JPH0450597A - 自動調節弁とバルブ付スチームトラップの組合せ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、蒸気配管系から復水のみを自動的に排出する
スチームトラップと、流路切換用のバルブを組合せ、そ
してその流路切換用のバルブをアクチュエータ等の駆動
手段により操作せしめるよう（こしたバルブ付スチーム
トラップと、自動調節弁の組合せに関する。

〈従来の技術〉 蒸気使用機器に於ける制御対象温度、または圧力を所望
値に制御するのに、一般的には蒸気使用機器の一次側に
自動調節弁を配し、制御対象の温度または圧力を検出す
る手段を設け、そこからの検出信号と調節計からの指示
により制御対象温度または圧力か設定値になるように自
動調節弁を操作している。そして蒸気使用機器の二次側
にはスチームトラップを配し、熱交換後の復水のみを自
動的に排出する。

〈本発明が解決しようとする課題〉 前記スチームトラップは、蒸気が仕事を行なった後に生
じる復水のみを自動的に排出する自動弁の一種であるが
、一般にその排出弁口は配管部材の口径に比べてかなり
小ざい設計となっている。

これは蒸気の比容積に比へて復水の比容積は非常に小さ
いためであり、また、蒸気の漏洩を極力防止するためで
おる。従って、蒸気使用機器の初期立上がり時のように
大量の復水が発生する場合に占いては、上記小ざい弁口
のみては復水か滞留してしまうといった不都合か生じる
。この対策として、スチームトラップと並列に比較的口
径の大きな配管によるバイパス流路を設けて、運転開始
時や初期立上がり時にはバイパス流路にも流路を手動で
切換えることか行なわれていた。しかしこの場合、各流
路を切換えるために複数のバルブを操作する繁雑さやバ
イパス流路を設けるために大きな設置スペースが必要と
なってしまっていた。

そこでバルブ機能を内蔵したスチームトラップの技術が
実公昭５０−３１９６２号公報に示されている。

これは、トラップ本体内に流路切換弁を、トラップと一
体に形成して、上記流路切換弁を手動操作することによ
り、通常のトラップ機能とバイパス流路機能と閉止機能
のそれぞれを発揮することかできるものて必る。トラッ
プと流路切換弁を一体に形成したことにより、１個の流
路切換弁の手動操作によりバイパス流路機能か得られる
と共（こ、配管による設置スペースの増大を防止したも
のて必る。

しかし、この技術のものに於てもまだ流路切換弁体を手
動操作しなければならない繁雑さか市った。すなわち、
上記のように自動制御を行い設定温度または圧力を下げ
る場合や、作動と停止を繰返して行うバッチシステムの
蒸気使用機器にバルブ付スチームトラップを取り付けた
場合、作動の度毎にバイパス流路に切換えるための弁体
の手動操作が必要となるのである。特に、作動と停止の
間隔か短い場合や切換えの蛸度が高い場合においてはこ
の操作は非常に繁雑なものとなる。

また、自動調節弁により自動制御運転を行っているにも
拘らず、その能力を十分に果たしておらず、バルブの手
動操作により制御を助けていた。

また、蒸気使用機器の最高効率での運転かできず、生産
性を最大成鳥めることかできない問題も市つた。

従って本発明の技術的課題は、流路切換弁の手動操作を
不要とし、しかも自動調節弁と組合せて制御せしめ蒸気
使用機器の最高効率を得ることができるようにすること
で市る。

く課題を解決するための手段〉 上記の技術的課題を解決するために講じた不発明の技術
的手段は、蒸気使用機器の一次側にその装置の制御対象
圧力または温度をＦ６１Ｊ御する為の自動調節弁を配置
し、蒸気使用機器の二次側に流路切換弁とスチームトラ
ップを一体に形成し、流路切換弁をアクチュエータ等の
弁体駆動手段により操作せしめるようにしたバルブ付ス
チームトラップを配置し、バルブ付スチームトラップの
流路切換弁は前記自動調節弁の制御と連動して開閉する
ようにしたものである。

く作　用〉 スチームトラップと一体形成されたバルブはアクチュエ
ータ等の駆動手段ににより操作され、弁体の手動操作は
一切不要となる。また、弁体駆動手段は蒸気使用機器の
一次側に設けられた自動調節弁と連動して開閉動作する
ように自動運転される。

〈実施例〉 上記の技術釣手けの具体例を示す実施例を説明する。（
第１図乃至第３図参照）　本実施例は第２図に示すよう
に自動調節弁４０．蒸気使用機器４２、バルブ付スチー
ムトラップ４４、圧力センサ２９、自動調節弁４０を制
御する為の調節計２８から成る蒸気加熱システムでおり
、調節計２８、自動調節弁４０、！玉カセンサ？９、バ
ルブ付スチーム１へラップ４４は夫々信号線で結ぶ。参
照番号３０は設定入力器てめる。

そして本冥旋例による制御対象は蒸気使用機器に供給す
る蒸気の圧力でおり、また自動調節弁４０としては、後
述する減圧弁の圧力調節手段をアクチユエータ等の駆動
手段にて操作するようにした自動設定減圧弁を用いる。

まず、自動調節弁として使用した自動設定減圧弁４０を
第３図に基づいて説明する。本体１に人口２と出口３を
形成し、−次側配管４と二次側配管５に接続する。入口
２と出口３は弁口６を通して連通する。弁口６を開閉す
る主弁７をピストン８に当接し、ピストン８の上面への
圧力導入はパイロット弁９て制御スる。パイロット弁９
はパイロット弁座１０とパイロット弁体１１とから構成
され、パイロット弁体１１はその下方に配置したばねで
上方に付勢されている。パイロット弁９は一次側通路１
２とピストン８の上方空間に通じる通路１３の間に位置
し、圧力設定ばね１４で弾性的に付勢したダイヤフラム
１５て操作する。

ダイヤフラム１５の上面にはばね受けを介して圧力設定
ばね１４の下端か接する。ダイヤフラム１５の上方空間
は通路１６を通して外気に連通し、下方空間は二次圧検
田通路通路１７を通して出口３に連通する。従って、ダ
イヤフラム１５が下方に変位するとパイロット弁体１１
か押し下げられ、入口２の流体か通路１２．１３を通っ
てピストン８の上方に導入され、主弁７がピストン８で
押し下げられて弁口６が開かれ、入口２の流体か出口３
に流れる。また、二次側圧力が上昇しダイヤフラム１５
か上方に変位するとパイロット弁体１１がばねで押し上
げられて通路１３が塞がれ、ピストン８は主弁を押し下
げる力か低下する為に主弁７かばねで押し上けられて弁
口６か塞がれる。

圧力設定ばね１４の上端にばばね受は部材を介して調節
ねじ１８の下端が当り、調節ねじ１８の回転による進退
で、圧力設定ばね１４の圧縮量を調節して、ダイヤフラ
ム１５に作用する弾性力か調節される。

調節ねじ１８にアクチュＴ−タ部を連結する。アクチュ
エータ部はモータ１９と減速機２０とテンショメータ２
１及び図示していないか、モータ１９を駆動するための
電子部品とからなる。

減速機２０の出力軸２２と調節ねじ１８とをスプライン
結合ざぜる。このスプライン嵌合部は、出力軸２２に径
方向に貫通したローラ軸にローラ２３ａ、ｂを設け、調
節ねじ１８の上部を円筒形に形成し、その円筒部に軸方
向に溝２４ａ、　ｂを形成し、その溝に前記ローラ２３
ａ、　ｂを嵌合せしめたものてめる。従って、出力軸２
２が左右に回転すると、ローラ２３ａ、ｂと溝２４ａ、
ｂが噛み合ってその回転を調節ねじ１８に伝達する。調
節ねじ１８はナツト２５とのねじ結合により軸方向に変
位し、その変位は溝２４ａ、　ｂてスライドさせて吸収
させる。参照番号２６．２７はスラストへアリングでお
る。

調節ねじ１８の先端が基準位置からどの位置に市るがを
表す値（ねじ位置）と、圧力設定はね１４の圧縮度、ひ
いては設定圧力との間には関数関係が市り、この関係式
を調節計２８内のマイクロコンピュータに記憶させてお
き、設定圧力を設定入力器３０から入力することにより
、ねじ位置を演算し、このねじ位置を調節ねじ１８かと
るようにモータ１９をマイクロコンピュータが制御して
減圧弁を設定圧力に設定する。

調節ねじ１８か所定のねじ位置をとる制御の為に、ポテ
ンショメータ２１のねじ位置検出装置を設け、これから
の■力信号が演算されたねじ位置の値になるまてモータ
１９を回転させる。この他にのねじ位置の制御方法とし
ては１パルスを供給すると何度回転するかが判明してい
るステッピングモータを用い、ステッピングモータに供
給するパルス数を制ａすることもできる。

二次側圧力が目標圧力になれば、モータ１９は停止して
後は減圧弁自体で圧力制御を行うが、更に高精度の制御
をする場合には制御対象圧力を検出する為の圧力センサ
ー２９を設（プ、設定圧力との悌差が生じた場合に調節
計２８からモータ１９へ修正信号を送り絶えず修正動作
を行う。

次にパルプ付スチームトラップ４４を第１図に基づいて
説明する。

流路切換弁５０とスチームトラップ５１とを上蓋５２を
介してホルト５３で気密に結合してバルブ付スチームト
ラップを成す。

流路切換弁５０は、貫通孔５４を設けた切換弁体５５と
弁座部材５６とて形成する。本体５７には流入口５８と
流出口５９を形成する。流入口５８に連通して本体５７
内にトラップ弁至６０を設け、上部に細孔を有するほぼ
円筒状のストレーナ６１を、スナップリング６２により
ストレーナ取付は部材６３を介して取付ける。円筒状ス
トレーナ６１の内部は弁座部材５６に設けた回流入路６
４によって切換弁体５５と連通する。

切換弁体５５と流出口５９を片流出路６５て）！通し、
片流入路６４と切換弁体５５と片流出路６５とでバイパ
ス流路を形成する。

トラップ弁至６０内に、流入してくる復水の水位に応じ
て浮上降下する中空のフロート弁６６を自由状態で配し
、下部に弁至内に突設してトラップ弁座６７を取付ける
。トラップ弁座６７に設けたトラップ弁口６８は、立上
通路６９を経て流出口５９と連通する。参照番号７０は
フロート６６を低温時に押し上げ（第１図に示す状態）
、高温時に関与しなくなる従来から用いられているバイ
メタルでおる。

切換弁体５５はコック状で、片流入路６４及び片流出路
６５とほぼ同軸上に貫通孔５４を設け、上部に上Ｍ５２
内を貫通する操作棒７１と係合する。操作棒７１の上端
は弁体駆動手段としてのモータ７２の出力軸７３と連結
する。弁体駆動手段としては上記のモータの他に、例え
ば圧縮空気で作動するエアーアクチュエータや、油圧ア
クチュエータ等でおってもよい。出力軸７３の中央部に
出力軸７３と一緒に回転すると共にモータ７２０回転と
は別に手動により操作棒７１を回転操作することかでき
るように操作ハンドル７４を取付ける。これは出先軸７
３の一部を面取り加工し、操作ハンドル７４の対向部に
適合する嵌合孔を設けて取付（ブる。モータ７２内には
弁体５５回転駆動するのに必要なトルクを発生するＴ二
めの減速機構（図示せず）を内蔵する。モータ７？と電
源（図示せず）や作動の切換を行うための各種１都機器
（図示せす）を接続するコート７５をモータ取付台７６
に取付ける。

モータ７２の作動を切換えるための各種制御機器とは、
シーケンサ−やプログラマアルコン１ヘローラ等を適宜
選択することができる。本実施例では調節計２８からの
信号かコード７５を介して制御部７７へ伝達されモータ
７２を駆動制御する。参照番号７８はモータ７２ヤ制御
部７７を保護するカバーでおる。

切換弁体５５の下部に熱応動部材としての円板状のバイ
メタル７９を複数枚前する。バイメタル７９は低温時に
、第１図に示すように、湾曲して切換弁体５５を上方に
押し上げる。切換弁体５５の上部にすへり板８０を介し
て切換弁体５５を下方に付勢するコイルバネ８１を配す
る。切換弁体５５と上蓋５２の間はバッキング８２て気
密に保持する。参照番号８３はバッキング８２を保持す
る保持部材であり、同じり８４は操作棒７１の回転を支
えるスリーブでおる。

以上の構成において、流入口５８から流入１−る流体の
温度か低い場合は、バイメタル７０と７９は共に第１図
に示すように湾曲し、バイメタル７９か湾曲することに
より切換弁体５５を押し上げ、弁座部材５６との間に隙
間８５が生じて、流入口５８は片流入路６４、隙間８５
、片流出路６５を経て流出口５９と連通してバイパス流
路を形成すると共に、バイメタル７０が湾曲することに
よりフロート弁６６か押し上げられトラップ弁口６８か
開口して低温流体を排出する。

流体温度か高くなると、バイメタル７９は偏平となり、
切換弁体５５はコイルバネ８１により弁座部材５６に密
着することにより隙間８５はなくなりバイパス流路は閉
じると共に、バイメタル７０も偏平となりフロート弁６
６に関与しなくなり、通常のスチームトラップとしての
機能、すなわち、復水が流入してくるとフロート弁６６
か上昇してトラップ弁口６８を開口し、蒸気か流入して
くるとフロート弁６６の浮力かなくなりトラップ弁口６
８を閉じ、復水のみを自動的に排出する機能を果す。

本実施例においては、流路切換弁とじてコックを、また
、スチームトラップとじて７０上式のものを示したがこ
れらに限定されることはなく、例えば、切換弁としては
ボール弁やバタフライ弁等を、スチームトラップとして
はディスク式やパケット式やサーモ式等を用いることも
てきる。

第２図を基に本システムを更に説明すると、蒸気使用機
器の立上がり時で圧力センサ２９ての圧力が低く、そし
て温度も低い場合には調節計２８からバルブ付スチーム
トラップ４４へ開動作の為の駆動信号が出力され、モー
タ７２か駆動して操作棒７１か図示の状態から９０度回
転する。そして切換弁体５５の貫通孔５４と片流入路５
８及び片流出路５９が連通して、自動的にバイパス流路
か形成され、蒸気使用機器４２内の残留空気や低温復水
が強制排出される。

またこの場合、ストレーナ６１の内部に堆積しているゴ
ミやスケールなどの異物もバイパス流路の流体と共に器
外に排除することかできる。この時流体は低温故に前述
したようにバイメタル７９の作用によりバイパス通路を
更に大きく開弁させて流体の排出を助けている。

別の制御方法として定常運転中に蒸気使用機器４２の設
定圧力を変更した場合、例えば設定圧力を下げた場合に
は機器内の圧力を早期に低下させなければならない。そ
の時には調節計２８内のコンピュータに、設定圧力を現
在の設定圧力より低い値に変更する時はバルブ付スチー
ムトラップの流路切換弁５０が開弁動作するようにプロ
グラム人力してあくことにより、より早く設定圧力に近
付けることができる。

また、蒸気使用機器かバッチ運転をする場合にも１パツ
チか終了すれば、バルブ付スチームトラップの流路切換
弁５０が開弁動作するようにしてあけば、強制ブローに
より運転サイクルを早くすることかできる。

〈発明の効果〉 バイパス弁、または流路切換弁を手動操作する必要かな
く、蒸気使用機器の最高効率を得るための自動制御を行
うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明のバルブ付スチームトラップの実施例の
断面図、第２図は実施例で示した蒸気使用装置のシステ
ム系統図、第３図は第２図中に示した自動設定減圧弁の
断面図でおる。 自動設定減圧弁 バルブ付スチーム 流路切換弁 切換弁体 流入口 フロート弁 ４２、蒸気使用機器 トラップ ５１、スチームトラップ ５６、弁座部材 ５９、流出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、蒸気使用機器の一次側にその装置の制御対象圧力ま
   たは温度を制御する為の自動調節弁を配置し、蒸気使用
   機器の二次側に流路切換弁とスチームトラップを一体に
   形成し、流路切換弁をアクチュエータ等の弁体駆動手段
   により操作せしめるようにしたバルブ付スチームトラッ
   プを配置し、バルブ付スチームトラップの流路切換弁は
   前記自動調節弁の制御と連動して開閉するようにしたこ
   とを特徴とする自動調節弁とバルブ付スチームトラップ
   の組合せ。