WO2018131244A1 - 弁装置 - Google Patents
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- F16T1/38—Component parts; Accessories
Definitions
- This application relates to a valve device.
- a drain trap that discharges drain while suppressing discharge of steam is known as a valve device.
- a drain trap disclosed in Patent Document 1 includes a valve seat having a valve hole and a valve body that opens and closes the valve hole in a flow path through which the drain flows.
- the valve body opens the valve hole and the drain flows.
- the valve body closes the valve hole and the flow of steam is blocked.
- the technology disclosed in the present application has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to prevent fluid leakage caused by foreign matters adhering to a valve body or a valve seat.
- valve device of the present application can displace the valve seat toward the valve body to bring the seat surface of the valve seat into contact with the seat surface of the valve body and further rotate the valve seat. Equipped with a simple valve mechanism.
- the valve device of the present application includes a casing and a valve mechanism.
- the casing has a fluid flow path.
- the valve mechanism includes a valve seat having an annular seat surface, and a valve body that is displaced and seats on and off the seat surface of the valve seat, and opens and closes the flow path.
- the valve seat is held so as to be able to advance and retreat in the annular central axis direction so that the seat surface of the valve seat and the seat surface of the valve body are separated and contacted, and the annular central shaft It is held so that it can rotate around.
- the seat surface of the valve seat and the seat surface of the valve body can be separated and brought into contact by advancing and retracting the valve seat in a predetermined direction. Then, in the state where the seat surfaces of the valve seat and the valve body are in contact with each other, by rotating the valve seat around a predetermined axis, the foreign matter attached to each other and the periphery thereof can be scraped off. Thereby, since the valve body can be reliably seated on the valve seat and the flow path can be closed, the leakage of fluid due to the foreign matter adhering to the valve body or the valve seat can be prevented.
- FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a drain trap according to an embodiment.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of the second valve mechanism according to the embodiment.
- FIG. 3 is a front view showing a main part of the valve body unit according to the embodiment.
- FIG. 4 is a perspective view illustrating a main part of the valve seat unit according to the embodiment.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of the valve seat unit according to the embodiment.
- FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of the second valve mechanism according to the embodiment.
- the drain trap 1 of the present embodiment causes the drain to flow out when the drain flows in, while preventing the steam from flowing out when the steam flows in.
- the drain trap 1 is an example of a valve device, and the drain is an example of a fluid.
- the drain trap 1 includes a casing 10 in which a fluid channel is formed, and two valve mechanisms 30 and 40 that are provided in the channel and open and close the channel.
- the drain that has flowed into the casing 10 basically flows out of the casing 10 via the first valve mechanism 30.
- the second valve mechanism 40 basically discharges air that has flowed into the casing 10. However, the second valve mechanism 40 may discharge the drain that has flowed into the casing 10.
- the casing 10 includes a main body 11 and a lid portion 12 attached to the main body 11.
- an inflow port 21 through which the fluid flows into the casing 10
- a storage chamber 22 that stores the fluid
- an outflow port 23 through which the fluid flows out of the casing 10 are formed.
- the casing 10 is formed with a first discharge passage 24 that allows the storage chamber 22 and the outlet 23 to communicate with each other, and a second discharge passage 25 that allows the storage chamber 22 and the first discharge passage 24 to communicate with each other.
- a flow path is formed by the inlet 21, the storage chamber 22, the outlet 23, the first discharge passage 24, and the second discharge passage 25.
- the flow path has a first flow path for discharging drain and a second flow path for discharging air and drain.
- the first flow path is formed by the inflow port 21, the storage chamber 22, the first discharge passage 24, and the outflow port 23.
- the second flow path is formed by the inlet 21, the storage chamber 22, the second discharge passage 25, the first discharge passage 24, and the outlet 23.
- the storage chamber 22 is formed by the main body 11 and the lid 12 and stores drainage.
- the inflow port 21 is formed in the main body 11 and communicates with the upper portion of the storage chamber 22.
- the outlet 23 is formed in the main body 11.
- the inflow port 21 and the outflow port 23 are formed on the same axis extending horizontally.
- the first discharge passage 24 is formed in the main body 11, and the upstream end communicates with the lower portion of the storage chamber 22.
- the downstream end of the first discharge passage 24 communicates with the outlet 23.
- the second discharge passage 25 is formed across the main body 11 and the lid portion 12, and has an upstream end communicating with the upper portion of the storage chamber 22 and a downstream end communicating with the first discharge passage 24.
- the first valve mechanism 30 includes a first valve body 31 and a first valve seat 32.
- the first valve body 31 is a hollow spherical float, and is accommodated in the storage chamber 22 in a free state.
- the first valve seat 32 is provided at the upstream end of the first discharge passage 24.
- a valve hole 33 is formed in the first valve seat 32.
- the upstream end of the valve hole 33 constitutes an orifice.
- the storage chamber 22 is provided with a screen 26 at a communication portion with the inflow port 21.
- the screen 26 prevents inflow of foreign matter (relatively large foreign matter) from the inlet 21 to the storage chamber 22.
- the storage chamber 22 is provided with a valve cover 27 on the upper side.
- the valve cover 27 is provided above the first valve seat 32 and partitions the storage chamber 22 in the vertical direction.
- the valve cover 27 is formed in a flat container shape, and is provided with the open side facing downward.
- the valve cover 27 is a spherical bulging portion 27a whose central portion bulges upward.
- the valve cover 27 is a regulating member that regulates the first valve body 31 from rising above a predetermined height.
- the first valve body 31 rises to the valve cover 27 and comes into contact with the valve cover 27, whereby the raising operation is restricted.
- the first valve body 31 fits into the bulging portion 27a in a state where the ascent operation is restricted.
- the valve cover 27 is provided with a through hole into which drain from the inlet 21 flows.
- the second valve mechanism 40 is a thermally responsive valve mechanism that discharges a fluid (for example, air or drain) having a temperature lower than a predetermined temperature and stops discharging a fluid (for example, steam) having a predetermined temperature or higher.
- the 2nd valve mechanism 40 is provided above the valve cover 27, and opens and closes the 2nd discharge passage 25 and by extension, a 2nd flow path.
- the second valve mechanism 40 includes a valve body unit 41 and a valve seat unit 51, and corresponds to a valve mechanism according to the claims of the present application.
- the valve body unit 41 is provided in the upper part corresponding to the communication location of the second discharge passage 25 in the storage chamber 22.
- the valve seat unit 51 is provided at the upstream end of the second discharge passage 25.
- the valve body unit 41 includes a second valve body 42, a temperature responsive portion 43, a holding member 45, and a spring 46.
- the 2nd valve body 42, the temperature response part 43, and the spring 46 are respectively corresponded to the valve body which concerns on the claim of this application, a drive part, and an elastic member.
- the temperature responsive part 43 is formed in the substantially disk shape by which the expansion medium was sealed inside. At least a part of the temperature responsive portion 43 is formed by a diaphragm 44.
- the diaphragm 44 is formed of a plurality of metal thin films.
- the second valve body 42 is attached to the diaphragm 44.
- the expansion medium is a medium that expands and contracts depending on the temperature.
- the expansion medium is water, a liquid having a lower boiling point than water, or a mixture thereof. In the temperature responsive portion 43, the expansion medium expands and contracts, whereby the diaphragm 44 is deformed (displaced), and the second valve body 42 is displaced accordingly.
- the temperature responsive portion 43 is displaced according to the temperature of the fluid, thereby displacing the second valve body 42 in the direction of the central axis X to be seated on and seated on a seat surface 52a of the second valve seat 52 described later.
- the central axis X is a central axis of the seat surface 52a formed in an annular shape. The direction of the central axis X coincides with the vertical direction.
- the upper end surface of the second valve body 42 is a seat surface 42a.
- the sheet surface 42a is formed in a circular flat shape.
- the seat surface 42a of the second valve body 42 and the seat surface 52a of the second valve seat 52 are opposed to each other.
- the holding member 45 is formed in a cylindrical container shape having an open lower end, and accommodates the second valve body 42 and the temperature responsive portion 43.
- the spring 46 is supported by the holding member 45 and is located on the upstream side of the temperature responsive portion 43 to hold the temperature responsive portion 43. That is, the spring 46 indirectly holds the second valve body 42 via the temperature responsive portion 43.
- the spring 46 has elasticity in the direction of the central axis X, and urges the temperature responsive portion 43 toward the second valve seat 52 side.
- the valve body unit 41 when the temperature of the temperature responsive portion 43 increases, the expansion medium expands, the diaphragm 44 is deformed (displaced), the second valve body 42 is displaced, and the second valve seat 52 is displaced. Sit down.
- the expansion medium contracts and the diaphragm 44 is deformed (displaced), and the second valve body 42 is displaced and separated from the second valve seat 52. In this way, the second discharge passage 25 and thus the second flow path are opened and closed.
- the second valve body 42 is separated from the second valve seat 52 at a temperature similar to the drain, and the second valve body 42 is seated on the second valve seat 52 at a temperature similar to the steam.
- An expansion medium is employed.
- the valve seat unit 51 includes a second valve seat 52, a guide member 55, and a drive unit 56.
- the second valve seat 52 corresponds to the valve seat according to the claims of the present application.
- the second valve seat 52 is formed in a substantially cylindrical shape through which the valve hole 53 passes, and extends in the direction of the central axis X.
- a flange portion 52 c is formed at the upstream end portion of the second valve seat 52.
- the central portion of the flange portion 52c is raised from its periphery, and its end surface is an annular seat surface 52a.
- the seat surface 52a is formed in a flat shape, and the valve hole 53 is opened.
- the storage chamber 22 and the second discharge passage 25 communicate with each other through a valve hole 53.
- the second valve seat 52 is provided in a state in which the upstream end protrudes from the second discharge passage 25 to the storage chamber 22.
- the guide member 55 is a substantially cylindrical member in which a through hole 55b is formed in the direction of the central axis X.
- the guide member 55 has a male screw formed on the outer peripheral surface thereof and is screwed into the casing 10.
- a flange 55 a is formed at the upstream end of the guide member 55.
- the guide member 55 is provided in a state in which the flange portion 55 a protrudes into the storage chamber 22.
- the inner diameter of the through hole 55 b of the guide member 55 is substantially the same as the outer diameter of the second valve seat 52, and the second valve seat 52 is inserted into the through hole 55 b of the guide member 55.
- the second valve seat 52 is inserted into the guide member 55 so as to be able to advance and retract in the central axis X direction.
- the second valve seat 52 is inserted into the guide member 55 so as to be rotatable about the central axis X, that is, rotatable about the central axis X.
- the upper part of the holding member 45 of the valve body unit 41 is held by being sandwiched between the flange part 55 a of the guide member 55 and the casing 10.
- the second valve seat 52 is inserted into the guide member 55 in a state where the flange portion 52 c is positioned outside the guide member 55.
- the flange portion 52c is provided with a packing 54 that seals between the flange portion 52c and the flange portion 55a of the guide member 55.
- the drive part 56 is provided in the upper part of the casing 10 (lid part 12).
- the drive part 56 makes the 2nd valve seat 52 advance / retreat and rotate.
- the drive unit 56 includes a drive shaft 57 and a holding member 64.
- the drive shaft 57 is a circular rod-shaped member provided coaxially with the central axis X, and the lower end portion is connected to the second valve seat 52.
- the drive shaft 57 has a screwing portion 58 formed slightly below the center in the axial direction, and a large diameter portion 59 is formed continuously below the screwing portion 58.
- a connecting portion 61 is formed at the lower end portion of the drive shaft 57, and an operation portion 62 is formed at the upper end portion.
- the screwing part 58 the external thread is formed in the outer peripheral surface.
- the holding member 64 is a substantially cylindrical member, and a large diameter portion 66 and a small diameter portion 65 are formed in order from the upper side.
- the holding member 64 has a male screw formed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 65, and is attached to the casing 10 by the small diameter portion 65 being screwed into a screw hole of the casing 10. Screw holes 65a and 66a are formed in the small diameter portion 65 and the large diameter portion 66, respectively.
- the drive shaft 57 is held by the holding member 64 with the screwing portion 58 screwed into the screw hole 65 a of the small diameter portion 65.
- a packing 67 is provided in the screw hole 66 a of the large diameter portion 66.
- the packing 67 is pressed against the holding member 64 by a pressing member 68 that is screwed into the screw hole 66 a of the large diameter portion 66.
- the holding member 68 has a through hole 68a through which the drive shaft 57 is inserted.
- the drive shaft 57 is provided in a state where the operation portion 62 protrudes from the presser member 68.
- a part including the operation portion 62 of the drive shaft 57 and the pressing member 68 are located outside the casing 10.
- the operation unit 62 is a part to which a tool for rotating the drive shaft 57 is connected.
- the connecting portion 61 of the drive shaft 57 is connected to the second valve seat 52.
- the connecting portion 61 is provided with a connecting pin 63 that extends in a direction orthogonal to the central axis X.
- two partially cut portions 52b are provided at the downstream end of the second valve seat 52.
- the two excision parts 52b are provided at positions shifted from each other by 180 ° in the circumferential direction of the second valve seat 52.
- the two cutouts 52 b are openings through which the fluid that has flowed into the valve hole 53 from the storage chamber 22 flows into the second discharge passage 25.
- the drive shaft 57 is connected to the second valve seat 52 by inserting both ends of the connecting pin 63 into a through hole 52 d formed at the downstream end of the second valve seat 52.
- the second valve seat 52 is rotatable around the connecting pin 63.
- the outer diameter of the large diameter portion 59 of the drive shaft 57 is slightly smaller than the inner diameter of the valve hole 53 of the second valve seat 52.
- the drive shaft 57 when the drive shaft 57 is rotated by a tool, the drive shaft 57 advances and retreats in the direction of the central axis X, and accordingly, the second valve seat 52 rotates and rotates to the center. Advances and retracts in the direction of the axis X.
- the advance / retreat operation of the second valve seat 52 By the advance / retreat operation of the second valve seat 52, the separation and contact between the seat surface 52a of the second valve seat 52 and the seat surface 42a of the second valve body 42 is performed.
- the basic operation of the drain trap 1 will be described.
- the flow path is opened and closed by the first valve mechanism 30 and the second valve mechanism 40.
- the temperature of the temperature responsive portion 43 is low, and the second valve body 42 is separated from the second valve seat 52.
- the first valve body 31 is seated on the first valve seat 32. That is, the first valve mechanism 30 is closed and the second valve mechanism 40 is opened.
- drain begins to flow from the inlet 21 into the storage chamber 22.
- the air present in the pipe connected to the inlet 21 also flows into the storage chamber 22 together with the drain.
- the drain that has flowed into the storage chamber 22 accumulates in the lower portion of the storage chamber 22.
- the first valve body 31 rises and separates from the first valve seat 32. Thereby, the first valve mechanism 30 is opened, and the drain of the storage chamber 22 flows out from the outlet 23 through the first discharge passage 24.
- the air that flows into the storage chamber 22 stays in the upper part of the storage chamber 22. At this time, unless the temperature of the air is very high, the volume of the expansion medium (that is, the degree of expansion) of the temperature responsive portion 43 is small, so that the deformation amount (displacement amount) of the diaphragm 44 is small, and the second valve body 42. Remains separated from the second valve seat 52. That is, the second valve mechanism 40 remains open. Therefore, air flows into the second discharge passage 25 via the second valve mechanism 40 and flows out from the outlet 23 through the first discharge passage 24. At that time, in the second valve mechanism 40, the air that has flowed into the valve hole 53 flows out from the two cutout portions 52 b into the second discharge passage 25.
- the temperature of the temperature responsive portion 43 rises and the expansion medium expands.
- the diaphragm 44 is deformed (displaced) by the expansion of the expansion medium, and accordingly, the second valve body 42 is displaced upward and is seated on the second valve seat 52.
- the second valve mechanism 40 is closed, and the discharge of steam from the second valve mechanism 40 is prevented.
- the drain trap 1 causes the drain and air that have flowed in to flow out to the downstream side, while blocking the flow of the steam that has flowed in.
- the second valve seat 52 and the drive shaft 57 are positioned at the uppermost position. That is, as shown in FIG. 2, the second valve seat 52 is in a state of being retracted (displaced upward) until the flange portion 52 c comes into contact with the flange portion 52 c of the guide member 55. Strictly speaking, since the packing 54 exists, the flange portion 52c of the second valve seat 52 and the flange portion 55a of the guide member 55 may not come into contact with each other, and the second valve seat 52 does not move until the packing 54 is crushed. Treatments. In this manner, since the second valve seat 52 is positioned at the uppermost position, the fluid is not leaked because the gap between the second valve seat 52 and the guide member 55 is sealed by the packing 54.
- the second valve mechanism 40 foreign matters such as scales can accumulate on the second valve body 42 and the second valve seat 52. Specifically, foreign matters such as scales are likely to accumulate on the portion to be decompressed. Between the second valve body 42 and the second valve seat 52, the flow path cross-sectional area is small compared to other portions of the flow path even when the valve is open. Therefore, each of the second valve body 42 and the second valve seat 52 functions as a throttle, and the passing drain is decompressed. Scale tends to occur when drain is depressurized and evaporated. As a result, foreign matters such as scales can accumulate on the second valve body 42 and the second valve seat 52. If foreign matter accumulates on at least one of the seat surface 42a of the second valve body 42 and the seat surface 52a of the second valve seat 52, the second valve mechanism 40 cannot be closed and there is a risk that steam may leak.
- the cleaning operation is performed periodically or when the amount of accumulated foreign matter increases.
- a cleaning operation when the second valve mechanism 40 is opened will be described.
- the operator rotates the drive shaft 57 with a tool.
- the drive shaft 57 advances (displaces downward) while rotating, and accordingly, the second valve seat 52 also advances (displaces downward) while rotating.
- the second valve seat 52 moves forward by a predetermined amount, the second valve seat 52 contacts the second valve body 42. That is, the seat surface 52a of the second valve seat 52 and the seat surface 42a of the second valve body 42 are in contact with each other. Strictly speaking, foreign matter is present between both the sheet surfaces 42a and 52a.
- the second valve seat 52 tries to move forward while rotating.
- the second valve resists the urging force of the spring 46. It can be displaced together with the body 42. Therefore, when the operator further rotates the drive shaft 57, the second valve seat 52 moves forward (displaces downward) while further rotating after contacting the second valve body 42. Accordingly, the temperature responsive portion 43 is displaced downward together with the second valve body 42. Accordingly, the spring 46 bends downward.
- the second valve seat 52 rotates with the seat surface 52 a in contact with the seat surface 42 a of the second valve body 42. Due to the rotation of the second valve seat 52, the foreign matter accumulated on the seat surfaces 42a and 52a is scraped off. In this way, the foreign matter accumulated in the second valve mechanism 40 is removed.
- the operator rotates the second valve seat 52 by a predetermined amount after the second valve seat 52 contacts the second valve body 42, the operator rotates the drive shaft 57 in the reverse direction. Then, the drive shaft 57 moves backward (displaces upward) while rotating backward, and accordingly, the second valve seat 52 also moves backward (displaces upward) while rotating backward. At this time, the temperature responsive portion 43 is displaced upward by the urging force of the spring 46. That is, when the second valve seat 52 moves backward (displaces upward), the temperature responsive portion 43 follows the second valve seat 52 together with the second valve body 42 and is displaced upward.
- the second valve seat 52 rotates with the seat surface 52a in contact with the seat surface 52a of the second valve body 42 even when the second valve seat 52 moves backward. Due to the rotating operation when the second valve seat 52 is retracted, the foreign matter accumulated on the seat surfaces 42a and 52a is further scraped off. In this way, a foreign substance removing action occurs even when the second valve seat 52 is retracted.
- the second valve seat 52 is reversely rotated by the same predetermined amount as when moving forward, for example, the temperature responsive portion 43 returns to the original position and stops displacement, and the second valve seat 52 is separated from the second valve body 42. .
- the second valve seat 52 is retracted to the original position (that is, the position during the basic operation), the cleaning operation is completed.
- the cleaning operation is started in a state where the seat surface 42a of the second valve body 42 and the seat surface 52a of the second valve seat 52 are in contact with each other.
- the operator rotates the drive shaft 57 with a tool.
- the drive shaft 57 advances (displaces downward) while rotating, and accordingly, the second valve seat 52 also advances (displaces downward) while rotating.
- the temperature responsive portion 43 is displaced downward together with the second valve body 42 against the urging force of the spring 46.
- the spring 46 bends downward. That is, the second valve seat 52 rotates with the seat surface 52 a in contact with the seat surface 42 a of the second valve body 42. Due to the rotation of the second valve seat 52, the foreign matter accumulated on the seat surfaces 42a and 52a is scraped off.
- the operator causes the second valve seat 52 to move backward (displace upward) by rotating the drive shaft 57 in the reverse direction. If it does so, the temperature response part 43 will follow the 2nd valve seat 52 with the 2nd valve body 42 with the urging
- the valve cover 27 is a regulating member that regulates the upward movement of the first valve body 31 and also regulates the downward displacement amount of the temperature responsive portion 43.
- valve cover 27 regulates the downward displacement amount of the second valve body 42 held by the temperature responsive portion 43 by restricting the downward displacement amount of the temperature responsive portion 43. That is, the valve cover 27 can be said to be a member that regulates the amount of displacement of the second valve body 42 due to the advancement of the second valve seat 52. In this manner, the amount of downward displacement of the temperature responsive portion 43 is restricted, so that the force acting on the spring 46 is limited.
- the annular seat surface 52a of the second valve seat 52 and the seat surface 42a of the second valve body 42 are separated and contacted.
- the second valve seat 52 is held so as to be able to advance and retreat in the annular central axis X direction. Further, in the drain trap 1, the second valve seat 52 is held so as to be rotatable about the annular central axis X.
- the seat surface 52a of the second valve seat 52 can be brought into contact with the seat surface 42a of the second valve body 42 by advancing the second valve seat 52, and the second valve seat 52 is further moved. Can be rotated. Thereby, the foreign matter accumulated on the sheet surfaces 42a and 52a can be scraped off and removed. As a result, the second valve body 42 can be reliably seated on the second valve seat 52, so that steam leakage can be prevented. After the foreign matter is removed, the second valve seat 52 can be returned to the original position by retracting the second valve seat 52.
- the drain trap 1 of the above embodiment is provided coaxially with the central axis X, and is connected to the second valve seat 52 and is screwed with the drive shaft 57 to hold the drive shaft 57. Member 64.
- the second valve seat 52 is advanced and retracted and rotated by rotating the drive shaft 57. According to this configuration, the advance / retreat operation and the rotation operation of the second valve seat 52 can be simultaneously performed only by rotating the drive shaft 57. Therefore, the cleaning efficiency for removing foreign matters is improved.
- a spring 46 (elastic member) having elasticity in the central axis X direction and indirectly holding the second valve body 42 is provided.
- the second valve seat 52 contacts the second valve body 42, the second valve body 42 is displaced in the forward direction of the second valve seat 52 as the second valve seat 52 advances. Can do. Therefore, the second valve seat 52 can advance and rotate while pushing the second valve body 42 even after contacting the second valve body 42. Thereby, it is possible to easily rotate the second valve seat 52 in a state where the second valve seat 52 is in contact with the second valve body 42.
- the drain trap 1 of the above embodiment holds the second valve body 42 and displaces it in accordance with the temperature of the fluid, thereby displacing the second valve body 42 in the direction of the central axis X and the second valve seat 52.
- the temperature responsive part 43 (drive part) to be seated on the seat surface 52a is provided.
- the drain trap 1 has elasticity in the central axis X direction and has a spring 46 (elastic member) that holds the temperature responsive portion 43.
- the second valve body 42 can be detached from the second valve seat 52 according to the temperature of the fluid. Further, after the second valve seat 52 comes into contact with the second valve body 42, the second valve body 42 and the temperature responsive portion 43 are displaced in the forward direction of the second valve seat 52 as the second valve seat 52 advances. be able to. Therefore, the second valve seat 52 can advance and rotate while pressing the second valve body 42 and the temperature responsive portion 43 even after contacting the second valve body 42. Also in this case, the second valve seat 52 can be easily rotated while being in contact with the second valve body 42.
- the second valve seat 52 is formed in a substantially cylindrical shape with one end surface being an annular seat surface 52a, and is connected to the drive shaft 57 by a connecting pin 63 extending in a direction orthogonal to the central axis X of the seat surface 52a. In addition, it is configured to be rotatable around the connecting pin 63.
- the seat surface 52a of the second valve seat 52 can be inclined with respect to the seat surface 42a of the second valve body 42 by rotating the second valve seat 52 about the connecting pin 63. is there. For this reason, for example, even when foreign matter is unevenly deposited on a part of the seat surfaces 42a and 52a, the seat surface 52a of the second valve seat 52 can be tilted along the foreign matter accumulation surface. Thereby, sheet surface 42a, 52a can be made to contact according to the accumulation distribution of a foreign material. As a result, the removal efficiency of foreign matters is improved.
- the drain trap 1 of the above-described embodiment includes a regulating member that regulates the downward displacement amount of the temperature responsive portion 43.
- the storage chamber 22 is provided with a valve cover 27 (regulating member) that restricts the first valve body 31 from rising above a predetermined height above the first valve body 31 (float). Yes.
- the second valve mechanism 40 is provided above the valve cover 27 in a state in which the direction of the central axis X coincides with the vertical direction, and the second valve seat 52 moves forward to move the second valve seat 52 downward.
- the seat surface 52 a is provided so as to contact the seat surface 42 a of the second valve body 42.
- the valve cover 27 regulates the amount of downward displacement of the temperature responsive portion 43 when the temperature responsive portion 43 is displaced downward and contacts the valve cover 27.
- the temperature responsive portion 43 it is possible to prevent the temperature responsive portion 43 from being displaced below the predetermined position during the cleaning operation. Thereby, the force (drag) acting on the spring 46 can be limited, and the spring 46 can be prevented from being damaged. Further, the amount of displacement of the second valve body 42 can also be regulated by regulating the amount of downward displacement of the temperature responsive portion 43.
- the drain trap 1 is not limited to a steam trap that blocks the discharge of steam, but may be an air trap that blocks the discharge of air, a gas trap that blocks the discharge of gas, or the like.
- the technology disclosed in the present application is not limited to the drain trap 1 and can be applied to any valve device that controls the flow of gas or liquid as a fluid.
- the second valve seat 52 moves forward and backward while rotating, that is, performs the forward and backward motion and the rotational motion simultaneously.
- the forward and backward motion and the rotational motion are performed separately. It is good also as a structure which can do.
- the seat surface 42a of the second valve body 42 and the seat surface 52a of the second valve seat 52 are flat, but are not limited thereto.
- one of the sheet surfaces 42a and 52a may be formed in a concave shape such as a spherical surface, and the other may be formed in a convex shape such as a conical surface in surface contact with the concave surface.
- temperature response A member for regulating the amount of downward displacement of the portion 43 may be separately provided.
- drain trap 1 of the said embodiment is what is called a float type that the 1st valve body 31 of the 1st valve mechanism 30 is a float
- the technique disclosed by this application is not restricted to this,
- the 1st valve A so-called disk type in which the first valve body of the mechanism is formed in a disk shape may be used.
- the drain trap 1 has been described as an example of the valve device, but another example includes a pump device that includes a valve mechanism and pumps inflowed drain.
- the technology disclosed in the present application is useful for the valve device.
- Valve device 10 Casing 22 Storage chamber 27 Valve cover (regulating member) 31 1st valve body (float) 33 Valve hole 40 Second valve mechanism (valve mechanism) 42 Second valve element (valve element) 42a Sheet surface 43 Temperature response part (drive part) 46 Spring (elastic member) 52 Second valve seat (valve seat) 52a Seat surface 57 Drive shaft 64 Holding member X Center axis
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Abstract
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、環状のシート面52aを有する第2弁座52と、変位して第2弁座52のシート面52aに離着座する第2弁体42とを有し、流路を開閉する第2弁機構40とを備える。第2弁座52は、第2弁座52のシート面52aと第2弁体42のシート面42aとの離隔および接触が行われるように上記環状の中心軸X方向に進退可能に保持され、且つ、上記環状の中心軸X回りに回転可能に保持されている。
Description
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、弁孔を開閉する弁体とを備えている。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、弁体が弁孔を閉じ、蒸気の流通が阻止される。
ところで、上述したような弁装置では、長期間の使用により、弁体または弁座にスケールやゴミ等の異物が堆積する虞がある。異物が堆積すると、弁体によって弁孔を密閉することが困難となり、蒸気の漏れを引き起こしてしまう。
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、異物が弁体または弁座に付着することに起因する流体の漏洩を防止することにある。
本願の弁装置は、上記目的を達成するために、弁座を弁体に向かって変位させて弁座のシート面と弁体のシート面とを接触させ、更に弁座を回転させることが可能な弁機構を備えるようにした。
具体的に、本願の弁装置は、ケーシングと、弁機構とを備えている。上記ケーシングは、流体の流路が形成されている。上記弁機構は、環状のシート面を有する弁座と、変位して上記弁座のシート面に離着座する弁体とを有し、上記流路を開閉するものである。そして、上記弁座は、該弁座のシート面と上記弁体のシート面との離隔および接触が行われるように上記環状の中心軸方向に進退可能に保持され、且つ、上記環状の中心軸回りに回転可能に保持されている。
以上のように、本願の弁装置によれば、弁座を所定の方向に進退させることにより、弁座のシート面と弁体のシート面とを離隔および接触させることができる。そして、弁座および弁体のシート面同士が接触した状態で、弁座を所定の軸回りに回転させることにより、互いのシート面およびその周囲に付着した異物を擦り落とすことができる。これにより、確実に弁体を弁座に着座させて流路を閉じることができるので、異物が弁体または弁座に付着することに起因する流体の漏洩を防止することができる。
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。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。
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。
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には、弁孔33が形成されている。弁孔33の上流端は、オリフィスを構成している。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。また、貯留室22には、上部寄りに弁カバー27が設けられている。弁カバー27は、第1弁座32の上方に設けられ、貯留室22を上下に仕切っている。弁カバー27は、扁平な容器状に形成され、開放側が下方を向いた状態で設けられている。弁カバー27は、中央部が上方へ向かって膨出する球面状の膨出部27aとなっている。弁カバー27は、第1弁体31が所定の高さ以上に上昇するのを規制する規制部材である。第1弁体31は、弁カバー27まで上昇し該弁カバー27に接触することにより、上昇動作が規制される。第1弁体31は、上昇動作が規制された状態では膨出部27aに嵌る。なお、図示しないが、弁カバー27には流入口21からのドレンが流入する貫通孔が設けられている。
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、弁カバー27の上方に設けられており、第2排出通路25、ひいては第2流路を開閉する。図2にも示すように、第2弁機構40は、弁体ユニット41と、弁座ユニット51とを有し、本願の請求項に係る弁機構に相当する。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。弁座ユニット51は、第2排出通路25の上流端に設けられている。
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、バネ46とを有している。第2弁体42、温度応動部43およびバネ46は、それぞれ、本願の請求項に係る弁体、駆動部および弾性部材に相当する。
図3にも示すように、温度応動部43は、内部に膨張媒体が密閉された略円盤状に形成されている。温度応動部43の少なくとも一部は、ダイヤフラム44で形成されている。ダイヤフラム44は、複数枚の金属製の薄膜で形成されている。第2弁体42は、ダイヤフラム44に取り付けられている。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44が変形(変位)し、それに伴い、第2弁体42が変位する。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Xの方向に変位させて後述する第2弁座52のシート面52aに離着座させる。中心軸Xは、円環状に形成されたシート面52aの中心軸である。中心軸X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、円形の平面状に形成されている。第2弁体42のシート面42aと第2弁座52のシート面52a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、第2弁体42および温度応動部43が収容されている。バネ46は、保持部材45に支持されており、温度応動部43の上流側に位置して温度応動部43を保持している。つまり、バネ46は温度応動部43を介して間接的に第2弁体42を保持している。バネ46は、中心軸Xの方向の弾性を有するものであり、温度応動部43を第2弁座52側へ付勢している。
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44が変形(変位)し、第2弁体42が変位して第2弁座52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44が変形(変位)し、第2弁体42が変位して第2弁座52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52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52に着座するような膨張媒体が採用されている。
弁座ユニット51は、第2弁座52と、ガイド部材55と、駆動部56とを有している。第2弁座52は、本願の請求項に係る弁座に相当する。第2弁座52は、弁孔53が貫通する略円筒状に形成されており、中心軸Xの方向に延びている。第2弁座52の上流側端部には、鍔部52cが形成されている。鍔部52cの中央部は、その周囲よりも***しており、その端面が円環状のシート面52aとなっている。シート面52aは、平面状に形成されており、弁孔53が開口している。貯留室22と第2排出通路25とは弁孔53を介して連通している。第2弁座52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。
ガイド部材55は、中心軸Xの方向に貫通孔55bが形成された略円筒部材である。ガイド部材55は、外周面に雄ねじが形成され、ケーシング10に螺合されている。ガイド部材55の上流側端部には、鍔部55aが形成されている。ガイド部材55は、鍔部55aが貯留室22に突出する状態で設けられている。ガイド部材55の貫通孔55bの内径は第2弁座52の外径と略同じであり、第2弁座52はガイド部材55の貫通孔55bに挿入されている。第2弁座52は、中心軸X方向に進退可能にガイド部材55に挿入されている。また、第2弁座52は、中心軸X回りに回転可能、即ち中心軸Xを中心として回転可能にガイド部材55に挿入されている。
弁体ユニット41の保持部材45は、その上部がガイド部材55の鍔部55aとケーシング10とによって挟持されることにより保持されている。第2弁座52は、鍔部52cがガイド部材55の外部に位置する状態でガイド部材55に挿入されている。鍔部52cには、鍔部52cとガイド部材55の鍔部55aとの間をシールするパッキン54が設けられている。
駆動部56は、ケーシング10(蓋部12)の上部に設けられている。駆動部56は、第2弁座52を進退および回転させるものである。駆動部56は、駆動軸57と、保持部材64とを有している。
駆動軸57は、中心軸Xと同軸に設けられた円形の棒状部材であり、下端部が第2弁座52に連結されている。駆動軸57は、軸方向中央のやや下部に螺合部58が形成され、螺合部58の下方に連続して大径部59が形成されている。駆動軸57の下端部には連結部61が形成され、上端部には操作部62が形成されている。螺合部58は、外周面に雄ねじが形成されている。
保持部材64は、略円筒部材であり、上側から順に大径部66および小径部65が形成されている。保持部材64は、小径部65の外周面に雄ねじが形成されており、小径部65がケーシング10のねじ孔に螺合することによりケーシング10に取り付けられている。小径部65および大径部66には、それぞれねじ孔65a,66aが形成されている。駆動軸57は、螺合部58が小径部65のねじ孔65aと螺合して保持部材64に保持される。
大径部66のねじ孔66aには、パッキン67が設けられている。パッキン67は、大径部66のねじ孔66aに螺合される押え部材68によって保持部材64に押し付けられる。押え部材68には、駆動軸57が挿通される貫通孔68aが形成されている。駆動軸57は、操作部62が押え部材68から突出する状態で設けられている。駆動軸57の操作部62を含む一部や押え部材68はケーシング10の外部に位置している。操作部62は、駆動軸57を回転させるための工具が接続される部分である。
図4および図5にも示すように、駆動軸57は連結部61が第2弁座52と連結されている。具体的に、連結部61には、中心軸Xと直交する方向に延びる連結ピン63が設けられている。第2弁座52の下流端部には、部分的に切除された2つの切除部52bが設けられている。2つの切除部52bは、第2弁座52の周方向において互いに180°ずれた位置に設けられている。2つの切除部52bは、貯留室22から弁孔53に流入した流体が、第2排出通路25へ流出する開口となっている。駆動軸57は、連結ピン63の両端が、第2弁座52の下流端部に形成された貫通孔52dに挿入されることにより、第2弁座52と連結されている。第2弁座52は、連結ピン63を中心に回転可能となっている。なお、駆動軸57の大径部59の外径は第2弁座52の弁孔53の内径よりも若干小さい。
このように構成された駆動部56では、駆動軸57が工具によって回転されると、駆動軸57が回転しながら中心軸X方向に進退し、それに伴い、第2弁座52が回転しながら中心軸X方向に進退する。この第2弁座52の進退動作により、第2弁座52のシート面52aと第2弁体42のシート面42aとの離隔および接触が行われる。
〈基本動作〉
上述したドレントラップ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52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。
上述したドレントラップ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52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44の変形量(変位量)は小さく、第2弁体42は第2弁座52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。その際、第2弁機構40では、弁孔53に流入した空気は2つの切除部52bから第2排出通路25へ流出する。
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44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52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。この際も、第2弁機構40では、弁孔53に流入したドレンは2つの切除部52bから第2排出通路25へ流出する。
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44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52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第2弁機構40では、第2弁座52および駆動軸57は最上位に位置している。つまり、図2に示すように、第2弁座52は鍔部52cがガイド部材55の鍔部52cに接するまで後退(上方へ変位)した状態となっている。厳密には、パッキン54が存在するため第2弁座52の鍔部52cとガイド部材55の鍔部55aとは接しない場合があり、パッキン54が必要量押し潰されるまで第2弁座52が後退した状態となる。こうして、第2弁座52が最上位に位置することで、第2弁座52とガイド部材55との間がパッキン54によってシールされるため流体が漏洩することはない。
〈清掃動作〉
上述したドレントラップ1の清掃動作について説明する。清掃動作では、第2弁機構40において異物の除去動作が行われる。
上述したドレントラップ1の清掃動作について説明する。清掃動作では、第2弁機構40において異物の除去動作が行われる。
第2弁機構40においては、第2弁体42および第2弁座52にスケール等の異物が堆積し得る。具体的に、スケール等の異物は、減圧される部分に堆積しやすい。第2弁体42と第2弁座52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52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52にスケール等の異物が堆積し得る。第2弁体42のシート面42aおよび第2弁座52のシート面52aの少なくとも一方に異物が堆積すると、第2弁機構40は閉弁できず蒸気が漏洩する虞がある。
そこで、第2弁機構40では、定期的に、または、異物の堆積量が多くなったときに清掃動作が行われる。第2弁機構40が開弁時の清掃動作について説明する。清掃動作では、作業者が工具によって駆動軸57を回転させる。そうすると、図6に示すように、駆動軸57は回転しながら前進(下方へ変位)し、それに伴い、第2弁座52も回転しながら前進(下方へ変位)する。第2弁座52は、所定量前進すると、第2弁体42に接触する。つまり、第2弁座52のシート面52aと第2弁体42のシート面42aとが接触する。厳密には、双方のシート面42a,52aの間には異物が介在している。
更に、駆動軸57が回転しながら前進すると、第2弁座52は回転しながら前進しようとする。このとき、温度応動部43は、中心軸X方向(即ち、第2弁座52の進退方向)に弾性を有するバネ46によって保持されているため、バネ46の付勢力に抗して第2弁体42と共に下方へ変位することが可能である。そのため、作業者が駆動軸57を更に回転させることにより、第2弁座52は第2弁体42に接触してからも更に回転しながら前進(下方へ変位)する。それに伴い、温度応動部43は第2弁体42と共に下方へ変位する。それに伴い、バネ46は下方へ撓む。つまり、第2弁座52は、シート面52aが第2弁体42のシート面42aに接触した状態で回転する。この第2弁座52の回転動作により、シート面42a,52aに堆積していた異物が擦り落とされる。こうして、第2弁機構40において堆積していた異物が除去される。
作業者は、第2弁座52が第2弁体42に接触してから第2弁座52を所定量回転させると、駆動軸57を逆回転させる。そうすると、駆動軸57は逆回転しながら後退(上方へ変位)し、それに伴い、第2弁座52も逆回転しながら後退(上方へ変位)する。このとき、温度応動部43はバネ46の付勢力によって上方へ変位する。つまり、第2弁座52が後退(上方へ変位)すると、温度応動部43は第2弁体42と共に第2弁座52に追従して上方へ変位する。そのため、第2弁座52は、後退時においてもシート面52aが第2弁体42のシート面52aに接触した状態で回転することになる。この第2弁座52の後退時の回転動作により、シート面42a,52aに堆積していた異物が更に擦り落とされる。こうして、第2弁座52の後退時にも異物の除去作用が生じる。そして、第2弁座52が例えば前進時と同じ所定量逆回転されると、温度応動部43は元の位置に戻り変位を停止し、第2弁座52は第2弁体42から離隔する。第2弁座52が元の位置(即ち、基本動作時の位置)まで後退すると、清掃動作が完了する。
次に、第2弁機構40が閉弁時の清掃動作について説明する。清掃動作は、第2弁体42のシート面42aと第2弁座52のシート面52aとが接触した状態で開始される。開弁時の清掃動作と同様、作業者が工具によって駆動軸57を回転させる。そうすると、駆動軸57は回転しながら前進(下方へ変位)し、それに伴い、第2弁座52も回転しながら前進(下方へ変位)する。それに伴い、温度応動部43は、バネ46の付勢力に抗して第2弁体42と共に下方へ変位する。それに伴い、バネ46は下方へ撓む。つまり、第2弁座52は、シート面52aが第2弁体42のシート面42aに接触した状態で回転する。この第2弁座52の回転動作により、シート面42a,52aに堆積していた異物が擦り落とされる。
続いて、作業者は、駆動軸57を逆回転させることにより、第2弁座52を後退(上方へ変位)させる。そうすると、温度応動部43は、バネ46の付勢力により、第2弁体42と共に第2弁座52に追従して上方へ変位する。そのため、第2弁座52は、後退時においてもシート面52aが第2弁体42のシート面52aに接触した状態で回転する。この第2弁座52の後退時の回転動作により、シート面42a,52aに堆積していた異物が更に擦り落とされる。
このように、第2弁体42および第2弁座52のシート面42a,52aに堆積した異物が第2弁座52の回転動作によって除去される。その結果、第2弁機構40における蒸気の漏洩が防止される。
また、上述した清掃動作では、温度応動部43が下方へ一定量変位すると、温度応動部43の下方への変位が弁カバー27によって規制される。図6に示すように、温度応動部43は、第2弁座52の前進によって下方へ一定量変位すると、下面43aが弁カバー27の膨出部27aに接触する。こうして、温度応動部43は弁カバー27に接触することによって下方への変位が規制される。つまり、弁カバー27は、第1弁体31の上昇動作を規制する一方、温度応動部43の下方への変位量も規制する規制部材である。また、弁カバー27は、温度応動部43の下方への変位量を規制することにより、温度応動部43に保持された第2弁体42の下方への変位量を規制しているとも言える。つまり、弁カバー27は第2弁座52の前進による第2弁体42の変位量を規制する部材とも言える。このように、温度応動部43の下方への変位量が規制されることにより、バネ46に作用する力が制限される。
以上のように、上記実施形態のドレントラップ1(弁装置)では、第2弁座52の円環状のシート面52aと第2弁体42のシート面42aとの離隔および接触が行われるように、第2弁座52を上記円環状の中心軸X方向に進退可能に保持するようにした。更に、ドレントラップ1では、第2弁座52を上記円環状の中心軸X回りに回転可能に保持するようにした。
上記の構成によれば、第2弁座52を前進させることにより第2弁座52のシート面52aを第2弁体42のシート面42aに接触させることができ、更に第2弁座52を回転させることができる。これにより、シート面42a,52aに堆積していた異物を擦り落として除去することができる。その結果、確実に第2弁体42を第2弁座52に着座させることができるので、蒸気の漏洩を防止することができる。そして、異物が除去された後は、第2弁座52を後退させることにより、第2弁座52を元の位置に戻すことができる。
また、上記実施形態のドレントラップ1は、上記中心軸Xと同軸に設けられ、第2弁座52に連結される駆動軸57と、駆動軸57と螺合し該駆動軸57を保持する保持部材64とを有する。そして、ドレントラップ1では、駆動軸57を回転させることによって第2弁座52を進退および回転させるようにした。この構成によれば、駆動軸57を回転させるだけで、第2弁座52の進退動作と回転動作を同時に行うことができる。そのため、異物を除去する清掃効率が向上する。
また、上記実施形態のドレントラップ1では、上記中心軸X方向の弾性を有し、第2弁体42を間接的に保持するバネ46(弾性部材)を設けるようにした。この構成によれば、第2弁座52が第2弁体42に接触した後、第2弁座52の前進に伴い、第2弁体42を第2弁座52の前進方向へ変位させることができる。そのため、第2弁座52は、第2弁体42に接触した後も、第2弁体42を押しながら前進することができ且つ回転することができる。これにより、容易に第2弁座52を第2弁体42と接触させた状態で回転させることができる。
また、上記実施形態のドレントラップ1は、第2弁体42を保持し、流体の温度に応じて変位することによって第2弁体42を上記中心軸X方向に変位させて第2弁座52のシート面52aに離着座させる温度応動部43(駆動部)を有するようにした。更に、ドレントラップ1は、上記中心軸X方向の弾性を有し、温度応動部43を保持するバネ46(弾性部材)を有するようにした。
上記の構成によれば、流体の温度に応じて第2弁体42を第2弁座52に離着座させることができる。また、第2弁座52が第2弁体42に接触した後、第2弁座52の前進に伴い、第2弁体42および温度応動部43を第2弁座52の前進方向へ変位させることができる。そのため、第2弁座52は、第2弁体42に接触した後も、第2弁体42および温度応動部43を押しながら前進することができ且つ回転することができる。この場合も、容易に第2弁座52を第2弁体42と接触させた状態で回転させることができる。
また、第2弁座52は、一端面が円環状のシート面52aとなる略円筒状に形成され、シート面52aの中心軸Xと直交する方向に延びる連結ピン63によって駆動軸57と連結され、連結ピン63を中心に回転可能に構成されている。
上記の構成によれば、第2弁座52が連結ピン63を中心として回転することにより、第2弁座52のシート面52aを第2弁体42のシート面42aに対し傾けることが可能である。そのため、例えば、シート面42a,52aにおいて一部分に異物が偏って堆積している場合でも、その異物の堆積表面に沿うように第2弁座52のシート面52aを傾かせることができる。これにより、異物の堆積分布に応じてシート面42a,52a同士を接触させることができる。そのため、異物の除去効率が向上する。
また、上記実施形態のドレントラップ1は、温度応動部43の下方への変位量を規制する規制部材を備えている。具体的に、貯留室22には、第1弁体31(フロート)の上方に第1弁体31が所定の高さ以上に上昇することを規制する弁カバー27(規制部材)が設けられている。第2弁機構40は、弁カバー27の上方において中心軸Xの方向が上下方向と一致する状態で設けられ、且つ、第2弁座52が下方へ前進することにより該第2弁座52のシート面52aが第2弁体42のシート面42aと接触するように設けられている。そして、弁カバー27は、温度応動部43が下方へ変位し弁カバー27と接触することにより、温度応動部43の下方への変位量を規制する。
上記の構成によれば、清掃動作時において、温度応動部43が所定位置よりも下方へ変位することを防止することができる。これにより、バネ46に作用する力(抗力)を制限することができ、バネ46の破損を防止することができる。また、温度応動部43の下方への変位量を規制することにより、第2弁体42の変位量も規制することができる。
(その他の実施形態)
上記実施形態のドレントラップ1について、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態のドレントラップ1について、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、上記実施形態のドレントラップ1では、第2弁座52は、回転しながら進退するもの、即ち進退動作と回転動作を同時に行うものとしたが、進退動作と回転動作とを個別に行うことができる構成としてもよい。
また、上記実施形態のドレントラップ1では、第2弁体42のシート面42aおよび第2弁座52のシート面52aは平面であるが、これに限られるものではない。例えば、シート面42a,52aの一方が球面等の凹状に形成され、他方がその凹状面に面接触する円錐面等の凸状に形成されてもよい。
また、上記実施形態のドレントラップ1では、第1弁体31の上昇動作を規制する弁カバー27を利用して、温度応動部43の下方への変位量を規制するようにしたが、温度応動部43の下方への変位量を規制する部材を別途設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態のドレントラップ1は、第1弁機構30の第1弁体31がフロートである、いわゆるフロート式のものであるが、本願に開示の技術はこれに限らず、第1弁機構の第1弁体がディスク状に形成された、いわゆるディスク式のものであってもよい。
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
22 貯留室
27 弁カバー(規制部材)
31 第1弁体(フロート)
33 弁孔
40 第2弁機構(弁機構)
42 第2弁体(弁体)
42a シート面
43 温度応動部(駆動部)
46 バネ(弾性部材)
52 第2弁座(弁座)
52a シート面
57 駆動軸
64 保持部材
X 中心軸
10 ケーシング
22 貯留室
27 弁カバー(規制部材)
31 第1弁体(フロート)
33 弁孔
40 第2弁機構(弁機構)
42 第2弁体(弁体)
42a シート面
43 温度応動部(駆動部)
46 バネ(弾性部材)
52 第2弁座(弁座)
52a シート面
57 駆動軸
64 保持部材
X 中心軸
Claims (7)
- 流体の流路が形成されたケーシングと、
環状のシート面を有する弁座、変位して上記弁座のシート面に離着座する弁体を有し、上記流路を開閉する弁機構とを備え、
上記弁座は、該弁座のシート面と上記弁体のシート面との離隔および接触が行われるように上記環状の中心軸方向に進退可能に保持され、且つ、上記環状の中心軸回りに回転可能に保持されている
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、
上記弁機構は、
上記環状の中心軸と同軸に設けられ、上記弁座に連結される駆動軸と、
上記駆動軸と螺合し該駆動軸を保持する保持部材とを有し、
上記駆動軸を回転させることによって上記弁座を進退および回転させる
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、
上記弁機構は、上記環状の中心軸方向の弾性を有し、上記弁体を直接的または間接的に保持する弾性部材を有している
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、
上記弁機構は、
上記弁体を保持し、上記流体の温度に応じて変位することによって上記弁体を上記環状の中心軸方向に変位させて上記弁座のシート面に離着座させる駆動部と、
上記環状の中心軸方向の弾性を有し、上記駆動部を保持する弾性部材とを有している
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項2乃至4の何れか1項に記載の弁装置において、
上記弁座は、一端面が上記環状のシート面となる略円筒状に形成され、上記環状の中心軸と直交する方向に延びる連結ピンによって上記駆動軸と連結され、上記連結ピンを中心に回転可能に構成されている
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項1乃至5の何れか1項に記載の弁装置において、
上記弁座の前進による上記弁体の変位量を規制する規制部材を備えている
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項4に記載の弁装置において、
上記ケーシングは、上部に上記流路が接続され、下部に弁孔が設けられた流体の貯留室が形成され、
上記貯留室に収容され、該貯留室の流体の貯留位に応じて上昇下降し上記弁孔を開閉するフロートと、
上記貯留室において上記フロートの上方に設けられ、上記フロートが所定の高さ以上に上昇することを規制する規制部材とを備え、
上記弁機構は、上記規制部材の上方において上記環状の中心軸方向が上下方向と一致する状態で設けられ、且つ、上記弁座が下方へ前進することにより該弁座のシート面が上記弁体のシート面と接触するように設けられ、
上記規制部材は、上記駆動部が下方へ変位し上記規制部材と接触することにより、上記駆動部の下方への変位量を規制する
ことを特徴とする弁装置。
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