JP7181741B2 - 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。

従来より、ケーシングとフロートとフロートカバーとを備えたドレントラップが知られている。例えば、特許文献１に開示されたドレントラップにおいては、ケーシング内のドレンの貯留量に応じてフロートが上下動して弁口を開閉する。ケーシング内においてフロートの上方にフロートカバーが設けられており、ケーシング内に流入するドレンがフロートに直接当たらないようにされている。

特開２００２－１８８７９２号公報

前述のようなドレントラップにおいて、ドレンの貯留量の増加に伴ってフロートが上昇していくと、フロートはフロートカバーに接触し、それ以上の上昇が制限される。その後、ドレンの貯留量が減少すると、フロートは貯留量の減少に伴って下降し、最終的には弁口を閉じる。しかしながら、フロートがフロートカバーに何らかの理由で固着してしまうと、フロートが適切に下降せず、ひいては、弁口を適切に閉じることができなくなる。

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、フロートカバーへのフロートの固着を防止することにある。

ここに開示されたドレントラップは、ドレンが流入する流入ポートと、弁口が形成された弁座とを有するケーシングと、前記ケーシング内に設けられ、前記ケーシング内のドレンの貯留量に応じて移動して前記弁口を開閉する球状のフロートと、前記ケーシング内において前記フロートの上方に設けられたフロートカバーとを備え、前記フロートカバーは、前記フロートが上昇したときに前記フロートの上部が進入する凹部を有し、前記凹部の内表面には、上昇してきた前記フロートに接触する突出部が設けられている。

前記ドレントラップによれば、フロートカバーへのフロートの固着を防止することができる。

図１は、ドレントラップの断面図である。 図２は、フロートカバーの底面図である。

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、ドレントラップ１００の断面図である。

例えば、ドレントラップ１００は、蒸気システムに組み込まれている。ドレントラップ１００に流入する流体は、蒸気システムに依存する。例えば、ドレントラップ１００には、蒸気及びドレンが流入し得る。ドレントラップ１００は、ドレンが流入してきた場合にはドレンを通過させて流出させる一方、蒸気が流入してきた場合には蒸気の流出を阻止する。ドレントラップ１００は、ケーシング１と、フロート３と、フロートカバー４とを備えている。ドレントラップ１００は、フロート式のドレントラップである。

ケーシング１は、本体１１と、本体１１に取り付けられる蓋部１２との分割構造となっている。ケーシング１は、流体がケーシング１に流入する流入ポート２１と、弁口５２が形成された弁座５とを有している。ケーシング１は、流体がケーシング１から流出する流出ポート２３をさらに有していてもよい。ケーシング１の内部には、流体を貯留する貯留室２２が形成される。

貯留室２２は、本体１１と蓋部１２とによって区画される。流入ポート２１は、本体１１に形成され、貯留室２２の比較的上部に連通している。流出ポート２３は、本体１１に形成されている。流入ポート２１と流出ポート２３とは、水平に延びる同一の軸上に形成されている。本体１１には、貯留室２２と流出ポート２３とを連通させる流出通路２４が形成されている。流出通路２４の上流端は、貯留室２２の比較的下部に連通している。

流出通路２４の上流端部には、弁座５が設けられている。弁座５の一部は、貯留室２２に露出している。弁座５には、流路５１が貫通形成されている。流路５１の上流端は、弁座５のうち貯留室２２に露出する部分に開口し、弁口５２を形成している。流路５１の下流端は、流出通路２４と連通するように開口している。

フロート３は、ケーシング１内に設けられている。具体的には、フロート３は、貯留室２２内に設けられている。フロート３は、球状に形成されている。フロート３は、ケーシング１内のドレンの貯留量に応じて移動して弁口５２を開閉する。詳しくは、フロート３は、貯留室２２に貯留されるドレンに浮遊する。ドレンの貯留量が少ない場合（ドレンが無い場合も含む）には、フロート３は、貯留室２２の底に位置し、弁座５に着座して弁口５２を閉じる（図１の状態）。一方、ドレンの貯留量が増加すると、フロート３は浮上し、弁座５から離座して弁口５２を開く。このように、フロート３は、弁座５に着座することによって弁口５２を閉じる一方、ドレンに浮遊することによって弁座５から離座して弁口５２を開く。

フロートカバー４は、貯留室２２の比較的上部に設けられている。つまり、フロートカバー４は、ケーシング１内においてフロート３の上方に設けられている。フロートカバー４は、流入ポート２１とフロート３との間に配置され、流入ポート２１から貯留室２２内に流入するドレンがフロート３に直接当たることを防止する。

フロートカバー４は、フロート３が上昇したときにフロート３の上部が進入する凹部４３を有している。すなわち、フロート３が凹部４３に進入したときには、フロートカバー４は、フロート３の上部を覆った状態となる。例えば、凹部４３の内表面４４は、フロート３の外表面に倣った球冠状に形成されている。ここで、「球冠状」とは、完全な球冠だけでなく、球冠のような形状を含む意味である。例えば、「球冠状」には、すり鉢形状も含まれる。

図２は、フロートカバー４の底面図である。詳しくは、フロートカバー４は、球冠状の本体４１と、本体４１の端縁に設けられたフランジ４２とを有している。本体４１の内側の面が内表面４４である。内表面４４の曲率は、フロート３の外表面の曲率と略同じである。あるいは、内表面４４の曲率は、フロート３の外表面の曲率以下となっている。

内表面４４には、上昇してきたフロート３に接触する突出部４５が設けられている。突出部４５は、内表面４４からフロート３の方へ（即ち、球冠の内側へ）突出している。詳しくは、突出部４５は、内表面４４の最も高い部分に配置されている。すなわち、突出部４５は、球冠の頂部に配置されている。さらに、突出部４５は、フロート３の方へ凸状に湾曲する形状に形成されている。突出部４５は、ドレンの増加に伴って浮上するフロート３に接触する程度に突出している。尚、突出部４５には、連通孔４７が貫通形成されている。

図２に示すように、フランジ４２には、複数の連通孔４６が貫通形成されている。ドレンは、連通孔４６を介してフロートカバー４を通過する。

フロートカバー４は、ケーシング１の本体１１に設置されている。フロントカバー４の上方には、フロントカバー４を覆うようにスクリーン６が設けられている。スクリーン６は、メッシュ状の部材で形成され、ドレン及び蒸気等の流体が通過可能に構成されている。

このように構成されたドレントラップ１００の動作について説明する。

蒸気システムの始動時など、ケーシング１内のドレンが無い場合又は少ない場合には、フロート３が弁座５に着座して弁口５２を閉じている。

ドレンが流入ポート２１を介してケーシング１内に流入すると、ドレンはまずスクリーン６を通過する。このとき、スクリーン６によってドレンから異物が除去される。スクリーン６を通過したドレンは、フロートカバー４の外表面に当たり、フロートカバー４の外表面を伝ってフロートカバー４のフランジ４２へ流れていく。ドレンは、フランジ４２の連通孔４６を通過し、貯留室２２のうちフロートカバー４の下方の空間に流入する。これにより、流入ポート２１から流入したドレンがフロート３に直接当たることが防止される。フロート３が弁座５に着座している状態において、流入ポート２１から流入したドレンがフロート３に直接当たると、ドレンが当たった衝撃でフロート３が動き、フロート３が弁口５２を開放させる可能性がある。弁口５２の周辺に蒸気が存在する状況で弁口５２が開かれると、蒸気が弁口５２から流出してしまう。フロートカバー４は、このような状況を防止することができる。

フロートカバー４を通過したドレンは、貯留室２２の底に溜まっていく。貯留室２２のドレンの貯留量が増加すると、ドレンの浮力が大きくなり、フロート３が浮上して、弁座５から離座する。これにより、弁口５２が開放される。ドレンは、流路５１及び流出通路２４を通って、流出ポート２３から流出していく。

貯留室２２のドレンの貯留量が増加して、フロート３が上昇していくと、フロート３は、フロートカバー４の凹部４３に進入していく。貯留室２２のうちドレンの上方の空間には空気又は蒸気が存在するので、凹部４３においてフロート３とフロートカバー４との隙間は、空気又は蒸気で満たされている。フロート３とフロートカバー４との隙間が減少していくにつれて、該隙間に存在する空気又は蒸気は、フロートカバー４の連通孔４７を介してフロートカバー４の上方の空間に流出していくか、又は、フロートカバー４の下端縁（フランジ４２が設けられている端縁）から流出していく。

フロート３が凹部４３に進入していくと、しだいにフロート３の上部がフロートカバー４で覆われた状態となる。やがて、フロート３は、フロートカバー４に接触し、上昇が制限される。

一方、流入ポート２１からケーシング１内に蒸気が流入すると、蒸気は、貯留室２２においてドレンの上方の空間に滞留する。貯留室２２のドレンは、弁口５２から流出して減少していく。フロート３はドレンの水位に応じて下降し、フロートカバー４から離れていく。やがて、フロート３は、弁座５に着座し、弁口５２を閉鎖する。その結果、弁口５２、ひいては、流出ポート２３からの蒸気の流出が阻止される。

このように、ドレントラップ１００は、流入してきたドレンを通過させて流出させる一方、流入してきた蒸気の流出を阻止する。

ここで、フロート３が何らかの理由でフロートカバー４に引っ掛かって固着してしまうと、フロート３が下降できない虞がある。フロート３が下降できないと、弁口５２を適切に閉鎖することができない。例えば、前述のように内表面４４がフロート３の外表面に倣った球冠状に形成されている場合、突出部４５が設けられていなければ、フロート３は内表面４４の大部分と面接触するか、又は、略円形の接線を介して内表面４４と線接触する可能性がある。ドレンの貯留量が多い場合には、フロート３は、ドレンによって内表面４４に強く押し付けられる。フロート３が内表面４４の大部分に面接触又は略円形の接線を介して線接触した状態でドレンによって押圧されると、フロート３が何らかの理由で内表面４４に引っ掛かって固着してしまう虞がある。

例えば、フロート３が２つの半球状の部品を結合して形成されている場合、２つの半球状の部品の結合ラインがフロート３の外表面に現れる場合がある。具体的には、２つの半球状の部品を溶接で結合した場合、溶接ラインがフロート３の外表面に現れ得る。フロート３の外表面を研磨したとしても、溶接ラインがフロート３の外表面から少し盛り上がった状態で残留する場合があり得る。そのような場合には、フロート３がフロートカバー４に押し付けられた際に溶接ラインが内表面４４に噛み込んでしまうと、フロート３がフロートカバー４に固着する虞がある。このような接合ラインがない場合であっても、フロート３の表面にわずかな突出部がある場合など、フロート３が完全な球体でない場合には、フロート３がフロートカバー４に固着する虞がある。

それに対し、内表面４４に突出部４５が設けられているので、内表面４４へのフロート３の固着が防止される。詳しくは、突出部４５は内表面４４から突出しているので、フロート３が内表面４４の略全面に面接触することが防止されると共に、フロート３が内表面４４に対して略円形の接線を介して線接触することが防止される。その結果、内表面４４へのフロート３の固着が防止される。

さらに、突出部４５は内表面４４の最も高い部分（即ち、球冠の頂部）に設けられているので、内表面４４へのフロート３の固着をより一層防止することができる。詳しくは、フロート３は、ドレンから上方への浮力を受けるので、フロート３は概ね鉛直方向上方へ移動していく。突出部４５は内表面４４の最も高い部分に設けられているので、フロート３の頂部（最上部）が突出部４５に接触する。このとき、フロート３がドレンに浮遊していることに加えてドレンが波立っているので、フロート３は、突出部４５だけと接触していることは難しく、突出部４５に加えて内表面４４とも接触している。さらに、フロート３は、内表面４４の決まった部分と接触するのではなく、ドレンの波立ちに応じて内表面４４の様々な部分と接触する。このように、フロート３は、突出部４５と接触した状態で小さく動き得る。つまり、フロート３は、静止した状態で内表面４４及び突出部４５に長い間押し付けられるわけではない。その結果、内表面４４へのフロート３の固着がより一層防止される。

尚、突出部４５が内表面４４の最も高い部分に設けられていることによって、フロート３とフロートカバー４との隙間が減少しいていく際に、該隙間に存在する空気又は蒸気は、突出部４５の周囲に逃げやすくなる。その結果、空気又は蒸気は、凹部４３の最も高い部分に溜まりにくくなり、内表面４４の下端縁から凹部４３の外へ（即ち、フランジ４２の方へ）流出しやすくなる。つまり、フロート３とフロートカバー４との隙間から空気又は蒸気を流出させやすくすることができる。ひいては、フロート３を早く浮上させることができ、ドレンの流出を促進することができる。

それに加えて、突出部４５は、フロート３の方へ凸状に湾曲した形状に形成されているので、フロート３と突出部４５とは点接触する。このため、フロート３は、突出部４５と接触した状態で動きやすくなる。また、突出部４５がフロート３の方へ凸状に湾曲した形状に形成されていることは、フロート３の変形及び損傷を防止する効果もある。つまり、突出部４５が先鋭な形状をしている場合、フロート３が突出部４５に押し付けられると、フロート３が変形又は損傷する虞がある。それに対して、突出部４５のうちフロート３と接触する部分は、湾曲面となっている。そのため、フロート３が突出部４５に押し付けられても、フロート３が変形又は損傷しにくい。

以上のように、ドレントラップ１００は、ドレンが流入する流入ポート２１と、弁口５２が形成された弁座５とを有するケーシング１と、ケーシング１内に設けられ、ケーシング１内のドレンの貯留量に応じて移動して弁口５２を開閉する球状のフロート３と、ケーシング１内においてフロート３の上方に設けられたフロートカバー４とを備え、フロートカバー４は、フロート３が上昇したときにフロート３の上部が進入する凹部４３を有し、凹部４３の内表面４４には、上昇してきたフロート３に接触する突出部４５が設けられている。

この構成によれば、フロート３がドレンの貯留量に応じて上昇したときに、フロート３が突出部４５に接触する。これにより、フロート３が内表面４４の大部分に面接触又は内表面４４に略円形の接線を介して線接触することが防止される。その結果、フロート３が何らかの理由でフロートカバー４に引っ掛かって固着してしまうことを防止することができる。

また、突出部４５は、内表面４４の最も高い部分に配置されている。

この構成によれば、フロート３が突出部４５に接触した状態でも、ドレンの波立ちに応じてフロート３が小さく動きやすくなる。その結果、フロートカバー４へのフロート３への固着をより一層防止することができる。

さらに、突出部４５は、フロート３の方へ凸状に湾曲する形状に形成されている。

この構成によれば、フロート３が突出部４５に接触しても、フロート３の変形又は損傷しにくくなる。また、フロートカバー４に突出部４５を設けることにより、フロートカバー４の耐圧強度を向上させることができる。

《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。

例えば、ドレントラップ１００は、フロート３を備えたフロート式のドレントラップであればよく、その構成は前述の構成に限定されない。

フロートカバー４の内表面４４は、球冠状となっているが、これに限定されない。内表面４４は、平面曲線を同平面内の直線であって平面曲線の一端を通る直線を回転の軸として回転させた形状であってもよい。

また、突出部４５が無ければ、内表面４４の略全面にフロート３が面接触するように内表面４４が形成されているが、これに限られない。例えば、突出部４５が無ければ、フロート３が内表面４４に円形の接線を介して線接触するように内表面４４が形成されていてもよい。その場合、突出部４５は、フロート３が内表面４４にそのように線接触する前にフロート３が突出部４５に接触する程度に突出している。

フロートカバー４の外表面は、任意の形状に形成され得る。前述の構成では、フロートカバー４は、板状の部材で形成されているので、フロートカバー４の外表面は、内表面４４と概ね同じ形状をしている。しかし、外表面の形状はこれに限定されない。

突出部４５は内表面４４に１つだけ設けられているが、突出部４５の個数は、２以上であってもよい。突出部４５は、内表面４４における球冠の頂部以外の場所に配置されていてもよい。

突出部４５のうちフロート３と接触する部分は、フロート３の方へ凸状の湾曲面でなくてもよい。例えば、突出部４５のうちフロート３と接触する部分は、平面であってもよく、凹状、即ち、フロート３とは反対側に凸状の湾曲面であってもよい。

また、フロートカバー４において、フランジ４２に連通孔４６が形成され、突出部４５に連通孔４７が形成されているが、それ以外の部分（例えば、本体４１）に連通孔が形成されていてもよい。また、連通孔４６及び／又は連通孔４７が省略されてもよい。

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。

１００ ドレントラップ
１ ケーシング
２１ 流入ポート
３ フロート
４ フロートカバー
４３ 凹部
４４ 内表面
４５ 突出部
５ 弁座
５２ 弁口

Claims (3)

1. ドレンが流入する流入ポートと、弁口が形成された弁座とを有するケーシングと、
   前記ケーシング内に設けられ、前記ケーシング内のドレンの貯留量に応じて移動して前記弁口を開閉する球状のフロートと、
   前記ケーシング内において前記フロートの上方に設けられたフロートカバーとを備え、
   前記フロートカバーは、前記フロートが上昇したときに前記フロートの上部が進入する凹部を有し、
   前記凹部の内表面には、上昇してきた前記フロートに接触する突出部が設けられ、
   前記フロートカバーには、ドレンを通過させる第１連通孔が前記突出部よりも低い位置に形成され、
   前記突出部には、前記フロートが浮上する際に前記凹部内の空気又は蒸気を前記凹部の外側に流出させる第２連通孔が貫通形成されているドレントラップ。
2. ドレンが流入する流入ポートと、弁口が形成された弁座とを有するケーシングと、
   前記ケーシング内に設けられ、前記ケーシング内のドレンの貯留量に応じて移動して前記弁口を開閉する球状のフロートと、
   前記ケーシング内において前記フロートの上方に設けられたフロートカバーとを備え、
   前記フロートカバーは、前記フロートが上昇したときに前記フロートの上部が進入する凹部を有し、
   前記凹部の内表面には、上昇してきた前記フロートに接触する突出部が設けられ、
   前記突出部は、前記内表面の最も高い部分に配置されているドレントラップ。
3. 請求項１又は２に記載のドレントラップにおいて、
   前記突出部は、前記フロートの方へ凸状に湾曲する形状に形成されているドレントラップ。

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