JP6470123B2 - フロート式スチームトラップ - Google Patents

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本願は、フロートによって排出口が開閉されるフロート式スチームトラップに関する。
例えば特許文献1に開示されているように、ドレン(復水)のみを自動的に排出するフロート式のスチームトラップが知られている。このスチームトラップは、ドレンの貯留室(弁室)および排出口(弁口)が形成されたケーシングと、貯留室に配置されたフロートとを備えている。このスチームトラップでは、貯留室のドレン水位に応じてフロートが上昇下降し、そのフロートの上下動によって排出口が開閉される。また、このスチームトラップには、排出口へ進退することによって排出口に詰まっている異物を除去する清掃部材(異物排除部材)が設けられている。こうして清掃部材を進退動作させることにより、排出口に異物が詰まってドレンが排出されなくなるという問題を解決することができる。
WO2008−107967号公報
しかしながら、上述したようなフロート式スチームトラップでは、清掃部材を動作させてもドレンの排出が正常に行われないという場合があった。即ち、空気(エア)混じりのドレンや蒸気が貯留室に流入する等して貯留室に空気が混入すると、混入した空気の存在により貯留室の上部においてドレンや蒸気の占める容積が少なくなりドレン水位が上昇しなくなる。そうすると、フロートは排出口を開く高さまで上昇しないため、排出口は閉じられたままとなりドレンが排出されなくなってしまう。
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、貯留室のフロートが上昇下降して排出口を開閉するフロート式スチームトラップにおいて、貯留室に空気が混入しても貯留室のドレンを正常に排出させることにある。
本願のフロート式スチームトラップは、ケーシングと、フロートと、エア抜き弁と、制御部とを備えている。上記ケーシングは、ドレンの貯留室と、該貯留室のドレンが排出される排出口とが形成されている。上記フロートは、上記貯留室に配置され、該貯留室のドレン水位に応じて上昇下降し上記排出口を開閉するものである。上記エア抜き弁は、上記ケーシングに設けられ、上記貯留室の上部に連通するものである。上記制御部は、上記貯留室におけるドレンの流入温度または流入圧力が所定値未満になると、上記エア抜き弁を開弁させるものである。
本願のフロート式スチームトラップでは、貯留室に空気(エア)が混入することによってフロートが排出口を開く高さまで上昇しなくなり貯留室のドレンが排出されなくなると、新たなドレンが貯留室に流入しなくなるので、貯留室におけるドレンの流入温度(流入圧力)が低下していく。本願のフロート式スチームトラップによれば、ドレンの流入温度(流入圧力)が所定値よりも下回ると、エア抜き弁を開弁させるようにしたため、貯留室に混入した空気を外部に排出させることができる。これにより、貯留室において新たなドレンや蒸気が流入する容積が確保され、貯留室に新たなドレンや蒸気を流入させることができる。これにより、フロートを上昇させて排出口を開くことができるので、貯留室のドレンを排出させることができる。以上のように、本願のフロート式スチームトラップによれば、貯留室に空気が混入しても貯留室のドレンを正常に排出させることが可能である。
図1は、実施形態に係るフロート式スチームトラップの概略構成を示す断面図である。 図2は、実施形態に係る制御部の制御動作を示すフローチャートである。
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。
本実施形態のフロート式スチームトラップ1(以下、単にスチームトラップ1という。)は、例えば蒸気システムに設けられ、蒸気の凝縮によって発生した高温高圧のドレン(復水)が流入して貯留され自動的に排出されるものである。図1に示すように、スチームトラップ1は、密閉容器であるケーシング10と、フロート19と、清掃機構23と、エア抜き弁30(空気抜き弁)と、制御部40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、内部にドレンの貯留室13が形成されている。ケーシング10は、本体部11に形成されたドレンの流入通路14を有している。また、ケーシング10は、本体部11と蓋部12とに跨って形成された排出通路15を有している。流入通路14は、貯留室13の上部に連通している。貯留室13の下部には、蓋部12に弁座16が設けられている。弁座16には、排出通路15に連通する排出路18が形成されている。この排出路18では、貯留室13側の端部がドレンの排出口17(弁口)となっており、いわゆるオリフィスを構成している。つまり、排出口17は貯留室13のドレンが排出される。
フロート19は、中空球形に形成され、貯留室13に自由状態で配置されている。フロート19は、貯留室13のドレン水位に応じて上昇下降し、弁座16の貯留室側端面に離着座するように構成されている。そして、フロート19は弁座16に離着座することによって排出口17を開閉する。蓋部12には、フロート19が排出口17を閉じた状態で接触(着座)するフロート座21が設けられている。スチームトラップ1では、流入通路14から貯留室13に流入したドレンが弁座16の排出口17(排出路18)から排出され、排出通路15を介して外部に流出する。
清掃機構23は、弁座16の排出口17に付着した異物を自動的に除去するものであり、蓋部12に設けられている。つまり、清掃機構23は貯留室13の外部に位置する。清掃機構23は、清掃部材24と、保持部材25と、押え部材27と、電動機28とを備えている。
保持部材25は、略円筒状に形成され、蓋部12において弁座16と同一軸上にねじ結合されている。清掃部材24は、断面が円形の棒状に形成され、保持部材25に該保持部材25と同軸に挿入されている。清掃部材24の後端(図1において右側端部)は、電動機28に連結されている。清掃部材24の略中央部分は、外周面に雄ねじが形成されており、保持部材25と螺合している。清掃部材24は、先端(図1において左側端部)が弁座16の排出路18に挿入された状態で位置している。保持部材25にはシール部材26が収容されており、シール部材26は保持部材25の後端部(図1において右側端部)に螺合する押え部材27によって押さえられている。シール部材26は、保持部材25と清掃部材24との隙間からドレンが漏洩するのを防止する。
電動機28は、清掃部材24の駆動部を構成しており、清掃部材24を可逆に回転駆動するものである。清掃機構23では、電動機28によって清掃部材24が例えば正方向に回転すると、清掃部材24が前進して先端が排出口17に進入する。これにより、排出口17に詰まっている異物が清掃部材24によって除去される。また、電動機28によって清掃部材24が逆方向に回転すると、清掃部材24が後退して先端が排出口17から離隔する。つまり、清掃機構23では、電動機28によって清掃部材24が排出口17へ進退動作し、清掃部材24が排出口17の異物を除去するように構成されている。
エア抜き弁30は、ケーシング10(本体部11)の上部に設けられ、貯留室13の上部に連通している。エア抜き弁30は、弁ケース31と、弁体34と、電動機36とを備え、貯留室13の上部に混入した空気(エア)を外部に排出させるものである。
弁ケース31は、略円柱状に形成され、本体部11に螺合接合されている。弁ケース31の内部には、流入路32および排出路33が形成されている。流入路32は、弁ケース31の軸方向(図1において上下方向)に延びており、一端(流入端)が貯留室13の上部に連通している。排出路33は、水平方向に延びており、一端(排出端)が外部に連通している。弁体34は、球形に形成されており、弁ケース31内に収容されて流入路32を開閉するものである。弁体34には、弁ケース31の軸方向に延びる弁棒35が一体的に設けられている。弁棒35の端部(図1において上側端部)は、電動機36に連結されている。
電動機36は、弁体34の駆動部を構成しており、弁棒35を介して弁体34を上下動させるものである。エア抜き弁30では、電動機36によって弁体34が下降すると、流入路32が弁体34によって閉じられる。そうすると、貯留室13(貯留室13の上部)は外部と遮断される。また、電動機36によって弁体34が上昇すると、流入路32が開き排出路33と連通する。つまり、流入路32が排出路33を通じて外部と連通する。そうすると、貯留室13の上部と外部とが連通し、貯留室13の空気が外部に排出される。このように、エア抜き弁30は開弁することにより貯留室13の上部の空気を外部に排出させるように構成されている。
制御部40は、清掃機構23およびエア抜き弁30を駆動制御するものである。制御部40は、温度を検出する検出部41を有しており、検出部41が本体部11に螺合接合されて取り付けられている。検出部41は、本体部11において流入通路14の近傍に接合されており、その本体部11の温度を検出する。この検出される本体部11の温度は、流入通路14におけるドレンの温度(即ち、貯留室13におけるドレンの流入温度、以下、入口温度という。)に相当する。そして、制御部40は、検出部41によって検出された入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁30および清掃機構23を駆動するように構成されている。
具体的に、制御部40は、図2に示すフローチャートに従って制御動作を行う。先ず、制御部40は、検出部41の入口温度が所定値未満であるか否かを判定し(ステップST1)、所定値未満であるとステップST2へ移行する。また、制御部40は、入口温度が所定値以上であると、そのまま待機する。ステップST2では、制御部40によってエア抜き弁30が開弁される。つまり、電動機36によって弁体34が上昇し、流入路32が開く。そうすると、貯留室13の上部に混入している空気がエア抜き弁30(流入路32および排出路33)を介して外部に排出される。これにより、貯留室13において新たなドレンや蒸気が流入する容積が確保され、貯留室13に新たなドレンや蒸気が流入する。そうすると、貯留室13のドレン水位が上昇するので、それに伴ってフロート19が上昇して排出口17が開き、貯留室13のドレンが排出される。貯留室13に新たなドレンや蒸気が流入することにより、検出部41の入口温度は所定値以上に上昇する。
エア抜き弁30が開弁された後、制御部40は、検出部41の入口温度が所定値以上になったか否かを判定し(ステップST3)、上述したように入口温度が所定値以上になるとエア抜き弁30を閉弁させる(ステップST5)。つまり、電動機36によって弁体34が下降し、流入路32が閉じられる。こうして、貯留室13に空気が混入することによって貯留室13のドレンが排出されなくなる状態(ドレンの排出不能状態)が改善される。
また、制御部40は、ステップST3において検出部41の入口温度が所定値以上にならないと判定すると、清掃機構23を駆動する(ステップST4)。つまり、エア抜き弁30が開弁されて所定時間が経過した後においても入口温度が所定値以上に上昇しない場合、ドレンの排出不能状態は貯留室13への空気混入が原因ではなく排出口17の詰まりが原因として、清掃機構23が駆動される。そうすると、電動機28によって清掃部材24が前進して排出口17に進入し、排出口17に詰まっている異物が除去される。こうして、排出口17に異物が詰まることによって発生するドレンの排出不能状態が改善される。
このように、本実施形態の制御部40では、ドレンの入口温度が所定値未満に低下したことをもってドレン排出不能状態が発生したと判断し、先ずはエア抜き弁30を開弁させるようにしている。そして、エア抜き弁30を開弁してもドレンの入口温度が所定値以上に上昇しない場合は、ドレンの排出不能状態の原因は排出口17の詰まりと判断して清掃機構23を駆動するようにしている。
以上のように、上記実施形態のスチームトラップ1によれば、ドレンの入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁30を開弁させるようにしたため、貯留室13に混入した空気を外部に排出させることができる。これにより、貯留室13において新たなドレンや蒸気が流入する容積が確保され、貯留室13に新たなドレンや蒸気を流入させることができる。これにより、フロート19を上昇させて排出口17を開くことができるので、貯留室13のドレンを排出させることができる。こうして、上記実施形態のスチームトラップ1によれば、貯留室13に空気が混入しても貯留室13のドレンを正常に排出させることが可能である。
また、上記実施形態のスチームトラップ1によれば、ドレンの入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁30を開弁させるだけでなく、清掃機構23を駆動する(清掃部材24を進入動作させる)ようにした。こうすることで、ドレンの排出不能状態の原因となる貯留室13への空気混入と排出口17の詰まりの両方を確実に解決することができる。
しかも、上記実施形態のスチームトラップ1では、エア抜き弁30を開弁させた後、ドレンの入口温度が所定値以上に上昇しない場合に清掃機構23を駆動するようにしたため、効果的にドレンの排出不能状態を改善することができる。排出口17の詰まりは、長期間の運転によって生じる場合が多いため、その発生頻度は貯留室13への空気混入の発生頻度に比べて少ない。このことから、エア抜き弁30の開弁を清掃機構23の駆動よりも先に行うことにより、発生頻度の高い貯留室13への空気混入の解決措置を優先的に講じることができる。したがって、ドレンの排出不能状態を効果的に改善することができる。
なお、上記実施形態は、以下のとおり構成するようにしてもよい。
例えば、上記実施形態において、制御部40は、ドレンの入口温度に代えて、流入通路14におけるドレンの圧力(入口圧力)、即ち貯留室13におけるドレンの流入圧力が、所定値未満になると、エア抜き弁30および清掃機構23を駆動するようにしてもよい。この場合、制御部40は検出部41が流入通路14内に位置するように設けられる。ドレンの排出不能状態が生じて新たなドレンや蒸気が貯留室13に流入しなくなると、ドレンの入口温度だけでなく入口圧力も低下するため、この入口圧力が所定値未満に低下したことをもってドレンの排出不能状態が発生したと判断することができる。したがって、この場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、上記実施形態において、制御部40は、ドレンの入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁30の開弁と清掃機構23の駆動(清掃部材24の進入動作)を同時に行うようにしてもよい。
また、上記実施形態において、制御部40は、ドレンの入口温度が所定値未満になると、清掃機構23の駆動(清掃部材24の進入動作)を先に行い、その後、エア抜き弁30の開弁を行うようにしてもよい。
本願に開示の技術は、ドレンの貯留室に設けられたフロートの上昇下降によって排出口が開閉されるフロート式スチームトラップについて有用である。
1 フロート式スチームトラップ
10 ケーシング
13 貯留室
17 排出口
19 フロート
24 清掃部材
30 エア抜き弁
40 制御部

Claims (1)

  1. ドレンの貯留室と該貯留室のドレンが排出される排出口とが形成されたケーシングと、
    上記貯留室に配置され、該貯留室のドレン水位に応じて上昇下降し上記排出口を開閉するフロートと、
    上記ケーシングに設けられ、上記貯留室の上部と上記ケーシングの外部とを連通させるエア抜き弁と、
    上記排出口へ進入して該排出口の異物を除去する清掃部材と、
    上記貯留室におけるドレンの流入温度または流入圧力が所定値未満になると、上記エア抜き弁を開弁させ、その後、上記流入温度または流入圧力が所定値未満のままであると、上記清掃部材を進入動作させる制御部とを備えている
    ことを特徴とするフロート式スチームトラップ。
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