(57)【要約】【課題】例えばオリフィス式スチームトラップであるオリフィスを有する流体排出装置において、そのオリフィスが詰まったときにその詰まりを好適に解消する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る流体排出装置１０は、オリフィス１２を備え、該流体排出装置の流路１４において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部２０であって、該流路制限部の孔２２は、前記オリフィス１２よりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部２４であって、該バイパス部のバイパス流路２６にバルブ３０が設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部とを備える。【選択図】図１
2020106061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィスを備えた流体排出装置であって、
該流体排出装置の流路において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部であって、該流路制限部の孔は、前記オリフィスよりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、
前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部であって、該バイパス部のバイパス流路にバルブが設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部と
を備えた流体排出装置。
【請求項２】
前記流路制限部の前記孔は、該流路制限部の該孔を通過した流体が前記オリフィスに直接的に向かうように、形成されている、
請求項１に記載の流体排出装置。
【請求項３】
前記流体排出装置は、スチームトラップである、請求項１又は２に記載の流体排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管などから流体を排出するための流体排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系では、蒸気の凝縮水をその外部に自動的に排出するスチームトラップが用いられている。スチームトラップには、前述の凝縮水の排出用に常時開口のオリフィスを備えたオリフィス式スチームトラップがある。
【０００３】
オリフィス式スチームトラップでは、オリフィスの口径が小さい場合に、オリフィスに堆積物などの異物等が詰まり易いという問題がある。そこで、そのようなスチームトラップにおいて、オリフィスの詰まりを抑制する手段又は方法が種々提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８１３７２号公報
【特許文献２】特開２０１５−４５３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のスチームトラップも、特許文献２に記載のスチームトラップも、オリフィスの詰まりを抑制することに関し、オリフィスが詰まったときにその詰まりを解消することには向けられていない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、例えばオリフィス式スチームトラップであるオリフィスを有する流体排出装置において、そのオリフィスが詰まったときにその詰まりを好適に解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
オリフィスを備えた流体排出装置であって、
該流体排出装置の流路において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部であって、該流路制限部の孔は、前記オリフィスよりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、
前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部であって、該バイパス部のバイパス流路にバルブが設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部と
を備えた流体排出装置
を提供する。
【０００８】
好ましくは、前記流路制限部の前記孔は、該流路制限部の該孔を通過した流体が前記オリフィスに直接的に向かうように、形成されている。
【０００９】
前記流体排出装置は、スチームトラップであり得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上記一態様に係る流体排出装置によれば、そのオリフィスが詰まったときにその詰まりを好適に解消するが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体排出装置の概略構成図である。
【図２】図１の流体排出装置の製造例を説明するための図である。
【図３】オリフィスが詰まっていないときの図１の流体排出装置の作動状態を表した模式図である。
【図４】オリフィスが詰まったときの図１の流体排出装置の作動状態を表した模式図である。
【図５】オリフィスが詰まったときにバルブを開けたときの図１の流体排出装置の作動状態を表した模式図である。
【図６】オリフィスの詰まりが解消されたときの図１の流体排出装置の作動状態を表した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品（又は構成）には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体排出装置としてのスチームトラップ１０の概略構成を示す断面図である。なお、「スチームトラップ」とは、蒸気機器や蒸気配管などに用いられるトラップであり、「トラップ」とはＪＩＳ  Ｂ  ０１００において「機器、配管などからドレンを自動的に排出する自力式のバルブの総称」と定義されている。
【００１４】
スチームトラップ１０は、オリフィス１２を備えている。オリフィス１２は、スチームトラップ１０の中心軸線１０Ａに沿って区画形成された流体の流路１４に設けられた孔のことであり、その前後の流路１４の部分１４ｂ、１４ｃよりも狭い縮径部である。
【００１５】
スチームトラップ１０は、流路１４が形成された本体部１６を備える。本体部１６の軸線１６Ａは、スチームトラップ１０の中心軸線１０Ａに一致する。本体部１６は、略円筒状の部材であり、その軸線１６Ａに沿って、第１端面１６ｂから第２端面１６ｃまで貫通する流路１４を区画形成する。第１端面１６ｂは第２端面１６ｃの反対側に位置し、第２端面１６ｃと同じく軸線１６Ａに直交するように延在する。スチームトラップ１０では、第１端面１６ｂ側が蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系につながる。好ましくは、第１端面１６ｂが第２端面１６ｃよりも鉛直方向上側に位置するように、スチームトラップ１０は適用される。なお、図１では、スチームトラップ１０の軸線１０Ａは鉛直方向に延びていて、他の図でもスチームトラップ１０はこの姿勢で描かれている。しかし、本発明は、スチームトラップ１０がその姿勢で用いられることに限定しない。
【００１６】
流路１４の途中に、つまり第１端面１６ｂと第２端面１６ｃとの間において、オリフィス板部１８が設けられている。オリフィス板部１８は、中心軸線１０Ａに直交するように延在し、本体部１６内部に延在する。オリフィス板部１８は、それを貫通する孔つまりオリフィス１２を有して形成されている。オリフィス１２は、中心軸線１０Ａをその軸線とするように形成されている。なお、図１では、オリフィス１２は、円柱形状の孔であるが、例えば第１端面１６ｂ側から第２端面１６ｃ側に至るほど拡がるように、テーパ状に形成されているとなおよい。
【００１７】
オリフィス板部１８よりも第１端面１６ｂ側つまり流路１４の上流側に、流路制限部２０が設けられている。流路制限部２０は、第１端面１６ｂと第２端面１６ｃとの間において、中心軸線１０Ａに直交するように延在する板状部であり、本体部１６内部に延在する。流路制限部２０は、それを貫通する孔つまり貫通孔２２を有して形成されている。なお、貫通孔２２を第２オリフィスと称してもよく、この場合、上記オリフィス１２は第１オリフィスと称されるとよい。貫通孔２２は、中心軸線１０Ａをその軸線とするように形成されている。なお、図１では、貫通孔２２は、円柱形状の孔であるが、例えば第１端面１６ｂ側から第２端面１６ｃ側に至るほど拡がるように、テーパ状に形成されてもよい。
【００１８】
図１から明らかなように、流路１４は、オリフィス１２を有するオリフィス板部１８及び貫通孔２２を有する流路制限部２０以外では、同じ直径Ｄ１つまり断面積を有する。したがって、上流側から流路１４に流入した流体は、直径Ｄ１の第１流路１４ａから貫通孔２２に至り、貫通孔２２で絞られ、その後、直径Ｄ１の第２流路１４ｂを経てオリフィス１２に至り、オリフィス１２で絞られ、直径Ｄ１の第３流路１４ｃを経て、例えば外部環境に排出され得る。
【００１９】
更に、本体部１６から外部に延びるバイパス部２４が設けられている。バイパス部２４は、本体部１６の内部から外部に延びるバイパス流路２６を形成する。バイパス部２４つまりバイパス流路２６は、オリフィス１２と流路制限部２０との間の第２流路１４ｂに連通する。なお、バイパス流路２６は、スチームトラップ１０の中心軸線１０Ａから径方向に延びるように定められるバイパス軸線２６Ａを中心軸線として有する。しかし、バイパス流路２６はこのように径方向に延びることに限定されず、例えば、中心軸線１０Ａに直交するように定められる仮想断面において第２流路１４ｂの接線方向に延在するように設けられてもよい。
【００２０】
バイパス流路２６には、バルブ３０が設けられている。バルブ３０は、ここでは手動式のバルブであるが、電動式のバルブであってもよい。また、バルブ３０の形式は、バタフライ式でも、シャッター式でも、ポペット式でもよく、本発明はバルブ３０の形式を問わない。
【００２１】
オリフィス１２の開口径（直径）Ｄ２は、貫通孔２２の開口径（直径）Ｄ３及びバイパス流路２６の流路径（直径）Ｄ４と次の（１）式の関係を有する。なお、（１）式では、それらと流路１４の直径Ｄ１との関係も示す。（１）式の関係を有するので、流路制限部２０の貫通孔２２は、オリフィス１２よりも大きな開口断面積を有する。また、バイパス流路２６の断面積は、流路制限部２０の貫通孔２２の開口断面積よりも大きい。
Ｄ２  ＜  Ｄ３  ＜  Ｄ４  ＜  Ｄ１  ・・・  （１）
【００２２】
オリフィス１２の開口径Ｄ２、流路制限部２０の貫通孔２２の開口径Ｄ３、バイパス流路２６の流路径Ｄ４、及び、流路１４の直径Ｄ１は、スチームトラップ１０が適用される配管などを流れる流体に応じて定められるとよい。本実施形態のスチームトラップ１０が適用される配管を流れる流体は蒸気である。したがって、スチームトラップ１０では、蒸気の凝縮水のみをオリフィス１２から排出して蒸気を漏らさないように、特にオリフィス１２の開口径Ｄ２は定められている。
【００２３】
オリフィス１２の開口径Ｄ２は例えば１．５ｍｍ以下であるとよく、好ましくは１ｍｍ以下である。また、オリフィス１２の開口径Ｄ２は０．３ｍｍ以上である。例えば、オリフィス１２の径Ｄ２は約０．７ｍｍであり得る。なお、開口径Ｄ２はこれら以外の寸法を有してもよい。
【００２４】
流路制限部２２の貫通孔２２の開口径Ｄ３は、通常は貫通孔２２が異物等により詰まらず、かつ、蒸気も凝縮水も通過させるように、定められている。更に、貫通孔２２の開口径Ｄ３は、後述するように、オリフィス１２が詰まったとき、貫通孔２２から噴き出る流体で異物等を除去できるように、大き過ぎない方がよい。貫通孔２２の開口径Ｄ３は、例えば３ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下であるとよい。
【００２５】
図１に示すスチームトラップ１０は、その本体部１６がオリフィス板部１８及び流路制限部２０を一体的に備えるように構成されている。しかし、スチームトラップ１０は、複数の部材を組み立てることで構成可能である。例えば、スチームトラップ１０は、図２に示すように、バイパス部２４を備える外側筒状部４０と、流量制限部２０を備える第１内側挿入部４２と、オリフィス板部１８と、円筒状の第２内側挿入部４４とを組み立てることで構成されてもよい。なお、流量制限部２０は第１内側挿入部４２から独立した部材とされてもよい。そして、複数の部材を組み立てることでスチームトラップ１０を製造する場合、各部材間にシール部材を設けてもよい。なお、各部材を相互に接続するとき、ねじ機構等の機械的接続手段を用いてもよく、また、溶接等の化学的接続手段を用いてもよい。
【００２６】
上記構成を備えるスチームトラップ１０における作用及び効果について、図３から図６に基づいて説明する。図３は、第１端面１６ｂ側が蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系につながっているスチームトラップ１０に、第１端面側から蒸気、特にそれの凝縮水Ｗが流入しているところを示す模式図である。図３のスチームトラップ１０では、凝縮水は、第１流路１４ａ、貫通孔２２、第２流路１４ｂを順に通過した後、オリフィス１２を通過することで外部に排出されている。なお、図３のスチームトラップ１０では、バルブ３０は完全に閉じられている。
【００２７】
スチームトラップ１０が新品又はそれと同様のとき、又はクリーニング後のとき、図３のように、スチームトラップ１０のオリフィス１２から凝縮水のみが外部に自動的に排出される。しかし、例えばある程度以上時間が経過すると、凝縮水に含まれる金属イオンの塩や酸化物であったり、例えばＣａ系化合物であったり、スチームトラップ１０の上流から流れてきた錆であったりが、異物等として、オリフィス１２又はその周囲に付着堆積する。オリフィス１２に異物等が堆積すると、スチームトラップ１０の流体の排出効率が低下し、それをそのまま放置するとオリフィス１２が異物等によって塞がれて凝縮水を排出できなくなる。オリフィス１２が異物等Ｃにより詰まった状態のスチームトラップ１０を図４に示す。
【００２８】
図４のスチームトラップ１０におけるオリフィス１２の詰まりを解消するために、従来のスチームトラップと同様に作業員がスチームトラップを取り外して清掃又はクリーニングすることができる。しかし、スチームトラップ１０では、上記構成を備えるので、スチームトラップを取り外すことなく、オリフィス１２の詰まりを解消することができる。
【００２９】
図４のスチームトラップ１０において、オリフィス１２に詰まりが発生すると、凝縮水が蒸気配管などに溜まるので、蒸気使用機器等の作業効率が低下するようになる。例えば、スチームトラップ１０の上流側に、ボイラーで生成された蒸気との熱交換器があるとき、その熱交換器での熱交換の効率が低下する。そこで、そのような作業効率又はそれの相当値を検出し、例えば前述の熱交換器に設けた温度センサの出力に基づいて検出し、作業効率が所定レベル以下に下がったとき、オリフィス１２が詰まったと判定することができる。
【００３０】
オリフィス１２が詰まったとき、例えばオリフィス１２が詰まったと判定したとき、作業員は、バルブ３０を開く。これにより、図５に示すように、第２流路１４ｂに溜まった凝縮水等はバルブ３０を介して外部に排出される。このとき、貫通孔２２の開口径Ｄ３はバイパス流路２６の流路径Ｄ４よりも小さいので、貫通孔２２を介して第２流路１４ｂに導かれる凝縮水等の流量は、バイパス流路２６を介して外部に排出される凝縮水等の流量よりも少ない。そこで、図５に示すように、第２流路１４ｂに凝縮水がほとんど溜まっていない状態になり、貫通孔２２を流れ出た凝縮水等が勢いよくオリフィス１２及びその周囲に降りかかるようになる。特に、貫通孔２２は、オリフィス１２と同様にスチームトラップ１０の中心軸線１０上に配置されていて、換言すると貫通孔２２を通過した流体がオリフィス１２に真っ直ぐ直接的に向かうように位置づけられて形成されている。そして、貫通孔２２は、蒸気も凝縮水も通過させるが大き過ぎないように定められている。したがって、凝縮水等は貫通孔２２を勢いよく流れ出て、より好適に、オリフィス１２又はその周囲に衝突することができる。この状態のスチームトラップ１０を図５に示す。
【００３１】
凝縮水等がオリフィス１２又はその周囲に勢いよく衝突することで、オリフィス１２に詰まった異物等Ｃを除去することができる。剥がれたり割れたりした異物等Ｃは、バルブ３０を介して凝縮水等と共に排出され得る。図６では、バイパス流路２６を介して異物等が排出されているところを模式的に示す。こうして異物等Ｃを除去して、オリフィス１２の詰まりを好適に解消することができる。よって、図６に示すように、オリフィス１２から凝縮水が流出可能になる。この図６の状態でバルブ３０が閉められることで、図１に基づいて説明したように、再度、凝縮水のみを排出することが可能になる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態に係る流体排出装置としてのスチームトラップ１０を説明したが、本発明は上記構成に限定されない。また、本発明に係る流体排出装置はスチームトラップ以外であってもよく、例えばオイル等（燃料油、食用油など）の排出装置であってもよい。
【００３３】
以上、本発明の代表的な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は種々の変更が可能である。本願の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  スチームトラップ
１２  オリフィス
１８  オリフィス板部
２０  流量制限部
２２  貫通孔
２４  バイパス部
２６  バイパス流路
３０  バルブ
【図１】
2020106061.tif 000003
【図２】
2020106061.tif 000004
【図３】
2020106061.tif 000005
【図４】
2020106061.tif 000006
【図５】
2020106061.tif 000007
【図６】
2020106061.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月29日(2019.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィスを備えた流体排出装置であって、
該流体排出装置の流路において前記オリフィスよりも上流側に設けられた流路制限部であって、該流路制限部の孔は、前記オリフィスよりも大きな開口断面積を有する、流路制限部と、
前記流路制限部と前記オリフィスとの間に連通するバイパス部であって、該バイパス部のバイパス流路にバルブが設けられていて、前記バイパス流路の断面積は、前記流路制限部の前記孔の開口断面積よりも大きい、バイパス部と
を備え、
前記流路制限部の前記孔は、該流路制限部の該孔を通過した流体が前記オリフィスに直接的に向かうように、形成されている、
流体排出装置。
【請求項２】
前記流体排出装置は、スチームトラップである、請求項１に記載の流体排出装置。