JPWO2020026569A1 - Valve device - Google Patents
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Abstract
ドレントラップ(1)は、途中に弁孔(33)の上流端(33a)(排出口)が設けられた流体の流路を有するケーシング(10)と、弁孔(33)の上流端(33a)を開閉する第1弁体(31)と、弁孔(33)の上流端(33a)に進入して上流端(33a)の異物を除去する清掃部材(70)と、変位することによって清掃部材(70)を弁孔(33)の上流端(33a)に進入させるプランジャー(65)を有するソレノイド(63)とを備える。The drain trap (1) includes a casing (10) having a fluid flow path provided with an upstream end (33a) (exhaust port) of a valve hole (33) on the way, and an upstream end (33a) of the valve hole (33). ) Is opened and closed, and a cleaning member (70) that moves into the upstream end (33a) of the valve hole (33) and removes foreign matter at the upstream end (33a) is cleaned by displacement. A solenoid (63) having a plunger (65) that allows the member (70) to enter the upstream end (33a) of the valve hole (33).
Description
本願は、弁装置に関する。 The present application relates to a valve device.
例えば特許文献1に開示されているように、ドレン(復水)の排出口に詰まった異物を除去する清掃機構を備えたスチームトラップが知られている。この清掃機構は、温度変化によって変位する変位部材(バイメタル)と、その変位部材の変位によって排出口へ進退する棒状の操作部材とを備えている。変位部材は、排出口から排出されたドレンが流通する排出通路内に設けられている。この清掃機構では、ドレンの排出時、変位部材がドレンによって加熱され操作部材は後退している。一方、排出口に異物が詰まってドレンが排出されなくなると、変位部材は温度低下により伸長(変位)し、その変位部材の伸長によって操作部材が前進し排出口に進入する。この操作部材の進入によって、排出口に詰まっている異物が除去される。こうして、清掃機構では人的操作なく自動で排出口を清掃することができる。 For example, as disclosed in Patent Document 1, there is known a steam trap including a cleaning mechanism that removes foreign matter clogged at a drain (condensate) outlet. This cleaning mechanism includes a displacement member (bimetal) that is displaced by a temperature change, and a rod-shaped operation member that moves forward and backward toward the discharge port by the displacement of the displacement member. The displacement member is provided in the discharge passage through which the drain discharged from the discharge port flows. In this cleaning mechanism, when the drain is discharged, the displacement member is heated by the drain and the operation member is retracted. On the other hand, when the discharge port is clogged with foreign matter and the drain is no longer discharged, the displacement member expands (displaces) due to the temperature decrease, and the expansion of the displacement member advances the operating member to enter the discharge port. The entry of this operation member removes the foreign matter clogged in the discharge port. In this way, the cleaning mechanism can automatically clean the discharge port without human operation.
ところで、上述したスチームトラップの清掃機構では、操作部材の排出口に進入する力(操作部材の前進力)が比較的弱いため、排出口の異物を除去することができない場合があった。即ち、上述した清掃機構において変位部材は温度が変化すると時間を掛けてリニアに伸長(変位)するところ、その変位部材の伸長によって操作部材に与えられる進入力(前進力)は比較的弱い。そのため、特に排出口の異物が強固に詰まっている場合、操作部材が排出口に進入しきれず異物を除去できないということがあった。 By the way, in the above-described cleaning mechanism for the steam trap, the force that enters the discharge port of the operation member (the forward force of the operation member) is comparatively weak, and thus the foreign matter in the discharge port may not be removed. That is, in the above-described cleaning mechanism, when the displacement member linearly extends (displaces) over time when the temperature changes, the advancing force (advancing force) given to the operating member by the expansion of the displacement member is relatively weak. Therefore, especially when the foreign matter in the discharge port is strongly clogged, the operation member may not be able to fully enter the discharge port and the foreign matter may not be removed.
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排出口に進入して排出口の異物を除去する清掃部材を備えた弁装置において、清掃部材の排出口への進入力(前進力)を高めることにある。 The technique disclosed in the present application has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a valve device including a cleaning member that enters a discharge port and removes foreign matter from the discharge port to the discharge port of the cleaning member. It is to increase the forward input (forward force).
本願の弁装置は、ケーシングと、弁体と、清掃部材と、ソレノイドとを備えている。前記ケーシングは、途中に排出口が設けられた流体の流路を有している。前記弁体は、前記排出口を開閉する。前記清掃部材は、前記排出口に進入して該排出口の異物を除去する。前記ソレノイドは、変位することによって前記清掃部材を前記排出口に進入させるプランジャーを有している。 The valve device of the present application includes a casing, a valve body, a cleaning member, and a solenoid. The casing has a fluid flow path provided with an outlet in the middle thereof. The valve body opens and closes the discharge port. The cleaning member enters the discharge port and removes foreign matter from the discharge port. The solenoid has a plunger that moves to move the cleaning member into the discharge port.
本願の弁装置によれば、清掃部材の排出口への進入力(前進力)を高めることができる。 According to the valve device of the present application, the advancing force (advancing force) to the discharge port of the cleaning member can be increased.
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the technology disclosed in the present application, its application, or its application.
本実施形態のドレントラップ1は、ドレンが流入してきた場合にはドレンを流出させる一方、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1は弁装置の一例であり、ドレンは流体の一例である。図1に示すように、ドレントラップ1は、流体の流路が形成されたケーシング10と、流路中に設けられ、流路を開閉する2つの弁機構30,40とを備えている。 The drain trap 1 of the present embodiment causes the drain to flow out when the drain has flowed in, and blocks the outflow of vapor when steam has flowed in. The drain trap 1 is an example of a valve device, and the drain is an example of a fluid. As shown in FIG. 1, the drain trap 1 includes a
また、ドレントラップ1は、清掃機構60と、押し機構80とを備えている。ケーシング10内に流入したドレンは、基本的には第1弁機構30を介してケーシング10から流出する。第2弁機構40は、基本的に、ケーシング10内に流入した空気を排出する。ただし、第2弁機構40は、ケーシング10内に流入したドレンを排出する場合もある。 Further, the drain trap 1 includes a
ケーシング10は、本体11と、本体11に取り付けられる蓋部12とを有している。ケーシング10には、流体がケーシング10に流入する流入口21と、流体を貯留する貯留室22と、流体がケーシング10から流出する流出口23とが形成されている。また、ケーシング10には、貯留室22と流出口23とを連通させる第1排出通路24と、貯留室22と第1排出通路24とを連通させる第2排出通路25とが形成されている。 The
ケーシング10では、流入口21、貯留室22、流出口23、第1排出通路24および第2排出通路25によって流路が形成される。具体的には、流路は、ドレンを排出するための第1流路と、空気およびドレンを排出するための第2流路を有している。第1流路は、流入口21、貯留室22、第1排出通路24および流出口23によって形成される。第2流路は、流入口21、貯留室22、第2排出通路25、第1排出通路24および流出口23によって形成される。 In the
貯留室22は、本体11と蓋部12とによって形成されており、ドレンが貯留される。流入口21は、本体11に形成され、貯留室22の上部に連通している。流出口23は、本体11に形成されている。流入口21と流出口23とは、水平に延びる同一の軸上に形成されている。第1排出通路24は、本体11に形成され、上流端が貯留室22の下部に連通している。第1排出通路24の下流端は、流出口23に連通している。第2排出通路25は、本体11と蓋部12とに亘って形成され、上流端が貯留室22の上部に連通し、下流端が第1排出通路24に連通している。ケーシング10内において、貯留室22と第1排出通路24とは、略上下に延びる隔壁13によって仕切られている。 The
〈第1弁機構、清掃機構〉
第1弁機構30は、貯留室22に流入した流体のうちドレンのみを排出するフロート式の弁機構である。図2にも示すように、第1弁機構30は、第1弁体31と、第1弁座32とを有している。第1弁体31は、中空球形のフロートであり、貯留室22に自由状態で収容されている。第1弁座32は、第1排出通路24の上流端に設けられている。第1弁座32は、弁孔33が貫通する略円筒状に形成されている。第1弁座32は、隔壁13に螺合により取り付けられている。弁孔33の上流端33aは、貯留室22に位置し、オリフィスを構成している。貯留室22と第1排出通路24とは、弁孔33を介して連通している。弁孔33の上流端33aは、本願の請求項に係る排出口に相当する。<First valve mechanism, cleaning mechanism>
The
貯留室22のドレンが増加すると、第1弁体31が上昇し、第1弁座32から離座する。一方、貯留室22のドレンが減少すると、第1弁体31が下降し、第1弁座32に着座する。こうして、第1排出通路24、ひいては第1流路が開閉される。つまり、第1弁体31は、貯留室22におけるドレンの貯留位(ドレン水位)に応じて上昇下降し第1弁座32の弁孔33(上流端33a)を開閉する。また、貯留室22には、流入口21との連通部にスクリーン26が設けられている。スクリーン26によって、流入口21から貯留室22への異物(比較的大きな異物)の流入が防止される。 When the drain of the
清掃機構60は、第1弁座32の弁孔33(特に、弁孔33の上流端33a)に詰まった異物を除去するものである。清掃機構60は、図1に示すように、本体11における貯留室22の外部に設けられている。清掃機構60は、第1弁座32の下流側に位置している。なお、清掃機構60において、「前方」とは中心軸X1の方向において第1弁座32に接近する方向を意味し、「後方」とは中心軸X1方向において第1弁座32から遠ざかる方向を意味する。中心軸X1は、第1弁座32(弁孔33)の中心軸である。清掃機構60は、ソレノイド63と、清掃部材70と、押し込み部材76とを備えている。 The
ソレノイド63は、本体11における第1弁座32の後方(下流側)に形成された収容部61に収容されている。収容部61は、中心軸X1と同軸(即ち、第1弁座32と同軸)の円柱状に形成されており、閉塞部材62が螺合されることによって閉塞されている。閉塞部材62は、キャップを構成している。ソレノイド63は、ソレノイド本体64、プランジャー65およびコイルバネ66を有し、清掃部材70の駆動部を構成する電磁アクチュエータである。 The
ソレノイド本体64は、略円柱状に形成されており、中心軸X1と同軸に設けられている。ソレノイド本体64は、図示しないコイルが内蔵されている。プランジャー65は、可動鉄心とも呼ばれ、ソレノイド本体64に貫通して設けられる軸部材である。プランジャー65は、中心軸X1方向に延びており、ソレノイド本体64と同軸に設けられている。プランジャー65は、前端側65aがソレノイド本体64から前方へ突出し、後端側65bがソレノイド本体64から後方へ突出した状態で設けられている。プランジャー65は、軸方向における途中に位置し、他の部分よりも大径に形成された鍔部65cを有している。鍔部65cは、ソレノイド本体64から後方へ突出した後端側65bに設けられている。 The
プランジャー65は、ソレノイド本体64において中心軸X1方向に進退可能(移動可能)に設けられている。コイルバネ66は、ソレノイド本体64の後方端とプランジャー65の鍔部65cとの間に設けられている。コイルバネ66は、鍔部65c(プランジャー65)を後方へ付勢する付勢部材である。ソレノイド本体64のコイルに通電すると、プランジャー65はコイルバネ66の付勢力に抗して前方へ瞬時に移動する。即ち、プランジャー65が一定距離だけ前進する。また、コイルへの通電を停止すると、プランジャー65はコイルバネ66の付勢力によって後方へ瞬時に移動し元の位置に戻る。即ち、プランジャー65が上述した一定距離だけ後退する。 The
収容部61は、後方側(ケーシング10の外部側)から順に、大径部61aおよび小径部61bが形成されている。大径部61aには、ソレノイド63の取付部材73が設けられている。取付部材73は、円板状に形成されており、大径部61a(収容部61)と同軸に設けられている。取付部材73は、前方側の面(図2において左側の面)が大径部61aと小径部61bとの段差部61cに接して設けられ、小径部61bの開口を塞いでいる。取付部材73は、押さえ部材74によって固定されている。押さえ部材74は、円筒状に形成されており、大径部61a(収容部61)と同軸に設けられている。押さえ部材74は、大径部61aの内周面と螺合して大径部61aに取り付けられている。押さえ部材74は、外径が取付部材73の外径と略同じであり、取付部材73を段差部61cに押し付けることによって取付部材73を固定している。 The
ソレノイド本体64は、押さえ部材74の内部に収容されている。ソレノイド63は、ソレノイド本体64が取付部材73の後方側の面(図2において右側の面)に固定されることによって取り付けられている。ソレノイド本体64は、小径部61b側から挿入される固定ねじ75によって取付部材73に固定されている。ソレノイド63は、コイルに通電するための電線67を有する。電線67は、ソレノイド本体64の前方端から押さえ部材74の内部を通って閉塞部材62の外部へ延びている。 The
取付部材73の中央には、中心軸X1と同軸の貫通孔73aが形成されている。貫通孔73aには、ソレノイド本体64から前方へ突出しているプランジャー65の前端側65aが挿入されている。図2に示すようにプランジャー65が後退した状態(即ち、コイルへの通電を停止した状態)では、プランジャー65の前端側65aは取付部材73から前方へ突出している。取付部材73の前方側の面と段差部61cとの間、および、取付部材73の貫通孔73aとプランジャー65の前端側65aとの間はそれぞれ、シール部材によってシールされている。例えば、取付部材73の前方側の面と段差部61cとの間は、テフロンパッキン73bによってシールされている。また例えば、取付部材73の貫通孔73aとプランジャー65の前端側65aとの間は、2つのOリング73cによってシールされている。そのため、第1弁座32から排出されたドレンが、ソレノイド本体64が位置する大径部61aに浸入するのを防止することができる。 A through
清掃部材70は、ソレノイド63のプランジャー65と連結され、プランジャー65の進退動作によって駆動される。清掃部材70は、断面が円形の棒状に形成され、中心軸X1と同軸に設けられている。つまり、清掃部材70は中心軸X1方向に延びる棒部材である。清掃部材70は、軸方向に連続形成された基部71と操作部72から成る。操作部72は、第1弁座32側に位置し、基部71よりも小径に形成されている。清掃部材70は、基部71が、取付部材73から突出したプランジャー65の前端側65aと連結されている。具体的には、基部71は、プランジャー65の前端側65aよりも大径に形成されており、後端面に凹部が形成されている。この基部71の凹部にプランジャー65の前端側65aを挿入し、基部71の側方から止めねじ71aを挿入することによって両者を連結している。操作部72は、第1弁座32の弁孔33に挿入されている。 The cleaning
清掃部材70は、プランジャー65の進退動作に伴い弁孔33の上流端33aへ進退するように設けられており、操作部72が上流端33aに進入することにより上流端33aの異物を除去するものである。つまり、清掃部材70はその軸方向に移動可能に設けられている。 The cleaning
押し込み部材76は、ソレノイド63が正常に動作しない非常時に清掃部材70を強制的に前進させるためのものである。押し込み部材76は、プランジャー65の後端側65bを、コイルバネ66の付勢力に抗して押すことによってプランジャー65を前方へ変位させる手動式のものである。押し込み部材76は、断面が円形の棒部材である。押し込み部材76は、プランジャー65の後端側65bの後方に位置し、中心軸X1と同軸に設けられている。閉塞部材62の中央には後方へ向かって突出する突出部62aが形成されており、押し込み部材76は突出部62aに貫通して設けられている。押し込み部材76は、突出部62aに螺合により取り付けられている。 The pushing
押し込み部材76は、閉塞部材62の外部から工具で押し込まれる(ねじ込まれる)ことによってプランジャー65の後端側65bを押すように構成されている。これにより、プランジャー65が前進し、それに伴って清掃部材70が前進する。つまり、ソレノイド63のコイルバネ66の付勢力よりも大きい力で押し込み部材76を押し込むことにより、清掃部材70を強制的に前進させることができる。 The pushing
〈第2弁機構、押し機構〉
第2弁機構40は、所定の温度未満の流体(例えば、空気またはドレン)を排出する一方、所定の温度以上の流体(例えば、蒸気)の排出を停止する熱応動式の弁機構である。第2弁機構40は、第2排出通路25、ひいては第2流路を開閉する。図4にも示すように、第2弁機構40は、第2弁体42を含む弁体ユニット41と、第2弁座51とを有している。<Second valve mechanism, push mechanism>
The
弁体ユニット41は、貯留室22において第2排出通路25の連通箇所に相当する上部に設けられている。弁体ユニット41は、第2弁体42と、温度応動部43と、保持部材45と、コイルバネ46と、受け部材47とを有している。 The
図5にも示すように、温度応動部43は、ベース43aおよびダイヤフラム43bを有している。ベース43aは、略円盤状の2枚の板で形成されている。ダイヤフラム43bは、変形可能な複数枚の金属製の薄膜で形成されている。ダイヤフラム43bは、略円盤状に形成されている。ダイヤフラム43bには、第2弁体42が取り付けられている。ベース43aを形成する2枚の板でダイヤフラム43bを挟み込むことによって、一方の板とダイヤフラム43bとの間に閉空間が形成される。この閉空間に膨張媒体(図示省略)が収容される。他方の板の中央には、第2弁体42の変位(移動)を可能とするための開口が形成されている。膨張媒体は、温度に応じて膨張収縮する媒体である。例えば、膨張媒体は、水、水より沸点が低い液体、またはそれらの混合物である。 As shown in FIG. 5, the temperature
温度応動部43は、膨張媒体が膨張収縮することによって、ダイヤフラム43bが変形(変位)する。第2弁体42は、ダイヤフラム43bの変形に伴い変位(移動)する。つまり、温度応動部43は、流体の温度に応じて変位することによって、第2弁体42を中心軸X2方向に変位させて後述する第2弁座51のシート面51aに離着座させる駆動部を構成している。中心軸X2は、第2弁座51(弁孔52)の中心軸である。中心軸X1の方向は、上下方向と一致する。 In the temperature
第2弁体42の上端面は、シート面42aとなっている。シート面42aは、円形の平面により形成されている。第2弁体42のシート面42aと第2弁座51のシート面51aとは対向している。保持部材45は、下端が開放された円柱容器状に形成されている。保持部材45には、上から順に、第2弁体42、温度応動部43、コイルバネ46および受け部材47が収容されている。 The upper end surface of the
コイルバネ46は、温度応動部43の下方に位置し、温度応動部43を中心軸X2方向に弾性支持する弾性部材である。コイルバネ46は、第2弁体42が後述する押し機構80によって押された際、第2弁体42と共に押される温度応動部43の変位を許容する。コイルバネ46は、温度応動部43を介して間接的に第2弁体42を支持している。 The
コイルバネ46は、温度応動部43を第2弁座51側(即ち、上方)へ付勢している。温度応動部43は、コイルバネ46によって付勢されることにより、保持部材45の周壁の係止部(図示省略)に押し付けられている。受け部材47は、略円板状に形成されており、コイルバネ46の下方に位置し、コイルバネ46を支持している。受け部材47は、受け部材47の下方に位置し保持部材45の周壁に装着されたスナップリング48によって支持されている。このように、第2弁体42および温度応動部43は、中心軸X2方向に変位可能に支持されている。 The
具体的に、弁体ユニット41では、温度応動部43の温度が高くなると、膨張媒体が膨張してダイヤフラム43bが変形し、第2弁体42が上方へ変位して第2弁座51に着座する。温度応動部43の温度が低くなると、膨張媒体が収縮してダイヤフラム43bが変形し、第2弁体42が下方へ変位して第2弁座51から離座する。こうして、第2排出通路25、ひいては第2流路が開閉される。この例では、ドレンと同程度の温度では第2弁体42が第2弁座51から離座し、蒸気と同程度の温度では第2弁体42が第2弁座51に着座するような膨張媒体が採用されている。 Specifically, in the
第2弁座51は、第2排出通路25の上流端に設けられている。第2弁座51は、弁孔52が貫通する略円筒状に形成されており、中心軸X2の方向に延びている。第2弁座51の上流側端部には、鍔部51bが形成されている。鍔部51bの中央部は、その周囲よりも隆起しており、その端面が円環状のシート面51aとなっている。シート面51aは、平面であり、弁孔52が開口している。貯留室22と第2排出通路25とは弁孔52を介して連通している。第2弁座51は、上流端が第2排出通路25から貯留室22に突出する状態で設けられている。なお、第2弁座51のシート面51a、第2弁体42、温度応動部43、コイルバネ46および受け部材47は、中心軸X2と同軸に設けられている。 The
押し機構80は、第2弁体42が第2弁座51に着座している(具体的には、固着している)ときに、第2弁体42を中心軸X2方向において第2弁座51から遠ざかる方向へ押すことによって第2弁体42を第2弁座51から離隔させる。つまり、押し機構80は、第2弁体42を第2弁座51から離隔させるために、第2弁体42および温度応動部43を下方へ押すものである。 When the
押し機構80は、図1に示すように、本体11における貯留室22の外部であって、第2弁座51の下流側に位置している。なお、押し機構80において、「前方」とは中心軸X2方向において第2弁座51に接近する方向を意味し、「後方」とは中心軸X2方向において第2弁座51から遠ざかる方向を意味する。 As shown in FIG. 1, the pushing
押し機構80は、ソレノイド83と、押し部材90と、押し込み部材96とを備えている。 The pushing
ソレノイド83は、本体11における第2弁座51の後方(下流側)に形成された収容部81に収容されている。収容部81は、中心軸X2と同軸(即ち、第2弁座51と同軸)の円柱状に形成されており、閉塞部材82が螺合されることによって閉塞されている。閉塞部材82は、キャップを構成している。ソレノイド83の構成は、清掃機構60のソレノイド63と同様である。即ち、ソレノイド83は、ソレノイド本体84、プランジャー85(可動鉄心)およびコイルバネ86を有し、押し部材90の駆動部を構成する電磁アクチュエータである。 The
ソレノイド本体84は、略円柱状に形成されており、中心軸X2と同軸に設けられている。プランジャー85は、ソレノイド本体84に貫通して設けられる軸部材である。プランジャー85は、中心軸X2方向に延びており、ソレノイド本体84と同軸に設けられている。プランジャー85は、前端側85aがソレノイド本体84から前方へ突出し、後端側85bがソレノイド本体84から後方へ突出した状態で設けられている。プランジャー85は、軸方向における途中に位置し、他の部分よりも大径に形成された鍔部85cを有している。鍔部85cは、ソレノイド本体84から後方へ突出した後端側85bに設けられている。 The
プランジャー85は、ソレノイド本体84において中心軸X2方向に進退可能(移動可能)に設けられている。コイルバネ86は、ソレノイド本体84の後方端と鍔部85cとの間に設けられている。コイルバネ86は、鍔部85c(プランジャー85)を後方へ付勢する付勢部材である。ソレノイド本体84のコイルに通電すると、プランジャー85はコイルバネ86の付勢力に抗して前方へ瞬時に移動する。また、コイルへの通電を停止すると、プランジャー85はコイルバネ86の付勢力によって後方へ瞬時に移動し元の位置に戻る。 The
収容部81は、清掃機構60の収容部61と同様、大径部81aおよび小径部81bが形成されている。大径部81aには、ソレノイド83の取付部材93が設けられている。取付部材93は、円板状に形成されており、大径部81a(収容部81)と同軸に設けられている。取付部材93は、前方側の面(図4において下側の面)が大径部81aと小径部81bとの段差部81cに接して設けられ、小径部81bの開口を塞いでいる。取付部材93は、押さえ部材94によって固定されている。押さえ部材94は、円筒状に形成されており、大径部81a(収容部81)と同軸に設けられている。押さえ部材94は、大径部61aに螺合により取り付けられている。押さえ部材94は、外径が取付部材93の外径と略同じであり、取付部材93を段差部81cに押し付けることによって取付部材93を固定している。 The
ソレノイド本体84は、押さえ部材94の内部に収容されている。ソレノイド83は、ソレノイド本体84が取付部材93の後方側の面(図4において上側の面)に固定されることによって取り付けられている。ソレノイド本体84は、固定ねじ95によって取付部材93に固定されている。ソレノイド83の電線87は、ソレノイド本体84の前方端から押さえ部材94の内部を通って閉塞部材82の外部へ延びている。 The
取付部材93の中央には、中心軸X2と同軸の貫通孔93aが形成されている。貫通孔93aには、プランジャー85の前端側85aが挿入されている。図4に示すようにプランジャー85が後退した状態(即ち、コイルへの通電を停止した状態)では、プランジャー85の前端側85aは取付部材93から前方へ突出している。取付部材93の前方側の面と段差部81cとの間、および、取付部材93の貫通孔93aとプランジャー85の前端側85aとの間はそれぞれ、シール部材によってシールされている。例えば、取付部材93の前方側の面と段差部81cとの間は、テフロンパッキン93bによってシールされている。また例えば、取付部材93の貫通孔93aとプランジャー85の前端側85aとの間は、2つのOリング93cによってシールされている。そのため、第2弁座51から排出された流体が、大径部81aに浸入するのを防止することができる。 A through
押し部材90は、プランジャー85と連結され、プランジャー85の変位によって駆動される。押し部材90は、断面が円形の棒状に形成され、中心軸X2と同軸に設けられている。つまり、押し部材90は中心軸X2方向に延びる棒部材である。押し部材90は、軸方向に連続形成された基部91と操作部92から成る。操作部92は、第2弁座51側に位置し、基部91よりも小径に形成されている。押し部材90は、基部91が、取付部材93から突出したプランジャー85の前端側85aと連結されている。 The pushing
具体的には、基部91は、プランジャー85の前端側85aよりも大径に形成されており、後端面に凹部が形成されている。この基部91の凹部にプランジャー85の前端側85aを挿入し、基部91の側方から止めねじ91aを挿入することによって両者を連結している。操作部92は、第2弁座51の弁孔52に挿入されている。このように、押し部材90は、第2弁体42側の一端が弁孔52に挿入され、他端がソレノイド83のプランジャー85に接続されている。 Specifically, the
押し部材90は、プランジャー85の進退動作に伴い第2弁体42へ進退するように設けられており、操作部92の先端92aが第2弁体42の略中央に接して第2弁体42をコイルバネ46側(下方)へ押す。第2弁体42が押し部材90で押されることによって、温度応動部43も第2弁体42と共にコイルバネ46側へ押される。つまり、押し部材90は、第2弁体42を介して間接的に温度応動部43を第2弁座51から遠ざかる方向へ押す。 The pushing
押し込み部材96は、ソレノイド83が正常に動作しない非常時に押し部材90を強制的に前進させるためのものである。押し込み部材96は、プランジャー85の後端側85bを、コイルバネ86の付勢力に抗して押すことによってプランジャー85を前方へ変位させる手動式のものである。押し込み部材96は、断面が円形の棒部材である。押し込み部材96は、プランジャー85の後端側85bの後方に位置し、中心軸X2と同軸に設けられている。押し込み部材96は、閉塞部材82の中央に形成された突出部82aに貫通して設けられている。押し込み部材96は、突出部82aに螺合により取り付けられている。 The pushing
押し込み部材96は、閉塞部材82の外部から工具で押し込まれる(ねじ込まれる)ことによってプランジャー85の後端側85bを押すように構成されている。これにより、プランジャー85が前進し、それに伴って押し部材90が前進する。つまり、ソレノイド83のコイルバネ86の付勢力よりも大きい力で押し込み部材96を押し込むことにより、押し部材90を強制的に前進させることができる。 The pushing
〈基本動作〉
以上のように構成されたドレントラップ1の基本動作について説明する。基本動作では、第1弁機構30および第2弁機構40による流路の開閉が行われる。ドレントラップ1が設置された蒸気システムの始動時には、温度応動部43の温度は低く、第2弁体42は第2弁座51から離座している。また、ケーシング10内のドレンが無い場合または少ない場合は、第1弁体31が第1弁座32に着座している。つまり、第1弁機構30は閉弁し、第2弁機構40は開弁している。<basic action>
The basic operation of the drain trap 1 configured as above will be described. In the basic operation, the passage is opened and closed by the
この状態から蒸気システムが始動すると、流入口21から貯留室22にドレンが流入し始める。このとき、流入口21に接続された配管内に存在していた空気もドレンと共に貯留室22に流入する。貯留室22に流入したドレンは、貯留室22の下部に溜まっていく。貯留室22のドレンの貯留量が増加すると、第1弁体31が上昇して、第1弁座32から離座する。これにより、第1弁機構30が開弁し、貯留室22のドレンは、第1排出通路24を通って流出口23から流出していく。 When the steam system is started from this state, drain begins to flow from the
貯留室22に流入した空気は、貯留室22の上部に滞留する。このとき、空気の温度がかなりの高温でない限り、温度応動部43の膨張媒体の体積(即ち、膨張の度合い)は小さいため、ダイヤフラム43bの変形量(変位量)は小さく、第2弁体42は第2弁座51から離座したままである。つまり、第2弁機構40は開弁したままである。そのため、空気は、第2弁機構40を介して第2排出通路25へ流入し、第1排出通路24を通って流出口23から流出していく。 The air that has flowed into the
なお、第1弁機構30からのドレンの排出量に対して流入口21からのドレンの流入量が多い場合には、貯留室22においてドレンは増加し上部まで溜まる。すると、温度応動部43の温度は、ドレンの温度に近づく。この例では、温度応動部43の膨張媒体の温度がドレンと同程度の場合には、膨張媒体の体積(即ち、膨張の度合い)は小さく、ダイヤフラム43bの変形量(変位量)は小さい。したがって、第2弁体42が第2弁座51から離座したままである。そのため、ドレンは、第2弁機構40を介して第2排出通路25へ流入し、第1排出通路24を通って流出口23から流出していく。 In addition, when the inflow amount of the drain from the
一方、流入口21から貯留室22に蒸気が流入すると、貯留室22のドレンは、第1弁機構30から排出されて減少していき、やがて第1弁体31が第1弁座32に着座する。こうして、第1弁機構30が閉弁し、第1弁機構30からの蒸気の排出が阻止される。 On the other hand, when steam flows from the
また、貯留室22に蒸気が流入すると、温度応動部43の温度が上昇し、膨張媒体が膨張する。膨張媒体の膨張によりダイヤフラム43bが変形(変位)し、それに伴い、第2弁体42が上方へ変位して第2弁座51に着座する。こうして、第2弁機構40が閉弁し、第2弁機構40からの蒸気の排出が阻止される。 Further, when steam flows into the
このように、ドレントラップ1は、流入してきたドレンおよび空気を下流側へ流出させる一方、流入してきた蒸気の流出を阻止する。なお、上述した基本動作時の清掃機構60および押し機構80では、清掃部材70および押し部材90は後退した状態(図2、図4に示す状態)となっている。 In this way, the drain trap 1 allows the inflowing drain and the air to flow out to the downstream side, while blocking the outflow of the inflowing steam. In the
〈清掃動作〉
清掃機構60による清掃動作について説明する。清掃動作は、第1弁座32における弁孔33の上流端33aに詰まった異物を除去する動作である。<Cleaning operation>
The cleaning operation by the
弁孔33の上流端33aは、オリフィスであるため、スケール等の異物が詰まり得る。弁孔33の上流端33aに異物が詰まっていない状態では、図2に示すように、プランジャー65および清掃部材70は後退した状態となっている。この状態では、清掃部材70の操作部72は弁孔33の上流端33aの手前まで挿入されている。つまり、操作部72は弁孔33においてドレンの排出を阻害しない程度に挿入されている。 Since the
弁孔33の上流端33aに異物が詰まった状態になると、ソレノイド本体64のコイルに通電される。上流端33aに異物が詰まると、弁孔33からドレンが排出されないため、第1排出通路24の温度が次第に低下する。そのため、一例であるが、第1排出通路24の温度低下をもって上流端33aに異物が詰まったことを検知することができる。図3に示すように、ソレノイド本体64のコイルに通電すると、プランジャー65が一定距離だけ瞬時に前進する。つまり、プランジャー65は第1弁座32に接近する方向へ移動する。このプランジャー65の前進動作に伴い、清掃部材70も瞬時に前進し、操作部72が弁孔33の上流端33aに進入する。これにより、上流端33aに詰まった異物が操作部72によって押し出されて除去される。 When the
また、操作部72の先端は、外径が上流端33aの孔径よりも若干小さい。そのため、上流端33aに詰まった異物をできるだけ広範に除去することができる。また、プランジャー65は瞬時に前進するため、清掃部材70に作用する前進力を大きな力(衝撃的な力)とすることができる。そのため、上流端33aの異物が強固に詰まっている場合でも、操作部72によって異物を除去することができる。コイルへの通電を停止すると、プランジャー65が上述した一定距離だけ後退する。つまり、プランジャー65は第1弁座32から離隔する方向へ移動する。清掃部材70は、プランジャー65の後退動作に伴って後退し、元の位置(図2に示す位置)に戻る。 The outer diameter of the tip of the operating
〈強制開弁動作〉
押し機構80による強制開弁動作について説明する。強制開弁動作は、第2弁機構40において第2弁体42および第2弁座51のシート面42a,51a同士がスケール等の異物によって固着したときに、強制的に第2弁体42を第2弁座51から離隔させて開弁する動作である。<Forced valve opening operation>
The forced valve opening operation by the pushing
第2弁体42が第2弁座51に固着してない状態では、図4に示すように、プランジャー85および押し部材90は後退した状態となっている。この状態では、押し部材90の操作部92は弁孔52の上流端の手前まで挿入されている。つまり、操作部92は弁孔52において空気やドレンの排出を阻害しない程度に挿入されている。また、操作部92の先端92aは、弁孔52において孔径が最も小さい小径部52aに挿入されている。そして、弁孔52の小径部52aにおいて必要な流体の通過断面積を確保するために、操作部92の先端92aは一部が切除されている。 When the
第2弁機構40においては、第2弁体42および第2弁座51にスケール等の異物が付着し得る。具体的に、スケール等の異物は、減圧される部分に付着しやすい。第2弁体42と第2弁座51との間は、開弁時であっても流路の他の部分に比べて流路断面積が小さい。そのため、第2弁体42および第2弁座51はそれぞれ、絞りとして機能し、通過するドレンが減圧される。ドレンが減圧されて蒸発する際にスケールが発生しやすい。その結果、第2弁体42および第2弁座51にスケール等の異物が付着し得る。第2弁体42のシート面42aおよび第2弁座51のシート面51aの少なくとも一方に異物が付着した状態で閉弁し、その閉弁状態が長時間続くと、第2弁体42が第2弁座51に固着してしまい、温度応動部43で第2弁体42を変位させることができない虞がある。そうなると、第2弁機構40において、開弁不能となり、空気やドレンを排出できなくなる。 In the
そこで、第2弁体42が第2弁座51に固着した状態になると、押し機構80による強制開弁動作が行われる。強制開弁動作では、ソレノイド本体84のコイルに通電する。図6に示すように、ソレノイド本体84のコイルに通電すると、プランジャー85が一定距離だけ瞬時に前進する。つまり、プランジャー85は第2弁座51に接近する方向へ移動する。このプランジャー85の前進動作に伴い、押し部材90も瞬時に前進し、操作部92の先端92aが第2弁体42をコイルバネ46側(下方)へ押す。第2弁体42が押されるに伴い、温度応動部43も第2弁体42と共にコイルバネ46側(下方)へ押される。 Therefore, when the
このとき、温度応動部43はコイルバネ46によって弾性的に支持されているため、操作部92がコイルバネ46の付勢力に抗して第2弁体42および温度応動部43を押すことにより、第2弁体42および温度応動部43を下方へ変位させることができる。これにより、第2弁座51から第2弁体42を離隔させることができる。したがって、第2弁体42と第2弁座51との固着状態を解消することができる。このように、コイルバネ46は、第2弁体42を第2弁座51から離隔させるのに必要な温度応動部43の変位量を許容し得る弾性を有している。 At this time, since the temperature
以上のように、上記実施形態のドレントラップ1(弁装置)は、ケーシング10と、第1弁体31(弁体)と、清掃部材70と、ソレノイド63とを備える。ケーシング10は、途中に弁孔33の上流端33a(排出口)が設けられた流体の流路を有する。第1弁体31は、弁孔33の上流端33aを開閉する。清掃部材70は、弁孔33の上流端33aに進入して上流端33aの異物を除去する。ソレノイド63は、変位することによって清掃部材70を弁孔33の上流端33aに進入させるプランジャー65を有する。 As described above, the drain trap 1 (valve device) of the above embodiment includes the
上記の構成によれば、プランジャー65は瞬時に前進(変位)するため、清掃部材70に作用する前進力を大きな力(衝撃的な力)とすることができる。つまり、清掃部材70の上流端33aへの進入力(前進力)を高めることができる。そのため、上流端33aの異物が強固に詰まっている場合でも、清掃部材70によって異物を除去することができる。 According to the above configuration, the
また、上記実施形態において、清掃部材70は、弁孔33の上流端33aの中心軸X1方向に延びる棒部材である。プランジャー65は、中心軸X1方向に延びると共に中心軸X1方向に変位可能に設けられ、弁孔33の上流端33a側の一端が清掃部材70に接続されている。この構成によれば、プランジャー65の変位力を直接、清掃部材70に進入力として作用させることができる。そのため、ソレノイド63の駆動力を効果的に清掃部材70に伝達することができる。 Further, in the above embodiment, the cleaning
また、上記実施形態において、ソレノイド63は、プランジャー65を中心軸X1方向において弁孔33の上流端33aから遠ざかる方向に付勢するコイルバネ66(付勢部材)を有している。さらに、ドレントラップ1は、プランジャー65の上流端33a側とは反対側の他端を、コイルバネ66の付勢力に抗して押すことによってプランジャー65を上流端33a側へ変位させる手動式の押し込み部材76を備えている。 Further, in the above-described embodiment, the
上記の構成によれば、ソレノイド63が正常に動作しない非常時であっても、押し込み部材76によって清掃部材70を強制的に変位させることができ、弁孔33(上流端33a)の異物を除去することができる。つまり、ソレノイド63を用いているため、プランジャー65をコイルバネ66の付勢力に抗して押すことによって容易に清掃部材70を変位させることができる。 According to the above configuration, the cleaning
(その他の実施形態)
本願に開示の技術は、上記実施形態において以下のような構成としてもよい。(Other embodiments)
The technology disclosed in the present application may have the following configurations in the above embodiment.
例えば、ドレントラップ1は、蒸気の排出を阻止するスチームトラップに限らず、空気の排出を阻止するエアトラップ、またはガスの排出を阻止するガストラップ等であってもよい。 For example, the drain trap 1 is not limited to a steam trap that blocks the discharge of steam, but may be an air trap that blocks the discharge of air, a gas trap that blocks the discharge of gas, or the like.
また、本願に開示された技術は、ドレントラップ1に限らず、流体として気体または液体の流通を制御する任意の弁装置に適用することができる。 Further, the technology disclosed in the present application is not limited to the drain trap 1, and can be applied to any valve device that controls the flow of gas or liquid as a fluid.
また、上記実施形態では、弁装置の一例としてドレントラップ1について説明したが、他の例としては、弁機構を備え流入したドレンを圧送するポンプ装置が挙げられる。 Further, in the above-described embodiment, the drain trap 1 is described as an example of the valve device, but another example is a pump device that is provided with a valve mechanism and that pumps the inflowing drain.
以上のように、本願に開示の技術は、弁装置について有用である。 As described above, the technique disclosed in the present application is useful for a valve device.
1 ドレントラップ(弁装置)
10 ケーシング
31 第1弁体(弁体)
33a 上流端(排出口)
63 ソレノイド
65 プランジャー
66 コイルバネ(付勢部材)
70 清掃部材
76 押し込み部材
X1 中心軸1 Drain trap (valve device)
10
33a Upstream end (discharge port)
63
70 cleaning
Claims (3)
前記排出口を開閉する弁体と、
前記排出口に進入して該排出口の異物を除去する清掃部材と、
変位することによって前記清掃部材を前記排出口に進入させるプランジャーを有するソレノイドとを備えている
ことを特徴とする弁装置。A casing having a fluid flow path provided with an outlet in the middle,
A valve body that opens and closes the discharge port,
A cleaning member that enters the discharge port to remove foreign matter from the discharge port;
And a solenoid having a plunger that causes the cleaning member to enter the discharge port by being displaced.
前記清掃部材は、前記排出口の中心軸方向に延びる棒部材であり、
前記プランジャーは、前記中心軸方向に延びると共に前記中心軸方向に変位可能に設けられ、前記排出口側の一端が前記清掃部材に接続されている
ことを特徴とする弁装置。The valve device according to claim 1,
The cleaning member is a bar member extending in the central axis direction of the discharge port,
The valve device is characterized in that the plunger is provided so as to extend in the central axis direction and can be displaced in the central axis direction, and one end on the discharge port side is connected to the cleaning member.
前記ソレノイドは、前記プランジャーを前記中心軸方向において前記排出口から遠ざかる方向に付勢する付勢部材を有しており、
前記プランジャーの前記排出口側とは反対側の他端を、前記付勢部材の付勢力に抗して押すことによって前記プランジャーを前記排出口側へ変位させる手動式の押し込み部材を備えている
ことを特徴とする弁装置。The valve device according to claim 2,
The solenoid has a biasing member that biases the plunger in a direction away from the discharge port in the central axis direction,
A manual pushing member for displacing the plunger toward the discharge port by pushing the other end of the plunger opposite to the discharge port side against the biasing force of the biasing member. A valve device characterized by being present.
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2019
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