WO2020026568A1

WO2020026568A1 - 弁装置

Info

Publication number: WO2020026568A1
Application number: PCT/JP2019/020796
Authority: WO
Inventors: 浅田哲夫
Original assignee: 株式会社テイエルブイ
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-02-06
Also published as: JP6754506B2; JPWO2020026568A1

Abstract

ドレントラップ（１）は、ケーシング（１０）と、弁孔（５２）が貫通する第２弁座（５１）、第２弁座と弁孔の中心軸（Ｘ２）方向に対向する第２弁体（４２）、第２弁体の第２弁座側とは反対側に設けられ、第２弁体を保持すると共に、第２弁体を中心軸方向に変位させることによって第２弁座に離着座させる温度応動部（４３）を有する第２弁機構（４０）と、第２弁体が第２弁座に着座しているときに、第２弁体を中心軸方向において第２弁座から遠ざかる方向へ押すことによって第２弁体を第２弁座から離隔させる押し機構（８０）とを備える。第２弁機構は、温度応動部を中心軸方向に弾性支持すると共に、第２弁体が押し機構によって押された際、第２弁体と共に押される温度応動部の変位を許容するコイルバネ（４６）を備える。

Description

弁装置

　本願は、弁装置に関する。

　従来より、弁装置として、蒸気の排出を抑制する一方、ドレンを排出するドレントラップが知られている。例えば特許文献１に開示されているドレントラップは、ドレンが流通する流路中に、弁孔を有する弁座と、弁座に離着座して弁孔を開閉する弁体と、弁体を離着座させる駆動部とを備えている。このドレントラップでは、ドレンが流入した際は、弁体が離座して弁孔を開き、ドレンが流通する。一方、蒸気が流入した際は、弁体が着座して弁孔を閉じ、蒸気の流通が阻止される。

特開２００２－８９７８５号公報

　ところで、上述したような弁装置では、弁体のシート面および弁座のシート面にスケール等の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、弁体が弁座に固着する虞がある。弁体が弁座に固着してしまうと、駆動部による弁体の作動が困難となり、開弁することができない虞があった。

　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、弁体と弁座とが固着することによって招く開弁動作の不能状態を回避することにある。

　本願の弁装置は、ケーシングと、弁機構と、押し機構とを備えている。前記ケーシングは、流体の流路が形成されている。前記弁機構は、弁座と、弁体と、駆動部とを有している。前記弁座は、前記流路に設けられ、弁孔が貫通している。前記弁体は、前記弁座と前記弁孔の中心軸方向に対向している。前記駆動部は、前記弁体の前記弁座側とは反対側に設けられ、該弁体を保持すると共に、該弁体を前記中心軸方向に変位させることによって前記弁座に離着座させるものである。

　前記押し機構は、前記弁体が前記弁座に着座しているときに、前記弁体を前記中心軸方向において前記弁座から遠ざかる方向へ押すことによって前記弁体を前記弁座から離隔させるものである。前記弁機構は、前記駆動部を前記中心軸方向に弾性支持すると共に、前記弁体が前記押し機構によって押された際、前記弁体と共に押される前記駆動部の変位を許容する弾性部材をさらに備えている。

　本願の弁装置によれば、弁体と弁座とが固着することによって招く開弁動作の不能状態を回避することができる。

図１は、実施形態に係るドレントラップの概略構成を示す断面図である。図２は、実施形態に係る第１弁機構および清掃機構を拡大して示す断面図である。図３は、実施形態に係る清掃機構の動作を示す断面図である。図４は、実施形態に係る第２弁機構および押し機構を拡大して示す断面図である。図５は、実施形態に係る温度応動部を示す正面図である。図６は、実施形態に係る押し機構の動作を示す断面図である。

　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。

　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。

　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。第２弁機構４０は、本願の請求項に係る弁機構に相当する。

　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。

　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。

　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。

　〈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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　〈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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　〈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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　〈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。

　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。

　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。

　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。

　〈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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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２弁機構４０（弁機構）と、押し機構８０とを備えている。第２弁機構４０は、第２弁座５１（弁座）と、第２弁体４２（弁体）と、温度応動部４３（駆動部）とを有している。第２弁座５１は、第２排出通路２５（流路）に設けられ、弁孔５２が貫通している。第２弁体４２は、第２弁座５１と弁孔５２の中心軸Ｘ２方向に対向している。温度応動部４３は、第２弁体４２の第２弁座５１側とは反対側に設けられ、第２弁体４２を保持すると共に、第２弁体４２を中心軸Ｘ２方向に変位させることによって第２弁座５１に離着座させる。押し機構８０は、第２弁体４２が第２弁座５１に着座しているときに、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。さらに、第２弁機構４０は、温度応動部４３を中心軸Ｘ２方向に弾性支持すると共に、第２弁体４２が押し機構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（弾性部材）を備えている。

　上記の構成によれば、第２弁体４２が第２弁座５１に固着したとき、押し機構８０によって第２弁体４２が第２弁座５１から遠ざかる方向へ押されて第２弁座５１から離隔する。その際、温度応動部４３は、第２弁体４２を保持しているところ、第２弁体４２と共に押される。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、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、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。その結果、第２弁機構４０において、第２弁体４２と第２弁座５１とが固着することによって招く開弁動作の不能状態を回避することができる。

　また、上記実施形態において、押し機構８０は、第２弁体４２の第２弁座５１側に設けられる押し部材９０と、ソレノイド８３とを有している。ソレノイド８３は、押し部材９０を中心軸Ｘ２方向において第２弁体４２側へ変位させることによって、押し部材９０で第２弁体４２を押す。

　上記の構成によれば、ソレノイド８３によって押し部材９０を瞬時に変位させることができる。そのため、押し部材９０の変位力を大きな力（衝撃的な力）とすることができる。そのため、第２弁体４２と第２弁座５１とが強固に固着している場合でも、第２弁体４２を第２弁座５１から離隔させることができる。

　また、上記実施形態において、押し部材９０は、中心軸Ｘ２方向に延びる棒部材であり、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に接続されている。この構成によれば、押し部材９０によって第２弁体４２の中央を押すことができる。即ち、押し部材９０の変位力を第２弁体４２の中央に作用させることができる。そのため、第２弁座５１から第２弁体４２を効果的に離隔させることができる。

　また、上記実施形態において、ソレノイド８３は、プランジャー８５と、コイルバネ８６（付勢部材）とを有している。プランジャー８５は、中心軸Ｘ２方向に延びると共に中心軸Ｘ２方向に変位可能に設けられ、第２弁体４２側の一端が押し部材９０に接続される。コイルバネ８６は、プランジャー８５を中心軸Ｘ２方向において第２弁体４２から遠ざかる方向に付勢する。押し機構８０は、プランジャー８５の第２弁体４２側とは反対側の他端を、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を第２弁体４２側へ変位させる手動式の押し込み部材９６を備えている。

　上記の構成によれば、ソレノイド８３が正常に動作しない非常時であっても、押し込み部材９６によって押し部材９０を強制的に変位させることができ、第２弁体４２を第２弁座５１から離隔させることができる。つまり、ソレノイド８３を用いているため、プランジャー８５をコイルバネ８６の付勢力に抗して押すことによって容易に押し部材９０を変位させることができる。

　また、上記実施形態では、第２弁体４２の駆動部として温度応動部４３が用いられている。温度応動部４３は、流体の温度に応じて変形することによって、第２弁体４２を中心軸Ｘ２方向に変位させるものであり、駆動力はそれ程大きくない。そのため、固着した第２弁体４２を温度応動部４３で変位させることは容易ではないが、上記実施形態では押し機構８０によって確実に第２弁体４２を第２弁座５１から離隔させることができる。

　（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。

　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。

　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。

　また、上記実施形態の押し機構８０は、ソレノイド８３に代えて、電動アクチュエータによって押し部材９０を変位させるようにしてもよい。

　また、上記実施形態の押し機構８０は、ソレノイド８３に代えて、手動で押し部材９０を変位させるようにしてもよい。例えば、ソレノイド８３を省略し、押し込み部材９６によって直接押し部材９０を変位させるようにしてもよい。

　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。

　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。

１　　　　ドレントラップ（弁装置）
１０　　　ケーシング
４０　　　第２弁機構（弁機構）
４２　　　第２弁体（弁体）
４３　　　温度応動部（駆動部）
４６　　　コイルバネ（弾性部材）
５１　　　第２弁座
５２　　　弁孔
８０　　　押し機構
８３　　　ソレノイド
８５　　　プランジャー
８６　　　コイルバネ（付勢部材）
９０　　　押し部材
９６　　　押し込み部材
Ｘ２　　　中心軸

Claims

　流体の流路が形成されたケーシングと、
　前記流路に設けられ、弁孔が貫通する弁座、該弁座と前記弁孔の中心軸方向に対向する弁体、該弁体の前記弁座側とは反対側に設けられ、該弁体を保持すると共に、該弁体を前記中心軸方向に変位させることによって前記弁座に離着座させる駆動部を有する弁機構と、
　前記弁体が前記弁座に着座しているときに、前記弁体を前記中心軸方向において前記弁座から遠ざかる方向へ押すことによって前記弁体を前記弁座から離隔させる押し機構とを備え、
　前記弁機構は、前記駆動部を前記中心軸方向に弾性支持すると共に、前記弁体が前記押し機構によって押された際、前記弁体と共に押される前記駆動部の変位を許容する弾性部材を備えている
ことを特徴とする弁装置。
　請求項１に記載の弁装置において、
　前記押し機構は、
　　前記弁体の前記弁座側に設けられる押し部材と、
　　前記押し部材を前記中心軸方向において前記弁体側へ変位させることによって、前記押し部材で前記弁体を押すソレノイドとを有している
ことを特徴とする弁装置。
　請求項２に記載の弁装置において、
　前記押し部材は、前記中心軸方向に延びる棒部材であり、前記弁体側の一端が前記弁孔に挿入され、他端が前記ソレノイドに接続されている
ことを特徴とする弁装置。
　請求項３に記載の弁装置において、
　前記ソレノイドは、
　　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、前記弁体側の一端が前記押し部材に接続されるプランジャーと、
　　前記プランジャーを前記中心軸方向において前記弁体から遠ざかる方向に付勢する付勢部材とを有し、
　前記押し機構は、前記プランジャーの前記弁体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弁体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。
　請求項１または２に記載の弁装置において、
　前記駆動部は、前記流体の温度に応じて変形することによって、前記弁体を前記中心軸方向に変位させるように構成されている
ことを特徴とする弁装置。