(57)【要約】【課題】限られたスペースでオリフィスと弁室の組み合わせ数を増やし、かつ凝縮水の完全な流路変更を可能とすることで、より詰まりにくいスチームトラップを提供する。【解決手段】オリフィス本体２０は、複数のブロック２１〜２３をそれぞれ前後の端面同士が互いに密着する状態で直列方向に並べて成り、複数のブロック２１〜２３は、各ブロック２１〜２３間で互いに連通して流体が循環し、入口２４側から前記一方向およびその逆方向へ流体を導いてから出口側へ向かう内部流路２０ａを備え、内部流路２０ａに沿って、小径断面のオリフィス流路３１〜３５とその出口側に広がる弁室４１〜４４との組み合わせを複数箇所に順次形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が一方向に流れる流路内に設けられるオリフィス本体を備え、該オリフィス本体により蒸気の凝縮水を外部に排出するスチームトラップにおいて、
前記オリフィス本体は、複数のブロックをそれぞれ前後の端面同士が互いに密着する状態で直列方向に並べて成り、
前記複数のブロックは、各ブロック間で互いに連通して流体が循環し、入口側から前記一方向およびその逆方向へ流体を導いてから出口側へ向かう内部流路を備え、
前記内部流路に沿って、小径断面のオリフィス流路とその出口側に広がる弁室との組み合わせを複数箇所に順次形成したことを特徴とするスチームトラップ。
【請求項２】
前記内部流路における前記オリフィス流路は、それぞれ中心軸が直列前後で偏芯したことを特徴とする請求項１に記載のスチームトラップ。
【請求項３】
前記内部流路における前記弁室は、前記ブロックの前後の端面に形成された窪み状の凹部、または該凹部の周りを周回する環状に形成された凹溝を、直列前後の端面で塞いで形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のスチームトラップ。
【請求項４】
前記複数のブロックは、上段ブロック、中段ブロック、下段ブロックの３個から成り、
前記上段ブロックは、前端面に形成された前記凹部としての入口と、後端面に形成された前記凹溝としての第１弁室と、該第１弁室の内側に形成された前記凹部としての第３弁室と、前記入口と前記第１弁室とを連通する第１オリフィス流路とを備え、
前記下段ブロックは、前端面に形成された前記凹溝としての第２弁室と、該第２弁室の内側に形成された前記凹部としての第４弁室と、該第４弁室に連通して後端面に出口が開口する第５オリフィス流路とを備え、
前記中段ブロックは、前記第１弁室と前記第２弁室とを連通する第２オリフィス流路と、前記第２弁室と前記第３弁室とを連通する第３オリフィス流路と、前記第３弁室と前記第４弁室とを連通する第４オリフィス流路とを備えることを特徴とする請求項３に記載のスチームトラップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系に発生する蒸気の凝縮水を自動的に外部に排出するスチームトラップに関し、特に、常時開孔している複数のオリフィスから凝縮水を排出するオリフィス式スチームトラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のオリフィス式スチームトラップとしては、例えば、特許文献１、特許文献２、あるいは特許文献３に記載されたものが知られている。  
これらは、収縮部であるオリフィスと膨張部である弁室とを直列に複数組配置した構造が基本であり、特に特許文献２と特許文献３に記載のものは、オリフィスの中心軸を直列前後で偏芯させることで蒸気の貫通を多少防止する構造であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−２０９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２７３８９号公報
【特許文献３】特開２００１−２７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来のオリフィス式スチームトラップでは、オリフィスと弁室が直列に配置されているので、オリフィスと弁室の組み合わせ数を多くして抵抗を増すには、流体導入部と排出部との間の距離が長くなってしまう。そのため、省スペース化の要請に反すると共に、製作しにくいという問題があった。
【０００５】
このように、オリフィスと弁室の組み合わせ数を多くすることに問題がある結果、高差圧用や凝縮水が微少の場合には、オリフィスの断面積を小さくする必要が生じるため、ゴミ等の異物がオリフィスに詰まりやすいという別の問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の技術が有する問題点に着目してなされたものであり、限られたスペースでオリフィスと弁室の組み合わせ数を増やし、かつ凝縮水の完全な流路変更を可能とすることで、より詰まりにくいスチームトラップを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。  
［１］流体が一方向に流れる流路（１２）内に設けられるオリフィス本体（２０）を備え、該オリフィス本体（２０）により蒸気の凝縮水を外部に排出するスチームトラップ（１０）において、
前記オリフィス本体（２０）は、複数のブロック（２１〜２３）をそれぞれ前後の端面同士が互いに密着する状態で直列方向に並べて成り、
前記複数のブロック（２１〜２３）は、各ブロック間で互いに連通して流体が循環し、入口（２４）側から前記一方向およびその逆方向へ流体を導いてから出口側へ向かう内部流路（２０ａ）を備え、
前記内部流路（２０ａ）に沿って、小径断面のオリフィス流路（３１〜３５）とその出口側に広がる弁室（４１〜４４）との組み合わせを複数箇所に順次形成したことを特徴とするスチームトラップ（１０）。
【０００８】
［２］前記内部流路（２０ａ）における前記オリフィス流路（３１〜３５）は、それぞれ中心軸が直列前後で偏芯したことを特徴とする［１］に記載のスチームトラップ（１０）。
【０００９】
［３］前記内部流路（２０ａ）における前記弁室（４１〜４４）は、前記ブロックの前後の端面に形成された窪み状の凹部、または該凹部の周りを周回する環状に形成された凹溝を、直列前後の端面で塞いで形成されることを特徴とする［１］または［２］に記載のスチームトラップ（１０）。
【００１０】
［４］前記複数のブロック（２１〜２３）は、上段ブロック（２１）、中段ブロック（２２）、下段ブロック（２３）の３個から成り、
前記上段ブロック（２１）は、前端面に形成された前記凹部としての入口（２４）と、後端面に形成された前記凹溝としての第１弁室（４１）と、該第１弁室（４１）の内側に形成された前記凹部としての第３弁室（４３）と、前記入口（２４）と前記第１弁室（４１）とを連通する第１オリフィス流路（３１）とを備え、
前記下段ブロック（２３）は、前端面に形成された前記凹溝としての第２弁室（４２）と、該第２弁室（４２）の内側に形成された前記凹部としての第４弁室（４４）と、該第４弁室（４４）に連通して後端面に出口が開口する第５オリフィス流路（３５）とを備え、
前記中段ブロック（２２）は、前記第１弁室（４１）と前記第２弁室（４２）とを連通する第２オリフィス流路（３２）と、前記第２弁室（４２）と前記第３弁室（４３）とを連通する第３オリフィス流路（３３）と、前記第３弁室（４３）と前記第４弁室（４４）とを連通する第４オリフィス流路（３４）とを備えることを特徴とする［３］に記載のスチームトラップ（１０）。
【００１１】
前記本発明は次のように作用する。  
前記［１］に記載のスチームトラップ（１０）によれば、オリフィス本体（２０）を成す各ブロックは、入口（２４）側から一方向およびその逆方向へ１回または繰り返し流体を導いてから出口側へ向かう内部流路（２０ａ）を備え、この内部流路（２０ａ）に沿って、オリフィス流路（３１〜３５）と弁室（４１〜４４）との組み合わせを複数箇所に順次形成する。
【００１２】
これにより、内部流路（２０ａ）が軸心に沿った直線状の場合と比べて、オリフィス本体（２０）の全長に対する流路（１２）の長さをより多く取ることができ、オリフィス流路（３１〜３５）と弁室（４１〜４４）との組数も増大する。従って、オリフィス本体（２０）内では流体が流れにくくなる。その結果、同じ流体を流すオリフィス流路（３１〜３５）と弁室（４１〜４４）の組み合わせにおいて、オリフィスの断面積をより大きくすることが可能となり、異物による詰まりを防止することができる。
【００１３】
さらに、各弁室（４１〜４４）における衝突は運動エネルギーの減衰を生じさせるが、これは流速が速いほど大きいので、流体が多いときより蒸気が多いときの方が減衰効果が高くなる。従って、蒸気が下流に排出されることを防止する効果が高くなる。
【００１４】
前記［２］に記載のスチームトラップ（１０）によれば、前記内部流路（２０ａ）におけるオリフィス流路（３１〜３５）の中心軸を直列前後で偏芯させる。これにより、貫通現象が防止され、速度エネルギーが圧力エネルギーに変換することによって、弁室（４１〜４４）における圧力が上昇し、オリフィス流路（３１〜３５）の出口からの蒸気の流下を妨げることになり、蒸気の外部への漏洩を少なくすることができる。
【００１５】
前記［３］に記載のスチームトラップ（１０）によれば、前記内部流路（２０ａ）における弁室（４１〜４４）は、ブロックの前後の端面に形成された窪み状の凹部、または該凹部の周りを周回する環状に形成された凹溝を、直列前後の端面で塞いで形成される。これにより、鋳型では作ることが不可能な内部の複雑な弁室（４１〜４４）を容易に加工することができる。
【００１６】
また、具体的なスチームトラップ（１０）としては、例えば前記［４］に記載したように構成すると良い。すなわち、複数のブロック（２１〜２３）は、上段ブロック（２１）、中段ブロック（２２）、下段ブロック（２３）の３個から成る。
【００１７】
上段ブロック（２１）は、前端面に形成された凹部としての入口（２４）と、後端面に形成された凹溝としての第１弁室（４１）と、該第１弁室（４１）の内側に形成された凹部としての第３弁室（４３）と、前記入口（２４）と前記第１弁室（４１）とを連通する第１オリフィス流路（３１）とを備える。
【００１８】
下段ブロック（２３）は、前端面に形成された凹溝としての第２弁室（４２）と、該第２弁室（４２）の内側に形成された凹部としての第４弁室（４４）と、該第４弁室（４４）に連通して後端面に出口が開口する第５オリフィス流路（３５）とを備える。
【００１９】
中段ブロック（２２）は、前記第１弁室（４１）と前記第２弁室（４２）とを連通する第２オリフィス流路（３２）と、前記第２弁室（４２）と前記第３弁室（４３）とを連通する第３オリフィス流路（３３）と、前記第３弁室（４３）と前記第４弁室（４４）とを連通する第４オリフィス流路（３４）とを備える。
【００２０】
このようなオリフィス流路（３１〜３５）と弁室（４１〜４４）との組み合わせにより、入口（２４）から第５オリフィス流路（３５）の出口までの距離において、オリフィス流路（３１〜３５）と弁室（４１〜４４）との組み合わせが、単にオリフィス流路を偏芯させただけでは３組程度しか設けられないものが５組に増え、オリフィス流路の長さも８／３倍ほど増大するので流体が流れにくくなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るスチームトラップによれば、限られたスペースでオリフィスと弁室の組み合わせ数を増やし、かつ凝縮水の完全な流路変更を可能とすることで、トラップ本体の流路方向の距離を短くすることができると共に、より大きなオリフィス口径を採用することが可能となり、その結果、オリフィスの異物による詰まりは大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るスチームトラップ全体を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの上段ブロックを示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの上段ブロックの前端面を示す上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの上段ブロックの後端面を示す下面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの下段ブロックを示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの下段ブロックの前端面を示す上面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの下段ブロックの後端面を示す下面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの中段ブロックを示す縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るスチームトラップの中段ブロックの前端面（後端面）を示す上面図（下面図）である。
【図１０】本発明の別の実施の形態に係るスチームトラップ全体を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づき、本発明を代表する各種実施の形態を説明する。  
図１〜図９は、本実施の形態に係るスチームトラップ１０を示す。  
図１は、スチームトラップ１０全体の縦断面図である。スチームトラップ１０は、流体が一方向に流れる円筒状のトラップケーシング１１の流路１２内に設けられるオリフィス本体２０を備え、該オリフィス本体２０により蒸気の凝縮水を自動的に外部に排出するものである。
【００２４】
オリフィス本体２０は、複数の円柱形のブロック２１〜２３を、それぞれ前後の端面同士が互いに密着する状態で直列方向に並べて成る。本実施の形態では、複数のブロック２１〜２３は、上段ブロック２１、中段ブロック２２、下段ブロック２３の３個から成る。なお、オリフィス本体２０の材料は金属を用いると良い。
【００２５】
複数のブロック２１〜２３は、各ブロック２１〜２３間で互いに連通して流体が循環し、入口側から前記一方向およびその逆方向へ１回または繰り返し流体を導いてから出口側へ向かう内部流路２０ａを備えている。この内部流路２０ａに沿って、小径断面のオリフィス流路３１〜３５と、その出口側に広がる弁室４１〜４５との組み合わせが複数箇所に順次形成されている。
【００２６】
各オリフィス流路３１〜３５の中心軸は、直列前後で偏芯している。また、各弁室４１〜４５は、ブロック２１〜２３の前後の端面に形成された円柱形の窪み状の凹部、または該凹部の周りを周回するリング形の環状に形成された凹溝を、直列前後の端面で塞いで形成される。以下、各ブロック２１〜２３について順に説明する。
【００２７】
図２は、上段ブロック２１の縦断面図であり、図３は、上段ブロック２１の前端面２１ａを示す上面図であり、図４は、上段ブロック２１の後端面２１ｂを示す下面図である。上段ブロック２１は、前端面２１ａに形成された凹部としての入口２４と、後端面２１ｂに形成された凹溝としての第１弁室４１と、該第１弁室４１の内側に形成された凹部としての第３弁室４３と、前記入口２４と前記第１弁室４１とを連通する第１オリフィス流路３１とを備えている。
【００２８】
図５は、下段ブロック２３の縦断面図であり、図６は、下段ブロック２３の前端面２３ａを示す上面図であり、図７は、下段ブロック２３の後端面２３ｂを示す下面図である。下段ブロック２３は、前端面２３ａに形成された凹溝としての第２弁室４２と、該第２弁室４２の内側に形成された凹部としての第４弁室４４と、該第４弁室４４に連通して後端面２３ｂに出口として開口する第５オリフィス流路３５とを備えている。
【００２９】
図８は、中段ブロック２２の縦断面図であり、図９は、中段ブロック２２の前端面２２ａ（後端面２２ｂ）を示す上面図（下面図）である。中段ブロック２２は、前記第１弁室４１と前記第２弁室４２とを連通する第２オリフィス流路３２と、前記第２弁室４２と前記第３弁室４３とを連通する第３オリフィス流路３３と、前記第３弁室４３と前記第４弁室４４とを連通する第４オリフィス流路３４とを備えている。
【００３０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。  
図１において、トラップケーシング１１の流路１２内に、オリフィス本体２０を構成する上段ブロック２１と中段ブロック２２および下段ブロック２３を、それぞれ前後の端面同士が互いに密着する状態で直列方向に配置する。
【００３１】
かかる状態で、図示していない蒸気使用機器や蒸気輸送管からの蒸気の流体がオリフィス本体２０の入口２４に到達すると、上段ブロック２１の第１オリフィス流路３１を流れ、第１弁室４１に流入する。このとき、第１弁室４１で流体が拡散されて減圧し体積膨張すると共に、第１オリフィス流路３１の出口と対向する壁（前端面２２ａ）に衝突して運動エネルギーが減速される。
【００３２】
図２および図４に示すように、第１弁室４１は円周方向に周回する環状に形成されているので、流体は第１弁室４１内を半周移動して中段ブロック２２の第２オリフィス流路３２に流入する。
【００３３】
第２オリフィス流路３２に流入した流体は、下段ブロック２３の第２弁室４２に流入し拡散されて減圧し体積膨張すると共に、第２オリフィス流路３２の出口と対向する壁（第２弁室４２の底）に衝突して減速される。図６に示すように、第２弁室４２も円周方向に周回する環状に形成されているので、流体は第２弁室４２を半周移動して中段ブロック２２の第３オリフィス流路３３に流入する。
【００３４】
図９に示すように、中段ブロック２２には、第２オリフィス流路３２、第３オリフィス流路３３、第４オリフィス流路３４が設けられている。第３オリフィス流路３３に流入した流体は、再び上段ブロック２１に戻り、第３弁室４３に流入する。そこで再び衝突と膨張した後に、中段ブロック２２の第４オリフィス流路３４に流入し、下段ブロック２３の第４弁室４４に流入する。この第４弁室４４で膨張と衝突した流体は、偏芯して設けられた第５オリフィス流路３５に流入してその出口より排出される。
【００３５】
このように、オリフィス本体２０の内部流路２０ａに沿って、オリフィス流路３１〜３５と弁室４１〜４４との組み合わせを複数箇所に順次形成することにより、入口２４から第５オリフィス流路３５の出口までの距離において、オリフィス流路と弁室の組み合わせが、単にオリフィスを偏芯させただけでは３組しか設けられないものが５組に増え、オリフィスの長さも８／３倍に増大するので流体が流れにくくなる。
【００３６】
その結果、同じ流体を流すオリフィス流路と弁室の組み合わせにおいて、オリフィスの断面積を大きくすることができ、異物による詰まりを起こさなくすることができる。  
さらに、各弁室４１〜４４における衝突は運動エネルギーの減衰を生じさせるが、これは流速が速いほど大きいので、流体が多いときより蒸気が多いときの方が減衰効果が高くなる。従って、蒸気が下流に排出されることを防止する効果が高くなる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、前記実施の形態では、上段、中段および下段のブロックを３個１組としているが、３個以外にも２個あるいは４個以上と複数個組み合わせることもできる。
【００３８】
ここでブロックの組み合わせ数が多いほど、さらに流体流量の少ない場所や高差圧の場所でもオリフィス断面積をより大きくすることができ、異物詰まりに強くなると共に、蒸気が下流に排出されない効果が高まる。具体的には例えば、図１０に示したスチームトラップ１０Ａのように、４個のブロック５１〜５４を組み合わせて構成しても良い。ここで中段をなすブロック５２，５３は共通の構造の部品を異なる回転角度で配置したものであり、このようにブロックを共通化することでコスト低減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
蒸気輸送管や蒸気使用機器等の蒸気配管系に発生する蒸気の凝縮水を自動的に外部に排出するスチームトラップに関して、構成が簡単であり組み立てに手間と時間がかからず、コストダウンを実現することができる。また、コンパクトに構成することが可能となり、省スペース化の要請にも応じることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…スチームトラップ
１０Ａ…スチームトラップ
１１…トラップケーシング
１２…流路
２０…オリフィス本体
２０ａ…内部流路
２１…上段ブロック
２１ａ…前端面
２１ｂ…後端面
２２…中段ブロック
２２ａ…前端面
２２ｂ…後端面
２３…下段ブロック
２３ａ…前端面
２３ｂ…後端面
２４…入口
３１…第１オリフィス流路
３２…第２オリフィス流路
３３…第３オリフィス流路
３４…第４オリフィス流路
３５…第５オリフィス流路
４１…第１弁室
４２…第２弁室
４３…第３弁室
４４…第４弁室
５１…ブロック
５２…ブロック
５３…ブロック
５４…ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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