JP2011504217A - 制御可能かつクリーニング可能な水蒸気トラップ装置 - Google Patents

Abstract

水蒸気の損失を防ぎながら、蒸気／液体システム内から凝縮物及び好ましくないガスを除去する装置及び方法が提供される。水蒸気トラップ装置は、自動バルブタイプや衛生的でない水蒸気トラップを、効率的かつ制御可能で衛生的な水蒸気トラップに置き換える。さらに、改良された水蒸気トラップ装置は、リアルタイムのデータ収集を可能にし、滅菌及びクリーニング目的のためのさらなるパイプ及び駆動バルブの必要性をなくす。

Description

本出願は、２００７年１１月２１日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６１／００３，９５２の利益を主張し、この仮出願の全体の内容は、参照としてここに組み込まれる。

本出願全体にわたって、さまざまな刊行物及び公表された特許が参照される。これらの刊行物に開示された全体の内容は、本発明が関連している技術水準をより十分に説明するために、参照としてここで本出願に組み込まれる。

本出願は、水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気スペースから凝縮物、空気及び非凝縮性ガスを除去するための装置、方法及びシステムに関する。特に、本出願は、改良された水蒸気トラップ装置に関する。

産業上、水の蒸発した形態の水蒸気は、水の蒸発の高熱によるエネルギの貯蔵所としてしばしば使用されている。熱伝達により、エネルギが取り入れられ、取り出され、製造プラントの１つの領域からパイプを通って他の領域へと水蒸気の形態で移送される。

水蒸気トラップ装置は、水蒸気システムに必要な要素である。なぜならば、これらは、水蒸気がタスクを効率的かつ経済的に実行するためにできるだけ乾燥した状態で目的のところに達することを可能にするからである。水蒸気トラップ装置は、水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気スペースから凝縮物、空気及び非凝縮性ガスを放出する。

不適切な水蒸気のトラッピングは、水蒸気システムの非効率性、水撃、浸食、漏出及び高い維持費のようなさまざまな好ましくない結果につながる可能性がある。

米国特許第４，６４６，９６５号、第４，８３０，２７７号、第４，８９８，０２２号、第５，４７８，０１２号、第６，２２０，５１９号、第６，２７９，５９３号、第６，４５３，８０２号、第６，５７１，１８０号及び第６，６４４，１３１号は、水蒸気システムから凝縮物及び他の好ましくないガスを除去するために使用されることができる装置及び方法を開示している。これらの全体の内容は、参照としてここに組み込まれる。

従来の水蒸気トラップ装置は、２つの駆動バルブと、パイプと、水蒸気トラップとからなり、この水蒸気トラップは、通常は、制御システムに接続されていない自動バルブである。一方の駆動バルブが水蒸気トラップよりも上流側に位置されており、他方が一方の駆動バルブよりもバイパスラインの上流側に位置されている。２つの駆動バルブが、水蒸気トラップ装置のクリーニングのために必要とされるバイパス機構を与える。水蒸気トラップの出口とバイパスバルブとは、水蒸気を形成するために凝縮物を再加熱する凝縮物リターンシステムに、又はドレインにつながることができる。

水蒸気トラップには、一般的に、熱式（thermostatic）、機械式（mechanical）、運動学式（kinematic）の３つのタイプがあり、これらの各々が、多くの特定のスタイルを含む。

熱式水蒸気トラップは、流体の温度の変化を感知することにより動作される。ここでは、定義上、流体は液体及び気体を含むことができる。３つの代表的なタイプの熱式水蒸気トラップは、「液体膨張トラップ」、「バイメタルトラップ」及び「平衡圧力の熱式トラップ」である。熱式水蒸気トラップは、機械的動作によりこれら水蒸気トラップが開閉するときの誤称（misnomer）である。温度に応答して所望の範囲内で変化する動作要素がバルブに組み込まれており、必要な温度に達したとき、これらが出口への水蒸気の通路をブロックするようにして反応する。

機械式水蒸気トラップは、流体密度の変化を感知することにより動作される。これら水蒸気トラップは、水蒸気と凝縮物との密度の違いを感知することにより動作する。これら水蒸気トラップは、「ボール浮きトラップ」及び「逆さバケツトラップ」を含む。ボール浮きトラップでは、ボールが凝縮物の存在で上がり、密集した凝縮物の通るバルブを開く。逆さバケツトラップでは、水蒸気がトラップに達してバルブを閉じるように上がったとき、逆さのバケツが浮かぶ。

時に熱力学式水蒸気トラップと呼ばれる運動学式水蒸気トラップは、流体力学的な変化を感知することにより動作される。これら水蒸気トラップは、凝縮物から急速に気化した（flash）水蒸気の形態に部分的に依存している。このグループは、「熱力学式」、「ディスク」、「衝撃」及び「迷路（“labyrinth”）」水蒸気トラップを含む。

３つのタイプの水蒸気トラップは、以下のウェブアドレスで見つけられることができるスパイラックスサーコの水蒸気トラップのカタログのような産業用カタログでより幅広く説明されている。spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/steam-traps-and-steam-trapping.asp.

本開示は、水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システム内の水蒸気スペースから凝縮物及び好ましくないガスを除去するための装置及び方法を説明している。一実施の形態では、本開示は、蒸気の損失を防ぎながら、蒸気システム内の蒸気スペースから凝縮物及び好ましくないガスを除去するための装置及び方法を提供する。

本発明のこれらの及び他の目的、特徴及び効果は、添付図面と共に読まれたとき、明確に説明される、即ち本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明の特徴が、添付図面を参照して以下の詳細な説明から容易に理解されることができる。

本発明は、蒸気の損失を防ぎながら、蒸気システム内の蒸気スペースから凝縮物、空気及び非凝縮性ガスを除去するための装置であって、凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記蒸気システム内の所定の点に位置された温度センサと、前記蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの放出を果す所定の位置にある駆動バルブと、前記温度センサからの出力を受信し、この温度センサから読み取った温度に基づいて前記蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを放出するために、前記駆動バルブを開けるかどうかを決定する制御システムと、を具備する装置を提供する。

装置の一実施の形態では、温度センサは、駆動バルブ内に位置されている。

装置の一実施の形態では、駆動バルブは、衛生バルブである。駆動バルブのためのアクチュエータは、機械式、電気式、電気機械式、空気圧式又は手動式であることができる。駆動バルブは、温度センサの下流側に位置されることができる。

装置の他の実施の形態では、温度センサは、温度計、熱電対、サーミスタ又は抵抗温度検出器のような温度感知抵抗器、バイメタル温度計、若しくはサーモスタットであることができる。

一実施の形態では、温度センサは、パイプ又は駆動バルブに直接位置されている。他の実施の形態では、温度センサは、サーモウェルポケット内に位置されている。さらなる他の実施の形態では、サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む。

一実施の形態では、駆動バルブは、温度センサの下流側に位置されている。

一実施の形態では、制御システムは、駆動バルブを開閉するための信号と、駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている。

一実施の形態では、蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である。他の実施の形態では、蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である。

一実施の形態では、蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい。他の実施の形態では、蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである。

また、本発明は、蒸気の損失を防ぎながら、蒸気システム内の蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去するための方法であって、
ａ） 凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記蒸気システム内の所定の領域で温度を測定することと、
ｂ） 前記ａ）で得られた温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すかどうかを決定することと、
ｃ） 前記ａ）で得られた温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すことが決定されたとき、駆動バルブを開くことと、を具備する方法を提供する。

本方法では、温度は、駆動バルブのところで得られることができる。駆動バルブは、衛生バルブであることができる。

一実施の形態では、温度は、パイプ又は駆動バルブ内から直接得られる。他の実施の形態では、温度は、サーモウェルポケット内で得られる。さらなる他の実施の形態では、サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む。

また、本方法では、前記ｂ）の決定する工程は、オートメーション化されることができる。このオートメーション化は、制御システムにより果されることができる。他の実施の形態では、制御システムは、駆動バルブを開閉するための信号と、駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている。他の実施の形態では、駆動バルブの開時間間隔は、２秒未満である。さらなる他の実施の形態では、駆動バルブの開時間間隔は、１秒未満である。

一実施の形態では、蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である。他の実施の形態では、蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である。

一実施の形態では、蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい。他の実施の形態では、蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである。

本発明は、さらに、水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システム内の水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去するための水蒸気トラップ装置であって、凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記水蒸気スペース内の所定の点に位置された温度センサと、前記水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの放出を果す所定の位置にある駆動バルブと、前記温度センサからの出力を受信し、この温度センサから読み取った温度に基づいて前記水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを放出するために、前記駆動バルブを開けるかどうかを決定する制御システムと、を具備する装置を提供する。

装置の一実施の形態では、温度センサは、駆動バルブ内に位置されている。

装置の一実施の形態では、駆動バルブは、衛生バルブである。駆動バルブのためのアクチュエータは、機械式、電気式、電気機械式、空気圧式又は手動式であることができる。駆動バルブは、温度センサの下流側に位置されることができる。

装置の他の実施の形態では、温度センサは、温度計、熱電対、サーミスタ又は抵抗温度検出器のような温度感知抵抗器、バイメタル温度計、若しくはサーモスタットであることができる。

一実施の形態では、温度センサは、パイプ又は駆動バルブに直接位置されている。他の実施の形態では、温度センサは、サーモウェルポケット内に位置されている。さらに他の実施の形態では、サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む。

一実施の形態では、駆動バルブは、温度センサの下流側に位置されている。

一実施の形態では、制御システムは、駆動バルブを開閉するための信号と、駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている。

一実施の形態では、水蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である。他の実施の形態では、水蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である。

一実施の形態では、水蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい。他の実施の形態では、水蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである。

さらに、本発明は、水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システム内の水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去するための方法であって、
ａ） 凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記水蒸気システム内の所定の領域で温度を測定することと、
ｂ） 前記ａ）で得られた温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すかどうかを決定することと、
ｃ） 前記ａ）で測定された温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すことが決定されたとき、駆動バルブを開くことと、を具備する方法を提供する。

本方法では、温度は、駆動バルブのところで得られることができる。駆動バルブは、衛生バルブであることができる。

一実施の形態では、温度は、パイプ又は駆動バルブ内から直接得られる。他の実施の形態では、温度は、サーモウェルポケット内で得られる。さらなる他の実施の形態では、サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む。

また、本方法では、前記ｂ）の決定する工程は、オートメーション化されることができる。このオートメーション化は、制御システムにより果されることができる。他の実施の形態では、制御システムは、駆動バルブを開閉するための信号と、駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている。他の実施の形態では、駆動バルブの開時間間隔は、２秒未満である。さらなる他の実施の形態では、駆動バルブの開時間間隔は、１秒未満である。

一実施の形態では、蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である。他の実施の形態では、蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である。

一実施の形態では、蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい。他の実施の形態では、蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである。

図１は、従来の水蒸気トラップ装置の構成図である。 図２は、本出願の例示的な一実施の形態に従う水蒸気トラップ装置の構成図である。 図３は、試験された制御可能かつクリーニング可能な水蒸気トラップ装置（ＣＣＳＴ）の詳細な構成図である。 図４は、試験されたＣＣＳＴの写真を示している。図４Ａ並びに図４Ｂは、ＣＣＳＴ装置を示している。図４Ａでは、容器とバルブとの間の距離は、５ｃｍである。図４Ｂでは、容器とバルブとの間の距離は、１００ｃｍである。図４Ｃは、使用される空気圧式バルブを示している。 図５は、他の使用されるバルブの写真を示している。図５Ａ並びに図５Ｂは、開けられた孔を備えた標準的な空気圧式バルブの写真を示している。図５Ｃ並びに図５Ｄは、ポケットバルブの写真を示している。図５Ｅ並びに図５Ｆは、直接測定バルブの写真を示している。 図６は、制御システムのユーザインタフェースのスクリーンショットである。 図７は、ＳＩＰ動作の開始時間中に収集されたデータのグラフを示している。図７Ａは、さまざまな「バルブオフ」遅延時間に対して１２２℃に達するためのシステムのタスクの時間を示しており、ここで、「バルブオン」の遅れは、２秒に設定されている。図７Ｂは、「バルブオフ」遅延時間でのＣＣＳＴの効率を示している。グラフは、２秒オンかつ１５秒オフが、最も効率的な形態であることを示している。 図８は、構成１に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。平均温度で生じる構成１、５の異なる「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せは、１２１〜１２３℃の範囲、すなわち動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる２秒のオンと５秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図９は、構成２に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。平均温度で生じる構成２、６の異なる「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せは、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる３秒のオンと５秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図１０は、構成３に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。平均温度で生じる構成３、５の異なる「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せは、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる３秒のオンと５秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図１１は、構成５に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。平均温度で生じる構成５、３の異なる「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せは、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる１秒のオンと４秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図１２は、構成６に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。平均温度で生じる構成６、３の異なる「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せは、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる１秒のオンと４秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図１３は、構成７に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。構成７では、１つのみの「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せが、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる４秒のオンと２０秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図１４は、構成８に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。構成８では、１つのみの「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せが、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる３秒のオンと３秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。 図１５は、構成９に従う異なるバルブ開示間の間隔の平均温度を示している。平均温度で生じる構成９、３の異なる「バルブオン」／「バルブオフ」時間の間隔の組合せは、動作範囲内にある。例えば、平均温度で生じる２秒のオンと８秒のオフとの設定が、動作範囲内にある。

本出願の解釈のために
「蒸気」（“vapor”）という用語は、いかなる物質の気相をも意味する。

「蒸気システム」（“vapor system”）という用語は、凝縮物又は蒸気の形態である流体物質の移送及び循環、及びこれらの維持の目的のために接続された装置の組合せを意味しており、限定的ではないが、ボイラ、供給システム、ポンプ、パイプ、バルブ、凝縮物リターンシステム及びドレインを含むことができる。

「蒸気スペース」（“vapor space”）という用語は、蒸気が含まれている蒸気システムの一部を意味し、限定的ではないが、パイプ、容器、又は他のタイプの容器及び装置の内部を含むことができる。

「水蒸気システム」（“steam system”）という用語は、凝縮物又は水蒸気の形態である水の移送及び循環、及びこれらの維持の目的のために接続された装置の組合せを意味しており、限定的ではないが、ボイラ、供給システム、ポンプ、パイプ、バルブ、凝縮物リターンシステム及びドレインを含むことができる。

「水蒸気スペース」（“steam space”）という用語は、水蒸気が含まれている水蒸気システムの一部を意味し、限定的ではないが、パイプ、容器又は他のタイプの容器及び装置の内部を含むことができる。

「駆動バルブ」という用語は、手動式、空気圧式又は電子式であり、外部からの力により制御されるバルブを意味する。駆動バルブは、特に、熱式、機械式及び運動学式水蒸気トラップである一般的に既知のタイプの３つの水蒸気トラップを除く。

「衛生バルブ」という用語は、ダイアフラム、メンブレン又は他のタイプのクリーニング可能なバルブをも意味する。これは、クリーニング又は滅菌処理を必要とするアプリケーションでの使用のために設計されており、衛生的にするかつ滅菌する方法に耐えることができるコンプライアンスの材料を使用して構成されている。

「サーモウェル（熱溜め）」（“thermowell”）という用語は、温度センサと温度が測定される環境との間を分離するようにして産業的な温度測定で使用される器具を意味する。

「制御システム」という用語は、他の装置又はシステムの振る舞いを規制する１つの装置又は１組の装置を意味する。一実施の形態では、制御システムは、自動的に、又は電子信号によって他の装置を制御するユーザインタフェースを備えたコンピュータであることができる。

「温度センサ」という用語は、温度測定の情報を得て、このデータを他の制御装置に送信するために接続されることができる１つの装置又は１組の装置を意味する。

従来の水蒸気トラップ装置及び水蒸気トラップに関する複数の問題がある。

まず、従来の水蒸気トラップは、いったんインストールされると、リセットされる又は制御される能力がない。なぜならば、自動バルブの動作が純粋に機械式だからである。例えば、熱式水蒸気トラップの代表的な一実施の形態は、バイメタル水蒸気トラップである。バイメタル水蒸気トラップの動作要素は、一緒に溶接された異なる金属の２片を使用して構成されたバイメタルディスクである。加熱されると、要素は曲がり、かくして、凝縮物リターンライン又はドレインへの水蒸気の通路をブロックする。

しかし、温度は、水蒸気の形態に影響を与える唯一のパラメータではない。圧力（Ｐ）及び負荷（Ｖ）のような他の動作条件が、水の蒸発に影響を与える。負荷が固定されたとき、水は、水蒸気の飽和曲線に従って蒸発し、システムの圧力が高ければ高いほど、水蒸気の飽和温度も高くなる。水蒸気の飽和曲線は、凹形の弧状である。一方、バイメタル水蒸気トラップの動作曲線は、変化状態に対する金属の応答が遅いため、本質的には線形である。

さらに、水蒸気トラップの動作温度は、実際には、低圧での水蒸気の飽和温度よりも上にあることが可能である。結果として、水蒸気トラップは、これらの低圧で水蒸気を放出し、水蒸気の損失を引き起こす。飽和曲線のこの部分が常に動作曲線よりも上にあることを確実にするために、水蒸気トラップを製造することが可能であり得る。しかし、要素の線形的な振る舞いのため、２つのライン間の違いは、システムの圧力さえもさらに高め、浸水の影響を高め、凝縮物が集まり、バルブが閉じたまま留まり、凝縮物の排水を妨げる。

より革新的なバイメタル水蒸気トラップは、金属の複数の層を使用する。マルチレイヤのバイメタル水蒸気トラップでは、１組のバイメタル要素が１つの圧力範囲への応答を与えるために曲がるように、異なる層のバイメタルディスクが使用されている。より高い温度では、第２の１組のバイメタル要素が、異なる圧力範囲への応答を与えるために寄与する。このようにして、水蒸気トラップの動作曲線が、蒸気飽和曲線に類似するように操作されることができる。これまでのデザインの改良にもかかわらず、この水蒸気トラップの動作曲線は、蒸気飽和曲線を正確に再現していない。正確な再現は、水蒸気トラップ装置の効率的な動作のために望ましい。

他の自動バルブタイプの水蒸気トラップは、動作条件を変えることに応答して、同様に非汎用性を被る。

さらに、従来の水蒸気トラップの全てのタイプは、衛生的ではなく、それ故、適所でクリーニングをすること及び適所で滅菌することが簡単でない。これら水蒸気トラップは、割れ目（crevice）を含み、達しにくく、開口のクリーニングをしにくく、汚れ、ごみ及び腐食を受けやすい。さらに、しばしば、水蒸気トラップは、衛生的にする／滅菌する方法に耐えることができる材料で構成されていない。衛生的な水蒸気トラップは、産業、調剤、バイオ調剤、化粧品において必要とされないが、食品産業が必要としている。

最後に、水蒸気トラップの不調を検出することは難しい。さらに、従来の、自動バルブタイプの水蒸気トラップが壊される又はプラグオフされたとき、通常は、取り替えられる必要がある。しばしば、このような不調は、滅菌処理法中に気付かれ、修理のプロセスには遅過ぎる。最悪の場合には、バルブは、少しもこのような示唆をすることなく壊れて、気付かずに過ぎてしまう。この場合、滅菌されたシステムは汚染されるであろう。

効率、汎用性、制御可能性、クリーニング可能性及び簡単さを高めるために、水蒸気トラッピングのための技術及び装置の改良の必要がある。

本開示は、水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システム内の水蒸気スペースから凝縮物及び好ましくないガスを除去するための方法及び装置の改良を説明している。改良された方法及び装置は、既存の水蒸気トラッピング装置よりも簡単で、効率的で、汎用的で、とても衛生的で、容易にクリーニングされ滅菌されることができ、高度にプログラム可能かつ制御可能であり、リアルタイムのデータ収集を果す。本開示は、蒸気の損失を防ぎながら、蒸気システム内の蒸気スペースから凝縮物及び好ましくないガスを除去するための方法及び装置の改良を含む。

本発明の例示的な実施の形態が、添付図面を参照して以下に説明される。

図１は、バイパスラインを含む従来の水蒸気トラップ装置の構成図である。図２は、本出願の例示的な一実施の形態に従う水蒸気トラップ装置の構成図である。

水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システムから凝縮物及び好ましくないガスを除去するための制御可能かつクリーニング可能な蒸気トラップ装置（ＣＣＳＴ）が、図２を参照して説明される。この装置は、凝縮物及び他の好ましくないガスが水蒸気システム内の水蒸気がタスクを効率的かつ経済的に実行するためにできるだけ乾いた状態で目的のところに達することができるように、水蒸気システムから分離されることができる。

本出願の一実施の形態では、改良された水蒸気トラップ装置は、凝縮物、空気及び非凝縮性ガスが集まりやすいところの水蒸気システム内の点に位置された送信器を備え、電子制御され、この領域の温度を感知する温度センサを具備し、アルゴリズム又はユーザ入力により決定されるように、特定の動作条件で温度センサから飽和温度への出力を比較し、凝縮物を放出するために開くように、又は水蒸気を保持するために閉じるように、温度センサの下流側に位置された駆動バルブに出力を送信する。温度センサは、バルブ自体に位置されることができる。

改良された水蒸気トラップ装置は、より汎用的かつ効率的な動作を可能にする。なぜならば、これは、動作条件の変化に応答するからである。さらに、改良された水蒸気トラップ装置は、余分なバルブ及びパイプの必要性をなくすことによって、適所での滅菌（ＳＩＰ）及び適所でのクリーニング（ＣＩＰ）のために使用される複雑な既存のシステムを簡素化する。また、改良された水蒸気トラップ装置は、非常に衛生的でクリーニング可能である。最後に、改良された水蒸気トラップ装置は、高度にプログラム可能かつ制御可能であり、動作、クリーニング又は滅菌中、（温度やバルブの位置のような）リアルタイムのデータが収集されることを可能にする。

この改良されたシステムでは、送信器を備え電子制御される温度センサは、凝縮物、空気及び非凝縮性ガスが集まりそうなところにある水蒸気システム内の位置に置かれ、駆動バルブ自体で含むことができる。電子制御される温度センサは、水蒸気システムに感知された温度を反映する送信器によって付属の制御システムに出力を送信する。制御システムは、温度を示すプログラム可能な温度設定を有し、温度センサの下流側に位置された駆動バルブの開閉を引き起こす。駆動バルブは、凝縮物リターンへの出口、又はドレインを備えた水蒸気トラップとして機能する。温度設定は、動作に依存する。温度設定は、ユーザの入力によって、又は水蒸気の飽和曲線を完全に再現するために水蒸気トラップ装置の動作曲線を与えるように、負荷又は圧力のような他の動作パラメータを考慮したアルゴリズムによって、決定され、かくして、水蒸気トラップの動作効率を最適化する。

飽和曲線は、さまざまな圧力で所定の液体の飽和温度を示すグラフである。飽和温度は、液体が対応する飽和圧力に対して気相へと沸騰する温度である。液体は、熱エネルギで飽和されていると言うことができる。熱エネルギのいかなる追加も、相変化をもたらす。圧力が増加するのに従って飽和温度は増加するが、線形に増加するわけではない。水蒸気の飽和曲線では、曲線は、水と水蒸気とが所定の圧力で共存することができる点を示し、両方が飽和温度にある。

理想的には、水蒸気トラップの動作曲線は、水蒸気の飽和曲線を再現するべきであり、バルブは、最適な効率を果すために、水の正確な飽和点で開閉する。

改良された水蒸気トラップ装置では、駆動バルブを制御する温度は、動作圧力及び負荷での実際の飽和温度（Ｔ_ｓａｔ）を反映する。これは、異なる動作パラメータでの飽和点を制御システムにプログラミングすることによって果されることができる。水のような一般的な物質の飽和温度及び圧力のデータは、ペリー及びグリーンの「ペリーの化学エンジニアハンドブック」（７版）、マグロウヒルプロフェッショナル７版（１９９７年６月１日）に見つけることができる。このデータは、参照としてここに組み込まれる。

制御システムは、システム内の他のセンサによって、又はユーザの入力によって圧力及び負荷のような動作パラメータを得ることができる。そして、制御システムが、アルゴリズムによって、対応する飽和温度を決定する。

通常の水蒸気動作では、温度設定は、Ｔ_ｓａｔ＝１２１℃、１ａｔｍでの水蒸気の飽和温度、標準気圧及び地球の海面での圧力である。水蒸気システムの温度がＴ_ｓａｔよりも上にあるとき、システム内の水蒸気は乾燥しており、制御システムは、水蒸気の損失を防ぐために駆動バルブを閉じる。水蒸気システムの温度がＴ_ｓａｔよりも下であれば、システム内の水蒸気は、熱を失い、凝縮物となり、凝縮物を排出するために制御システムがバルブを開ける。

さらに、ユーザは、駆動バルブのトリガ点となるようにＴ_ｓａｔを決定するアルゴリズムを回避して、クリーニングの必要性に合わせて駆動バルブを開閉するように、制御システムを手動で再プログラムすることができる。

さらに、従来の水蒸気トラップ装置では、水蒸気トラップ自体が制御可能なバルブでないので、滅菌及びクリーニング動作を果すために２つの駆動バルブ及び余分なパイプが追加されている。この装置が、図１を参照して説明される。２つの駆動バルブは、空気圧式、電気式、又は他の駆動タイプで駆動されることができ、衛生バルブであることができる。水蒸気トラップ自体は、熱式、機械式又は運動学式であることができるが、衛生的な水蒸気トラップが全くないので、衛生的でない。２つの駆動バルブは、制御システムに取り付けられ、事前設定によってバルブの開閉を指示する。

従来の水蒸気トラップ装置では、水蒸気システムは、パイプを分岐することによって駆動バルブに接続されており、水蒸気システムからの１つのラインが、凝縮物リターン又はドレインに接続された２つのラインへと分岐している。一方のラインは、凝縮物リターンライン又はドレインへの出口を備えた第１の駆動バルブ（ＡＶ１）を含む。これは、バイパスラインである。他方のラインは、凝縮物リターン又はドレインへの出口を備えた水蒸気トラップから上流側に位置された第２の駆動バルブ（ＡＶ２）に接続している。装置のこの複雑な配置が、水蒸気トラップのＣＩＰ及びＳＩＰを果すために必要である。

調剤、バイオ調剤、化粧品及び食品産業は、fermentorのような高いグレードのステンレス（Ｓ．Ｓ．）でできた装置を利用する。これらは、滅菌又はクリーニングのためのオートクレーブ、オーブン又は部品洗浄器のいずれかに置くには大きすぎる、又は不便である。ＳＩＰは、このような処理装置を滅菌するためのプロセスである。微生物を殺すために使用される代表的なＳＩＰのプロセスは、オートクレーブ動作をまねて、空気の浄化、所定時間の加熱、所定時間の滅菌保持、滅菌置換及び水蒸気のブランケットの崩壊の工程からなる。

ＳＩＰは、明確な安定状態に近づくべきである時間依存プロセスであり、滅菌条件に対応している。滅菌は、熱的、化学的又は他の方法で果されることができるが、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）（１９７５）及び欧州経済共同体（ＥＥＣ）（１９９０）は、熱的方法が好ましいと述べている。このプロセスは、一般的に、所定の時間、所定の圧力と高温とを受ける。（ＦＤＡ規則（１９７５）は、２０分間飽和蒸気で１２１．５℃に維持された滅菌又はこれと同等の滅菌を必要としている。）代表的な滅菌温度が１２１℃ないし１２５℃の範囲にあるので、蒸気は、一般的に、ＳＩＰの目的に使用される。

ＣＩＰ動作は、他方では、一般的に処理装置をクリーンにする一般的な方法である。クリーニングのための媒体は、一般的に、室温のクリーニング液であるが、時々、熱いクリーニング液が必要である。

従来の水蒸気トラップ装置では、ＳＩＰの開始時には、バイパスラインの駆動バルブ（ＡＶ１）が閉じられ、水蒸気トラップラインの駆動バルブ（ＡＶ２）が開かれる。ＳＩＰ中、温度Ｔ_ｓａｔ未満であったとき、凝縮物が形成され、水蒸気トラップが、凝縮物を排出するために自動的に開く。温度がＴ_ｓａｔよりも上に上がると、水蒸気トラップは、自動的に閉じ、かくして、水蒸気の損失を避ける。熱い水蒸気は、装置の滅菌のために必要とされる露光時間の持続時間中、装置に留まる。ＳＩＰの端では、温度はＴ_ｓａｔよりも下に戻り、水蒸気トラップは、凝縮物が排水されるように再び自動的に開く。

ＳＩＰ動作と異なり、ＣＩＰ動作は、従来の水蒸気トラップ装置のバイパスラインを利用する。この装置では、バルブラインの駆動バルブ（ＡＶ１）は閉じられ、水蒸気トラップラインの駆動バルブ（ＡＶ２）は、水蒸気トラップに影響を与えることなく、パイプを通して液体をクリーニングするために閉じられる。バイパスラインは、水蒸気トラップにクリーニング液が達するのを避けるために必要とされ、温度Ｔ_ｓａｔ以下であるので、ＣＩＰ動作中、自動的に開かれる。

改良された水蒸気トラップ装置は、ＳＩＰ、ＣＩＰ及び水蒸気のトラッピングのための単一の駆動バルブを利用することによって、この複雑な配置の必要性がなくなる。ＣＩＰ中、改良された水蒸気システムは、バイパスを必要とせず、従って、役に立たないもの（dead-leg）をなくす。さらに、ＳＩＰ、ＣＩＰ又はいかなる動作中も、温度センサとバルブとの両方が制御システムに取り付けられるので、リアルタイムデータが収集されることができる。

従って、本出願に開示される改良された水蒸気トラップ装置は、従来の水蒸気トラップ装置よりも効果的である。これは、汎用的かつ効率的である。水蒸気トラップ自体がプログラム可能な制御システムに取り付けられた駆動バルブであるので、高度に制御可能である。これは、いかなる動作の間も、リアルタイムのデータ収集を可能にする。これは、ＣＩＰとＳＩＰとの両方のために単一の駆動バルブを利用することによって、余分なパイプ及びバルブをなくす。最終的に、水蒸気トラップバルブが衛生バルブであることができ、滅菌及び蒸気に対応する材料で耐え得る材料で形成されているので、かなり衛生的であり、割れ目なしで、達しにくいことなく、開口のクリーニングをしにくいことがない。

本発明は、完全かつ明確な開示のために特定の実施の形態に関して説明されるが、これにより添付の特許請求の範囲が制限されることはなく、ここに説明される基本的な教示内で、当業者が正当に考え得る全ての変更並びに代わりの構造を具体的に説明するものであると解釈されるべきである。

実験の詳細
単一の衛生的なクリーニング可能なバルブと、電子制御される温度センサと、自動制御システムとを有する制御可能かつクリーニング可能な水蒸気トラップ装置（ＣＣＳＴ）が、いくつかの構成で試験された。

実験手順
ＣＣＳＴは、図３並びに図４に示されるように構成された。ＣＣＳＴの制御システムは、容器のセンサの温度に従って、空気圧式のバルブの開口を規制し、入力の秒数は、バルブの「オン」状態と「オフ」状態の間の間隔を示す。バルブの「オン状態」は、バルブが開かれていることを示す。バルブの「オフ状態」は、バルブが閉じられていることを示す。

滅菌の有効性は、滅菌温度（少なくとも１２２℃）と少なくとも３０分間指定された温度で安定することとによって決定された。

バルブの状態は、３つの異なる範囲、所定の設定値の室温、滅菌温度（１２２℃）への所定の設定値及び滅菌温度における安定性によって決定された。

表１に示されるような変数マトリクスに従って、９つの構成が試験された。

試験されたバルブの構成は、バルブの直径が３／８インチ（約０．９５センチメートル）及び１／２インチ（約１．２７センチメートル）で、サーモウェルポケットがある又はない。

試験されたパイプの構成は、直径が３／８インチ（約０．９５センチメートル）と１／２インチ（約１．２７センチメートル）とのステンレススチール（Ｓ．Ｓ．）のパイプであり、バルブと容器との間の距離を示す長さが５ｃｍと１００ｃｍとである。

温度は、毎分、制御システムにより測定されて、記録された。図６は、制御システムのユーザインタフェースのスクリーンショットを示している。温度は、サーモウェルポケットがある又はないバルブの本体とパイプの本体とで測定された。また、温度は、容器、バルブのポケット、直接バルブで、及びパイプで測定された。ポケットの温度は、グリセリンがある又はないもので測定された。

蒸気圧は、２．２５〜２．９バールの範囲で試験された。

プロセスの概要
図３に示されるようなシステムが、試験された。水が蒸気発生器に供給されて、蒸気の圧力が２．９バールに達するまで加熱された。そして、容器と蒸気発生器との間のバルブが開かれた。数秒のバルブ間隔回数が制御システムに入力され、制御システムのインタフェースで「スタート」ボタンを押すことによりＳＩＰ動作が開始された。制御システムは、毎分、容器とバルブ温度計から温度を監視して、記録した。滅菌温度は、少なくとも３０分間測定された。

材料
１. 蒸気発生のための未処理の水。
２. Riedel-de haen, cat. 62850により製造された９９％のグリセリン。

装置
３. ５リットルの蒸気発生器。
４． １．７５リットルのステンレススチール容器。
５． ビオソフト（Biosoft）により製造された、温度とバルブの状態とを監視する制御システム。
６． Soundersにより製造された、制御システムにより制御される空気圧式バルブ。バルブの直径は、３／８インチ（約０．９５センチメートル）である。３／８インチ（約０．９５センチメートル）及び１／２インチ（約１．２７センチメートル）の直径と、５ｃｍと１００ｃｍとの長さを有するＳ．Ｓ．パイプが使用された。
７． ２つのＰＴ１００、GEWISSにより製造された１／８インチ（約０．３２センチメートル）の直径と３０ｍｍの長さとを有する１０Ａ２５０Ｖの温度計。

結果
実験結果は、いかなる構成の動作時間の動作時間（秒）及び圧力の動作範囲であったことを示しており、滅菌が成功した（少なくとも２０分間１２１〜１２３℃に維持された）。

さまざまなバルブの開時間間隔の平均温度が、図８ないし図１５に示されている。グラフの薄いグレーのバーは、温度が１２１〜１２３℃の範囲（即ち、動作範囲）にあることを示している。

構成４は、バルブで１２２℃の所望の温度に達しなかった。さらに、結果は、容器とバルブとの間の高い熱損失を示した。従って、この構成に従ってさらなる実験はせず、バーチャートも利用可能でない。

５ｃｍのパイプを利用した構成に関して、最も安定した結果は、グリセリンの構成を備えた１／２インチ（約１．２７センチメートル）のバルブのポケットによって果されたが、また、容器とバルブとの最も大きな温度差を発生させた。グリセリンなしの構成で、１／２インチ（約１．２７センチメートル）のバルブのポケットは、同様に非常に安定したが、容器とバルブとの間に大きなΔｔを発生させた。直接測定の構成は、容器とバルブとの小さな温度差をもたらしたが、動作範囲は、３／８インチ（約０．９５センチメートル）のバルブの場合に確立されなかった。

１００ｃｍのパイプを利用した構成に関して、ポケットの構成は、容器とバルブとに大きな温度差を発生させた。それ故、動作範囲は確立されなかった。３／８インチ（約０．９５センチメートル）と１／２インチ（約１．２７センチメートル）との間で、１／２インチ（約１．２７センチメートル）のバルブは、容器とバルブと間の小さな温度差をもたらしたので、より効率的であった。２．２５バールの構成は、動作範囲を確立できなかった。従って、２．５バールの最小圧力がこのプロセスに必要であることが決定された。最終的に、増大変化は、バルブが閉じられた秒数にかかわらず、バルブが開いていた秒数に比例した。

全体として、このような結果は、ポケットの構成と比較して、直接測定の構成が、容器の温度とバルブの温度との間のより小さな違いを維持したことを示している。

ディスカッション及び結論
以上の結果は、ＣＣＳＴが従来の蒸気トラップ及びＣＩＰバルブを置き換えるのに適していることを示している。

動作範囲は、ほとんどの構成に対して見つけられ、確立された。グリセリンの構成を備えたポケットが、最も安定した滅菌を発生させたが、大きな温度差が容器とバルブとの間に形成された。直接測定の構成は、容器とバルブとの最も小さな温度差を発生させたが、この構成は、最も大きな温度変化を発生させた。バルブの最小の開時間の間隔は、この変化を減少させるであろう。

異なる容器に対しては、システムのプログラミングが必要とされる。それ故、ＣＣＳＴの最適な適応性のために、蒸気飽和曲線により導かれるオートメーション化された制御システムがバルブ機構に必要とされる。

Claims (58)

1. 蒸気の損失を防ぎながら、蒸気システム内の蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去する装置であって、
   凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記蒸気システム内の所定の点に位置された温度センサと、
   前記蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの放出を果す所定の位置にある駆動バルブと、
   前記温度センサからの出力を受信し、この温度センサから読み取った温度に基づいて前記蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを放出するために、前記駆動バルブを開けるかどうかを決定する制御システムと、を具備する装置。
2. 前記温度センサは、前記駆動バルブ内に位置されている請求項１の装置。
3. 前記駆動バルブは、衛生バルブである請求項１又は２の装置。
4. 前記駆動バルブのためのアクチュエータは、機械式、電気式、電気機械式、空気圧式又は手動式である請求項１ないし３のいずれか１の装置。
5. 前記温度センサは、温度計、熱電対、サーミスタ又は抵抗温度検出器のような温度感知抵抗器、バイメタル温度計、若しくはサーモスタットである請求項１ないし４のいずれか１の装置。
6. 前記温度センサは、パイプ又は駆動バルブに直接位置されている請求項１ないし５のいずれか１の装置。
7. 前記温度センサは、サーモウェルポケット内に位置されている請求項１ないし５のいずれか１の装置。
8. 前記サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む請求項７の装置。
9. 前記駆動バルブは、前記温度センサの下流側に位置されている請求項１ないし８のいずれか１の装置。
10. 前記制御システムは、前記駆動バルブを開閉するための信号と、前記駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている請求項１ないし９のいずれか１の装置。
11. 前記蒸気スペースと前記駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である請求項１ないし１０のいずれか１の装置。
12. 前記蒸気スペースと前記駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である請求項１１の装置。
13. 前記蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい請求項１ないし１２のいずれか１の装置。
14. 前記蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである請求項１３の装置。
15. 蒸気の損失を防ぎながら、蒸気システム内の蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去する方法であって、
    ａ） 凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記蒸気システム内の所定の領域で温度を測定することと、
    ｂ） 前記ａ）で得られた温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すかどうかを決定することと、
    ｃ） 前記ａ）で得られた温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すことが決定されたとき、駆動バルブを開くことと、を具備する方法。
16. 前記温度は、前記駆動バルブのところで得られる請求項１５の方法。
17. 前記駆動バルブは、衛生バルブである請求項１５又は１６の方法。
18. 前記温度は、パイプ又は駆動バルブ内から直接得られる請求項１５ないし１７のいずれか１の方法。
19. 前記温度は、サーモウェルポケット内で得られる請求項１５ないし１７のいずれか１の方法。
20. 前記サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む請求項１９の方法。
21. 前記ｂ）の決定する工程は、オートメーション化されている請求項１５ないし２０のいずれか１の方法。
22. 前記オートメーション化は、制御システムにより果される請求項２１の方法。
23. 前記制御システムは、前記駆動バルブを開閉するための信号と、前記駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている請求項２２の方法。
24. 前記駆動バルブの開時間間隔は、２秒未満である請求項２３の方法。
25. 前記駆動バルブの開時間間隔は、１秒未満である請求項２４の方法。
26. 前記蒸気スペースと前記駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である請求項１５ないし２５のいずれか１の方法。
27. 前記蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である請求項２６の方法。
28. 前記蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい請求項１５ないし２７のいずれか１の方法。
29. 前記蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである請求項２８の方法。
30. 水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システム内の水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去する水蒸気トラップ装置であって、
    凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記水蒸気スペース内の所定の点に位置された温度センサと、
    前記水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの放出を果す所定の位置にある駆動バルブと、
    前記温度センサからの出力を受信し、この温度センサから読み取った温度に基づいて前記水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを放出するために、前記駆動バルブを開けるどうかを決定する制御システムと、を具備する装置。
31. 前記温度センサは、前記駆動バルブ内に位置されている請求項３０の装置。
32. 前記駆動バルブは、衛生バルブである請求項３０又は３１の装置。
33. 前記駆動バルブのためのアクチュエータは、機械式、電気式、電気機械式、空気圧式又は手動式である請求項３０ないし３２のいずれか１の装置。
34. 前記温度センサは、温度計、熱電対、サーミスタ又は抵抗温度検出器のような温度感知抵抗器、バイメタル温度計、若しくはサーモスタットである請求項３０ないし３３のいずれか１の装置。
35. 前記温度センサは、パイプ又は駆動バルブに直接位置されている請求項３０ないし３４のいずれか１の装置。
36. 前記温度センサは、サーモウェルポケット内に位置されている請求項３０ないし３５のいずれか１の装置。
37. 前記サーモウェルポケットは、さらにグリセリンを含む請求項３６の装置。
38. 前記駆動バルブは、前記温度センサの下流側に位置されている請求項３０ないし３７のいずれか１の装置。
39. 前記制御システムは、前記駆動バルブを開閉するための信号と、前記駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている請求項３０ないし３８のいずれか１の装置。
40. 前記水蒸気スペースと前記駆動バルブとの間の距離は、１００ｃｍ以下である請求項３０ないし３９のいずれか１の装置。
41. 前記水蒸気スペースと前記駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である請求項４０の装置。
42. 前記水蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい請求項３０ないし４１のいずれか１の装置。
43. 前記水蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである請求項４２の装置。
44. 水蒸気の損失を防ぎながら、水蒸気システム内の水蒸気スペースから凝縮物、空気又は非凝縮性ガスを除去する方法であって、
    ａ） 凝縮物、空気又は非凝縮性ガスが集まる前記水蒸気システム内の所定の領域で温度を測定することと、
    ｂ） 前記ａ）で得られた温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すかどうかを決定することと、
    ｃ） 前記ａ）で測定された温度が凝縮物、空気又は非凝縮性ガスの存在を示すことが決定されたとき、駆動バルブを開くことと、を具備する方法。
45. 前記温度は、前記駆動バルブのところで得られる請求項４４の方法。
46. 前記駆動バルブは、衛生バルブである請求項４４又は４５の方法。
47. 前記温度は、パイプ又は駆動バルブ内から直接得られる請求項４４ないし４６のいずれか１の方法。
48. 前記温度は、サーモウェルポケット内で得られる請求項４４ないし４７のいずれか１の方法。
49. 前記サーモウェルポケットは、グリセリンをさらに有する請求項４８の方法。
50. 前記ｂ）の決定する工程は、オートメーション化されている請求項４４ないし４９のいずれか１の方法。
51. 前記オートメーション化は、制御システムにより果される請求項２１の方法。
52. 前記制御システムは、前記駆動バルブを開閉するための信号と、前記駆動バルブの開閉との間の時間遅れを示す時間間隔の入力を与えるようにプログラミングされている請求項５１の方法。
53. 前記駆動バルブの開時間間隔は、２秒未満である請求項５２の方法。
54. 前記駆動バルブの開時間間隔は、１秒未満である請求項５３の方法。
55. 前記水蒸気スペースと前記駆動バルブとの間は、１００ｃｍ以下である請求項４４ないし５４のいずれか１の方法。
56. 前記水蒸気スペースと駆動バルブとの間の距離は、５ｃｍ以下である請求項５５の方法。
57. 前記水蒸気スペース内の圧力は、２．２５バールよりも大きい請求項４４ないし５６のいずれか１の方法。
58. 前記水蒸気スペース内の圧力は、少なくとも２．５バールである請求項５７の方法。

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