JPH0875092A - 感熱型スチームトラップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡素化した信頼性の高い構成を備えるととも
に、感熱素子が破損しても確実に開弁状態にでき、かつ
開弁状態を保持できる感熱型スチームトラップを提供す
る。 【構成】ケーシング１に、１次側流体の導入口６、２次
側流体の導出口７およびトラップ室５を形成する。トラ
ップ室５内に、１次側流体から受熱する熱膨張媒体３６
を有する感熱素子２６を配置する。感熱素子２６に、ト
ラップ室５と導出口７の間を開閉する弁体３３を取り付
ける。感熱素子２６は、閉弁時に導出口７に連通する内
方空間１７を有するベローズ１６と、このベローズ１６
の外方に位置してベローズ１６との間で熱膨張媒体３６
を封入する封入空間３５を形成するダイヤフラム３０，
３１とを有する。ベローズ３０，３１は、封入空間３６
と内方空間１７の圧力差に基づいて開弁時に収縮する圧
力を受ける受圧面２０を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば蒸気加熱器のよ
うな蒸気使用機器の熱交換器から流出する蒸気を漏れな
いようにトラップして、復水のみを排出する感熱型スチ
ームトラップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種の感熱型スチームトラップは、蒸気を含んだ高温、高
圧の１次側流体が導入口からトラップ室内に流入してく
ると、このトラップ室内において可撓性のダイヤフラム
により封入されている熱膨張媒体が１次側流体から受熱
して膨張し、ダイヤフラムを変位させる。このダイヤフ
ラムに取り付けられた弁体が、弁座に着座してトラップ
室と導出口との間の通路を閉止し、蒸気が漏れ出るのを
防止する。一方、放熱により流体の温度が所定値以下に
低下するか、導入口から低温の復水が流入してきた場合
には、熱膨張媒体が収縮し、１次側流体の圧力によりダ
イヤフラムが押圧されて弁体が弁座から離座し、復水の
みが導出口から排出される。

【０００３】ところで、上述のような感熱型スチームト
ラップは、厚みの薄い可撓性ダイヤフラムが頻繁に変形
を繰り返すため、このダイヤフラムが破れることがあ
る。ダイヤフラムが破れると、その内部の熱膨張媒体が
ダイヤフラムの破損個所から流出し、この熱膨張媒体が
封入されていた空間とその外部の１次側流体との圧力差
がなくなり、弁体と弁座との間の狭い空間を通過する流
体により生じる負圧で弁体が弁座に吸着され、閉弁状態
となる。

【０００４】このような閉弁状態のままになると、復水
を排出できないために、復水が上流側の熱交換器に溜ま
って熱交換効率が低下したり、溜まった復水に高温の蒸
気が触れることによる急収縮でウォータ・ハンマが発生
して、熱交換器や配管を傷めるといった不都合が発生す
る。そこで、このような問題の解消を図った熱応動式の
スチームトラップが種々提案されている（特開平４−２
６２１９６号、特開平４−３７０４９７号、特開平５−
２４０３９９号の各公報参照）。

【０００５】しかし、上記いずれのスチームトラップ
も、ダイヤフラムが破損したときに開弁状態とし、かつ
開弁状態を維持し続けるように制御するものであるが、
その開弁状態の確実性が不十分で信頼性に欠けるもので
あったり、構成が複雑であるという欠点を有している。

【０００６】そこで、本発明は、簡素化した信頼性の高
い構成を備えるとともに、感熱素子が破損しても確実に
開弁状態にでき、かつ開弁状態を保持できる感熱型スチ
ームトラップを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１に係る第１発明の感熱型スチームトラ
ップは、ケーシングに蒸気を含んだ１次側流体の導入
口、復水を含んだ２次側流体の導出口およびトラップ室
が形成され、前記トラップ室内に、１次側流体から受熱
する熱膨張媒体を有する感熱素子が配置され、この感熱
素子に、前記トラップ室と前記導出口の間を開閉する弁
体が取り付けられ、前記感熱素子は、閉弁時に前記導出
口に連通する内方空間を有するベローズと、このベロー
ズの外方に位置して前記ベローズとの間で前記熱膨張媒
体を封入する封入空間を形成するダイヤフラムとを有
し、前記ベローズは、前記封入空間と内方空間の圧力差
に基づいて開弁時に収縮する圧力を受ける受圧面を有し
ている。

【０００８】また、請求項２に係る第２発明の感熱型ス
チームトラップは、ケーシングに蒸気を含んだ１次側流
体の導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口およびト
ラップ室が形成され、前記トラップ室内に、１次側流体
から受熱する熱膨張媒体を筒形の内側ベローズと筒形の
外側ベローズとの間に封入した感熱素子が配置され、前
記内側ベローズの径方向内方に、前記導出口に連通する
２次側通路が形成され、前記感熱素子の一端部が前記ケ
ーシングに支持され、他端部に、前記トラップ室と前記
２次側通路との間を開閉する弁体が取り付けられ、この
弁体の外周部に、内径が前記内側ベローズの有効直径よ
りも小さく設定されて前記１次側流体の圧力を開弁方向
に受ける受圧部が形成されている。

【０００９】さらに、請求項３に係る第３発明の感熱型
スチームトラップは、ケーシングに蒸気を含んだ１次側
流体の導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口および
トラップ室が形成され、さらに、１次側流体から受熱す
る熱膨張媒体を有する感熱素子と、この感熱素子に取り
付けられて前記トラップ室と前記導出口との間を開閉す
る弁体と、この弁体に開弁方向へばね力を付加するばね
部材とを備えている。

【００１０】さらにまた、請求項４に係る第４発明の感
熱型スチームトラップは、ケーシングに蒸気を含んだ１
次側流体の導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口お
よびトラップ室が形成され、さらに、１次側流体から受
熱する熱膨張媒体を有する感熱素子と、この感熱素子に
取り付けられて前記トラップ室と前記導出口との間を開
閉する弁体と、この弁体に開弁方向へばね力を付加する
ばね部材とを備え、前記弁体に、前記トラップ室と常時
連通し、当該弁体の開閉動作によって前記導出口と連通
および遮断される内部通路が形成されている。

【００１１】

【作用および効果】第１発明の感熱型スチームトラップ
では、導入口から流入する１次側流体が水から得られた
高温の蒸気または飽和蒸気温度に近い高温の復水である
場合、熱膨張媒体が１次側流体から受熱して膨張し、こ
の熱膨張媒体の封入空間の圧力が高くなってダイヤフラ
ムおよびベローズを変形させ、感熱素子に取り付けられ
た弁体を変位させてトラップ室から導出口に通じる通路
を弁体で閉止する閉弁状態となり、高温の蒸気が導出口
から漏れ出るのを防止する。一方、トラップ室内の１次
側流体の温度が放熱により低下して所定値よりも低くな
るか、導入口から低温の復水が流入した場合、熱膨張媒
体が収縮してその封入空間の圧力が低下するため、弁体
が１次側流体の高い圧力により押圧されて開弁状態とな
る。

【００１２】前記閉弁状態においてダイヤフラムにおけ
る前記内方空間に連通した部分またはベローズが破損し
た場合、熱膨張媒体が封入空間から導出口に連通した低
圧の内方空間に漏出して封入空間の圧力が低下するする
ので、感熱素子から弁体に作用していた閉弁力がなくな
る。そのため、弁体は、１次側流体の高い圧力を受けて
開弁状態となる。以後、感熱素子は、熱膨張媒体が漏出
していることから、１次側流体からの受熱による体積の
変化が生じず、弁体に対し閉弁力を作用させることがで
きない。そのため、弁体は１次側流体の圧力を受けて開
弁状態を保持する。また、開弁状態においてベローズが
破損した場合には、その開弁状態をそのまま保持する。

【００１３】一方、閉弁状態においてダイヤフラムにお
ける前記トラップ室に面した部分が破損した場合、封入
空間内の熱膨張媒体がトラップ室内に漏出して封入空間
内の圧力が１次側流体の圧力に等しくなり、この封入空
間と内方空間との圧力差がベローズの受圧面に作用し
て、弁体を開弁状態に変位させる。以後、感熱素子は、
熱膨張媒体が漏出していることから、弁体に対し閉弁力
を作用させることができない。そのため、弁体は開弁状
態を保持する。また、開弁状態においてダイヤフラムが
破損した場合には、その開弁状態をそのまま保持する。

【００１４】第２発明の感熱型スチームトラップは、内
側ベローズと外側ベローズの間に封入された熱膨張媒体
が１次側流体の温度に応じて膨張または収縮して、弁体
を変位させ、閉弁または開弁状態を得る。閉弁状態にお
いて内側ベローズが破損した場合、熱膨張媒体がその封
入空間から２次側通路に漏出し、封入空間内の圧力は、
２次側通路内の２次側流体の圧力まで低下するため、熱
膨張媒体の膨張により弁体に作用していた閉弁力がなく
なる。そのため、弁体は、受圧部に１次側流体の高い圧
力を受けて開弁状態となる。以後、感熱素子は、熱膨張
媒体が漏出していることから、弁体に対し閉弁力を作用
させることができないので、弁体は開弁状態を保持す
る。開弁状態において内側ベローズが破損した場合に
は、開弁状態をそのまま保持する。

【００１５】閉弁状態において外側ベローズが破損した
場合、封入空間の熱膨張媒体がトラップ室内に漏出し
て、封入空間内の圧力がトラップ室内の１次側流体の圧
力と同じになる。一方、２次側通路内の圧力は内側ベロ
ーズおよび弁体により２次側流体の低い圧力に保持され
る。ここで、受圧部の内径は内側ベローズの有効直径よ
りも小さいため、この受圧部における内側ベローズの有
効直径よりも内径側に位置する部分が１次側流体と２次
側流体の圧力との差圧を開弁方向に受けて、弁体を開弁
状態に変位させる。そのため、弁体は、受圧部に作用す
る１次側流体の圧力により開弁する。以後、感熱素子
は、熱膨張媒体が漏出していることから、弁体に対し閉
弁力を作用させることができないので、弁体は開弁状態
を保持する。開弁状態において外側ベローズが破損した
場合には、開弁状態をそのまま保持する。

【００１６】なお、１次側流体の温度変化による弁開閉
動作は、第１発明と同様に１次側流体から受熱する熱膨
張媒体の収縮、膨張により行われる。

【００１７】第２発明では、感熱素子が、共に筒形であ
って径の異なる二種のベローズを同心状に配置し、両ベ
ローズの間に熱膨張媒体を封入する簡単な構成になって
いる。しかも、この感熱素子の一端をケーシングに支持
し、他端部に弁体を取り付け、流体を、内側ベローズの
内方空間に設けた２次側通路を介して導出口に至る簡素
化した流路に流すので、全体構成が簡単になって信頼性
の高いものとなっている。

【００１８】第３発明では、閉弁状態において感熱素子
が破損した場合、熱膨張媒体の封入空間内の圧力は、熱
膨張媒体が漏出することからトラップ室内の１次側流体
の圧力まで低下して、熱膨張媒体の膨張により弁体に作
用していた閉弁力が低下する。このため、弁体は、ばね
部材により付加されるばね力により確実に開弁状態とな
り、かつ開弁状態を保持する。開弁状態において感熱素
子が破損し場合には、ばね部材のばね力で開弁状態をそ
のまま保持する。

【００１９】この第３発明では、感熱素子が破損してト
ラップ室の圧力と熱膨張媒体の封入空間の圧力とが同一
となっても、弁体は、ばね部材のばね力が直接付加され
ているために確実に開弁状態になる。また、ばね部材の
ばね力を弁体に直接付加するので、簡単な構成となる。

【００２０】第４発明では、閉弁状態において感熱素子
が破損した場合、熱膨張媒体の封入空間内の圧力は、熱
膨張媒体が漏出することからトラップ室内の１次側流体
の圧力まで低下する。このとき、弁体におけるトラップ
室に常時連通している内部空間内の圧力は、閉弁状態に
より導出口と遮断されていることから１次側流体の圧力
と同一に保持されている。すなわち、感熱素子の破損時
には、閉弁方向に作用する感熱素子内の圧力が、内部空
間内の圧力によって相殺されるため、弁体には流体圧力
による小さな閉弁力のみが作用する。その結果、ばね部
材の僅かなばね力で弁体を確実に開弁させ、かつ、開弁
状態を保持することができる。開弁状態において感熱素
子が破損し場合には、ばね部材のばね力で開弁状態をそ
のまま保持する。

【００２１】この第４発明では、第３発明と同様に、弁
体がこれに付加されているばね部材のばね力により確実
に開弁状態となり、また、ばね部材のばね力を弁体に直
接付加することから簡単な構成となる効果が得られる。
さらに、前述のとおり、ばね部材のばね力が小さくて済
むから、このばね力に打ち勝って閉弁力を発生する感熱
素子の熱膨張媒体の膨張力も小さくて済むので、感熱素
子の熱膨張媒体の封入空間内とトラップ室内との差圧が
大きくならない。そのため、感熱素子におけるトラップ
室と封入空間との間に介在して熱膨張媒体の膨張・収縮
を受けて変形する部材、たとえばタイヤフラムは、負担
が軽くなって耐久性が向上する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら詳述する。 〔第１発明〕図１は第１発明の感熱型スチームトラップ
の開弁状態を示す縦断面図、図２（ａ）は同スチームト
ラップの閉弁状態を示す縦断面図、同図（ｂ）は（ａ）
の作用説明図である。

【００２３】図１において、外装体を構成するケーシン
グ１は、下部ケーシング部材２と上部ケーシング部材３
とがシール材４を介在して互いに嵌め合わされてボルト
（図示せず）で固定されている。上部ケーシング部材３
内にトラップ室５が設けられ、下部ケーシング部材２に
は、熱交換器などから流出する蒸気を含んだ高温、高圧
の１次側流体の導入口６と、復水を含んだ低温、低圧の
２次側流体の導出口７とがそれぞれ形成されている。導
入口６および導出口７の内周面には連結用の雌ねじが形
成されている。

【００２４】下部ケーシング部材２には、前記導入口６
をトラップ室５に連通する導入通路９とトラップ室５を
導出口７に連通する導出通路１０とが隔壁８で区分され
て形成されている。さらに、下部ケーシング部材２に
は、導出通路１０の流入側部分がトラップ室５側に突出
して形成された支持部１２と、この支持部１２の先端中
央部が突出して導出通路１０の流入口周囲に形成された
弁座１９とが設けられており、支持部１２には感熱素子
２６が取り付けられている。

【００２５】上記感熱素子２６は、下部開口したほぼ袋
状のケース２４により外装体が構成されている。このケ
ース２４は、逆皿状の上方の第１ケース体２２と中央部
に取付筒部１３が形成された下方の第２ケース体２３と
が各々の外周端部を溶接した溶接部１４により互いに固
着されている。ケース２４は、取付筒部１３を支持部１
２の外周面に上方から嵌め込まれ、上部ケーシング部材
３で支持部１２に押し付けられて固定されている。第２
ケース体２３にはトラップ室５に通じる複数個の通孔３
８が形成されている。

【００２６】ケース２４内には、中央部に開口を有する
上方の第１ダイヤフラム（ダイヤフラム上半部）３０と
下方の第２ダイヤフラム（ダイヤフラム下半部）３１と
が各々の外周端部を互いに重ね合わせた対向状態で両ケ
ース体２２，２３間に挟持固定されている。第２ダイヤ
フラム３１の中央の開口縁部に、弁座１９に対応するリ
ング形状となった弁体３３が溶接により固着されてい
る。

【００２７】また、上下方向の中間部が外方に突出した
変形筒形のベローズ１６が、その内方空間１７をリング
状の弁体３３の連通孔１８に対向させて両ダイヤフラム
３０，３１間に配置されるとともに、その上部開口縁部
を第１ダイヤフラム３０に、下部開口縁部を弁体３３
に、それぞれ溶接して固着されいる。図２（ｂ）に示す
ように、上記ベローズ１６は、径が軸方向に沿って順次
拡大する二枚の筒形ベローズ部品１６ａ，１６ｂを有
し、各々の大径側の開口周端が互いに突き合わされて溶
接されている。下側の第２ベローズ部品１６ｂの小径側
（下端）の開口径が、上側の第１ベローズ部品１６ａの
小径側（上端）の開口径よりも小さくなっていて、第２
ベローズ部品１６ｂにおける第１ベローズ部品１６ａよ
りも内径側に延びる部分が、開弁方向に収縮する圧力を
受ける受圧面２０になっている。なお、両ダイヤフラム
３０，３１およびベローズ１６の溶接部は丸印で模式的
に図示してある。

【００２８】上記ベローズ１６とこれの外方に位置する
両ダイヤフラム３０，３１とで囲まれて形成された感熱
室（封入空間）３５内に、熱膨張媒体３６が封入されて
いる。この熱膨張媒体３６は、水の飽和蒸気温度よりも
低い飽和蒸気温度を有し、かつ同温において水より高い
飽和圧力を有する流体、たとえばアルコールである。ま
た、上記両ダイヤフラム３０，３１は可撓性および耐蝕
性を有し厚みの薄い素材、たとえばステンレス鋼板によ
り形成されている。ケース２４の素材としては、耐腐性
と熱伝導性に優れた、たとえばステンレスが使用され
る。

【００２９】つぎに、上記実施例の作用について詳述す
る。図１および図２（ａ）において、Ｐ１は１次側流体
の圧力、Ｐ２は２次側流体の圧力、Ｐ３は感熱素子２６
の感熱室３５内の圧力をそれぞれ示す。また、たとえば
１次側流体の圧力Ｐ１が５kgf/cm² ・g で、その１次側
流体の飽和蒸気温度が１５８℃である場合、この実施例
では、たとえば、熱膨張媒体３６の温度が１５０℃以上
になったときに図２に示す完全な閉弁状態となり、かつ
１３０℃以下になったときに図１に示す完全な開弁状態
となるように、熱膨張媒体３６の飽和特性およびダイヤ
フラム３０，３１の湾曲性を設定してある。

【００３０】トラップ室５内の１次側流体の温度が所定
値（例えば１３０℃）よりも低い場合、この１次側流体
から受熱する熱膨張媒体３６は収縮して体積が小さくな
り、感熱室３５内の圧力Ｐ３がトラップ室５内の１次側
流体の圧力Ｐ１よりも低下する。この１次側流体の圧力
Ｐ１が通孔３８を通じて第２ダイヤフラム３１に対し押
し上げ力として作用し、弁体３３が弁座１９から離座し
て図１に示す開弁状態となる。

【００３１】図１に示す開弁状態において、導入口６か
ら高温の蒸気を含んだ１次側流体が流入すると、この１
次側流体から熱膨張媒体３６へ熱伝導される。ここで、
熱膨張媒体３６の飽和蒸気温度が１次側流体よりも低い
ため、１次側流体が復水であって、水の飽和蒸気温度以
下であっても、熱膨張媒体３６の飽和蒸気温度以上であ
る場合に、熱膨張媒体３６が受熱により蒸気化して膨張
し、感熱室３５内の圧力Ｐ３が１次側流体の圧力Ｐ１よ
りも大きくなるため、感熱室３５内の体積が増大する。
このため、感熱素子２６の熱膨張媒体３６の膨張に伴っ
てベローズ１６を開くよう変形させながら第２ダイヤフ
ラム３０を下方に変位させ、この第２ダイヤフラム３１
に取り付けられた弁体３３が弁座１９に着座し、トラッ
プ室５を導出口７に連通させる導出通路１０を閉止して
図２（ａ）に示す閉弁状態となり、トラップ室５内の高
温の蒸気が導出口７から漏れ出るのを防止する。

【００３２】つぎに、トラップ室５内の流体の温度が放
熱により低下して所定値（例えば１３０℃）よりも低く
なるか、導入口６から低温の復水が流入した場合、熱膨
張媒体３６が収縮して感熱室３５内の体積が小さくな
り、感熱素子２６から弁体３３に作用する閉弁力が１次
側流体の圧力Ｐ１による開弁力よりも低下した時点で、
弁体３３は、１次側流体の圧力Ｐ１を第２ダイヤフラム
３１を介して受けて、弁座１９から離座し、図１に示す
開弁状態となって、トラップ室５内の復水が導出口７か
ら流出する。

【００３３】図２（ａ）に示す閉弁状態において、内方
空間１７に連通する第１ダイヤフラム３０またはベロー
ズ１６が破損した場合、熱膨張媒体３６が感熱室３５か
ら導出口７に連通する低圧の内方空間１７に漏出し、感
熱室３５内の圧力Ｐ３は、第１ダイヤフラム３０または
ベローズ１６の破損部分を通じて内方空間１７の２次側
流体の圧力Ｐ２にまで低下する。そのため、感熱素子２
６から弁体３３に作用していた閉弁力がなくなり、弁体
３３は、１次側流体の高い圧力Ｐ１を第２ダイヤフラム
３１を介して受け、弁座１９から離座して開弁状態とな
る。

【００３４】以後、感熱素子３５は、熱膨張媒体３６が
漏出していることから１次側流体からの受熱による体積
の変化が生じず、弁体３３に対し閉弁力を作用させるこ
とができなくなる。そのため、弁体３３は１次側流体の
圧力Ｐ１を受けて弁座１９から離座した開弁状態を保持
する。なお、開弁状態において第１ダイヤフラム３０ま
たはベローズ１６が破損した場合には、開弁状態をその
まま保持する。

【００３５】一方、閉弁状態において、トラップ室５に
面した第２ダイヤフラム３１が破損した場合、感熱室３
５内の熱膨張媒体３６がトラップ室５内に漏出して、感
熱室３５内の圧力が１次側流体の圧力Ｐ１に等しくな
り、感熱室３５と内方空間１７との圧力差（Ｐ１−Ｐ
２）がベローズ１６に作用する。このとき、図２（ｂ）
に示すように、ベローズ１６を構成する第１および第２
のベローズ部品１６ａ，１６ｂには、単位面積当たり同
一の圧力（Ｐ１−Ｐ２）の押し下げ力と押し上げ力とが
作用するが、第２ベローズ部品１６ｂの内径側の受圧面
２０に作用する圧力分だけ押し上げ力が上回るため、弁
体３３を弁座１９から離座させて開弁状態に変位させ
る。

【００３６】以後、感熱素子３５は、熱膨張媒体３６が
漏出していることから、弁体３３に対し閉弁力を作用さ
せることができない。そのため、弁体３３は開弁状態を
保持する。なお、開弁状態において第２ダイヤフラム３
１が破損した場合には、開弁状態をそのまま保持する。

【００３７】また、両ダイヤフラム３０，３１が共に破
損した場合には、１次側流体は、両ダイヤフラム３０，
３１の各々の破損個所から内方空間１７および導出通路
１０を通って導出口７から流出する。そののちに、感熱
室３５に流入した１次側流体の圧力がベローズ１６の受
圧面２０に作用して開弁状態となるが、かりに、弁体３
３が閉弁状態を維持した場合においても、上述の経路で
流体が流出されるので、トラップ室５に復水が溜まる不
都合は生じない。

【００３８】〔第２発明〕図３は第２発明の感熱型スチ
ームトラップを示す開弁状態の縦断面図、図４は同スチ
ームトラップの閉弁状態の縦断面図である。図３におい
て、ケーシング１は下部ケーシング部材３９と上部ケー
シング部材４０とにより構成されており、両ケーシング
部材３９，４０で囲まれる内部全体が、トラップ室５に
なっている。

【００３９】感熱素子２６は、共に筒型となった内側ベ
ローズ４１と外側ベローズ４２とを同心状に配置すると
ともに、両ベローズ４１，４２の両開口端面に閉止板４
３，４４を固着して、両ベローズ４１，４２間の空間３
５を封止し、この筒状の空間３５を感熱室として、この
感熱室３５内に熱膨張媒体３６が封入されている。この
感熱素子２６は、その一端側の閉止板４４が上部ケーシ
ング体４０に固定されて吊り下げ状態に取り付けられて
いる。他端側の閉止板４３には弁体３３が固着されてい
る。内側ベローズ４１の径方向内方には２次側通路４６
が形成されており、この２次側通路４６は、他端側の閉
止板４３の中央部に穿孔された流入孔４７および弁体３
３の連通孔１８を介してトラップ室５に連通し、かつ一
端側の閉止板４４に穿孔された流出孔４５を通じて導出
口７に連通する。

【００４０】前記下部ケーシング部材３９には、弁体３
３に対向して弁座４９が固着されている。閉止板４３に
おける弁体３３の外周部から径方向外方寄りに受圧部４
８が形成されている。この受圧部４８は、その内径が内
側ベローズ４１の有効直径Ｄよりも小さく設定されてお
り、この有効直径Ｄよりも内径側の部分で１次側流体の
圧力を開弁方向、つまり図３の上方向に受ける。この実
施例における上記有効直径Ｄは内側ベローズ４１の平均
径である。

【００４１】この第２発明における１次側流体の温度変
化による弁開閉動作は、第１発明と同様に、１次側流体
から受熱する熱膨張媒体３６の収縮、膨張により行われ
る。

【００４２】つぎに、図４に示す閉弁状態において内側
ベローズ４１が破損した場合、熱膨張媒体３６が感熱室
３５から２次側通路４６に漏出し、感熱室３５内の圧力
Ｐ３は、２次側通路４６内の２次側流体の圧力Ｐ２まで
低下する。このため、熱膨張媒体３６の膨張により弁体
３３に作用していた閉弁力がなくなり、弁体３３は、１
次側流体の高い圧力Ｐ１を受圧部４８を介して受け、弁
座４９から離座して開弁状態となる。以後、感熱室３５
は、熱膨張媒体３６が漏出していることから１次側流体
からの受熱による体積の変化が生じず、弁体３３に対し
閉弁力を作用させることができなくなる。そのため、弁
体３３は１次側流体の圧力Ｐ１により弁座４９から離座
した開弁状態を保持する。なお、開弁状態において内側
ベローズ４１が破損した場合には、その開弁状態をその
まま保持する。

【００４３】一方、閉弁状態において外側ベローズ４２
が破損した場合、感熱室３５内の熱膨張媒体３６がトラ
ップ室５内に漏出して、感熱室３５内の圧力Ｐ３がトラ
ップ室５内の１次側流体の圧力Ｐ１と同じになる。一
方、２次側通路４６内の圧力は、内側ベローズ４１と弁
体３３とにより２次側流体の低い圧力Ｐ２に保持されて
いる。ここで、受圧部４８の内径は内側ベローズ４１の
有効直径Ｄよりも小さいため、この受圧部４８における
内側ベローズ４１よりも内径側に位置する部分４８ａ
が、１次側流体の圧力Ｐ１と２次側流体の圧力との差圧
Ｐ１−Ｐ２を開弁方向（図４の上方向）に受けて、弁体
３３を開弁状態に変位させる。

【００４４】以後、感熱素子２６は、熱膨張媒体３６が
漏出していることから、弁体３３に対し閉弁力を作用さ
せることができないので、弁体３３は開弁状態を保持す
る。なお、開弁状態において外側ベローズ４２が破損し
た場合には、その開弁状態をそのまま保持する。

【００４５】この第２発明では、両ケーシング部材３
９，４０は、単なる箱形状であって、第１発明における
通路９，１０や弁座１９を有する支持部１２などが不要
であり、さらに、感熱素子２６は、共に筒形であって径
の異なる二種のベローズ４１，４２を同心状に配置した
簡単な構成になっている。したがって、全体構成が簡素
化されて信頼性の高いものとなる。

【００４６】〔第３発明〕図５は第３発明の感熱型スチ
ームトラップを示す開弁状態の縦断面図、図６は同スチ
ームトラップの閉弁状態の縦断面図である。この実施例
では、下部ケーシング部材２における導出通路１０の上
流側開口部に弁座部材１１がねじ結合により取り付けら
れており、この弁座部材１１には、トラップ室５と導出
通路１０とを連通する導入孔１５と、この導入孔１５の
上端開口の孔縁部分にリング状に突出する弁座１９とが
形成されている。

【００４７】感熱素子２６は、ケース２４内に単一のダ
イヤフラム３１がその外周端部を両ケース体２２，２３
に挟持固定されて設けられ、このダイヤフラム３１の中
央部に円板状の弁体３３が溶接により固定された簡単な
構成になっている。この感熱素子２６は、第２ケース体
２３の取付筒部１３を弁座部材１１の環状の受け溝２７
に嵌め込むとともに、上部ケーシング部材３と第１ケー
ス体２２との間に介在されたばね板のような弾性部材２
８のばね圧により、弁座部材１１に上方から押し付けら
れて固定されている。

【００４８】弁体３３の下面と受け溝２７との間に、コ
イルスプリングのようなばね部材５０が介在されてお
り、このばね部材５０は、弁体３３に対し上方向、つま
り開弁方向へばね力を付加している。このばね力は、た
とえば１次側流体の圧力Ｐ１が５kgf/cm² ・g で、その
１次側流体の飽和蒸気温度が１５８℃である場合、たと
えば、熱膨張媒体３６の温度が１５０℃以上になったと
きに図６に示す完全な閉弁状態となり、かつ１３０℃以
下になったときに図５に示す完全な開弁状態となるよう
に、熱膨張媒体３６の飽和特性およびダイヤフラム３１
の湾曲性と関連付けて設定され、さらに、一次側流体の
トラップ可能な最大圧力、たとえば１６kgf/cm² ・g に
おいて、熱膨張媒体３６が流失しても開弁できるような
大きさに設定されている。

【００４９】この第３発明における１次側流体の温度変
化による弁開閉動作は、第１発明と同様に、１次側流体
から受熱する熱膨張媒体３６の収縮、膨張により行われ
る。

【００５０】つぎに、図６の閉弁状態においてダイヤフ
ラム３１が破損した場合、熱膨張媒体３６が感熱室３５
から通孔３８を通じてトラップ室５に漏出し、感熱室３
５内の圧力Ｐ３は、トラップ室５内の１次側流体の圧力
Ｐ１まで低下する。そのため、熱膨張媒体３６の膨張に
より弁体３３に作用していた閉弁力がなくなり、弁体３
３は、ばね部材５０から付加されるばね力により弁座１
９から離座し、開弁状態を保持する。なお、開弁状態に
おいてダイヤフラム３１が破損し場合には、ばね部材５
０のばね力で開弁状態をそのまま保持する。

【００５１】この第３発明では、ダイヤフラム３１が破
損してトラップ室５と感熱室３５内の両圧力Ｐ１，Ｐ３
とが同一となっても、弁体３３を、ばね部材５０のばね
力を直接付加しているため、確実に開弁状態にできる。
また、感熱素子２６が第１発明のものに比較して簡素化
されている。

【００５２】〔第４発明〕図７は第４発明の感熱型スチ
ームトラップを示す開弁状態の縦断面図、図８は同スチ
ームトラップの閉弁状態の縦断面図である。この実施例
は、基本的な構成が第３発明を示した図５および図６と
同様になっており、相違する構成についてのみ以下に説
明する。図７の弁体３３は、ダイヤフラム３１に固定さ
れた円盤状の基部３３ａに下方へ延びる筒状部３３ｂが
一体形成されており、この筒状部３３ｂは、弁座部材１
１に設けた挿通孔２１に、図７の上下方向に摺動自在に
嵌め込まれて保持されている。この筒状部３３ｂと弁座
部材１１との間はシール部材５４により水密にシールさ
れている。弁体３３の基部３３ａには、筒状部３３ｂの
内部通路２５を外部に連通させる複数個の連通孔２９が
形成されている。したがって、内部通路２５は、前記連
通孔２９から第２ケース体２３に設けられた通孔３８を
通して、トラップ室５に常時連通している。

【００５３】一方、弁座部材１１には、上記筒状部３３
ｂを摺動自在に保持する挿通孔２１の下端開口を閉塞す
る状態で弁座１９が一体形成されているとともに、この
弁座１９の上方における側壁部に、導出通路１０を通し
て導出口７に連通する複数個の流出孔５１が形成されて
いる。なお、導入通路９の下流端部に環状流入路５２が
形成されているとともに、この環状流入路５２とトラッ
プ室５との間に、塵埃などを除去するためのフイルタ部
材５３が設けられている。

【００５４】この第４発明における１次側流体の温度変
化による弁開閉動作は、第１ないし第３発明と同様に、
１次側流体から受熱する熱膨張媒体３６の収縮、膨張に
より行われる。図７の開弁状態では、トラップ室５が通
孔３８、連通孔２９、内部空間２５、流出孔５１および
導出通路１０を通じて導出口７に連通する。閉弁状態で
は、弁体３３の内部通路２５の下端開口が弁座１９によ
り閉塞される。

【００５５】つぎに、図８の閉弁状態においてダイヤフ
ラム３１が破損した場合、熱膨張媒体３６が感熱室３５
から通孔３８を通じてトラップ室５に漏出し、感熱室３
５内の圧力Ｐ３は、トラップ室５内の１次側流体の圧力
Ｐ１まで低下する。このとき、弁体３３におけるトラッ
プ室５に常時連通している内部空間２５内の圧力は、閉
弁状態により流出口５１と遮断されていることから１次
側流体の圧力Ｐ１と同一に保持されている。すなわち、
感熱素子２６の破損時には、閉弁方向に作用する感熱室
３５内の圧力Ｐ３（＝Ｐ１）が、内部空間２５内の圧力
Ｐ１によって相殺されるため、弁体３３には流体圧力に
よる小さな閉弁力のみが作用する。その結果、ばね部材
５０の僅かなばね力で弁体３３を確実に開弁させ、か
つ、開弁状態を保持することができる。開弁状態におい
てダイヤフラム３１が破損した場合には、熱膨張媒体３
６の膨張により弁体３３に作用していた閉弁力がなくな
り、ばね部材５０のばね力で開弁状態をそのまま保持す
る。

【００５６】この第４発明では、第３発明と同様に、感
熱素子２６の破損時に弁体３３がこれに付加されている
ばね部材５０のばね力により確実に開弁状態となり、ま
た、ばね部材５０のばね力を弁体３３に直接付加するこ
とから簡単な構成となる効果が得られる。さらに、前述
のとおり、ばね部材５０のばね力が小さくて済むから、
このばね力に打ち勝って閉弁力を発生する感熱素子２６
の熱膨張媒体３６の膨張力も小さくて済むので、感熱室
３５内とトラップ室内との差圧（Ｐ３−Ｐ１）が大きく
ならない。そのため、感熱室３５とトラップ室５との間
に介在されるタイヤフラム３１は、負担が軽くなるの
で、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明に係る感熱型スチームトラップを示す
開弁状態の縦断面図である。

【図２】（ａ）は同上スラームトラップの閉弁状態の縦
断面図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図である。

【図３】第２発明に係る感熱型スチームトラップを示す
開弁状態の縦断面図である。

【図４】同上スラームトラップの閉弁状態の縦断面図で
ある。

【図５】第３発明に係る感熱型スチームトラップを示す
開弁状態の縦断面図である。

【図６】同上スラームトラップの閉弁状態の縦断面図で
ある。

【図７】第４発明に係る感熱型スチームトラップを示す
開弁状態の縦断面図である。

【図８】同上スチームトラップの閉弁状態の縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ケーシング、５…トラップ室、６…導入口、７…導
出口、１６…ベローズ、１７…内方空間、２０…受圧
面、２５…内部通路、２６…感熱素子、３０，３１…ダ
イヤフラム、３３…弁体、３５…感熱室（封入空間）、
３６…熱膨張媒体、４１…内側ベローズ、４２…外側ベ
ローズ、４６…２次側通路、４８…受圧部、５０…ばね
部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングに蒸気を含んだ１次側流体の
   導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口およびトラッ
   プ室が形成され、 前記トラップ室内に、１次側流体から受熱する熱膨張媒
   体を有する感熱素子が配置され、 この感熱素子に、前記トラップ室と前記導出口の間を開
   閉する弁体が取り付けられ、 前記感熱素子は、閉弁時に前記導出口に連通する内方空
   間を有するベローズと、このベローズの外方に位置して
   前記ベローズとの間で前記熱膨張媒体を封入する封入空
   間を形成するダイヤフラムとを有し、 前記ベローズは、前記封入空間と内方空間の圧力差に基
   づいて開弁時に収縮する圧力を受ける受圧面を有してい
   る感熱型スチームトラップ。
2. 【請求項２】 ケーシングに蒸気を含んだ１次側流体の
   導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口およびトラッ
   プ室が形成され、 前記トラップ室内に、１次側流体から受熱する熱膨張媒
   体を筒形の内側ベローズと筒形の外側ベローズとの間に
   封入した感熱素子が配置され、 前記内側ベローズの径方向内方に、前記導出口に連通す
   る２次側通路が形成され、 前記感熱素子の一端部が前記ケーシングに支持され、他
   端部に、前記トラップ室と前記２次側通路との間を開閉
   する弁体が取り付けられ、 この弁体の外周部に、内径が前記内側ベローズの有効直
   径よりも小さく設定されて前記１次側流体の圧力を開弁
   方向に受ける受圧部が形成されている感熱型スチームト
   ラップ。
3. 【請求項３】 ケーシングに蒸気を含んだ１次側流体の
   導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口およびトラッ
   プ室が形成され、 さらに、１次側流体から受熱する熱膨張媒体を有する感
   熱素子と、 この感熱素子に取り付けられて前記トラップ室と前記導
   出口との間を開閉する弁体と、 この弁体に開弁方向へばね力を付加するばね部材とを備
   えている感熱型スチームトラップ。
4. 【請求項４】 ケーシングに蒸気を含んだ１次側流体の
   導入口、復水を含んだ２次側流体の導出口およびトラッ
   プ室が形成され、 さらに、１次側流体から受熱する熱膨張媒体を有する感
   熱素子と、 この感熱素子に取り付けられて前記トラップ室と前記導
   出口との間を開閉する弁体と、 この弁体に開弁方向へばね力を付加するばね部材とを備
   え、 前記弁体に、前記トラップ室と常時連通し、当該弁体の
   開閉動作によって前記導出口と連通および遮断される内
   部通路が形成されている感熱型スチームトラップ。