JP6713815B2 - ドレントラップ - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、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（復水）の排出口に詰まった異物を除去する清掃部を備えたドレントラップが知られている。この清掃部は、温度変化によって変形する変形部材と、その変形部材の変形によって排出口へ進退する除去部材とを備えている。変形部材が配置されたスペースには、排出口から排出されたドレンが流入するように構成されている。ドレンが排出されている際には、変形部材は、ドレンによる加熱で変形し、除去部材を排出口から後退させている。一方、排出口に異物が詰まってドレンが排出されなくなると、変形部材の温度が低下する。これにより、変形部材は、ドレン排出時とは異なる態様で変形し、除去部材を排出口へ進入させる。この除去部材の進入によって、排出口に詰まっている異物が除去される。こうして、清掃部は、人的操作なく自動で排出口を清掃する。

特開２００７−１３８９８４号公報

しかしながら、排出口を自動的に清掃する構成においては、人的操作で清掃する場合と比べて、清掃部の作動状況や清掃の頻度等を把握することが難しい。

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、清掃部の作動状況を把握することにある。

ここに開示されたドレントラップは、ドレンの排出口を有するケーシングと、前記排出口の異物を除去する清掃部と、前記清掃部の作動を検出するセンサとを備え、前記清掃部は、ドレンが流通する位置に設けられ、温度変化によって変形する変形部材と、前記変形部材の変形によって前記排出口へ進退する除去部材とを有し、前記センサは、前記除去部材の移動に基づいて、前記清掃部の作動を検出するものとする。

ここに開示されたドレントラップによれば、清掃部の作動状況を把握することができる。

図１は、スチームトラップの概略図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、スチームトラップ１の概略図である。

スチームトラップ１は、フロー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る。スチームトラップ１は、蒸気の凝縮によって発生したドレン（復水）の中から蒸気を分離し、ドレンだけを自動的に排出する。スチームトラップ１は、ドレントラップの一例である。スチームトラップ１は、密閉容器であるケーシング１０と、清掃部２０と、清掃部２０の作動を検出するセンサ４０とを備えている。

ケーシング１０は、本体部１１と、本体部１１にボルト締結される蓋部１２とを有している。ケーシング１０の内部には、弁室１３が形成されている。弁室１３には、中空球形のフロート１８が自由状態で収容されている。弁室１３の下部には、蓋部１２にねじ締結された弁座１５及びフロート座１９が設けられている。尚、フロート座１９は、図１において手前側と奥側に２つ設けられている。

ケーシング１０には、ドレンが流入する流入通路１４と、ドレンが流出する流出通路１７とが形成されている。スチームトラップ１では、流入通路１４から弁室１３に流入したドレンが、排出通路１７を介して外部に流出する。

詳しくは、流入通路１４は、本体部１１に形成され、弁室１３の上部に連通している。排出通路１７は、本体部１１と蓋部１２と弁座１５とに亘って形成されている。排出通路１７は、弁座１５に形成された上流部１７ａと、蓋部１２に形成された中間部１７ｂと、本体部１１に形成された下流部１７ｃとを含んでいる。上流部１７ａは、直線状の通路である。上流部１７ａの上流端には、弁室１３に開口する排出口１７ｄが形成されている。上流部１７ａの下流端は、中間部１７ｂに連通している。中間部１７ｂは、上流部１７ａから屈曲するように延びている。下流部１７ｃは、ドレンを最終的にケーシング１０から排出する部分である。

フロート１８は、弁室１３内のドレンに浮かぶように構成され、ドレン量に応じて弁室１３内を上下動する。フロート１８は、弁座１５に離着座することによって排出口１７ｄを開閉する。詳しくは、フロート１８は、ドレン量が所定量以下のときに、弁座１５及びフロート座１９に着座する。フロート１８は、弁座１５及びフロート座１９の両方に着座しているときに、排出口１７ｄを閉じる。一方、フロート１８は、ドレン量が所定量以上になると浮上して、弁座１５及びフロート座１９から離れる。これにより、フロート１８は、排出口１７ｄを開く。フロート弁１８は、弁体の一例である。

清掃部２０は、排出通路１７の排出口１７ｄに付着した異物を自動的に除去する。清掃部２０は、蓋部１２に設けられている。つまり、清掃部２０は、弁室１３の外側に配置されている。清掃部２０の一部は、蓋部１２に設けられたキャップ部１２ａに覆われている。清掃部２０は、ケース２１と、バイメタル２２と、除去部材２３とを備えている。

ケース２１は、略円筒状に形成されている。ケース２１は、排出通路１７の上流部１７ａと同軸上に配置され、蓋部１２にねじ結合されている。ケース２１の軸方向端部のうち弁座１５と対向する端部には連通口２１ａが形成され、ドレンが連通口２１ａを介してケース２１内部に流入する。ケース２１には、バイメタル２２が収容されている。つまり、バイメタル２２は、ドレンが流通する位置に設けられており、ドレンに曝される。

バイメタル２２は、温度変化に応じて湾曲（変形）する温度応動部材である。バイメタル２２は、板状のものである。バイメタル２２は、熱膨張係数の異なる２種類の金属または合金を接着した短冊状のバイメタル平板を螺旋状に巻いたものを更に螺旋状に巻いて二重つる巻き形に形成されている。バイメタル２２は、低温になると半径が小さくなって長さが長くなり、高温になると半径が大きくなって長さが短くなる。つまり、バイメタル２２は、温度変化によって軸方向に伸縮する。バイメタル２２は、変形部材の一例である。

除去部材２３は、断面が円形の棒状に形成されている。除去部材２３は、ケース２１と同軸上に配置され、ケース２１の軸方向の両端部を貫通している。除去部材２３は、ケース２１に摺動自在に保持されている。除去部材２３は、排出口１７ｄに近い方の端部である先端部２３ａと、先端部２３ａとは反対側の端部である基端部２３ｂとを有している。先端部２３ａは、排出口１７ｄよりも小径に形成されている。除去部材２３のうちケース２１内の部分には、バイメタル２２が巻回されている。バイメタル２２の一端は、ケース２１の軸方向端部のうち弁座１５から遠い方の端部に固定されている。バイメタル２２の他端は、除去部材２３に設けられた受け部２４に固定されている。受け部２４は、除去部材２３から半径方向に突出する環状板である。

センサ４０は、除去部材２３の基端部２３ｂに対向する位置に配置され、蓋部１２、詳しくは、キャップ部１２ａに取り付けられている。センサ４０は、近接センサで構成され、除去部材２３の接近及び離間を検出する。詳しくは、センサ４０は、除去部材２３の基端部２３ｂが所定距離以下に近づいたことを検出する。この所定距離は、除去部材２３の先端部２３ａが排出口１７ｄから後退して、排出口１７ｄが全開状態となっているときの基端部２３ｂとセンサ４０との距離に設定されている。センサ４０は、検出結果を無線によって外部装置、例えば、制御部５０に出力する。尚、センサ４０は、有線によって外部装置と接続されていてもよい。

続いて、スチームトラップ１の動作について説明する。

蒸気システムの運転時には、スチームトラップ１に高温のドレンが流入する。流入したドレンは、弁室１３を通って、排出口１７ｄ及び排出通路１７を介してスチームトラップ１から流出する。このとき、流出通路１７を流通するドレンの一部は、連通口２１ａを介してケース２１内に流入する。バイメタル２２は、ドレンに曝されて高温（例えば、９０℃以上）になり、収縮する。バイメタル２２の収縮変形により、除去部材２３は、排出口１７ｄから後退した状態にされる。こうして、排出口１７ｄは、全開状態になる。

このとき、除去部材２３の基端部２３ｂは、センサ４０に接近している。センサ４０は、除去部材２３の接近を検出する。

排出口１７ｄに異物が詰まった場合には、排出口１７ｄからドレンが全く又は殆ど排出されなくなる。その場合、バイメタル２２は、高温のドレンに曝されなくなる。そうすると、バイメタル２２の温度が低下し、バイメタル２２が伸長する。このバイメタル２２の伸長変形により、除去部材２３は、排出口１７ｄへ進入する。排出口１７ｄに除去部材２３が進入すると、先ず、詰まっている異物のうち除去部材２３が貫通する領域（例えば、中央領域）の異物が押し出されて除去される。そして、異物が除去されてできた開口からドレンが排出される。この開口から排出されるドレンの流れは高速であるため、このドレンの高速流によって排出口１７ｄに残存する異物が除去され得る。こうして、排出口１７ｄに詰まった異物を除去することができる。

このとき、除去部材２３の基端部２３ｂは、センサ４０から離間している。センサ４０は、除去部材２３の離間を検出する。

尚、蒸気システムの停止時にはドレンの流通がないため、バイメタル２２が低温となって、伸長した状態となり、除去部材２３は、排出口１７ｄに進入している。蒸気システムの運転開始時には、排出口１７ｄと除去部材２３（先端部２３ａ）との隙間からドレンが排出される。バイメタル２２は、しだいに高温となり、収縮変形する。これにより、除去部材２３が後退し、排出口１７ｄが全開状態となる。このようなシステムの停止及び再開時の除去部材２３の接近及び離間も、センサ４０は検出する。

このように、センサ４０を設けることによって清掃部２０の作動状況を把握することができる。つまり、清掃部２０が排出口１７ｄの清掃を自動的に行うが故に、清掃部２０の作動状況、即ち、清掃の頻度や、清掃を適切に行えているか等をユーザが把握することが難しい。それに対し、センサ４０を設けることによって、清掃部２０の作動をセンサ４０が自動的に検出する。具体的には、センサ４０は、除去部材２３の移動を検出する。除去部材２３は、清掃部２０のうち清掃時に移動する部材であるので、除去部材２３の移動に基づいて、清掃部２０の作動を的確に検出することができる。

さらには、このように清掃部２０の作動状況を把握することによって、排出口１７ｄの状態や清掃部２０の状態等を判断することができる。例えば、制御部５０は、清掃部２０の作動状況に基づいて清掃部２０の作動頻度を求めることができる。清掃部２０の頻繁な作動は、排出口１７ｄが異物で頻繁に詰まることを表している。排出口１７ｄが異物で頻繁に詰まる場合には、清掃部２０で排出口１７ｄを清掃しても、排出口１７ｄの異物を完全には除去できず、清掃後にも排出口１７ｄに異物が残存している可能性がある。つまり、弁座１５の交換の要否を判定することができる。

また、制御部５０は、清掃部２０の作動状況に基づいて清掃部２０が適切に作動しているか否かを求めることができる。例えば、除去部材２３がセンサ４０から離間してからセンサ４０の方へ戻ってくるまでの時間が長い場合には、除去部材２３が排出口１７ｄの異物をうまく除去できず、異物に引っかかって排出口１７ｄから抜けない場合や、バイメタル２２の作動不良や除去部材２３の摺動不良により除去部材２３が適切に動作していない場合等が考えられる。つまり、弁座１５の交換の要否や清掃部２０の交換の要否を判定することができる。

以上のように、スチームトラップ１は、ドレンの排出口１７ｄを有するケーシング１０と、排出口１７ｄの異物を除去する清掃部２０と、清掃部２０の作動を検出するセンサ４０とを備え、清掃部２０は、ドレンが流通する位置に設けられ、温度変化によって変形するバイメタル２２（変形部材）と、バイメタル２２の変形によって排出口１７ｄへ進退する除去部材２３とを有し、センサ４０は、除去部材２３の移動に基づいて、清掃部２０の作動を検出する。

この構成によれば、清掃部２０の除去部材２３が排出口１７ｄに進入することによって排出口１７ｄの異物を除去する。つまり、除去部材２３は、清掃部２０のうち清掃時に移動する部材であり、センサ４０は、除去部材２３の移動を検出し、除去部材２３の移動に基づいて清掃部２０の作動を検出する。その結果、清掃部２０の作動状況を的確に把握することができる。

また、ケーシング１０には、フロート弁１８（弁体）を収容する弁室１３と、弁室１３からドレンを排出する排出通路１７が形成され、排出口１７ｄは、排出通路１７の上流端において弁室１３に開口するように設けられ、清掃部２０は、弁室１３の外側に設けられ、除去部材２３は、排出口１７ｄへ進入する先端部２３ａと先端部２３ａとは反対側の端部である基端部２３ｂとを有し、センサ４０は、基端部２３ｂの移動を検出する。

この構成によれば、清掃部２０は、弁室１３の外側に設けられている。さらに、除去部材２３の基端部２３ｂは、排出口１７ｄから離れた位置、即ち、弁室１３から離れた位置に設けられている。弁室１３は、ドレンが流通すると共にフロート弁８が収容されているので、センサ４０等を配置することが難しい。つまり、清掃部２０における移動する部材のうち弁室１３から離れた部分である基端部２３ｂをセンサ４０で検出することによって、センサ４０を弁室１３から離れた位置に配置することができる。その結果、センサ４０の設置を容易にすることができる。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、前記実施形態では、ドレントラップの例としてスチームトラップ１について説明しているが、ドレントラップは、スチームトラップ１に限られるものではない。例えば、ドレントラップは、ドレン中の空気を内部に閉じ込めるエアトラップであってもよい。

また、スチームトラップ１の構成は、前記の構成に限られない。ドレンの排出口を有するケーシングと、排出口の異物を除去する清掃部とを備える限り、任意の構成を採用することができる。

センサ４０は、近接センサに限られるものではない。除去部材２３の移動を検出することができる限り、任意のセンサを採用することができる。また、センサ４０は、除去部材２３の移動を間接的に検出する構成であってもよい。例えば、バイメタル２２の変形は、除去部材２３の移動と連動しているので、バイメタル２２の変形を検出することによって、除去部材２３の移動を検出してもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、ドレントラップについて有用である。

１ スチームトラップ
１０ ケーシング
１３ 弁室
１７ｄ 排出口
１８ フロート弁（弁体）
２０ 清掃部
２２ バイメタル（変形部材）
２３ 除去部材
４０ センサ

Claims (3)

1. ドレンの排出口を有するケーシングと、
   前記排出口の異物を除去する清掃部と、
   前記清掃部の作動を検出するセンサと、
   前記センサの検出結果を受信する制御部とを備え、
   前記ケーシングには、前記排出口が形成された弁座が設けられ、
   前記清掃部は、ドレンが流通する位置に設けられ、温度変化によって変形する変形部材と、前記変形部材の変形によって前記排出口へ進退する除去部材とを有し、
   前記センサは、前記除去部材の移動に基づいて、前記清掃部の作動を検出し、
   前記制御部は、前記センサの検出結果から求められる前記清掃部の作動頻度に基づいて前記弁座の交換の要否を判定することを特徴とするドレントラップ。
2. ドレンの排出口を有するケーシングと、
   前記排出口の異物を除去する清掃部と、
   前記清掃部の作動を検出するセンサと、
   前記センサの検出結果を受信する制御部とを備え、
   前記ケーシングには、前記排出口が形成された弁座が設けられ、
   前記清掃部は、ドレンが流通する位置に設けられ、温度変化によって変形する変形部材と、前記変形部材の変形によって前記排出口へ進退する除去部材とを有し、
   前記センサは、前記除去部材の移動に基づいて、前記清掃部の作動を検出し、
   前記制御部は、前記センサの検出結果から求められる、前記除去部材が前記排出口へ進出してから前記排出口から後退する時間に基づいて前記弁座の交換の要否又は前記清掃部の交換の要否を判定することを特徴とするドレントラップ。
3. 請求項１又は２に記載のドレントラップにおいて、
   前記ケーシングには、弁体を収容する弁室と、前記弁室からドレンを排出する排出通路が形成され、
   前記排出口は、前記排出通路の上流端において前記弁室に開口するように設けられ、
   前記清掃部は、前記弁室の外側に設けられ、
   前記除去部材は、前記排出口へ進入する先端部と先端部とは反対側の端部である基端部とを有し、
   前記センサは、前記基端部の移動を検出することを特徴とするドレントラップ。

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