JP4388311B2 - フロート式スチームトラップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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）のみを排出するフロート式スチームトラップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のフロート式スチームトラップとして、例えば図３に示すような構成のものが知られている。図３において、フロート式スチームトラップ３０は、トラップケーシング３１と、このトラップケーシング３１の側方を覆う側壁カバー３２とで筐体が構成されている。この筐体の内部には流入口３３から流入する蒸気および復水を含む高温、高圧の１次側流体の復水Ｆを溜めるトラップ室３４が形成され、前記側壁カバー３２におけるトラップ室３４の下部に当たる位置に排水孔３５付の弁座部材３６が設けられている。また、前記弁座部材３６の近傍に設けられた支軸（ピン軸）３７回りに基端部が回動自在に取り付けられ、かつ先端部にボール型のフロート３８が装着されたレバー３９と、前記弁座部材３６の先端の弁座面に対し離着座自在かつ転動自在に設けられ、前記排水孔３５を開閉する弁体として球弁子５０とを備えている。
【０００３】
また、前記側壁カバー３２の上方側には感熱弁４０が設けられている。この感熱弁４０の感熱素子４１は、ダイヤフラム４１ａで仕切られた上側内部に封入された熱膨張体４２を１次側流体からの受熱によって膨張させて、弁体４３を、導出孔４４を有する弁座部材４５上に着座させることで閉弁し、１次側流体の温度が水蒸気の飽和温度よりも若干低い場合に、前記弁体４３を前記弁座部材４５上から離座させることで開弁するようになっており、主に配管に蒸気を通し始める初期にトラップ室３４内が水蒸気飽和温度よりも低温のときに、同室３４内に存在する空気をトラップ室３４から排出する役割を果たしている。
【０００４】
前記構成にかかるフロート式スチームトラップ３０によれば、閉弁状態で１次側の流入口３３からトラップ室３４内へ蒸気および復水Ｆを含んだ高温，高圧の１次側流体が流入してきて、前記トラップ室３４内の復水Ｆの水位が上がって一定レベル以上に達すると、フロート３８の浮力によって支軸３７を支点として前記レバー３９が上方へ回動し、レバー３９の基端側の球弁子５０が弁座部材３６から離座して開弁が行われる。この開弁により、前記トラップ室３４内の復水Ｆは排水孔３５を経て２次側の流出口４６へ排出される。
【０００５】
一方、前記トラップ室３４内の復水Ｆの水位が下がって一定レベル以下になると、フロート３８の重力で支軸３７を支点として前記レバー３９が下方へ回動し、レバー３９の基端側の球弁子５０が弁座部材３６に着座して閉弁が行われる。このように、前記構成によるフロート式スチームトラップ３０によれば、トラップ室３４内の復水Ｆの水位が一定レベル以上に上がればフロート３８の浮力によって自動的に開弁し、水位が一定レベル以下に下がれば自動的に閉弁するので、開閉動作の信頼性が高い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のフロート式スチームトラップ３０において、流入口３３からトラップ室３４内に流入する１次側流体に含まれた復水の流入量が比較的少ない場合には、特に目立った問題はないものの、前記トラップ室３４内に流入する１次側流体の復水量が多い場合や、断続的に流入する場合には、次のような不具合が発生する。
【０００７】
すなわち、開弁時に、前記トラップ室３４内に流入する１次側流体中の復水の流入量が多いか、または復水が断続的に流入する場合には、図３に示すように、トラップ室３４内に溜まっている復水Ｆの水面上に流入口３３から復水Ｆが流入落下する際に気相Ｖ中の気体（蒸気）を巻き込んで落下し、巻き込んだ気体は復水中で独立した気泡Ｃとなる。この気泡Ｃは、前記球弁子５０の上方や側方から排出孔３５に入り込んで、前記復水とともに排水孔３５を経て２次側の流出口４６へそのまま排出されてしまい、蒸気が外部に漏洩する。
【０００８】
前記トラップ室３４内に流入する１次側流体の復水量がさらに多い場合、流入した復水によって、気相Ｖと液相（復水Ｆ）との境界面から排水孔３５にまで達する竜巻状の渦となった気相部分Ｔが形成される。この竜巻現象の結果、気相Ｖから多量の気体（蒸気）が排出孔３５を通って２次側の流出口４６へ排出される。このような種々の不具合の発生は、蒸気の多大な損失となる。
【０００９】
本発明は、以上の不具合に鑑みてなされたもので、トラップ室内の復水の排出時における気泡の巻き込みや蒸気の取り込み現象を極力回避して蒸気の漏洩を抑制できるフロート式スチームトラップを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明の一構成に係るフロート式スチームトラップは、蒸気および復水を含んだ１次側流体が流入するトラップ室と、前記トラップ室内の下部に開口し復水を２次側へ排出する排出孔と、前記トラップ室内で支軸回りに回動自在に設けたレバーに装着されたフロートと、前記レバーに支持されて前記排出孔を開閉する弁体と、前記弁体を覆うようにレバーに設けられて開弁時に上方から混入された復水中の気体が前記排出孔に侵入するのを抑制するガード体とを備え、前記ガード体は、開弁時に前記排出孔の上方、両側方の上部、および前方の上部にそれぞれ位置する複数のガード片からなり、前記弁体は球体からなり、前記レバーは、先端部に前記フロートが取り付けられたレバー本体と、このレバー本体の基端部に取り付けられて前記弁体を保持する弁ホルダとを有し、前記レバー本体に、開弁時に前記排出孔の上方および両側方の上部に位置する前記ガード片が、前記弁ホルダに、開弁時に前記排出孔の前方の上部に位置する前記ガード片が、それぞれ設けられている。
【００１１】
前記フロート式スチームトラップによれば、蒸気および復水を含んだ１次側流体がトラップ室内に流入し、前記トラップ室内の復水の量が一定レベル以上の水位となったとき、前記フロートの浮力作用によって前記レバーは支軸を支点として上方へ回動する。これにより、排出孔を閉じていた弁体は開弁し、前記トラップ室内の復水は排出孔を経由して２次側の流出口へ排出される。このとき、トラップ室内の復水面上に復水が落下流入する際、トラップ室上部空間の気相部分にある蒸気（気体）が気泡として巻き込まれたり、復水中に竜巻状の渦流となって侵入しようとしても、前記ガード体により、復水中の気体が前記排出孔に侵入するのを阻止するから、蒸気が排出孔から排出されるおそれがない。このように、排出孔への気体の巻き込み漏洩が極力低減される結果、復水のみを排出孔より２次側の流出口へ排出させることができる。したがって、このフロート式スチームトラップを用いることで、蒸気損失を極力低減することができる。
【００１２】
また、前記ガード体が、開弁時に前記排出孔の上方、両側方の上部および前方の上部にそれぞれ位置する複数のガード片からなるので、開弁時に、前記排出孔からの復水の排出にあたって、復水に混入された気体は上方から排出孔に侵入しようとするが、排出孔の上方、両側方の上部および前方の上部に位置する、つまり、排出孔よりも上方に位置する複数のガイド片により、その侵入が阻止され、復水のみが直接、排出孔に入り込んで排出される。この場合、前記気泡は復水よりも密度が小さい（軽い）ので、前記弁体の下方まで回り込んで排出孔に侵入することは殆どなく、弁体の上方、つまり排出孔の上方から排出孔に達しようとする。また、気体（蒸気）を巻き込みながら形成される竜巻状の渦も、上方から排出孔に達しようとする。したがって、排出孔の上方、両側方の上部および前方の上部位置にのみ設けたガイド片によって、排出孔から蒸気が漏洩するのを効果的に防止できる。
【００１４】
また、前記弁体は球体からなり、前記レバーは、先端部に前記フロートが取り付けられたレバー本体と、このレバー本体の基端部に取り付けられて前記弁体を保持する弁ホルダとを有し、前記レバー本体に、開弁時に前記排出孔の上方および両側方の上部に位置する前記ガード片が、前記弁ホルダに、開弁時に前記排出孔の前方の上部に位置する前記ガード片が、それぞれ設けられており、ガード体を構成する複数のガード片のうち、開弁時に前記排出孔の上方および両側方の上部に位置する前記ガード片をレバー本体側に、また開弁時に前記排出孔の前方の上部に位置する前記ガード片をレバー本体の基端部に取り付けられて前記弁体を保持する弁ホルダ側にそれぞれ分割して設けているので、これらレバー本体と弁ホルダとを所定部位にてスポット溶接等によって組み付けることにより、前記ガード体を容易に製造することができ、生産性の向上およびコストダウンを図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るフロート式スチームトラップを図１および図２にしたがって説明する。
【００１７】
図１に示すように、フロート式スチームトラップ１は、トラップケーシング２とその側壁カバー３とで筐体が構成され、これら２，３により囲まれた内部にトラップ室４が形成されている。前記ケーシング２の上部には蒸気および復水を含んだ高温の１次側流体を図示しない１次側通路からトラップ室４内へ流入させる流入口５が形成され、この流入口５から流入した復水Ｆが前記トラップ室４内に溜まるようになっている。なお、図面中、トラップ室４の下部は流入した復水Ｆが溜まった液相、上部は蒸気や空気などの気体の気相Ｖである。
【００１８】
前記側壁カバー３には、これに設けたねじ孔２３に弁座部材６の雄ねじ部６ａをねじ込むことにより、弁座部材６が取り付けられている。この弁座部材６は、トラップ室４内の復水Ｆを２次側の流出口１１へ排出させる排出孔７を備えている。この弁座６には、ブラケット１５を介して支軸（ピン軸）８が取り付けられ、この支軸８回りに回動自在にレバー９が設けられ、このレバー９の先端部に、例えばボール型のフロート１０が装着されている。
【００１９】
前記レバー９の基端には、前記排出孔７を開閉する弁体１２が支持されており、この弁体１２は、トラップ室４内の復水Ｆの水位レベルに応じて上下方へ回動する前記フロート１０の動きに追従し、かつ支軸８を支点として支軸８回りに回動するレバー９の動作により、前記排出孔７を開閉できるように構成されている。ここで前記弁体１２としては、その開閉動作を考慮すると、前記弁座６に離着座自在かつ自転自在に設けられ、弁開度を大きくとれる球体であることがより望ましい。なお、この球体の弁体１２は、いうまでもなくその径が少なくとも前記排出孔７の内径よりも大きいものとし、コイルスプリング１９によって前記排出孔７方向に向けて弾性力が付加されている。
【００２０】
前記のように構成される弁体１２の構造において、この弁体１２は、前記したようにレバー９に支持されているが、本発明では特に開弁時に上方から混入された気泡Ｃが前記排出孔７に侵入するのを阻止するガード体１３で覆われている。このガード体１３はレバー９に設けられており、図面上理解しやすくするために網目ハッチングで表示している。
【００２１】
一方、前記側壁カバー３の上方側には、図３に示した従来例と同様に、感熱素子４１を有する感熱弁４０が設けられている。
【００２２】
つぎに、前記ガード体１３の構造を説明する。図２に示すように、前記レバー９は、板材を曲げ加工したもので、先端部に前記フロート１０が取り付けられたレバー本体９ａと、このレバー本体９ａの基端部に取り付けられて前記弁体１２を保持する弁ホルダ９ｂとを有している。前記レバー本体９ａに、開弁時に、つまり図１の実線で示す姿勢のときに、前記排出孔７の上方および両側方の上部に位置する図２のガード片１３ａ，１３ｂが一体形成され、前記弁ホルダ９ｂに、開弁時に前記排出孔７の前方の上部、つまり、排出孔７の上流側の上部（図１の右上方部）に位置するガード片１３ｃが一体形成されている。前記ガード片１３ａ〜１３ｃはいずれも網掛け部分で示してあり、これらは従来のレバー本体および弁ホルダ構造には存在しない特徴的な付加部分である。また、弁ホルダ９ｂの側部に起立して設けられた１対の耳部９２も、排気孔７の両側方の上部に位置するガード片として機能する。
【００２３】
レバー本体９ａと弁ホルダ９ｂの組み付けにあたっては、前記レバー本体９ａの基端部の左右２ヵ所Ｓ１，Ｓ２が、それぞれ弁ホルダ９ｂの取付部９１の対応する２ヵ所Ｓ３、Ｓ４に対してそれぞれスポット溶接されて組み付けされる。
【００２４】
さらに、弁ホルダ９ｂの前記耳部９２にはピン孔９３，９３が設けられており、他方、前記ブラケット１５の挟持部１６の左右両側には、軸支持部１７が形成されており、これら軸支持部１７にピン孔１８，１８が形成されている。前記弁ホルダ９ｂの９２の外側にブラケット１５の軸支持部１７を重ねて、ピン孔９３，１８を同一軸心上に位置するように芯合わせし、ピン孔９３，１８に支軸８を挿通する。ブラケット１５は、その挟持部１６に設けた弁座孔１９に図１の弁座部材６が挿通される。ブラケット１５は、図２のボルト挿通孔２０にボルト２１を挿通して、図１の側壁カバー３のねじ孔（図示せず）にねじ込むことにより、側壁カバー３に固定される。
【００２５】
前記ガード体１３は前述のようにガード片１３ａ，１３ｂおよび１３ｃをレバー９に折曲げ加工で一体形成できるので、容易かつ安価に得ることができる。しかも、図１に示すように、ガード片１３ａ〜１３ｃは、排出孔７の上方、両側方の上方および前方の上部をガードするだけであるから、トラップ室４内の復水は開弁時、排出孔７の前方（図１の右方）、下方および側方から円滑に排出孔７に入り込んで排出される。復水中の密度の小さい気体は、前記弁体１２の下方部分に回り込みにくいので、排出孔７への侵入がガード片１３ａ〜１３ｃによって効果的に阻止される。
【００２６】
上記構成において、トラップ室４内の復水量が少ないときには、フロート１０が二点鎖線で示すほぼ水平状態に位置して排出孔を閉弁する。流入口５からトラップ室４内に蒸気および復水Ｆを含んだ１次側流体が入り込んで、前記トラップ室４内の復水Ｆが増加して一定水位に達すると、実線で示すように、前記フロート１０が浮力により上昇し、レバー９が上方へ回動することで開弁状態となり、トラップ室４内の復水Ｆは、排出孔７に入り込んで２次側の流出口１１へ排出される。このとき、前記トラップ室４内へ流入する１次側流体の流入量、特に復水の流入量が多い場合、気相Ｖから気体（蒸気）を巻き込んで気泡Ｃとなって復水中に混入したり、竜巻現象によって気体が復水Ｆの内部へ深く侵入することがある。これに対し、排出孔７の上方、両側方の上部および前方の上部は複数のガード片１３ａ〜１３ｃよりなるガード体１３で覆われているから、前記排出孔７への気体の侵入が阻止される。したがって、復水Ｆのみを排出孔７から、２次側の流出口１１から排出させることができるので、蒸気損失を低減させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明のフロート式スチームトラップによれば、トラップ室内に流入して溜まっている復水中に気体が侵入しても、ガード体によって排出孔に侵入するのを阻止されるので、蒸気損失がきわめて少ない優れたトラップ性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフロート式スチームトラップを示す縦断面図である。
【図２】同実施形態のフロート式スチームトラップにおけるレバー本体と弁ホルダの分解斜視図である。
【図３】従来のフロート式スチームトラップを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…フロート式スチームトラップ、２…トラップケーシング、３…側壁カバー、４…トラップ室、５…流入口、６…弁座、７…排出孔、８…支軸、９…レバー、９ａ…レバー本体、９ｂ…弁ホルダ、１０…フロート、１１…流出口、１２…弁体、１３…ガード体、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…ガード片、Ｃ…気泡、Ｆ…液相（復水）、Ｖ…気相

Claims (1)

1. 蒸気および復水Ｆを含んだ１次側流体が流入するトラップ室４と、
   前記トラップ室４内の下部に開口し復水Ｆを２次側へ排出する排出孔７と、
   前記トラップ室４内で支軸回りに回動自在に設けたレバー９に装着されたフロート１０と、
   前記レバー９に支持されて前記排出孔７を開閉する弁体１２と、
   前記弁体１２を覆うようにレバー９に設けられて開弁時に上方から混入された復水Ｆ中の気体が前記排出孔７に侵入するのを抑制するガード体１３と、
   を備え、
   前記ガード体１３は、開弁時に前記排出孔７の上方、両側方の上部、および前方の上部にそれぞれ位置する複数のガード片１３ａ〜ｃからなり、
   前記弁体１２は球体からなり、前記レバー９は、先端部に前記フロート１０が取り付けられたレバー本体９ａと、このレバー本体９ａの基端部に取り付けられて前記弁体１２を保持する弁ホルダ９ｂとを有し、前記レバー本体９ａに、開弁時に前記排出孔７の上方および両側方の上部に位置する前記ガード片１３ａ，１３ｂが、前記弁ホルダ９ｂに、開弁時に前記排出孔７の前方の上部に位置する前記ガード片１３ｃが、それぞれ設けられているフロート式スチームトラップ。

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