JP2011257039A - ドレン回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレン溜り部のドレンをバケット内に流入させるようにしてバケットを確実にかつ速やかに沈下させて、正常に動作し得るようにしたドレン回収装置を提供する。
【解決手段】タンク本体１と、該タンク本体１内に隙間が保たれるようにして配置されるバケット９と、ドレン流入管３と、吸込口４ａがバケット９内に位置するドレン流出管４と、バケット９の浮上または沈下に伴い開閉する加圧弁７および排気弁８とを備え、タンク本体１の上部にバケット９が浮上または沈下するストロークに対応位置させて拡開され下部の内径よりも大きい内径の環状大径周壁１０を形成し、浮上したバケット９の外周面と環状大径周壁１０の内周面との間に一度に流入しバケット９が浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部１１を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気を熱源として使用している蒸気利用機器から排出されたドレンをボイラに還流させ、或いは低圧のドレンであって自己圧では所定の所に回収できないドレンを還流させるドレン回収装置に関するものである。

従来、この種ドレン回収装置には、例えば非特許文献１に示すような本出願人に係るものが有る。このドレン回収装置は、タンク本体がほぼ縦型円筒状に形成されている。通常、ドレン回収装置に上向きバケットや下向きバケットが使用されるが、ここで図４に上向きバケットを使用したドレン回収装置を示してその構造及び動作状態を説明する。すなわち、該ドレン回収装置は、蒸気利用機器から排出されたドレンが貯留される縦型円筒状のタンク本体ａと、該タンク本体ａ内に配置される上面が開口したバケットｂと、タンク本体ａに接続されるドレン流入管ｃと、タンク本体ａに接続され吸込口ｅが前記バケットｂ内に位置して該バケットｂ内のドレンを排出するドレン流出管ｄと、タンク本体ａに設けられバケットｂの浮上または沈下に伴い該タンク本体ａに取着されるリンク機構ｆを介して開閉する加圧弁ｇおよび排気弁ｈと、を備えている。

そして、ドレン流入管ｃを介してタンク本体ａ内にドレンが流入する。このドレンは初めはタンク本体ａとバケットｂとの間の隙間Ｓに溜り、流入されるドレンが増加するのに伴いバケットｂがその浮力により上昇する。この際、前記加圧弁ｇは閉じており排気弁ｈは開いている。この状態で、ドレンの水位が更に上がると、最終的にバケットｂが図４鎖線に示すような上端位置に達すると共にその上端縁からバケットｂ内にドレンが流入する。これにより、バケットｂの浮力が失われ図４実線に示すようにバケットｂが沈下する。これに伴い、リンク機構ｆを介して加圧弁ｇが開放され加圧気体がタンク本体ａ内に流入し、同時に排気弁ｈは閉塞される。このようにしてタンク本体ａ内の圧力が増加し、バケットｂ内のドレンをドレン流出管ｄを介してタンク本体ａの外部に排出するようにしている。バケットｂ内のドレンが排出されるとバケットｂが浮力を得て再び浮上し、流入するドレンが増加してドレンが該バケットｂ内に流入するのを待つことになる。

大洋弁栓株式会社、主要製造品目「ドレン回収機」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２２年６月２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｖｋ．ｊｐ／ｄｏｒｅｎ．ｈｔｍｌ＞

しかしながら、前記従来のドレン回収装置にあっては、タンク本体ａ内のドレンの量が増しバケットｂが浮上して上端位置に達しており、この状態で更にドレンがタンク本体ａ内に流入するとバケットｂ内にその上端縁からドレンが流入し始める。このとき、バケットｂ内に流入するドレンの量が少しずつであると、バケットｂは流入したドレンの重量に比例して沈下するので、その沈下量も少ない。ここで、バケットｂの沈下動作と連動してリンク機構ｆを介し加圧弁ｇが開放されることから、バケットｂの沈下動作がゆっくりであると、加圧弁ｇの開度も少なくタンク本体ａへの加圧気体の流入量も微量となり、バケットｂ内に溜まるドレンをドレン流出管ｄを介して外部に排出させるだけの圧力を得るのが難しくなる。

他方、タンク本体ａ内は、その中に流入した加圧気体によって流入圧よりも高圧となり、ドレン流入管ｃを介してドレンがそれ以上にタンク本体ａ内に流入し得なくなる。因みに、ドレン流入管ｃのタンク本体側には逆止弁が取着されており、タンク本体ａ内の圧力が流入側に洩出しないようになっている。このドレンのタンク本体ａ内への流入が停止すれば、バケットｂへのドレンの流入も停止し、バケットｂはそれ以上沈下しなくなる。すなわち、平衡状態が保たれ作動不能の状態となり、正常な動作が行なえないという課題が有る。これら課題は、タンク本体ａの内周面とバケットｂの外周面との間に必要量のドレンが確保されてないことに起因する。

そこで、本発明は前記課題を解決すべくなされたもので、流入するドレンの量の多寡にかかわらずドレンを一気にバケットへ流入させバケットが浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部を形成し、該ドレン溜り部のドレンをバケット内に流入させるようにしてバケットを確実にかつ速やかに沈下させて、正常に動作し得るようにしたドレン回収装置を提供することを目的とするものである。

かかる目的を達成するため、本発明のドレン回収装置は、蒸気利用機器から排出されたドレンが貯留されるタンク本体と、前記タンク本体内に外周面と該タンク本体の内周面との間に隙間が保たれるようにして配置される上面が開口したバケットと、前記タンク本体に接続されるドレン流入管と、前記タンク本体に接続され吸込口が前記バケット内に位置して該バケット内のドレンのみを排出するドレン流出管と、前記タンク本体に設けられ前記バケットの浮上または沈下に伴い該タンク本体に取着されるリンク機構を介して開閉する加圧弁および排気弁とを備え、前記ドレン流入管を介して前記タンク本体内にドレンが流入し、浮上した前記バケット内にドレンが流入することにより該バケットが浮力を失い沈下し、前記リンク機構を介して前記加圧弁が開くと共に前記排気弁が閉じ、加圧弁を介してタンク本体内に加圧気体が充填され、前記バケット内のドレンを前記ドレン流出管の吸込口を介して前記タンク本体の外部に排出するようにしたドレン回収装置であって、前記タンク本体の上部に前記バケットが浮上または沈下するストロークに対応位置させて拡開され下部の内径よりも大きい内径の環状大径周壁を形成し、前記バケットの外周面と前記環状大径周壁の内周面との間に該バケットへ一度に流入して該バケットが浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部を形成したことを特徴とする。

本発明に係るドレン回収装置は、タンク本体の上部にバケットが浮上または沈下するストロークに対応位置させて拡開され下部の内径よりも大きい内径の環状大径周壁を形成し、バケットの外周面と環状大径周壁の内周面との間にバケットへ一度に流入し該バケットが浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部を形成している。よって、浮上したバケット内に該バケットを下降させつつその上端縁からドレン溜り部のドレンを一度に連続して流入させることができ、これにより、バケットがその浮力を失い一気に沈下し、該バケット内のドレンが排出されることになる。このようにして、ドレン回収装置の正常な動作が行なわれる。

本発明に係るドレン回収装置の斜視図。 同作用を示す縦断面図。 同作用を示す縦断面図。 従来のドレン回収装置の縦断面図。

以下、本発明に係るドレン回収装置の最良の実施の形態を図面に基づき詳しく説明する。図１は本発明に係るドレン回収装置の斜視図、図２は同作用を示す縦断面図である。ドレン回収装置は、開口した上面に蓋板２を被せ固着することにより内部が密閉される縦型円筒状のタンク本体１から構成される。本発明に係るドレン回収装置は、例えば図示は省略するがボイラから発生する蒸気を使って各種の蒸気利用機器を動作させ、該蒸気利用機器から排出されたドレンを前記ボイラに還流させる場合に、或いは低圧ドレンの回収用に使用される。

タンク本体１は、下部としての下筒部１ａと、該下筒部１ａの上端に連接され該下筒部１ａより大径の上部としての上筒部１ｂと、を有する。この上筒部１ｂについては、後で詳しく説明する。タンク本体１における上筒部１ｂの一側に、不図示の蒸気利用機器から引き出されたドレン流入管３が接続され、タンク本体１内にドレンが流入または自然と落下するようになっている。一方、前記蓋板２の一側に、タンク本体１のドレン特に後記するバケット９内に貯留されるドレンのみを排出するためのドレン流出管４が接続される。このため、該ドレン流出管４は、その吸込口４ａがタンク本体１内に配置されるバケット９内に位置している。また、蓋板２の中心を挟んだ両側に、タンク本体１内に加圧気体を供給する気体供給管５とタンク本体１内の加圧気体を排出する気体排出管６とが接続される。気体供給管５は加圧弁７を介して蓋板２に接続され、気体排出管６は排気弁８を介して接続されている。ドレン流入管３の流入口はタンク本体１における上筒部１ｂに開設され、蓋板２に比べ低位置に設けられており、ドレンの流入抵抗を小さくしている。また、ドレン流入管３の流入口は、その内周縁の上端縁がタンク本体１の底まで沈下したバケット９の上端縁より下側に位置するようになっている。

前記タンク本体１内にバケット９が配置される。該バケット９は、上面が開口９ａする有底状の円筒からなり、タンク本体１における下筒部１ａに入り込んでいる。そして、タンク本体１における下筒部１ａの内周面とバケット９の外周面との間に僅かな隙間Ｓが保たれている。初めタンク本体１内に流入するドレンは、その隙間Ｓに溜り上昇していく。よってバケット９は、タンク本体１内のドレンの水位が上がることによりその浮力を得てタンク本体１内で浮上するようになっている。前記タンク本体１における下筒部１ａの内径は例えば２０４．７ｍｍに設定され、その高さが例えば１６５ｍｍに設定される。また、タンク本体１における上筒部１ｂの内径は例えば２５４．２ｍｍに設定され、その高さは１０２ｍｍに設定されている。前記バケット９は、上筒部１ｂの高さ範囲内で上下に移動できるようになっている。ドレン流出管４はその吸込口４ａがバケット９内に介在するが、該バケット９が浮力によって浮上または沈下して上下動することから、その動作に支障を来たすことなくしかもバケット９内のドレンを十分に吸水して排出できるように、その吸込口４ａの位置が設定される。

このように、タンク本体１における上筒部１ｂは拡開され、下筒部１ａの内径よりも大きい内径の環状大径周壁１０が形成される。また、その高さすなわち前記上筒部１ｂの高さ１０２ｍｍは、前記バケット９が浮上または沈下するストロークに対応位置させて設定されている。そして、バケット９の外周面と前記環状大径周壁１０の内周面との間にドレン溜り部１１が形成される。該ドレン溜り部１１は、バケット９が上端位置に達したとき、該バケット９内に一度に流入し該バケット９が浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンをそのバケット９の外側に確保しておくためのものである。

前記蓋板２の裏側に、バケット９の浮上または沈下動作に伴い加圧弁７や排気弁８を開閉するリンク機構１２が設けられる。すなわち、蓋板２の裏面に加圧弁７と排気弁８に近接させてそれぞれ第一支持杆１３ａと第二支持杆１３ｂとが下方へ垂設され、これら第一・第二支持杆１３ａ，１３ｂの下端部にそれぞれ第一リンク１４と第二リンク１５が上下に自在に回動するように軸着される。一方、バケット９の内底面の中央に、上方へ起立する縦杆１６が設けられる。該縦杆１６は、蓋板２の上面から上方へ突出している。そして、その突出した部位は、蓋板２に立設され下端が蓋板２の下方で開口する円筒状のガイド管１７内に挿通されている。バケット９の浮上と共に縦杆１６も上昇するも、該縦杆１６の上端がガイド管１７の上端内面に当接することによりバケット９が上端位置として停止するようになっている。蓋板２の裏面近くの縦杆１６であって、上部と下部にそれぞれ分かれて一対ずつの上係合杆１８，１８と下係合杆１９，１９がほぼ水平に突設されている。これら上係合杆１８，１８と下係合杆１９，１９とは、いずれも上下に所定の間隔離して設けられている。

加圧弁７は、第一弁座２０の上方に該第一弁座２０を開閉する第一弁体２１が配置されると共に、該第一弁体２１から下方へ第一作用片２２が垂設される。該第一作用片２２は第一弁座２０を貫通して下方へ伸びその下端部に、所定の間隔離して上下一対のフランジ２３，２３が周設される。また、排気弁８は、第二弁座２４の下方に該第二弁座２４を開閉する第二弁体２５が配置されると共に、該第二弁体２５から下方へ第二作用片２６が垂設される。該第二作用片２６の下端部にも、所定の間隔離して上下一対のフランジ２７，２７が周設されている。

そして、第一リンク１４における内側端部１４ａが縦杆１６の下部に位置する一対の下係合杆１９，１９間に介入され、同じく外側端部１４ｂが加圧弁７における第一弁体２１から垂設された第一作用片２２の一対のフランジ２３，２３間に介入されている。これにより、例えばバケット９の浮上と共に縦杆１６が上昇すると、第一リンク１４が図２で反時計回り方向に回動し、第一作用片２２の下降と共に第一弁体２１が下降して第一弁座２０を閉塞する。これに対し、バケット９の沈下と共に縦杆１６が下降すると、第一リンク１４が図２で時計回り方向に回動し、第一作用片２２の上昇と共に第一弁体２１が上昇して第一弁座２０を開ける。

また、第二リンク１５における内側端部１５ａが縦杆１６の上部に位置する一対の上係合杆１８，１８間に介入され、同じく外側端部１５ｂが排気弁８における第二弁体２５から垂設された第二作用片２６の一対のフランジ２７，２７間に介入されている。そして、バケット９の浮上と共に縦杆１６が上昇することにより、第二リンク１５が図２で時計回り方向に回動し、第二作用片２６の下降と共に第二弁体２５が下降して第二弁座２４を開ける。これに対し、バケット９の沈下と共に縦杆１６が下降することにより、第二リンク１５が図２で反時計回り方向に回動し、第二作用片２６の上昇と共に第二弁体２５が上昇して第二弁座２４を閉じる。

本発明に係るドレン回収装置は上記構成からなり、次にその作用を説明する。まず、ドレン流入管３から流入したドレンＷは、タンク本体１における下筒部１ａの内周面とバケット９の外周面との間の隙間Ｓに溜る。更に、その量が増えると、図２鎖線に示すようにドレンＷの水位が、タンク本体１における上筒部１ｂである環状大径周壁１０の内周面とバケット９の外周面との間にまで達する。そしてバケット９は、その浮力と釣り合って上昇した位置で停止している。この状態では、バケット９の浮上に伴いリンク機構１２を介して加圧弁７の第一弁座２０が第一弁体２１により塞がれ、加圧気体の流入は停止されている。同時に、排気弁８における第二弁座２４は、第二弁体２５が下降することにより開いている。また、バケット９内にはドレンＷが流入していない。

この状態で、ドレン流入管３を介してタンク本体１内にドレンＷが連続して流入すると、その浮力によりバケット９が図２実線の上端位置に達して停止する。しかし、ドレンＷは更に増え続け、最終的にバケット９の上端の開口９ａ縁からバケット９内に流入する。このとき、バケット９の外周面とタンク本体１における環状大径周壁１０の内周面との間には、バケット９内に一度に流入し該バケット９が浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部１１が形成されていることから、該バケット９内には該ドレン溜り部１１に溜まるドレンＷがバケット９を下降させつつ連続して流れ込む。

これによって、バケット９内にドレンＷが一気に溜まると共に同時に浮力が失われ、バケット９が図３鎖線の上端位置から同図実線に示すようにタンク本体１の底部に一気に沈下する。これに伴い、リンク機構１２を介して加圧弁７の第一弁体２１が上昇し第一弁座２０か開放され該加圧弁７からタンク本体１内に加圧気体が流入する。そして、タンク本体１内の圧力が加圧気体により高められ、バケット９内のドレンＷがドレン流出管４の吸込口４ａを介してタンク本体１の外部へ排出される。このとき、排気弁８は閉塞されている。また、図示は省略するが、ドレン流入管３内には逆止弁が設けられ、加圧気体がドレン流入管３内を逆流しないようにしている。

バケット９内のドレンＷが排出されると、バケット９に再び浮力が働き、該浮力と釣り合う位置までバケット９が浮上する。バケット９が浮上すると、加圧弁７の第一弁体２１がリンク機構１２を介して下降し第一弁座２０を閉塞し、加圧気体の流入を停止させる。また、排気弁８の第二弁体２５がリンク機構１２を介し下降して第二弁座２４を開け、タンク本体１内の余分な加圧気体を気体排出管６を介してタンク本体１の外部に排出する。このようにして、バケット９が図２鎖線のように浮力と釣り合った状態に位置する。そして、ドレン流入管３を介してタンク本体１内に連続してドレンが流入することによりバケット９が浮上すると共にその上端位置で停止し、該バケット９の上端の開口９ａ縁からバケット９内に再びドレンＷが流入することになる。その後は、前記と同様な動作を繰り返す。ドレン回収装置から排出されたドレンは、不図示のボイラに還流される。

このように本発明に係るドレン回収装置は、タンク本体１の上部をバケット９が浮上または沈下するストロークに対応位置させて外側へ拡開し、タンク本体１における下部の内径よりも大きい内径の環状大径周壁１０を形成し、バケット９の外周面と環状大径周壁１０の内周面との間に該バケット９に一度に流入し該バケット９が浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部１１を形成している。よって、浮上したバケット９内に該バケット９を下降させつつその上端縁からドレン溜り部１１のドレンを一度に連続して流入させることができ、これにより、バケット９がその浮力を失い一気に沈下し、該バケット９内のドレンが排出されることになる。このようにして、ドレン回収装置の正常な動作が行なわれる。

また本発明にあって、前記のようにタンク本体１の上部に形成されたドレン溜り部１１は、ドレンＷが排出され軽くなったバケット９がその浮力により上昇するとき、タンク本体１のバケット９より下方に速やかにドレンＷを供給させる機能も果たしている。更に、タンク本体１を大径の上筒部１ｂと小径の下筒部１ａとにより形成しているが、このように下筒部１ａの内径を小さくすることにより、タンク本体１内の容積が小さくなり、少ない容積の加圧気体でドレン回収装置の動作が行なわれることになって加圧気体の有効利用が図られる。

１ タンク本体
３ ドレン流入管
４ ドレン流出管
７ 加圧弁
８ 排気弁
９ バケット
１０ 環状大径周壁
１１ ドレン溜り部
１２ リンク機構
Ｓ 隙間
Ｗ ドレン

Claims (1)

1. 蒸気利用機器から排出されたドレンが貯留されるタンク本体と、前記タンク本体内に外周面と該タンク本体の内周面との間に隙間が保たれるようにして配置される上面が開口したバケットと、前記タンク本体に接続されるドレン流入管と、前記タンク本体に接続され吸込口が前記バケット内に位置して該バケット内のドレンのみを排出するドレン流出管と、前記タンク本体に設けられ前記バケットの浮上または沈下に伴い該タンク本体に取着されるリンク機構を介して開閉する加圧弁および排気弁とを備え、
   前記ドレン流入管を介して前記タンク本体内にドレンが流入し、浮上した前記バケット内にドレンが流入することにより該バケットが浮力を失い沈下し、前記リンク機構を介して前記加圧弁が開くと共に前記排気弁が閉じ、加圧弁を介してタンク本体内に加圧気体が充填され、前記バケット内のドレンを前記ドレン流出管の吸込口を介して前記タンク本体の外部に排出するようにしたドレン回収装置であって、
   前記タンク本体の上部に前記バケットが浮上または沈下するストロークに対応位置させて拡開され下部の内径よりも大きい内径の環状大径周壁を形成し、前記バケットの外周面と前記環状大径周壁の内周面との間に該バケットへ一度に流入して該バケットが浮力を失い一気に沈下するような容量のドレンが確保されるドレン溜り部を形成したことを特徴とするドレン回収装置。

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