JP6424040B2 - フロート弁 - Google Patents

Description

本発明は、主フロートと補助フロートを備えたフロート弁に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、排出口を開閉する主フロートと、該主フロートの開動作（排出口を開く動作）を補助する補助フロート（従フロート）とを備えたフロート弁が知られている。このフロート弁では、弁室において補助フロートが主フロートの下方のやや側方に配置されており、弁室の液位の上昇に伴い補助フロートが上昇して主フロートに接する。そして、補助フロートの浮力が主フロートに作用し、主フロートは自身の浮力と補助フロートの浮力とによって開動作を行う。こうして、主フロートの開動作が補助フロートによって補助される。つまり、上記フロート弁では、主フロートの開動作に必要な浮力を補助フロートによって稼ぐことができる。これにより、フロート単体を大きくしなくても、大きい口径の排出口を開閉させることが可能である。よって、フロート弁全体をそれほど大型化させることなく、液体の排出量を増大させることができる。

特開２００２−３１０３９９号公報

ところで、上述したようなフロート弁において、補助フロートの浮力をさらに得ようとした場合、補助フロートを主フロートの略真下に配置し、且つ、補助フロートを大きくすることが考えられる。補助フロートを主フロートの略真下に配置することで、フロート弁全体を左右方向に大きくすることなく、補助フロートの浮力を増大させることが可能である。

しかしながら、上述のように構成した場合、主フロートは排出口を閉じる位置で補助フロートの上に着座することになるため、主フロートの開閉動作が不安定になるという問題がある。即ち、補助フロートは液体に自由状態で配置されるため挙動が不安定となり、その不安定な補助フロートの上に着座する主フロートも挙動が不安定となる。このため、主フロートの開閉動作が不安定となり、確実に排出口を開閉することが困難となってしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、主フロートが補助フロートの上に着座するフロート弁において、主フロートの開閉動作を安定させることにある。

本発明は、弁室と該弁室の排出口とを有するケーシングと、上記弁室に自由状態で配置され、上記排出口を開閉する球形の主フロートと、上記弁室において上記主フロートの下方に配置され、上記主フロートが着座する上面を有する補助フロートとを備えたフロート弁を前提としている。そして、上記補助フロートの上面は、上記排出口側へ向かうに従って下方に傾斜し、上記主フロートを上記排出口を閉じる位置に誘導する傾斜面に形成されている。また、上記弁室には、上記補助フロートの上下動のみを許容する該補助フロートの規制部が設けられている。

以上のように、本発明によれば、補助フロートの上面を、排出口側へ向かうに従って下方に傾斜し、主フロートを排出口を閉じる位置に誘導する傾斜面に形成するようにしたため、補助フロートの上面に着座した主フロートを排出口へ移動させることができる。しかも、補助フロートの上下動のみを許容する規制部を設けるようにしたため、補助フロートの回転動作および水平移動を阻止することができる。これにより、補助フロートの上面を、排出口側へ向かうに従って下方に傾斜する状態に常に維持することができる。そのため、補助フロートの上面に着座した主フロートを確実に排出口まで誘導することができる。その結果、排出口を主フロートによって確実に閉じることができるので、主フロートの開閉動作を安定させることができる。

図１は、実施形態に係るフロート弁の概略構成を示す断面図である。

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、本発明、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。

本実施形態のフロート弁１は、例えば蒸気システムに設けられ、該蒸気システムで蒸気の凝縮によって発生したドレン（復水）を自動的に排出する大容量のスチームトラップ（フロート式スチームトラップ）である。図１に示すように、フロート弁１は、密閉容器であるケーシング１０と、主フロート２０と、補助フロート３０とを備えている。

ケーシング１０は、本体部１１に蓋部１２がボルトで締結されてなり、内部に弁室１３が形成されている。ケーシング１０は、ドレンの流入通路１４および排出通路１５を有している。弁室１３は、上下方向に長い縦長に形成されている。流入通路１４は、弁室１３の上部に連通し、ドレンが概ね水平方向に流入する。弁室１３には、弁座１６が設けられている。

具体的に、弁座１６は、本体部１１において弁室１３を形成する側壁１１ｂに設けられている。弁座１６は、側壁１１ｂの上下方向における略中央に設けられている。弁座１６は、環状に形成され、その貫通孔が排出口１７となっている。側壁１１ｂは本体部１１において弁室１３と排出通路１５とを仕切る壁であり、弁室１３と排出通路１５とは排出口１７によって連通している。また、排出口１７は、弁室１３に対し斜め上方に向かって開口している。言い換えると、排出口１７は、排出通路１５に対し斜め下方に向かって開口している。

主フロート２０は、中空球形に形成され、弁室１３に自由状態で配置されている。主フロート２０は、弁室１３のドレンの液位に従って上昇下降し、弁座１６の弁室１３側端面に離着座することによって排出口１７を開閉する。この主フロート２０の開閉動作により、流入通路１４から弁室１３に流入したドレンが排出口１７から排出通路１５に排出され、その後、外部に流出する。

補助フロート３０は、略四角柱に形成され、弁室１３において主フロート２０の下方（真下）に配置されている。補助フロート３０は、柱軸が上下方向に延びる状態で配置されている。補助フロート３０は、側面３１が鉛直な面であり、下面３３が水平な面である。弁室１３の下部（本体部１１において弁室１３を形成する底壁１１ｃ）には、補助フロート３０の下面３３に接して補助フロート３０の下降位置を規制するフロート座１８が形成されている。なお、補助フロート３０は、上述した四角柱に限らず、三角柱や五角柱以上の多角柱に形成されていてもよい。

そして、補助フロート３０の上面３２は、側壁１１ｂ（排出口１７）へ向かうに従って下方に傾斜する平滑な傾斜面となっており、主フロート２０のフロート座面を構成している。つまり、補助フロート３０は、主フロート２０に接して主フロート２０の下降位置を規制するフロート座を構成している。また、補助フロート３０の上面３２は、弁座１６の中心軸Ｃと平行になるように形成されている。つまり、補助フロート３０の上面３２は、主フロート２０が弁座１６に着座する位置（即ち、排出口１７を閉じる位置）へ主フロート２０を誘導するガイド面となっている。なお、主フロート２０が弁座１６に着座した状態では、主フロート２０の球心Ｐは弁座１６の中心軸Ｃ上に位置する。

また、弁室１３には、補助フロート３０の動作（挙動）を規制する規制部１９が設けられている。具体的に、規制部１９は、補助フロート３０の上下動の動作のみを許容し、回転および水平移動の動作を阻止するように構成されている。規制部１９は、弁室１３を形成する側壁１１ａ，１１ｂの内面に形成されたリブである。リブは、側壁１１ａ，１１ｂから突出して形成され、上下方向に延びる棒状に形成されている。リブは、補助フロート３０の各側面３１（４つの側面３１）に沿って延びており、４つ設けられている。つまり、図１では示していないが、図の奥側と手前側にも１つずつリブが設けられている。

〈開閉動作〉
上記フロート弁１の開閉動作について説明する。ドレンが流入通路１４から弁室１３に流入し、弁室１３のドレン液位が上昇すると、先ず補助フロート３０に浮力が発生する。補助フロート３０は上面３２が主フロート２０に接しているので、補助フロート３０の浮力は主フロート２０に作用する。この状態では、未だ主フロート２０は弁座１６から離座せず着座したままである。さらに弁室１３のドレン液位が上昇すると、主フロート２０に浮力が発生し、その結果、主フロート２０は自身の浮力と補助フロート３０の浮力とが作用する。これにより、主フロート２０と補助フロート３０が共に上昇し、主フロート２０が弁座１６から離座する。こうして、主フロート２０の開動作が行われて排出口１７が開く。排出口１７が開くと、弁室１３のドレンが排出口１７から排出通路１５に排出され、その後、外部に流出する。

このように、主フロート２０の開動作では、補助フロート３０の浮力が補助浮力として主フロート２０に加わる。つまり、主フロート２０の開動作が補助フロート３０によって補助される。これにより、主フロート２０の開動作に必要な浮力を補助フロートによって稼ぐことができる。

ドレンの排出によって弁室１３のドレン液位が低下すると、主フロート２０および補助フロート３０は共に下降する。そして、補助フロート３０は、下面３３がフロート座１８に接して止まる。ここで、補助フロート３０は、上昇する際も下降する際も、規制部１９（リブ）によって上下動のみが許容されているため、回転動作および水平移動を行わずに上昇下降する。これにより、補助フロート３０は、上面３２の傾きが図１に示す状態（即ち、弁座１６へ向かうに従って下方に傾斜する状態）のまま上昇下降する。つまり、補助フロート３０は、上面３２の傾きが図１に示す状態で常に維持されるように、規制部１９によって動作が規制される。

一方、主フロート２０は、下降して補助フロート３０の上面３２に接する。このとき、主フロート２０が弁座１６から離れた位置で補助フロート３０の上面３２に接した場合、主フロート２０は補助フロート３０の上面３２の傾きに沿って転がる。ここで、補助フロート３０の上面３２の傾きは図１に示す状態になっているので、主フロート２０は確実に弁座１６へ向かって転がる。そして、主フロート２０は弁座１６に着座する。こうして、主フロート２０の閉動作が行われて排出口１７が閉じられる。排出口１７が閉じられることで、蒸気の漏洩が防止される。

以上より、本実施形態のフロート弁１によれば、補助フロート３０の浮力を補助浮力として主フロート２０に作用させるようにしたので、主フロート２０の開動作に必要な浮力を稼ぐことができる。これにより、主フロート２０を大きくしなくても、排出口１７の口径を大きくすることが可能である。よって、フロート弁１全体をそれほど大型化させることなく、ドレン（液体）の排出量を増大させることができる。

また、本実施形態のフロート弁１では、補助フロート３０を主フロート２０の下方（略真下）に配するようにしたため、フロート弁１全体を水平方向（左右方向）に大きくすることなく、補助フロート３０を大きくすることができる。これにより、補助フロート３０の浮力を増大させることができ、そのため、主フロート２０の開動作に必要な浮力をより一層稼ぐことができる。

そして、本実施形態のフロート弁１によれば、補助フロート３０の上面３２を、排出口１７側へ向かうに従って下方に傾斜し、主フロート２０を排出口１７を閉じる位置に誘導する傾斜面に形成するようにした。そのため、補助フロート３０を主フロート２０の下方に配置して該主フロート２０を補助フロート３０の上面３２に着座させる構成にした場合でも、補助フロート３０の上面３２に着座した主フロート２０を排出口１７へ移動させることができる。

さらに、補助フロート３０の上下動のみを許容する規制部１９を設けるようにしたため、補助フロート３０の回転動作および水平移動を阻止することができる。これにより、補助フロート３０の上面３２を、排出口１７側へ向かうに従って下方に傾斜する状態に常に維持することが可能である。そのため、補助フロート３０の上面３２に着座した主フロート２０を確実に排出口１７まで誘導することができる。その結果、排出口１７を主フロート２０によって確実に閉じることができるので、主フロート２０の開閉動作を安定させることができる。よって、信頼性の高い大容量型のフロート弁１を提供することが可能である。

本発明は、補助フロートの浮力を主フロートに作用させて主フロートの開動作を補助するフロート弁について有用である。

１ フロート弁
１０ ケーシング
１１ａ 側壁
１１ｂ 側壁
１３ 弁室
１７ 排出口
１９ 規制部
２０ 主フロート
３０ 補助フロート
３２ 上面

Claims (2)

1. 弁室と該弁室の排出口とを有するケーシングと、上記弁室に自由状態で配置され、上記排出口を開閉する球形の主フロートと、上記弁室において上記主フロートの下方に配置され、上記主フロートが着座する上面を有する補助フロートとを備えたフロート弁であって、
   上記排出口は、上記弁室を形成する側壁に設けられ、
   上記補助フロートの上面は、上記排出口側へ向かうに従って下方に傾斜し、上記主フロートを上記排出口を閉じる位置に誘導する傾斜面に形成され、
   上記弁室には、上記補助フロートの上下動のみを許容する該補助フロートの規制部が設けられていることを特徴とするフロート弁。
2. 請求項１に記載のフロート弁において、
   上記補助フロートは、柱軸が上下方向に延びる三角柱または多角柱に形成され、
   上記規制部は、上記弁室を形成する側壁に形成され、上記補助フロートの各側面に沿って上下方向に延びるリブであることを特徴とするフロート弁。

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