JP2022089444A - ドレン排出システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転開始時においてドレントラップの排出流量が不十分な場合でもドレンをいち早く排出すること。【解決手段】ドレン排出システム１は、蒸気使用機器Ｓに蒸気が供給される供給管２と、蒸気使用機器Ｓで蒸気の凝縮によって発生したドレンが排出される排出管３と、排出管３に設けられ、ドレンの排出孔を有するドレントラップ４と、排出孔よりも孔径が大きいドレンの多量排出孔３３が設けられた弁室、弁室に収容され、多量排出孔３３を開閉する弁体３１を有する多量排出機構３０とを備える。多量排出機構３０は、供給管２に設けられており、弁室の圧力が所定の閉弁圧力まで上昇すると、変形して弁体３１を開弁状態から閉弁状態に変位させるバネ３４を有する。【選択図】図１

Description

本願は、ドレン排出システムに関するものである。

例えば、特許文献１に開示されているように、ドレンを排出するドレントラップが、蒸気使用機器の下流側に設けられた蒸気システムが知られている。このような蒸気システムの運転開始時には、システム内に残存している低温ドレンに蒸気が混合することによって発生し得るウォーターハンマーを防止する観点から、残存している多量のドレンをドレントラップによっていち早く排出する必要がある。

特開２０１２－１９３８８１号公報

ところで、上述したような蒸気システムでは、システム内に残存するドレンの量が想定以上に多い場合があり、そのため、ドレントラップのドレン排出流量（排出容量）が不十分になる。また、ドレントラップの設置スペースの制限により、ドレントラップのドレン排出流量を増大させることが困難な場合がある。そうすると、蒸気システムの運転開始時にドレンをいち早く排出することが困難になる虞がある。

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転開始時において、ドレントラップの排出流量が不十分な場合でもドレンをいち早く排出することができるドレン排出システムを提供することにある。

本願に開示の技術は、供給管と、排出管と、ドレントラップと、多量排出機構とを備えたドレン排出システムである。前記供給管は、蒸気使用機器に蒸気が供給されるものである。前記排出管は、前記蒸気使用機器で蒸気の凝縮によって発生したドレンが排出されるものである。前記ドレントラップは、前記排出管に設けられ、ドレンの排出孔を有するものである。前記多量排出機構は、前記排出孔よりも孔径が大きいドレンの多量排出孔が設けられた弁室、前記弁室に収容され、前記多量排出孔を開閉する弁体を有するものである。そして、前記多量排出機構は、前記ドレントラップまたは前記ドレントラップよりも上流側の位置に設けられており、前記弁室の圧力が所定の閉弁圧力まで上昇すると、変形して前記弁体を開弁状態から閉弁状態に変位させる変形部材を有している。

本願に開示の技術によれば、運転開始時においてドレントラップの排出流量が不十分な場合でもドレンをいち早く排出することができる。

図１は、実施形態に係るドレン排出システムを示す概略構成図である。 図２は、ストレーナ装置の一状態を示す断面図である。 図３は、ドレンの排出流量に関する総合グラフである。 図４は、ストレーナ装置の一状態を示す断面図である。

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態のドレン排出システム１は、蒸気システムに設けられ、蒸気システム内で発生したドレンを排出するものである。図１に示すように、ドレン排出システム１は、供給管２と、排出管３と、ドレントラップ４と、多量排出機構３０とを備えている。

供給管２は、蒸気使用機器Ｓに蒸気が供給されるものである。具体的に、供給管２は、蒸気使用機器Ｓに接続されており、ボイラー等の蒸気生成部で生成された蒸気を蒸気使用機器Ｓに供給する。蒸気使用機器Ｓでは、供給管２から供給された蒸気が対象物と熱交換することによって、対象物は加熱され、蒸気は凝縮してドレンとなる。

排出管３は、蒸気使用機器Ｓで蒸気の凝縮によって発生したドレンが排出されるものである。排出管３は、蒸気使用機器Ｓに接続されており、蒸気使用機器Ｓからドレンが排出される。ドレントラップ４は、排出管３に設けられている。ドレントラップ４は、ドレンが流入してきた場合にはドレンを排出する一方、蒸気が流入してきた場合には蒸気の流出を阻止する。

ドレントラップ４は、例えば、フロート式のドレントラップである。図示しないが、ドレントラップ４は、弁室（ドレンの貯留室ともいう）が形成されたケーシングを有している。そして、ドレントラップ４は、弁室に設けられたドレンの排出孔と、弁室に収容された弁体としてのフロートとを有している。ドレントラップ４では、弁室におけるドレンの水位が低い場合は、フロートによって排出孔が閉鎖され、蒸気の流出が阻止される。また、弁室におけるドレンの水位が高くなると、フロートが浮上して排出孔が開放され、ドレンが排出孔から排出される。なお、ドレントラップ４は、フロート式以外のドレントラップであってもよい。

ドレン排出システム１は、多量排出機構３０が設けられたストレーナ装置１００をさらに備えている。多量排出機構３０は、ストレーナ装置１００に流入してきたドレンを多量に排出可能となっている。また、ドレン排出システム１は、多量排出機構３０に接続され、ドレンを大気に排出する多量排出管５をさらに備えている。

ストレーナ装置１００は、蒸気システム等に設けられ、流入してきたドレンまたは蒸気の中に含まれる異物を捕捉除去し、異物が除去された後のドレンまたは蒸気を下流側に流出させる。図２に示すように、ストレーナ装置１００は、ケーシング１０と、スクリーン２０と、多量排出機構３０とを備え、供給管２に設けられている。つまり、多量排出機構３０は、ドレントラップ４よりも上流側に位置する供給管２に設けられている。

ケーシング１０には、流体の流路が形成されている。具体的に、流路は、流入路１１、流出路１２、捕捉路１３および排出路１４によって形成されている。流路は、流入してきたドレンを下流側に流出させるための第１流路と、流入してきたドレンをケーシング１０の外部（大気）に排出するための第２流路とを有している。第１流路は、流入路１１、捕捉路１３および流出路１２によって形成されている。第２流路は、流入路１１、捕捉路１３および排出路１４によって形成されている。

流入路１１および流出路１２には、それぞれ供給管２が接続されている。つまり、流入路１１は、供給管２からドレンが流入してくる流路であり、流出路１２は、ドレンが供給管２に流出していく流路である。流入路１１および流出路１２は、互いに同軸に且つ水平に延びる流路である。つまり、流入路１１および流出路１２は、互いに対向しており、水平に延びる共通の軸心Ｘ１を有している。流入路１１および流出路１２の流路径は、互いに同じである。なお、軸心Ｘ１は流路の流路軸であり、後述する軸心Ｘ２も同様である。

捕捉路１３は、流入路１１と流出路１２とに接続され、スクリーン２０が設けられる流路である。つまり、流入路１１と流出路１２とは、捕捉路１３を介して連通している。

より詳しくは、捕捉路１３は、流入路１１から斜め下方に延びており、捕捉路１３の側部が流出路１２に接続されている。つまり、捕捉路１３の軸心Ｘ２は、流出路１２側にいくに従って軸心Ｘ１に対し下方に傾いている。捕捉路１３の一端（流入端）は流入路１１に接続され、捕捉路１３の他端は後述するスクリーンホルダ２１によって閉塞されている。

排出路１４は、捕捉路１３の下方に位置して捕捉路１３と連通している。排出路１４は、本願の請求項に係る多量排出機構３０の弁室に相当する。より詳しくは、排出路１４は、上下方向（即ち、鉛直方向）に延びている。つまり、排出路１４は、流入路１１および流出路１２に対しては垂直となる方向に延びており、捕捉路１３に対しては傾斜する方向に延びている。排出路１４は、一端が捕捉路１３の側部に連通し、他端が多量排出管５を介してケーシング１０の外部（大気）に連通している。

ケーシング１０には、捕捉路１３と排出路１４とを仕切る仕切壁１５が設けられている。仕切壁１５には、捕捉路１３と排出路１４とを連通させる連通孔１６が設けられている。つまり、捕捉路１３の側部と排出路１４の一端とは、連通孔１６を介して連通している。こうして構成された排出路１４には、捕捉路１３からドレンが連通孔１６を通じて流入（流下）する。

スクリーン２０は、ケーシング１０内に設けられ、流入路１１から流出路１２に流れるドレン中の異物を捕捉するフィルタ部材である。具体的に、スクリーン２０は、捕捉路１３に設けられている。スクリーン２０は、捕捉路１３の軸心Ｘ２方向に延びる円筒状に形成され、捕捉路１３と同軸に設けられている。スクリーン２０の一端は、流入路１１に向かって開口しており、スクリーン２０の他端は、捕捉路１３の他端に螺合されたスクリーンホルダ２１によって保持されている。

捕捉路１３は、流入路１１から流入したドレンが、スクリーン２０を通過するように構成されている。つまり、捕捉路１３では、流入路１１からのドレンが、スクリーン２０の内部に流入し、スクリーン２０の内部から周壁を通過する。こうしてドレンがスクリーン２０を通過する際に、ドレン中の異物が捕捉される。スクリーンホルダ２１には、ブロー弁２２が設けられている。ブロー弁２２は、開弁することにより、スクリーン２０に捕捉された異物をドレンの流れによってケーシング１０の外部に排出する。流入路１１、流出路１２および捕捉路１３（スクリーン２０を含む）は、実質、いわゆるＹ型ストレーナを構成している。

多量排出機構３０は、第２流路を開閉するものである。具体的に、多量排出機構３０は、排出路１４から多量排出管５を介してケーシング１０外（大気）にドレンを排出する一方、排出路１４から多量排出管５（ケーシング１０外）への蒸気の流出を阻止する。

多量排出機構３０は、排出路１４（弁室）、弁体３１、弁座３２、バネ３４および邪魔板３５を有している。

排出路１４（弁室）には、後述する多量排出孔３３が設けられている。弁体３１は、円板状（ディスク形）に形成されている。弁体３１は、軸心が上下方向に延びる状態で排出路１４に収容されている。弁体３１は、上下動自在に設けられている。弁体３１は、多量排出孔３３の上方に配置され、上下動することによって多量排出孔３３を開閉する。

ケーシング１０には、排出路１４（弁室）を形成する略円筒状の流路壁が設けられており、流路壁の内周面には、ガイド部１７が設けられている。ガイド部１７は、流路壁の内周面から径方向内方へ突出し、且つ、上下方向に延びている。ガイド部１７は、流路壁の周方向において互いに間隔を置いて複数設けられている。弁体３１は、複数のガイド部１７の内側に設けられており、ガイド部１７に沿って上下動する。

弁座３２は、排出路１４の他端（図２において下側の端部）に設けられている。弁座３２には、弁孔であるドレンの多量排出孔３３が形成されている。つまり、多量排出機構３０は、捕捉路１３でスクリーン２０を通過したドレンが多量排出孔３３から排出されるように構成されている。多量排出孔３３は、排出路１４において上下方向に開口している。多量排出孔３３は、排出路１４と多量排出管５（ケーシング１０外）とを連通させている。多量排出孔３３は、ドレントラップ４における排出孔よりも孔径が大きい。そのため、多量排出機構３０は、ドレントラップ４よりも多量のドレンを排出可能である。

バネ３４は、弁体３１を開弁方向に付勢するものであり、コイルバネにより構成されている。バネ３４は、排出路１４における弁体３１の下方に設けられ、弁体３１を上方へ付勢している。つまり、バネ３４は、弁体３１と弁座３２との間に設けられている。バネ３４は、排出路１４（弁室）の圧力が所定の閉弁圧力まで上昇すると、変形して弁体３１を開弁状態から閉弁状態に変位させる変形部材の一例である。

バネ３４は、一端が弁体３１の下面に接続されて弁体３１を支持している。より詳しくは、バネ３４の一端は、弁体３１の下面に形成された環状の凹部３１ａに嵌め込まれて接続されている。バネ３４の他端は、弁座３２によって支持されている。より詳しくは、バネ３４の他端は、弁座３２の上流側端面における多量排出孔３３の周囲に形成された環状の凹部３２ａに嵌め込まれている。

邪魔板３５は、捕捉路１３から連通孔１６を通じて排出路１４に流下するドレンが弁体３１の上面に当たるのを阻止するものである。邪魔板３５は、排出路１４における弁体３１の上方に設けられている。

邪魔板３５は、略円錐面状に形成された板部材である。邪魔板３５は、円錐面の軸心が上下方向に延びる状態で設けられ、円錐面の頂点が上側に位置する状態で設けられている。邪魔板３５は、円錐面の最大直径が弁体３１の直径と略同じであり、弁体３１と同軸に設けられている。つまり、邪魔板３５は弁体３１の上面を覆うように設けられている。弁体３１は、開弁時にはバネ３４の付勢力によって邪魔板３５に押し付けられている。

邪魔板３５は、自身の上方に位置する仕切壁１５に固定されている。具体的に、邪魔板３５は、円錐面の頂点に相当する部分がねじ３６によって仕切壁１５に固定されている。仕切壁１１ａに対するねじ３６のねじ込み長さを変えることで、邪魔板３５の上下方向の位置が変更される。つまり、邪魔板３５は、開弁時の弁体３１の上限位置を規制する規制部材としても機能する。

そして、多量排出機構３０は、排出路１４（弁室）の圧力が所定の閉弁圧力まで上昇すると、その閉弁圧力によって弁体３１がバネ３４の付勢力に抗して多量排出孔３３を閉鎖するように構成されている。つまり、多量排出機構３０は、排出路１４の圧力に応じて弁体３１が変位（上昇下降）し多量排出孔３３を開閉するように構成されている。閉弁圧力は、弁体３１がバネ３４の付勢力に抗して閉弁するために必要な排出路１４（弁室）の圧力である。

具体的に、多量排出機構３０では、排出路１４の圧力が所定の閉弁圧力Ｐｃよりも低下すると、バネ３４の付勢力によって弁体３１が上昇して弁座３２から離座し、多量排出孔３３が開放される。また、多量排出機構３０では、排出路１４の圧力が所定の閉弁圧力Ｐｃまで上昇すると、閉弁圧力Ｐｃによって弁体３１がバネ３４の付勢力に抗して下降し弁座３２に着座する。これにより、多量排出孔３３が閉鎖される。こうして、多量排出孔３３が開閉されることにより、第２流路が開閉される。

より詳しくは、蒸気システムの運転時には、多量排出孔３３の上流側の圧力は所定値（以下、運転時の圧力Ｐａとも言う）まで上昇する。即ち、多量排出孔３３の上下流において圧力差（上流側である排出路１４の圧力と、下流側である多量排出管５の圧力との差）が生じる。一方、運転開始時（運転立ち上げ時）では、多量排出孔３３の上流側の圧力は直ぐには上昇しないため、多量排出孔３３の上流側の圧力は運転時の圧力Ｐａよりも低い圧力（以下、運転開始時の圧力Ｐｂとも言う）となる。即ち、運転開始時の多量排出孔３３における圧力差は運転時よりも小さくなる。上述した閉弁圧力Ｐｃは、運転時の圧力Ｐａよりも低く、運転開始時の圧力Ｐｂよりも高い値に設定される。

ここに、多量排出孔３３の上流側の圧力は、流入路１１、流出路１２、捕捉路１３および排出路１４（弁室）の圧力とも言え、スクリーン２０を通過したドレンの圧力、即ち排出路１４内のドレンの圧力とも言える。

弁体３１には、運転時の圧力Ｐａおよび運転開始時の圧力Ｐｂによって閉弁方向の力（以下、閉弁力とも言う）が作用する。言い換えれば、多量排出孔３３において圧力差が生じることによって、弁体３１に閉弁力が作用する。なお、当然であるが、弁体３１は、運転開始時の圧力Ｐｂによる閉弁力よりも運転時の圧力Ｐａによる閉弁力が大きい。つまり、多量排出孔３３における圧力差が大きくなるほど、弁体３１の閉弁力は大きくなる。

バネ３４の付勢力は、運転開始時の圧力Ｐｂによる弁体３１の閉弁力よりも大きく設定される一方、閉弁圧力Ｐｃによる弁体３１の閉弁力よりも小さく設定されている。また、当然であるが、バネ３４の付勢力は、運転時の圧力Ｐａによる弁体３１の閉弁力よりも小さく設定されている。そのため、多量排出機構３０は、運転開始時には、排出路１４の圧力が運転開始時の圧力Ｐｂまで低下するので開弁し、その後の運転時には、排出路１４の圧力が運転時の圧力Ｐａまで（閉弁圧力Ｐｃ以上に）上昇するので閉弁する。

多量排出管５は、多量排出機構３０における多量排出孔３３の下流側に接続される一方、大気に開放している。多量排出管５は、多量排出孔３３からのドレンを大気に排出する。多量排出管５は、多量排出機構３０から大気までの配管長さが互いに異なる複数（この例では、３つ）の経路５ａ，５ｂ，５ｃを有している。

具体的に、多量排出管５は、第１経路５ａ、第２経路５ｂおよび第３経路５ｃを有している。この例では、第１経路５ａの配管長さが最も短く、第３経路５ｃの配管長さが最も長い。より詳しくは、多量排出管５は、１つの主管５１と、主管５１から分岐する３つの枝管５２，５３，５４とを有している。つまり、第１経路５ａは主管５１と第１枝管５２とで形成され、第２経路５ｂは主管５１と第２枝管５３とで形成され、第３経路５ｃは主管５１と第３枝管５４とで形成されている。

多量排出管５では、３つの経路５ａ，５ｂ，５ｃが選択切換可能になっている。より詳しくは、３つの枝管５２，５３，５４のそれぞれには、開閉弁５５が設けられている。多量排出管５では、３つの開閉弁５５を開閉することにより、３つの経路５ａ，５ｂ，５ｃの選択切換が行われる。例えば、第１経路５ａをドレンの排出経路として選択したい場合、第１枝管５２の開閉弁５５を開く一方、第２枝管５３および第３枝管５４の開閉弁５５を閉じる。

そして、多量排出機構３０は、多量排出機構３０から大気までの多量排出管５の配管長さに応じて上述した閉弁圧力Ｐｃが変化するように構成されている。具体的に、多量排出機構３０は、３つの経路５ａ，５ｂ，５ｃを選択切換することによって閉弁圧力Ｐｃが変化するように構成されている。

より詳しくは、多量排出管５の配管長さが長くなると、閉弁圧力Ｐｃは大きくなる。つまり、多量排出管５の配管長さが長くなると、多量排出管５における圧力損失が増加するので、多量排出孔３３における圧力差が小さくなる。多量排出孔３３における圧力差が小さくなると、弁体３１の閉弁力が小さくなるので、弁体３１を閉弁させるために必要な閉弁圧力Ｐｃは大きくなる。

また、ドレン排出システム１は、ドレンの排出流量に関する情報として図３に示す総合グラフをさらに備えている。この総合グラフは、ドレントラップ４による排出流量と、多量排出機構３０による排出流量とが視認可能に示されている。

この総合グラフは、３つのグラフ（第１グラフＧ１、第２グラフＧ２および第３グラフＧ３）が一緒に表示されている。第１グラフＧ１は、多量排出管５の配管長さＬと閉弁圧力Ｐｃとの関係を示すグラフである。第２グラフＧ２は、閉弁圧力Ｐｃと多量排出機構３０の排出流量Ｖａとの関係を示すグラフである。第３グラフＧ３は、ドレントラップ４の作動圧力差Ｐｄとドレントラップ４の排出流量Ｖｂとの関係を示すグラフである。ドレントラップ４の作動圧力差Ｐｄは、ドレントラップ４の上下流の圧力差であり、実質、閉弁圧力Ｐｃと同じである。

なお、第１グラフＧ１では、多量排出管５の配管長さＬがゼロの場合、即ち多量排出管５が省略されて多量排出孔３３からドレンが直接大気に排出される場合に対応した閉弁圧力Ｐｃも設定されている。つまり、閉弁圧力Ｐｃとしては、配管長さＬがゼロの場合の閉弁圧力Ｐｃが最小値となる。

〈運転開始時の動作〉
蒸気システムの運転開始時（運転立ち上げ時）における上述したドレン排出システム１の動作について説明する。運転開始時は、多量排出孔３３の上流側の圧力は低い状態となっており、蒸気システムの配管等には低温低圧のドレンが残留している。つまり、捕捉路１３や排出路１４の圧力が運転開始時の圧力Ｐｂまで低下している。

多量排出機構３０では、バネ４４の付勢力が、運転開始時の圧力Ｐｂによる弁体３１の閉弁力よりも大きいため、弁体３１が弁座３２から離座し、多量排出孔３３が開放されている（図２参照）。つまり、多量排出機構３０は開弁している。また、この例では、多量排出管５において、第２経路５ｂがドレンの排出経路として選択されている。つまり、多量排出管５では、第２枝管５３の開閉弁５５が開いている一方、第１枝管５２および第３枝管５４の開閉弁５５が閉じられている。

運転開始時には、蒸気システムの残留ドレンがストレーナ装置１００に流入する。ストレーナ装置１００では、図２に矢印で示すように、流入路１１に流入したドレンが、スクリーン２０を通過した後、連通孔１６を通じて排出路１４に流れ、開放されている多量排出孔３３から多量排出管５（第２経路５ｂ）を介してケーシング１０外（大気）に排出される。こうして、運転開始時には、蒸気システム内に残留している低温ドレンが多量排出機構３０（ストレーナ装置１００）からいち早く外部に排出される。なお、排出路１４に流れたドレンは、隣り合うガイド部１７とガイド部１７との間を流通して多量排出孔３３へ流れる。

ここで、多量排出機構３０による排出流量Ｖａについて説明する。総合グラフの第１グラフＧ１により、多量排出管５（即ち、第２経路５ｂ）の配管長さＬに応じた閉弁圧力Ｐｃが導出される。続いて、第２グラフＧ２により、導出された閉弁圧力Ｐｃに応じた多量排出機構３０の排出流量Ｖａが導出される。こうして、運転開始時の多量排出機構３０による排出流量Ｖａを把握することができる。

また、多量排出機構３０による排出流量Ｖａよりも多量のドレンが流入路１１に流入してくる場合がある。その場合、排出流量Ｖａを超える分のドレンは、流出路１２から供給管２に流出し、蒸気使用機器Ｓおよび排出管３を介してドレントラップ４から排出される。このときのドレントラップ４による排出流量Ｖｂは、総合グラフの第３グラフＧ３により導出される。つまり、第３グラフＧ３において、作動圧力差Ｐｄ（即ち、閉弁圧力Ｐｃ）に応じた排出流量Ｖｂが導出される。こうして、運転開始時のドレントラップ４による排出流量Ｖｂを把握することができる。なお、多量排出機構３０による排出流量Ｖａは、ドレントラップ４による排出流量Ｖａよりも非常に多いことが分かる。このように、運転開始時では、多量排出機構３０による排出流量Ｖａと、ドレントラップ４による排出流量Ｖｂとを合わせた排出流量を一つの総合グラフから把握することができる。

また、排出路１４が、流入路１１から斜め下方に延びる捕捉路１３の下方に位置しているため、流入路１１から捕捉路１３に流入したドレン、即ちスクリーン２０を通過したドレンは、流出路１２よりも排出路１４へ流れ易くなる。そのため、多量排出孔３３からケーシング１０外へのドレンの排出が促進される。

また、排出路１４にはスクリーン２０を通過したドレンが流入するため、ドレン中に含まれる異物に起因して発生し得る多量排出機構３０の作動不良が抑制される。

また、ドレンが捕捉路１３から連通孔１６を通じて排出路１４へ流下する際、ドレンが弁体３１の上面に当たることを邪魔板３５によって阻止することができる。そのため、ドレンが弁体３１の上面に当たることによって発生し得る弁体３１の揺れが防止される。さらに、弁体３１は、バネ３４によって邪魔板３５に押し付けられているため、これによっても、ドレンが当たることに起因する弁体３１の揺れが防止される。

〈運転時の動作〉
蒸気システムの運転時における上述したドレン排出システム１の動作について説明する。運転時は、多量排出孔３３の上流側の圧力は高い状態となり、高温高圧の蒸気がストレーナ装置１００に流入してくる。つまり、捕捉路１３や排出路１４の圧力が運転時の圧力Ｐａまで（閉弁圧力Ｐｃ以上に）上昇する。

多量排出機構３０では、バネ３４の付勢力が、運転時の圧力Ｐａ（閉弁圧力Ｐｃ）による弁体３１の閉弁力よりも小さいため、図４に示すように、運転時の圧力Ｐａによって弁体３１が弁座３２に着座し、多量排出孔３３が閉鎖される。厳密には、閉弁圧力Ｐｃが運転時の圧力Ｐａよりも低く設定されているため、排出路１４の圧力が閉弁圧力Ｐｃまで上昇した時点で、その閉弁圧力Ｐｃによって弁体３１が弁座３２に着座する。つまり、多量排出機構３０は閉弁する。

そのため、ストレーナ装置１００に流入してきた蒸気が、多量排出孔３３から大気に流出することを阻止することができる。ストレーナ装置１００に流入してきた蒸気は、図４に矢印で示すように、流入路１１から捕捉路１３に流入し、流出路１２から供給管２へ流出していく。供給管２に流出した蒸気は、蒸気使用機器Ｓに供給されて凝縮する。蒸気の凝縮によって発生した高温ドレンは、排出管３を介してドレントラップ４に流入し排出される。

このように、運転時には、ストレーナ装置１００に流入した蒸気は、多量排出機構３０から流出することなく、異物が捕捉された後、蒸気使用機器Ｓへ供給される。

蒸気システムの運転が停止すると、多量排出孔３３の上流側の圧力は次第に低下していく。そして、排出路１４の圧力が運転開始時の圧力Ｐｂまで低下すると、弁体３１はバネ３４の付勢力によって上昇し弁座３２から離座する。こうして、多量排出機構３０が開弁することで、排出路１４に溜まっていたドレンが多量排出孔３３から多量排出管５を介してケーシング１０外に排出される。多量排出機構３０は、次回の運転開始時まで開弁状態に維持される。

〈閉弁圧力および排出流量の変更〉
次に、上述した運転開始時の多量排出機構３０による排出流量Ｖａの変更について説明する。例えば、蒸気システムの残留ドレンの量が通常よりも多い場合は、多量排出機構３０による排出流量Ｖａを増大させる必要がある。総合グラフの第２グラフＧ２によれば、多量排出機構３０の排出流量Ｖａを増大させるためには、閉弁圧力Ｐｃを大きくすればよいことが分かる。そして、第１グラフＧ１によれば、閉弁圧力Ｐｃを大きくするためには、多量排出管５の配管長さＬを長くすればよいことが分かる。したがって、この場合、ドレンの排出流路として、第２経路５ｂよりも配管長さＬが長い第３経路５ｃを選択する。つまり、多量排出管５では、第３枝管５４の開閉弁５５が開く一方、第１枝管５２および第２枝管５３の開閉弁５５が閉じられる。

また、蒸気システムの残留ドレンの量が通常よりも少ない場合は、多量排出機構３０による排出流量Ｖａを減少させることができる。総合グラフの第２グラフＧ２によれば、多量排出機構３０の排出流量Ｖａを減少させるためには、閉弁圧力Ｐｃを小さくすればよいことが分かる。そして、第１グラフＧ１によれば、閉弁圧力Ｐｃを小さくするためには、多量排出管５の配管長さＬを短くすればよいことが分かる。したがって、この場合、ドレンの排出流路として、第２経路５ｂよりも配管長さＬが短い第１経路５ａを選択する。つまり、多量排出管５では、第１枝管５２の開閉弁５５が開く一方、第２枝管５３および第３枝管５４の開閉弁５５が閉じられる。

このように、ドレン排出システム１では、多量排出管５の配管長さＬを変更することによって閉弁圧力Ｐｃを変更することができる。そして、閉弁圧力Ｐｃを変更することによって、多量排出機構３０による排出流量Ｖａを変更することができる。しかも、配管長さＬ、閉弁圧力Ｐｃおよび排出流量Ｖａ，Ｖｂの互いの相関を示した一つの総合グラフを用いるため、これら排出流量Ｖａ等の変更作業が容易となる。

以上のように、ドレン排出システム１は、蒸気使用機器Ｓに蒸気が供給される供給管２と、蒸気使用機器Ｓで蒸気の凝縮によって発生したドレンが排出される排出管３と、排出管３に設けられ、ドレンの排出孔を有するドレントラップ４と、前記排出孔よりも孔径が大きいドレンの多量排出孔３３が設けられた排出路１４（弁室）、排出路１４に収容され、多量排出孔３３を開閉する弁体３１を有する多量排出機構３０とを備える。多量排出機構３０は、ドレントラップ４よりも上流側の位置に設けられており、排出路１４の圧力が所定の閉弁圧力Ｐｃまで上昇すると、変形して弁体３１を開弁状態から閉弁状態に変位させるバネ３４（変形部材）を有している。

上記の構成によれば、多量排出機構３０は、ドレントラップ４の排出孔よりも孔径が大きい多量排出孔３３を有するので、ドレントラップ４よりも多量のドレンを排出することができる。そして、多量排出機構３０では、排出路１４の圧力が閉弁圧力Ｐｃよりも低くなる運転開始時には開弁させ、排出路１４の圧力が閉弁圧力Ｐｃ以上に上昇する運転時には閉弁させることができる。そのため、運転開始時において、ドレントラップ４による排出流量が不十分な場合でも、蒸気システム内に残留している多量の低温ドレンをいち早く排出することができる。

また、ドレン排出システム１は、多量排出機構３０に接続され、多量排出機構３０からドレンを大気に排出する多量排出管５をさらに備えている。そして、多量排出機構３０は、多量排出機構３０から大気までの多量排出管５の配管長さＬに応じて所定の閉弁圧力Ｐｃが変化するように構成されている。

上記の構成によれば、多量排出管５の配管長さＬを変更することにより、閉弁圧力Ｐｃを変更することができる。具体的には、多量排出管５の配管長さＬが長くなるほど、閉弁圧力Ｐｃは大きくなる。そして、閉弁圧力Ｐｃが大きくなると、多量排出機構３０によるドレンの排出流量Ｖａは増大する（図３参照）。このように、多量排出管５の配管長さＬを変更することによって、多量排出機構３０による排出流量Ｖａを変更することができる。

さらに、多量排出管５は、配管長さＬが互いに異なる選択切換可能な複数（３つ）の経路５ａ，５ｂ，５ｃを有している。多量排出機構３０は、複数（３つ）の経路５ａ，５ｂ，５ｃを選択切換することによって所定の閉弁圧力Ｐｃが変化するように構成されている。

上記の構成によれば、複数（３つ）の経路５ａ，５ｂ，５ｃを選択切換することによって閉弁圧力Ｐｃが変化するので、閉弁圧力Ｐｃひいては多量排出機構３０による排出流量Ｖａを簡易に変更することができる。

また、多量排出機構３０は、供給管２に設けられている。即ち、多量排出機構３０は、蒸気使用機器Ｓよりも上流側の位置に設けられている。

上記の構成によれば、多量排出機構３０を蒸気使用機器Ｓよりも下流側の位置（例えば、排出管３）に設ける場合と比べて、運転開始時に残留ドレンが蒸気使用機器Ｓに滞留することを抑制することができる。そのため、運転時に移行した際、蒸気使用機器Ｓへの蒸気の供給を十分に行うことができるので、蒸気使用機器Ｓにおける熱交換量の低下を抑制することができる。

また、ドレン排出システム１は、閉弁圧力Ｐｃと多量排出管５の配管長さＬとの関係を示す第１グラフＧ１、閉弁圧力Ｐｃと多量排出機構３０の排出流量Ｖａとの関係を示す第２グラフＧ２、ドレントラップ４の作動圧力差Ｐｄ（上下流の圧力差）とドレントラップ４の排出流量Ｖｂとの関係を示す第３グラフＧ３が一緒に表示された総合グラフをさらに備えている。

上記の構成によれば、第１グラフＧ１により、多量排出管５の配管長さＬに応じた閉弁圧力Ｐｃが導出され、第２グラフＧ２により、閉弁圧力Ｐｃに応じた排出流量Ｖａが導出される。こうして、運転開始時の多量排出機構３０による排出流量Ｖａを把握することができる。さらに、第３グラフＧ３により、作動圧力差Ｐｄ（即ち、閉弁圧力Ｐｃ）に応じた排出流量Ｖｂが導出される。こうして、運転開始時のドレントラップ４による排出流量Ｖｂを把握することができる。したがって、運転開始時におけるドレン排出システム１の排出流量（多量排出機構３０による排出流量Ｖａとドレントラップ４による排出流量Ｖｂとを合わせた排出流量）を一つの総合グラフから容易に把握（確認）することができる。

また、ドレン排出システム１は、流体の流入路１１および流出路１２が形成されたケーシング１０、ケーシング１０内に設けられ、流入路１１から流出路１２に流れる流体中の異物を捕捉するスクリーン２０を有し、供給管２に設けられるストレーナ装置１００をさらに備えている。そして、多量排出機構３０は、ストレーナ装置１００に設けられ、スクリーン２０を通過したドレンが多量排出孔３３から排出されるように構成されている。

上記の構成によれば、例えば、蒸気使用機器Ｓに供給される蒸気中の異物をスクリーン２０で除去することができる。また、運転開始時では、スクリーン２０を通過したドレンを多量排出孔３３から排出させるため、ドレン中に含まれる異物に起因して発生し得る多量排出機構３０の作動不良を抑制することができる。

また、多量排出機構３０において、変形部材は、弁体３１を開弁方向に付勢するバネ３４である。そして、多量排出機構３０は、排出路１４（弁室）の圧力が所定の閉弁圧力Ｐｃまで上昇すると、閉弁圧力Ｐｃによって弁体３１がバネ３４の付勢力に抗して多量排出孔３３を閉鎖するように構成されている。

上記の構成によれば、簡易な構成で、運転開始時には多量排出機構３０を開弁さ、運転時には多量排出機構３０を閉弁させることができる。

（その他の実施形態）
本願に開示の技術は、上記実施形態において以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態では、多量排出機構３０を供給管２に設けるようにしたが、これに限らず、多量排出機構３０をドレントラップ４よりも上流側の排出管３に設けるようにしてもよいし、ドレントラップ４に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、多量排出機構３０を供給管２にストレーナ装置１００を介して設けるようにしたが、供給管２に直接設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、多量排出機構３０をストレーナ装置１００に設けるようにしたが、減圧弁や気液分離器等に設けるようにしてもよい。

また、多量排出管５は省略するようにしてもよい。

また、多量排出管５における経路の数は、1つまたは３つ以外の複数であってもよい。

また、上記実施形態では、多量排出管５における３つの経路５ａ，５ｂ，５ｃのうち、１つの経路を排出流路として選択したが、２つまたは全ての経路を選択するようにしてもよい。その場合、第１グラフＧ１における配管長さＬは、選択した経路の配管長さを合算した長さとなる。

また、バネ３４を弁体３１の下方に設けたが、弁体の上方に設けるようにしてもよい。その場合、バネは、弁体を開弁方向（上方）に付勢する引っ張りバネとして構成される。

また、上記実施形態において、弁体３１は、円板状（ディスク形）以外の形式のものを設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、変形部材としてバネ３４を用いたが、例えば、バイメタル等の温度応動部材を用いるようにしてもよい。その場合、温度応動部材は、温度が上述した閉弁圧力Ｐｃに相当する温度まで上昇すると、変形して弁体３１を開弁状態から閉弁状態に変位させる。

本願に開示の技術は、ドレン排出システムについて有用である。

１ ドレン排出システム
２ 供給管
３ 排出管
４ ドレントラップ
５ 多量排出管
５ａ 第１経路
５ｂ 第２経路
５ｃ 第３経路
１０ ケーシング
１１ 流入路
１２ 流出路
１４ 排出路（弁室）
２０ スクリーン
３０ 多量排出機構
３１ 弁体
３３ 多量排出孔
３４ バネ（変形部材）
Ｐｃ 閉弁圧力
Ｌ 配管長さ
Ｖａ 排出流量
Ｖｂ 排出流量
Ｇ１ 第１グラフ（総合グラフ）
Ｇ２ 第２グラフ（総合グラフ）
Ｇ３ 第３グラフ（総合グラフ）
１００ ストレーナ装置

Claims (7)

1. 蒸気使用機器に蒸気が供給される供給管と、
   前記蒸気使用機器で蒸気の凝縮によって発生したドレンが排出される排出管と、
   前記排出管に設けられ、ドレンの排出孔を有するドレントラップと、
   前記排出孔よりも孔径が大きいドレンの多量排出孔が設けられた弁室、前記弁室に収容され、前記多量排出孔を開閉する弁体を有する多量排出機構とを備え、
   前記多量排出機構は、前記ドレントラップまたは前記ドレントラップよりも上流側の位置に設けられており、前記弁室の圧力が所定の閉弁圧力まで上昇すると、変形して前記弁体を開弁状態から閉弁状態に変位させる変形部材を有している
   ことを特徴とするドレン排出システム。
2. 請求項１に記載のドレン排出システムにおいて、
   前記多量排出機構に接続され、前記多量排出機構からドレンを大気に排出する多量排出管をさらに備え、
   前記多量排出機構は、前記多量排出機構から大気までの前記多量排出管の配管長さに応じて前記所定の閉弁圧力が変化するように構成されている
   ことを特徴とするドレン排出システム。
3. 請求項２に記載のドレン排出システムにおいて、
   前記多量排出管は、前記配管長さが互いに異なる選択切換可能な複数の経路を有し、
   前記多量排出機構は、前記複数の経路を選択切換することによって前記所定の閉弁圧力が変化するように構成されている
   ことを特徴とするドレン排出システム。
4. 請求項１乃至３に記載のドレン排出システムにおいて、
   前記多量排出機構は、前記供給管に設けられている
   ことを特徴とするドレン排出システム。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のドレン排出システムにおいて、
   前記閉弁圧力と前記配管長さとの関係を示すグラフ、前記閉弁圧力と前記多量排出機構の排出流量との関係を示すグラフ、前記ドレントラップの上下流の圧力差と前記ドレントラップの排出流量との関係を示すグラフが同時に視認可能な総合グラフをさらに備えている
   ことを特徴とするドレン排出システム。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のドレン排出システムにおいて、
   流体の流入路および流出路が形成されたケーシング、前記ケーシング内に設けられ、前記流入路から前記流出路に流れる流体中の異物を捕捉するスクリーンを有し、前記供給管に設けられるストレーナ装置をさらに備え、
   前記多量排出機構は、前記ストレーナ装置に設けられ、前記スクリーンを通過したドレンが前記多量排出孔から排出されるように構成されている
   ことを特徴とするドレン排出システム。
7. 請求項１に記載のドレン排出システムにおいて、
   前記変形部材は、前記弁体を開弁方向に付勢するバネであり、
   前記多量排出機構は、前記弁室の圧力が前記所定の閉弁圧力まで上昇すると、前記閉弁圧力によって前記弁体が前記バネの付勢力に抗して前記多量排出孔を閉鎖するように構成されている
   ことを特徴とするドレン排出システム。

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