弁口３４から流出路１３への流体の流入量を制御し、第２の弁体２９は第２の弁座３３への流体の流入量を制御し、第２の弁体２９が、第２の弁座３３との接触面４９よりも上流側に、流体Ｆ２を接触面４９に向かって通過させる貫通孔を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、弁棒の軸心方向に離間した位置に取り付けられた一対の弁体のそれぞれにより対応する一対の弁座を同時に開閉する複座平衡弁に関するものである。

従来、この種の複座平衡弁として、一軸上を移動する連結棒に連結された一対の弁体のそれぞれにより、一対の弁座を同時に開閉するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この複座平衡弁は、一対の弁体に流体から作用する力が互いに打ち消されて平衡となることにより、小さな操作力で弁開閉が可能な特長を有している。この複座平衡弁は、例えば、蒸気配管から蒸気を漏れないようにトラップして復水（ドレン）のみを排出するフロート式スチームトラップなどに主に採用されている。

前記フロート式スチームトラップに用いられている複座平衡弁は、例えば、図８に示すような構成になっている。この複座平衡弁７０は、復水の浮力によるフロート（図示せず）の上下移動に連動して回動するレバー７１と、レバー７１の回動に連動して軸心方向に上下移動する単一の弁棒７２と、弁棒７２の軸心方向に離間した位置に取り付けられた共に円盤状の第１および第２の弁体７３，７４と、復水の流出路７８を形成するケース７９と、ケース７９に固定された第１および第２の弁座部材８０，８１と、この第１および第２の弁座部材８０，８１に形成されて第１および第２の弁体７３，７４のそれぞれにより開閉される第１および第２の弁座８２，８３とを有している。

この複座平衡弁７０は、フロート式スチームトラップのトラップ室内の復水の水位が上がると、フロートの浮力により回動ピン８４を支点にレバー７１が上方へ回動し、このレバー７１の基端部にレバーピン８８を介して上端部が連結された弁棒７２が上方へ移動することにより、図示の閉弁状態から、第１および第２の弁体７３，７４がそれぞれ第１および第２の弁座８２，８３から離座して開弁状態となる。この開弁により、トラップ室内の復水が第１および第２の弁座８２，８３を通って流出路７８から排出される。

図８の複座平衡弁７０は、第１の弁体７３がケース７９の内側に位置して第１の弁座８２の弁口８９から流出路７８への流入量を制御する外接型であり、第２の弁体７４はケース７９の外側に位置して第２の弁座８３の弁口９０への流入量を制御する内接型である。したがって、図示の閉弁状態では、内部圧力がそれぞれ、第１の弁体７３に対し第１の弁座８２から離座する方向に、他方、第２の弁体７４に対し第２の弁座８３に着座する方向に作用しているが、第１および第２の弁体７３，７４は、内部圧力に対する受圧面積が同一に設定されており、内部圧力から受ける力が平衡に保たれている。

特許第３２４７９７９号公報

しかしながら、前記複座平衡弁７０は、閉弁を保持した静的状態において第１および第２の弁体７３，７４の内部圧力からの力が平衡に保たれているが、開弁開始時には、第２の弁体７４が、第２の弁座８３の弁口９０に向け流入する復水に対し大きな流動抵抗となって、復水の流れによる力（流動抵抗）を閉弁方向に受ける。そのため、開弁開始時には、第２の弁体７４の閉弁方向への力が第１の弁体７３の開弁方向への力よりも大きくなってしまう。特に、大容量のフロート式スチームトラップに採用した場合には、多量の復水が第２の弁座８３の弁口９０に向け流入するので、開弁開始時の第２の弁体７４の閉弁方向への力が一層大きくなり、復水が或る流量を超えたときには、開弁不能となることがある。

この対策として、従来では、フロートの形状を大きくすることで復水による浮力を増大させたり、レバー７１を長くしてレバー比を増大させたりすることで、弁棒７２の駆動力を大きくして確実に開弁できるように図っているが、このような構成にすると、スチームトラップの全体形状が大型化するとともにコストアップを招く。

そこで、本発明は、閉弁時および開弁開始時のいずれにおいても、第１および第２の弁体における流体からの力が平衡に保たれる構成を備えた複座平衡弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る複座平衡弁は、弁棒と、前記弁棒の軸心方向に離間した位置に取り付けられた第１および第２の弁体と、流体の流出路を形成するケースと、前記ケースに設けられて前記第１および第２の弁体のそれぞれにより開閉され前記流出路への流体の流入を制御する第１および第２の弁座とを有し、前記第１の弁体は前記第１の弁座の弁口から前記流出路への流体の流入量を制御し、前記第２の弁体は前記第２の弁座への流体の流入量を制御し、前記第２の弁体が、前記第２の弁座との接触面よりも上流側に、流体を前記接触面に向かって通過させる貫通孔を有している。

本発明の複座平衡弁によれば、開弁開始時には、流体が第２の弁体における貫通孔を通って下流側の第２の弁座との接触面に向かって流れるので、第２の弁体は、例えば円盤状のものとは異なり、第２の弁座に向かって流れる流体に対し大きな流動抵抗にならない。すなわち、静的な閉弁状態では、内接型の第２の弁体が受ける圧力は、貫通孔を除く部分の流体に対する受圧面積に作用する圧力であるから、この第２の弁体の受圧面積を第１の弁体の受圧面積と同一に設定すれば、閉弁状態時における第１および第２の弁体に作用する内部圧力からの力が平衡状態を保持するとともに、開弁開始時においても第１および第２の弁体の力が平衡に近い状態をそのまま保持する。したがって、弁棒に小さな操作力を付与するだけで、第１および第２の弁体を容易、かつ、安定に開閉動作させることができる。

本発明において、前記第２の弁体は、一端に前記接触面を有するリング部と、前記リング部とその内側の前記弁棒とを連結する放射状の連結部とを備えていることが好ましい。この構成によれば、開弁時に第２の弁体における一端に第２の弁座との接触面を有するリング部の内部を流体が流れる、つまりリング部が流体の流動方向に沿って軸心を向けた配置で設けられているので、開弁開始時の流体に対し流動抵抗となるのはリング部および連結部の各々の上流側の対向面のみとなり、流路面積に対する相対的な面積が小さいので、第２の弁体の流体に対する流動抵抗を小さく抑制することができる。

本発明において、前記流出路は、前記第１の弁座を通った流体が流入する第１流出分路と、隔壁によって前記第１流出分路から区画され前記第２の弁座を通った流体が流入する第２流出分路とを有し、前記隔壁における前記弁棒を通す通孔が、前記第２の弁座を形成する部材によって封止されていることが好ましい。この構成によれば、第１流出分路と第２流出分路とが隔壁により遮断されて、第１および第２の弁座をそれぞれ通った流体が相互干渉するのが防止されるので、一方の弁座を通った流体の流れおよび圧力が他方の弁体の円滑な開閉動作を阻害することがない。しかも、第２の弁座を形成する部材によって隔壁における弁棒を通す通孔を封止するので、封止用の別部材が不要になり、構成が簡素化される。

本発明に係るフロート式スチームトラップは、蒸気および復水を含んだ流体が上部から流入するトラップ室と、前記トラップ室の下部に開口し前記復水を排出する排出孔と、前記トラップ室内に配置されて前記復水の浮力により上下移動するフロートと、前記フロート室に配置された本発明の前記複座平衡弁とを備え、前記フロートがその上下移動に連動して前記複座平衡弁の前記弁棒を軸心方向に移動させるように前記弁棒に連結されており、前記複座平衡弁の流出路が前記排出孔に連通している。

本発明のフロート式スチームトラップによれば、前述のとおり、複座平衡弁は、閉弁時および開弁時のいずれの状態おいても、第１および第２の弁体の流体に作用する内部圧力からの力が常に平衡に近い状態を保持するので、弁棒は小さな操作力を付与するだけで軸心方向に移動させることができる。この弁棒がフロートの上下移動に連動して軸心方向に移動するから、小さなフロートを用いながらも、弁棒を容易、かつ、安定に軸心方向に移動させて第１および第２の弁体の開閉動作を行わせることができるので、フロートを小さくできる分だけスチームトラップの全体を小型化することができる。

本発明の複座平衡弁によれば、開弁時に流体が第２の弁体における貫通孔を通って下流側の第２の弁座との接触面に向かって流れるので、内接型の第２の弁体が流体に対して流動抵抗となるのは、貫通孔を除く部分の流体に対する受圧面積のみであるから、第２の弁体の受圧面積を第１の弁体の受圧面積と同一に設定すれば、閉弁時および開弁時のいずれにおいても常に第１および第２の弁体の流体からの受圧力が平衡状態を保持するので、弁棒に小さな操作力を付与するだけで、第１および第２の弁体を容易、かつ、安定に開閉動作させることができる。また、本発明のフロート式スチームトラップによれば、小形のフロートによる小さな操作力で複座平衡弁の弁棒を軸心方向に移動させて開閉動作を行うことができるので、フロートを小さくできる分だけスチームトラップ全体を小型化することができる。

本発明の一実施形態に係る複座平衡弁２を備えたフロート式スチームトラップを示す縦断側面図である。 図１の一部破断した背面図である。 図１の複座平衡弁の拡大図である。 図３の複座平衡弁の平面図である。 （ａ）は同上の複座平衡弁におけるブッシュ部材を含む第２の弁体を示す平面図であり、（ｂ），（Ｃ）はそれぞれ（ａ）のVB-VB 線およびVC-VC 線に沿って切断した断面図、（ｄ）は斜視図である。 同上の複座平衡弁における弁開閉動作時のレバーピンと弁棒上端の係合頭部の係合溝との関係を示もので、（ａ），（ｃ）は切断正面図、（ｂ），（ｄ）はそれぞれ（ａ），（ｃ）のVIＢ−VIＢ線およびVIＤ−VIＤ線に沿った断面図である。 （ａ），（ｃ）は比較のために示した切断正面図、（ｂ），（ｄ）はそれぞれ（ａ），（ｃ）のVII Ｂ−VII Ｂ線およびVII Ｄ−VII Ｄ線に沿った断面図である。 従来のフロート式スチームトラップに用いられている複座平衡弁を示す縦断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る複座平衡弁２を備えたフロート式スチームトラップ１を示す縦断側面図である。このフロート式スチームトラップ１は、トラップボディ３のフランジ部３ａとその側壁カバー４のフランジ部４ａとがボルト４２の締結により互いに結合されており、このトラップボディ３と側壁カバー４とで筐体が構成され、この筐体の内部にトラップ室８が形成されている。側壁カバー４の上部および下部には、蒸気および復水を含む高温の１次側流体Ｆ１をトラップ室８内に上部から流入させる流入孔１０およびトラップ室８内の下部から複座平衡弁２の流出路１３を通って送られてきた復水Ｆ２を排出する排出孔１１が、それぞれ設けられている。

前記側壁カバー４のトラップボディ３の取付側面とは反対側の側面には、中間カバー４３が、これの導入路４３ａおよび導出路４３ｂが側壁カバー４の流入孔１０および排出孔１１にそれぞれ連通する配置で、ボルト４４の締結により連結されている。さらに、中間カバー４３には、１次側流体Ｆ１を導入路４３ａおよび流入孔１０を介してトラップ室８内に送給する流入管９とトラップ室８の下部から排出孔１１および導出路４３ｂを介して送られてくる復水Ｆ２を２次側へ排出する排出管１２とが、それぞれ連結されている。図１の一部破断した背面図である図２に示すように、流入管９は、矢印で示す一方側から流入する１次側流体、つまり蒸気と復水の混合物Ｆ１を、直角に流動方向を変換させて中間カバー４３の導入路４３ａに流入させ、排出管１２は、中間カバー４３の導出路４３ｂを通った復水Ｆ２を直角に流動方向を変換させて矢印で示す他方に向け排出する。

図１において、トラップ室８内における底面近傍の側壁カバー４に近接する位置には、詳細を後述する複座平衡弁２が配設されている。すなわち、複座平衡弁２は、そのケース１８に形成された復水Ｆ２の流出路１３が側壁カバー４の排出孔１１に連通した状態で、ケース１８のフランジ部１８ａがボルト１４の締結により側壁カバー４に固定されることにより、トラップ室８内に配設されている。複座平衡弁２のケース１８の上面には、上下方向に延びる取付部材１９が固定されている。この取付部材１９には、その上端部から直交してトラップ室８の中央部に向けて水平方向に延出する一対のアーム部１９ａ（図４）が一体形成されており、このアーム部１９ａの先端部には、回動ピン２０回りに回動自在にレバー２１の基端部が連結され、このレバー２１の先端部に、例えばボール型のフロート２２が装着されている。

レバー２１の基端部近傍箇所には、複座平衡弁２に上下移動可能に設けられた弁棒２３の上端部が、連結ピン２４を介して連結されている。フロート２２は、トラップ室８内の復水Ｆ２の水位に応じてその浮力により上下移動し、前記弁棒２３は、フロート２２の上下移動に連動して軸心方向、つまり上下方向に移動する。この弁棒２３の上下移動により、複座平衡弁２が後述するように開閉動作を行う。

図１の複座平衡弁２の拡大図である図３において、この複座平衡弁２は、弁棒２３の軸心方向に離間した位置に取り付けられた第１および第２の弁体２８，２９と、ケース１８の底面中央部の取付箇所に嵌合されてねじ体２５によりケース１８に固定された第１の弁座部材３０と、ケース１８の上面中央部の取付箇所に嵌合されてねじ体２６によりケース１８に固定され第２の弁体２９を摺動させて上下動自在にガイドするブッシュ部材４１とを備えている。ケース１８には、第１および第２の弁体２８，２９の間に水平方向で延出する隔壁３９が一体形成されており、この隔壁３９の上面に第２の弁座部材３１がねじ体２７により固定されている。第１および第２の弁座部材３０，３１には、第１および第２の弁体２８，２９のそれぞれにより開閉され、トラップ室８に溜まった復水Ｆ２の流出路１３への流入を制御する第１および第２の弁座３２，３３が設けられている。

前記第２の弁座部材３１は、第２の弁座３３が形成されているとともに弁棒２３のスライドガイドとしての機能をも兼ねる弁座本体３１ａと、この弁座本体３１ａと隔壁３９との間で挟持されて隔壁３９における弁棒２３を通す通孔３９ａを封止するシール材３１ｂとにより構成されている。なお、この実施形態では、第１および第２の弁座３２，３３を、ケース１８に固定された第１および第２の弁座部材３０，３１にそれぞれ設けた場合を例示しているが、第１および第２の弁座３２，３３の少なくとも一方をケース１８に一体形成して、第１および第２の弁座部材３０，３１を削減した構成とすることもできる。

前記第１の弁体２８は、ケース１８の内側に位置して第１の弁座３２の弁口３４から隔壁３９への復水Ｆ２の流入量を制御する外接型弁であって、復水Ｆ２の圧力を下方から上方の開弁方向に受ける。一方、第２の弁体２９は、第２の弁座３３への復水Ｆ２の流入量を制御する内接型弁であって、復水Ｆ２の圧力を上方から下方の閉弁方向に受ける。この第２の弁体２９の詳細については後述する。第２の弁座部材３１を支持する隔壁３９は、流出路１３の上流側（図の右側）の内部空間全体を上下に分離している。これにより、流出路１３の上流側は、第１の弁座３２を通った復水Ｆ２が流入する第１流出分路３８と、第２の弁座３３を通った復水Ｆ２が流入する第２流出分路４０とに区画されている。

前記複座平衡弁２の平面図である図４に示すように、ケース１８の上面に立設された取付部材１９には、上端部両側から前方（図の右方）に向け水平方向に延出する一対のアーム部１９ａ，１９ａに加えて、下端部両側から側方に向け延出する一対の取付片１９ｂ，１９ｂが一体に設けられており、一対の取付片１９ｂ，１９ｂが、図３のケース１８の上面にねじ体５５により固定されている。レバー２１は、図４に示すように、平面視Ｕ字形状を有し、その両側先端部に、取付部材１９の一対のアーム部１９ａ，１９ａ間に架け渡された回動ピン２０が回動自在に挿通されて、回動ピン２０に、これを支点に揺動自在に支持されている。また、レバー２１における回動ピン２０の挿通箇所の近傍の各部位間には連結ピン２４が架け渡された状態で取り付けられている。

図３に示す弁棒２３は一本物の軸体であり、この弁棒２３の上端部分に、大径に膨出した係止頭部５０が形成されており、この係止頭部５０における取付部材１９と対向する後面５０ａが垂直にカットされている。この後面５０ａに、弁棒２３の軸心に対し垂直方向に延びる係合溝５１が形成されている。係合溝５１は、連結ピン２４の外径よりも僅かに大きな溝幅を有し、上下方向に沿った溝底面５１ａの上下角部にアール部５１ｂ，５１ｂがそれぞれ形成されている。この係止溝５１に連結ピン２４が挿通されている。弁棒２３は、係合溝５１に回転可能に挿通された連結ピン２４を介してレバー２１に吊り下げ状態に支持されている。図４に示すレバー２１のＵ字状の中央基端部には、一端部（前端部）にフロート２２（図３）が取り付けられたフロートレバー４８の他端部（後端部）がボルト５２の締結により連結されている。

図５（ａ）は第２の弁体２９およびブッシュ部材４１を示す平面図であり、図５（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図５（ａ）のVB-VB 線およびVC-VC 線に沿って切断した断面図であり、図５（ｂ），（ｃ）には第２の弁体２９に対する第２の弁座部材３１の弁座本体３１ａの相対配置を合わせて図示してある。図５（ｄ）は第２の弁体２９の斜視図である。第２の弁体２９は、図５（ａ）および（ｄ）に示すように、外周部を形成するリング部５３と、このリング部５３の中央部に同心状に配置されて内部に挿通された弁棒２３に固定される取付筒部５４と、取付筒部５４から放射状に延びてリング部５３の上部に達し、リング部５３と取付筒部５４とを相互に連結する４本の連結部５８とが一体形成されたものである。リング部５３は、図５（ｂ）に示すように、下端に第２の弁座３２との環状接触面４９を有し、ブッシュ部材４１の内周面に摺動自在に挿通されている。

前記第２の弁体２９は、取付筒部５４の取付孔５４ａから弁棒２３の貫通孔に差し込んだピン５６により、弁棒２３に固定される。第２の弁体２９と第２の弁座部材３１の弁座本体３１ａとは、第２の弁体２９のリング部５３の下端面である接触面４９が第２の弁座３３に着座したときに取付筒部５４の下端面と弁座本体３１ａの上端面との間に間隙Ｃ１が生じる相対関係に設定されており、これにより、第２の弁体２９は、その環状接触面４９が第２の弁座３３に接触して完全閉止できるようになっている。なお、第１の弁体２８は、図３に示すように、弁棒２３の下端の雄ねじ部２３ａにナット３７を締結することにより弁棒２３に固定されている。

また、第２の弁体２９は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、リング部５３の内周面の上端に連結されて環状接触面４９よりも上方側に位置する４本の連結部５８のうちの互いに隣接する各２本の連結部５８，５８の各間がそれぞれ平面視で、軸方向に貫通する扇形状の４つの貫通孔５９になっている。この各貫通孔５９から流入した復水Ｆ２は、リング部５３の内周面に沿って環状接触面４９に向かって通過する。したがって、第２の弁体２９における受圧面積は、各貫通孔５９および各連結部５８を除いた、リング部５３と取付筒部５４の横断面積となり、これを図５（ａ）に網目ハッチングＳ１で示す。この実施形態では、第２の弁体２９の受圧面積Ｓ１が第１の弁体２８の受圧面積Ｓ２（図３）と同一になるように設定されており、これ伴って、図３に明示するように、第２の弁体２９は、４つの貫通孔５９の孔面積の分だけ第１の弁体２８よりも大きな外径に設定されている。

図５（ｂ）に示すように、リング部５３の内周面の上端縁部がアール面５３ａに形成されているとともに、図５（ｃ）に示すように、連結部５８の両面の上端縁部もアール面５８ａに形成されている。これらアール面５３ａ，５８ａを設けたことにより、復水Ｆ２が各貫通孔５９内に流入する際の流動抵抗が小さくなって復水Ｆ２を貫通孔５９内に円滑に流入させることができる。また、第２の弁体２９のリング部５３の外周面には、これに形成された環状溝に０リング６０が嵌め込まれており、これにより、復水Ｆ２がブッシュ部材４１とリング部６０との隙間を通って第２流出分路４０（図３）に漏れ出るのが防止されている。

なお、前記第２の弁体２９は、放射状に設けた連結部５８の各間に貫通孔５９を設ける実施形態の構成に代えて、リング部５３と取付筒部５４とを円板状の連結部で連結して、その円板状の連結部に貫通孔を複数形成する構成としてもよい。

つぎに、本発明の複座平衡弁２を備えたフロート式スチームトラップ１の作用について説明する。図１に示すように、トラップ室８内の復水Ｆ２の滞留量が少ないときには、フロート２２が下方位置に移動するのに伴いフロートレバー４８およびレバー２１が回動ピン２０を支点に図の時計回りに回動し、レバー２１の回動により連結ピン２４を介して弁棒２３が押し下げられて、第１および第２の弁体２８，２９がそれぞれ第１および第２の弁座３２，３３に着座し、複座平衡弁２が閉弁状態を保持する。このとき、外接型の第１の弁体２８は復水Ｆ２の圧力を下方の開弁方向に受け、かつ、内接型の第２の弁体２９は復水Ｆ２の圧力を上方の開弁方向に受けるが、上述のように第２の弁体２９における受圧面積が第１の弁体２８の受圧面積と同一に設定されていることから、閉弁状態における第１および第２の弁体２８，２９に作用する内部圧力からの力が相殺されて、平衡状態を保持するので、複座平衡弁２は安定に閉弁状態を保持する。開弁後、復水Ｆ２は第２の弁体２９の貫通孔５９を流れるため、内部圧力と流動抵抗に対して第１および第２の弁体２８，２９は平衡に近い状態で動作する。

流入孔１０からトラップ室８内に蒸気および復水を含んだ１次側流体Ｆ１が流れ込んで、トラップ室８内の復水Ｆ２の水位が上昇すると、この上昇に伴う浮力によりフロート２２も上昇するので、フロートレバー４８およびレバー２１が反時計回りに回動し、連結ピン２４を介して弁棒２３を引き上げる。そのため、複座平衡弁２は、弁棒２３に固定されている第１および第２の弁体２８，２９が同時に第１および第２の弁体３２，３３から離座して開弁状態となる。この開弁開始時には、復水Ｆ２が第２の弁体２９における各貫通孔５９およびリング部５３の内部を通って、リング部５３の第２の弁座３３との環状接触面４９に向かって流れるので、第２の弁体２９の移動に対して大きな流動抵抗とはならない。

したがって、第１および第２の弁体２８，２９の内部圧力および流動抵抗が小さいことにより、平衡した状態を開弁開始時においてもそのまま保持し続ける。その結果、弁棒２３に小さな引き上げ操作力を付与するだけで容易に開弁状態とすることができる。換言すると、本発明の複座平衡弁２は、大容量のスチームトラップ１に適用する場合においても、フロートレバー４８およびレバー２１のレバー比を大きくすることなく、かつ、小径のフロート２２を用いても第１および第２の弁体２８，２９を安定に開弁させることができる。これに伴ってスチームトラップ１の外形の小型化とコストダウンを図りながらも、容易、かつ安定に開閉動作を行うことができる。

実験の結果によると、図８の従来の複座平衡弁７０において外径１３０ｍｍのフロートが必要であったものが、この実施形態の複座平衡弁２を用いた場合には、外径１００〜８０ｍｍの小形のフロートを用いても、安定に開閉動作して円滑に復水を排出できることが確認できた。

ところで、この実施形態では、フロートレバー４８およびレバー２１のレバー比を小さく設定し、かつ、小径のフロート２２を用いているので、流入孔１０（図１）からトラップ室８内に一時に流入する多量の１次側流体が、小さなレバー比に設定するのに伴い長さを短くしたレバー２１および小径のフロート２２に直接的に当たると、フロート２２の浮力による上昇およびレバー２１の上方への揺動が抑制されて、複座平衡弁２が円滑に開弁動作を行えなくなる事態が発生することが考えられる。そこで、図１に実線で図示するように、流入孔１０からトラップ室８に流入する１次側流体Ｆ１を複座平衡弁２の上方に向け導くことによりフロート２２に当たるのを防止する流動方向ガイド用バッフル６１と、２点鎖線で図示するように、複座平衡弁２の上部の上面および両側面（図の前後側面）を覆って流動ガイド用バッフル６１により導かれた１次側流体Ｆ１が複座平衡弁２に直接当たるのを防止する保護用バッフル６２とを設ければ、短いレバー２１および小径のフロート２２を用いた場合においても、複座平衡弁２を円滑に開弁動作させることができる。

複座平衡弁２が開弁すると、図３に２点鎖線の矢印で示すように、第１および第２の弁座３２，３３をそれぞれ通った復水Ｆ２が、第１および第２流出分路３８，４０に流入する。第１流出分路３８と第２流出分路４０とは、弁棒２３を通す通孔３９ａが第２の弁座部材３１のシート材３１ｂにより封止された隔壁３９によって互いに遮断されているので、第１および第２の弁座３２，３３をそれぞれ通った復水Ｆ２が相互に干渉するのが防止される。これにより、第１および第２流出分路３８，４０に流入した復水Ｆ２の圧力に差がある場合においても、第１および第２の弁座３２，３３の一方を通って流入した復水Ｆ２の流れが他方の弁体の開閉動作に影響を与えるのが防止される。また、実施形態の複座平衡弁２では、第２の弁座３３を形成する第２の弁座部材３１の一部である弁座本体３１ａが弁棒２３の上下移動をガイドするシャフトガイドに兼用され、かつ、第２の弁座部材３１の他部であるシート材３１ｂによって隔壁３９の通孔３９ａが封止されているので、構成が簡素化される。

図３で説明したように弁棒２３の上端の係合頭部５０に形成された係合溝５１には、溝底面５１ａの上下角部にそれぞれアール部５１ｂが形成されている。つぎに、その作用効果について、図６を参照しながら説明する。図３において、フロート２２の上下移動に伴ってフロートレバー４８およびレバー２１が回動ピン２０を支点に上下に揺動し、この揺動するレバー２１に取り付けられた連結ピン２４が前記係合溝５１に挿通して係合されているので、係合溝５１は、連結ピン２４に対し摺動しながら前後方向に相対位置が変化する。つまり、連結ピン２４が係合溝５１内で前後方向（図３の左右方向）に移動する。

通常時には、図６（ａ）およびこの図６（ａ）のV1Ｂ−V1Ｂ線に沿った断面図である図６（ｂ）に示すように、係合溝５１の溝底面５１ａが連結ピン２４の軸心方向に対し平行で、かつ、溝底面５１ａが連結ピン２４がら離間した相対関係になっている。このように係合溝５１の溝底面５１ａが連結ピン２４から離間していることにより、係合頭部５０は、係合溝５１の溝底面５１ａが連結ピン２４に当接する状態まで弁棒２３の軸心回りに回動することが可能である。一方、図３に示すように、弁棒２３は、これに固定された第２の弁体２９のリング部５３がブッシュ部４１の内周面に摺動することで、ブッシュ部材４１と一体的に回動する。

図６（ａ），（ｂ）の状態において、弁棒２３が図６（ｂ）の２点鎖線の矢印Ｐで示す方向に回動すると、これと一体の係合頭部５０がＰ方向に回動し、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、係合頭部５０は、係合溝５１の上面５１ｃまたは下面５１ｄとアール部５１との境界部５１ｅが連結ピン２４に当接した時点で回動が阻止される。すなわち、係合頭部５０は、係合溝５１の溝底面５１ｂが連結ピン２４に当接状態となる前に境界部５１ｅが連結ピン２４に当接して回動できないように規制される。これにより、係合頭部５０の回動が阻止されたときには、係合溝５１の溝底面５１ａと連結ピン２４との間に隙間Ｃが存在していることにより、レバー２１の回動に伴い上下移動される連結ピン２４に対し係合溝５１が図の左方へさらに変位するように相対位置を変えることが可能である。したがって、弁棒２３は、レバー２１の回動に連動して上下移動する連結ピン２４により係合頭部５０を介して円滑に上下移動される。

これに対し、比較のために示した図７（ａ）〜（ｄ）のように係合溝９２の溝底面９２ａの角部にアール部を設けていない場合、図７（ａ），（ｂ）の図示状態から係合頭部９１が図７（ｂ）のＰ方向に回動すると、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、係合頭部９１は、係合溝９２の溝底面９２ａの端面が連結ピン２４に当接するまで回動する。この状態では、連結ピン２４に対し係合溝９２が図の左方へ変位するように相対位置を変えることができなくなり、連結ピン２４が係合溝９２によって上下移動できない状態にロックされてしまい、円滑な弁開閉動作を妨げられる。

本発明は、前記実施形態で示したフロート式スチームトラップのほかに、例えば、水や燃料などの液体を圧送する液体圧送装置などにも好適に適用することができる。さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１ フロート式スチームトラップ
２ 複座平衡弁
８ トラップ室
１１ 排出孔
１３ 流出路
１８ ケース
２２ フロート
２３ 弁棒
２８ 第１の弁体
２９ 第２の弁体
３１ 第２の弁座部材
３２ 第１の弁座
３３ 第２の弁座
３４ 弁口
３８ 第１流出分路
３９ 隔壁
３９ａ 通孔
４０ 第２流出分路
４９ 接触面
５３ リング部
５８ 連結部
５９ 貫通孔
Ｆ２ 復水（流体）

Claims (4)

1. 弁棒と、前記弁棒の軸心方向に離間した位置に取り付けられた第１および第２の弁体と、流体の流出路を形成するケースと、前記ケースに設けられて前記第１および第２の弁体のそれぞれにより開閉され前記流出路への流体の流入を制御する第１および第２の弁座とを有し、
   前記第１の弁体は前記第１の弁座の弁口から前記流出路への流体の流入量を制御し、
   前記第２の弁体は前記第２の弁座への流体の流入量を制御し、
   前記第２の弁体が、前記第２の弁座との接触面よりも上流側に、流体を前記接触面に向かって通過させる貫通孔を有している複座平衡弁。
2. 請求項１において、前記第２の弁体は、一端に前記接触面を有するリング部と、前記リング部とその内側の前記弁棒とを連結する放射状の連結部とを備えている複座平衡弁。
3. 請求項１または２において、前記流出路は、前記第１の弁座を通った流体が流入する第１流出分路と、隔壁によって前記第１流出分路から区画され前記第２の弁座を通った流体が流入する第２流出分路とを有し、前記隔壁における前記弁棒を通す通孔が、前記第２の弁座を形成する部材によって封止されている複座平衡弁。
4. 蒸気および復水を含んだ流体が上部から流入するトラップ室と、
   前記トラップ室の下部に開口し前記復水を排出する排出孔と、
   前記トラップ室内に配置されて前記復水の浮力により上下移動するフロートと、
   前記フロート室に配置された請求項１，２または３記載の複座平衡弁とを備え、
   前記フロートがその上下移動に連動して前記複座平衡弁の前記弁棒を軸心方向に移動させるように前記弁棒に連結されており、
   前記複座平衡弁の流出路が前記排出孔に連通しているフロート式スチームトラップ。

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