JP6470916B2

JP6470916B2 - スチームトラップ

Info

Publication number: JP6470916B2
Application number: JP2014111168A
Authority: JP
Inventors: 健浅岡
Original assignee: Tlv Co Ltd
Current assignee: Tlv Co Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2019-02-13
Anticipated expiration: 2034-05-29
Also published as: JP2015224753A

Description

本発明は、パイロット式の排出機構を有する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、貯留室のドレンを排出するパイロット式の排出機構を備えた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の排出機構は、貯留室のドレンがパイロット流路を介して流入する圧力室と、該圧力室の圧力に応じて進退し排出口（弁口）を開閉する排出弁（弁体）と、圧力室と排出通路とを連通させる逃がし流路とを有する。排出機構では、貯留室の水位が所定高さまで上昇すると、パイロット流路が開いて貯留室のドレンが圧力室に流入する。圧力室の圧力はドレンの流入により上昇し所定圧力に達すると、排出弁が前進して排出口が開く。これによって、貯留室のドレンが排出通路（外部）に排出される。そして、このドレン排出動作によって貯留室の水位が低下すると、パイロット流路が閉じられる。圧力室では、ドレンが逃がし流路を通じて排出通路に流出していき、圧力が低下する。この圧力室の圧力低下により、排出弁が後退して排出口を閉じる。これにより、ドレンの排出動作が終了する。

特開平６−３２３４９３号公報

ところで、上述したスチームトラップの排出機構では、運転条件によって圧力室における圧力の上昇速度または低下速度が変化してしまい、排出弁の開き遅れや閉じ遅れが生じるという問題があった。即ち、運転条件によって貯留室の圧力（入口側圧力）と排出通路の圧力（出口側圧力）との圧力差が変化すると、逃がし流路から流出するドレンの流量が変化する。例えば、排出弁の開動作時、上記の圧力差が大きくなると、圧力室に流入するドレン流量に対して逃がし流路から流出するドレン流量の割合が増加するため、圧力室における圧力の上昇速度は遅くなる。そのため、排出弁の開き遅れが生じる。また、排出弁の閉動作時、上記の圧力差が小さくなると、逃がし流路から流出するドレン流量が減少するため、圧力室における圧力の低下速度は遅くなる。そのため、排出弁の閉じ遅れが生じる。

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、貯留室の圧力（入口側圧力）と排出通路の圧力（出口側圧力）との圧力差が変化しても、排出弁の開き遅れや閉じ遅れを抑制し得るスチームトラップを提供することにある。

本発明は、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、圧力室と、該圧力室と上記貯留室とを連通させるパイロット流路と、上記排出口から排出されたドレンが流通する位置と上記圧力室とを連通させる逃がし流路と、上記圧力室の圧力に応じて変位し上記排出口を開閉する排出弁とを備えたスチームトラップを前提としている。そして、本発明は、上記逃がし流路の開度を調整する調整機構を有しているものである。

以上のように、本発明によれば、逃がし流路の開度（即ち、流路断面積）を調整する調整機構を設けるようにしたため、貯留室の圧力（入口側圧力）と排出口から排出されたドレンが流通する位置の圧力（出口側圧力）との圧力差が変化しても、逃がし流路の開度を調整することで逃がし流路から流出するドレンの流量を調整することができる。これにより、圧力室における圧力の低下速度を一定に保つことができる。また、圧力室に流入するドレン流量に対して逃がし流路から流出するドレン流量の割合を調整することができるので、圧力室における圧力の上昇速度を一定に保つことができる。そのため、排出弁の開き遅れや閉じ遅れを抑制することが可能になる。

図１は、実施形態に係る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、排出機構の概略構成を拡大して示す断面図である。図３は、排出機構の概略構成を拡大して示す断面図である。

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。

本実施形態のスチームトラップ１は、パイロット式スチームトラップを構成し、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ドレン（復水）が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、排出機構２０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、内部に貯留室１３が形成されている。本体部１１は、ドレンの流入通路１４および排出通路１５を有している。流入通路１４は貯留室１３の上部に連通しており、流入通路１４から流入したドレンは貯留室１３に貯留される。貯留室１３には、中空球形のフロート１６が自由状態で設けられている。

排出機構２０は、貯留室１３の下部に設けられ、貯留室１３のドレンのみを排出通路１５に排出するものである。図２および図３にも示すように、排出機構２０は弁機構２１と、調整機構５１とを備えている。

弁機構２１は、シリンダ部材２２と、排出弁３１と、閉塞部材４１とを有している。シリンダ部材２２は、貯留室１３の壁部に貫通して取り付けられている。シリンダ部材２２の内部は、軸方向に延びる排出路２３となっている。また、シリンダ部材２２には、径方向に貫通して貯留室１３と排出路２３とを連通させる連通孔２４と、径方向に貫通して排出通路１５と排出路２３とを連通させる連通孔２５とが形成されている。シリンダ部材２２の貯留室１３側では、連通孔２４と排出路２３とが交差する角部が排出弁３１の弁座２６となっている。つまり、弁機構２１では、シリンダ部材２２の排出路２３および２つの連通孔２４，２５を介して貯留室１３と排出通路１５とが連通しており、排出路２３が本発明に係る排出口を構成している。

排出弁３１は、シリンダ部材２２の排出路２３に収容されている。排出弁３１は、ピストン部３２およびロッド部３３を有している。ピストン部３２は、環状に形成され、ロッド部３３の後端側（図２，３において右側）に取り付けられている。ピストン部３２は、外周面が排出路２３の壁面（即ち、シリンダ部材２２の内周面）と摺動自在に接しており、シリンダ部材２２の内部を軸方向に仕切っている。ロッド部３３の先端には弁体３４が形成されており、この弁体３４が弁座２６に着座および離座することにより排出路２３が開閉される。また、ロッド部３３には軸方向に貫通するパイロット流路３５が形成されている。パイロット流路３５は、フロート１６によって前端側の開口が開閉される。

閉塞部材４１は、シリンダ部材２２の後端側の開口を閉塞している。閉塞部材４１の前端側（図２，３において左側）には、凹状の圧力室４２が形成されている。なお、本実施形態ではシリンダ部材２２の内部において排出弁３１と閉塞部材４１との間に形成される空間も圧力室４２の一部を構成する。閉塞部材４１の後端寄りには、径方向に貫通して排出通路１５に開口するＴ字形の逃がし流路４３が形成されている。逃がし流路４３は、その中央部が圧力室４２と繋がっている（連通している）。また、閉塞部材４１の後端には、後述する調整機構５１の調整棒５５が挿入される挿入孔４４が形成されている。挿入孔４４は、逃がし流路４３に連通しており、調整棒５５が逃がし流路４３にその直交方向に挿入されるように形成されている。

こうして、弁機構２１では、パイロット流路３５によって貯留室１３と圧力室４２とを連通させており、逃がし流路４３によって圧力室４２と排出通路１５（シリンダ部材２２の排出路２３から排出されたドレンが流通する位置）とを連通させている。

弁機構２１では、圧力室４２の圧力に応じて排出弁３１がシリンダ部材２２の軸方向に進退（変位）し排出路２３を開閉するように構成されている。即ち、貯留室１３の水位が低い場合、排出弁３１のロッド部３３の前端にフロート１６が接してパイロット流路３５が閉じられ、排出弁３１の弁体３４が弁座２６に着座して排出路２３が閉じられた状態となる（図３の状態）。

貯留室１３の水位が上昇すると、フロート１６が排出弁３１のロッド部３３から離隔してパイロット流路３５が開く。そうすると、貯留室１３のドレンがパイロット流路３５を通じて圧力室４２に流入する。ここで、スチームトラップ１では、流入通路１４および貯留室１３が高圧側、排出通路１５が低圧側となっている。また、圧力室４２では、その圧力室４２（高圧側）と排出通路１５（低圧側）との圧力差によって逃がし流路４３から排出通路１５にドレンが流出するが、その流出するドレンの流量はパイロット流路３５を介して圧力室４２に流入するドレンの流量よりも少なくなるように構成されている。そのため、圧力室４２ではドレンの流入に伴って圧力が上昇する。そして、圧力室４２の圧力が所定の圧力に達すると、その圧力によって排出弁３１が前進（図２において左方向へ移動）する。これにより、排出弁３１の弁体３４が弁座２６から離座して排出路２３が開く（図２の状態）。こうして、貯留室１３のドレンがシリンダ部材２２を通じて排出通路１５に排出される。

上記のドレン排出動作によって貯留室１３の水位が低下すると、フロート１６が下降して再びパイロット流路３５がフロート１６によって閉じられる。圧力室４２では、その圧力室４２（高圧側）と排出通路１５（低圧側）との圧力差によって、ドレンが逃がし流路４３から排出通路１５に流出していく。このドレンの流出に伴い、圧力室４２の圧力は低下していき、排出弁３１が後退（図２において右方向へ移動）していく。そして、排出弁３１の弁体３４が弁座２６に着座して排出路２３が閉じられる（図３の状態）。

調整機構５１は、逃がし流路４３の開度（即ち、流路断面積）を調整するものである。図２および図３に示すように、調整機構５１は、プラグ５２と、補助プラグ５３と、調整棒５５とを有している。

プラグ５２は、ケーシング１０の本体部１１にねじ締結されている。補助プラグ５３は、プラグ５２よりも小さく形成されており、プラグ５２の中央にねじ締結されている。調整棒５５は、補助プラグ５３およびプラグ５２の双方を貫通して設けられている。調整棒５５は、後端側に形成された雄ねじ部５７が、補助プラグ５３に形成された雌ねじ部５４と螺合している。また、調整棒５５は、先端に弁体５６を有している。調整棒５５の弁体５６は、弁機構２１における閉塞部材４１の挿入孔４４に挿入されている。つまり、調整棒５５は、弁体５６が逃がし流路４３に該逃がし流路４３の直交方向に挿入されている。そして、調整棒５５は、ケーシング１０の外部に突出した後端（図２および図３において右側の端部）を手や工具で正逆回転させることにより、逃がし流路４３の直交方向に進退（変位）するようになっている。

調整機構５１では、調整棒５５が進退することにより、調整棒５５の弁体５６によって逃がし流路４３の開度（流路断面積）が調整される。具体的に、調整棒５５が前進（図２および図３において左方向へ移動）すると、逃がし流路４３の開度は小さくないし全閉になる（一例として図２の状態を参照）。逆に、調整棒５５が後退（図２および図３において右方向へ移動）すると、逃がし流路４３の開度は大きくないし全開になる（一例として図３の状態を参照）。

スチームトラップ１では、蒸気システムの運転条件によって流入通路１４および貯留室１３の圧力（高圧圧力）と排出通路１５の圧力（低圧圧力）との圧力差が変化する。つまり、蒸気システムの運転条件によって圧力室４２（高圧側）と排出通路１５（低圧側）との圧力差が変化する。本実施形態の排出機構２０では、排出弁３１の開動作時、上記の圧力差が大きくなると、調整機構５１によって逃がし流路４３の開度を小さくする。逃がし流路４３の開度が小さくなると、パイロット流路３５から圧力室４２に流入するドレン流量に対して圧力室４２から逃がし流路４３に流出するドレン流量の割合が減少する。そのため、圧力室４２では、上記の圧力差が大きくなることによって招く圧力の上昇速度の低下が抑制される。また、本実施形態の排出機構２０では、排出弁３１の閉動作時、上記の圧力差が小さくなると、調整機構５１によって逃がし流路４３の開度を大きくする。逃がし流路４３の開度が大きくなると、圧力室４２から逃がし流路４３に流出するドレン流量が増加する。そのため、圧力室４２では、上記の圧力差が小さくなることによって招く圧力の低下速度の低下が抑制される。

以上のように、本実施形態によれば、排出弁３１の開動作時、圧力室４２における圧力の上昇速度の低下を抑制する、即ち圧力室４２における圧力の上昇速度をできるだけ一定に保つことができる。これにより、圧力室４２における圧力の上昇速度の低下に起因する排出弁３１の開き遅れを抑制することが可能になる。また、排出弁３１の閉動作時、圧力室４２における圧力の低下速度の低下を抑制する、即ち圧力室４２における圧力の低下速度をできるだけ一定に保つことができる。これにより、圧力室４２における圧力の低下速度の低下に起因する排出弁３１の閉じ遅れを抑制することが可能になる。つまり、本実施形態によれば、逃がし流路４３の開度を調整することにより圧力室４２における圧力の上昇速度および低下速度を調整するようにした。以上の結果、信頼性の高いスチームトラップ１を提供することができる。

また、本実施形態の調整機構５１によれば、ケーシング１０の外部から調整棒５５を正逆回転し進退させるだけで逃がし流路４３の開度を調整することができるため、簡易な構成で容易に排出弁３１の開き遅れや閉じ遅れを抑制することができる。なお、本発明は、上述した調整機構５１の構成に限らず、逃がし流路４３の開度を調整可能であれば如何なる構成であってもよい。

本発明は、パイロット式の排出機構を備えたスチームトラップについて有用である。

１スチームトラップ
１３貯留室
２３排出路（排出口）
３１排出弁
３５パイロット流路
４２圧力室
４３逃がし流路
５１調整機構
５５調整棒
５６弁体

Claims

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、該排出口から排出されたドレンが流通する排出通路とを内部に有するケーシングを備えると共に、
圧力室と、該圧力室と上記貯留室とを連通させるパイロット流路と、上記排出通路と上記圧力室とを連通させる逃がし流路と、上記圧力室の圧力に応じて変位し上記排出口を開閉する排出弁とを上記ケーシング内に有する弁機構を備えたスチームトラップであって、
上記逃がし流路は、Ｔ字形に形成され、該Ｔ字形の横直線部に相当する横流路の両端が、上記排出通路に開口し、上記Ｔ字形の縦直線部に相当する縦流路が、上記圧力室と連通しており、
上記逃がし流路の開度を調整する調整機構を有しており、
上記調整機構は、上記ケーシングを貫通して設けられ、先端に弁体を有すると共に該弁体が上記横流路の直交方向に且つ上記縦流路へ向かって上記横流路に挿入され、上記直交方向に進退可能に構成された調整棒を有していることを特徴とするスチームトラップ。