WO2019008947A1 - ノズル式スチームトラップ - Google Patents

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文雄 岩頭
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株式会社生活環境研究所
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16T—STEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING-OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS
    • F16T1/00—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers
    • F16T1/34—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers without moving parts other than hand valves, e.g. labyrinth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16T—STEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING-OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS
    • F16T1/00—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers
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    • F16T1/38—Component parts; Accessories

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle-type steam trap that discharges condensed water (hereinafter referred to as "drain”) generated by heat exchange of steam separately from the steam.
  • drain condensed water
  • a heat trap and a steam trap that discharges the drain generated in the steam transportation route are used to ensure the stability and safety of operation. ing.
  • nozzle-type steam trap which utilizes the fact that water has a lower dynamic viscosity than steam when passing through a fine passage, and the mass flow rate of water is higher than that of steam.
  • the nozzle-type steam trap has a mechanism in which a nozzle is mounted in the main body, a drain discharge hole provided in the nozzle prevents passage of steam, and only the drain is allowed to pass.
  • Patent Document 1 describes a nozzle type steam trap in which the difference in height between the drain discharge port and the drain external discharge port for discharging the drain from the drain water storage portion to the outside of the steam strap system is variable by a rotation mechanism. .
  • Patent No. 5694619 gazette
  • a large steam pressure is applied to the inlet side of the nozzle of the nozzle type steam trap, and the pressure on the outlet side of the nozzle is smaller than the pressure on the inlet side.
  • the drain discharged from the steam trap is returned to the boiler side through the pipe and reused, and since the pipe is standing up, the drain side is in the drain accumulated state. Therefore, as described in Patent Document 1, even if the height difference between the drain discharge port and the drain external discharge port is made variable by the rotation mechanism, the flow rate of the drain hardly changes, and the flow rate adjustment effect can not be expected. .
  • An object of the present invention is to provide a simple nozzle type steam trap which can perform drain flow adjustment easily and in a short time by external adjustment while the internal space is closed. .
  • the present invention A nozzle type steam trap having a nozzle between a drain inlet and a drain outlet, Having a drain chamber between the nozzle and the outlet;
  • the main feature of the drain chamber is the provision of a needle valve capable of adjusting the inflow of the drain from the nozzle or the discharge of the drain to the outlet by an external operation.
  • a nozzle type steam trap which can adjust drain discharge amount easily and in a short time by operating the needle valve without opening the internal space and replacing the nozzle.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along the line AA of the embodiment shown in FIG. 5;
  • the embodiment of the nozzle type steam trap shown in FIG. 1 is mainly configured of, for example, a housing 1 which is an integrally formed product by die casting using metal as a material.
  • the housing 1 has a drain inlet 11 and a drain outlet 12.
  • the inlet 11 and the outlet 12 of the drain are not in direct communication, but are in indirect communication according to the configuration described later.
  • the central axes of the inlet 11 and the outlet 12 of the drain are parallel to each other, and the inflow direction and the outflow direction of the drain are the same.
  • the steam trap is disposed, for example, at the drain outlet of a heat exchanger using steam, and the inlet 11 of the drain is connected to the drain outlet of the heat exchanger.
  • the outlet 12 of the drain can, for example, be connected to a steam generator.
  • a strainer 13, a drain passage 14, a first drain chamber 15, a communication hole 16, a second drain chamber 17, and a port 18 are provided in order from the inlet 11 side between the inlet 11 and the outlet 12 of the drain. .
  • the strainer 13 is formed obliquely downward in FIG. 1 from the inlet 11 of the drain.
  • the strainer 13 has a cylindrical shape, and the filter 2 is loaded in the inner space.
  • the filter 2 is formed in a cylindrical shape by a coil, a net, or a combination thereof.
  • the outer diameter of the filter 2 is smaller than the inner diameter of the strainer 13.
  • the filter 2 is inserted into the strainer 13 from the open end of the strainer 13, and one end thereof is held by a cap 3 screwed into the open end of the strainer 13. A predetermined distance is maintained between the filter 2 and the inner diameter of the strainer 13.
  • the open end of the strainer 13 is sealed by a cap 3.
  • a drain passage 14 is formed in the upper and lower direction above the drain 13, and the drain passage 14 communicates with a first drain chamber 15 formed thereabove.
  • the nozzle 5 is inserted into the drain passage 14 by screwing an external screw formed on the outer peripheral surface thereof into the female screw.
  • the nozzle 5 has a drain outlet 51 penetrating the nozzle 5 along the central axis.
  • the upper end of the first drain chamber 15 is open, and the open end of the first drain chamber 15 is sealed by a lid 7.
  • the lid 7 can be removed to attach and detach the nozzle 5.
  • the first drain chamber 15 communicates with the second drain chamber 17 via the communication hole 16.
  • the communication hole 16 is formed in the housing 1 in parallel with the central axis of the inlet 11 and the outlet 12.
  • a hole 19 is provided in a part of the housing 1 forming the second drain chamber 17 on an imaginary extension of the communication hole 16. The hole 19 is necessary for forming the communication hole 16 by cutting, and after the communication hole 16 is formed, the plug 8 is screwed into the hole 19 and the hole 19 is sealed.
  • the upper end of the second drain chamber 17 is open, and the upper end of the second drain chamber 17 is covered with a lid 61.
  • the lid 61 is provided with a control valve 6.
  • the control valve 6 is a needle valve that is operated from the outside of the steam trap to move the needle 62 forward and backward.
  • the needle 62 advances and retracts in the vertical direction in FIG.
  • the tip end of the needle 62 that is, the lower end in FIG. 1 has a conical shape and advances and retracts to the port 18 communicating the second drain chamber 17 with the outlet 12.
  • the needle 62 and the port 18 constitute a needle valve.
  • Needle 62 limits the area of the inlet of port 18.
  • the control valve 6 When the control valve 6 is operated to move the needle 62 back and forth, the area of the inlet of the port 18 changes, and the flow rate of the drain from the second drain chamber 17 to the outlet 17 changes. After adjusting the flow rate of the drain by the operation of the control valve 6, the adjusted position is maintained.
  • the control valve 6 only needs to be able to operate when it needs to be adjusted. Therefore, the operating shaft of the adjusting valve 6 is structured such that the operating member can be attached and detached, and the operating member is attached only when necessary.
  • a branch hole 20 is provided in a part of a tubular peripheral wall that constitutes the outlet 12.
  • An internal thread is formed on the peripheral wall of the branch hole 20, and a valve 21 is connected to the branch hole 20 via a pipe 22 as shown in FIG.
  • the branch hole 20 and the pipe 22 are for observing the state of the drain discharged from the outlet 12 and the presence or absence of a steam leak, and when the valve 21 is opened, part of the drain discharged from the outlet 12 enters the pipe 22 It is diverted and discharged from the pipe 22. By observing the state of the drain discharge, it is possible to observe the flow rate of the drain discharged from the outlet 12 and the presence or absence of a steam leak.
  • the inlet 11 is connected to the drain outlet of the heat exchanger.
  • the nozzle type steam trap is filled with drains in the order from the inlet 11 to the strainer 13, the drain passage 14, the first drain chamber 15, the communication hole 16, the second drain chamber 17, the port 18 and the outlet 12, and The drain flows.
  • the nozzle 5 By providing the nozzle 5, most of the vapor is separated from the drain and only the drain is discharged from the outlet 12.
  • the flow rate of the drain to be discharged can be adjusted and set only by operating the control valve 6 from the outside.
  • the flow rate of the drain may be adjusted while opening the valve 21 shown in FIG. 2 and observing the flow rate of the drain discharged from the pipe 22 and the presence or absence of a steam leak.
  • the adjustment by replacing the nozzle is a stepwise adjustment, and even if the most appropriate nozzle is selected, there is a disadvantage that the steam is discharged together with the drain and energy is lost uselessly. There is also a drawback that the drain can not be drained efficiently.
  • the nozzle 5 having a relatively large drain discharge port 51 is attached, and the flow rate of the drain is finely adjusted by externally operating the control valve 6 Just do it. Therefore, the flow rate of the drain can be easily and quickly performed. Also, by making the control valve 6 a needle valve, the flow rate of the drain can be finely adjusted continuously, not stepwise. By finely adjusting the flow rate of the drain, energy loss can be suppressed.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the drain chamber has only one drain chamber 170, and the control chamber 60 is provided in the drain chamber 170.
  • the control chamber 60 is provided in the drain chamber 170.
  • the housing 10 has a drain inlet 110 and a drain outlet 120.
  • the inlet 110 and the outlet 120 of the drain are parallel to each other at their central axes, and the inflow and outflow directions of the drain are the same.
  • the inlet 110 of the drain is connected to, for example, the drain outlet of the heat exchanger.
  • a strainer 130, a drain passage 140, a drain chamber 170, and a port 180 are provided in order from the inlet 110 side between the drain inlet 110 and the outlet 120.
  • a filter 220 is loaded in the inner space of the strainer 130.
  • the filter 220 is formed in a cylindrical shape, and the outer diameter of the filter 220 is smaller than the inner diameter of the strainer 130.
  • the outer end of the strainer 130 is an open end, and as shown also in FIG. 4, the cap 30 is screwed into the open end of the strainer 130 to seal the strainer 130.
  • a drain passage 140 is formed in the upper and lower direction above the drain 130, and the drain passage 140 is in communication with a drain chamber 170 formed thereabove.
  • the nozzle 50 is screwed into the drain channel 140.
  • the nozzle 50 has a drain outlet 510 penetrating the nozzle 50 in the central axial direction.
  • the upper end of the drain chamber 170 is open, and the upper end of the drain chamber 170 is sealed by a lid 610.
  • the lid 610 can be removed to attach and detach the nozzle 50.
  • the lid 610 is provided with a control valve 60.
  • the adjusting valve 60 is a needle valve, and the needle 620 moves back and forth by operating from the outside of the steam trap.
  • the needle 620 moves up and down in FIG.
  • the tip of the needle 620 that is, the lower end in FIG. 1, is conically pointed.
  • An upper end portion of the drain passage 140 is a cylindrical peripheral wall 160, and the peripheral wall 160 protrudes into the drain chamber 170.
  • the lower end of the conical needle 620 extends into the cylindrical peripheral wall 160. The lower end portion of the needle 620 advances and retracts with respect to the peripheral wall 160.
  • the needle 620 limits the cross-sectional area of the peripheral wall 160 at the upper end of the drain channel 140.
  • the adjustment valve 60 When the adjustment valve 60 is operated to move the needle 620 back and forth, the cross sectional area of the peripheral wall 160 changes, and the inflow of the drain from the drain passage 140 to the drain chamber 170 changes. This change in drain inflow changes the flow rate of the drain through the steam trap. After adjusting the inflow amount of the drain to the drain chamber 170 by the operation of the adjustment valve 60, the adjusted position is maintained.
  • the control valve 60 only needs to be operable when it needs to be adjusted. Therefore, the operating shaft of the adjusting valve 60 is structured such that the operating member can be attached and detached, and the operating member is attached only when necessary.
  • the upper end portion of the drain flow channel 140 is the peripheral wall 160 projecting into the drain chamber 170, but the upper end portion of the drain flow channel 140 may not protrude into the drain chamber 170.
  • the needle 620 only needs to be able to advance and retract to the inner circumference of the upper end portion of the drain channel 140. Further, the flow rate of the drain may be adjusted by advancing and retracting the needle 620 to the inner circumference of the lower end portion of the drain flow path 140.
  • the housing 10 is provided with a port 18 communicating the drain chamber 170 with the outlet 120.
  • a branch hole 200 is provided in a part of a peripheral wall constituting the outlet 120.
  • the branch hole 200 can be provided with a path for observing the state of the drain discharged from the outlet 120 as described with reference to FIG.
  • the second embodiment of the nozzle type steam trap described above is also used, for example, by connecting the inlet 110 to the drain outlet of the heat exchanger, as in the first embodiment. From the inlet 110, the strainer 130, the drain channel 140, the drain chamber 170, the port 180 and the outlet 120 are filled with drain in this order, and the drain flows in the above order. By providing the nozzle 50, the vapor is separated from the drain, and only the drain is discharged from the outlet 120.
  • the control valve 60 is operated from the outside to adjust and set the flow rate of the drain to be discharged. Therefore, the flow rate of the drain can be easily and quickly performed. In addition, the flow rate of the drain can be continuously and finely adjusted by the control valve 60. Besides the above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the nozzle type steam trap is mainly composed of, for example, a housing 301 which is an integrally formed product by die casting using metal as a material.
  • the housing 301 has a substantially cylindrical shape having a drain inlet 311 and a drain outlet 312, and has a cylindrical outer periphery from which a mechanism portion for operating the needle valve protrudes.
  • the drain inlet 311 and outlet 312 are aligned on a common central axis.
  • the central axis is horizontal.
  • the inlet 311 of the drain is connected to the drain outlet of a heat exchanger using, for example, steam.
  • the outlet 312 of the drain can, for example, be connected to a steam generator. By doing this, the drain, that is, the water formed by condensation of the steam can be returned to the steam generator to be steam again.
  • a strainer having a filter built-in as in the above embodiment may be incorporated as a common housing.
  • the strainer configured as a separate body can be attached.
  • An internal thread is formed on the inner periphery of the drain 301 of the housing 301 on the side of the inlet 311, and the internal thread is a strainer mounting portion.
  • a nozzle mounting portion 315 is formed between the inlet 311 and the outlet 312 of the drain.
  • the nozzle mounting portion 315 is formed in a cylindrical shape in a radial direction of the housing 301, that is, in a direction orthogonal to the central axis of the housing 301, and a female screw is formed on the surface corresponding to the cylindrical inner peripheral surface.
  • the nozzle 305 is mounted on the nozzle mounting portion 315 by being screwed into the female screw.
  • the nozzle 305 has a drain discharge hole 351 penetrating the nozzle 305 along the central axis. Therefore, the drain discharge hole 351 of the nozzle 305 is directed vertically in FIG.
  • the drain communicates with the inlet 311, the communication hole 313 for communicating the lower end of the inlet 311 and the drain discharge hole 351 of the nozzle 305 in FIG. 5, the drain discharge hole 351 for the nozzle 305, and the upper end of the drain discharge hole 351 and the outlet 312.
  • the holes 314 and the outlet 312 flow in this order.
  • the nozzle 305 is mounted vertically, and the drain flows from the bottom to the top of the drain discharge hole 351.
  • a needle holding portion 316 is formed on the housing 301 so as to protrude outward of the housing 301.
  • the needle holding portion 316 bulges in a cylindrical shape radially outward from the outer peripheral surface at the central portion in the longitudinal direction of the generally cylindrical housing 301.
  • An internal thread is formed on the inner peripheral surface of the needle holding portion 316, and a thread portion 322 of the needle 320 is screwed into the internal thread. By rotating the needle 320 about its central axis, the screw portion 322 is guided by the female screw, and is held movably at the needle holding portion 316.
  • the needle 320 has a tip end portion 321 corresponding to the lower end portion in FIG. 2 formed in an acute conical shape, and the tip end portion 321 can advance and retract relative to the drain discharge hole 351 at the top end portion of the nozzle 305. Since the tip end portion 321 of the needle 320 has a conical shape, a ring shape generated between the drain discharge end side peripheral wall of the drain discharge hole 351 of the nozzle 305 and the tip end portion 321 of the needle 320 when the needle 320 advances and retracts The area of the gap increases or decreases. The flow rate of the drain flowing from the inlet 311 to the outlet 312 can be adjusted by increasing or decreasing the area of the gap. That is, the needle 320 and the nozzle 305 constitute a needle valve.
  • the upper end portion of the needle 320 is the operation unit 323 in FIG. 5, and by rotating the operation unit 323, the needle 320 can be advanced and retracted as described above.
  • the needle 320 penetrates the cap 332, and the cap 332 is screwed into an external thread formed on the outer periphery of the needle holding portion 316.
  • An appropriate seal material is interposed between the needle 320 and the needle holding portion 316, and between the cap 332 and the needle 320 and the needle holding portion 316, and the inside of the housing 301 is sealed.
  • the housing 301 has a nozzle replacement hole 318 on the opposite side of the nozzle 305 from the needle holding portion 316.
  • An internal thread is formed on the peripheral wall of the nozzle replacement hole 318, and a lid 330 is screwed into the internal thread.
  • the nozzle replacement hole 318 is sealed by a lid 330 and a suitable sealing material.
  • the inlet 311 is connected to the drain outlet of the heat exchanger.
  • the nozzle type steam trap is filled with drains from the inlet 311 in the order of the communication hole 313, the drain discharge hole 351 of the nozzle 305, the communication passage 314 and the outlet 312, and the drain flows in the above order.
  • the nozzle type steam trap in a mode in which the needle holding portion 316 is at the top and the nozzle replacement hole 318 is at the bottom.
  • the posture of the nozzle type steam trap can be set to any rotational posture without being restricted by the posture of the strainer. If the posture of the nozzle type steam trap is limited to the posture shown in FIGS. 5 and 6, the lid 330 is on the lower surface side of the housing 301, and replacement of the nozzle 305 becomes troublesome.
  • the housing 301 can be rotated about its central axis so that the lid 330 is on the upper side, and replacement of the nozzle 305 is facilitated.
  • the operation unit 323 of the needle 320 is located below the housing 301.
  • the operation unit 323 is only operated to rotate, there is no hindrance to the operation. Even if the rotational attitude of the housing 301 is horizontal or oblique and the operation portion 323 of the needle 320 is horizontal or oblique, the operability of the replacement of the nozzle 305 and the operation portion 323 is good.
  • the nozzle 305 is attached according to the specification of the heat exchanger.
  • the nozzle 305 can be attached easily by removing the lid 330 and opening the position of the housing 301 opposite to the nozzle 305, and it is easy to replace the nozzle 305 with a different specification.
  • the selection of the specifications of the nozzle 305 can be said to roughly adjust the flow rate of the drain. Fine adjustment of the flow rate of the drain can be performed by a needle valve consisting of a nozzle 305 and a needle 320.
  • the nozzle 305 is selected to have a large discharge hole, and fine adjustment is performed while the flow rate is throttled by a needle valve.
  • a pipe connected to the outlet 312 may be provided with an observation window, or a branch pipe for observation may be provided.
  • the conventional nozzle type steam trap As described at the beginning, several types of nozzles are prepared depending on the size of the drain outlet, and the nozzles are adjusted so as to obtain an appropriate drain flow rate while replacing the nozzles.
  • the conventional nozzle type steam trap does not take into consideration the convenience of nozzle replacement, and it requires much labor and time.
  • the drain flow rate was adjusted only by the nozzle, and fine adjustment could not be performed.
  • the nozzle type steam trap according to the embodiment, the nozzle 305 having a relatively large drain discharge port 351 is attached, and the flow rate of the drain is finely adjusted by externally operating the needle valve. Good. Therefore, the flow rate of the drain can be easily and quickly performed.
  • the needle valve allows the flow rate of the drain to be finely adjusted continuously, not stepwise.
  • the nozzle 5 can be easily replaced by removing the lid 330.
  • the adjustment position of the needle 320 is maintained.
  • the needle 320 only needs to be able to operate when it needs to be adjusted. Therefore, the operating portion 323 of the needle 320 may be configured to be attachable to and detachable from the needle 320, and the operating member may be attached only when necessary.
  • the nozzle type steam trap according to the third embodiment uses the nozzle essential for the nozzle type steam trap as a part of the needle valve, and therefore, although the fine adjustment of the drain flow rate is made possible, the configuration Can be simplified.

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Abstract

【課題】内部空間は密閉したまま、外部からの調整によって、容易かつ短時間にドレインの流量調整を行うことができるノズル式スチームトラップを得る。 【解決手段】ドレインの入口１１とドレインの出口１２との間にノズル５を有し、ノズル５と出口１２との間にドレイン室１５，１７を有し、ドレイン室１５，１７には、ノズル５からのドレインの流入量または出口１２へのドレインの排出量を外部からの操作によって調節することができるニードルバルブ６が設けられている。ニードルバルブのニードルは、ノズルのドレイン排出孔に対し進退するようにしてもよい。

Description

ノズル式スチームトラップ
　本発明は、蒸気を熱交換することによって生じる凝縮水（以下「ドレイン」という）を蒸気から分離して排出するノズル式スチームトラップに関するものである。
　加熱源などとして蒸気を用いる工場その他の施設では、操業の安定性、安全性を確保するために、熱交換器や蒸気の輸送経路中で発生するドレインを系外に排出するスチームトラップが用いられている。
　スチームトラップには各種の可動方式のものが広く知られている。近年は、微細な通路を通過するときの動粘度が蒸気よりも水の方が低く、蒸気に比べて水の質量流量の方が多いことを利用したノズル式スチームトラップも用いられるようになってきた。ノズル式スチームトラップは、本体内にノズルを装着し、ノズルに設けられているドレイン排出孔によってスチームの通過を阻止し、ドレインのみを通過させる仕組みである。
　スチームトラップはドレインの排出量に応じてドレインの流量を調整する必要がある。従来のノズル式スチームトラップでは、ドレイン排出孔の径が異なる数種類のノズルを用意しておき、適合するドレイン排出孔径のノズルを選択して装着する構成になっている。
　このような従来のノズル式スチームトラップによれば、ドレインの流量を調整するには、内部空間を密閉している蓋などの部材を取り外してノズルを交換し、再び密閉するという作業が必要である。したがって、ドレインを適正な流量に調整するためには、ドレインの排出量を観察しながらノズルが適正であるか否かを判断し、ノズルの着脱を繰り返しながら調整する必要があり、作業に時間と労力を要していた。また、ノズルの交換によるドレインの流量調整は大雑把な調整であり、調整したとしても、ドレインとともにスチームが排出されてエネルギー損失が大きい、あるいはドレインが効率よく排出されない、といった難点があった。
　特許文献１には、ドレイン排出口と、ドレイン貯水部からスチームストラップ系外にドレインを排出するドレイン系外排出口との高低差を、回転機構によって可変としたノズル式スチームトラップが記載されている。
特許第５６９４６１９号公報
　ノズル式スチームトラップのノズルの入口側には大きな蒸気圧がかかり、ノズルの出口側の圧力は入口側圧力に比べて小さい。スチームトラップから排出されるドレインは配管を通してボイラー側に戻して再利用している場合が多く、しかも配管が立ち上がっているため、ドレイン排出側はドレイン溜まりの状態となっている。したがって、特許文献１に記載されているように、ドレイン排出口と、ドレイン系外排出口との高低差を、回転機構によって可変としても、ドレインの流量はほとんど変わらず、流量調整効果は期待できない。
　本発明は、内部空間は閉鎖したまま、外部からの調整によって、容易かつ短時間にドレインの流量調整を行うことができ、かつ、構成の簡単なノズル式スチームトラップを提供することを目的とする。
　本発明は、
　ドレインの入口とドレインの出口との間にノズルを有するノズル式スチームトラップであって、
　前記ノズルと前記出口との間にドレイン室を有し、
　前記ドレイン室には、前記ノズルからのドレインの流入量または前記出口へのドレインの排出量を外部からの操作によって調節することができるニードルバルブが設けられていることを最も主要な特徴とする。
　本発明によれば、内部空間を開放してノズルを交換しなくても、ニードルバルブを操作することによって、容易かつ短時間にドレインの排出量を調節可能なノズル式スチームトラップを得ることができる。
本発明に係るノズル式スチームトラップの一実施例を示す縦断面図である。 前記実施例に装着可能なドレイン点検手段の例を示す概略図である。 本発明に係るノズル式スチームトラップの別の実施例を示す縦断面図である。 前記別の実施例の一部を拡大して示す縦断面図である。 本発明に係るノズル式スチームトラップのさらに別の実施例をドレインの出口側からみた側面図である。 図５に示す実施例の線Ａ－Ａに沿う断面図である。
　以下、本発明に係るノズル式スチームトラップの実施例について図面を参照しながら説明する。
　図１に示すノズル式スチームトラップの実施例は、例えば、金属を素材とするダイキャスト法による一体成形品であるハウジング１を主体として構成されている。ハウジング１は、ドレインの入口１１とドレインの出口１２を有する。ドレインの入口１１と出口１２は直接的に連通するものではなく、後で説明するような構成によって間接的に連通している。
　ドレインの入口１１と出口１２の中心軸線は互いに平行であり、ドレインの流入方向と流出方向が同じになっている。スチームトラップは、例えば蒸気を使用する熱交換器のドレイン排出口に設置されるもので、ドレインの入口１１が上記熱交換器のドレイン排出口に接続される。ドレインの出口１２は、例えば蒸気発生装置に接続することができる。こうすることにより、ドレインすなわち蒸気が凝縮して生じた水を蒸気発生装置に戻し、再び蒸気とすることができる。
　ドレインの入口１１から出口１２までの間には、入口１１側から順に、ストレーナ１３、ドレイン流路１４、第１ドレイン室１５、連通孔１６、第２ドレイン室１７、ポート１８が設けられている。
　ストレーナ１３は、ドレインの入口１１から図１において斜め下方に向かって形成されている。ストレーナ１３は円筒形状で、内部空間にフィルタ２が装填されている。フィルタ２は、コイル、網、あるいはこれらを組み合わせて円筒状に形成されている。フィルタ２の外径はストレーナ１３の内径よりも小さい。フィルタ２は、ストレーナ１３の開放端からストレーナ１３内に挿入され、ストレーナ１３の開放端にねじ込まれたキャップ３により一端が保持されている。フィルタ２とストレーナ１３の内径との間に所定の間隔が保たれている。ストレーナ１３の開放端はキャップ３により密閉されている。
　入口１１から流入するドレインは、一旦ストレーナ１３に流入し、ドレインに混入しているごみなどの異物をフィルタ２で選り分け、異物をストレーナ１３内に捕捉する。図１においてドレイン１３の上部にはドレイン流路１４が上下方向に形成されていて、ドレイン流路１４は、その上方に形成されている第１ドレイン室１５に連通している。
　ドレイン流路１４の周壁には雌ねじが形成されている。ドレイン流路１４には、ノズル５が、その外周面に形成されている雄ねじが上記雌ねじにねじ込まれることによってはめ込まれている。ノズル５は、中心軸線に沿ってノズル５を貫通するドレイン排出口５１を有する。
　第１ドレイン室１５は上端が解放していて、この第１ドレイン室１５の開放端は蓋７で密閉されている。蓋７は、ノズル５を着脱するために取り外すことができる。
　第１ドレイン室１５は連通孔１６を介して第２ドレイン室１７と連通している。連通孔１６は、ハウジング１に前記入口１１および出口１２の中心軸線と平行に形成されている。第２ドレイン室１７を形成するハウジング１の一部には、上記連通孔１６の仮想延長線上に孔１９が設けられている。孔１９は、切削加工によって連通孔１６を形成するために必要なもので、連通孔１６を形成した後は、孔１９に栓８がねじ込まれて孔１９が密閉されている。
　第２ドレイン室１７は上端が解放していて、この第２ドレイン室１７の上端には蓋６１が被せられている。蓋６１には調節バルブ６が設けられている。調節バルブ６はニードルバルブであって、スチームトラップの外部から操作することによりニードル６２が進退するものである。ニードル６２は、図１において上下方向に進退する。ニードル６２の先端すなわち図１において下端は円錐形状に尖っていて、第２ドレイン室１７と出口１２を連通するポート１８に対して進退する。ニードル６２とポート１８とでニードルバルブを構成している。
　ニードル６２は、ポート１８の入口の面積を制限する。調節バルブ６を操作してニードル６２を進退させると、ポート１８の入口の面積が変化し、第２ドレイン室１７から出口１７へのドレインの流量が変化する。調節バルブ６の操作によってドレインの流量を調整した後は調整位置を保持する。調節バルブ６は調節する必要がある場合にのみ操作できればよい。そこで、調節バルブ６の操作軸には操作部材を着脱できる構造にし、必要な場合にのみ操作部材を装着するようになっている。
　ハウジング１には、出口１２を構成する管状の周壁の一部に分岐孔２０が設けられている。分岐孔２０の周壁には雌ねじが形成されており、分岐孔２０には、図２に示すようにバルブ２１が管２２を介して接続される。分岐孔２０および管２２は、出口１２から排出されるドレインおよび蒸気漏れの有無の様子を観察するためのもので、バルブ２１を開けると、出口１２から排出されるドレインの一部が管２２に分流して管２２から排出される。このドレインの排出の様子を観察すことにより、出口１２から排出されるドレインの流量および蒸気漏れの有無などを観察することができる。
　以上説明したノズル式スチームトラップの実施例は、例えば熱交換器のドレイン排出口に入口１１を接続する。ノズル式スチームトラップは、入口１１から、ストレーナ１３、ドレイン流路１４、第１ドレイン室１５、連通孔１６、第２ドレイン室１７、ポート１８および出口１２の順にドレインで満たされるとともに、上記の順にドレインが流れる。ノズル５を備えていることにより、ほとんどの蒸気がドレインから分離され、ドレインのみが出口１２から排出される。
　ノズル式スチームトラップが接続される熱交換器の仕様に応じて、スチームトラップを通じて排出するドレインの流量を設定する必要がある。本実施例のノズル式スチームトラップによれば、調節バルブ６を外部から操作するだけで、排出するドレインの流量を調節し、設定することができる。ドレインの流量の調節は、図２に示すバルブ２１を開け、管２２から排出されるドレインの流量や蒸気漏れの有無を観察しながら行うとよい。
　従来のノズル式スチームトラップでは、初めに述べたように、ノズルをドレイン排出口の大きさによって数種類用意しておき、ノズルを交換しながらドレイン流量に対して最も適切なノズルを選択していた。したがって、図１に示す本発明の実施例に即して説明すると、蓋７を取り外し、ノズル５を交換し、蓋７を取り付けてドレインの流量を観察する、といった作業を繰り返す必要があり面倒であった。
　また、ノズルの交換による調整は段階的な調整であり、最も適切なノズルを選択したとしても、ドレインとともにスチームが排出されてエネルギーが無駄に失われる難点がある。ドレインの排出が効率よく行われないという難点もある。
　これに対して前記実施例に係るノズル式スチームトラップによれば、比較的大きなドレイン排出口５１を有するノズル５を装着しておき、ドレインの流量は調節バルブ６を外部操作することにより微調整すればよい。したがって、ドレインの流量を容易かつ迅速に行うことができる。また、調節バルブ６を、ニードルバルブにすることにより、ドレインの流量を、段階的にではなく連続的に、きめ細かく調節することができる。ドレインの流量を微調整することにより、エネルギーの損失を抑制することができる。
　次に、図３、図４に示す第２の実施例について説明する。第２の実施例が第１の実施例と異なっている点は、ドレイン室が一つのドレイン室１７０のみを有しており、このドレイン室１７０に調節バルブ６０が設けられている点である。以下、第１の実施例と異なる構成部分を重点的に説明する。
　図３、図４において、ハウジング１０は、ドレインの入口１１０とドレインの出口１２０を有する。ドレインの入口１１０と出口１２０はそれぞれの中心軸線が平行で、ドレインの流入方向と流出方向は同じである。ドレインの入口１１０が例えば熱交換器のドレイン排出口に接続される。
　ドレインの入口１１０から出口１２０までの間には、入口１１０側から順に、ストレーナ１３０、ドレイン流路１４０、ドレイン室１７０、ポート１８０が設けられている。
　ストレーナ１３０の内部空間にはフィルタ２２０が装填されている。フィルタ２２０は円筒状に形成されていて、フィルタ２２０の外径はストレーナ１３０の内径よりも小さい。ストレーナ１３０の外端は開放端になっていて、図４にも示すように、ストレーナ１３０の開放端にはキャップ３０がねじ込まれてストレーナ１３０は密閉されている。
　入口１１０から流入するドレインは、一旦ストレーナ１３０に流入し、ドレインに混入している異物をフィルタ２２０で選り分け、ストレーナ１３０内に捕捉する。図３においてドレイン１３０の上部にはドレイン流路１４０が上下方向に形成され、ドレイン流路１４０は、その上方に形成されているドレイン室１７０に連通している。
　ドレイン流路１４０には、ノズル５０がねじ込まれている。ノズル５０は、ノズル５０を中心軸線方向に貫通するドレイン排出口５１０を有する。
　ドレイン室１７０は上端が解放していて、ドレイン室１７０の上端は蓋６１０で密閉されている。蓋６１０は、ノズル５０を着脱するために取り外すことができる。蓋６１０には調節バルブ６０が設けられている。調節バルブ６０はニードルバルブであって、スチームトラップの外部から操作することによりニードル６２０が進退する。ニードル６２０は、図３において上下方向に進退する。ニードル６２０の先端すなわち図１において下端は円錐形状に尖っている。
　ドレイン流路１４０の上端部は、円筒形の周壁１６０になっていて、周壁１６０はドレイン室１７０内に突出している。円錐形状のニードル６２０の下端部は、上記円筒形の周壁１６０内に進出している。ニードル６２０の下端部は上記周壁１６０に対して進退する。
　ニードル６２０は、ドレイン流路１４０の上端部の周壁１６０の横断面積を制限する。調節バルブ６０を操作してニードル６２０を進退させると、上記周壁１６０の横断面積が変化し、ドレイン流路１４０からドレイン室１７０へのドレインの流入量が変化する。このドレインの流入量の変化によってスチームトラップを通るドレインの流量が変化する。調節バルブ６０の操作によってドレイン室１７０へのドレインの流入量を調整した後は調整位置を保持する。調節バルブ６０は調節する必要がある場合にのみ操作できればよい。そこで、調節バルブ６０の操作軸には操作部材を着脱できる構造にし、必要な場合にのみ操作部材を装着するようになっている。
　本実施例では、ドレイン流路１４０の上端部が、ドレイン室１７０内に突出した周壁１６０になっているが、ドレイン流路１４０の上端部はドレイン室１７０内に突出していなくてもよい。ニードル６２０は、ドレイン流路１４０の上端部の内周に進退できればよい。また、ドレイン流路１４０の下端部の内周にニードル６２０進退することによりドレインの流量を調整することができるような構造にしてもよい。
　ハウジング１０には、ドレイン室１７０と出口１２０を連通するポート１８が設けられている。
　ハウジング１０には、出口１２０を構成する周壁の一部に分岐孔２００が設けられている。分岐孔２００には、図２について説明したように、出口１２０から排出されるドレインの様子を観察するための経路を設けることができる。
　以上説明したノズル式スチームトラップの第２の実施例も、前記第１の実施例と同様に、例えば熱交換器のドレイン排出口に入口１１０を接続して使用する。入口１１０から、ストレーナ１３０、ドレイン流路１４０、ドレイン室１７０、ポート１８０および出口１２０の順にドレインで満たされ、上記の順にドレインが流れる。ノズル５０を備えていることにより、ドレインから蒸気が分離され、ドレインのみが出口１２０から排出される。
　ノズル式スチームトラップが接続される熱交換器の仕様に応じて、調節バルブ６０を外部から操作し、排出するドレインの流量を調節し、設定する。したがって、ドレインの流量を容易かつ迅速に行うことができる。また、調節バルブ６０により、ドレインの流量を連続的に、きめ細かく調節することができる。そのほか、第１の実施例の効果と同様の効果を得ることができる。
　図５、図６は、ノズル式スチームトラップの第３の実施例を示す。第３の実施例は、ニードルバルブの構成が前記実施例と異なり、また、ストレーナを外付けにした点も異なっている。図５、図６において、ノズル式スチームトラップは、例えば、金属を素材とするダイキャスト法による一体成形品であるハウジング３０１を主体として構成されている。ハウジング３０１は、ドレインの入口３１１とドレインの出口３１２を有するほぼ円筒形状であって、円筒形の外周からニードルバルブを操作するための機構部分が突出した形をしている。
　ドレインの入口３１１と出口３１２は共通の中心軸線上に並んでいる。図５に示すハウジング３０１の態様では、上記中心軸線は水平方向になっている。ドレインの入口３１１は、例えば蒸気を使用する熱交換器のドレイン排出口に接続される。ドレインの出口３１２は、例えば蒸気発生装置に接続することができる。こうすることにより、ドレインすなわち蒸気が凝縮して生じた水を蒸気発生装置に戻し、再び蒸気とすることができる。
　ドレインの入口３１１側には、ドレインから固形物を取り除くために、前記実施例のようにフィルタを内蔵したストレーナがハウジングを共通のハウジングとして組み込まれているものもある。しかし、本実施例では、別体として構成されたストレーナを装着できる構成になっている。ハウジング３０１のドレインの入口３１１側の内周に雌ねじが形成され、この雌ねじの部分がストレーナ装着部になっている。本実施例に係るノズル式スチームトラップを例えば蒸気を使用する熱交換器に接続する場合、熱交換器のドレイン排出口と前記ドレインの入口３１１との間に前記ストレーナを接続する。
　ハウジング３０１内には、ドレインの入口３１１と出口３１２との間に、ノズル装着部３１５が形成されている。ノズル装着部３１５は、ハウジング３０１の半径方向すなわちハウジング３０１の中心軸線に対し直交する方向に円筒形状に形成され、円筒形の内周面に該当する面には雌ねじが形成されている。ノズル装着部３１５には、ノズル３０５が前記雌ねじにねじ込まれることによって装着されている。ノズル３０５は、中心軸線に沿ってノズル３０５を貫通するドレイン排出孔３５１を有する。したがって、ノズル３０５のドレイン排出孔３５１は、図５において上下方向に向いている。
　ドレインは、入口３１１、入口３１１とノズル３０５のドレイン排出孔３５１の図５における下端を連通させる連通孔３１３、ノズル３０５のドレイン排出孔３５１、このドレイン排出孔３５１の上端と出口３１２を連通させる連通孔３１４、出口３１２の順に流れる。図５においてノズル３０５は上下方向に向けて装着され、ドレインはドレイン排出孔３５１を下から上に向かって流れる。
　ハウジング３０１には、ニードル保持部３１６がハウジング３０１の外方に向かい突出して形成されている。ニードル保持部３１６は、全体として円筒形状のハウジング３０１の長さ方向中心部において外周面から半径方向外方に向かって円筒形状に膨出している。ニードル保持部３１６の内周面には雌ねじが形成され、この雌ねじにニードル３２０のネジ部３２２がねじ込まれている。ニードル３２０は、その中心軸線の周りに回転させることにより、ネジ部３２２が上記雌ねじにガイドされ、ニードル保持部３１６において進退可能に保持されている。
　ニードル３２０は、図２において下端部に該当する先端部３２１が鋭角的な円錐形状になっていて、先端部３２１はノズル３０５の上端部においてドレイン排出孔３５１に対して進退することができる。ニードル３２０は、その先端部３２１が円錐形状になっているため、ニードル３２０が進退すると、ノズル３０５のドレイン排出孔３５１のドレイン排出端側周壁とニードル３２０の先端部３２１との間に生じるリング状の間隙の面積が増減する。上記間隙の面積の増減によって、入口３１１から出口３１２に向かって流れるドレインの流量を調整することができる。すなわち、ニードル３２０とノズル３０５とでニードルバルブを構成している。
　ニードル３２０は、図５において上端部が操作部３２３になっていて、操作部３２３を回転操作することにより、上記のとおりニードル３２０を進退させることができる。ニードル３２０はキャップ３３２を貫いていて、キャップ３３２はニードル保持部３１６の外周に形成されている雄ねじにねじ込まれている。ニードル３２０とニードル保持部３１６との間、キャップ３３２とニードル３２０およびニードル保持部３１６との間には適宜のシール材が介在していて、ハウジング３０１の内部が密閉されている。
　ハウジング３０１は、ノズル３０５を挟んでニードル保持部３１６とは反対側に、ノズル交換用孔３１８を有している。ノズル交換用孔３１８の周壁には雌ねじが形成され、この雌ねじには蓋３３０がねじ込まれている。ノズル交換用孔３１８は蓋３３０および適宜のシール材によって密閉されている。
　以上説明したノズル式スチームトラップの実施例は、例えば熱交換器のドレイン排出口に入口３１１を接続する。ノズル式スチームトラップは、入口３１１から、連通孔３１３、ノズル３０５のドレイン排出孔３５１、連通路３１４および出口３１２の順にドレインで満たされるとともに、上記の順にドレインが流れる。ノズル３０５を備えていることにより、ほとんどの蒸気がドレインから分離され、ドレインのみが出口３１２から排出される。
　図５、図６は、ノズル式スチームトラップを、ニードル保持部３１６が上、ノズル交換用孔３１８が下になる態様で表している。しかし、この実施例は、ハウジング３０１がストレーナを別体とする構造になっているため、ノズル式スチームトラップの姿勢を、ストレーナの姿勢に制限されることなく任意の回転姿勢にすることができる。仮に、ノズル式スチームトラップの姿勢が図５、図６に示す姿勢に制限されるとすれば、蓋３３０がハウジング３０１の下面側になり、ノズル３０５の交換が面倒になる。
　その点、図示の実施例によれば、蓋３３０が上側になるように、ハウジング３０１をその中心軸線の周りに回転させて設置することができ、ノズル３０５の交換が容易になる。上記の設置態様ではニードル３２０の操作部３２３がハウジング３０１の下側に位置することになるが、操作部３２３は回転操作するだけであるから、操作に支障はない。ハウジング３０１の回転姿勢が、横向きあるいは斜め向きになってニードル３２０の操作部３２３が横あるいは斜めに位置しても、ノズル３０５の交換および操作部３２３の操作性は良好である。
　ノズル式スチームトラップが接続される熱交換器などの仕様に応じて、スチームトラップを通じて排出するドレインの流量を設定する必要がある。上記実施例によれば、熱交換器の仕様に応じてノズル３０５を装着する。ノズル３０５の装着は、蓋３３０を取り外し、ノズル３０５に対向するハウジング３０１の位置を開放することにより容易に行うことができ、仕様の異なるノズル３０５に交換することも容易である。
　ノズル３０５の仕様の選定は、ドレインの流量の粗調整ということができる。ドレインの流量の微調整は、ノズル３０５とニードル３２０からなるニードルバルブによって行うことができる。ノズル３０５は排出孔が大きめのものを選定しておき、ニードルバルブによって流量を絞りながら微調整を行う。
　上記実施例によれば、ニードルバルブを外部から操作するだけで、排出するドレインの流量を微調整し、熱交換器などの仕様に最も適した流量に設定することができる。ドレインの流量の調整は、出口３１２から排出されるドレインの流量や蒸気漏れの有無を観察しながら行う。そのために、出口３１２に接続される配管に観察窓を設け、あるいは、観察用の分岐管を設けてもよい。
　従来のノズル式スチームトラップでは、初めに述べたように、ノズルをドレイン排出口の大きさによって数種類用意しておき、ノズルを交換しながら適切なドレイン流量になるように調整していた。しかし、従来のノズル式スチームトラップはノズル交換の利便性については考慮されておらず、多大の労力と時間を要していた。また、ノズルのみによってドレイン流量を調整するもので、微調整はできなかった。
　これに対して前記実施例に係るノズル式スチームトラップによれば、比較的大きなドレイン排出口３５１を有するノズル３０５を装着しておき、ドレインの流量はニードルバルブを外部操作することにより微調整すればよい。したがって、ドレインの流量を容易かつ迅速に行うことができる。また、ニードルバルブによって、ドレインの流量を、段階的にではなく連続的に、きめ細かく調節することができる。
　仮に、ノズル３０５を仕様の異なるものに交換する必要性が生じた場合でも、蓋３３０を取り外すことによってノズル５を容易に交換することができる。
　ドレインの流量調整を行った後はニードル３２０の調整位置を保持する。ニードル３２０は調整する必要がある場合にのみ操作できればよい。そこで、ニードル３２０の操作部３２３はニードル３２０に着脱できる構造にし、必要な場合にのみ操作部材を装着するようにしてもよい。
　前記第３の実施例に係るノズル式スチームトラップは、ノズル式スチームトラップに必須のノズルをニードルバルブの一部として利用しているため、ドレイン流量の微調整を可能にしたにも関わらず、構成を簡略化することができる。
 

Claims (11)

  1. 　ドレインの入口とドレインの出口との間にノズルを有するノズル式スチームトラップであって、
    　前記ノズルと前記出口との間にドレイン室を有し、
    　前記ドレイン室には、前記ノズルからのドレインの流入量または前記出口へのドレインの排出量を外部からの操作によって調節することができるニードルバルブが設けられているノズル式スチームトラップ。
  2. 　前記ドレイン室は前記ノズルからドレインが流入する第１ドレイン室と、前記第１ドレイン室に連通していて前記出口に連通する第２ドレイン室を有し、前記第２ドレイン室に前記出口へのドレインの排出量を調節する前記ニードルバルブが設けられている請求項１記載のノズル式スチームトラップ。
  3. 　前記出口には、排出されるドレインおよび蒸気漏れの有無を観察するための分岐孔が設けられている請求項１または２記載のノズル式スチームトラップ。
  4. 　金属の一体成形品であるハウジング内に前記ドレイン室が形成され、前記ノズル、前記調節バルブが前記ハウジングに組み込まれている請求項１または２記載のノズル式スチームトラップ。
  5. 　前記ニードルバルブは、前記ノズルが装着されているドレイン流路と、前記ドレイン流路の一端部に対して進退するニードルとで構成されている請求項１記載のノズル式スチームトラップ。
  6. 　ドレインの入口からドレインの出口に至る経路にノズルを有するノズル式スチームトラップであって、
    　前記ノズルのドレイン排出孔に対し前記ノズルの一端側から進退するニードルを有し、
    　前記ニードルは、外部からの操作によって進退し前記ノズルとともにドレインの流量を調整するニードルバルブを構成しているノズル式スチームトラップ。
  7. 　前記ノズルは、一体成形品からなるハウジングのノズル装着部にねじ込みによって装着される請求項６記載のノズル式スチームトラップ。
  8. 　前記ノズルは前記ハウジング内に装着され、前記ニードルは前記ハウジングのニードル保持部に装着されて前記ノズルのドレイン排出端側に進退可能に設けられている請求項７記載のノズル式スチームトラップ。
  9. 　前記ハウジングは、前記ノズルを挟んで前記ニードル保持部とは反対側に、ノズル交換用孔を有し、前記ノズル交換用孔を塞ぐ蓋を有する請求項７または８記載のノズル式スチームトラップ。
  10. 　前記ハウジングは、ドレインの入口側がストレーナ装着部になっている請求項７記載のノズル式スチームトラップ。
  11. 　前記ハウジングは、前記ストレーナ装着部に装着される前記ストレーナに対して任意の回転姿勢をとることができる請求項１０記載のノズル式スチームトラップ。
     
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