JP4806136B2 - 蒸気トラップ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば蒸気加熱器のような蒸気使用機器の熱交換器または圧縮空気配管系などから流出する蒸気を漏れないようにトラップして、復水(ドレン)のみを自動的に排出する蒸気トラップ関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の蒸気トラップとしては、弁室と復水の出口とを連通する排出通路に開閉弁機構を配置して、弁室内に設けたフロートによって前記開閉弁機構を駆動する構成となったものが知られている(例えば、特公昭52−45930号公報参照)。この蒸気トラップでは、支点回りに回動するレバーの自由端に連結されたフロートが、弁室内に溜まる復水から浮力を受けて弁室内の復水の液位に応じて浮上または降下することにより、前記支点から離れた所定位置に設けられた開閉弁機構が、フロートが上限位置まで浮上したときに弁口を開放し、且つ下限位置まで降下したときに弁口を閉止するよう作動される。すなわち、弁室内の復水が増大した場合には、弁口が開放されて復水のみが排出通路を介して弁室の外部に排出され、その排出によって復水が所定液位に減少すると、弁口が閉止されて蒸気が外部に漏れ出るのを防止する。
【0003】
前記フロートを備えた蒸気トラップでは、開閉弁機構が閉弁状態時に、その弁体に所定の閉止力が作用している。すなわち、弁体に対し弁室側の流体圧力である1次側圧力をP1 、排出通路側の外部圧力である二次側圧力をP2 、弁口の開口面積である受圧面積をAvとしたとき、弁体に加わる閉止力Fは、F=Av(P1 −P2 )で表される。また、レバーの支点からフロートの中心までのアーム長をL1 、支点から弁体の作用点までの距離をL2 、フロートが弁室内の復水から受ける浮力をFgとしたとき、閉弁状態ではL1 ×Fg≦F×L2 の関係式が成立する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記蒸気トラップでは、前記式で示したように、開閉弁機構が閉止時に弁体に加わる閉止力Fが弁口の開口面積である受圧面積Avに比例する。そのため、導入する流体の圧力が高いなどの理由によって復水の排出容量を大きくするためには、弁口を大口径に設定する必要があるが、それに伴って閉止力Fも大きくなるので、この大きな閉止力Fに抗して開弁させるためには、長いレバーを用いてアーム長L1 を大きく設定するか、径の大きなフロートを用いて浮力Fgを大きく設定する必要がある。しかしながら、長いレバーを介して回動するフロートまたは径の大きなフロートは、所要の角度範囲内で回動させるときの円弧運動の移動距離が大きくなるので、このフロートを収容する弁室の容積を大きく設定する必要があり、蒸気トラップが大型化する。また、内部に弁室を形成するケーシングは、この種の蒸気トラップの材料コスト中に占める割合が他部品に比較して大きいので、ケーシングの大型化は相当なコスト高を招くことになる。
【0005】
そこで、復水の排出流量を大容量化しながらも小さな開弁力で弁体を操作できるようにして、フロートの外径および回動角度を共に小さくすることを可能とした大容量用蒸気トラップが提案されている(特開昭55−123096号公報参照)。この大容量用蒸気トラップは、2つの弁口が互いに向かい合った配置で弁室に開口しており、2つの弁口に対応して2つの通孔が設けられた円筒状弁体が、両端を軸受で支持された弁軸に固定され、フロートがレバーを介して弁軸に固定されて、フロートの上下動によって弁軸を回転させる構成になっている。したがって、この蒸気トラップでは、弁体の移動(回転)方向と流体圧力の作用方向とが直交するので、弁体に大きな閉止力が作用しないから、弁口を大きく設定しても、小さな開弁力で弁体を駆動でき、フロートを大きくする必要がない。
【0006】
しかしながら、前記蒸気トラップでは、比較的形状の大きな円筒状弁体を、放射状に配した複数本の細いアームを介して弁軸に固定し、この弁軸をフロートによって回転させるので、両端を弁体の外側で支持されている弁軸の支持が不安定になり易く、経年劣化が比較的早期に発生する可能性が高い。しかも、弁口を有して弁座として機能する部材は、その弁口が形成された箇所のみを円筒状弁体の外周面に対し摺接させる構成になっているので、シール面積が小さいためにシール不良も発生し易く、蒸気漏れが発生するおそれがある。また、弁軸の両端は、円筒状弁体の外側において軸受を介し軸受台で支持しなければならないので、構造が横方向に大型化する。
【0007】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、復水の排出流量を大きく設定した場合においても、小型で、かつ、部品点数の少ない簡単な構造にしてコストダウンを達成でき、長期にわたり安定した作動を確保できる蒸気トラップを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る蒸気トラップは、入口と出口を有する弁室内に、フロートと、フロートに連結部を介して連結された弁軸部を回動自在に支持する支軸体とが設けられ、前記支軸体に、前記出口に連通する連通路が形成され、前記弁軸部に、前記フロートが前記弁室内の復水の浮力により上方へ所定角度回動したときに前記弁室内と前記連通路とを連通させる開口が形成され、前記支軸体は、その中央部分が前記弁室を形成するケーシングに固定され、前記弁軸部は前記支軸体の中央部分の両側で支軸体の外周に嵌合された一対の筒状部を有し、前記筒状部に前記開口が形成されている。
【0009】
この蒸気トラップでは、弁体として機能するフロートの弁軸部が、弁座として機能する支軸体の外周に回動自在に支持されているので、比較的大径の弁軸部を、ケーシングに固定の支軸体によって安定に支持でき、長期にわたり安定した作動を確保できる。また、フロートの弁軸部と支軸体とにより弁機構が構成されているから、弁体が弁座に着座して閉弁状態となる一般的な弁機構とは異なり、弁体の移動(回転)方向と流体圧力の作用方向とが直交するので、弁室側の流体圧力である1次側圧力と出口側の外部圧力である二次側圧力との圧力差が閉弁時の閉止力として直接的に作用しない。すなわち、この蒸気トラップにおける閉弁時の閉止力は、弁軸部と支軸体間の摩擦力と前記圧力差の僅かな一部との和となり、一般的な弁機構に比較して格段に小さいものとなる。
【0010】
したがって、復水の排出流量を大きくするために支軸体の連通路を大きな開口面積に設定しても、閉弁時の閉止力は殆ど増大せず、また、フロートの回動支点に弁機構が設けられていることから、回動支点から弁体の作用点までの距離はゼロに近い値となるので、小さな操作力で弁軸部を回動させて開弁状態とすることができる。そのため、回動支点からフロート中心までのアーム長およびフロートに作用する復水による浮力のいずれか一方または両方を小さく設定することができるので、小さなフロートを小さな回動半径で回動させることが可能となって弁室の容積を小さくすることができ、蒸気トラップ全体を小型化できる。しかも、弁機構はフロートの弁軸部と支軸体とからなる簡素化された構成であるから、部品点数および組立工数が共に少なくなり、小型化と相まって相当のコストダウンを達成できる。
【0011】
本発明の好ましい実施形態では、前記連通路が、前記支軸体の中心部に形成された中心孔と、前記支軸体の周壁に設けられて前記中心孔に連通したノズル孔とを有し、前記開口が前記弁軸部の周方向に離間して複数設けられている。この構成によれば、閉弁時には弁室内と支軸体の連通路内との間の圧力差によって弁軸部が支軸体に対して径方向の一方側に押し付けられるから、弁軸部と支軸体との間の他方側には僅かな隙間が生じる。したがって、周方向に離間して複数設けられた開口のうちの少なくとも1つは前記隙間に連通または近接した配置となるので、その開口から弁室内の1次側圧力が隙間に導入される。これにより、弁軸部の支軸体に対する押し付け力が隙間に導入された1次側圧力によって軽減され、それに伴い前記摩擦力も低減するので、閉弁時の閉止力は一層小さくなる。
【0012】
また、弁軸部の開口は支軸体の周方向に180°対向して一対設ければ、1次側圧力が相対向する両側から弁軸部と支軸体との間に導入されて、弁軸部と支軸体との間の摩擦力を効果的に低減できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明には含まれないが本発明の基礎となる構造を示す参考例と、本発明の好ましい実施形態とについて、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1参考例に係る蒸気トラップを示す縦断面図、図2はその平面断面図である。これらの図において、外装体を構成するケーシング1は、一端(図の右端)が開口したケーシング本体2のフランジ部3に、隔壁部材4を介在して蓋板部7がボルト8とナット9で結合されている。このケーシング1の内部には、ケーシング本体2と隔壁部材4とで囲まれて蒸気をトラップする弁室10が形成されており、隔壁部材4と蓋板部7との間に復水の導出通路11が形成されている。なお、ケーシング本体2のフランジ部3と隔壁部材4との間および隔壁部材4と蓋板部7との各間にはシール部材18が介在されている。
【0017】
前記ケーシング1には、入口12を形成する入口側接続部材13が弁室10に臨む配置で装着されているとともに、出口14を形成する出口側接続部材17が導出通路11に臨む配置で装着されている。入口側接続部材13には入口側配管が接続されて、熱交換器などから流出する蒸気を含んだ高温・高圧の1次側流体Sが、入口側配管を経て入口12から弁室10内に導入される。出口側接続部材17には出口側配管が接続され、出口14から、復水を含んだ低温・低圧の二次側流体Dが、出口側配管を経て排出される。
【0018】
弁室10内には、球形中空のフロート19が、これの弁軸部20が支軸体21に回動自在に支持されて、支軸体21を支点に回動可能に収容されている。図4は、弁軸部20とを支軸体21とを一部切断して示した拡大左側面図である。支軸体21は、一端の取付部22から円柱状のシャフト部23が一体に延設された形状を有しており、取付部22が2個の固定ねじ24によって隔壁部材4(図1)に固定されている。支軸体21の内部には連通路27が形成されており、この連通路27は、取付部22からシャフト部23の中心部に沿って形成され先端が閉塞された中心孔28と、中心孔28に連通して支軸体21の周方向に180°対向した配置で周壁に形成された一対のノズル孔29と、中心孔28の基端箇所に連通して取付部22に形成された排出孔30とからなる。図2に示すように、支軸体21の排出孔30は、隔壁部材4に貫通して設けた導出孔31に合致している。
【0019】
一方、フロート19の弁軸部20は、支軸体21のシャフト部23の外周に回転自在に嵌め込まれた両端開口の円筒体になっており、支軸体21の一対のノズル孔29に対向する周方向で180°対向した箇所に、ノズル孔29の径よりも大きな径の円形孔からなる一対の開口32が穿設されている。また、弁軸部20は、一対の鍔部33が両端開口縁部から外方に一体に突設されており、一方の鍔部33が支軸体21の取付部22に当接され、かつ他方の鍔部33に支軸体21のシャフト部23に取り付けられた抜け止めリング34が当接されて、シャフト部23に抜け止め状態で回転自在に取り付けられている。この弁軸部20は、断面コ字形状の連結部材37を介してフロート19に取り付けられている。
【0020】
図3(a),(b)は、前記蒸気トラップの閉弁状態および開弁状態における弁軸部20と支軸体21を示す拡大縦断端面図である。支軸体21の一対のノズル孔28は、共に水平方向を向いた配置でシャフト部23の周方向に180°対向して設けられている。また、図4に示すように、支軸体21のシャフト部23の外周面には、ノズル孔29が設けられたランド部38の軸方向両側に、周方向に沿って延びる2つの環状溝39が、互いに軸方向に離間して形成されており、このランド部38と2つの環状溝39とによりラビリンスシール部LAが形成されている。一方、フロート19の弁軸部20の一対の開口32は、ノズル孔29に対向した位置で、軸方向両端側の各一部が環状溝39に臨むような内径を有する形状とされている。
【0021】
つぎに、前記第1参考例の作用について詳述する。図1の弁室10には、高温の蒸気を含んだ1次側流体Sが入口12から弁室10内に流入し、この1次側流体Sに混入した復水が弁室10内に溜まる。この復水が設定水位以下である場合には、フロート19が、図1に実線で示すように、弁室10の底面に当接した下限位置に保持される。このとき、図3(a)に示すように、支軸体21の一対のノズル孔29は、弁軸部20で閉塞された閉弁状態となり、図1に示す1次側流体Sに含まれる高温の蒸気が弁室10内にトラップされる。
【0022】
弁室10内に溜まった復水が設定水位を越えると、この復水から浮力を受けてフロート19が支軸体21を支点として上方に回動し、フロート19と一体的に回動される弁軸部20の開口32がノズル孔28に重合すると、開弁状態となって復水を含んだ低温の流体が開口32、ノズル孔29、中心孔28、排出孔31および導出通路11を通って出口14から排出される。このとき、開口32は復水に浸っていて、復水の上方空間には連通しないから、この上方空間に存在する蒸気は排出されない。浮上するフロート19の上限位置は、図1に2点鎖線で示すように、フロート19が弁室10の天面に当接した位置であり、このときに、図3(b)に示すように、弁軸部20の開口32が支軸体21のノズル孔29に完全に重合されて全開状態となる。この参考例の全閉状態から全開状態までのフロート19の回動角度θは約60°である。弁室10内の復水が排出によって減少すると、フロート19が自重で下降し、やがて図3(a)に示す全閉状態となり、以後、同様の動作を繰り返す。
【0023】
この蒸気トラップでは、支軸体21の外周に嵌合された比較的大径の弁軸部20を、フロート19で回転させるので、弁体として機能する弁軸部20を長期にわたり円滑に回転する安定状態に支持できる。また、フロート19の弁軸部20が、隔壁部材4を介してケーシング1に支持された支軸体21の外周に直接嵌合されているので、従来例における弁体の軸方向以外方の軸受が不要になって構成の大型化を招くことがないとともに、弁軸部20と支軸体21との間に良好なシール性を得ることができる。
【0024】
また、前記蒸気トラップの弁機構は、支軸体21を弁座とし、フロート19の弁軸部20を弁体とし、支軸体21のノズル孔29を弁口として構成されており、弁軸部20が支軸体21回りに回動して開閉する。そのため、弁口となるノズル孔29の開口面積はそのまま閉弁時の受圧面積とはならず、弁室10側の1次側圧力と出口14側の二次側圧力との圧力差も、圧力差が生じる方向と弁機構の作動方向(回転方向)とが直交していることから、閉弁時の閉止力として直接的に作用しない。すなわち、この蒸気トラップにおける閉弁時の閉止力は、弁軸部20と支軸体21との摩擦力と前記圧力差のうちの僅かな一部との和となり、既存の弁機構を備えたものに比較して相当に小さくなる。しかも、この参考例の蒸気トラップでは、以下に説明するように、前記摩擦力の一層の低減化が図られているので、閉止力が格段に小さくなる。
【0025】
すなわち、閉弁時の前記摩擦力は、弁軸部20に作用する支軸体21への押し付け力に関連して増減し、押し付け力は、主として、弁軸部20の自重と、弁室10内の1次側流体による1次側圧力と出口14側の2次側圧力との圧力差となる。また、弁軸部20が固定部材である支軸体21に対し一方側(この例では下方側)へ押し付けられるので、図3に示すように、弁軸部20と支軸体21との間の下方側に隙間Gが生じる。なお、前記隙間Gは、判り易いように誇張して図示しており、この図示形態は以後の図においても同様である。
【0026】
一方、一対のノズル孔29は水平方向に沿った配置で支軸体21に形成されており、閉弁時には、図3(a)に明示するように、弁軸部20の一対の開口32が、ノズル孔29に対しそれぞれ60°の回動角度だけ変位した位置に離間しており、下方側に離間した開口32が前記隙間Gに臨んでいる。したがって、閉弁時の隙間Gは、弁室10内の1次側流体が下方の開口32を通して流入することにより、1次側圧力に近い圧力に維持される。この隙間G内の圧力は弁軸部20に対し弁軸部20の内側から上方へ押し上げる力として作用するので、弁軸部20と支軸体21との間の全周に隙間Gを確保して、弁軸部20と支軸体21間の摩擦力が低減される。弁軸部20と支軸体21とを前記構成としない場合には、高い1次側圧力が弁軸部20の支軸体21への押し付け力として作用するので、摩擦力が大きくなってしまう。
【0027】
前記摩擦力を低減する効果を得るためには、ノズル孔29および開口32が共に同数の複数個設けられているのが望ましい。すなわち、参考例の効果を説明するための比較例として示した図3(c)のように、ノズル孔29が1個のみの場合には、フロート19の上昇によって開弁させるために、ノズル孔29を支軸体21の周壁におけるフロート19とは反対側の位置に配設される。そのため、単一のノズル孔29に対応して1個設ける開口32は、閉弁時に上方位置に保持されることになって、隙間Gに1次側流体を導入することができず、かつ、弁軸部20が高圧の弁室10と大気圧の連通路27との差圧によって支軸体21に押し付けられ、弁軸部20と支軸体21間の摩擦力が大きくなる。
【0028】
上述したように、閉弁時の閉止力は、弁軸部20と支軸体21との摩擦力の低減によって既存の蒸気トラップに比較して格段に小さくなるので、前述したの関係式に基づくと、復水の排出流量を大きくするために支軸体21のノズル孔29を大きな開口面積に設定しても、閉弁時の閉止力Fは殆ど増大せず、また、フロート19の回動支点に弁軸部20と支軸体21とによる弁機構が設けられていることから、回動支点と弁体である弁軸部20の作用点までの距離はゼロに近い値となるので、小さな操作力で弁軸部20を回動させて開弁状態とすることができる。そのため、アーム長およびフロート19に作用する復水による浮力のいずれか一方または両方を小さく設定することができるので、小さなフロート19を小さな回動半径で回動させることが可能となり、このフロート19を収容する弁室10の容積を小さくしてケーシング1を小型化できる。
【0029】
しかも、弁機構はフロート19の弁軸部と支軸体21とからなる簡素化された構成であるから、従来の4枚羽根などを用いた蒸気トラップに比較して部品点数および組立工数が共に少なくなり、上述したケーシング1の小型化と相まって相当のコストダウンを達成できる。また、弁機構は、弁軸部20を支軸体回りに回動させるだけの簡単で堅牢な構成であるため、耐久性に優れたものとなる。
【0030】
さらに、前記蒸気トラップでは、図4に示したように、支軸体21のシャフト部23の外周面に2つの環状溝39を設けているので、弁軸部20が回動する時の支軸体21に対する摺動面積が環状溝39の分だけ少なくなるから、開弁時に弁軸部20をシャフト部23回りに円滑に回動させることができる。また、閉弁時に、弁軸部20の鍔部33の端面開口から弁軸部20と支軸体21の間の隙間Gを通ってノズル孔29から連通路27内へ入ろうとする漏れ蒸気は、環状溝39を含むラビリンスシール部LAでの高圧蒸気の膨張・収縮によるラビリンスシール効果により阻止される。したがって、この蒸気トラップでは、簡単な構成のラビリンスシール部38によって高圧の蒸気が蒸気トラップ出口14(図1)に漏れ出るのを効果的に防止することができる。なお、図4の開口32は、高圧の1次側流体を導入して復水の排出流量を大容量化する場合の形状を示したものであり、復水の排出流量が小さいタイプのものでは、開口32を、環状溝39に臨まずにノズル孔29のみに対応する小さな径に設定するのが好ましく、それにより、弁軸部20と支軸体21間のシール性が向上する。
【0031】
図5は本発明の第2参考例に係る蒸気トラップの要部を示す横断面図であり、同図において、図3と同一若しくは相当するものは同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この参考例の蒸気トラップの弁機構を構成する弁軸部20および支軸体21には、それぞれ3つの開口32およびノズル孔29が形成されており、これ以外の構成は第1参考例と同様である。
【0032】
この蒸気トラップでは、第1参考例と同様の効果を得られるのに加えて、復水の排出流量を大容量化した場合に、所要の排出流量の復水を弁軸部20の周囲3箇所から均等に支軸体21のノズル孔29に流入させることができので、多量の復水を円滑にノズル孔29に導入させることができるとともに、弁軸部20の回動角度、つまりフロート19の全閉状態から全開状態までの回動角度θを、復水の排出流量を大きくしながらも第1参考例よりも小さく設定することができ、ケーシング1をさらに小型化できる。
【0033】
図6は本発明の第3参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図であり、同図において、図4と同一若しくは相当するものは同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この参考例の蒸気トラップの弁機構を構成する支軸体21には、これの軸方向に長手方向を持つ長孔からなるノズル孔40が、支軸体21の周方向に180°対向して一対形成されており、弁軸部20には、前記ノズル孔40を包含できる長孔形状の開口41が、回動に伴い各ノズル孔40に合致できる位置に一対形成されており、これ以外の構成は第1参考例と同様である。
【0034】
この蒸気トラップでは、第1参考例と同様の効果を得られるのに加えて、復水の排出流量を大容量化した場合にも、弁軸部20の回動角度、つまりフロート19の全閉状態から全開状態までの回動角度θを小さく設定することができる。すなわち、復水を所要の大きな排出流量で通過させることのできる開口面積に設定した長孔からなるノズル孔40は、比較のために2点鎖線で示した円形のノズル孔42と同一の開口面積に有する形状とした場合に、シャフト部23の周方向の孔幅を円形のノズル孔42に比較して格段に小さくすることができる。
【0035】
そのため、開口41がノズル孔40に対し重合状態と離間状態との相対位置になるよう弁軸部20つまりフロート19を回動させるための回動角度は、円形のノズル孔42を設けた場合に比較して小さくすることができる。したがって、この蒸気トラップでは、復水の排出流量の大容量化を図った場合にも、フロートの回動範囲が小さいことから、ケーシングを小型化することができると共に、コストダウンを図ることができる。
【0036】
図7は本発明の第4参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図であり、同図において、図6と同一若しくは相当するものは同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この参考例の蒸気トラップの弁機構を構成する支軸体21には、これの軸方向に長手方向を持つ長孔の中央部に小孔部43aが連通して形成された形状のノズル孔43が、支軸体21の周方向に180°対向して一対形成されており、これ以外の構成は第1参考例および第3参考例と同様である。
【0037】
この蒸気トラップでは、第1参考例および第3参考例と同様の効果を得られるのに加えて、閉弁状態から開弁する場合には、弁軸部20の開口41が最初に小孔部43aに重合して小さな弁開度で開放されるので、全開状態とする以前に少量の復水を予め排出することができる。そのため、復水の排出流量を大容量に設定した場合には、急激に全閉状態となる場合のように復水が勢いよく排出されるのを防止して、多量の復水をスムーズに排出することができる。
【0038】
図8は本発明の第5参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図であり、同図において、図4および図6と同一若しくは相当するものは同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この参考例の蒸気トラップの弁機構を構成する支軸体21には、これの軸方向に一列に配列された同一径の3つのノズル小孔27が支軸体21の周方向に180°対向してそれぞれ形成されて、これら計6つのノズル小孔27によってノズル孔44が構成されており、弁軸部20には、一列に配列された3つのノズル小孔47を包含できる長孔からなる一対の開口41が弁軸部20の周方向に180°対向して形成されており、これ以外の構成は第1参考例および第3参考例と同様である。
【0039】
この蒸気トラップでは、第3参考例と同様の効果を得られるのに加えて、ノズル孔44が長孔ではなく円形孔47の群であるから、加工が容易である。
【0040】
図9は本発明の第6参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図であり、同図において、図4および図8と同一若しくは相当するものは同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この参考例の蒸気トラップの弁機構を構成する支軸体21には、図8と同様に一列配置で形成された3つのノズル小孔47に対して周方向の一方側に、ノズル小孔47よりもさらに径の小さな2つのノズル小孔49が形成され、且つ他方側に同様の1つのノズル小孔46が形成され、この計6個のノズル小孔47,49,46の群が支軸体21の周方向に180°対向してそれぞれ形成されて、これら計12個のノズル小孔47,49,46によってノズル孔48が構成されている。弁軸部20には、6個のノズル小孔47,49,46の群を包含できる長孔からなる一対の開口41が弁軸部20の周方向に180°対向して形成されており、これ以外の構成は第1参考例および第5参考例と同様である。
【0041】
この蒸気トラップでは、第5参考例と同様の効果を得られるのに加えて、フロートの回動角度に対して、ノズル孔48の開口面積を、ノズル孔48をノズル小孔49から先に開放することにより、開弁開始時に小さく徐々に増大させるとともに、所定値に達した時点で急激に増大させる特性を得ることができる。この蒸気トラップおよび前記第5参考例の蒸気トラップは、使用状況による必要に応じて適宜選択して用いることにより、大きな効果を得ることができる。
【0042】
図10は、本発明の第1実施形態に係る蒸気トラップの開弁状態を示す水平断面図であり、同図において、図2と同一若しくは相当するものには同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この蒸気トラップは、高圧の1次側流体を導入するために復水の排出流量を極めて大きく設定する必要がある用途に適応する構成を備えたものである。すなわち、弁機構を構成する支軸体50には、一対のノズル孔52と中心孔53と排出孔54とが互いに連通されてなる連通路51が中央の仕切壁57の両側にそれぞれ形成されている。弁軸部58は、フロート19に連結された連結部59の両端部に、支軸体50の外周に回動自在に嵌め込まれる一対の筒状部60が設けられ、この一対の筒状部60に、支軸体50のノズル孔52を包含できる形状を有する一対の開口61がそれぞれ形成されている。この一対の開口61と一対のノズル孔52との相対位置および弁開度の動作は、第1参考例で示した図3(a),(b)と同様である。
【0043】
前記支軸体50は、ボルト64で隔壁部材4に固定された取付部材63に中央部分が取り付けられて、所定位置に支持されている。取付部材63は一端が開口した筒状体であり、支軸体50の仕切壁57に連設された仕切板66が中央部に挿入されて、仕切板66の両側に復水の導出通路67が形成されている。取付部材63は、両導出通路67を隔壁部材4の導出孔31に合致させた位置で、隔壁部材4に固定されている。
【0044】
この蒸気トラップは第1参考例と同様の弁機構を一対備えているので、大流量の復水を排出するものに適している。つまり、この蒸気トラップは、復水の排出流量を極めて大きく設定した場合にも、第1参考例と同様に、フロート19の形状および回動角度を共に小さくできるので、ケーシング1を小型化して相当のコストダウンを図ることができる。また、両側の弁機構から導出されてくる復水は、仕切壁57によって互いに衝突するのを防止されて、直交方向に流動の向きを変えて隔壁部材4の導出孔31で合流するようになっているので、両側から流動する復水が円滑に排出される。
【0045】
図11は、本発明の第2実施形態に係る蒸気トラップの開弁状態を示す水平断面図であり、同図において、図10と同一若しくは実質的に同等のものには同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。この蒸気トラップは、図10の第1実施例と同様に、高圧の1次側流体を導入するために復水の排出流量を極めて大きく設定する必要がある用途に適応する構成を備えたものである。
【0046】
この蒸気トラップが図10のものと相違する点は、支軸体55が、中央部に仕切壁56を備えた筒体の両端開口部をプラグ45で閉塞してなり、弁軸部68が、支軸体55の外周に回転自在に嵌合された2つの筒状部69から一体に突設した2つの取付片76,76間を、フロート19に連結された連結部材70で結合してなり、両側の筒状部69と支軸体55との間に2個ずつの玉軸受71が介装された構成のみである。
【0047】
したがって、この蒸気トラップは、図10の第1実施形態と同様に作動して同様の効果を得られるのに加えて、弁軸部68が4個の玉軸受71を介して回動するので、復水の排出流量を極めて大きく設定した場合にも、小さな操作力で弁軸部68を回動させて開弁状態とすることができる。また、玉軸受71は、弁軸部68の筒状部69と支軸体55との間に介装するので、筒状部69の厚みが図10の第1実施形態の筒状部60に比較して大きくなるだけであり、蒸気トラップ全体の大型化を招かない。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、フロートの弁軸部と支軸体とにより弁機構が構成されているので、連通路を有して弁座として機能する支軸体に、開口を有して弁体として機能する弁軸部を回動自在に支持させ、弁軸部にフロートを取り付けて弁機構を構成したので、弁室側の1次側圧力と出口側の2次側圧力との圧力差の作用方向に対し直交方向に弁体を作動させるので、閉弁時の閉止力が、弁軸部と支軸体との摩擦力と圧力差の一部との和のみとなって格段に小さくなる。そのため、復水の排出流量を大きく設定した場合においても、フロートの形状やこれの回動による移動範囲が大きくならず、全体形状を小さく抑えることができ、また、弁機構が弁軸部と支軸体だけの少ない部品点数で構成できるので、構造の簡略化とコストダウンを達成することができる。
【0049】
また、弁体として機能するフロートの弁軸部が、弁座として機能する支軸体の外周に回動自在に支持されているので、比較的大径の弁軸部を、ケーシングに固定の支軸体によって安定に支持でき、長期にわたり安定した作動を確保できるとともに、弁軸部と支軸体との間に良好なシール性を得ることができ、しかも、軸受を設ける場合には、弁軸部と支軸体との間に介設すればよいので、弁軸部(弁体)の軸方向外方に軸受を設ける必要がなくなり、構成の大型化を招かない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1参考例に係る蒸気トラップを示す縦断面図である。
【図2】同上の蒸気トラップを示す平面断面図である。
【図3】(a),(b)は同上の蒸気トラップにおける閉弁状態および開弁状態の弁軸部と支軸体を示す横断面図、(c)は本発明の効果を説明するための比較例の弁軸部と支軸体を示す横断面図である。
【図4】同上の蒸気トラップの要部を一部切断して示した横断面左側面図である。
【図5】本発明の第2参考例に係る蒸気トラップにおける閉弁状態および開弁状態の弁軸部と支軸体を示す横断面図である。
【図6】本発明の第3参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図である。
【図7】本発明の第4参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図である。
【図8】本発明の第5参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図である。
【図9】本発明の第6参考例に係る蒸気トラップの要部を一部切断して示した拡大左側面図である。
【図10】本発明の第1実施形態に係る蒸気トラップの開弁状態を示す平面断面図である。
【図11】本発明の第2実施形態に係る蒸気トラップの開弁状態を示す水平断面図である。
Claims (5)
- 入口と出口を有する弁室内に、フロートと、フロートに連結部を介して連結された弁軸部を回動自在に支持する支軸体とが設けられ、
前記支軸体に、前記出口に連通する連通路が形成され、
前記弁軸部に、前記フロートが前記弁室内の復水の浮力により上方へ所定角度回動したときに前記弁室内と前記連通路とを連通させる開口が形成され、
前記支軸体は、その中央部分が前記弁室を形成するケーシングに固定され、
前記弁軸部は前記支軸体の中央部分の両側で支軸体の外周に嵌合された一対の筒状部を有し、前記筒状部に前記開口が形成されている蒸気トラップ。 - 請求項1において、前記支軸体を前記ケーシングに支持する取付部材を有し、前記支軸体の中央に設けた仕切壁の両側に一対の前記連通路が形成されており、前記取付部材内に設けた仕切板の両側に、前記一対の連通路のそれぞれに連通して連通路内の復水を導出させる導出通路が形成されている蒸気トラップ。
- 請求項1または2において、前記弁軸部の一対の筒状部が玉軸受を介して前記支軸体の外周に回転自在に嵌合されている蒸気トラップ。
- 請求項1から3のいずれか一項において、前記連通路は、前記支軸体の中心部に形成された中心孔と、前記支軸体の周壁に設けられて前記中心孔に連通したノズル孔とを有し、前記開口が前記弁軸部の周方向に離間して複数設けられている蒸気トラップ。
- 請求項4において、前記開口は前記支軸体の周方向に180°対向して一対設けられている蒸気トラップ。
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