JP2018123843A - 蒸気トラップ - Google Patents

Abstract

【課題】エロージョン・コロージョンによるケーシングの減肉を防止する蒸気トラップを提供する。【解決手段】ドレンをケーシング２内の弁室３から流出させる弁孔１２を開閉する弁体１３と、弁室３内が所定温度以下のとき、弁室３から空気および／またはドレンを含む排出流体を流出させる感熱弁７と、感熱弁７を通った排出流体が流入する流入室１４と、流入室１４から排出流体を流出させる流出路９と、流入室１４内に配置されて流入室１４の少なくとも周面と底面を覆う保護部材２１とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、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）のみを排出する蒸気トラップに関する。

従来、この種の蒸気トラップとして、フロート式蒸気トラップがある（特許文献１）。このフロート式蒸気トラップは、ケーシングで形成されたトラップ室内にボール型のフロートからなる弁体を有し、ケーシング内の復水の液面が上昇したとき、弁体が浮上して弁孔を開放し、ドレンを排出する。

他方、ケーシング内の上方側には感熱弁が設けられており、ケーシング内の温度が水蒸気の飽和温度よりも若干低い場合に開弁して、主に配管に蒸気を通し始める初期段階にトラップ室内が水蒸気飽和温度よりも低温のときに、トラップ室内に存在する空気および／またはドレンをトラップ室から排出するようになっている。

特開２００５−３０２４号公報

ところが、前記フロート式蒸気トラップでは、感熱弁が開弁したとき、一次側と二次側の圧力差によって高温高圧の排出流体が感熱弁を通って高速で流れ出るため、ケーシングにおける出口直後の前記排出流体との衝突部で、機械的な摩耗と電気化学的な腐食の相互作用（エロージョン・コロージョン）によって減肉が進行しやすい。このような減肉現象は、ケーシングが、合金成分の含有量が少なく表面に酸化被膜を形成しにくい材料（例えば鋳鉄製）で形成されているためと考えられる。

本発明の目的は、エロージョン・コロージョンによる蒸気トラップの筐体を構成する部材の減肉を防止する蒸気トラップを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る蒸気トラップは、ドレンをケーシング内の弁室から流出させる弁孔を開閉する弁体と、前記弁室内が所定温度以下のとき、前記弁室から空気および／またはドレンを含む排出流体を流出させる感熱弁と、前記感熱弁を通った排出流体が流入する流入室と、前記流入室から排出流体を流出させる流出路と、前記流入室内に配置されて流入室の少なくとも周面と底面を覆う保護部材とを備えている。

この構成によれば、蒸気トラップの稼働時、蒸気を配管に通し始める初期段階に弁室内が所定温度以下（蒸気飽和温度よりも低温）のとき、感熱弁の開弁により、弁室内の空気および／またはドレン（復水）を含んだ排出流体（一次側流体）が流出して流入室に流入し、流出路から排出される。このとき、流入室内の少なくとも周面と底面は保護部材で覆われているから、流入室内に流入した排出流体がケーシングの周面と底面に直接に接触することがなく、エロージョン・コロージョンによるケーシングの減肉を防止できる。

本発明において、前記流入室は、前記ケーシングに設けた凹所により形成され、前記凹所の開口が着脱自在なプラグにより閉止されており、前記保護部材は周壁と底壁を有するカップ状であってもよい。この構成によれば、保護部材が周壁と底壁を有するカップ状という簡単な構造であるから、凹所の上方から嵌め込むだけで凹所に容易に組込みでき、かつ凹所の開口も着脱自在なプラグにより閉止しているので、保護部材が凹所内から離脱することなく確実に取り付けることができる。

本発明において、前記ケーシングは鋳鉄製であり、前記保護部材はステンレス製であってもよい。この場合、保護部材がステンレス製であるので、プレス加工により容易に得られ、しかもその材質の特性上、エロージョン・コロージョン作用に対する耐久性があるので、鋳鉄製のケーシングを減肉させることなく保護できる。

本発明において、前記感熱弁は、流出孔を有する弁座部材と前記弁室内に位置して前記流出孔の入口を開閉する弁体とを有し、前記弁座部材が前記ケーシングを貫通して前記流入室に突出しており、その突出部がナット止めによりケーシングに固定された構造とすることができる。この構造によれば、ナットを緩めるだけで弁座部材が取り外せるから、感熱弁の点検や交換が容易となる。

弁体と弁座部材とナットとを有する構造において、前記保護部材がカップ形状であり、周壁に前記流出路に連通する連通孔を有し、底壁に、前記弁座部材を貫通させる貫通孔と、流入室の底面に設けた位置決め凹部に係合する係合爪とを有するのが好ましい。このような構成にすると、保護部材の取り付けにあたって、保護部材の底面の貫通孔を弁座部材に貫通させ、係合爪を流入室の底面に設けた位置決め凹部に係合させるという簡単な作業で保護部材をその周方向に位置決めし、かつ回り止めできて、周壁に設けた連通孔と流出路とが連通するよう、保護部材を流入室内に誤差なく配置できる。

本発明によれば、感熱弁の開弁により、弁室内の排出流体が流入室に流入し、流出路から排出される。このとき、流入室内の少なくとも周面と底面は保護部材で覆われているから、流入室内に流入した排出流体がケーシングの周面と底面に直接、接触することがなく、エロージョン・コロージョンによるケーシングの減肉を防止できる。

本発明の一実施形態にかかる蒸気トラップの縦断面図である。 同蒸気トラップの斜視図である。 図２のIII―III線に沿った要部の断面図である。 同蒸気トラップのプラグを外した要部の平面図である。 （ａ）〜（ｆ）は保護部材の六面図である。 同保護部材を上方から見た斜視図である。 同保護部材を下方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１に示すように、本発明の一実施形態にかかる蒸気トラップ１は、上ケース２ａと下ケース２ｂとをガスケット２ｃを介して組み合わせたケーシング２を有する。図２に示すように、上ケース２ａと下ケース２ｂはボルトＢＴによって分解可能に結合されている。図１に示すケーシング２の内部に弁室（トラップ室）３が形成され、この弁室３内に上部に設けた流入口５から弁室３内に流入される蒸気および／またはドレンを含む排出流体が溜められるようになっている。前記ケーシング２は鋳鉄製である。

この蒸気トラップにおいて、一次側配管（図示せず）からの蒸気および／またはドレンを含む一次側排出流体が流入路８から、矢印Ａで示すように流入し、周壁が細かい網目２４ａとなった筒状のストレーナ２４を経て流入口５から弁室３内に流入される。このストレーナ２４でごみのような不純物が除去される。ケーシング２の下部位置には、弁室３内に流入して溜まったドレンＦを排出する排水弁６が、またケーシング２の上部位置には、主に初期段階で弁室３内が飽和温度よりも低温のとき、空気、水蒸気および／またはドレンを含む排出流体を弁室３外へ排出するための排出弁である感熱弁７がそれぞれ配設されている。排水弁６および感熱弁７の開弁により排出された排出流体は、二次側の流出路９から矢印Ｂで示すように、図示しない二次側通路に導出される。

排水弁６は、ケーシング２の下部位置に設けられた排水孔１０付きの弁座部材１１と、この弁座部材１１に対して、離間および着座することにより、排水孔１０の先端の弁孔１２を開閉するボール型のフロート（弁体）１３とを有している。弁座部材１１はその外周の雄ねじ部１１ａが下ケース２ｂにねじ込まれることでケーシング２に取り付けられている。このフロート１３は前記弁座部材１１から延びたフロート支持部１５で支持されている。フロート１は浮力のみで上下動するフリー状態にある。

一方、感熱弁７は、ケーシング２の上部位置に設けられ、流出孔１６を有する弁座部材１７と、この弁座部材１７に支持されて弁室３内に位置する感熱素子１８とを有する。この感熱素子１８は、そのケース１８ａの内部にダイヤフラム１８ｂによって熱膨張体１８ｃを封入し、ダイヤフラム１８ｂに、図３に明示された弁体１８ｄを取り付けた公知の構造である。図１に示す弁室３内の一次側流体からの受熱によって熱膨張体１８ｃを膨張させてダイヤフラム１８ｂを変形させ、弁室３内に開口する流出孔１６の入口の弁孔１６ａを閉止（閉弁）する。前記一次側流体が水蒸気の飽和温度よりも若干低温である場合、弁体１８ｄが弁孔１６ａから離間することで開弁する。前記弁座部材１７は上ケース２ａに設けた挿通孔２７に挿通されて、その基端がケーシング２の貫通孔３２を貫通して流入室１４に突出しており、その突出部１７ａにナット１９が螺合されて上ケース２ａに固定されている。

前記流入室１４は上ケース２ａの上部に設けられた凹所２０の開口をプラグ２３で閉止することで形成されている。プラグ２３はその下部の外周に設けた雄ねじ２３ａを上ケース２ａのねじ孔にねじ込むことで、ケーシング２に対して着脱自在となっている。プラグ２３の頂部は六角ナットと同様な六角形となっている。流入室１４内には、流入室１４の少なくとも周面と底面を覆う保護部材２１が配置されている。この保護部材２１は周壁２１ａと底壁２１ｂを有するカップ形状であり、ステンレス製である。その周壁２１ａに流出路９に連通する連通孔３１が形成されている。底壁２１ｂには、弁座部材１７の基端である突出部１７ａを貫通させる貫通孔３２と係合爪３３とが形成されている。前記凹所２０の開口は着脱自在なプラグ２３により閉止されている。

この保護部材２１は前述したようにステンレス製であるので、容易に機械加工できる。図示しないが、この保護部材２１は周壁２１ａと底壁２１ｂに加え、上壁が設けられたものであってもよく、その場合、連通孔３１と貫通孔３２のみが開口した閉鎖容器状となる。なお、前記プラグ２３は通常、ステンレス製であるから、保護部材２１に上壁がなくても、プラグ２３がエロージョン・コロージョンに対して耐久性がある。

図５（ａ）〜（ｆ）は保護部材２１の六面図を示し、図６は同保護部材２１を上方から見た斜視図、図７は同保護部材２１を下方から見た斜視図である。

図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、保護部材２１はその周壁２１ａに流出路９に連通する連通孔３１が形成され、底壁２１ｂに弁座部材１７（図１）の突出部１７ａを貫通させる貫通孔３２が形成されている。この場合、貫通孔３２は弁座部材１７の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法に設定されている。さらに、図６および図７に示すように、この保護部材２１の底壁２１ｂにおける貫通孔３２の周縁部に、貫通孔３２の直径方向に沿って対向する一対の係合爪３３が設けられている。これらの係合爪３３は、図４に示すケーシング２の流入室１４の底面の位置決め凹部２２に係合して、保護部材２１が流入室１４内で周方向の所定位置に配置されるようになっている。図４は、図３の弁座部材１７およびプラグ２３を除去した状態で上ケース２ａ単体の要部を示す平面図である。

上記構成において、図１に示すように、蒸気を含む一次側排出流体が弁室３内に流入し始める初期段階に弁室３内が所定温度以下（蒸気飽和温度よりも低温）のとき、感熱弁７の開弁により、弁室３内の空気および／またはドレン（復水）を含んだ排出流体（一次側流体）が流出して流入室１４に流入し、流出路９から排出される。その後、弁室３にドレンＦが溜まっていくと、弁座部材１１に対して着座状態にあって弁孔１２を閉弁していた弁体１３は、ドレンＦによる浮力で上方に浮き上がり、弁孔１２から離間して開弁し、この弁孔１２から排出流体のドレンＦが流出路９に排出される。このとき、流入室１４内の少なくとも周面と底面は保護部材２１で覆われているから、流入室１４内に流入した排出流体が流入室１４の周面と底面に直接に接触することがなく、エロージョン・コロージョンによるケーシング２の減肉を防止できる。

また、図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、保護部材２１は周壁２１ａと底壁２１ｂを有するカップ状という簡単な構造であるから、図１のケーシング２に設けた凹所２０へのセットが上方からの嵌め込みだけで簡単に行える。また、凹所２０の開口も着脱自在なプラグ２３により閉止されているので、保護部材２１が凹所２０から離脱するのを防止できる。

また、保護部材２１をステンレス製としたので、保護部材２１の加工が容易であり、しかも材質の特性上、エロージョン・コロージョン作用に対する耐久性があるので、鋳鉄製のケーシング２を減肉させることなく保護できる。

図１に示すように、感熱弁７の弁座部材１７が前記ケーシング２を貫通して流入室１４に突出しており、その突出部１７ａがナット１９によりケーシング２に固定されているから、ナット１９を緩めるだけで弁座部材１７を取り外せるので、感熱弁７の点検や交換が容易となる。

さらに、保護部材２１の取り付けにあたって、保護部材２１の底面の貫通孔３２を弁座部材１７に貫通させ、係合爪３３を流入室１４の底面に設けた位置決め凹部２２に係合させるという簡単な作業で保護部材２１を回り止めできて、周壁２１ａに設けた連通孔３１と流出路９が連通するよう、周方向に誤差なく位置決めできる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。

１…蒸気トラップ
２…ケーシング
３…弁室
５…流入口
６…排水弁
７…感熱弁
１１…弁座部材
１２…弁孔
１３…フロート（弁体）
１４…流入室
１６…流出孔
１６ａ…弁孔
１７…弁座部材
１８…感熱素子
１９…ナット
２０…凹所
２１…保護部材
２１ａ…周壁
２１ｂ…底壁
２３…プラグ
３１…連通孔
３２…貫通孔
３３…係合爪

Claims (5)

1. ドレンをケーシング内の弁室から流出させる弁孔を開閉する弁体と、
   前記弁室内が所定温度以下のとき、前記弁室から空気および／またはドレンを含む排出流体を流出させる感熱弁と、
   前記感熱弁を通った排出流体が流入する流入室と、
   前記流入室から排出流体を流出させる流出路と、
   前記流入室内に配置されて流入室の少なくとも周面と底面を覆う保護部材とを備えている蒸気トラップ。
2. 請求項１に記載の蒸気トラップにおいて、前記流入室は、前記ケーシングに設けた凹所により形成され、前記凹所の開口が着脱自在なプラグにより閉止されており、前記保護部材は周壁と底壁を有するカップ状である蒸気トラップ。
3. 請求項１または２に記載の蒸気トラップにおいて、前記ケーシングは鋳鉄製であり、前記保護部材はステンレス製である蒸気トラップ。
4. 請求項１から３に記載の蒸気トラップにおいて、前記感熱弁は、流出孔を有する弁座部材と前記弁室内に位置して前記流出孔の入口を開閉する弁体とを有し、前記弁座部材が前記ケーシングを貫通して前記流入室に突出しており、その突出部がナット止めによりケーシングに固定されている蒸気トラップ。
5. 請求項４に記載の蒸気トラップにおいて、前記保護部材はカップ形状であり、周壁に前記流出路に連通する連通孔を有し、底壁に前記弁座部材を貫通させる貫通孔と、流入室の底面に設けた位置決め凹部に係合する係合爪とを有する蒸気トラップ。

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