JP3761985B2 - 温調トラップ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気配管の下流側に設けられ、復水が所定温度以下のときに開弁して、復水を外部に排出するようにした温調トラップに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の温調トラップは、ボディの内部に、弁座部材と、この弁座部材の弁座面との間で通路を開閉する弁体をもつ弁棒と、この弁棒に嵌め込まれる感温駆動体であるバイメタルコラムとを設けている。そして、復水温度が所定温度以上のとき、バイメタルコラムの熱膨張により弁棒を閉弁方向に移動させ、その弁体で弁座面を閉止して所定温度以上の復水の外部排出を阻止し、また、復水が所定温度以下になったとき、バイメタルコラムの熱膨張力が衰退することにより、弁棒を開弁方向に移動させて弁座面を開放し、所定温度以下の復水を外部に排出する。
【0003】
また、前記ボディの内部には、バイメタルコラムの熱膨張時の変形量を制御可能な調整ねじを設け、温調トラップを蒸気配管に取り付ける前に、前記調整ねじを螺回操作して、バイメタルコラムの熱膨張による閉弁温度を適宜設定(初期設定)することにより、排水温度を任意に調整できるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の温調トラップでは、バイメタルコラムの調整ねじがボディ内に組み込まれているので、初期設定後に、排水温度をボディ外部から調整することができなかった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、排水温度を随時ボディ外部から容易に調整できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成を、実施態様を示す図1を参照して説明する。本発明の温調トラップは、一端に弁体41を有する弁棒4と、一端に支持フランジ51を有し、前記弁棒4の外周に嵌め込まれたスリーブ5と、前記弁棒4に取付けられたばね受け部材6と、前記スリーブ5の外周に嵌め込まれ、前記支持フランジ51に一端部が支持されて、熱膨張により前記弁棒4の閉弁方向に駆動力を発生する感温駆動体7と、前記スリーブ5の外周に嵌め込まれて、一端部が前記感温駆動体7の他端部に対向し、他端部が前記ばね受け部材6に対向する圧縮ばね8とを有し、さらに、前記温調トラップの外部からの操作により、前記弁棒4に対し前記スリーブ5を軸方向に移動させる調整部材9を備えたことを特徴としている。
【0007】
以上の温調トラップによれば、復水温度が所定温度以上のとき、スリーブ5の外周に嵌め込まれた感温駆動体7が熱膨張し、これに伴い圧縮ばね8が圧縮されることにより、ばね受け部材6を介して弁棒4がスリーブ5に沿って閉弁方向に移動し、この弁棒4の弁体41が弁座部材の弁座面に圧接されて閉弁状態となり、復水の外部排出を阻止する。復水が所定温度以下に低下して、感温駆動体7の熱膨張力が低下し、これに伴い圧縮ばね8が伸長することにより弁棒4に対する閉弁方向への押圧力が低下する。これら感温駆動体7と圧縮ばね8とで弁棒4を閉弁方向に移動させようとする力に対し、弁棒4および弁体41に作用するボディ1内の復水圧力により弁棒4が開弁方向に移動しようとする力が打ち勝ったとき、この弁棒4が開弁方向に移動して弁座面から離間して開弁状態となり、所定温度以下の復水を外部に排出する。
【0008】
また、調整部材9を調整してスリーブ5を軸方向に移動させ、その一端側に設けるフランジ51と圧縮ばね8との間に介装した感温駆動体7の熱膨張時の変形量を調整して、この感温駆動体7の熱膨張による閉弁温度を適宜設定することにより、排水温度が任意に調整される。このとき、前記調整部材9は、温調トラップの外部側から操作するようにしているので、排水温度の調整を容易に行える。また、前記弁棒4の初動温度、つまり開弁動作の開始温度は、感温駆動体7と圧縮ばね8によって設定されるので、飽和温度線に沿ってこれとほぼ平行となるように弁棒4の初動温度の調整を行える。
【0009】
本発明の実施形態では、前記スリーブ5と圧縮ばね8との間にストッパスリーブ10を設けている。この構成によれば、感温駆動体7の熱膨張によって圧縮ばね8が圧縮されるとき、感温駆動体7がストッパスリーブ10に当接して、圧縮ばね8の過度な圧縮を阻止する。これにより、圧縮ばね8の破損を防止できて、耐久性が高まる。
【0010】
また、本発明の別の実施形態では、前記調整部材9を、温調トラップのボディ1に設けたカバー2に貫通状にねじ連結している。この構成によれば、カバー2の外方から調整部材9を螺回操作することにより、排水温度の調整を容易に行える。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示す温調トラップは、左右両側に流入口1aと排出口1bをもつボディ1と、このボディ1の上部の開口部に着脱可能にねじ連結されるカバー2とを備えている。前記ボディ1の内部には、その底部にねじ結合された弁座部材3と、この弁座部材3を上下方向に挿通し、その下端側に前記弁座部材3に形成された弁座面31との間の通路を開閉する弁体41を設けた弁棒4とが配置されている。
【0012】
前記弁座部材3は、上部側に弁棒4が挿通する挿通孔32を設け、その下部側にボディ1の内部と前記排出口1bとを連通させる連通路33を形成している。この連通路33は、図2に示すように、前記挿通孔32よりも径大な上下方向に延びる第1孔33aと、この第1孔33aの上部から径方向に延びる第2孔33bと、前記第1孔33aの下部に放射状に接続されて排出口1b側に常時開口する複数の第3孔33cとを有している。前記第1孔33aの下部、つまり第3孔33cとの接続部に、下部側が径大で上部側が径小となるテーパ面からなる弁座面31が形成されている。
【0013】
前記弁棒4の弁体41には、図3に示すように、弁座面31に圧接されるテーパ面41aが形成されている。また、弁棒4の上部側には、径方向に貫通するピン孔42を設け、このピン孔42には図1の第1ピン43を挿通させて、その挿通された第1ピン43の両端部でワッシャ等からなる圧縮ばね8のばね受け部材6を支持している。
【0014】
また、前記弁棒4の外周には、この弁棒4に対し軸方向に相対移動可能なスリーブ5を嵌め込む。このスリーブ5は、図4に示すように、下端側に支持フランジ51を一体形成し、上部側には、前記弁棒4に挿通した第1ピン42を進入させ、弁棒4とスリーブ5の相対移動を可能にする2本のスリット52を設けるとともに、各スリット52に対して直交する位置には、後述する調整部材9とスリーブ5を連結するための第2ピン53を挿通させるピン孔54を形成する。
【0015】
図1に示すように、前記スリーブ5の外周には、複数のバイメタルを重合したバイメタルコラムのような感温駆動体7を上下移動可能に嵌め込む。このバイメタルコラム7は、Cu等からなる高膨張部材71とNi等からなる低膨張部材72を重合させ、高膨張部材71が外部側に、低膨張部材72が内部側に位置するように2枚一組として重ね合わせ、この2枚一組とされた複数組を前記スリーブ5に嵌め込んで、バイメタルコラム7の一端部(下端部)をスリーブ5の下端のフランジ51で支持する。
【0016】
また、前記スリーブ5の外周囲でばね受け部材6と感温駆動体7の他端部(上端部)との間には、コイルばねからなる圧縮ばね8を介装する。
【0017】
さらに、前記カバー2には、スリーブ5を上下動させて、感温駆動体7の熱膨張時における変形量を制御可能な調整部材9を取付ける。この調整部材9は、図5に示すように、下方内部に盲孔部90をもつ軸体91からなり、この軸体91の上部側に、前記カバー2の中央部に設けたねじ孔21(図1)に螺合するねじ部92を、上端面にはカバー2の外方からドライバ等を差し込んで軸体91を螺回操作するための操作溝93を設けるとともに、軸体91の下部側には、その盲孔部90を貫通して径方向に延びる複数の貫通孔94を形成する。そして、前記盲孔部90にスリーブ5の上部側を挿入して、このスリーブ5のピン孔54に挿通する第2ピン53を貫通孔94に圧入させることにより、この第2ピン53を介して軸体91とスリーブ5とを連結する。
【0018】
また、図1に示すスリーブ5と圧縮ばね8との中間部位で、前記ばね受け部材6と感温駆動体7の上端部との間には、この感温駆動体7の熱膨張に伴い圧縮ばね8が感温駆動体7とばね受け部材6との間で圧縮されるとき、感温駆動体7の上端部に当接して圧縮ばね8の過度な圧縮を阻止するストッパスリーブ10を介装する。なお、95は、調整部材9とカバー2との間に設けたシール部材である。
【0019】
次に、以上の構成とした温調トラップの作用について説明する。流入口1aからボディ1内に流入した復水の温度が所定温度以上のときには、図1のように、感温駆動体7の各熱膨張要素(各バイメタル組)が熱膨張して上下方向に湾曲状に変形することにより、圧縮ばね8が感温駆動体7とばね受け部材6との間で圧縮されて、ばね受け部材6を上方側へと押動し、これに伴い第1ピン43がスリーブ5の各スリット52に沿って上動しながら、弁棒4がスリーブ5に対し上方の閉弁方向へと移動し、この弁棒4の先端の弁体41が弁座部材3の弁座面31に圧接して閉弁し、復水の排出口1bからの排出を阻止する。
【0020】
以上の状態からボディ1内の復水が所定温度以下に低下したときには、感温駆動体7の熱膨張力が低下し、これに伴い圧縮ばね8が伸長することにより弁棒4に対する閉弁方向への押圧力が低下する。そして、これら感温駆動体7と圧縮ばね8で弁棒4を閉弁方向に移動させようとする力に対し、弁棒4の頂面および弁体41のテーパ状の接触面に作用するボディ1内の復水圧力や自重などで弁棒4を下方の開弁方向に移動させようとする力が打ち勝ったとき、この弁棒4が開弁方向に移動して弁座面31から離間することにより開弁し、所定温度以下の復水を連通路33を経て排出口1bから外部に排出する。
【0021】
図1の実施形態では、弁座部材3の弁座面31を排出口1b側に形成し、この弁座面31を開閉する弁体41も排出口1b側に配置したいわゆる外接型としているので、前記感温駆動体7が作動不良により十分な熱膨張力を発揮しないようなとき、弁体41がボディ1内の復水圧力等により開弁状態に保持されるので、蒸気や復水を外部に排出できる。従って、上流側に復水を滞留させて蒸気機器類に悪影響を与える恐れがない。
【0022】
また、流出口1bから排出する復水の排水温度を変更するときには、カバー2に取付けられた調整部材9の軸体91の上端面に設ける操作溝93に外方からドライバ等を差し込んで、軸体91を螺回操作する。すると、第2ピン53を介してスリーブ5が弁棒4に沿って上下方向に移動し、これに伴い支持フランジ51と圧縮ばね8の間の寸法、つまり、感温駆動体7の収納スペースの軸方向長さが調整される。このような調整により、弁体41に作用するボディ1内の復水圧力などで弁棒4を開弁方向に移動させようとする力に対し、感温駆動体7および圧縮ばね8で弁棒4を閉弁方向に移動させようとする力が調整されて、弁棒4を開弁方向に移動させるときの初動温度が設定される。従って、この初動温度つまり排水温度の設定をボディ外部からの操作で容易に行うことができる。
【0023】
しかも、ボディ1内に滞留したゴミ等を外部に排出するためブローオフを行うようなとき、カバー2の外方から軸体91を操作して開弁させることにより、ゴミ等の外部排出を簡単に行うこともできる。さらに、弁座面31と弁体41の接触面は共にテーパ面で形成されているから、弁体41が弁座面31の中心に自動的に保持されて、弁体41による開閉動作が安定化される。
【0024】
また、前記弁体41の初動温度を感温駆動体7および圧縮ばね8で設定することにより、飽和温度線に沿ってこれとほぼ平行となるような排水温度線が得られる。これについて次に説明する。
【0025】
図6は、縦軸に温度(℃)を、横軸に絶対圧力(Kg・f/cm2)をとった飽和温度線Aと、調整部材9で設定される開弁の初動温度に対応した排水温度線B〜Fを示している。これら排水温度線B〜Fは、図7に示すように、感温駆動体7が収縮した状態において感温駆動体7の上端と圧縮ばね8の下端までのストロークをS1とし、また、感温駆動体7の上端とストッパスリーブ10の下端までのストロークをS2として、各ストロークS1,S2を調整部材9によるスリーブ5の上下動で変化させることにより実験的に得られたものである。ここで、S1,S2は、線B→C→D→E→Fの順に小さく設定した。また、同図には、圧縮ばね8を使用せずに、感温駆動体7だけで弁棒の初動温度を設定したときの排水温度線Gを参考として示している。
【0026】
図6から明らかなように、飽和温度線Aは、絶対圧力1〜5Kg・f/cm2の範囲で、圧力上昇に対して比較的急勾配な上昇を示し、絶対圧力5〜11Kg・f/cm2の範囲では緩やかな上昇となる。一方、圧縮ばね無しの排水温度線Gの場合は、圧力上昇に伴い温度が右上がり勾配で直線状に上昇し、このため、圧力変動により飽和温度線Aと排水温度線Gの間の温度差が大きく変化する。
【0027】
これに対し、各排水温度線B〜Fの場合、絶対圧力が1〜5Kg・f/cm2の低圧状態では温度が低く、感温駆動体7と圧縮ばね8の両者の駆動力を直列ばねとして弱められた閉弁駆動力が働くから、閉弁しにくい状態となるので、各排水温度線B〜Fが圧力上昇に対して比較的急勾配な上昇を示し、飽和温度線Aにおける絶対圧力1〜5Kg・f/cm2の範囲とほぼ平行になる。また、絶対圧力5〜11Kg・f/cm2の高圧状態では温度が高くなり、感温駆動体7が大きく熱膨張して圧縮ばね8を圧縮し切って、ばね力を発揮しない状態、つまり圧縮ばね無しと同じ状態になり、感温駆動体7だけで弁棒4の初動温度が設定されるので、各排水温度線B〜Fが圧力上昇に対して緩やかに上昇し、飽和温度線Aにおける絶対圧力5〜11Kg・f/cm2の範囲とほぼ平行になる。従って、圧力の大小にかかわらず、飽和温度に対し一定温度だけ低い復水を外部へ排出したい要請がある場合に、これを満たすことができる。
【0028】
図8に示す第2実施形態では、弁座部材3における連通路33の下部側にフラットな弁座面31を設け、この弁座面31に着座する弁体41の上面側をフラット面41bとしている。この構成によれば、弁棒4が下動して弁体41で弁座面31を開放したとき、弁棒4の少ない移動量で通路が急拡大するから、多量の復水を一挙に外部に排出することができる。このとき、弁座面31をフラットとし、また、この弁座面31に着座する弁体41の上面側にフラット面41bを形成しているにも拘らず、連通路33からの復水は、弁体41の周囲を回り込みながら、放射状に複数設けられた第3孔33cを通って排出されるので、弁体41を弁座面31の中心に保持でき、弁体41による開閉動作が安定化される。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、弁棒4が開弁方向に移動するときの初動温度を設定する調整部材が、温調トラップの外部から操作可能とされているので、排水温度の調整を容易に行うことができる。また、弁棒の初動温度は、感温駆動体と圧縮ばねによって設定するので、飽和温度線に沿ってこれとほぼ平行となるように弁棒4の初動温度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である温調トラップの縦断側面図である。
【図2】弁座部材の側断面図である。
【図3】弁棒の一部切欠いた正面図である。
【図4】スリーブの縦断側面図である。
【図5】調整部材の縦断側面図である。
【図6】飽和温度線と排水温度線を示すグラフである。
【図7】同グラフを作成するときの説明図である。
【図8】弁座部材と弁体の別の実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
1…ボディ、2…カバー、4…弁棒、41…弁体、5…スリーブ、51…支持フランジ、6…ばね受け部材、7…感温駆動体、8…圧縮ばね、9…調整部材。
Claims (3)
- 一端に弁体41を有する弁棒4と、
一端に支持フランジ51を有し、前記弁棒4の外周に嵌め込まれたスリーブ5と、
前記弁棒4に取付けられたばね受け部材6と、
前記スリーブ5の外周に嵌め込まれ、前記支持フランジ51に一端部が支持されて、熱膨張により前記弁棒4の閉弁方向に駆動力を発生する感温駆動体7と、
前記スリーブ5の外周に嵌め込まれて、一端部が前記感温駆動体7の他端部に対向し、他端部が前記ばね受け部材6に対向する圧縮ばね8とを有する温調トラップにおいて、
前記温調トラップの外部からの操作により、前記弁棒4に対し前記スリーブ5を軸方向に移動させる調整部材9を備えたことを特徴とする温調トラップ。 - 請求項1において、前記スリーブ5と圧縮ばね8との間に、熱膨張した前記感温駆動体7により圧縮ばね8が圧縮されたとき、感温駆動体7の他端部に当接して圧縮ばね8の過度な圧縮を阻止するストッパスリーブ10が装着されている温調トラップ。
- 請求項1または2において、前記調整部材9は、温調トラップのボディ1に着脱自由に設けたカバー2を貫通して、このカバー2にねじ連結されている温調トラップ。
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