KR102270999B1 - 노즐식 스팀 트랩 - Google Patents

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토모히로 마스타니
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가부시키가이샤 에코화스토
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Abstract

벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 구비한 노즐식 스팀 랩에 있어서, 각 노즐의 드레인 입구와 드레인 출구의 차압의 변동에 대해서도 증기의 유출이 적고, 어떠한 사용 환경에 대응 가능하고, 보수 점검이 용이한 노즐식 스팀 트랩을 제공한다. 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 구비한 노즐식 스팀 트랩에 있어서, 드레인에 의한 노즐 밀봉 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 증기 유입구와 드레인 유출구를 복수 배치하는 동시에, 선정된 증기 유입구와 드레인 유출구에 증기와 드레인의 통로를 확정하는 폐색 수단을 설치하는 것을 특징으로 한다. 그리고 이들의 스팀 트랩에는, 노즐 근방에 선회류 형성 수단을 설치하는 것이 보다 더 바람직하다.

Description

노즐식 스팀 트랩
본 발명은, 열 교환기를 통하여 증기를 가열원으로서 이용하는 여러 가지 공장이나 시설 등에 있어서, 증기 사용 설비나 이들의 설비간의 증기 수송 배관계에 발생하는 드레인[증기가 응축된 복수(復水)]을 자동적이고 연속적으로 계외에 배출하는 노즐식 스팀 트랩(nozzle type steam trap)에 관한 것으로, 특히 벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 구비한 노즐식 스팀 트랩에 관한 것이다.
열 교환기를 통하여 증기를 가열원으로서 이용하는 여러 가지 공장이나 시설 등에 있어서는, 증기 사용 설비나 이들 설비간의 증기 수송 배관계에 발생하는 드레인을 자동적으로 계외에 배출하기 위해, 대량의 스팀 트랩이 이용되고 있다.
이는, 건조기의 열 교환기부나 가열요(加熱窯) 등의 증기 사용 설비를 시작으로 하여, 이들을 접속하는 증기 수송 배관에서 적당한 온도 조건을 확보하기 위함이다. 예를 들어, 증기 사용 설비 내나 증기 수송 배관계내에 드레인이 체류되면, 가열 효율이 저하되고, 설비의 생산성을 현저하게 저하시키는 동시에, 드레인물방울에 의한 가열 얼룩이 생산물의 품질 불량을 일으키는 원인이 되고, 공장의 안정 조업에 지장을 초래한다. 또한, 증기 배관계내에 체류되어 있는 드레인이, 증기로 밀려 흐르면서 큰 덩어리를 만들고, 배관의 굴곡부나 밸브에 충돌하거나, 증기 배관계내에 체류되어 있는 드레인이, 증기와 접촉하면 단번에 응축되어 증기 체적이 제로가 되고, 국부적으로 진공 상태가 만들어진 곳에 드레인이 밀려 들어서 충돌하거나 하는, 매우 위험한 스팀 해머의 발생 원인이 되고, 공장의 안전 조업을 저해하는 일이 있다.
종래에는, 기계 공학적인 메카니컬 스팀 트랩(버킷식·플로트식), 서모 스태틱 스팀 트랩(바이메탈식·벨로우즈식), 또는, 서모 다이나믹 스팀 트랩(디스크식) 등이 이용되어 왔다.
이들 가동부를 갖는 스팀 트랩은, 기본적으로는 부력차나 온도차 등의 물리적 현상을 이용하여 밸브를 개폐하는 배수 밸브 기구이며, 일정량의 드레인이 저수되면 배수 밸브의 개방에 의해서 배수되고, 그 후 즉시 배수 밸브가 폐쇄되는 동작의 반복이다. 이 때문에, 동작 지연이나 반복 동작에 의한 가동부 손상이 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 다량의 증기 누출을 피하는 것은 곤란하고, 증기의 낭비가 현저했다. 또한, 가동부를 갖는 스팀 트랩의 간헐적인 배수는, 증기 사용 설비의 안정 조업을 보장하는 것은 아니었다. 특히 최근, 공장의 고효율화·에너지절약화·CO2 삭감 등의 지구 환경 보전이라고 하는 관점으로부터, 이러한 종래의 기계 공학적 스팀 트랩의 과제가 표면화되고, 그 해결책이 요구되게 되었다.
그 때문에, 벤츄리 노즐식, 오리피스 노즐식, 및, 터널 구조 저항 노즐식 스팀 트랩에 대한 관심이 높아지고 있다. 이들은, 유체 공학적 스팀 트랩으로 칭해지고, 증기보다 물이 미세한 통로를 통과할 때의 동점도(動粘度)가 낮고, 물이 증기의 약 30배나 흐른다고 하는 성질을 이용한 것이다. 대표예로서 도 1에, 미국 특허공보 제5429150호에 기재되어 있는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩을 나타낸다. 도면에서 명백한 바와 같이, 벤츄리 노즐(9)에는, 드레인 입구 통로(11)와 드레인 출구 통로(12) 사이에 벤츄리 튜브(10)가 설치되어 있다. 이 벤츄리 튜브(10)에 가해지는 일정한 차압(差壓)에 있어서, 액체인 드레인이 50% 이상 배출되도록 조정된 최적의 구멍 직경의 벤츄리 튜브(10)가 선택되면, 벤츄리 튜브(10)가 드레인에 밀봉되고, 증기가 유출되는 일 없이, 드레인만 배출된다. 이와 같이, 오리피스 노즐식, 벤츄리 노즐식, 및, 터널 구조 저항 노즐식 스팀 트랩은, 모두 세공(細孔) 직경의 튜브 형상의 구멍을 갖고 있고, 유체 공학에 기초한 배수 밸브와 같은 가동부가 없는 구조를 하고 있기 때문에, 상기 종래의 가동부를 갖는 스팀 트랩과는 달리, 증기 누출이 적은 연속적 드레인 배수가 실현되고, 보일러의 연료 사용량이 큰 폭으로 삭감된다. 또한, 가동부가 없는 구조는, 내구성이 우수하고, 보수·점검을 간단하게 행할 수 있는 특징이 있다. 또한, 스팀 해머나 동결에도 강하고, 안정성·안전성도 우수하다.
따라서, 오리피스 노즐식, 벤츄리 노즐식 스팀 트랩, 및, 터널 구조 저항관식 스팀 트랩에 관한 개량 제안이 다수 인정된다. 상기 미국 특허공보 제5429150호 이외에도, 예를 들어 일본 공개특허공보 2004-162866호, 일본 공개특허공보 2004-190827호, 일본 공개특허공보 2008-309290호, 미국 특허공보 제4745943호, 미국 특허공보 제5628339호, 미국 특허공보 제5948128호 등이 있다. 그리고 이들의 스팀 트랩은, 모두, 드레인의 우선적인 배출만으로 각각의 세공 직경의 튜브 형상의 구멍을 밀봉한다고 하는 배수 밸브 기능을 가지게 한 것뿐이다.
그러나 드레인의 우선적인 배출이 세공 직경의 튜브 형상의 구멍을 밀봉한다고 하는 배수 밸브 기능만으로는, 다음과 같은 문제가 발생한다. 예를 들어, 벤츄리 노즐(9)의 경우에는, 드레인 입구 통로(11)와 드레인 출구 통로(12) 사이의 벤츄리 튜브(10)에 가해지는 차압이 안정되어 있는 경우에 있어서만, 바른 배수 밸브 기능이 발휘되지만, 실제로는, 증기 압력 변동이 크고, 특히 드레인의 양이 적은 경우나, 긴급시의 난기(暖氣)나 감온기(感溫器)의 고압수 분사기 등에서 드레인 발생량이 급격하게 증감하는 경우, 벤츄리 튜브(10)의 고정된 세공 직경으로는 추종할 수 없고, 벤츄리 튜브(10)를 증기가 통과해 버리고, 배수 밸브 기능이 발현되지 않는다고 하는 문제가 있다. 이는 증기를 낭비하고, 현재의 스팀 트랩에 요구되고 있는, 공장의 고효율화·에너지절약화·CO2 삭감 등을 해치는 것이다.
또한, 예를 들어 도 1에 있어서의 증기 수송관(7)과 드레인 배출관(8)과 같이, 노즐식 스팀 트랩의 증기 입구와 드레인 출구는, 대략 동일축 상에 배치되어 있거나, 소정의 위치에 고정되어 있기 때문에, 열 교환기를 통하여 증기를 가열원으로서 이용하는 여러 가지 공장이나 시설 등에 있어서의 사용 환경에 대응하여, 다종 다양한 스팀 트랩을 주문 생산할 필요가 있고, 대량 생산할 수 없다고 하는 문제도 있다. 이는 여러 가지 공장이나 설비 등에서 대량으로 사용되는 스팀 트랩의 생산성 향상·비용 저감을 곤란하게 한다.
또한, 오리피스 노즐, 벤츄리 노즐, 및, 터널 구조 저항 노즐의 어느 것도, 세공 직경의 튜브 형상의 구멍은, 증기 수송계로부터 유입되는 스크린을 통과해 버릴 정도의 이 작은 녹이나 티끌 등에 의해서 막힌다고 하는 문제가 있다. 이에 의해, 각 노즐의 교환 빈도가 높아지고, 보수 점검에 과한 부하가 다대해진다.
미국 특허공보 제5429150호 일본 공개특허공보 2004-162866호 일본 공개특허공보 2004-190827호 일본 공개특허공보 2008-309290호 미국 특허공보 제4745943호 미국 특허공보 제5628339호 미국 특허공보 제5948128호
본 발명은, 상기 과제에 대해, 벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 구비한 노즐식 스팀 랩에 있어서, 드레인 입구와 드레인 출구와의 차압의 변동 등에 수반하는 증기의 낭비를 저감하는 노즐식 스팀 트랩을 제공하는 동시에, 스팀 트랩의 어떠한 사용 환경에도 대응 가능한, 생산성 향상·비용 저감을 도모할 수 있는 노즐식 스팀 트랩을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은, 각 노즐이 막히는 일 없이, 보수 점검의 부하가 적은 노즐식 스팀 트랩을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 종래 기술의 문제점인 증기의 낭비를 해결하기 위해, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 증기 수송관으로부터 유입되는 증기를, 벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 통해, 드레인 배출 경로로부터 드레인을 배출하는 노즐식 스팀 트랩에 있어서, 드레인을 배출하는 세공 직경의 튜브 형상의 구멍이 형성되어 있는 노즐의 드레인 배출측에, 그 구멍을 드레인으로 밀봉하는 노즐 밀봉 수단을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 더 상세하게는, 그 노즐 밀봉 수단으로서, 노즐과 드레인을 스팀 트랩계외에 배출하는 드레인계외 배출구에 연결되는 드레인계내 배출구를 갖고, 노즐보다 드레인계내 배수구가 상부에 형성되어 있는 드레인 저수부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐식 스팀 트랩이다.
또한, 상기 종래 기술의 문제점인 여러 가지 사용 환경에의 대응, 생산성 향상·비용 저감을 해결하기 위해, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 스팀 트랩의 증기 유입측에 연결되는 증기 수송 경로와 스팀 트랩의 드레인 배출측에 연결되는 드레인 배출 경로가 동일축 상에 없는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 스팀 트랩계내에 증기를 유입시키는 복수의 증기 수송 경로와, 드레인계외 배출구로부터 스팀 트랩계외에 드레인을 배출하는 복수의 드레인 배출 경로와, 상기 증기 및 상기 드레인의 통로를 확정 가능한, 선정된 상기 증기 수송 경로와 선정된 상기 드레인 배출 경로를 폐색하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 예를 들어, 증기 수송 경로로부터 노즐에 이르는 증기 통로 및 드레인계외 배출구로부터 드레인 배출 경로에 이르는 드레인 통로에 복수의 가능하게 폐색 가능한 수단을 구비할 수 있다. 이러한 폐색 가능한 수단으로서는, 예를 들어 콕, 밸브, 탭, 플러그, 나사 등을 이용할 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.
그리고 보수 점검의 부하를 저감하기 위해, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩에는, 증기 수송 경로로부터 수송되는 증기를 선회류로 하는 선회류 형성 수단이, 증기 수송 경로로부터 노즐에 이르는 증기 통로의 노즐의 드레인 입구 근방에 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 오리피스 노즐, 벤츄리 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 구비한 노즐식 스팀 트랩에 있어서, 각각의 세공 직경의 튜브 형상의 구멍의 드레인 입구측과 드레인 출구측의 차압이 변동되어도, 드레인이 세공 직경의 튜브 형상의 구멍을 밀봉하기 때문에, 세공 직경의 튜브 형상의 구멍을 증기가 통과해 버리는 일이 없고, 배수 밸브 기능이 충분히 발휘된다. 그 때문에, 증기를 낭비하는 일 없이, 공장의 고효율화·에너지절약화·CO2 삭감 등을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 스팀 트랩의 증기 수송 경로와 드레인 배출 경로가, 대략 동일축 상에 없기 때문에, 여러 가지 공장이나 시설 등의 사용 환경에 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 스팀 트랩계내에 증기를 유입시키는 복수의 증기 수송 경로와, 드레인계외 배출구로부터 스팀 트랩계외에 드레인을 배출하는 복수의 드레인 배출 경로와, 선정된 증기 수송 경로와 선정된 드레인 배출 경로를 폐색하는 수단을 구비함으로써, 상기 증기 및 상기 드레인의 통로를 확정시키기 때문에, 모든 상황의 증기 수송계와 드레인 배출계에도 도입할 수 있고, 여러 가지 공장이나 시설 등에 있어서의 사용 환경에 대응하여, 다종 다양한 스팀 트랩을 주문 생산할 필요가 없고, 스팀 트랩의 생산성 향상·비용 저감을 실현할 수 있다.
한편, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 선회류의 증기가 세공 직경의 튜브 형상의 구멍에 분사되는 수단을 갖고 있기 때문에, 증기 수송 경로로부터 유입되는 녹이나 티끌 등이 노즐에 막히는 것을 방지할 수 있고, 노즐의 교환 빈도가 적고, 스팀 트랩의 보수 점검의 부하를 저감할 수 있다.
도 1은 종래의 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태인, 벤츄리 튜브를 드레인으로 밀봉하는 수단을 갖고, 증기 수송관과 드레인 배출관이 동일축 상에 없는, 가로형 스트레이너를 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태인, 동일축 상에 없는 증기 수송관과 드레인 배출관의 위치 관계가 수직이며, 드레인계외 배출구(I)가 가변인, 세로형 스트레이너를 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태인, 동일축 상에 없는 증기 수송관과 드레인 배출관의 위치 관계가 대략 45도인, Y형 스트레이너를 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태인, 벤츄리 튜브를 드레인으로 밀봉하는 수단을 갖는 동시에, 스팀 트랩계내에 증기를 유입시키는 복수의 증기 수송관과, 드레인계외 배출구로부터 스팀 트랩계외에 드레인을 배출하는 복수의 드레인 배출관을 구비하고, 증기 수송관과 노즐에 이르는 증기 통로와, 드레인계외 배출구로부터 드레인 배출관에 이르는 드레인 통로에, 복수의 자유롭게 개폐 가능한 콕을 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태인, 벤츄리 튜브를 드레인으로 밀봉하는 수단을 갖는 동시에, 벤츄리 튜브의 드레인 입구 근방의 증기 통로에 선회류를 발생시키는 것이 가능한 선회류 형성 통로를 형성한 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 6b는 도 6a의 절단선(II)의 단면을 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 벤츄리 노즐식 스팀 트랩을 대표예로서 도면을 참조하면서 설명하지만, 연속적인 배수가 가능한 오리피스 노즐식이나 터널 구조 저항 노즐식의 노즐식 스팀 트랩 전반에도 적용된다. 또한, 본 발명은, 이들의 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하고, 청구의 범위에 기재한 기술 사상에 의해서만 한정되는 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 관한, 벤츄리 튜브를 드레인으로 밀봉하는 수단을 갖고, 증기 수송관과 드레인 배출관이 동일축 상에 없는, 가로형 스트레이너를 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다.
본 발명의 스팀 트랩 본체(14)는, 적어도, 증기 수송관(18) 및 드레인 배출관(19)을 접속하는 개구부, 스트레이너(15), 벤츄리 노즐(20)의 송입부(送入部), 드레인 저수조(22), 증기 통로(25)(스트레이너(15) 내부의 통로도 포함한다. 이하 마찬가지.), 드레인 통로(26)를 구비하도록, 일반적인 스테인리스의 주조 방법이나 절삭 방법 등으로 제작한다. 이 스팀 트랩 본체(14)에, 증기 수송계를 구성하는 증기 수송관(18) 및 드레인 배출계를 구성하는 드레인 배출관(19)을 접속하고, 녹이나 티끌을 여과하는 스크린(16), 스트레이너의 보수 점검 등을 위한 배출 밸브(17), 벤츄리 노즐(20)을 장착하고, 드레인 저수조를 캡(23)으로 밀폐하여, 본 발명의 벤츄리 노즐식 스팀 트랩이 기능한다.
증기 수송관(18)으로부터 유입되는 증기는, 스트레이너(15)의 내부에 장착된 스크린(16)을 통과하여, 증기 통로(25)에 들어간다. 벤츄리 노즐(20)에는, 튜브 형상의 구멍인 벤츄리 튜브(21)에 가해지는 일정한 차압에 있어서, 증기가 응축된 복수인 드레인의 50% 이상이 배출되도록 조정된 최적의 구멍 직경의 벤츄리 튜브(21)가 형성되어 있기 때문에, 증기 통로(25)의 증기는, 벤츄리 튜브(21)가 드레인으로 폐색되고, 증기가 유출되는 일 없이, 드레인만이 배출된다. 여기서, 본 발명의 드레인 저수조(22)에는, 벤츄리 노즐(20)보다 상부에 드레인을 배출하는 드레인 통로(26)가 설치되도록 설계되어 있다. 즉, 드레인계내 배출구(27)보다 드레인계외 배출구(28)가 높은 드레인 저수조(22)가, 드레인을 모아서 드레인에 의해 노즐을 밀봉하는 노즐 밀봉 수단으로 되어 있다. 이 노즐 밀봉 수단에 의해서, 벤츄리 튜브(21)를 밀봉하기 때문에, 벤츄리 노즐(20)의 입구측과 출구측과의 차압이 변동되어도, 벤츄리 튜브(21)를 증기가 통과해 버리는 것이 없고, 배수 밸브 기능이 충분히 발휘된다.
그런데, 각 부품을 고정하기 위한 접속 및 장착 방법은, 일례로서 각각의 부품에 나사산(24)을 형성한 나사식 접속이 나타나 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 스팀 트랩을 구성하는 각 부품의 재질로서는, 일반적으로, 열화되기 어려운 스테인리스강을 이용하지만, 포금, 놋쇠, 주철 등을 이용할 수도 있다. 특히, 설비 환경이 나쁘고, 내식성을 고려해야 하는 경우에는, 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강(예를 들어, SUS304, SUS316 등)이나 오스테나이트·페라이트계 스테인리스강(예를 들어, SUS329J3L, SUS329J4L, SAF2507, SAF2707HD, DP28W 등)을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 가공성 및 비용도 고려하여 선택할 필요가 있고, SUS304, SUS316, SUS329J3L, 및, SUS329J4L이 특히 적합하다. 이러한 각 부품의 재질에 대해서는, 이하 마찬가지이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시형태인, 동일축 상에 없는 증기 수송관과 드레인 배출관의 위치 관계가 수직이며, 드레인계외 배출구(I)가 가변인, 세로형 스트레이너를 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다. 도 2와 기본적인 구조는 동일하지만, 우선, 증기 수송관(18)과 드레인 배출관(19)이 수직으로 배치되어 있는 것에 특징이 있다. 또한, 이 벤츄리식 스팀 트랩은, 드레인을 모아서 드레인에 의해 노즐을 밀봉하는 노즐 밀봉 수단인 드레인 저수조(22)를 구비하고 있는데, 드레인 배출관(19)을 변형함으로써, 드레인계외 배출구(I)의 높이를 자유롭게 제어할 수 있고, 벤츄리 튜브(21)에 가해지는 차압을 크게 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하고 있다. 따라서, 여러 가지 시설이나 공장의 운전 조건이나 자연 환경 조건에 대응할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태인, 동일축 상에 없는 증기 수송관(18)과 드레인 배출관(19)의 위치 관계가 대략 45도인, Y형 스트레이너를 갖는 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면을 나타내는 모식도이다. 도 2와 기본적인 구조는 동일하지만, 증기 수송관(18)과 드레인 배출관(19)이 대략 45도로 배치되어 있는 것에 특징이 있고, 종래의 Y형 스트레이너를 갖는 스팀 트랩의 배관 자유도를 높인 것이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시형태인, 어떠한 사용 환경에도 대응 가능한 벤츄리 노즐식 스팀 트랩의 단면의 모식도이다. 벤츄리 튜브(21)를 드레인으로 밀봉하는 수단으로서 드레인 저수조(22)를 갖는 동시에, 스팀 트랩계내에 증기를 유입시키는 복수의 증기 수송관(18-1~3)과, 드레인계외 배출구(28)를 경유하여 스팀 트랩계외에 드레인을 배출하는 복수의 드레인 배출관(19-1~3)을 갖고, 증기 수송관(18-1~3)으로부터 노즐에 이르는 증기 통로(25)와, 드레인계외 배출구(28)~드레인 배출관(19-1~3)에 이르는 드레인 통로(26)에, 복수의 자유롭게 개폐 가능한 3방향 콕(29-1~3)을 배치한 벤츄리 노즐식 스팀 트랩이다. 또한, 드레인 저수조(22)의 노즐 밀봉 수단에 관해서는, 도 2에서 설명한 바와 같으므로, 여기에서는 생략 한다.
보다 구체적으로는, 스팀 트랩 본체(14)는, 스트레이너(15), 벤츄리 노즐(20)의 송입부, 드레인 저수조(22)를 구비하는 동시에, 증기 수송관(18-1~3)을 접속하는 개구부 3개소, 이들 개구부와 스트레이너(15)가 연통되는 증기 통로(25), 드레인 배출관(19-1~3)을 접속하는 개구부 3개소, 그 개구부와 드레인 저수조가 연통되는 드레인 통로(26)를 구비하도록, 일반적인 스테인리스의 주조 방법으로 제작한다. 그리고 증기 수송관(18-1~3)의 어느 하나만 스트레이너와, 드레인 배출관(19-1~3)의 어느 하나만 드레인 저수조(22)와 관통되도록, 3방향 콕(29-1~4)을 배치한다. 또한, 도에는 기재하고 있지 않지만, 도 5에 있어서, 복수의 개폐 자재인 콕 대신에, 사용하지 않는 증기 통로(25) 및 드레인 통로(26)에 플러그를 삽입하여, 증기의 입구(증기 수송관을 접속하는 개구부)와 드레인의 출구(드레인 배출관을 접속하는 개구부)를 선택하고, 증기 및 드레인의 경로를 자유롭게 선택하는 방법도 용이하게 실시할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 증기 수송관(18-1~3), 드레인 배출관(19-1~3)을 접속할 수 있기 때문에, 여러 가지 공장이나 시설의 증기 수송 경로 및 드레인 수송 경로의 사이에 도입할 수 있고, 모든 사용 환경에 대응한 스팀 트랩이라고 말할 수 있다. 물론, 여기에서는, 증기 수송관을 접속하는 개구부 및 드레인 배출관을 접속하는 개구부를, 각각 3개소 설치한 것을 나타냈지만, 특별히 한정되지 않고, 증기 수송관을 접속하는 개구부와 드레인 배출관을 접속하는 개구부의 수가 일치될 필요도 없다.
한편, 이상의 노즐식 스팀 트랩에는, 벤츄리 노즐(20)의 벤츄리 튜브(21)의 구멍 직경이 작기 때문에, 증기 수송 경로로부터 유입되는 증기에 포함되는 스크린(16)으로 여과할 수 없는 녹이나 티끌에 의해서 막힌다고 하는 문제점이 있다. 여기서, 본 발명의 노즐식 스팀 트랩에서는, 벤츄리 노즐의 드레인 입구 근방에 선회류 형성 수단을 설치하는 것을 특징으로 하고 있다.
도 6a 및 도 6b는, 도 2에 나타낸 본 발명의 일 실시형태의 증기 통로(25)의 벤츄리 노즐(20)의 드레인 입구 근방에, 증기 통로(25)의 중심으로부터 편재(偏在)된 위치에 증기가 통과하는 선회류 형성 통로(30)를 설치한 구조의 모식도이다. 도 6a는 단면을, 도 6b는, 도 6a의 절단선(II)으로 절단한 평면을 나타내고 있다. 이 선회류 형성 통로(30)에 의해서, 증기가 선회류 혹은 난류가 되고, 벤츄리 노즐(20)에 형성되어 있는 벤츄리 튜브(21)의 구멍을 막히게 하는 요인인, 스크린(16)을 통과하는 녹이나 티끌의 부착을 방지하는 것이 가능해진다. 선회류 형성 수단은, 이러한 선회류 형성 통로(30)로 한정되지 않는다. 증기 통로(25)에, 딤플이나 스크루 형상의 홈 등을 형성하여, 선회류나 난류를 발생시켜도 좋다.
본 발명의 노즐식 스팀 트랩은, 오리피스 노즐, 벤츄리 노즐, 터널 구조 저항 노즐에 구비된 세공 직경의 튜브 형상의 구멍을 드레인으로 밀봉하는 기구를 구비하고, 배관의 자유도가 극히 높고, 증기 수송계로부터 배출되는 녹이나 티끌 등으로 막히는 일이 없는 등의 특징을 갖는 스팀 트랩이지만, 기본적으로는, 유체 공학적으로 설계된 스팀 트랩이기 때문에, 보일러 등을 갖는 모든 상황에서 설치된 설비의 수증기 배관계에서의 드레인 배출은 물론, 기체 유동 배관에 있어서의 응축액의 배출이라고 하는 관점으로부터 비추어 보면, 수증기계에 한정되지 않고, 모든 기체 배관계 전반에 응용하는 것이 가능하다.
1: Y형 스트레이너
2: Y형 스트레이너 입구
3: Y형 스트레이너 출구
4: Y형 스트레이너 분기관
5: 스크린
6: 배출 밸브
7: 증기 수송관
8: 드레인 배출관
9: 벤츄리 노즐
10: 벤츄리 튜브
11: 드레인 입구 통로
12: 드레인 출구 통로
13: 나사산
14: 스팀 트랩 본체
15: 스트레이너
16: 스크린
17: 배출 밸브
18: 증기 수송관
18-1: 증기 수송관 1
18-2: 증기 수송관 2
18-3: 증기 수송관 3
19: 드레인 배출관
19-1: 드레인 배출관 1
19-2: 드레인 배출관 2
19-3: 드레인 배출관 3
20: 벤츄리 노즐
21: 벤츄리 튜브
22: 드레인 저수조
23: 캡
24: 나사산
25: 증기 통로
26: 드레인 통로
27: 드레인계내 배출구
28: 드레인계외 배출구
29-1: 3방향 콕 1
29-2: 3방향 콕 2
29-3: 3방향 콕 3
29-4: 3방향 콕 4
30: 선회류 형성 통로
I: 드레인계외 배출구
II: 절단선

Claims (5)

  1. 증기 수송 경로로부터 유입되는 증기를, 벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 통해, 드레인 배출 경로로부터 드레인을 배출하는 노즐식 스팀 트랩에 있어서, 상기 드레인을 배출하는 세공 직경의 튜브 형상의 구멍이 형성되어 있는 상기 노즐의 드레인 배출측에, 상기 구멍을 상기 드레인으로 밀봉하는 노즐 밀봉 수단을 설치하고 있고,
    상기 노즐 밀봉 수단이, 상기 드레인을 상기 노즐식 스팀 트랩계외에 배출하는 드레인계외 배출구에 연결되는 드레인계내 배출구를 갖고, 상기 드레인계내 배출구보다 상기 드레인계외 배출구 쪽이 상부에 형성되어 있는 드레인 저수부이고,
    상기 노즐식 스팀 트랩계내에 상기 증기를 유입시키는 복수의 상기 증기 수송 경로와, 상기 드레인계외 배출구로부터 상기 노즐식 스팀 트랩계외에 상기 드레인을 배출하는 복수의 상기 드레인 배출 경로와, 상기 증기 및 상기 드레인의 통로를 확정 가능한, 선정된 상기 증기 수송 경로와 선정된 상기 드레인 배출 경로를 폐색하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노즐식 스팀 트랩.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증기 수송 경로와 상기 드레인 배출 경로가 동일축 상에 없는 것을 특징으로 하는 노즐식 스팀 트랩.
  4. 삭제
  5. 증기 수송 경로로부터 유입되는 증기를, 벤츄리 노즐, 오리피스 노즐, 또는, 터널 구조 저항 노즐을 통해, 드레인 배출 경로로부터 드레인을 배출하는 노즐식 스팀 트랩에 있어서, 상기 드레인을 배출하는 세공 직경의 튜브 형상의 구멍이 형성되어 있는 상기 노즐의 드레인 배출측에, 상기 구멍을 상기 드레인으로 밀봉하는 노즐 밀봉 수단을 설치하고 있고,
    상기 노즐 밀봉 수단이, 상기 드레인을 상기 노즐식 스팀 트랩계외에 배출하는 드레인계외 배출구에 연결되는 드레인계내 배출구를 갖고, 상기 드레인계내 배출구보다 상기 드레인계외 배출구 쪽이 상부에 형성되어 있는 드레인 저수부이고,
    상기 증기 수송 경로로부터 수송되는 증기를 선회류로 하는 선회류 형성 수단을 상기 노즐의 드레인 입구 근방에 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 노즐식 스팀 트랩.
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