JP2017008967A - フロート式スチームトラップ - Google Patents

Abstract

【課題】貯留室のフロートが上昇下降して排出口を開閉するフロート式スチームトラップにおいて、貯留室に空気が混入しても貯留室のドレンを正常に排出させること。
【解決手段】フロート式スチームトラップ１は、ドレンの貯留室１３と貯留室１３のドレンが排出される排出口１７とが形成されたケーシング１０と、貯留室１３に配置され、貯留室１３のドレン水位に応じて上昇下降し排出口１７を開閉するフロート１９と、ケーシング１０に設けられ、貯留室１３の上部に連通するエア抜き弁３０と、貯留室１３におけるドレンの流入温度が所定値未満になると、エア抜き弁３０を開弁させる制御部４０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本願は、フロートによって排出口が開閉されるフロート式スチームトラップに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、ドレン（復水）のみを自動的に排出するフロート式のスチームトラップが知られている。このスチームトラップは、ドレンの貯留室（弁室）および排出口（弁口）が形成されたケーシングと、貯留室に配置されたフロートとを備えている。このスチームトラップでは、貯留室のドレン水位に応じてフロートが上昇下降し、そのフロートの上下動によって排出口が開閉される。また、このスチームトラップには、排出口へ進退することによって排出口に詰まっている異物を除去する清掃部材（異物排除部材）が設けられている。こうして清掃部材を進退動作させることにより、排出口に異物が詰まってドレンが排出されなくなるという問題を解決することができる。

ＷＯ２００８−１０７９６７号公報

しかしながら、上述したようなフロート式スチームトラップでは、清掃部材を動作させてもドレンの排出が正常に行われないという場合があった。即ち、空気（エア）混じりのドレンや蒸気が貯留室に流入する等して貯留室に空気が混入すると、混入した空気の存在により貯留室の上部においてドレンや蒸気の占める容積が少なくなりドレン水位が上昇しなくなる。そうすると、フロートは排出口を開く高さまで上昇しないため、排出口は閉じられたままとなりドレンが排出されなくなってしまう。

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、貯留室のフロートが上昇下降して排出口を開閉するフロート式スチームトラップにおいて、貯留室に空気が混入しても貯留室のドレンを正常に排出させることにある。

本願のフロート式スチームトラップは、ケーシングと、フロートと、エア抜き弁と、制御部とを備えている。上記ケーシングは、ドレンの貯留室と、該貯留室のドレンが排出される排出口とが形成されている。上記フロートは、上記貯留室に配置され、該貯留室のドレン水位に応じて上昇下降し上記排出口を開閉するものである。上記エア抜き弁は、上記ケーシングに設けられ、上記貯留室の上部に連通するものである。上記制御部は、上記貯留室におけるドレンの流入温度または流入圧力が所定値未満になると、上記エア抜き弁を開弁させるものである。

本願のフロート式スチームトラップでは、貯留室に空気（エア）が混入することによってフロートが排出口を開く高さまで上昇しなくなり貯留室のドレンが排出されなくなると、新たなドレンが貯留室に流入しなくなるので、貯留室におけるドレンの流入温度（流入圧力）が低下していく。本願のフロート式スチームトラップによれば、ドレンの流入温度（流入圧力）が所定値よりも下回ると、エア抜き弁を開弁させるようにしたため、貯留室に混入した空気を外部に排出させることができる。これにより、貯留室において新たなドレンや蒸気が流入する容積が確保され、貯留室に新たなドレンや蒸気を流入させることができる。これにより、フロートを上昇させて排出口を開くことができるので、貯留室のドレンを排出させることができる。以上のように、本願のフロート式スチームトラップによれば、貯留室に空気が混入しても貯留室のドレンを正常に排出させることが可能である。

図１は、実施形態に係るフロート式スチームトラップの概略構成を示す断面図である。 図２は、実施形態に係る制御部の制御動作を示すフローチャートである。

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。

本実施形態のフロート式スチームトラップ１（以下、単にスチームトラップ１という。）は、例えば蒸気システムに設けられ、蒸気の凝縮によって発生した高温高圧のドレン（復水）が流入して貯留され自動的に排出されるものである。図１に示すように、スチームトラップ１は、密閉容器であるケーシング１０と、フロート１９と、清掃機構２３と、エア抜き弁３０（空気抜き弁）と、制御部４０とを備えている。

ケーシング１０は、本体部１１に蓋部１２がボルトで締結されてなり、内部にドレンの貯留室１３が形成されている。ケーシング１０は、本体部１１に形成されたドレンの流入通路１４を有している。また、ケーシング１０は、本体部１１と蓋部１２とに跨って形成された排出通路１５を有している。流入通路１４は、貯留室１３の上部に連通している。貯留室１３の下部には、蓋部１２に弁座１６が設けられている。弁座１６には、排出通路１５に連通する排出路１８が形成されている。この排出路１８では、貯留室１３側の端部がドレンの排出口１７（弁口）となっており、いわゆるオリフィスを構成している。つまり、排出口１７は貯留室１３のドレンが排出される。

フロート１９は、中空球形に形成され、貯留室１３に自由状態で配置されている。フロート１９は、貯留室１３のドレン水位に応じて上昇下降し、弁座１６の貯留室側端面に離着座するように構成されている。そして、フロート１９は弁座１６に離着座することによって排出口１７を開閉する。蓋部１２には、フロート１９が排出口１７を閉じた状態で接触（着座）するフロート座２１が設けられている。スチームトラップ１では、流入通路１４から貯留室１３に流入したドレンが弁座１６の排出口１７（排出路１８）から排出され、排出通路１５を介して外部に流出する。

清掃機構２３は、弁座１６の排出口１７に付着した異物を自動的に除去するものであり、蓋部１２に設けられている。つまり、清掃機構２３は貯留室１３の外部に位置する。清掃機構２３は、清掃部材２４と、保持部材２５と、押え部材２７と、電動機２８とを備えている。

保持部材２５は、略円筒状に形成され、蓋部１２において弁座１６と同一軸上にねじ結合されている。清掃部材２４は、断面が円形の棒状に形成され、保持部材２５に該保持部材２５と同軸に挿入されている。清掃部材２４の後端（図１において右側端部）は、電動機２８に連結されている。清掃部材２４の略中央部分は、外周面に雄ねじが形成されており、保持部材２５と螺合している。清掃部材２４は、先端（図１において左側端部）が弁座１６の排出路１８に挿入された状態で位置している。保持部材２５にはシール部材２６が収容されており、シール部材２６は保持部材２５の後端部（図１において右側端部）に螺合する押え部材２７によって押さえられている。シール部材２６は、保持部材２５と清掃部材２４との隙間からドレンが漏洩するのを防止する。

電動機２８は、清掃部材２４の駆動部を構成しており、清掃部材２４を可逆に回転駆動するものである。清掃機構２３では、電動機２８によって清掃部材２４が例えば正方向に回転すると、清掃部材２４が前進して先端が排出口１７に進入する。これにより、排出口１７に詰まっている異物が清掃部材２４によって除去される。また、電動機２８によって清掃部材２４が逆方向に回転すると、清掃部材２４が後退して先端が排出口１７から離隔する。つまり、清掃機構２３では、電動機２８によって清掃部材２４が排出口１７へ進退動作し、清掃部材２４が排出口１７の異物を除去するように構成されている。

エア抜き弁３０は、ケーシング１０（本体部１１）の上部に設けられ、貯留室１３の上部に連通している。エア抜き弁３０は、弁ケース３１と、弁体３４と、電動機３６とを備え、貯留室１３の上部に混入した空気（エア）を外部に排出させるものである。

弁ケース３１は、略円柱状に形成され、本体部１１に螺合接合されている。弁ケース３１の内部には、流入路３２および排出路３３が形成されている。流入路３２は、弁ケース３１の軸方向（図１において上下方向）に延びており、一端（流入端）が貯留室１３の上部に連通している。排出路３３は、水平方向に延びており、一端（排出端）が外部に連通している。弁体３４は、球形に形成されており、弁ケース３１内に収容されて流入路３２を開閉するものである。弁体３４には、弁ケース３１の軸方向に延びる弁棒３５が一体的に設けられている。弁棒３５の端部（図１において上側端部）は、電動機３６に連結されている。

電動機３６は、弁体３４の駆動部を構成しており、弁棒３５を介して弁体３４を上下動させるものである。エア抜き弁３０では、電動機３６によって弁体３４が下降すると、流入路３２が弁体３４によって閉じられる。そうすると、貯留室１３（貯留室１３の上部）は外部と遮断される。また、電動機３６によって弁体３４が上昇すると、流入路３２が開き排出路３３と連通する。つまり、流入路３２が排出路３３を通じて外部と連通する。そうすると、貯留室１３の上部と外部とが連通し、貯留室１３の空気が外部に排出される。このように、エア抜き弁３０は開弁することにより貯留室１３の上部の空気を外部に排出させるように構成されている。

制御部４０は、清掃機構２３およびエア抜き弁３０を駆動制御するものである。制御部４０は、温度を検出する検出部４１を有しており、検出部４１が本体部１１に螺合接合されて取り付けられている。検出部４１は、本体部１１において流入通路１４の近傍に接合されており、その本体部１１の温度を検出する。この検出される本体部１１の温度は、流入通路１４におけるドレンの温度（即ち、貯留室１３におけるドレンの流入温度、以下、入口温度という。）に相当する。そして、制御部４０は、検出部４１によって検出された入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁３０および清掃機構２３を駆動するように構成されている。

具体的に、制御部４０は、図２に示すフローチャートに従って制御動作を行う。先ず、制御部４０は、検出部４１の入口温度が所定値未満であるか否かを判定し（ステップＳＴ１）、所定値未満であるとステップＳＴ２へ移行する。また、制御部４０は、入口温度が所定値以上であると、そのまま待機する。ステップＳＴ２では、制御部４０によってエア抜き弁３０が開弁される。つまり、電動機３６によって弁体３４が上昇し、流入路３２が開く。そうすると、貯留室１３の上部に混入している空気がエア抜き弁３０（流入路３２および排出路３３）を介して外部に排出される。これにより、貯留室１３において新たなドレンや蒸気が流入する容積が確保され、貯留室１３に新たなドレンや蒸気が流入する。そうすると、貯留室１３のドレン水位が上昇するので、それに伴ってフロート１９が上昇して排出口１７が開き、貯留室１３のドレンが排出される。貯留室１３に新たなドレンや蒸気が流入することにより、検出部４１の入口温度は所定値以上に上昇する。

エア抜き弁３０が開弁された後、制御部４０は、検出部４１の入口温度が所定値以上になったか否かを判定し（ステップＳＴ３）、上述したように入口温度が所定値以上になるとエア抜き弁３０を閉弁させる（ステップＳＴ５）。つまり、電動機３６によって弁体３４が下降し、流入路３２が閉じられる。こうして、貯留室１３に空気が混入することによって貯留室１３のドレンが排出されなくなる状態（ドレンの排出不能状態）が改善される。

また、制御部４０は、ステップＳＴ３において検出部４１の入口温度が所定値以上にならないと判定すると、清掃機構２３を駆動する（ステップＳＴ４）。つまり、エア抜き弁３０が開弁されて所定時間が経過した後においても入口温度が所定値以上に上昇しない場合、ドレンの排出不能状態は貯留室１３への空気混入が原因ではなく排出口１７の詰まりが原因として、清掃機構２３が駆動される。そうすると、電動機２８によって清掃部材２４が前進して排出口１７に進入し、排出口１７に詰まっている異物が除去される。こうして、排出口１７に異物が詰まることによって発生するドレンの排出不能状態が改善される。

このように、本実施形態の制御部４０では、ドレンの入口温度が所定値未満に低下したことをもってドレン排出不能状態が発生したと判断し、先ずはエア抜き弁３０を開弁させるようにしている。そして、エア抜き弁３０を開弁してもドレンの入口温度が所定値以上に上昇しない場合は、ドレンの排出不能状態の原因は排出口１７の詰まりと判断して清掃機構２３を駆動するようにしている。

以上のように、上記実施形態のスチームトラップ１によれば、ドレンの入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁３０を開弁させるようにしたため、貯留室１３に混入した空気を外部に排出させることができる。これにより、貯留室１３において新たなドレンや蒸気が流入する容積が確保され、貯留室１３に新たなドレンや蒸気を流入させることができる。これにより、フロート１９を上昇させて排出口１７を開くことができるので、貯留室１３のドレンを排出させることができる。こうして、上記実施形態のスチームトラップ１によれば、貯留室１３に空気が混入しても貯留室１３のドレンを正常に排出させることが可能である。

また、上記実施形態のスチームトラップ１によれば、ドレンの入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁３０を開弁させるだけでなく、清掃機構２３を駆動する（清掃部材２４を進入動作させる）ようにした。こうすることで、ドレンの排出不能状態の原因となる貯留室１３への空気混入と排出口１７の詰まりの両方を確実に解決することができる。

しかも、上記実施形態のスチームトラップ１では、エア抜き弁３０を開弁させた後、ドレンの入口温度が所定値以上に上昇しない場合に清掃機構２３を駆動するようにしたため、効果的にドレンの排出不能状態を改善することができる。排出口１７の詰まりは、長期間の運転によって生じる場合が多いため、その発生頻度は貯留室１３への空気混入の発生頻度に比べて少ない。このことから、エア抜き弁３０の開弁を清掃機構２３の駆動よりも先に行うことにより、発生頻度の高い貯留室１３への空気混入の解決措置を優先的に講じることができる。したがって、ドレンの排出不能状態を効果的に改善することができる。

なお、上記実施形態は、以下のとおり構成するようにしてもよい。

例えば、上記実施形態において、制御部４０は、ドレンの入口温度に代えて、流入通路１４におけるドレンの圧力（入口圧力）、即ち貯留室１３におけるドレンの流入圧力が、所定値未満になると、エア抜き弁３０および清掃機構２３を駆動するようにしてもよい。この場合、制御部４０は検出部４１が流入通路１４内に位置するように設けられる。ドレンの排出不能状態が生じて新たなドレンや蒸気が貯留室１３に流入しなくなると、ドレンの入口温度だけでなく入口圧力も低下するため、この入口圧力が所定値未満に低下したことをもってドレンの排出不能状態が発生したと判断することができる。したがって、この場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

また、上記実施形態において、制御部４０は、ドレンの入口温度が所定値未満になると、エア抜き弁３０の開弁と清掃機構２３の駆動（清掃部材２４の進入動作）を同時に行うようにしてもよい。

また、上記実施形態において、制御部４０は、ドレンの入口温度が所定値未満になると、清掃機構２３の駆動（清掃部材２４の進入動作）を先に行い、その後、エア抜き弁３０の開弁を行うようにしてもよい。

本願に開示の技術は、ドレンの貯留室に設けられたフロートの上昇下降によって排出口が開閉されるフロート式スチームトラップについて有用である。

１ フロート式スチームトラップ
１０ ケーシング
１３ 貯留室
１７ 排出口
１９ フロート
２４ 清掃部材
３０ エア抜き弁
４０ 制御部

Claims (3)

1. ドレンの貯留室と該貯留室のドレンが排出される排出口とが形成されたケーシングと、
   上記貯留室に配置され、該貯留室のドレン水位に応じて上昇下降し上記排出口を開閉するフロートと、
   上記ケーシングに設けられ、上記貯留室の上部に連通するエア抜き弁と、
   上記貯留室におけるドレンの流入温度または流入圧力が所定値未満になると、上記エア抜き弁を開弁させる制御部とを備えている
   ことを特徴とするフロート式スチームトラップ。
2. 請求項１に記載のフロート式スチームトラップにおいて、
   上記排出口へ進入して該排出口の異物を除去する清掃部材を備え、
   上記制御部は、上記貯留室におけるドレンの流入温度または流入圧力が所定値未満になると、上記エア抜き弁を開弁させ上記清掃部材を進入動作させる
   ことを特徴とするフロート式スチームトラップ。
3. 請求項２に記載のフロート式スチームトラップにおいて、
   上記制御部は、上記貯留室におけるドレンの流入温度または流入圧力が所定値未満になると、上記エア抜き弁を開弁させ、その後、上記流入温度または流入圧力が所定値未満のままであると、上記清掃部材を進入動作させる
   ことを特徴とするフロート式スチームトラップ。
   

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