JP7041000B2 - 浮動式流体トラップ - Google Patents

Description

本願に係る浮動式流体トラップは、フロート式のエアトラップやスチームトラップ等の流体トラップの構成に関する。

産業プラントには、コンプレッサーで圧縮された圧縮エアや、ボイラーで生成された蒸気等を供給先に向けて移送する配管系統が設置されていることがある。そして、この配管内で、圧縮エアや蒸気からドレン（凝縮水）が発生した場合、蒸気の移送の障害になるため、適宜、ドレンを配管外に排出する。

このため、配管系統の随所にエアトラップやスチームトラップといった流体トラップである自動弁が設けられている。これらの自動弁には種々の構造のものがあるが、例えばフロート式スチームトラップは弁室内に中空のフロートを内蔵している。そして、通常はこのフロートが底部付近に形成されたドレン排出口を塞いでおり、ここからの蒸気の漏れを防いでいるが、スチームトラップの弁室にドレンが流入した場合、ドレンの滞留に従ってフロートが浮上し、ドレン排出口を開放することによって自動的にドレンを配管外に排出する。ドレンの排出後はフロートが下降して復位し、再びドレン排出口を閉塞するため、蒸気の漏れは生じない。

このようなスチームトラップとして、後記特許文献１に開示されているようなものがある。このスチームトラップは、本体にフロート制御筒が取り付けられており、このフロート制御筒はハンドル軸の回転に応じ、本体に対して昇降可能である。

フロート制御筒内にはフロートが配置されており、このフロートは本体底部に形成された流出口を塞いで閉弁する。これに対し、ハンドル操作によってフロート制御筒を上昇させた場合、これにともなってフロートも上昇し開弁状態となる。そして、スチームトラップとして作動させる場合には、ハンドル操作によってフロート制御筒の位置を調整し、フロートを中立位置に配置する。これによって、通常時、フロートは流出口を塞いで閉弁するが、ドレンの流入によってフロートが浮上した時は開弁してドレンを流出口から排出する。排出後は再び下降して復位し、フロートは流出口を塞いで閉弁する。

ところで、スチームトラップ等の流体トラップには、ドレンとともに錆やスケール（水垢）等の異物が流入することがあり、このような異物によって、フロートによるドレン排出口の閉塞及び開放に支障が生じないよう、弁室への流入口にフィルターを設けることがある。このフィルターには流入を阻止された異物が付着して堆積するため、定期的にフィルターを取り出して清掃するメンテナンス作業が必要である。また、弁室内にはフィルターを透過して細かな異物が浸入していることがあるため、メンテナンス作業の際、フィルターとともにフロートを弁室から取り出し、弁室内も清掃する必要がある。

特公昭47-33932号公報

従来のスチームトラップにおいては、メンテナンス作業を行う場合、フロートを取り出す際に手間がかかる場合がある。すなわち、スチームトラップの上部蓋を外してフィルターを取り出し、続いてフロートの取り出しを行うが、通常、フロートの効率的な作動を確保するため、弁室とフロートとの隙間は小さくなるよう設計されている。このため、弁室からフロートを取り出すのは容易ではない。
特に、狭小のスペースに配管系統が複雑に配置されているような設置環境では、作業員の動作は大幅に制限されることから、さらに作業性は悪くなる虞がある。

そこで本願に係る浮動式流体トラップは、これらの問題を解決することを課題とし、メンテナンスの際の作業性を改善することができるフロート式のエアトラップやスチームトラップ等の浮動式流体トラップの提供を目的とする。

本願に係る浮動式流体トラップは、
流入口を通じて流体が流入する内部空間を有しており、内部空間に滞留する排出対象を外部に排出するための排出口が形成された本体、
浮動可能に内部空間に位置する浮動部であって、閉塞位置にあるとき排出口を閉塞し、開放位置にあるとき排出口を開放する浮動部、
浮動部の過度の浮き上がりを防止するカバー部であって、カバー部の取り外しに浮動部を連動させる連動部を有するカバー部、
を備えたことを特徴としている。

本願に係る浮動式流体トラップにおいては、連動部は、カバー部の取り外しに浮動部を連動させる。このため、カバー部を取り外すだけで、同時に浮動部を取り出すことが可能になる。したがって、メンテナンスの際の作業性を改善することができる。

本願に係る浮動式流体トラップの第１の実施形態を示す全体構成図である。 図1に示すスクリーン6、フロートカバー4、フロートガイド4a及びフロート2を、スチームトラップ本体10hから取り外した状態を示す外観図である。

［実施形態における用語説明］
実施形態において示す主な用語は、それぞれ本願に係る浮動式流体トラップの下記の要素に対応している。
フロート2・・・浮動部、フロート部
フロートカバー4・・・カバー部
フロートガイド4a・・・連動部
スクリーン6・・・フィルター部
スチームトラップ10・・・流体トラップ
スチームトラップ本体10h・・・本体
弁室11・・・内部空間
ドレン排出口17・・・排出口
接続口19・・・流入口
蒸気・・・流体
ドレン・・・排出対象

［第１の実施形態］
本願に係る浮動式流体トラップの第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。

（全体構成の説明）
産業プラントには、コンプレッサーで圧縮された圧縮エアや、ボイラーで生成された蒸気等の流体を供給先に向けて移送する配管系統が設置されていることがある。そして、この配管内で、圧縮エアや蒸気からドレンが発生した場合、圧縮エアや蒸気の移送の障害になる。

このような事態を回避するために、配管には随所に多数のエアトラップやスチームトラップといった流体トラップとしての自動弁が設けられている。図１は本実施形態におけるスチームトラップ10の断面図である。

配管の主管（図示せず）には支管81が連通して設けられており、この支管81にスチームトラップ本体10hの上部に設けられた接続口19が接続される。そして、接続口19からスチームトラップ本体10hの弁室11内に蒸気やドレンが矢印101方向に流入する。

スチームトラップ本体10hの弁室11内には、中空の球状体として構成されているフロート2が浮動自在に位置している。そして、弁室11の下方にはドレン排出口17が設けられているが、通常時においては、このドレン排出口17はフロート2によって塞がれており、蒸気漏れが生じないようになっている。ドレン排出口17を塞ぐ状態にあるフロート2の位置が閉塞位置である。

弁室11にドレンが滞留した場合、これにともなってフロート2は矢印105に向けて浮上し、ドレンの水位が開放レベルに達したときドレン排出口17を開放する。ドレン排出口17を開放する状態にあるフロート2の位置が開放位置である。ドレン排出口17の開放によって、滞留したドレンは、配管内の高圧に基づく勢いに従い、ドレン排出口17からドレン排出路18を通して矢印102方向に抜け、ドレン回収管82に排出される。

スチームトラップ本体10hには、錆やスケール等の異物の流入を阻止するための筒状のスクリーン6が設けられており、蒸気やドレンはこのスクリーン6を透過して流入する。また、弁室11内にはフロート2の過度の浮き上がりを防止するためのフロートカバー4が設けられている。このフロートカバー4には、中心に通気孔が形成されるとともに、接続口19側に偏って形成された複数の小孔が形成されており、蒸気やドレンが透過するようになっている。なお、フロートカバー4は、スクリーン6に溶接によって固定され一体化している。

フロートカバー4は、弁室11内において下方に延びるフロートガイド4aを有している。このフロートガイド4aは略環形状を有しており、この略環形状の内側にフロート2が配置されている。フロートガイド4aの内側の最下端にはフロート座42が固定されている。フロート2がフロート座42上に載ることによって、通常時においてはフロート2がドレン排出口97を完全に塞ぐ閉塞状態に配置されるよう、フロート座42の大きさや厚さが設定されている。

また、本実施形態においては、スチームトラップ本体10hの上部に本体蓋12が取り付けられている。本体蓋12はボルト13によってスチームトラップ本体10hに固定されている。本体蓋12には上部排出口16が形成されており、この上部排出口16の下方に近接してXエレメント60が設けられている。このXエレメント60は、主に蒸気移送の初期段階において、配管内やスチームトラップ本体10h内に存在する空気を上部排出口16から排出し、エアバインディング（空気障害）を解消するためのものである。

Xエレメント60は、周辺温度が低温の場合、内部に封入されているサーモリキッド（感温液）の作用によって収縮して上部排出口16を開放し、上部排出口16から上部排出路28を通じて空気を矢印103方向に排出する。この上部排出路28は本体蓋12に形成されており、ドレン排出路18に連通している。続いて、弁室11内に蒸気が流入した場合、蒸気の高温雰囲気によってXエレメント60は膨張して上部排出口16を閉塞する。これによって、上部排出口16からの蒸気漏れを防止する。

（メンテナンス作業の手順の説明）
スチームトラップ10に浸入した錆やスケール等の異物を除去して清掃するために、メンテナンス作業が行われる。そして、このメンテナンス作業においては、まずスチームトラップ10からスクリーン6やフロート2等を取り出す必要がある。この場合、作業員はボルト13を緩め、本体蓋12をスチームトラップ本体10hから取り外す。これによって、本体蓋12側に設けられているXエレメント60等も取り外される。

次に、作業員は、一体的に構成されているスクリーン6及びフロートカバー4を上方向に持ち上げ、スチームトラップ本体10hから取り外す。この際、例えばフロートカバー4の上面に形成された小孔に工具等を引っ掛け、スクリーン6及びフロートカバー4を上方向に持ち上げる。

ここで、本実施形態においては、前述のようにフロートカバー4が有しているフロートガイド4aの内側にフロート2が配置されているため、スクリーン6及びフロートカバー4を上方向に持ち上げて取り外したとき、フロート2もこれに追従して連動し、スクリーン6及びフロートカバー4とともにスチームトラップ本体10hから取り出される。

スクリーン6、フロートカバー4及びフロート2が取り外された状態を示しているのが図２である。フロート2は、フロートガイド4aに固定されているものではないため、取り外し後、直ちに矢印121、122方向に脱却可能である。

スクリーン6、フロートカバー4及びフロート2を同時にスチームトラップ本体10hから取り外した後、スクリーン6やフロート2等に付着している錆やスケール等の異物を除去して清掃する。また、作業員は弁室11内の清掃も行う。

そして、このような清掃等のメンテナンス作業の後、作業員は再びフロート2をフロートガイド4aの内側に収めて図２に示す状態にセットし、スチームトラップ本体10hの弁室11内に収納する。その後、本体蓋12をスチームトラップ本体10hに取り付け、ボルト13を締めて固定する。

［第２の実施形態］
次に、本願に係る浮動式流体トラップの第２の実施形態を説明する。本実施形態における基本的構成は、前述の第１の実施形態において図１及び図２で示したものと同様であるが、本実施形態においてはさらにフロート座42がネジ機構によって上下方向に調整可能になっている（図示せず）。フロート座42の上下方向への高さ調整によって、弁室11内におけるフロート2の上下方向への位置を調整することができる。

このようなフロート2の位置調整によって、弁室11内でフロート2が浮上していない状態（閉塞位置）において、フロート2がドレン排出口17を完全に塞ぐ状態に配置されるよう位置設定することができ、確実に蒸気漏れを防止することができる。

すなわち、本実施形態においては、第１実施形態で示した構成に加え、さらに連動部としてのフロートガイド4aに、浮動部であるフロート2の位置調整を行うことが可能なフロート座42を位置調整部として設けている。

本実施形態においては、ドレン排出口17が、フロート2の鉛直方向における中心線からずれた位置に設けられている。このため、フロート2によってドレン排出口17を確実に閉塞するためには、フロート2の閉塞位置における微妙な位置調整が必要であるが、フロート座42の高さ調整によってフロート2の配置の微調整が可能であり、簡易な構成で確実にドレン排出口17を閉塞し、蒸気漏れを防止することができる。

［その他の実施形態］
前記各実施形態においては、本願に係る浮動式流体トラップをスチームトラップに適用した例を掲げたが、これ以外の流体トラップとして例えばエアトラップに適用することもできる。

また、前記各実施形態においては、カバー部及び連動部としてフロートカバー4及びフロートガイド4aを例示したが、フロートカバー4の取り外しにフロート2（浮動部）を連動させるものである限り、異なる構成を採用することもできる。例えば、チェーン等の紐状部材を用いてフロートカバー4の取り外しに、フロート2（浮動部）を追従させて連動させてもよい。また、前記各実施形態においては、スクリーン6に溶接によって固定され一体化したフロートカバー4を例示したが、フロートカバー4は、スクリーン6に固定されてなくてもよい。この場合、フロートカバー4のみにフロート2が追従して連動する。

2：フロート 4：フロートカバー 4a：フロートガイド 6：スクリーン
10：スチームトラップ 10h：スチームトラップ本体 11：弁室
17：ドレン排出口 19：接続口

Claims (4)

1. 流入口を通じて流体が流入する内部空間を有しており、内部空間に滞留する排出対象を外部に排出するための排出口が形成された本体、
   浮動可能に内部空間に位置する浮動部であって、閉塞位置にあるとき排出口を閉塞し、開放位置にあるとき排出口を開放する浮動部、
   浮動部の過度の浮き上がりを防止するカバー部であって、カバー部の取り外しに浮動部を連動させる連動部を有するカバー部、
   を備えたことを特徴とする浮動式流体トラップ。
2. 請求項１に係る浮動式流体トラップにおいて、
   本体に対し、取り付け及び取り外し可能に装着されるフィルター部であって、内部空間への異物の流入を阻止するフィルター部をさらに備え、
   フィルター部はカバー部に固定されている、
   ことを特徴とする浮動式流体トラップ。
3. 請求項２に係る浮動式流体トラップにおいて、
   フィルター部は網状のメッシュ構造を有している、
   ことを特徴とする浮動式流体トラップ。
4. 請求項１、請求項２又は請求項３に係る浮動式流体トラップにおいて、
   浮動部は球形状を有しており、内部が空洞であるフロート部である、
   ことを特徴とする浮動式流体トラップ。
   
   

Images