WO2022137937A1 - 弁装置 - Google Patents

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WO2022137937A1
WO2022137937A1 PCT/JP2021/042767 JP2021042767W WO2022137937A1 WO 2022137937 A1 WO2022137937 A1 WO 2022137937A1 JP 2021042767 W JP2021042767 W JP 2021042767W WO 2022137937 A1 WO2022137937 A1 WO 2022137937A1
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valve
float
base
valve seat
seat
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PCT/JP2021/042767
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Inventor
小池正
Original Assignee
株式会社テイエルブイ
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Publication date
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/18Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16TSTEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING-OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS
    • F16T1/00Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers
    • F16T1/20Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers with valves controlled by floats
    • F16T1/22Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers with valves controlled by floats of closed-hollow-body type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K33/00Floats for actuation of valves or other apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16TSTEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING-OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS
    • F16T1/00Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers
    • F16T1/38Component parts; Accessories

Definitions

  • the technology disclosed here relates to valve devices.
  • a valve device in which a float is provided in the valve chamber is disclosed.
  • the float moves up and down according to the amount of drain in the valve chamber to open and close the valve hole.
  • the float When closing the valve hole, the float not only sits on the valve seat, but also on the float seat. As a result, the state in which the float closes the valve hole is stably maintained.
  • the float seat plays an important function for the float to be stably seated on the valve seat. Therefore, if the position accuracy of the float seat is lowered, the stability of the float seating on the valve seat may be lowered.
  • the technique disclosed here was made in view of this point, and its purpose is to improve the stability of the float seating on the valve seat.
  • the valve device disclosed here is provided in a casing in which a valve chamber is formed, a valve seat provided in the valve chamber and having a valve hole, and provided in the valve chamber according to the amount of drain in the valve chamber.
  • a float that moves to open and close the valve hole and a support portion that is seated on the valve seat and supports the float in a state where the valve hole is closed are provided, and the support portion has an opening and has a frame shape. It has a base formed in the base and two float seats provided on the base and on which the float seated in the valve seat with the valve hole closed.
  • the stability of the float seating on the valve seat can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a valve device.
  • FIG. 2 is a perspective view of the second part.
  • FIG. 3 is a view of the base viewed from the axial direction of the valve hole of the valve seat.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a valve closed state of the valve device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a valve open state of the valve device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the valve device 100.
  • the valve device 100 is a float type valve device.
  • the valve device 100 is provided in the casing 1 in which the valve chamber 14 is formed, the valve seat 2 provided in the valve chamber 14 and having the valve hole 21, and the amount of drain in the valve chamber 14. It includes a float 3 that moves accordingly to open and close the valve hole 21, and a support portion 4 that supports the float 3 that sits on the valve seat 2 and closes the valve hole 21.
  • the valve device 100 is a drain trap (also referred to as a steam trap or gas trap).
  • the fluid flowing into the valve device 100 is drain (condensate) and steam.
  • the valve device 100 allows the passage of drain while blocking the passage of steam. That is, the float 3 is configured to open the valve hole 21 while the drain is flowing into the casing 1, while closing the valve hole 21 when steam flows into the casing 1.
  • the casing 1 has a divided structure of a first portion 11 and a second portion 12.
  • the first portion 11 and the second portion 12 are fastened with bolts to form a closed container.
  • a valve chamber 14 is formed inside the casing 1. That is, the first portion 11 and the second portion 12 partition the valve chamber 14.
  • the first portion 11 has an opening 11a that opens the valve chamber 14 laterally.
  • the second portion 12 is attached to the first portion 11 so as to close the opening 11a.
  • the casing 1 has a ceiling wall 17 for partitioning the valve chamber 14, a bottom wall 18, and a side peripheral wall 19 for connecting the ceiling wall and the bottom wall 18.
  • the first portion 11 includes a part of the ceiling wall 17, the bottom wall 18, and the side peripheral wall 19.
  • the second portion 12 includes the rest of the side peripheral wall 19.
  • An opening 11a is formed in a portion of the side peripheral wall 19 included in the first portion 11. The opening 11a is open to the side.
  • the first portion 11 is formed with an inflow port 13 through which a fluid flows from the outside of the casing 1 into the valve chamber 14.
  • the inflow port 13 is formed so as to penetrate the ceiling wall 17 up and down.
  • the bottom wall 18 of the second portion 12 and the first portion 11 is formed with an outflow passage 15 and an outflow outlet 16 through which the fluid flows out from the valve chamber 14 to the outside of the casing 1. That is, the outflow path 15 is continuously formed from the second portion 12 to the bottom wall 18. The upstream end of the outflow passage 15 is formed in the second portion 12 and opens to the lower part of the valve chamber 14. The downstream end of the outflow path 15 is the outflow port 16. The outlet 16 opens downward in the bottom wall 18. The axis of the inlet 13 and the axis of the outlet 16 extend substantially coaxially in the vertical direction.
  • a fluid flow path is formed in the casing 1 by an inflow port 13, a valve chamber 14, an outflow path 15, and an outflow port 16.
  • the fluid flows into the valve chamber 14 from the inflow port 13, passes through the valve chamber 14, passes through the outflow passage 15, and flows out from the outflow port 16.
  • the valve seat 2 is provided in the second part 12.
  • the valve seat 2 is provided at the upstream end of the outflow passage 15 in the valve chamber 14. That is, the valve seat 2 is provided in the lower part of the valve chamber 14.
  • the valve seat 2 is screwed to the upstream end of the outflow passage 15.
  • the valve seat 2 is formed with a valve hole 21 for communicating the valve chamber 14 and the outflow passage 15.
  • the float 3 functions as a valve body that opens and closes the valve hole 21.
  • the float 3 is formed in a hollow substantially spherical shape.
  • the float 3 is movably housed in the valve chamber 14.
  • the float 3 floats on the drain in the valve chamber 14. Therefore, the float 3 moves in the vertical direction according to the amount of drain in the valve chamber 14.
  • the support portion 4 has an opening 43, a base 41 formed in a frame shape, and two floats provided on the base 41 and seated on the valve seat 2 with the valve hole 21 closed. It has a seat 42.
  • the valve seat 2 and the two float seats 42 support the float 3 with the valve hole 21 closed at three points.
  • the base 41 is cantilevered in the second portion 12. That is, one end of the base 41 is connected to the second portion 12, and the other end of the base 41 is a free end. Specifically, the base 41 extends inward of the valve chamber 14 from the portion of the second portion 12 below the valve seat 2. More specifically, the base 41 is formed of a second portion 12 and a single member. For example, the second portion 12 and the base 41 are integrally formed by casting.
  • the base 41 faces the bottom wall 18 and is arranged so as to form a gap between the base 41 and the bottom wall 18.
  • the base 41 is arranged below the float 3 in the valve chamber 14.
  • the two float seats 42 are provided at the tip of the base 41.
  • the two float seats 42 are provided on the surface of the base 41 facing the float 3.
  • the valve seat 2 and the two float seats 42 are arranged to form a triangle in order to realize the three-point support of the float 3.
  • the casing 1 may be provided with a screen 51 for removing foreign matter from the fluid flowing into the valve chamber 14, and a bimetal 52 for forcibly opening the float 3 when the valve device 100 is started.
  • the screen 51 is provided in the first portion 11.
  • the screen 51 is arranged in the valve chamber 14 in the vicinity of the inflow port 13.
  • the screen 51 is made of a mesh-like member and is configured to allow fluids such as drain and steam to pass through.
  • the bimetal 52 is provided in the second portion 12. One end of the bimetal 52 is fixed to the second portion 12, and the other end of the bimetal 52 is a free end.
  • the bimetal 52 has an overall curved shape.
  • the bimetal 52 is deformed according to the temperature of the bimetal 52. When the bimetal 52 is at a low temperature, the free end of the bimetal 52 is located near the valve seat 2 and slightly away from the valve seat 2. The free end of the bimetal 52 at this position separates the float 3 from the valve seat 2. When the bimetal 52 is hot, the free end of the bimetal 52 is located close to the valve seat 2. The free end of the bimetal 52 at this position does not prevent the float 3 from sitting on the valve seat 2.
  • FIG. 2 is a perspective view of the second portion 12.
  • FIG. 3 is a view of the base 41 as viewed facing the axial direction of the valve hole 21 of the valve seat 2.
  • the base 41 is generally formed in a fan shape and is curved so as to be recessed toward the bottom wall 18. More specifically, the base 41 has two arms 44 extending from the second portion 12 and a plate 45 connecting the two arms 44. A float seat 42 is provided at the tip of each arm 44. A substantially circular opening 43 is formed through the plate 45.
  • the two arms 44 that is, the two float seats 42, are arranged at intervals in the circumferential direction about the axis of the valve hole 21.
  • Each arm 44 extends inward of the valve chamber 14 from the second portion 12. That is, one end of each arm 44 in the extending direction is connected to the second portion 12, and the other end of each arm 44 in the extending direction is a free end inside the valve chamber 14.
  • Each arm 44 is curved so as to be recessed toward the bottom wall 18.
  • Each arm 44 is formed thicker than the plate 45.
  • the float seat 42 is provided on the surface of the tip of each arm 44 facing the float 3.
  • the plate 45 is connected over the entire area from one end to the other end of each arm 44 in the extending direction.
  • the plate 45 is formed so as to be recessed toward the bottom wall 18.
  • the arm 44 and the plate 45 are curved so as not to come into contact with the valve seat 2 and the float 3 seated on the two float seats 42.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a valve closed state of the valve device 100.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a valve opened state of the valve device 100.
  • the valve device 100 is provided, for example, in the piping of a steam system. Steam and drain flowing through the pipe flow into the valve device 100.
  • the temperature of the bimetal 52 is relatively low, and the free end of the bimetal 52 is located at a position away from the valve seat 2 as shown in FIG.
  • the float 3 is in a state of being forcibly opened by preventing the float 3 from being seated on the valve seat 2 by the bimetal 52.
  • the air in the pipe that is, the initial air
  • the low temperature drain flows into the valve chamber 14 of the valve device 100
  • the initial air or the low temperature drain flows from the valve device 100 through the valve hole 21 and the outflow passage 15. It will flow out.
  • the initial air or low temperature drain that has flowed into the valve device 100 is quickly discharged from the valve device 100.
  • the initial air or the fluid such as the low temperature drain that has flowed in from the inflow port 13 first passes through the screen 51. At this time, the screen 51 removes foreign matter from the fluid.
  • the float 3 descends as the drain decreases, sits on the valve seat 2 and closes the valve hole 21 as shown in FIG. As a result, the outflow of drain from the valve device 100 is stopped. At this time, the float 3 sits on the float seat 42 in addition to the valve seat 2. The float 3 is supported at three points by the valve seat 2 and the two float seats 42 with the valve hole 21 closed. In this state, even if steam flows into the valve chamber 14, the valve hole 21 is immersed in the drain and the valve hole 21 is closed by the float 3, so that the steam flows through the valve hole 21 and the valve device 100. Does not leak from.
  • the float 3 moves up and down according to the amount of drain in the valve chamber 14, and the valve hole 21 is opened and closed.
  • the drain intermittently passes through the valve device 100.
  • the steam is blocked from passing through the valve device 100 both when the valve is opened and when the valve is closed.
  • the two float seats 42 of the support portion 4 support the float 3 in a state where the valve seat 2 is seated and the valve hole 21 is closed, together with the valve seat 2. As a result, the state in which the float 3 closes the valve hole 21 is stably maintained.
  • the two float seats 42 are provided on the base 41 formed in a frame shape. Since the base 41 is formed in a frame shape, it has a relatively high rigidity. Therefore, the deformation of the base 41 can be reduced, and the positions of the two float seats 42 can be maintained with high accuracy. For example, an external impact may act on the valve device 100 during transportation of the valve device 100. Even in such a case, since the base 41 is formed with high rigidity, it is difficult to be deformed. Therefore, when incorporating the valve device 100 into the piping of the steam system or the like, it is not necessary to deform the base 41 and adjust the positions of the two float seats 42.
  • the above-mentioned support portion 4 is provided in the second portion 12 attached to the first portion 11 from the side so as to close the valve chamber 14 opened to the side.
  • the configuration of is valid.
  • the positional relationship between the valve seat 2 and the float seat is the first portion 11 and the second portion 12. It is greatly affected by the mounting accuracy of.
  • the positional relationship between the valve seat 2 and the two float seats 42 is that of the first portion 11 and the second portion 12. Not affected by mounting accuracy.
  • valve seat 2 and the two float seats 42 have high positional accuracy in the state before the second portion 12 is attached to the first portion 11, after the second portion 12 is attached to the first portion 11. However, the valve seat 2 and the two float seats 42 maintain high positional accuracy. Further, in this example, since the second portion 12 and the support portion 4 are formed of a single member, the positional relationship between the valve seat 2 and the two float seats 42 is maintained with higher accuracy.
  • the two float seats 42 are provided. It is necessary to arrange it at a position some distance from the valve seat 2 (specifically, a position formed by the valve seat 2 and the two float seats 42 so that a triangle that can stably support the float 3).
  • a position is conceivable in which a float seat is provided on each of the two beams extending in a cantilever shape from the second portion 12.
  • the base 41 extending in a cantilever shape from the second portion 12 is formed in a frame shape, and the base 41 is provided with two float seats 42.
  • the rigidity of the base 41 can be improved as compared with a simple beam.
  • the position of the float seat 42 can be maintained with high accuracy even if the base 41 is provided in a cantilever shape on the second portion 12.
  • the base 41 has a plate 45 for connecting the two arms 44 extending from the second portion 12 and the two arms 44.
  • a float seat 42 is provided on each of the two arms 44, and the arm 44 is formed to be thicker than the plate 45.
  • the rigidity of the portion of the base 41 where the float seat 42 is provided (that is, the arm 44) can be improved, and the position of the float seat 42 can be maintained with higher accuracy.
  • the plates 45 are connected over the entire extending direction of each arm 44. As a result, the overall rigidity of the base 41 is improved, and the position of the float seat 42 can be maintained with higher accuracy.
  • valve seat 2 and the two float seats 42 are stably seated by forming the opening 43 in the base 41. Can be done.
  • the amount of drain in the valve chamber 14 is reduced and the amount of drain is small.
  • the undulation of the drain can be reduced. That is, by forming the opening 43 in the base 41, the drain can pass through the opening 43 around the base 41.
  • the base 41 functions as a larger flow resistance in the valve chamber 14 and can slow the flow of drain around the base 41. This reduces the waviness of the drain. As a result, the swing of the float 3 when the float 3 approaches the valve seat 2 and the two float seats 42 is reduced, and the float 3 can be stably seated on the valve seat 2 and the two float seats 42. can.
  • the base 41 is arranged below the float 3. Therefore, when the float 3 approaches the valve seat 2 and the two float seats 42, the liquid level of the drain and the base 41 approach each other.
  • the effect of the base 41 functioning as a flow resistance to reduce the waviness of the drain becomes greater as the base 41 is closer to the liquid level of the drain.
  • the need to reduce the undulation of the drain is also great when the amount of drain is reduced and the float 3 approaches the valve seat 2 and the two float seats 42. That is, the base 41 can more effectively reduce the undulations of the drain when necessary. As a result, the float 3 can be stably seated on the valve seat 2 and the two float seats 42.
  • the base 41 faces the bottom wall 18 and is arranged so as to form a gap between the base 41 and the bottom wall 18, the space above the base 41 and the space below the base 41 open an opening 43. Communicate through. Therefore, the amount of drain flowing between the base 41 and the bottom wall 18 increases.
  • the base 41 and the bottom wall 18 function as a flow resistance of the drain flowing between the base 41 and the bottom wall 18. That is, when the amount of drain flowing between the base 41 and the bottom wall 18 increases, the flow of the drain becomes slower and the undulation of the drain is further reduced.
  • the valve device 100 is provided in the casing 1 in which the valve chamber 14 is formed, the valve seat 2 provided in the valve chamber 14 and having the valve hole 21, and in the valve chamber 14, and is provided in the valve chamber 14.
  • the float 3 is provided with a float 3 that moves according to the amount of drainage to open and close the valve hole 21, and a support portion 4 that is seated on the valve seat 2 and supports the float 3 in a state where the valve hole 21 is closed.
  • a base 41 having an opening 43 and formed in a frame shape, and two float seats 42 provided on the base 41 and seated on the valve seat 2 with the valve hole 21 closed. Has.
  • the float 3 with the valve hole 21 closed is supported at three points by the valve seat 2 and the two float seats 42.
  • the base 41 provided with the two float seats 42 has a high rigidity because it is formed in a frame shape. Therefore, the positions of the two float seats 42 are maintained with high accuracy. As a result, the positional relationship between the valve seat 2 and the two float seats 42 is maintained with high accuracy, so that the stability of seating of the float 3 on the valve seat 2 can be improved.
  • the base 41 since the base 41 has an opening 43, the drain can pass through the opening 43 and circulate, and the function of the base 41 as a distribution resistance is increased.
  • the base 41 can reduce the undulation of the drain, and the swing of the float 3 when the float 3 is seated on the valve seat 2 and the two float seats 42 is reduced. As a result, the stability of seating of the float 3 on the valve seat 2 can be further improved.
  • the casing 1 has a divided structure of a first portion 11 and a second portion 12, the first portion 11 and the second portion 12 partition the valve chamber 14, and the valve seat 2 is the second portion.
  • the base 41 is provided on the second portion 12 in a cantilever manner.
  • the positional relationship between the valve seat 2 and the two float seats 42 is the first portion 11 and the second portion 12. It is maintained with high accuracy without being affected by the mounting accuracy of.
  • the base 41 is cantilevered in the second portion 12, it becomes easy to secure a distance between the valve seat 2 and the two float seats 42. Even if the base 41 is cantilevered in the second portion 12, the position accuracy of the two float seats 42 can be ensured by forming the base 41 in a frame shape.
  • first portion 11 has an opening 14a that opens the valve chamber 14 laterally, and the second portion 12 is attached to the first portion 11 so as to close the opening 14a.
  • a configuration in which the base 41 is provided in the second portion 12 in a cantilever manner is particularly effective.
  • a cantilevered configuration in which the base 41 is provided in the second portion 12 it becomes easy to realize a configuration in which the two float seats 42 are arranged in the valve chamber 14.
  • the casing 1 has a ceiling wall 17 for partitioning the valve chamber 14, a bottom wall 18, and a side peripheral wall 19 for connecting the ceiling wall 17 and the bottom wall 18, and the first portion 11 has a ceiling wall 17 and a bottom.
  • a second portion 12 includes a portion of the wall 18 and a side peripheral wall 19, the second portion 12 includes the remaining portion of the side peripheral wall 19, and an opening 14a is formed in a portion of the side peripheral wall 19 included in the first portion 11 to form a base.
  • 41 is arranged so as to face the bottom wall 18 and form a gap between the bottom wall 18 and the bottom wall 18.
  • the cantilevered base 41 provided in the second portion 12 is arranged so as to face the bottom wall 18 included in the first portion 11. Then, a gap is formed between the base 41 and the bottom wall 18. Since the base 41 is provided with the opening 43, the drain flows through the opening 43 between the space above the base 41 and the gap between the base 41 and the bottom wall 18. In the gap between the base 41 and the bottom wall 18, the base 41 and the bottom wall 18 function as flow resistance. Therefore, the flow of the drain around the base 41 becomes slower, and the waviness of the drain is further reduced. As a result, the swing of the float 3 is further reduced, and the stability of seating of the float 3 on the valve seat 2 is further improved.
  • valve device 100 is not limited to the drain trap.
  • the valve device 100 may be a float type valve device provided with a float.
  • valve device 100 is configured to be connected to the vertical pipe, but the valve device 100 is not limited to this.
  • the valve device 100 may be configured to be connected to a horizontal pipe with the inlet 13 and the outlet 16 opening laterally.
  • the base 41 has two arms 44 and a plate 45, but is not limited thereto.
  • the base 41 may be formed of a frame having a uniform thickness.
  • the base 41 may not have a configuration in which the two arms 44 are totally connected by the plate 45, but may have a configuration in which the tip portions and the like of the two arms 44 are connected by a beam-shaped member.
  • the position of the float seat 42 is not limited to the tip of each arm 44.
  • the float seat 42 is of the base 41 as long as the valve seat 2 and the two float seats 42 can support the float 3 at three points, that is, as long as the valve seat 2 and the two float seats 42 can form a triangle. It can be placed in any position.
  • the float seat 42 may be arranged on the plate 45.
  • Valve device 1 Casing 11 1st part 12 2nd part 14 Valve chamber 14a Opening 17 Ceiling wall 18 Bottom wall 19 Side peripheral wall 2 Valve seat 21 Valve hole 3 Float 4 Support part 41 Base 42 Float seat 43 Opening

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Float Valves (AREA)

Abstract

弁座へのフロートの着座の安定性を向上させる。 弁装置(100)は、弁室(14)が形成されたケーシング(1)と、弁室(14)に設けられ、弁孔(21)を有する弁座(2)と、弁室(14)内に設けられ、弁室(14)内のドレンの量に応じて移動して弁孔(21)を開閉するフロート(3)と、弁座(2)に着座して弁孔(21)を閉じた状態のフロート(3)を支持する支持部(4)とを備えている。支持部(4)は、開口(43)を有し、枠状に形成されたベース(41)と、ベース(41)に設けられ、弁座(2)に着座して弁孔(21)を閉じた状態のフロート(3)が着座する2つのフロート座(42)とを有する。

Description

弁装置
 ここに開示された技術は、弁装置に関する。
 例えば、弁室内にフロートが設けられた弁装置が開示されている。フロートは、弁室内のドレン量に応じて上下動し、弁孔を開閉する。フロートは、弁孔を閉弁するときには、弁座に着座するだけでなく、フロート座にも着座する。これにより、フロートが弁孔を閉じた状態が安定的に維持される。
実開昭61-204096号公報
 前述のように、フロート座は、フロートを弁座に安定的に着座させるために重要な機能を果たす。そのため、フロート座の位置精度が低下すると、弁座へのフロートの着座の安定性が低下する虞がある。
 ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弁座へのフロートの着座の安定性を向上させることにある。
 ここに開示された弁装置は、弁室が形成されたケーシングと、前記弁室に設けられ、弁孔を有する弁座と、前記弁室内に設けられ、前記弁室内のドレンの量に応じて移動して前記弁孔を開閉するフロートと、前記弁座に着座して前記弁孔を閉じた状態の前記フロートを支持する支持部とを備え、前記支持部は、開口を有し、枠状に形成されたベースと、前記ベースに設けられ、前記弁座に着座して前記弁孔を閉じた状態の前記フロートが着座する2つのフロート座とを有する。
 前記弁装置によれば、弁座へのフロートの着座の安定性を向上させることができる。
図1は、弁装置の概略構成を示す断面図である。 図2は、第2部分の斜視図である。 図3は、弁座の弁孔の軸心方向を向いて見たベースの図である。 図4は、弁装置の閉弁状態を示す断面図である。 図5は、弁装置の開弁状態を示す断面図である。
 以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、弁装置100の概略構成を示す断面図である。
 弁装置100は、フロート式の弁装置である。弁装置100は、弁室14が形成されたケーシング1と、弁室14に設けられ、弁孔21を有する弁座2と、弁室14内に設けられ、弁室14内のドレンの量に応じて移動して弁孔21を開閉するフロート3と、弁座2に着座して弁孔21を閉じた状態のフロート3を支持する支持部4とを備えている。この例では、弁装置100は、ドレントラップ(スチームトラップ又は気体トラップともいう)である。
 弁装置100に流入する流体は、ドレン(復水)及び蒸気である。弁装置100は、ドレンの通過を許容する一方、蒸気の通過を阻止する。つまり、フロート3は、ケーシング1内にドレンが流入している間は弁孔21を開く一方、ケーシング1内に蒸気が流入すると弁孔21を閉じるように構成されている。
 詳しくは、ケーシング1は、第1部分11と第2部分12との分割構造となっている。第1部分11と第2部分12とは、ボルトで締結され、密閉容器を形成する。ケーシング1の内部には、弁室14が形成されている。つまり、第1部分11及び第2部分12は、弁室14を区画している。
 第1部分11は、弁室14を側方へ開放させる開口11aを有する。第2部分12は、開口11aを塞ぐように第1部分11に取り付けられている。
 詳しくは、ケーシング1は、弁室14を区画する天井壁17と、底壁18と、天井壁と底壁18とを連結する側周壁19とを有している。第1部分11は、天井壁17、底壁18及び側周壁19の一部を含んでいる。第2部分12は、側周壁19の残りの部分を含んでいる。側周壁19のうち第1部分11に含まれる部分に開口11aが形成されている。開口11aは、側方へ開放されている。
 第1部分11には、ケーシング1の外部から弁室14へ流体が流入する流入口13が形成されている。流入口13は、天井壁17を上下に貫通して形成されている。
 第2部分12及び第1部分11の底壁18には、弁室14からケーシング1の外部へ流体が流出する流出路15及び流出口16が形成されている。つまり、流出路15は、第2部分12から底壁18に亘って連続して形成されている。流出路15の上流端は、第2部分12に形成され、弁室14の下部に開口している。流出路15の下流端が流出口16である。流出口16は、底壁18において下向きに開口している。流入口13の軸心及び流出口16の軸心は、実質的に同軸状に上下方向に延びている。
 ケーシング1内には、流入口13、弁室14、流出路15及び流出口16によって、流体の流路が形成されている。流体は、流入口13から弁室14に流入し、弁室14を通過して、流出路15を通って流出口16から流出する。
 弁座2は、第2部分12に設けられている。弁座2は、弁室14おける流出路15の上流端に設けられている。すなわち、弁座2は、弁室14の下部に設けられている。弁座2は、流出路15の上流端にネジ締結されている。弁座2には、弁室14と流出路15とを連通させる弁孔21が形成されている。
 フロート3は、弁孔21を開閉する弁体として機能する。フロート3は、中空の略球形状に形成されている。フロート3は、弁室14に移動自在に収容されている。フロート3は、弁室14内のドレンに浮かぶ。そのため、フロート3は、弁室14内のドレンの量に応じて上下方向に移動する。
 支持部4は、開口43を有し、枠状に形成されたベース41と、ベース41に設けられ、弁座2に着座して弁孔21を閉じた状態のフロート3が着座する2つのフロート座42とを有する。弁座2及び2つのフロート座42は、弁孔21を閉じた状態のフロート3を3点支持する。
 ベース41は、第2部分12に片持ち状に設けられている。すなわち、ベース41の一端部は、第2部分12に連結され、ベース41の他端部は、自由端となっている。詳しくは、ベース41は、第2部分12のうち弁座2よりも下方の部分から弁室14の内側へ延びている。より詳しくは、ベース41は、第2部分12と単一部材で形成されている。例えば、第2部分12とベース41とは、鋳造によって一体的に形成されている。
 ベース41は、底壁18と対向し、底壁18との間に隙間を形成するように配置されている。ベース41は、弁室14内においてフロート3の下方に配置されている。
 2つのフロート座42は、ベース41の先端部に設けられている。2つのフロート座42は、ベース41のうちフロート3と対向する面に設けられている。弁座2及び2つのフロート座42は、フロート3の3点支持を実現するために、三角形を形成するように配置されている。
 ケーシング1には、弁室14内に流入する流体から異物を除去するスクリーン51と、弁装置100の始動時にフロート3を強制的に開弁させるバイメタル52とが設けられていてもよい。
 スクリーン51は、第1部分11に設けられている。スクリーン51は、弁室14内において、流入口13の近傍に配置されている。スクリーン51は、メッシュ状の部材で形成され、ドレン及び蒸気等の流体が通過可能に構成されている。
 バイメタル52は、第2部分12に設けられている。バイメタル52の一端部は、第2部分12に固定され、バイメタル52の他端部は、自由端となっている。バイメタル52は、全体的に湾曲した形状をしている。バイメタル52は、バイメタル52の温度に応じて変形する。バイメタル52が低温のときには、バイメタル52の自由端は、弁座2の近傍であって且つ弁座2から少し離れた位置に位置している。この位置のバイメタル52の自由端は、フロート3を弁座2から離間させる。バイメタル52が高温のときには、バイメタル52の自由端は、弁座2に接近した位置に位置している。この位置のバイメタル52の自由端は、弁座2へのフロート3の着座を阻害しない。
 図2,3を用いて、支持部4についてさらに詳細に説明する。図2は、第2部分12の斜視図である。図3は、弁座2の弁孔21の軸心方向を向いて見たベース41の図である。
 ベース41は、概ね扇形状に形成され、底壁18の方へ凹むように湾曲している。より詳しくは、ベース41は、第2部分12から延びる2本のアーム44と、2本のアーム44を連結するプレート45とを有している。各アーム44の先端部にフロート座42が設けられている。プレート45に略円形状の開口43が貫通形成されている。
 2本のアーム44、即ち、2つのフロート座42は、弁孔21の軸心を中心とする周方向において間隔を空けて配置されている。各アーム44は、第2部分12から弁室14の内側へ延びている。つまり、各アーム44の延伸方向の一端部は、第2部分12に連結され、各アーム44の延伸方向の他端部は、弁室14の内側において自由端となっている。各アーム44は、底壁18の方へ凹むように湾曲している。各アーム44は、プレート45よりも厚く形成されている。
 フロート座42は、各アーム44の先端部におけるフロート3と対向する面に設けられている。
 プレート45は、各アーム44の延伸方向の一端部から他端部の全域に亘って連結されている。プレート45は、底壁18の方へ凹むように形成されている。
 アーム44及びプレート45は、弁座2及び2つのフロート座42に着座するフロート3と接触しないように湾曲している。
 弁装置100の基本的な動作について説明する。図4は、弁装置100の閉弁状態を示す断面図である。図5は、弁装置100の開弁状態を示す断面図である。
 弁装置100は、例えば、蒸気システムの配管に設けられている。弁装置100には、配管を流通する蒸気及びドレンが流入する。弁装置100の始動時にはバイメタル52の温度は比較的低く、バイメタル52の自由端は、図1に示すように、弁座2から離れた位置に位置している。フロート3は、バイメタル52により弁座2への着座が阻止され、強制的に開弁した状態にされている。この状態で、配管内の空気(即ち、初期エア)又は低温ドレンが弁装置100の弁室14へ流入すると、初期エア又は低温ドレンは、弁孔21及び流出路15を介して弁装置100から流出していく。このように、弁装置100に流入した初期エア又は低温ドレンは、弁装置100から速やかに排出される。尚、流入口13から流入した初期エア又は低温ドレン等の流体は、まずスクリーン51を通過する。このとき、スクリーン51によって流体から異物が除去される。
 その後、弁装置100へ蒸気又は高温のドレンが流入する。ドレンは、弁室14の下部に貯留され、蒸気は、弁室14の上部に滞留する。フロート3が開弁状態となっている間は、ドレンは、弁孔21を介して弁室14から流出する。やがて、バイメタル52の温度が上昇すると、バイメタル52が変形して、図4に示すように、バイメタル52の自由端は、弁座2へのフロート3の着座を阻害しない位置まで移動する。これにより、フロート3は、弁座2に着座することができ、弁孔21を閉弁可能となる。弁室14内のドレンの量がそれほど多くないときには、フロート3は、弁座2に着座して、弁孔21を閉じる。このとき、フロート3は、2つのフロート座42にも着座している。つまり、フロート3は、弁座2と2つのフロート座42によって3点支持されている。
 弁室14内のドレンの量が増加すると、図5に示すように、フロート3はドレンによって浮遊する。これにより、フロート3は、上昇して弁座2から離座し、弁孔21を開く。ドレンは、弁室14から弁孔21を介して流出路15へ流出する。弁孔21から流出したドレンは、流出路15を通って、流出口16を介して弁装置100から流出する。このとき、弁室14内の蒸気は、弁室14においてドレンの上方空間に滞留しているので、弁孔21を介して弁装置100から流出しない。
 弁室14内のドレンの量が減少すると、フロート3は、ドレンの減少と共に下降し、図4に示すように、弁座2に着座して、弁孔21を閉じる。これにより、弁装置100からのドレンの流出が停止する。このとき、フロート3は、弁座2に加えて、フロート座42にも着座する。フロート3は、弁孔21を閉じた状態で、弁座2及び2つのフロート座42によって3点支持される。この状態で、弁室14内に蒸気が流入しても、弁孔21はドレンに浸かっており且つ弁孔21がフロート3によって閉じられているので、蒸気は弁孔21を介して弁装置100から流出しない。
 弁室14内のドレンの量が増加すると、フロート3は再びドレンによって浮上する。フロート3は、弁座2から離座して、弁孔21が開かれる。
 このように、弁装置100では、弁室14内のドレンの量に応じてフロート3が上下動し、弁孔21が開閉される。これにより、ドレンは、弁装置100を断続的に通過していく。一方、開弁時及び閉弁時のいずれにおいても、蒸気は、弁装置100の通過を阻止される。
 続いて、支持部4についてさらに説明する。
 支持部4の2つのフロート座42は、弁座2に着座して弁孔21を閉じた状態のフロート3を弁座2と共に3点支持する。これにより、フロート3が弁孔21を閉じた状態が安定的に維持される。
 ここで、2つのフロート座42は、枠状に形成されたベース41に設けられている。ベース41は、枠状に形成されているので、比較的高い剛性を有している。そのため、ベース41の変形を低減することができ、2つのフロート座42の位置を高精度に維持することができる。例えば、弁装置100の運送時等に弁装置100に外部から衝撃が作用する場合がある。そのような場合であっても、ベース41は高剛性に形成されているので、変形しづらい。そのため、弁装置100を蒸気システムの配管等に組み込む際に、ベース41を変形させて、2つのフロート座42の位置を調整する等の作業が不要となる。
 特に、側方へ開放された弁室14を塞ぐように第1部分11に側方から取り付けられる第2部分12に、弁座2及び支持部4が設けられる構成においては、前述の支持部4の構成が有効となる。例えば、弁座2が第2部分12に設けられ、フロート座が第1部分11に設けられた構成においては、弁座2とフロート座の位置関係は、第1部分11と第2部分12との取付精度に大きな影響を受ける。それに対して、第2部分12に弁座2及び支持部4が設けられた構成においては、弁座2と2つのフロート座42との位置関係は、第1部分11と第2部分12との取付精度の影響を受けない。第2部分12が第1部分11に取り付ける前の状態において、弁座2と2つのフロート座42とが高い位置精度を有していれば、第2部分12を第1部分11に取り付けた後においても、弁座2と2つのフロート座42とは高い位置精度を維持する。さらに、この例では第2部分12と支持部4とが単一部材で形成されているので、弁座2と2つのフロート座42との位置関係はより高い精度で維持される。
 そして、第2部分12に弁座2及び支持部4の両方を設ける構成において弁座2と2つのフロート座42とでフロート3の3点支持を実現するためには、2つのフロート座42を弁座2から或る程度離れた位置(具体的には、フロート3を安定的に支持できる程度の三角形を弁座2及び2つのフロート座42によって形成する位置)に配置する必要がある。ベース41を第2部分12に片持ち状に設けることによって、弁座2と2つのフロート座42との距離を確保しやすくなる。その場合、第2部分12から片持ち状に延びた2本の梁のそれぞれにフロート座を設ける構成が考えられる。片持ち状の部材は、剛性がそれほど高くない傾向にある。それに対し、弁装置100では、第2部分12から片持ち状に延びるベース41を枠状に形成し、ベース41に2つのフロート座42を設けている。ベース41を枠状に形成することによって、単なる梁に比べて、ベース41の剛性を向上させることができる。これにより、第2部分12にベース41を片持ち状に設ける構成であってもフロート座42の位置を高い精度で維持することができる。
 さらに、ベース41は、第2部分12から延びる2本のアーム44と2本のアーム44とを連結するプレート45とを有している。そして、2本のアーム44のそれぞれにフロート座42が設けられ、アーム44はプレート45よりも厚く形成されている。これにより、ベース41のうちフロート座42が設けられた部分(即ち、アーム44)の剛性を向上させることができ、フロート座42の位置をさらに高い精度で維持することができる。さらに、プレート45は、各アーム44の延伸方向の全域に亘って連結されている。これにより、ベース41の全体的な剛性が向上し、フロート座42の位置をさらに高い精度で維持することができる。
 それに加え、第2部分12から片持ち状の部材を延ばす構成において、ベース41に開口43を形成することによって、弁座2及び2つのフロート座42へのフロート3の安定した着座を実現することができる。
 詳しくは、フロート3が下降して弁座2、さらにはフロート座42に安定的に着座するためには、弁室14内のドレンの量が減少する際のドレンの波立ちが少ない方が好ましい。開口43を有するベース41を第2部分12から弁室14内へ延びるように設けることによって、ドレンの波立ちを低減することができる。つまり、ベース41に開口43を形成することによって、ベース41の周辺においてはドレンが開口43を通過することができる。ベース41は、弁室14内においてより大きな流通抵抗として機能し、ベース41の周辺のドレンの流れを緩やかにすることができる。これにより、ドレンの波立ちが低減される。その結果、フロート3が弁座2及び2つのフロート座42へ接近するときのフロート3の揺動が低減され、フロート3は、弁座2及び2つのフロート座42へ安定して着座することができる。
 それに加えて、ベース41にはフロート座42が設けられているので、ベース41はフロート3の下方に配置されている。そのため、フロート3が弁座2及び2つのフロート座42へ近づくときには、ドレンの液面もベース41も近づく。ベース41が流通抵抗として機能してドレンの波立ちを低減する効果は、ベース41がドレンの液面に近いほど大きくなる。そして、ドレンの波立ちを低減する必要性が大きいのも、ドレンの量が減ってフロート3が弁座2及び2つのフロート座42に接近したときである。つまり、ベース41は、必要なときにより効果的にドレンの波立ちを低減することができる。その結果、フロート3は、弁座2及び2つのフロート座42へ安定して着座することができる。
 さらに、ベース41は、底壁18と対向し、底壁18との間に隙間を形成するように配置されているので、ベース41の上方の空間とベース41の下方の空間とが開口43を介して連通する。そのため、ベース41と底壁18との間を流通するドレンが増加する。ベース41及び底壁18は、ベース41と底壁18との間を流通するドレンの流通抵抗として機能する。つまり、ベース41と底壁18との間を流通するドレンが増加すると、ドレンの流れがより緩やかになり、ドレンの波立ちがさらに低減される。
 以上のように、弁装置100は、弁室14が形成されたケーシング1と、弁室14に設けられ、弁孔21を有する弁座2と、弁室14内に設けられ、弁室14内のドレンの量に応じて移動して弁孔21を開閉するフロート3と、弁座2に着座して弁孔21を閉じた状態のフロート3を支持する支持部4とを備え、支持部4は、開口43を有し、枠状に形成されたベース41と、ベース41に設けられ、弁座2に着座して弁孔21を閉じた状態のフロート3が着座する2つのフロート座42とを有する。
 この構成によれば、弁孔21を閉じた状態のフロート3は、弁座2及び2つのフロート座42によって3点支持される。そして、2つのフロート座42が設けられているベース41は、枠状に形成されているので、高い剛性を有する。そのため、2つのフロート座42の位置が高い精度で維持される。その結果、弁座2及び2つのフロート座42との位置関係も高い精度で維持されるので、弁座2へのフロート3の着座の安定性を向上させることができる。それに加えて、ベース41は開口43を有するので、ドレンが開口43を通過して流通することができ、ベース41の流通抵抗としての機能が大きくなる。そのため、ベース41がドレンの波立ちを低減することができ、フロート3が弁座2及び2つのフロート座42へ着座するときのフロート3の揺動が低減される。その結果、弁座2へのフロート3の着座の安定性をさらに向上させることができる。
 また、ケーシング1は、第1部分11と第2部分12との分割構造となっており、第1部分11及び第2部分12は、弁室14を区画し、弁座2は、第2部分12に設けられ、ベース41は、第2部分12に片持ち状に設けられている。
 この構成によれば、弁座2及びベース41の両方が第2部分12に設けられているので、弁座2及び2つのフロート座42の位置関係は、第1部分11と第2部分12との取付精度の影響を受けることなく、高い精度で維持される。それに加えて、ベース41が第2部分12に片持ち状に設けられているので、弁座2と2つのフロート座42との間に距離を確保しやすくなる。そして、ベース41が第2部分12に片持ち状に設けられた構成であっても、ベース41を枠状に形成することによって2つのフロート座42の位置精度を確保することができる。
 さらに、第1部分11は、弁室14を側方へ開放させる開口14aを有し、第2部分12は、開口14aを塞ぐように第1部分11に取り付けられている。
 この構成においては、ベース41を第2部分12に片持ち状に設ける構成が特に有効となる。ベース41を第2部分12に片持ち状に設ける構成を採用することによって、2つのフロート座42を弁室14内に配置する構成を実現しやすくなる。
 ケーシング1は、弁室14を区画する天井壁17と、底壁18と、天井壁17と底壁18とを連結する側周壁19とを有し、第1部分11は、天井壁17、底壁18及び側周壁19の一部を含み、第2部分12は、側周壁19の残りの部分を含み、側周壁19のうち第1部分11に含まれる部分に、開口14aが形成され、ベース41は、底壁18と対向し、底壁18との間に隙間を形成するように配置されている。
 この構成によれば、第2部分12に片持ち状に設けられたベース41は、第1部分11に含まれる底壁18と対向するように配置される。そして、ベース41と底壁18との間には隙間が形成される。ベース41には開口43が設けられているので、ベース41の上方の空間と、ベース41と底壁18との間の隙間との間で開口43を介してドレンが流通することになる。ベース41と底壁18との間の隙間においては、ベース41及び底壁18が流通抵抗として機能する。そのため、ベース41の周辺のドレンの流れがより緩やかになり、ドレンの波立ちがより低減される。その結果、フロート3の揺動がより低減され、弁座2へのフロート3の着座の安定性がさらに向上する。
 《その他の実施形態》
 以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
 例えば、弁装置100は、ドレントラップに限定されない。弁装置100は、フロートを備えたフロート式の弁装置であればよい。
 また、ケーシング1の流入口13及び流出口16が上下方向に開口して、弁装置100は、垂直配管に接続されるように構成されているが、これに限定されるものではない。流入口13及び流出口16が横方向に開口して、弁装置100は、水平配管に接続されるように構成されてもよい。
 ベース41は、2本のアーム44とプレート45とを有しているが、これに限定されるものではない。ベース41は、厚さが一様な枠体で形成されていてもよい。あるいは、ベース41は、プレート45によって2本のアーム44が全体的に連結される構成ではなく、2本のアーム44の先端部等を梁状の部材で連結する構成であってもよい。
 フロート座42の位置は、各アーム44の先端部に限定されない。弁座2と2つのフロート座42とでフロート3の3点支持を実現できる限り、即ち、弁座2と2つのフロート座42とで三角形を形成できる限りは、フロート座42は、ベース41の任意の位置に配置することができる。例えば、前述のベース41においてプレート45にフロート座42を配置してもよい。
100  弁装置
1    ケーシング
11   第1部分
12   第2部分
14   弁室
14a  開口
17   天井壁
18   底壁
19   側周壁
2    弁座
21   弁孔
3    フロート
4    支持部
41   ベース
42   フロート座
43   開口

 

Claims (4)

  1.  弁室が形成されたケーシングと、
     前記弁室に設けられ、弁孔を有する弁座と、
     前記弁室内に設けられ、前記弁室内のドレンの量に応じて移動して前記弁孔を開閉するフロートと、
     前記弁座に着座して前記弁孔を閉じた状態の前記フロートを支持する支持部とを備え、
     前記支持部は、開口を有し、枠状に形成されたベースと、前記ベースに設けられ、前記弁座に着座して前記弁孔を閉じた状態の前記フロートが着座する2つのフロート座とを有する弁装置。
  2.  請求項1に記載の弁装置において、
     前記ケーシングは、第1部分と第2部分との分割構造となっており、
     前記第1部分及び前記第2部分は、前記弁室を区画し、
     前記弁座は、前記第2部分に設けられ、
     前記ベースは、前記第2部分に片持ち状に設けられている弁装置。
  3.  請求項2に記載の弁装置において、
     前記第1部分は、前記弁室を側方へ開放させる開口を有し、
     前記第2部分は、前記開口を塞ぐように前記第1部分に取り付けられている弁装置。
  4.  請求項3に記載の弁装置において、
     前記ケーシングは、前記弁室を区画する天井壁と、底壁と、前記天井壁と前記底壁とを連結する側周壁とを有し、
     前記第1部分は、前記天井壁、前記底壁及び前記側周壁の一部を含み、
     前記第2部分は、前記側周壁の残りの部分を含み、
     前記側周壁のうち前記第1部分に含まれる部分に、前記開口が形成され、
     前記ベースは、前記底壁と対向し、前記底壁との間に隙間を形成するように配置されている弁装置。
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