JP2928899B2 - フロ―ト弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は気体と液体の比重差を利
用して、開放又は密閉のフロ―トで弁手段を駆動し、気
液混合系から一方の流体を選択的且つ自動的に排出する
フロ―ト弁の構造に関する。フロ―ト弁とは、蒸気配管
系に発生する復水を自動的に排出するスチ―ムトラッ
プ、圧縮空気配管系に発生する凝縮水を自動的に排出す
るエア―トラップ等である。

【０００２】通常フロート弁においては、排出できる流
体量は弁孔面積の大きさにより決まる。この弁孔面積の
大きさと、弁孔前後の圧力差によって、フロート弁が作
動するために必要なフロートの浮力、即ち、開弁力が決
められる。浮力が同一のフロートを用いると、弁孔前後
の差圧が小さい場合は大きな弁孔面積を開弁することが
できるが、差圧が大きく且つ弁孔面積が大きい場合には
開弁できなくなる問題がある。このように、フロート弁
の弁孔即ち弁座部材は、弁孔前後の差圧に応じて取り替
え交換しなければならなかった。

【０００３】

【従来の技術】従来のフロ―ト弁の一例としては例えば
特開平５−４４８９４号公報に示されたものがある。こ
れは、弁室内にフロ―トを自由状態で配置し、フロ―ト
の外表面に対向して弁座部材を配置したものにおいて、
弁座部材を球形に形成し、そこに開口面積の異なる複数
の弁口を開けたもので、フロ―ト弁の使用圧力が低圧か
ら高圧へと変化するに従って球形弁座部材を外部から操
作し回転して開口面積を小さくすることによって、同一
のフロ―トでも低圧から高圧まで使用できるようにした
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記フロート弁におい
ては、弁口前後の差圧が低圧から高圧までの使用に対し
て、開口面積の異なる複数の弁口を形成した球形弁座部
材を必要とすると共に、この球形弁座部材を外部から回
転操作するための部材も必要となり、構造が複雑になる
問題があった。

【０００５】従って本発明の技術的課題は、簡単な構造
で低圧から高圧まで同一のフロ―トを用いても開閉作動
するフロ―ト弁を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、入口と出口を有する弁
ケ―シング内に弁室を形成し、弁室から出口へ連通する
連通孔を開けた弁座部材を弁ケ―シングに取り付け、該
連通孔内に摺動自在に筒状弁体を配置し、該筒状弁体に
貫通孔を形成し、該貫通孔の一方を弁室内に開口し、他
方を出口側弁ケ―シングに形成した孔部に開口して、筒
状弁体の弁室内部分に直接にまたは間接的にフロ―トを
取り付けると共に、筒状弁体の筒状側部であって、フロ
―トの下降時には弁座部材の連通孔内に位置しフロ―ト
が上昇すると出口と連通する位置に、上記貫通孔と連通
する弁孔を設け、且つ上記貫通孔内に旋回翼を取り付け
たものである。

【０００７】

【作用】上記の技術的手段の作用は下記の通りである。
弁室内に液体が滞留していない場合、フロ―トは下降し
ている。フロ―トの下降時には筒状弁体に設けた弁孔は
弁座部材の連通孔内に位置することにより、連通孔部で
弁孔が閉じられ、弁室内と出口とは遮断されることとな
り、弁室内のスチ―ムやエア―等の気体の排出は防止さ
れる。入口から弁室内へ液体が流入してくるとフロ―ト
はその浮力により上昇する。フロ―トの上昇と共に筒状
弁体も上昇して、筒状弁体に設けた弁孔は出口と連通す
る。従って弁室内の液体は、筒状弁体の弁室内に開口し
た貫通孔から弁孔を経て出口へ排出される。

【０００８】筒状弁体に貫通孔を設けてその一方を弁室
内に開口すると共に、他方を出口側弁ケーシングに形成
した孔部に開口したことにより、筒状弁体内は出口側に
おいても弁室内圧力が作用することとなり、筒状弁体に
は弁室内圧力と出口側の圧力差に相当する差圧が生じる
ことがない。差圧が生じないことにより、従来技術で説
明したように、弁口前後の差圧に応じて開口できる弁口
面積の大きさが制限されることが無くなり、従って、弁
口前後の差圧が低圧から高圧まで同一のフロートを用い
て開閉作動を行なうことができる。

【０００９】筒状弁体の貫通孔内に旋回翼を取り付けた
ことにより、フロ―トが上昇して液体が貫通孔内を通過
して排出される場合に、液体が旋回しその反作用として
筒状弁体も旋回する。筒状弁体が旋回することにより、
液体排出時にその液体の運動エネルギにより筒状弁体に
作用する偏荷重は、絶えずその方向が変化することとな
って筒状弁体の傾きが防止され、筒状弁体の滑らかな上
下動が維持される。

【００１０】

【実施例】上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説
明する（図１参照）。本実施例においてはフロ―ト弁と
してスチ―ムトラップの例を説明する。入口１と出口２
を同軸上に配置した上本体３と、弁室４を形成する下本
体５とでフロ―ト弁としてのスチ―ムトラップを構成す
る。上本体３には、入口１と弁室４を連通する孔６を設
けると共に、その中央部にガスケット２３を介して弁座
部材７をねじ結合する。弁座部材７の中心部に弁室４と
出口２とを連通する連通孔８を開け、その連通孔８内に
摺動自在に長尺の筒状弁体９を配置する。従って連通孔
８の内径は筒状弁体９の外径よりも僅かに大きなものと
する。

【００１１】筒状弁体９の内部には貫通孔１０を形成し
て、一方を弁室４内に下端の孔１４を介して開口し、他
方を上本体３に設けた孔部１７に上端の孔１８を介して
開口する。貫通孔１０内に通過流体を旋回する複数の旋
回翼１１，１２を取り付ける。筒状弁体９の弁室４内部
に中空の球形フロ―ト１５を溶接により取り付ける。弁
室４の底部に筒状弁体９の下端を受ける保持板１６を下
本体５に溶接により取り付ける。保持板１６と筒状弁体
９の下端は溶接することなく、保持板１６上に戴置す
る。

【００１２】上本体３の孔部１７も筒状弁体９が摺動で
きるように、その内径を筒状弁体９の外径より僅かに大
きなものとする。図１に示すようにフロ―ト１５が下降
している場合に、弁座部材７の連通孔８部に位置する所
に、複数の弁孔１９，２０を設ける。弁孔１９，２０は
貫通孔１０と連通すると共に、フロ―ト１５が上昇する
と出口２と連通する位置に設ける。弁孔１９，２０の大
きさや形状や数は、フロ―ト弁の排出流量特性に応じて
適宜、円形や矩形や扇形等を選定することができる。

【００１３】弁室４内の出口２側部に、バイメタルやベ
ロ―ズや形状記憶合金等で形成した温度応動素子３０を
取り付け、その端部に取り付けた弁３１で、弁室４と出
口２を連通する孔３２を開閉する。温度応動素子３０は
弁室４内が低温の場合に収縮して孔３２を開口し、所定
の高温になると膨脹して孔３２を閉口することができる
ものである。温度応動素子３０は、筒状弁体９と連通孔
８との間の隙間が所定量ある場合は必ずしも必要なもの
ではない。

【００１４】次に作用を説明する。スチ―ムトラップは
図示しない蒸気使用装置に入口１を接続して、蒸気使用
装置で発生した復水のみを自動的に排出するものであ
り、図１に示すように弁室４内に復水が流入せずフロ―
ト１５が下降している場合は、筒状弁体９は保持板１６
上に位置し、弁孔１９，２０は弁座部材７の連通孔８内
に位置する。連通孔８の内径と筒状弁体９の外径との隙
間が充分に小さい場合は、弁孔１９，２０は連通孔８に
よりほぼ遮断されることとなり、スチ―ムを出口２へ排
出することはない。

【００１５】蒸気使用装置の使用開始時においては、装
置内の低温のエア―も弁室４内に流入してくるが、温度
応動素子３０が開口することにより孔３２を介して低温
エア―は出口２へ排出される。

【００１６】入口１から弁室４内に復水が流入してくる
と、弁室４内の液位が上昇し、フロ―ト１５もその浮力
により上昇する。フロ―ト１５の上昇と共に筒状弁体９
も上昇し、弁孔１９，２０が出口２と連通する位置へ至
ると、弁室４内の復水は孔１４と貫通孔１０と弁孔１
９，２０とを経て出口２へ排出される。貫通孔１０内を
復水が流下すると旋回翼１１，１２により復水は旋回
し、その反作用として筒状弁体９も旋回する。筒状弁体
９が旋回することにより、復水の排出に伴う筒状弁体９
の傾きが防止され、滑らかな上下動が維持される。復水
が排出されて弁室４内の液位が低下するとフロ―ト１５
も下降して弁孔１９，２０が遮断されて復水の排出は停
止する。復水の流入量に応じてこの作動を繰り返す。

【００１７】上本体３の孔部１７は、孔１８と貫通孔１
０と孔１４とを介して弁室４と連通しており、孔部１７
内の圧力は弁室４内の圧力と等しいものとなる。従っ
て、筒状弁体９が上下動する場合に、弁室４内圧力と出
口２圧力との圧力差に相当する差圧が作用することがな
くなり、弁室４内圧力すなわち入口１側の圧力が低圧か
ら高圧までどのような圧力であっても、ほぼ一定のフロ
―ト浮力により弁孔１９，２０を開閉することが可能と
なる。

【００１８】筒状弁体９の外径と連通孔８の内径との隙
間を大きくすれば、この隙間を介してスチ―ムは出口２
へ排出され漏洩することとなるが、温度応動素子３０を
取り付けることなく、蒸気使用装置の使用開始時の低温
エア―をこの隙間から排出することができる。

【００１９】本実施例においては、フロ―ト１５を筒状
弁体９に直接に取り付けた例を示したが、フロ―トをレ
バ―フロ―ト構造として、レバ―のフロ―トとは反対側
部に筒状弁体９を連結することもできる。また本実施例
においては、筒状弁体９の摺動部には何も取り付けない
例を示したが、Ｏリング等の摺動リングを取り付けて、
気体の漏洩を少なくすることもできる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は下記の特有の効果を生じる。筒
状弁体とフロートだけによる簡単な構造で、従来技術の
ように、開口面積の異なる複数の弁口を形成した球形弁
座部材を必要としたり、あるいは、この球形弁座部材を
外部から回転操作するための部材を必要としたりするこ
とがなく、弁口前後の差圧が低圧から高圧まで同一のフ
ロートを用いてフロート弁を開閉弁作動させることがで
きる。

【００２１】旋回翼を取り付けたことにより、筒状弁体
の傾きが防止され、弁体の上下動が滑らかなものとなる
ことによって必要なフロ―トの浮力は小さなもので良
く、従って小さな形状のフロ―トを用いることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフロ―ト弁の実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 入口 ２ 出口 ４ 弁室 ７ 弁座部材 ８ 連通孔 ９ 筒状弁体 １０ 貫通孔 １１，１２ 旋回翼 １５ フロ―ト １７ 孔部 １９，２０ 弁孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口と出口を有する弁ケ―シング内に弁
   室を形成し、弁室から出口へ連通する連通孔を開けた弁
   座部材を弁ケ―シングに取り付け、該連通孔内に摺動自
   在に筒状弁体を配置し、該筒状弁体に貫通孔を形成し、
   該貫通孔の一方を弁室内に開口し、他方を出口側弁ケ―
   シングに形成した孔部に開口して、筒状弁体の弁室内部
   分に直接にまたは間接的にフロ―トを取り付けると共
   に、筒状弁体の筒状側部であって、フロ―トの下降時に
   は弁座部材の連通孔内に位置しフロ―トが上昇すると出
   口と連通する位置に、上記貫通孔と連通する弁孔を設
   け、且つ上記貫通孔内に旋回翼を取り付けたことを特徴
   とするフロ―ト弁。