JP2012159162A

JP2012159162A - ディスク式スチームトラップ

Info

Publication number: JP2012159162A
Application number: JP2011020478A
Authority: JP
Inventors: Takuya Otani; 拓弥大谷
Original assignee: TAIYO BENSEN KK
Current assignee: TAIYO BENSEN KK
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】可及的に幅広い蒸気圧力に対応し得るディスク式スチームトラップを提供する。
【解決手段】本体２に入口１と出口３を設け、該本体に形成された変圧室５に吹出口６を開口し、該吹出口の外周縁に内輪弁座７を形成し、該内輪弁座の外周囲に環状溝８を設け、該環状溝の外周縁に前記内輪弁座と同一平面の外輪弁座９を形成し、該環状溝の底部に排出口１０を開口し、該変圧室内にディスク弁１１を配設し、該変圧室の蒸気圧力の変化により該ディスク弁が内輪弁座および外輪弁座に対し離着することによりドレンＷを排出口１０に排出させるものであって、該排出口の下方部位に膨張室１２を形成し、該排出口から排出されたドレンが該膨張室に停留され、該膨張室にて該ドレンからフラッシュ蒸気が発生し該フラッシュ蒸気によって上昇した蒸気圧力Ｑが変圧室５に及ぶようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、蒸気利用により生じたドレンを排出するためのディスク式スチームトラップに関するものである。

スチームトラップは、周知のように、蒸気使用機器内にて蒸気が仕事をして熱が奪われることにより液化した熱水（ドレン）を器外に排出させるためのものであり、蒸気と水の比重の差を利用して排出口を開閉するフロート式スチームトラップ、或いはディスクに掛かる蒸気圧によって排出口を開閉するディスク式スチームトラップ等、従来から各種の形式のものがある。

図４にディスク式スチームトラップの基本構造を示す。このスチームトラップは、入口ａと連通する吹出口ｂを変圧室ｃの内底部中心に開口し、該吹出口ｂの外周縁に内輪弁座ｄを形成し、該内輪弁座ｄの外周囲に環状溝ｅを設け、該環状溝ｅの外周縁に内輪弁座ｄと同一平面の外輪弁座ｆを形成し、該環状溝ｅの底部に出口ｇと連通する排出口ｈを開口し、該変圧室ｃ内に円板状のディスクｉを配設してなるもので、該変圧室ｃの圧力変化により該ディスクｉが内輪弁座ｄおよび外輪弁座ｆに対し離着することによりドレンを排出口ｈから出口ｇに排出し得るものである。

なお、下記特許文献１、特許文献２に示されたスチームトラップは、この種のディスク式スチームトラップにおいて、内輪弁座ｄおよび外輪弁座ｆに対するディスクｉの密着を維持するために、バネよって支持されたシールリングを設けたものであった。

特許第４５４０８５９号公報特許第４５４０８６０号公報

ところで、従来の上記スチームトラップの有効作動圧力範囲は、例えば蒸気と水の比重の差を作動原理とするフロート式スチームトラップの場合で作動可能中心圧力の±０．５Ｍｐａ程度であり、その他の多くの形式のスチームトラップでも有効作動圧力範囲は、中心圧力の±１．０Ｍｐａ程度の狭い状態である。

このため例えば低圧仕様（１Ｍｐａ以下程度）の上記ディスク式スチームトラップを高圧（２Ｍｐａ以上）に使用すると、閉弁不能、即ち開弁したままの状態になり、その反対に高圧仕様のディスク式スチームトラップを低圧に使用すると、一旦は開弁するも即刻閉弁してしまいドレンが排出されないなど、スチームトラップとしての機能が果たせないこととなる。

これを図４に示したディスク式スチームトラップについてさらに詳しく説明すると、一般にディスク式スチームトラップが機能を成せるのは、このディスク式スチームトラップの入口ａの圧力をＰとし、出口ｇの圧力をＰ′とし、その差圧ΔＰ＝Ｐ−Ｐ′がある一定の範囲内にあるときのみであるので、このことを構造上の数値に換算すると、上記ディスク式スチームトラップの吹出口ｂの面積Ｓと排出口ｈの面積Ｓ′との比に変換でき、圧力Ｐが大きい場合は、面積Ｓに対する面積Ｓ′の割合を大きくし、その反対に圧力Ｐが小さい場合は、面積Ｓに対する面積Ｓ′の割合を小さくすることで、差圧ΔＰが一定範囲に収まるように面積Ｓと面積Ｓ′との比を調節するといった設計上の対処をするほかないものであった。

また、従来のディスク式スチームトラップはこのように有効作動圧力範囲が狭いため、例えば３Ｍｐａを超える高圧力の蒸気使用機器に使用すると、低圧域での作動が不完全となり、低圧域ではやむを得ず手動でバイパスバルブを開放することで初期低圧ドレンを放流させていたが、手間が掛かり利便性が悪い状況である。

また一般に蒸気使用機器の蒸気圧力は、０．１Ｍｐａ以下の低圧から１０Ｍｐａ以上の高圧まで幅広くあり、高圧のものであってもその使用の初期はウオーターハンマーを防止するために低圧域から徐々に規定の使用圧力に上昇させているが、その場合にも従来のスチームトラップでは有効作動圧力範囲が狭いために低圧時のドレン排出に対処できない状況であった。なお、機器使用の初期は、蒸気の熱が該機器に吸収されることもあって、高圧蒸気の場合でも初期に発生するドレンの温度は１００℃程度（微低圧）となる。

そこで本発明は、可及的に幅広い蒸気圧力に対応し得るディスク式スチームトラップを提供し、上記のような課題を解決しようとするものである。

そのために本発明に係るディスク式スチームトラップは、本体に入口と出口を設け、該本体に蓋体を固着することにより形成された変圧室に前記入口と連通する吹出口を開口し、該吹出口の外周縁に内輪弁座を形成し、該内輪弁座の外周囲に環状溝を設け、該環状溝の外周縁に前記内輪弁座と同一平面の外輪弁座を形成し、該環状溝の底部に前記出口と連通する排出口を開口し、該変圧室内にディスク弁を配設し、該変圧室の蒸気圧力の変化により該ディスク弁が内輪弁座および外輪弁座に対し離着することによりドレンを排出口に排出させるものであって、該排出口の下方部位に膨張室を形成し、該排出口から排出されたドレンが該膨張室に停留され、該膨張室にて該ドレンからフラッシュ蒸気が発生し該フラッシュ蒸気によって上昇した蒸気圧力が前記変圧室に及ぶようにしたことを特徴とする。

本発明に係るディスク式スチームトラップは、蒸気圧の有効作動圧力範囲が広く、ドレンを常に良好に排出させることができる。

本発明に係るディスク式スチームトラップの縦断面図。図１のＡ−Ａ線断面図。図１のディスク式スチームトラップの作動状態を示す縦断面図。従来のディスク式スチームトラップの縦断面図。

以下、本発明に係るディスク式スチームトラップの実施の形態を図１〜図３に従い説明する。同図中、１は本体２の一端に設けられた入口、３は本体２の他端に設けられた出口である。本体２の上面に蓋体４を固着することで変圧室５が形成され、該変圧室５内底部中心に前記入口１と連通する吹出口６が開口され、該吹出口の外周縁に内輪弁座７が形成される。なお、吹出口６は例えば直径Ｄ＝５．５ｍｍの円形に形成される。そして、該内輪弁座７の外周囲に環状溝８を設け、該環状溝８の外周縁に前記内輪弁座７と同一平面の外輪弁座９を形成し、該環状溝８の底部に前記出口３と連通する排出口１０を開口する。なお、排出口１０は例えば直径ｄ＝４．２ｍｍの円形に形成され、該排出口１０の面積ｄＯと前記吹出口６の面積ＤＯとは、ＤＯ＞ｄＯの関係にある。１１は内輪弁座７および外輪弁座９と相対するように変圧室５内に配設されたディスク弁である。

一方、本体２の下面に下蓋体１５を固着することにより前記排出口１０の下方部位に膨張室１２を形成する。なお、膨張室１２の容積は例えば約１００ｃｍ^３とする。そして、該膨張室１２内に隔壁１３を垂下し、該隔壁１３の外側に前記出口３と連通する流出口１４を形成する。なお、該流出口１４は例えば直径ｄ′＝３．８ｍｍの円形に形成され、該流出口１４の面積ｄ′Ｏと前記排出口１０の面積ｄＯとは、ｄＯ＞ｄ′Ｏの関係にある。

このように構成したスチームトラップでは、図３に示したように、吹出口６から噴出するドレンがディスク弁１１を押し上げて環状溝８に流れ出し、変圧室５の蒸気圧力の変化により該ディスク弁１１が内輪弁座７および外輪弁座９に対し離着することにより該ドレンが該環状溝８の底部に開設された排出口１０を通って膨張室１２に排出され、該膨張室１２に該ドレンＷが停留し、該ドレンＷの一部は該膨張室１２内にてフラッシュ蒸発（減圧によって生じる再蒸発）する。そして、該膨張室１２にドレンＷが停留することにより排出口１０と出口３との通気が遮断され、該膨張室１２内にて発生した蒸気圧力の排出が抑制されるため、該膨張室１２内の蒸気圧力Ｑは出口３の気圧Ｑ′（外部圧力）よりも高く維持され、該蒸気圧力Ｑが排出口１０を介して変圧室５にも及ぶ。なお、ドレンＷは膨張室１２に停留した後に流出口１４を通って出口３に押し出される。

このようにドレンＷが停留する膨張室１２を設けたことにより、膨張室１２の蒸気圧力Ｑが変圧室５に及び、該変圧室５の蒸気圧力が膨張室１２の蒸気圧力Ｑに従い変動するようになる。このため、このスチームトラップでは、入口１の蒸気圧力が高圧であるときはその蒸気圧力に応じて変圧室５の蒸気圧力も上昇し、入口１の蒸気圧力が低圧になると変圧室５の蒸気圧力もそれに従い下降するようになり、その結果として、広い圧力範囲にてドレンを排出させられ、有効作動圧力範囲が拡大される。このため、蒸気使用機器の蒸気圧力が、例えば０．１Ｍｐａ以下の低圧から１０Ｍｐａ以上の高圧まで幅広く適応できるようになった。

１入口
２本体
３出口
４蓋体
５変圧室
６吹出口
７内輪弁座
８環状溝
９外輪弁座
１０排出口
１１ディスク弁
１２膨張室
１３隔壁
１４流出口
Ｗドレン
Ｑ膨張室内の蒸気圧力

Claims

本体に入口と出口を設け、該本体に蓋体を固着することにより形成された変圧室に前記入口と連通する吹出口を開口し、該吹出口の外周縁に内輪弁座を形成し、該内輪弁座の外周囲に環状溝を設け、該環状溝の外周縁に前記内輪弁座と同一平面の外輪弁座を形成し、該環状溝の底部に前記出口と連通する排出口を開口し、該変圧室内にディスク弁を配設し、該変圧室の蒸気圧力の変化により該ディスク弁が内輪弁座および外輪弁座に対し離着することによりドレンを排出口に排出させるものであって、該排出口の下方部位に膨張室を形成し、該排出口から排出されたドレンが該膨張室に停留され、該膨張室にて該ドレンからフラッシュ蒸気が発生し該フラッシュ蒸気によって上昇した蒸気圧力が前記変圧室に及ぶようにしたことを特徴とするディスク式スチームトラップ。