JP6523545B1 - Fluid discharge device - Google Patents
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Abstract
【課題】例えばオリフィス式スチームトラップであるオリフィスを有する流体排出装置において、そのオリフィスが詰まったときにその詰まりを好適に解消する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る流体排出装置10は、オリフィス12を備え、該流体排出装置の流路14において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部20であって、該流路制限部の孔22は、前記オリフィス12よりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部24であって、該バイパス部のバイパス流路26にバルブ30が設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部とを備える。【選択図】図1A fluid discharge device having an orifice, which is, for example, an orifice type steam trap, preferably eliminating clogging when the orifice is clogged. A fluid discharge device (10) according to an embodiment of the present invention includes an orifice (12), and is a flow path restricting portion (20) provided upstream of the orifice in a flow path (14) of the fluid discharge device. The hole 22 of the flow passage restricting portion is a flow passage restricting portion having an opening cross-sectional area larger than that of the orifice 12 and a bypass portion 24 communicated between the flow passage restricting portion and the orifice, A valve 30 is provided in the bypass flow passage 26 of the bypass portion, and the bypass flow passage includes a bypass portion whose cross-sectional area is larger than the opening cross-sectional area of the hole of the flow passage restriction portion. [Selected figure] Figure 1
Description
本発明は、配管などから流体を排出するための流体排出装置に関する。 The present invention relates to a fluid discharge device for discharging fluid from piping or the like.
従来、蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系では、蒸気の凝縮水をその外部に自動的に排出するスチームトラップが用いられている。スチームトラップには、前述の凝縮水の排出用に常時開口のオリフィスを備えたオリフィス式スチームトラップがある。 BACKGROUND Conventionally, in steam piping systems such as steam transport pipes and devices using steam, a steam trap that automatically discharges condensed water of the steam to the outside is used. The steam trap is an orifice type steam trap provided with a normally open orifice for discharging the above-mentioned condensed water.
オリフィス式スチームトラップでは、オリフィスの口径が小さい場合に、オリフィスに堆積物などの異物等が詰まり易いという問題がある。そこで、そのようなスチームトラップにおいて、オリフィスの詰まりを抑制する手段又は方法が種々提案されている(例えば特許文献1及び特許文献2参照)。 In the orifice type steam trap, when the orifice diameter is small, there is a problem that foreign substances such as deposits are easily clogged in the orifice. Therefore, in such a steam trap, various means or methods for suppressing clogging of the orifice have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかし、特許文献1に記載のスチームトラップも、特許文献2に記載のスチームトラップも、オリフィスの詰まりを抑制することに関し、オリフィスが詰まったときにその詰まりを解消することには向けられていない。 However, neither the steam trap described in Patent Document 1 nor the steam trap described in Patent Document 2 is directed to preventing clogging of the orifice, and is not directed to clearing the clogging when the orifice is clogged.
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、例えばオリフィス式スチームトラップであるオリフィスを有する流体排出装置において、そのオリフィスが詰まったときにその詰まりを好適に解消することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is, for example, in a fluid discharge device having an orifice which is an orifice type steam trap, the clogging is preferably eliminated when the orifice is clogged. It is to do.
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
オリフィスを備えた流体排出装置であって、
該流体排出装置の流路において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部であって、該流路制限部の孔は、前記オリフィスよりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、
前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部であって、該バイパス部のバイパス流路にバルブが設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部と
を備えた流体排出装置
を提供する。
In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is
A fluid discharge device having an orifice, wherein
A flow path restriction portion provided upstream of the orifice in the flow path of the fluid discharge device, wherein the hole of the flow path restriction portion has an opening cross-sectional area larger than that of the orifice. When,
A bypass portion communicating between the flow path limiting portion and the orifice, wherein a valve is provided in the bypass flow path of the bypass portion, and a cross-sectional area of the bypass flow path is the flow path limiting portion A fluid discharge device is provided, including a bypass portion that is larger than the opening cross-sectional area of the hole.
好ましくは、前記流路制限部の前記孔は、該流路制限部の該孔を通過した流体が前記オリフィスに直接的に向かうように、形成されている。 Preferably, the hole of the flow passage restriction portion is formed such that fluid passing through the hole of the flow passage restriction portion is directed directly to the orifice.
前記流体排出装置は、スチームトラップであり得る。 The fluid ejector may be a steam trap.
本発明の上記一態様に係る流体排出装置によれば、そのオリフィスが詰まったときにその詰まりを好適に解消するが可能になる。 According to the fluid discharge device according to the above aspect of the present invention, when the orifice is clogged, the clog can be suitably eliminated.
以下、本発明に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品(又は構成)には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described based on the attached drawings. The same parts (or configurations) are given the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description about them will not be repeated.
図1は、本発明の一実施形態に係る流体排出装置としてのスチームトラップ10の概略構成を示す断面図である。なお、「スチームトラップ」とは、蒸気機器や蒸気配管などに用いられるトラップであり、「トラップ」とはJIS B 0100において「機器、配管などからドレンを自動的に排出する自力式のバルブの総称」と定義されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
スチームトラップ10は、オリフィス12を備えている。オリフィス12は、スチームトラップ10の中心軸線10Aに沿って区画形成された流体の流路14に設けられた孔のことであり、その前後の流路14の部分14b、14cよりも狭い縮径部である。
The
スチームトラップ10は、流路14が形成された本体部16を備える。本体部16の軸線16Aは、スチームトラップ10の中心軸線10Aに一致する。本体部16は、略円筒状の部材であり、その軸線16Aに沿って、第1端面16bから第2端面16cまで貫通する流路14を区画形成する。第1端面16bは第2端面16cの反対側に位置し、第2端面16cと同じく軸線16Aに直交するように延在する。スチームトラップ10では、第1端面16b側が蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系につながる。好ましくは、第1端面16bが第2端面16cよりも鉛直方向上側に位置するように、スチームトラップ10は適用される。なお、図1では、スチームトラップ10の軸線10Aは鉛直方向に延びていて、他の図でもスチームトラップ10はこの姿勢で描かれている。しかし、本発明は、スチームトラップ10がその姿勢で用いられることに限定しない。
The
流路14の途中に、つまり第1端面16bと第2端面16cとの間において、オリフィス板部18が設けられている。オリフィス板部18は、中心軸線10Aに直交するように延在し、本体部16内部に延在する。オリフィス板部18は、それを貫通する孔つまりオリフィス12を有して形成されている。オリフィス12は、中心軸線10Aをその軸線とするように形成されている。なお、図1では、オリフィス12は、円柱形状の孔であるが、例えば第1端面16b側から第2端面16c側に至るほど拡がるように、テーパ状に形成されているとなおよい。
An
オリフィス板部18よりも第1端面16b側つまり流路14の上流側に、流路制限部20が設けられている。流路制限部20は、第1端面16bと第2端面16cとの間において、中心軸線10Aに直交するように延在する板状部であり、本体部16内部に延在する。流路制限部20は、それを貫通する孔つまり貫通孔22を有して形成されている。なお、貫通孔22を第2オリフィスと称してもよく、この場合、上記オリフィス12は第1オリフィスと称されるとよい。貫通孔22は、中心軸線10Aをその軸線とするように形成されている。なお、図1では、貫通孔22は、円柱形状の孔であるが、例えば第1端面16b側から第2端面16c側に至るほど拡がるように、テーパ状に形成されてもよい。
A flow
図1から明らかなように、流路14は、オリフィス12を有するオリフィス板部18及び貫通孔22を有する流路制限部20以外では、同じ直径D1つまり断面積を有する。したがって、上流側から流路14に流入した流体は、直径D1の第1流路14aから貫通孔22に至り、貫通孔22で絞られ、その後、直径D1の第2流路14bを経てオリフィス12に至り、オリフィス12で絞られ、直径D1の第3流路14cを経て、例えば外部環境に排出され得る。
As is apparent from FIG. 1, the
更に、本体部16から外部に延びるバイパス部24が設けられている。バイパス部24は、本体部16の内部から外部に延びるバイパス流路26を形成する。バイパス部24つまりバイパス流路26は、オリフィス12と流路制限部20との間の第2流路14bに連通する。なお、バイパス流路26は、スチームトラップ10の中心軸線10Aから径方向に延びるように定められるバイパス軸線26Aを中心軸線として有する。しかし、バイパス流路26はこのように径方向に延びることに限定されず、例えば、中心軸線10Aに直交するように定められる仮想断面において第2流路14bの接線方向に延在するように設けられてもよい。
Furthermore, a
バイパス流路26には、バルブ30が設けられている。バルブ30は、ここでは手動式のバルブであるが、電動式のバルブであってもよい。また、バルブ30の形式は、バタフライ式でも、シャッター式でも、ポペット式でもよく、本発明はバルブ30の形式を問わない。
The
オリフィス12の開口径(直径)D2は、貫通孔22の開口径(直径)D3及びバイパス流路26の流路径(直径)D4と次の(1)式の関係を有する。なお、(1)式では、それらと流路14の直径D1との関係も示す。(1)式の関係を有するので、流路制限部20の貫通孔22は、オリフィス12よりも大きな開口断面積を有する。また、バイパス流路26の断面積は、流路制限部20の貫通孔22の開口断面積よりも大きい。
D2 < D3 < D4 < D1 ・・・ (1)
The opening diameter (diameter) D2 of the
D2 <D3 <D4 <D1 (1)
オリフィス12の開口径D2、流路制限部20の貫通孔22の開口径D3、バイパス流路26の流路径D4、及び、流路14の直径D1は、スチームトラップ10が適用される配管などを流れる流体に応じて定められるとよい。本実施形態のスチームトラップ10が適用される配管を流れる流体は蒸気である。したがって、スチームトラップ10では、蒸気の凝縮水のみをオリフィス12から排出して蒸気を漏らさないように、特にオリフィス12の開口径D2は定められている。
The opening diameter D2 of the
オリフィス12の開口径D2は例えば1.5mm以下であるとよく、好ましくは1mm以下である。また、オリフィス12の開口径D2は0.3mm以上である。例えば、オリフィス12の径D2は約0.7mmであり得る。なお、開口径D2はこれら以外の寸法を有してもよい。
The opening diameter D2 of the
流路制限部22の貫通孔22の開口径D3は、通常は貫通孔22が異物等により詰まらず、かつ、蒸気も凝縮水も通過させるように、定められている。更に、貫通孔22の開口径D3は、後述するように、オリフィス12が詰まったとき、貫通孔22から噴き出る流体で異物等を除去できるように、大き過ぎない方がよい。貫通孔22の開口径D3は、例えば3mm以上かつ5mm以下であるとよい。
The opening diameter D3 of the through
図1に示すスチームトラップ10は、その本体部16がオリフィス板部18及び流路制限部20を一体的に備えるように構成されている。しかし、スチームトラップ10は、複数の部材を組み立てることで構成可能である。例えば、スチームトラップ10は、図2に示すように、バイパス部24を備える外側筒状部40と、流量制限部20を備える第1内側挿入部42と、オリフィス板部18と、円筒状の第2内側挿入部44とを組み立てることで構成されてもよい。なお、流量制限部20は第1内側挿入部42から独立した部材とされてもよい。そして、複数の部材を組み立てることでスチームトラップ10を製造する場合、各部材間にシール部材を設けてもよい。なお、各部材を相互に接続するとき、ねじ機構等の機械的接続手段を用いてもよく、また、溶接等の化学的接続手段を用いてもよい。
The
上記構成を備えるスチームトラップ10における作用及び効果について、図3から図6に基づいて説明する。図3は、第1端面16b側が蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系につながっているスチームトラップ10に、第1端面側から蒸気、特にそれの凝縮水Wが流入しているところを示す模式図である。図3のスチームトラップ10では、凝縮水は、第1流路14a、貫通孔22、第2流路14bを順に通過した後、オリフィス12を通過することで外部に排出されている。なお、図3のスチームトラップ10では、バルブ30は完全に閉じられている。
The operation and effects of the
スチームトラップ10が新品又はそれと同様のとき、又はクリーニング後のとき、図3のように、スチームトラップ10のオリフィス12から凝縮水のみが外部に自動的に排出される。しかし、例えばある程度以上時間が経過すると、凝縮水に含まれる金属イオンの塩や酸化物であったり、例えばCa系化合物であったり、スチームトラップ10の上流から流れてきた錆であったりが、異物等として、オリフィス12又はその周囲に付着堆積する。オリフィス12に異物等が堆積すると、スチームトラップ10の流体の排出効率が低下し、それをそのまま放置するとオリフィス12が異物等によって塞がれて凝縮水を排出できなくなる。オリフィス12が異物等Cにより詰まった状態のスチームトラップ10を図4に示す。
When the
図4のスチームトラップ10におけるオリフィス12の詰まりを解消するために、従来のスチームトラップと同様に作業員がスチームトラップを取り外して清掃又はクリーニングすることができる。しかし、スチームトラップ10では、上記構成を備えるので、スチームトラップを取り外すことなく、オリフィス12の詰まりを解消することができる。
In order to clear the clogging of the
図4のスチームトラップ10において、オリフィス12に詰まりが発生すると、凝縮水が蒸気配管などに溜まるので、蒸気使用機器等の作業効率が低下するようになる。例えば、スチームトラップ10の上流側に、ボイラーで生成された蒸気との熱交換器があるとき、その熱交換器での熱交換の効率が低下する。そこで、そのような作業効率又はそれの相当値を検出し、例えば前述の熱交換器に設けた温度センサの出力に基づいて検出し、作業効率が所定レベル以下に下がったとき、オリフィス12が詰まったと判定することができる。
In the
オリフィス12が詰まったとき、例えばオリフィス12が詰まったと判定したとき、作業員は、バルブ30を開く。これにより、図5に示すように、第2流路14bに溜まった凝縮水等はバルブ30を介して外部に排出される。このとき、貫通孔22の開口径D3はバイパス流路26の流路径D4よりも小さいので、貫通孔22を介して第2流路14bに導かれる凝縮水等の流量は、バイパス流路26を介して外部に排出される凝縮水等の流量よりも少ない。そこで、図5に示すように、第2流路14bに凝縮水がほとんど溜まっていない状態になり、貫通孔22を流れ出た凝縮水等が勢いよくオリフィス12及びその周囲に降りかかるようになる。特に、貫通孔22は、オリフィス12と同様にスチームトラップ10の中心軸線10上に配置されていて、換言すると貫通孔22を通過した流体がオリフィス12に真っ直ぐ直接的に向かうように位置づけられて形成されている。そして、貫通孔22は、蒸気も凝縮水も通過させるが大き過ぎないように定められている。したがって、凝縮水等は貫通孔22を勢いよく流れ出て、より好適に、オリフィス12又はその周囲に衝突することができる。この状態のスチームトラップ10を図5に示す。
When the
凝縮水等がオリフィス12又はその周囲に勢いよく衝突することで、オリフィス12に詰まった異物等Cを除去することができる。剥がれたり割れたりした異物等Cは、バルブ30を介して凝縮水等と共に排出され得る。図6では、バイパス流路26を介して異物等が排出されているところを模式的に示す。こうして異物等Cを除去して、オリフィス12の詰まりを好適に解消することができる。よって、図6に示すように、オリフィス12から凝縮水が流出可能になる。この図6の状態でバルブ30が閉められることで、図1に基づいて説明したように、再度、凝縮水のみを排出することが可能になる。
The condensed water or the like vigorously collides with the
以上、本発明の一実施形態に係る流体排出装置としてのスチームトラップ10を説明したが、本発明は上記構成に限定されない。また、本発明に係る流体排出装置はスチームトラップ以外であってもよく、例えばオイル等(燃料油、食用油など)の排出装置であってもよい。
As mentioned above, although the
以上、本発明の代表的な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は種々の変更が可能である。本願の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。 As mentioned above, although typical embodiment and modification of the present invention were described, the present invention can change variously. Various substitutions and modifications are possible without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the claims of the present application.
10 スチームトラップ
12 オリフィス
18 オリフィス板部
20 流量制限部
22 貫通孔
24 バイパス部
26 バイパス流路
30 バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該流体排出装置の流路において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部であって、該流路制限部の孔は、前記オリフィスよりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、
前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部であって、該バイパス部のバイパス流路にバルブが設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部と
を備え、
前記流路制限部の前記孔は、該流路制限部の該孔を通過した流体が前記オリフィスに直接的に向かうように、形成されている、
流体排出装置。 A fluid discharge device having an orifice, wherein
A flow path restriction portion provided upstream of the orifice in the flow path of the fluid discharge device, wherein the hole of the flow path restriction portion has an opening cross-sectional area larger than that of the orifice. When,
A bypass portion communicating between the flow path limiting portion and the orifice, wherein a valve is provided in the bypass flow path of the bypass portion, and a cross-sectional area of the bypass flow path is the flow path limiting portion And a bypass portion larger than the opening cross-sectional area of the hole ,
The hole of the flow passage restriction portion is formed such that fluid passing through the hole of the flow passage restriction portion is directed directly to the orifice.
Fluid discharge device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018243756A JP6523545B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Fluid discharge device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021210572A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 芳彦 伊能 | Steam trap |
-
2018
- 2018-12-26 JP JP2018243756A patent/JP6523545B1/en active Active
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WO2021210572A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 芳彦 伊能 | Steam trap |
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