JP7040999B2 - ドレントラップおよびドレン回収システム - Google Patents

Description

本願は、ドレントラップおよびそれを備えたドレン回収システムに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、蒸気や圧縮空気が流れる配管系統に発生するドレンのみを自動的に排出するドレントラップが知られている。ドレントラップは、ケーシング内に、ドレンの貯留室と排出通路とが設けられており、貯留室と排出通路とは弁孔を介して連通している。貯留室には弁孔を開閉するフロートが設けられており、弁孔が開放されることによって、貯留室からドレンが弁孔および排出通路を通じて外部に排出される。

特開２００８－２００４７号公報

ところで、上述したようなドレントラップでは、運転休止時に排出通路にドレンが溜まる場合がある。特に、排出通路は弁孔が設けられている貯留室の下部から鉛直上方へ延びて外部と繋がっているため、排出通路におけるドレン溜まりが顕著となる。このようなドレン溜まりを長時間に亘って放置すると、排出通路の腐食を招く虞があった。

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、ドレン溜まりに起因する排出通路の腐食を防止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。

本願のドレントラップは、ケーシングと、接続管と、温度応動弁とを備えている。前記ケーシングの内部には、ドレンが流入し貯留される貯留室、該貯留室のドレンが排出される弁孔、該弁孔を開閉する弁体、一端が前記弁孔を介して前記貯留室と連通し且つ他端が外部と連通する排出通路が設けられている。前記接続管は、前記ケーシングに接続されて前記排出通路と連通し、該排出通路に溜まっているドレンが流入する。前記温度応動弁は、前記接続管に設けられており、該接続管のドレン温度に応じて変形する感温部を有し、前記ドレン温度が所定値以下のときに前記感温部の変形作用によって開弁する。

また、本願のドレン回収システムは、上述したドレントラップと、流入管と、第１利用系統と、第２利用系統とを備えている。前記流入管は、前記ドレントラップのケーシングに接続され、蒸気が凝縮する蒸気使用部で発生したドレンが前記貯留室に流入する。前記第１利用系統は、前記ケーシングの前記排出通路の他端に接続され、該排出通路から排出された高温ドレンが第１利用部へ供給される。第２利用系統は、前記接続管に前記温度応動弁を介して接続され、該接続管から排出された低温ドレンが第２利用部へ供給される。

本願のドレントラップおよびドレン回収システムによれば、ドレン溜まりに起因する排出通路の腐食を防止することができる。

図１は、実施形態に係るドレン回収システムの概略構成を示す配管系統図である。 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断面図である。

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。

本実施形態のドレン回収システム１は、蒸気の凝縮によって発生したドレン（復水）を回収し利用部へ供給するものである。図１に示すように、ドレン回収システム１は、蒸気使用部１０と、ドレントラップ２０と、第１利用部１４を含む第１利用系統と、第２利用部１９を含む第２利用系統とを備えている。

蒸気使用部１０には、蒸気の供給管１１が接続されている。蒸気使用部１０は、供給管１１から供給された蒸気が対象物と熱交換して凝縮し、対象物が加熱される熱交換器である。蒸気使用部１０では、蒸気の凝縮によってドレン（復水）が発生する。

ドレントラップ２０には、流入管１２、第１利用系統および第２利用系統が接続されている。流入管１２は、一端（流入端）が蒸気使用部１０に接続され、他端（流出端）が後述するドレントラップ２０の流入通路２３に接続されている。流入管１２は、蒸気使用部１０で発生したドレンがドレントラップ２０に流入する。

第１利用系統は、後述するドレントラップ２０の排出通路２４に接続されている。第１利用系統は、第１排出管１３および第１利用部１４を有している。第１排出管１３は、一端（流入端）がドレントラップ２０の排出通路２４に接続され、他端（流出端）が第１利用部１４に接続されている。第１利用系統は、ドレントラップ２０から排出された高温ドレンが、第１排出管１３を介して第１利用部１４へ供給される。第１利用部１４は、例えば、ドレンを加熱して蒸気を生成するボイラーである。

第２利用系統は、後述するドレントラップ２０の接続管３４に接続されている。第２利用系統は、第２排出管１６と、ドレンタンク１７と、ポンプ１８と、第２利用部１９を有している。第２排出管１６は、一端（流入端）が接続管３４に接続され、他端（流出端）が第２利用部１９に接続されている。第２利用系統は、ドレントラップ２０から排出された低温ドレンが、第２排出管１６を介して第２利用部１９へ供給される。第２排出管１６には、ドレントラップ２０側から順に、ドレンタンク１７およびポンプ１８が設けられている。ドレンタンク１７にはドレンが一時的に貯留され、貯留されているドレンはポンプ１８によって第２利用部１９へ供給される。第２利用部１９は、例えば、ドレンが対象物と熱交換して蒸発し、対象物が気化冷却される熱交換器である。

〈ドレントラップの構成〉
ドレントラップ２０は、フリーフロート式のスチームトラップを構成しており、流入したドレン（復水）が貯留され自動的に排出されるものである。図２に示すように、ドレントラップ２０は、ケーシング２１と、接続管３４と、温度応動弁４０とを備えている。

ケーシング２１は、密閉容器状に形成されており、ドレントラップ２０の本体を構成している。ケーシング２１の内部には、貯留室２２と、流入通路２３および排出通路２４と、弁座２９と、フロート２５（弁体）とが設けられている。

流入通路２３は、上述したように流入管１２が接続される一方、貯留室２２の上部に連通している。貯留室２２の上部には、スクリーン２６およびフロートカバー２７が設けられている。図示しないが、フロートカバー２７には開口が設けられている。貯留室２２には、流入通路２３からドレンがスクリーン２６およびフロートカバー２７の開口を通過して流入し貯留される。

弁座２９は、貯留室２２の下部に位置しており、貯留室２２を形成する側壁２８の下部に設けられている。側壁２８は、貯留室２２と排出通路２４とを仕切る隔壁であり、鉛直方向に延びている。弁座２９は、略円筒状に形成されており、貯留室２２側の端部の開口が弁孔３１となっている。つまり、弁孔３１は、側壁２８の下部に設けられ、貯留室２２のドレンが排出される排出口である。

フロート２５は、中空球形に形成され、貯留室２２に自由状態で設けられている。フロート２５は、貯留室２２のドレン水位に応じて上昇下降し、弁座２９に離着座することによって弁孔３１を開閉する弁体を構成している。

排出通路２４は、一端（流入端）が弁孔３１を介して貯留室２２と連通し且つ他端（流出端）がケーシング２１の外部と連通している。排出通路２４は、互いに連続する鉛直部２４ａおよび水平部２４ｂを有する。鉛直部２４ａは、弁孔３１から（即ち、排出通路２４の流入端から）略鉛直上方へ延びており、弁孔３１から排出されたドレンが流入する。水平部２４ｂは、鉛直部２４ａの上端から水平に延びて外部に開口している。排出通路２４の他端側である水平部２４ｂには、第１排出管１３が接続されている。

ケーシング２１の外壁には、鉛直部２４ａの下部が位置する部分に貫通孔３２が設けられている。つまり、貫通孔３２は鉛直部２４ａの下部に開口している。貫通孔３２は、プラグ３３によって閉塞されている。貫通孔３２は、弁孔３１と同軸に形成されており、中心位置Ｐ２が弁孔３１の中心位置Ｐ１よりも低い。

接続管３４は、ケーシング２１に接続されて排出通路２４と連通し、排出通路２４に溜まっているドレン（低温ドレン）が流入する管である。接続管３４は、一端（流入端）がプラグ３３に接続され、他端（流出端）が温度応動弁４０を介して第２排出管１６に接続されている。接続管３４は、鉛直部２４ａの下部と連通するようにプラグ３３に接続されている。接続管３４は、プラグ３３から斜め下方へ延びた後、水平に延びて温度応動弁４０に接続されている。

温度応動弁４０は、流体の温度に応じて自動的に開弁および閉弁を行う弁である。具体的に、温度応動弁４０は、流入口４１に接続管３４が接続され、流出口４２に第２排出管１６が接続されている。温度応動弁４０は、接続管３４のドレン温度に応じて変形する感温部（図示省略）を有し、感温部の変形作用によって開弁および閉弁を行う。つまり、温度応動弁４０は、ドレン温度が所定値よりも高いとき、即ちドレンが所定の高温ドレンであるときは、閉弁する。また、温度応動弁４０は、ドレン温度が所定値以下のとき、即ちドレンが所定の低温ドレンであるときは、開弁する。なお、温度応動弁４０の流入口４１の中心位置Ｐ３は、弁孔３１の中心位置Ｐ１および貫通孔３２の中心位置Ｐ２よりも低い。

〈動作〉
ドレン回収システム１の運転時は、蒸気使用部１０からドレントラップ２０のケーシング２１に高温ドレンが流入し貯留される。貯留室２２のドレン水位が上昇すると、フロート２５が上昇し、弁孔３１が開く。そうすると、貯留室２２の高温ドレンは弁孔３１から排出通路２４に流入して第１排出管１３（第１利用系統）に排出される。その際、貯留室２２の高温ドレンは、排出通路２４を介して接続管３４に流入するが、温度応動弁４０が閉弁するので、第２排出管１６（第２利用系統）には流れない。こうして、ドレン回収システム１の運転時には、ドレントラップ２０から第１利用系統に高温ドレンが供給される一方、第２利用系統に高温ドレンは供給されない。

ドレン回収システム１の休止時（運転停止時）は、ドレントラップ２０では鉛直部２４ａ（排出通路２４）にドレンが溜まる。その際、接続管３４にもドレンが溜まる。鉛直部２４ａおよび接続管３４に溜まっているドレンは、時間の経過と共に、温度が低下し低温ドレンとなる。そうすると、温度応動弁４０が開弁するので、鉛直部２４ａに溜まっている低温ドレンは接続管３４を通じて第２排出管１６（第２利用系統）に流れる。こうして、ドレン回収システム１の休止時には、排出通路２４に溜まっているドレン（低温ドレン）が第２利用系統に供給（排出）される。これにより、排出通路２４のドレン溜まりが抑制される。

以上のように、上記実施形態のドレントラップ２０は、ケーシング２１に接続されて排出通路２４と連通し、排出通路２４に溜まっているドレン（低温ドレン）が流入する接続管３４と、接続管３４に設けられており、接続管３４のドレン温度に応じて変形する感温部を有し、ドレン温度が所定値以下のときに感温部の変形作用によって開弁する温度応動弁４０とを備えている。この構成によれば、運転時に高温ドレンが接続管３４から排出されることを阻止しつつも、休止時に排出通路２４に溜まる低温ドレンを接続管３４から排出させることができる。これにより、排出通路２４のドレン溜まりが長時間放置されることを防止することができる。そのため、ドレン溜まりに起因する排出通路２４の腐食を防止することができる。

また、上記実施形態のドレントラップ２０では、弁孔３１は貯留室２２を形成する側壁２８の下部に設けられ、排出通路２４は弁孔３１から略鉛直上方へ延びる鉛直部２４ａを有しており、接続管３４は鉛直部２４ａの下部と連通している。この構成によれば、鉛直部２４ａ（排出通路２４）にドレンが溜まりやすくなるが、そのドレンを効果的に接続管３４から排出させることができる。

特に、上記実施形態のドレントラップ２０は、温度応動弁４０の流入口４１（流出口４２）の中心位置Ｐ３が貫通孔３２の中心位置Ｐ２よりも低い。そのため、効果的に鉛直部２４ａに溜まっているドレンを接続管３４に流入させて排出させることができる。

また、上記実施形態のドレン回収システム１は、排出通路２４から排出された高温ドレンが第１利用部１４へ供給される第１利用系統と、接続管３４から排出された低温ドレンが第２利用部１９へ供給される第２利用系統とを備えている。この構成によれば、ドレントラップ２０において排出通路２４に溜まっている低温ドレンを排出させることができると共に、その低温ドレンを再利用することができる。

なお、上記実施形態のドレン回収システム１では、第２利用系統を省略し、低温ドレンを接続管３４から大気に排出するようにしてもよい。

本願に開示の技術は、ドレントラップおよびそれを備えたドレン回収システムについて有用である。

１ ドレン回収システム
１０ 蒸気使用部
１２ 流入管
１４ 第１利用部
１９ 第２利用部
２０ ドレントラップ
２１ ケーシング
２２ 貯留室
２４ 排出通路
２４ａ 鉛直部
２５ フロート（弁体）
２８ 側壁
３１ 弁孔
３４ 接続管
４０ 温度応動弁

Claims (3)

1. 内部に、ドレンが流入し貯留される貯留室、該貯留室のドレンが排出される弁孔、該弁孔を開閉する弁体、一端が前記弁孔を介して前記貯留室と連通し且つ他端が外部と連通する排出通路が、設けられたケーシングと、
   前記ケーシングに接続されて前記排出通路と連通し、該排出通路に溜まっているドレンが流入する接続管と、
   前記接続管に設けられており、該接続管のドレン温度に応じて変形する感温部を有し、前記ドレン温度が所定値以下のときに前記感温部の変形作用によって開弁する温度応動弁とを備えている
   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、
   前記弁孔は、前記貯留室を形成する側壁の下部に設けられ、
   前記排出通路は、前記弁孔から略鉛直上方へ延びる鉛直部を有し、
   前記接続管は、前記鉛直部の下部と連通している
   ことを特徴とするドレントラップ。
3. 請求項１または２に記載のドレントラップと、
   前記ドレントラップのケーシングに接続され、蒸気が凝縮する蒸気使用部で発生したドレンが前記貯留室に流入する流入管と、
   前記ケーシングの前記排出通路の他端に接続され、該排出通路から排出された高温ドレンが第１利用部へ供給される第１利用系統と、
   前記接続管に前記温度応動弁を介して接続され、該接続管から排出された低温ドレンが第２利用部へ供給される第２利用系統とを備えている
   ことを特徴とするドレン回収システム。

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