JPH05638Y2 - - Google Patents
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- JPH05638Y2 JPH05638Y2 JP5481689U JP5481689U JPH05638Y2 JP H05638 Y2 JPH05638 Y2 JP H05638Y2 JP 5481689 U JP5481689 U JP 5481689U JP 5481689 U JP5481689 U JP 5481689U JP H05638 Y2 JPH05638 Y2 JP H05638Y2
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- JP
- Japan
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- valve
- float
- force
- port
- valve port
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Float Valves (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本考案は気体と液体の比重差を利用して、開放
又は密閉のフロートで弁手段を駆動し、気液混合
系から一方の流体を選択的に自動的に排出するフ
ロート弁の構造に関する。 上記フロート弁は、気体と液体が混在する系か
ら気体又は液体の一方を選択的に自動的に排出す
るときに用いる。蒸気配管系に発生する復水を自
動的に排出するスチームトラツプ、圧縮空気配管
系に発生する凝縮水を自動的に排出するエアート
ラツプ、水配管系に混在する空気を自動的に排出
するエアーベント等である。 比重の小さい気体は比重の大きい液体の上方に
位置する。液面は液体と気体の量的割合の変化に
応じて上下動する。フロートはこれに作用する浮
力と自重の釣合いで液面に浮き、液面と共に上下
に運動する。フロート弁はこれらの自然法則を利
用したもので、弁室に於いて気液を分離し、弁室
の上部あるいは下部に弁口を配置し、弁室内に収
容したフロートの上下運動で弁手段を駆動して弁
口を開閉し、一方の流体を選択的に自動的に排出
するものである。 フロート弁は、上記の作動原理に因つて、フロ
ートは必ず上下に変位し、弁口は必ず弁室の上部
あるいは下部に配置される。例えば、密閉フロー
トを用いたスチームトラツプでは弁口は下部に位
置し、下向き開放フロートを用いたスチームトラ
ツプでは、弁口は上部に位置する。 ＜従来の技術＞ 従来のフロート弁を第３図を参照して説明す
る。ここに示されたフロート弁は、密閉フロート
型スチームトラツプである。 弁ケーシング部材１０，１１はステンレス鋼薄
板をプレス成型して作る。形状は互いに対称であ
る。鉛直方向の平面部と45度傾いた傾斜部と水平
方向の円筒部からなる形状である。円筒部の円形
開口同志を付合わせて溶接する（参照番号１８の
箇所）。鉛直方向の平面部に開けた開口に入口側
配管連結部材１２と、出口側配管連結部材１３を
溶接する（番号１６，１７の箇所）。両連結部材
１２，１３は水平方向の同一軸上に取付ける。入
口２４と出口２５には配管用のねじを形成する。
入口２４と出口２５は同一軸上で水平方向に開口
している。 半球殻形状の隔壁部材２０はステンレス鋼をプ
レス成型して作る。円形開口の全周を弁ケーシン
グ１０，１１に溶接する（番号１９の箇所）。隔
壁部材２０の外側と弁ケーシング１１の間に出口
側連結通路２３が、内側と弁ケーシング１０の間
に弁室２６が形成される。隔壁部材２０に円形の
弁口２７を形成した弁座部材２１を溶接する（番
号２２の箇所）。部材番号２９はバイメタルであ
り、弁座部材２１に取り付ける時に同時に取り付
ける。弁口２７の軸線は出入口の軸線及び出入口
の軸線と垂直な軸線に対して傾斜せしめている。
弁口２７は弁室２６に向かつて開口する。弁室２
６に球形フロート１４を自由状態で収容する。フ
ロート１４はステンレス鋼薄板で中空に作る。弁
座部材２１にフロート座部材１５を取付ける。フ
ロート座部材１５は弁口２７の軸からフロート１
４の半径の長さ離れた、当該軸に平行の二本の足
を有する。フロート１４の中心は弁口２７の軸中
心線上にあり、フロート座部材１５のフロート１
４との当接面はその軸中心線上からフロートの半
径の距離を有する。ほぼ半球殻形状のストレーナ
２８を弁室２６の入口側に配置する。ストレーナ
２８は小孔を一面にあけたステンレス鋼薄板をプ
レス成型して作り、数箇所でスポツト溶接して弁
ケーシング１０に取付ける。 組立順序は、隔壁部材２０に弁座部材２１とフ
ロート座部材１５を取付け、それを弁ケーシング
１１に取付け、一方、ストレーナ２８を弁ケーシ
ング１０に取付け、その後、フロート１４を内部
に入れて、両弁ケーシングを溶接する。 上記スチームトラツプの作動は次の通りであ
る。入口２４は蒸気使用機器等の復水発生箇所に
接続する。復水と蒸気が弁室２６に流入し、復水
が下部に蒸気が上部に分離して溜る。始動時に於
いて、蒸気使用機器及び配管内の低温残留空気
は、バイメタル２９の作用によりフロート１４を
押し上げて開口せしめられた弁口２７から排出さ
れ、次に高温復水が流入するとバイメタル２９は
第３図に示す用な収縮した状態になり弁口２７を
塞ぐ。フロート１４は水面が上昇すると浮力が大
きくなるので弁座から離れて浮上し弁口２７を開
く。弁室２６の復水は弁口２７から連結通路２３
を通り、出口２５から流出する。排出により水面
が下がると、それと共にフロート１４が下降し、
フロート座部材１５に乗つた位置で弁口２７を塞
ぎ、蒸気の流出を防ぐ。この様な動作を自動的に
繰り返して行なう。 ＜考案が解決しようとする課題＞ ここで、一般的に上述したようなフロート弁に
於て、大きさは小型で流体の排出量が多くなるよ
うなものが要求され、そして研究されている。流
体の排出量を多くするには弁口面積を大きくすれ
ば解決できるが、そうすればフロートの弁口への
閉弁力が大きくなつて最高使用圧力が高くとれな
い問題が残つてしまう。そこでフロートの開弁力
つまり浮力を大きくするためにフロートを大径に
すれば結局フロート弁としての大きさが大にな
る。 従つて本考案の技術的課題は、従来通りの弁筐
体の大きさで流量を多く排出可能なフロート弁を
提供することにある。 ＜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本考
案の技術的手段は、入口、出口を有する弁ケーシ
ングと、弁ケーシングの内部に形成された弁室
と、弁室と出口を連通する弁口と、弁室内に自由
状態で配置され前記弁口をその表面で直接開閉す
る球形のフロートとを具備するフロート弁に於
て、前記弁口の開口形状を横長の円形に形成した
ものである。 ＜作用＞ 弁口に於けるフロートの開弁力と閉弁力の関係
を示すと第１図のようになり、これは円形の弁口
を用いた従来のものである。フロートが開閉動作
を行う時は弁口２７の入口側の上部点３０を支点
にして上下に浮上降下する。そしてこの時の開弁
力閉弁力との力関係を計算する場合上記点３０を
支点にしたモーメントを用いる。 同じく本考案の横長弁口の開弁力と閉弁力の関
係を示すと第２図のようになり、以下両者の開弁
力と閉弁力の関係を比較する。 開弁力はフロートの有効浮力とフロートの半径
の積で表され、閉弁力は弁口面積と内圧と支点か
ら力点までの距離（弁口径の1/2）の積で表され
る。開弁力は両者同じなので閉弁力のモーメント
だけを比較すると、内圧が同一条件の場合には閉
弁力は弁口面積と支点から力点までの距離の積が
従来のものの積と同一になるように弁口面積と支
点から力点までの距離の両者の値を選択的に設計
すればよいことがわかる。即ち本考案は第２図の
ように第１図のものより支点から力点までの距離
を短くとることにより、その分弁口面積を大きく
設計したものである。即ち、本考案は弁口面積が
大きくなり排出流量を多くすることができ、しか
も閉弁力は従来のものと同一に保つことができ
る。 ＜実施例＞ 上記の技術的手段の具体例を更に詳細に示す実
施例を説明する（第１，２図参照）。第１，２図
は第３図のスチームトラツプのフロート１４と弁
口２７及び改良したものである。 第１図のように従来の円形弁口の場合、円形の
弁口径をＤ、トラツプの内圧をＰ、トラツプ出口
圧力を大気圧、フロートの有効浮力をＦ、弁口軸
３２の水平からの傾斜角度θ、フロートの半径を
Ｒとすれば、フロート開弁力と閉弁力は簡略的
に、 開弁力＝Ｒ×Ｆ×COSθ 閉弁力＝（πD2／４）×Ｐ×（Ｄ／２） で表されることができる。 一方、本考案の横長円の弁口の場合の開弁力と
閉弁力の関係を示すと第２図のようになり、フロ
ートは点３４を支点にして浮上降下する。横長円
の短径をｄ、長方形部の横長の長さをｌとすると
この時の開弁力と閉弁力は簡略的に、 開弁力＝Ｒ×Ｆ×COSθ 閉弁力＝（（πd2／４）＋ld）×Ｐ×（ｄ／２） で表されることができる。即ち閉弁力は両者共に
弁口面積と内圧と支点から力点までの距離の積で
表され、開弁力は両者同一であることがわかる。 そこで本考案の（開弁力／閉弁力）と従来のも
のの（開弁力／閉弁力）が同一条件となる範囲内
で、本考案の弁口の形状を変化させてみる。上式
から開弁力は両者同一なので閉弁力のみの比較で
よいことがわかる。従つてトラツプの内圧Ｐが同
一の場合、本考案の閉弁力が従来の円形の弁口の
閉弁力と同一になる範囲内で弁口面積と支点から
力点までの距離の両者の値を任意に選択決定する
ことができることがわかる。つまり、支点から力
点までの距離を小さくすればその分弁口面積を大
きくすることができる。 具体的に本考案のｄ，ｌ及び弁口面積をＳを計
算すれば、両者閉弁力が同一になるようにして、 （πD2／４）×（Ｄ／２） ＝（（πd2／４）＋ld）×（ｄ／２） ｌ＝π（D3−d3）／4d2 Ｓ＝（πd2／４）＋ld） ここで、便宜上Ｄ＝１とすれば
又は密閉のフロートで弁手段を駆動し、気液混合
系から一方の流体を選択的に自動的に排出するフ
ロート弁の構造に関する。 上記フロート弁は、気体と液体が混在する系か
ら気体又は液体の一方を選択的に自動的に排出す
るときに用いる。蒸気配管系に発生する復水を自
動的に排出するスチームトラツプ、圧縮空気配管
系に発生する凝縮水を自動的に排出するエアート
ラツプ、水配管系に混在する空気を自動的に排出
するエアーベント等である。 比重の小さい気体は比重の大きい液体の上方に
位置する。液面は液体と気体の量的割合の変化に
応じて上下動する。フロートはこれに作用する浮
力と自重の釣合いで液面に浮き、液面と共に上下
に運動する。フロート弁はこれらの自然法則を利
用したもので、弁室に於いて気液を分離し、弁室
の上部あるいは下部に弁口を配置し、弁室内に収
容したフロートの上下運動で弁手段を駆動して弁
口を開閉し、一方の流体を選択的に自動的に排出
するものである。 フロート弁は、上記の作動原理に因つて、フロ
ートは必ず上下に変位し、弁口は必ず弁室の上部
あるいは下部に配置される。例えば、密閉フロー
トを用いたスチームトラツプでは弁口は下部に位
置し、下向き開放フロートを用いたスチームトラ
ツプでは、弁口は上部に位置する。 ＜従来の技術＞ 従来のフロート弁を第３図を参照して説明す
る。ここに示されたフロート弁は、密閉フロート
型スチームトラツプである。 弁ケーシング部材１０，１１はステンレス鋼薄
板をプレス成型して作る。形状は互いに対称であ
る。鉛直方向の平面部と45度傾いた傾斜部と水平
方向の円筒部からなる形状である。円筒部の円形
開口同志を付合わせて溶接する（参照番号１８の
箇所）。鉛直方向の平面部に開けた開口に入口側
配管連結部材１２と、出口側配管連結部材１３を
溶接する（番号１６，１７の箇所）。両連結部材
１２，１３は水平方向の同一軸上に取付ける。入
口２４と出口２５には配管用のねじを形成する。
入口２４と出口２５は同一軸上で水平方向に開口
している。 半球殻形状の隔壁部材２０はステンレス鋼をプ
レス成型して作る。円形開口の全周を弁ケーシン
グ１０，１１に溶接する（番号１９の箇所）。隔
壁部材２０の外側と弁ケーシング１１の間に出口
側連結通路２３が、内側と弁ケーシング１０の間
に弁室２６が形成される。隔壁部材２０に円形の
弁口２７を形成した弁座部材２１を溶接する（番
号２２の箇所）。部材番号２９はバイメタルであ
り、弁座部材２１に取り付ける時に同時に取り付
ける。弁口２７の軸線は出入口の軸線及び出入口
の軸線と垂直な軸線に対して傾斜せしめている。
弁口２７は弁室２６に向かつて開口する。弁室２
６に球形フロート１４を自由状態で収容する。フ
ロート１４はステンレス鋼薄板で中空に作る。弁
座部材２１にフロート座部材１５を取付ける。フ
ロート座部材１５は弁口２７の軸からフロート１
４の半径の長さ離れた、当該軸に平行の二本の足
を有する。フロート１４の中心は弁口２７の軸中
心線上にあり、フロート座部材１５のフロート１
４との当接面はその軸中心線上からフロートの半
径の距離を有する。ほぼ半球殻形状のストレーナ
２８を弁室２６の入口側に配置する。ストレーナ
２８は小孔を一面にあけたステンレス鋼薄板をプ
レス成型して作り、数箇所でスポツト溶接して弁
ケーシング１０に取付ける。 組立順序は、隔壁部材２０に弁座部材２１とフ
ロート座部材１５を取付け、それを弁ケーシング
１１に取付け、一方、ストレーナ２８を弁ケーシ
ング１０に取付け、その後、フロート１４を内部
に入れて、両弁ケーシングを溶接する。 上記スチームトラツプの作動は次の通りであ
る。入口２４は蒸気使用機器等の復水発生箇所に
接続する。復水と蒸気が弁室２６に流入し、復水
が下部に蒸気が上部に分離して溜る。始動時に於
いて、蒸気使用機器及び配管内の低温残留空気
は、バイメタル２９の作用によりフロート１４を
押し上げて開口せしめられた弁口２７から排出さ
れ、次に高温復水が流入するとバイメタル２９は
第３図に示す用な収縮した状態になり弁口２７を
塞ぐ。フロート１４は水面が上昇すると浮力が大
きくなるので弁座から離れて浮上し弁口２７を開
く。弁室２６の復水は弁口２７から連結通路２３
を通り、出口２５から流出する。排出により水面
が下がると、それと共にフロート１４が下降し、
フロート座部材１５に乗つた位置で弁口２７を塞
ぎ、蒸気の流出を防ぐ。この様な動作を自動的に
繰り返して行なう。 ＜考案が解決しようとする課題＞ ここで、一般的に上述したようなフロート弁に
於て、大きさは小型で流体の排出量が多くなるよ
うなものが要求され、そして研究されている。流
体の排出量を多くするには弁口面積を大きくすれ
ば解決できるが、そうすればフロートの弁口への
閉弁力が大きくなつて最高使用圧力が高くとれな
い問題が残つてしまう。そこでフロートの開弁力
つまり浮力を大きくするためにフロートを大径に
すれば結局フロート弁としての大きさが大にな
る。 従つて本考案の技術的課題は、従来通りの弁筐
体の大きさで流量を多く排出可能なフロート弁を
提供することにある。 ＜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本考
案の技術的手段は、入口、出口を有する弁ケーシ
ングと、弁ケーシングの内部に形成された弁室
と、弁室と出口を連通する弁口と、弁室内に自由
状態で配置され前記弁口をその表面で直接開閉す
る球形のフロートとを具備するフロート弁に於
て、前記弁口の開口形状を横長の円形に形成した
ものである。 ＜作用＞ 弁口に於けるフロートの開弁力と閉弁力の関係
を示すと第１図のようになり、これは円形の弁口
を用いた従来のものである。フロートが開閉動作
を行う時は弁口２７の入口側の上部点３０を支点
にして上下に浮上降下する。そしてこの時の開弁
力閉弁力との力関係を計算する場合上記点３０を
支点にしたモーメントを用いる。 同じく本考案の横長弁口の開弁力と閉弁力の関
係を示すと第２図のようになり、以下両者の開弁
力と閉弁力の関係を比較する。 開弁力はフロートの有効浮力とフロートの半径
の積で表され、閉弁力は弁口面積と内圧と支点か
ら力点までの距離（弁口径の1/2）の積で表され
る。開弁力は両者同じなので閉弁力のモーメント
だけを比較すると、内圧が同一条件の場合には閉
弁力は弁口面積と支点から力点までの距離の積が
従来のものの積と同一になるように弁口面積と支
点から力点までの距離の両者の値を選択的に設計
すればよいことがわかる。即ち本考案は第２図の
ように第１図のものより支点から力点までの距離
を短くとることにより、その分弁口面積を大きく
設計したものである。即ち、本考案は弁口面積が
大きくなり排出流量を多くすることができ、しか
も閉弁力は従来のものと同一に保つことができ
る。 ＜実施例＞ 上記の技術的手段の具体例を更に詳細に示す実
施例を説明する（第１，２図参照）。第１，２図
は第３図のスチームトラツプのフロート１４と弁
口２７及び改良したものである。 第１図のように従来の円形弁口の場合、円形の
弁口径をＤ、トラツプの内圧をＰ、トラツプ出口
圧力を大気圧、フロートの有効浮力をＦ、弁口軸
３２の水平からの傾斜角度θ、フロートの半径を
Ｒとすれば、フロート開弁力と閉弁力は簡略的
に、 開弁力＝Ｒ×Ｆ×COSθ 閉弁力＝（πD2／４）×Ｐ×（Ｄ／２） で表されることができる。 一方、本考案の横長円の弁口の場合の開弁力と
閉弁力の関係を示すと第２図のようになり、フロ
ートは点３４を支点にして浮上降下する。横長円
の短径をｄ、長方形部の横長の長さをｌとすると
この時の開弁力と閉弁力は簡略的に、 開弁力＝Ｒ×Ｆ×COSθ 閉弁力＝（（πd2／４）＋ld）×Ｐ×（ｄ／２） で表されることができる。即ち閉弁力は両者共に
弁口面積と内圧と支点から力点までの距離の積で
表され、開弁力は両者同一であることがわかる。 そこで本考案の（開弁力／閉弁力）と従来のも
のの（開弁力／閉弁力）が同一条件となる範囲内
で、本考案の弁口の形状を変化させてみる。上式
から開弁力は両者同一なので閉弁力のみの比較で
よいことがわかる。従つてトラツプの内圧Ｐが同
一の場合、本考案の閉弁力が従来の円形の弁口の
閉弁力と同一になる範囲内で弁口面積と支点から
力点までの距離の両者の値を任意に選択決定する
ことができることがわかる。つまり、支点から力
点までの距離を小さくすればその分弁口面積を大
きくすることができる。 具体的に本考案のｄ，ｌ及び弁口面積をＳを計
算すれば、両者閉弁力が同一になるようにして、 （πD2／４）×（Ｄ／２） ＝（（πd2／４）＋ld）×（ｄ／２） ｌ＝π（D3−d3）／4d2 Ｓ＝（πd2／４）＋ld） ここで、便宜上Ｄ＝１とすれば
【表】
以上のような結果になる。即ち、ｄをＤの1/2
にすれば弁口面積は従来の円形弁口の２倍になる
ことがわかる。但し、実際には弁口の先端をフロ
ートと接するように球状加工しなければならない
ので、ｄとｌを決定するのに限界がある。 ＜効果＞ 本考案によれば、従来の弁筐体の大きさで、つ
まり従来のフロートの大きさで弁口面積を大きく
とつて流量を多く排出することができ、しかも、
最高使用圧力は高く設定することができる。
にすれば弁口面積は従来の円形弁口の２倍になる
ことがわかる。但し、実際には弁口の先端をフロ
ートと接するように球状加工しなければならない
ので、ｄとｌを決定するのに限界がある。 ＜効果＞ 本考案によれば、従来の弁筐体の大きさで、つ
まり従来のフロートの大きさで弁口面積を大きく
とつて流量を多く排出することができ、しかも、
最高使用圧力は高く設定することができる。
第１図は従来のフロート弁の開弁力と閉弁力の
力関係を表示した図、第２図は本考案のフロート
弁の力関係を表示した図、第３図は従来のフロー
ト弁の断面図である。 １０，１１……外部ケーシング、２０……隔壁
部材、２３……連結通路、２８……ストレーナ、
１４……フロート。
力関係を表示した図、第２図は本考案のフロート
弁の力関係を表示した図、第３図は従来のフロー
ト弁の断面図である。 １０，１１……外部ケーシング、２０……隔壁
部材、２３……連結通路、２８……ストレーナ、
１４……フロート。
Claims (1)
- 入口、出口を有する弁ケーシングと、弁ケーシ
ングの内部に形成された弁室と、弁室と出口を連
通する弁口と、弁室内に自由状態で配置され前記
弁口をその表面で直接開閉する球形のフロートと
を具備するフロート弁に於て、前記弁口の開口形
状が横長の円形に形成されたことを特徴とするフ
ロート弁の弁口形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5481689U JPH05638Y2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5481689U JPH05638Y2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145398U JPH02145398U (ja) | 1990-12-10 |
| JPH05638Y2 true JPH05638Y2 (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=31577214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5481689U Expired - Lifetime JPH05638Y2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05638Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8908040B2 (en) | 2007-10-04 | 2014-12-09 | Magna Electronics Inc. | Imaging system for vehicle |
| US9018577B2 (en) | 2007-08-17 | 2015-04-28 | Magna Electronics Inc. | Vehicular imaging system with camera misalignment correction and capturing image data at different resolution levels dependent on distance to object in field of view |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP5481689U patent/JPH05638Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9018577B2 (en) | 2007-08-17 | 2015-04-28 | Magna Electronics Inc. | Vehicular imaging system with camera misalignment correction and capturing image data at different resolution levels dependent on distance to object in field of view |
| US8908040B2 (en) | 2007-10-04 | 2014-12-09 | Magna Electronics Inc. | Imaging system for vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02145398U (ja) | 1990-12-10 |
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