JP6504792B2 - ドレントラップ - Google Patents

Description

本願は、蒸気システムや圧縮空気システムに発生するドレンを自動的に排出するドレントラップに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、ドレンが通過するフィルタ（スクリーン）を備えたドレントラップが知られている。このドレントラップでは、流入通路（入口）に流入したドレンが、フィルタを外周側から内周側へ通過して貯留室（トラップ室）に流入する。貯留室のドレンは、自動的に排出通路（出口）を介して外部に排出される。ドレンは、フィルタを通過することにより、ドレンに含まれる異物（ゴミ、錆、スケール等）がフィルタに捕捉される。

特開２０１３−２３１４６２号公報

ところで、上述したようなドレントラップでは、異物によるフィルタの目詰まりが起こるまでの期間をできるだけ長くしたいという要望があった。

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、フィルタの目詰まりが起こるまでの期間を延長することができるドレントラップを提供することにある。

本願に開示の技術は、ドレンの流入通路と、該流入通路のドレンが外周側から内周側へ通過する円筒部を有するフィルタと、該フィルタを通過したドレンが貯留される貯留室とを備えたドレントラップを前提としている。そして、本願のドレントラップでは、上記流入通路は、ドレンが上記円筒部の外周に沿って互いに反対方向に流れる２つの周方向通路と、該２つの周方向通路のドレンが対向して合流し上記円筒部を通過する合流部とを備えているものである。

本願のドレントラップによれば、ドレンが円筒部の外周に沿って流れる周方向通路を備えているため、ドレンが円弧状に流れる。そのため、ドレンに含まれる異物が遠心力によって周方向通路の外周側に偏り分離される。つまり、ドレンよりも比重の高い異物が遠心分離される。こうして分離された異物は、周方向通路の外周側に溜まる。さらに、本願のドレントラップによれば、円筒部の周方向においてドレンが互いに反対方向に流れる２つの周方向通路を備えると共に、その２つの周方向通路のドレンが対向して合流する合流部を備えるようにした。そのため、２つの周方向通路のドレンを互いに衝突する。この衝突により、ドレンの流速が低下して流体力が減少するため、ドレンに含まれる異物は流れずに落下する。これにより、周方向通路において分離しきれなかった異物が合流部で分離されて溜まる。以上より、本願のドレントラップでは、ドレンがフィルタを通過する前に、ドレンに含まれる異物を分離除去することができる。したがって、異物によるフィルタの目詰まりが起こるまでの期間を延長することができる。

図１は、実施形態に係るドレントラップの概略構成を示す縦断面図である。 図２は、実施形態に係るドレントラップの概略構成を示す横断面図である。 図３は、図２におけるＡ−Ａ線の断面図である。 図４は、流入通路の周方向通路を直線状に展開して示す図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。

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。

本実施形態のドレントラップ１は、パイロット式の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、ドレントラップ１は、密閉容器であるケーシング１０と、２つの排出機構２０，３０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。貯留室１３の上部には、円筒状のフィルタ１７（円筒部を有するフィルタ）が設けられている。流入通路１４はフィルタ１７を介して貯留室１３の上部に連通しており、流入通路１４のドレンはフィルタ１７を通過して貯留室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。流入通路１４の詳細については後述する。

排出機構２０は、貯留室１３の下部に設けられており、貯留室１３のドレンのみを排出通路１５に排出するドレン用の排出機構である。排出機構２０は、シリンダ部材２１と、排出弁２５とを備えている。

シリンダ部材２１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２１の内部は、軸方向に延びる排出路２２となっている。また、シリンダ部材２１には、径方向に貫通して貯留室１３と排出路２２とを連通させる連通孔２３と、径方向に貫通して排出通路１５と排出路２２とを連通させる連通孔２４とが形成されている。シリンダ部材２１の貯留室１３側では、連通孔２３と排出路２２とが交差する角部が排出弁２５の弁座２９となっている。つまり、排出機構２０では、シリンダ部材２１の排出路２２および２つの連通孔２３，２４を介して貯留室１３と排出通路１５とが連通している。

排出弁２５は、シリンダ部材２１の排出路２２に収容されている。排出弁２５は、略棒状に形成され、その先端部が弁体２６となっている。また、排出弁２５には、軸方向に貫通するパイロット流路２７が形成されている。パイロット流路２７は、フロート１６によって前端側の開口が開閉される。シリンダ部材２１の後端側には、圧力室２８が形成されている。排出機構２０では、パイロット流路２７によって貯留室１３と圧力室２８とを連通させている。

排出機構２０では、圧力室２８の圧力に応じて排出弁２５がシリンダ部材２１の軸方向に進退（変位）して弁体２６が排出路２２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２５の前端にフロート１６が接してパイロット流路２７が閉じられ、弁体２６によって排出路２２が閉じられる（図１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２５の前端から離隔してパイロット流路２７が開く。そうすると、貯留室１３のドレンがパイロット流路２７を通じて圧力室２８に流入し、圧力室２８の圧力が上昇する。圧力室２８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２５が前進し、排出路２２が開く。これにより、貯留室１３のドレンがシリンダ部材２１を通じて排出通路１５に排出される。

排出機構３０は、貯留室１３の上部に設けられており、貯留室１３内の低温の空気や低温のドレンを排出通路３４に排出する低温流体用の排出機構である。排出機構３０は、弁座３１と、温度応動部材３３とを備えている。弁座３１には排出通路３４に連通する排出孔３２が形成されており、その排出孔３２は温度応動部材３３によって開閉される。温度応動部材３３は、略円板状の密閉カプセルであり、図示しないが、内部に薄板ダイヤフラムと熱膨張収縮液が収容されている。排出通路３４は、蓋部１２に形成されており、排出通路１５に接続されている。排出機構３０では、貯留室１３内の温度が高くなると、温度応動部材３３が膨張して排出孔３２を閉じる。貯留室１３内の温度が低くなると、温度応動部材３３は収縮して排出孔３２を開き、貯留室１３のドレンや空気が排出孔３２から排出通路３４に排出される。

次に、本実施形態の流入通路１４について図２〜図４も参照しながら詳細に説明する。流入通路１４は、主通路４１と、２つの周方向通路４２，４３と、合流部４５と、環状通路４６とをケーシング１０内に有している。

図２に示すように、主通路４１は、流入通路１４においてドレンが最初に流入する通路である。主通路４１は、フィルタ１７の外周面に向かって延びると共にフィルタ１７の径方向に延びる直線状の通路である、主通路４１の下流端は、２つの周方向通路４２，４３に接続されている。つまり、流入通路１４では、主通路４１と２つの周方向通路４２，４３との接続部が分岐部４４となっており、主通路４１のドレンが２つの周方向通路４２，４３に分岐（分流）するようになっている。

２つの周方向通路４２，４３は、フィルタ１７の外周側に設けられ、ドレンがフィルタ１７の外周に沿って互いに反対方向に流れる通路である。つまり、周方向通路４２，４３ではドレンがフィルタ１７の外周に沿って円弧状に流れる。周方向通路４２，４３は、ドレンが円弧状に流れることにより、そのドレンに含まれている異物（ゴミ、錆、スケール等）が遠心力によって周方向通路４２，４３の外周側に分離されて落下するように構成されている。つまり、ドレンよりも比重の高い異物が遠心分離される。なお、周方向通路４２，４３は、フィルタ１７の略半周に対応する長さに形成されている。

合流部４５は、２つの周方向通路４２，４３のドレンが対向して合流する部分である。つまり、合流部４５は、２つの周方向通路４２，４３のドレンが衝突（合流）することによって、該ドレンに含まれている異物が分離されて落下するように構成されている。合流部４５は、フィルタ１７の外周側において分岐部４４と反対側に位置し、２つの周方向通路４２，４３の下流端が接続されている。環状通路４６は、フィルタ１７の外周面と２つの周方向通路４２，４３との間に設けられており、周方向の一部が合流部４５に連通している。

図２に示すように、本体部１１には、周方向通路４２，４３の外周側の側壁および内周側の側壁を構成する外周壁４７および内周壁４８が形成されている。内周壁４８は、環状の一部（合流部４５に対応する部分）が切除されてなるＣ形に形成され、フィルタ１７の外周側に間隔を置いて設けられている。内周壁４８は環状通路４６の外周側の側壁も構成しており、内周壁４８とフィルタ１７との間の空間が環状通路４６となっている。

そして、内周壁４８は、分岐部４４に対応する部分がドレンの衝突部４９となっている。流入通路１４では、主通路４１に流入したドレンが、内周壁４８の衝突部４９に衝突し、その後２つの周方向通路４２，４３に分岐（分流）するようになっている。つまり、流入通路１４における衝突部４９は、２つの周方向通路４２，４３に分岐する前のドレンが衝突する衝突壁を構成している。衝突部４９は、ドレンが衝突することによって、該ドレンに含まれている異物が分離されて落下するように構成されている。

また、流入通路１４の分岐部４４には、底面５０に凹部５１が設けられている。凹部５１は、平面視が円形に形成され、ドレンが衝突部４９に衝突することによって分離された異物を溜める異物溜め部である。さらに、合流部４５の底面５０にも凹部５４が設けられている。この凹部５４は、平面視が長円形に形成され、２つの周方向通路４２，４３のドレンが衝突（合流）することによって分離された異物を溜める異物溜め部である。

また、２つの周方向通路４２，４３には、通路方向に延びて合流部４５の凹部５４に接続される溝５２，５３が設けられている。溝５２，５３は、遠心力によってドレンから分離された異物を溜める異物溜め部である。図３にも示すように、溝５２，５３は、周方向通路４２，４３の底面５０における外周側に設けられている。さらに、図４（ａ）にも示すように、溝５２，５３の幅Ｂは、周方向通路４２，４３において上流側（分岐部４４）から下流側（合流部４５）へいくに従って大きくなっている。さらに、図４（ｂ）に示すように、溝５２，５３の深さＤは、上流側（分岐部４４）から下流側（合流部４５）へいくに従って大きくなっている。つまり、溝５２，５３は、上記凹部へ向かうに従って下方へ傾斜している。なお、図４は、２つの周方向通路４２，４３のうち代表して周方向通路４２について示している。

また、環状通路４６にも、ほぼ全周に亘って通路方向に延びる溝５５が設けられている。この溝５５も、上述した溝５２，５３と同様、遠心力によってドレンから分離された異物を溜める異物溜め部である。環状通路４６においても、ドレンが円弧状に流れるため、ドレンに含まれている異物が外周側に分離される。溝５５は、環状通路４６の底面５０における外周側に設けられている。

また、図１に示すように、分岐部４４の凹部５１にはバルブ６２で閉じられた排出口６１が設けられている。図２に示すように、合流部４５の凹部５４にもバルブ６４で閉じられた排出路６３が設けられている。これら排出口６１および排出路６３は、凹部５１，５４に溜まっている異物をバルブ６２，６４が開けられることにより排出するためのものである。

〈ドレンの流入動作〉
以上のように構成された流入通路１４では、主通路４１に流入したドレンが分岐部４４において衝突部４９に衝突する。この衝突により、ドレンに含まれている異物は分離されて凹部５１に落下する。即ち、ドレンは、衝突部４９に衝突することにより流速が低下して流体力が減少する。これにより、ドレンよりも比重の高い異物は流れずに落下する。こうして、分離された異物は凹部５１に溜められる。ドレンは、衝突部４９に衝突した後、２つの周方向通路４２，４３に分岐（分流）する。

周方向通路４２，４３では、ドレンに含まれている異物（分岐部４４で分離しきれなかった異物、即ちドレンに残留している異物）が遠心力によって外周側に分離されて溝５２，５３に落下する。つまり、ドレンよりも比重の高い異物が遠心分離される。ここで、溝５２，５３は周方向通路４２，４３の外周側に設けられているため、遠心力によって分離された異物は確実に溝５２，５３に落下する。さらには、溝５２，５３の幅Ｂが下流側へいくに従って大きくなっているため、分離された異物を効果的に溝５２，５３に溜めることができる。

そして、溝５２，５３は合流部４５の凹部５４に接続されているため、溝５２，５３に溜まった異物はドレンの流れによって凹部５４まで流される。つまり、周方向通路４２，４３において分離された異物が合流部４５の凹部５４に集められる。しかも、溝５２，５３は下流側（合流部４５の凹部５４）へいくに従って下方へ傾斜しているため、溝５２，５３に溜まった異物が容易にドレンの流れによって凹部５４まで流れる。

２つの周方向通路４２，４３を流れたドレンは、合流部４５において互いに衝突（合流）する。このドレン同士の衝突により、ドレンに含まれている異物（分岐部４４および周方向通路４２，４３で分離しきれなかった異物、即ちドレンに残留している異物）は分離されて凹部５４に落下する。即ち、分岐部４４での衝突作用と同様、ドレン同士が衝突することによりドレンの流体力が減少するため、ドレンよりも比重の高い異物は流れずに落下する。こうして、分離された異物は凹部５４に溜められる。合流部４５で衝突（合流）したドレンは、環状通路４６に流れてフィルタ１７を通過して貯留室１３に流入する。環状通路４６においても、ドレンに含まれている異物（分岐部４４、周方向通路４２，４３および合流部４５で分離しきれなかった異物、即ちドレンに残留している異物）が遠心力によって外周側に分離されて溝５５に落下する。このように、流入通路１４を流れるドレンは、分岐部４４、周方向通路４２，４３、合流部４５および環状通路４６で異物が分離除去されてからフィルタ１７を通過する。

以上のように、上記実施形態のドレントラップ１によれば、流入通路１４が周方向通路４２，４３を備えるようにしたため、ドレンに含まれている異物を遠心力によって周方向通路４２，４３の外周側に分離させることができる。つまり、異物を遠心分離することができる。さらに、上記実施形態のドレントラップ１によれば、流入通路１４が、ドレンが互いに反対方向に流れる２つの周方向通路４２，４３を備えると共に、その２つの周方向通路４２，４３のドレンが対向して合流する合流部４５を備えるようにした。これにより、２つの周方向通路４２，４３のドレンを互いに衝突させて、ドレンに含まれている異物を分離することができる。以上より、上記実施形態のドレントラップ１では、ドレンがフィルタ１７を通過する前に、ドレンに含まれる異物を分離除去することができる。したがって、異物によるフィルタの目詰まりが起こるまでの期間を延長することができる。

また、流入通路１４では、ドレンから分離された異物を溜める凹部５４を合流部４５に設けるようにしたため、合流部４５で分離された異物を確実に溜めることができる。これにより、ドレンから一旦分離された異物が再びドレンと共に流れていくことを抑制することができる。

さらに、流入通路１４では、分岐部４４にドレンが衝突する衝突部４９（衝突壁）を設けるようにしたため、この衝突によってもドレンに含まれている異物を分離することができる。これにより、流入通路１４における異物の分離作用を高めることができる。また、この分岐部４４にも、ドレンから分離された異物を溜める凹部５１を設けるようにしたため、一旦分離された異物が再びドレンと共に流れていくことを抑制することができる。

また、周方向通路４２，４３では、底面５０における外周側に溝５２，５３を設けるようにしたため、周方向通路４２，４３で分離された異物を溝５２，５３に溜めることができる。さらに、その溝５２，５３を合流部４５の凹部５４に接続するようにしたため、溝５２，５３に溜まった異物をドレンの流れによって凹部５４に集めることができる。

さらに、周方向通路４２，４３の溝５２，５３を下流側（合流部４５の凹部５４）へいくに従って下方へ傾斜させるようにしたため、溝５２，５３に溜まった異物をドレンの流れによって容易に凹部５４に集めることができる。

さらに、周方向通路４２，４３の溝５２，５３の幅を下流側（合流部４５の凹部５４）へいくに従って大きくするようにしたため、分離された異物を残らず溝５２，５３に溜めることができる。つまり、周方向通路４２，４３において分離された異物を効果的に溝５２，５３に溜めることができる。

なお、上記実施形態では、ドレンを主通路４１から２つの周方向通路４２，４３に分岐（分流）させるようにしたが、主通路４１を省略し、外部から２つの周方向通路４２，４３に個別にドレンを流入させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、フィルタ１７の外周側に設けた内周壁４８の一部を衝突部４９（衝突壁）としたが、本願の請求項に係る衝突壁は、主通路４１の途中においてドレンの流れ方向に対向するように設けられる単独の板であってもよい。

本願に開示の技術は、ドレンが通過するフィルタを備えたドレントラップについて有用である。

１ ドレントラップ
１３ 貯留室
１４ 流入通路
１７ フィルタ
４２ 周方向通路
４３ 周方向通路
４５ 合流部
４９ 衝突部（衝突壁）
５０ 底面
５２ 溝
５３ 溝
５４ 凹部

Claims (5)

1. ドレンの流入通路と、該流入通路のドレンが外周側から内周側へ通過する円筒部を有するフィルタと、該フィルタを通過したドレンが貯留される貯留室とを備えたドレントラップであって、
   上記流入通路は、ドレンが上記円筒部の外周に沿って互いに反対方向に流れる２つの周方向通路と、該２つの周方向通路のドレンが対向して合流し上記円筒部を通過する合流部とを備え、
   上記フィルタの円筒部の外周側には、上記周方向通路の内周側の側壁を構成すると共に、環状において上記合流部に対応する部分が切除されてなるＣ形に形成された内周壁が設けられている
   ことを特徴とするドレントラップ。
2. 請求項１に記載のドレントラップにおいて、
   上記合流部の底面には、上記２つの周方向通路のドレンが合流することによって該ドレンから分離された異物を溜める凹部が設けられている
   ことを特徴とするドレントラップ。
3. 請求項２に記載のドレントラップにおいて、
   上記周方向通路の底面における外周側には、通路方向に延びて上記凹部に接続される溝が設けられている
   ことを特徴とするドレントラップ。
4. 請求項３に記載のドレントラップにおいて、
   上記周方向通路の溝は、上記凹部へいくに従って下方へ傾斜している
   ことを特徴とするドレントラップ。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のドレントラップにおいて、
   上記流入通路は、流入したドレンが上記２つの周方向通路に分岐するように構成され、
   上記流入通路には、上記２つの周方向通路に分岐する前のドレンが衝突する衝突壁が設けられている
   ことを特徴とするドレントラップ。

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