(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気トラップ又は蒸気トラップに接続する前後配管の外壁面に末端部のみ固定され蒸気トラップ又は前後配管の外壁面から受ける熱により他部を変位させるバイメタルと、
てこを有し、てこの原理を利用し前記バイメタルの先端部の変位量を拡大する拡大装置と、
前記拡大装置により拡大されたバイメタルの変位量を示す指針又は指標、及び該指針又は指標の位置に対応し前記蒸気トラップの作動状態又は前記蒸気トラップ又は前後配管の温度を表示する表示板を備える表示装置と、
を含むことを特徴とする蒸気トラップ不調検出装置。
【請求項２】
前記てこは、複数個のてこを有し、１のてこの変位量をさらに拡大するように複数個のてこが上下方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気トラップ不調検出装置。
【請求項３】
前記拡大装置は、さらに２つ以上の歯車を組み合わせてなる歯車装置を有し、前記てこを介して前記歯車装置の１の歯車を駆動させ、前記てこと前記歯車装置の両方で前記バイメタルの先端部の変位量を拡大することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気トラップ不調検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気トラップの動作不良を検出し表示可能な蒸気トラップ不調検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所、工場、各種プラントでは、加熱、加温に蒸気が多く使用されており、蒸気配管の先端部には蒸気トラップが設けられるのが一般的である。蒸気トラップは、内部に弁を備えているので、配管内のさび等が弁部に詰まると動作不良を起こす。蒸気トラップの動作不良には、種々のパターンがあるが代表的には、弁が閉止したままとなりドレンを排出することができないケース、弁が開いたままとなり蒸気が噴きっ放しとなるケースである。特にドレンが排出されないケースでは、蒸気配管にドレンが溜まる結果、蒸気配管温度が低下し操業に大きな影響を与えるため、蒸気トラップの作動状態の確認は重要である。
【０００３】
ドレンが排出されない状態となると蒸気トラップ又はこれに接続する前後配管の温度が低下するため、これら温度を測定することで蒸気トラップ動作不良が分る。温度を測定する方法には、熱電対などの温度検出器を使用する方法もあるが、蒸気トラップ又は蒸気トラップの前後配管を手で触る方法が簡便であり、従来からよく用いられている。この方法は簡便であり、現場で直ぐに実施できる方法ではあるが、蒸気トラップの設置場所によっては確認が難しく、火傷の心配もあり、さらに蒸気トラップの数が多い場合には、確認に多くの時間を要する。なお、蒸気トラップは、ドレントラップと呼ばれることもある。
【０００４】
蒸気トラップの動作不良を検知する装置も幾つか提案されている。例えば蒸気トラップ又は蒸気トラップの前後配管に形状記憶合金からなる薄板を取付け、温度変化に伴う薄板の形状の変化から温度を検知する温度表示装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。さらに前記温度表示装置は、所定温度を境としてその温度と比較して温度が高いか低いかしか表示できないため、蒸気トラップが正常に作動しているか否かを明確に判断できないとして、低温、高温のみならず中温も表示可能な温度表示器が提案されている。この温度表示器は渦巻き型のバイメタルを使用し、温度を検出し、表示するものであり、実施例として蒸気トラップに組み込んだ例が開示されている（例えば特許文献２参照）。また本件出願人は、蒸気トラップの動作検知方法として、サーモラベルを用いた方法を発明し特許出願を行っている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−２１９４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５７６２５号公報
【特許文献３】特開２００８−６４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蒸気トラップの動作不良は、ドレンの排出不能の他、蒸気の噴きっ放しを引き起こすため、蒸気トラップの作動状態を検出する方法又は装置は、この両方の状態を検出できることが望ましいことは言うまでもない。サーモラベルを使用する方法は簡便な方法であるが、劣化が懸念される。特許文献２に記載の渦巻き型のバイメタルを使用する方法は、信頼性も高く、ドレンの排出不能、蒸気の噴きっ放しの両方を検出可能な好ましい方法であるが、構造上、蒸気トラップの形状、型式によっては取付けが難しく、既に設置済みの蒸気トラップにあっては、取付けに大幅な改良が必要となる場合もある。
【０００７】
本発明の目的は、構成が簡単で取付けが容易であり、蒸気トラップの動作不良が簡単に分かる使い勝手のよい蒸気トラップ不調検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、蒸気トラップ又は蒸気トラップに接続する前後配管の外壁面に末端部のみ固定され蒸気トラップ又は前後配管の外壁面から受ける熱により他部を変位させるバイメタルと、てこを有し、てこの原理を利用し前記バイメタルの先端部の変位量を拡大する拡大装置と、前記拡大装置により拡大されたバイメタルの変位量を示す指針又は指標、及び該指針又は指標の位置に対応し前記蒸気トラップの作動状態又は前記蒸気トラップ又は前後配管の温度を表示する表示板を備える表示装置と、を含むことを特徴とする蒸気トラップ不調検出装置である。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の蒸気トラップ不調検出装置において、前記てこは、複数個のてこを有し、１のてこの変位量をさらに拡大するように複数個のてこが上下方向に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の蒸気トラップ不調検出装置において、前記拡大装置は、さらに２つ以上の歯車を組み合わせてなる歯車装置を有し、前記てこを介して前記歯車装置の１の歯車を駆動させ、前記てこと前記歯車装置の両方で前記バイメタルの先端部の変位量を拡大することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る蒸気トラップ不調検出装置は、蒸気トラップ又は蒸気トラップに接続する前後配管の外壁面にバイメタルの末端部のみを固定し、温度に対応して変位したバイメタルの先端部の変位量をてこの原理を利用した拡大装置で拡大し、これを直接、表示装置に表示するので、蒸気トラップの動作不良が直ちに分かる。構成が簡単で、バイメタルを蒸気トラップ又は蒸気トラップに接続する前後配管の外壁面に固定するので、簡単に取付け使用することができる。またバイメタルを使用するので信頼性が高く、さらにバイメタルの変位量を拡大する拡大装置を備えるので、離れた場所からも表示が視認可能となり使い勝手がよい。
【００１３】
また本発明によれば、てこは、１のてこの変位量をさらに拡大するように複数個のてこが上下方向に配置されているので、少ないスペースで大きな変位を実現でき、装置をコンパクト化することができる。これにより設置スペースが狭い所にも設置できる。
【００１４】
また本発明によれば、てこと歯車装置の両方でバイメタルの先端部の変位量を拡大することもできるので、バイメタルの僅かな変位量を大きく拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の蒸気トラップ不調検出装置１０を蒸気トラップ１に装着した状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１の蒸気トラップ不調検出装置１０の拡大装置１４の拡大機構を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態の蒸気トラップ不調検出装置５０の概略的構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態の蒸気トラップ不調検出装置１０を蒸気トラップ１に装着した状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図２は、蒸気トラップ不調検出装置１０の拡大装置１４の拡大機構を説明するための図である。
【００１８】
蒸気トラップ不調検出装置１０は、蒸気トラップ１、蒸気トラップ１に接続する蒸気配管２、ドレン配管３の外壁面に取付け、蒸気トラップ１又は蒸気配管２、ドレン配管３の温度をバイメタルを介して間接的に検出し、この温度に基づき蒸気トラップ１の作動状態を表示する装置であり、バイメタル１２とバイメタル１２の先端部の変位量を拡大する拡大装置１４と作動状態を表示する表示装置１６とを含む。図１は、蒸気トラップ１に蒸気トラップ不調検出装置１０を取付けた例である。
【００１９】
バイメタル１２は、薄い矩形板状の形状を有し、蒸気トラップ１の上方の外蓋４の外壁面５に密接するように取付けられている。バイメタル１２は一端部１８のみ、バンド（図示省略）でしっかりと外壁面５に固定され、他の部分は、外壁面５に対しフリーである。バイメタル１２は、公知のように使用可能な温度範囲、比例温度範囲も広く、さらに種々のバイメタルが市販されているので、温度に適合したバイメタルを適宜選択すればよく、湾曲抵抗係数の大きいバイメタルが変位量が大きく好ましい。蒸気トラップ１又は蒸気配管２、ドレン配管３の外壁温度の一例を示せば、蒸気トラップ１の動作正常時、８０〜１００℃程度、蒸気トラップ１の動作不良でドレンが溜まった状態では、２０〜３０℃程度、一方、蒸気トラップ１の動作不良で蒸気が噴きっ放しとなると、１１０〜１３０℃程度である。このような温度範囲の場合、１つのバイメタル１２で対応可能である。バイメタル１２を取付けるときは、熱伝導性が低下しないように蒸気トラップ１又は蒸気配管２、ドレン配管３の外壁面に密着させることが重要である。バイメタル１２の形状は、矩形平板状のものに限定されるものではなく、Ｕ字形などであってもよい。
【００２０】
バイメタル１２の取付け位置は、蒸気トラップ１の他、蒸気トラップ１に接続する前後の蒸気配管２、ドレン配管３でもよく、蒸気トラップ１の作動状態により大きく温度が変化する場所が好ましい。この点から蒸気配管２、ドレン配管３に取付ける場合は、できるだけ蒸気トラップ１に近い位置が好ましく、ドレン配管３よりも蒸気配管２の方が好ましい。またバイメタル１２は熱伝導性の点から外壁面に密着させ取付けることが重要であるから、この点も考慮しバイメタル１２の取付け位置を決めるべきである。
【００２１】
蒸気トラップ１は、特定の蒸気トラップに限定されるものではなく、バケット式蒸気トラップ、フロート式蒸気トラップなどのメカニカル蒸気トラップ、バイメタル式蒸気トラップなどのサーモスタチック蒸気トラップなど各種の蒸気トラップに適用することができる。
【００２２】
拡大装置１４は、熱を受け変位するバイメタル１２の先端部２４の高さを拡大して表示装置１６に伝達するための装置であり、ここではてこを利用してバイメタル１２の変位量を拡大する。拡大装置１４は、上下２段に設けられたてこ２０、２２と、バイメタル１２の先端部２４とてこ２０の一端部とを連結する連結板２６、てこ２０の他端部とてこ２２の一端部とを連結板２８を含み構成される。
【００２３】
てこ２０は、細長い板状の形状からなり、バイメタル１２と所定の間隔を隔て平行に配置されている。てこ２０の一端は、支持ピン３０を介して連結板２６の一端と回動自在に連結され、連結板２６の他端は、支持ピン３２を介してバイメタルの先端部２４と回動自在に連結されている。同様にてこ２０とてこ２２とは、支持ピン３４、３６を介して連結板２８で回動自在に連結されている。てこ２０は、連結板２６に近い位置に固定された支持ピン３８を有する。この支持ピン３８は、図示を省略した架台に回動自在に支持され、この支持ピン３８が支点となっててこが動く。同様にてこ２２にも連結板２８に近い位置に支点となる支持ピン４０を有する。
【００２４】
図２中（ａ）は、バイメタル１２が変位していない状態を示す。このとき、てこ２２の端部上端と外蓋４の外壁面５との距離はＨ０である。図２（ｂ）は、バイメタル１２が外蓋４から熱を受け、先端部２４がδｈ変位した状態であり、このときバイメタル１２の変位量δｈは、拡大装置１４によりΔＨ＝Ｈ１−Ｈ０に拡大される。このようにてこ２０、２２を用いることで、バイメタル１２の変位量を容易に拡大させることができる。本実施形態に示すようにてこ２０、２２を２つ用い、これを上下２段に配置すると取付けスペースが小さく、狭い場所でも取付け可能となる。もちろんてこの数は１つであっても、３つ以上であってもよい。てこは、構造が簡単で信頼性も高く、てこを使用した拡大装置１４は安価であり、優れた拡大装置と言える。
【００２５】
拡大装置としては、てこの他、スナップ又はばね機構を用い、これをバイメタル１２と連動させ、バイメタル１２の変位によりスナップ又はばね機構に荷重を加え、スナップ又はばねの圧縮を開放し、バイメタル１２の変位量を拡大するようにしてもよい。さらに他の拡大装置であってもよく、構造が簡単で安価でありコンパクトな装置が好ましい。第２実施形態では他の拡大装置を示す。
【００２６】
表示装置１６は、拡大装置１４で拡大されたバイメタル１２の変位量を視認可能に表示する装置であり、拡大装置１４と連動して動く指針４２、及びバイメタル１２の作動状態を表示する表示板４４を含む。指針４２は、本実施形態においては、てこ２２の先端部を着色しこれを指針としている。もちろんてこ２２の先端部に別途指針を設けてもよい。
【００２７】
表示板４４は、中央部に指針４２を視認可能な窓４６が設けられている。窓４６の横には、蒸気トラップの作動状態を示す目盛４８が３つ刻まれている。一番下の目盛４８ａは、ドレンが排出されず閉塞状態を示し、中央の目盛４８ｂは、正常状態を示し、一番上の目盛４８ｃは、蒸気トラップの噴きっ放しの状態を示す。蒸気トラップが不調で弁が閉止した状態となると蒸気が凝縮したドレンを排出することができず、蒸気トラップ本体１の温度が低下する。この状態では、バイメタル１２の変位量は小さく指針４４も下に位置する。一方、蒸気トラップが不調で弁が開いたままの状態となると蒸気が噴きっ放しとなり、蒸気トラップ本体１は常時、蒸気で加熱され、高い温度を維持する。この状態では、バイメタル１２の変位量が大きく、指針４４は上方に位置する。蒸気トラップが正常に作動しているときは、蒸気トラップ本体１は、中間の温度であり、指針４４も中間に位置する。目盛４８は、一定の幅を持つように表示してもよく、目盛に代え、色分けしてもよい。また温度を表示してもよい。
【００２８】
図３は、本発明の第２実施形態の蒸気トラップ不調検出装置５０の概略的構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図１及び図２に示す蒸気トラップ不調検出装置１０と同一の部材には、同一の符号を記して説明を省略する。
【００２９】
第２実施形態の蒸気トラップ不調検出装置５０も第１実施形態に示す蒸気トラップ不調検出装置１０と同様に、バイメタル１２で温度を間接的に検出し、この温度に基づき蒸気トラップの作動状況を表示装置５２に表示する。この蒸気トラップ不調検出装置５０も第１実施形態に示す蒸気トラップ不調検出装置１０と同様に、バイメタル１２の先端部２４の変位量を拡大し表示装置５２で表示する。
【００３０】
表示装置５２は、歯車装置６２を用いて表示器５４を回転させ蒸気トラップ１の作動状態を表示する。表示装置５２は、側面視が正方形の直方体の表示器５４を備え、表示器５４の隣り合う側面５６、５８には異なる色彩が付され、この側面５６、５８が合う一辺が指標６０となる。歯車装置６２は、ラック６４とピニオン６６とで構成され、表示器５４は、ピニオン６６の回転軸６８に中心を一致させるようにピニオン６６の回転軸６８上に取付けられ、ピニオン６６と一体となり回転する。表示器５４の対角線の長さは、ピニオン６６の直径の数倍の大きさであり、ピニオン６６の移動する距離が数倍の大きさとなり指標６０の移動距離として表れる。ピニオン６６には、ピニオン６６に噛み合うようにラック６４が配設され、ラック６４はガイド（図示を省略）で鉛直方向に上下動自在に保持されている。ラック６４の下方にはバイメタル１２が位置し、バイメタル１２は蒸気トラップ１の入口部に接続する蒸気配管２の外壁面６に密接し、一端部１８のみ蒸気配管２に固定されている。
【００３１】
以上の構成から蒸気トラップ不調検出装置５０は、蒸気配管２の外壁面６からの熱を受けバイメタル１２の先端部２４が上方に湾曲するとラック６４が上方に押し上げられる。これによりラック６４に噛み合うピニオン６６が反時計回りに回転し、同軸上に取付けられた表示器５４も反時計回りに回転する。このとき表示器５４は、バイメタル１２の変位量を拡大して表示することとなる。このように歯車装置６２と表示器５４は協働し、バイメタル１２の変位量を拡大する拡大装置として機能する。また表示器５４は、指標６０を境に側面５６、５８の色彩が異なるので、表示板４４の窓４６に示される指標６０の位置が明確である。表示器５４は円柱状でもよく、指標６０の部分に線を設けこれを指針とし、又はこの部分に指針を設けてもよい。
【００３２】
バイメタル１２は、固定点である一端部１８を中心にほぼ円を描くように変位する。このためラック６４をバイメタル１２に固定すると、バイメタル１２が上方に湾曲する量に従いラック６４とピニオン６６との距離が離れ、噛み合いが悪くなる。しかしながら本実施形態では、バイメタル１２とラック６４とを接着せず接触させているので、常にラック６４とピニオン６６の距離が一定に保持され、動きが安定する。
【００３３】
２つ以上の歯車を組み合わせてなる歯車装置は、周知のように歯車の直径を変更することで簡単に速度を変更することができる。このような歯車装置を拡大装置として利用してもよい。なお、第２実施形態の蒸気トラップ不調検出装置５０において、第１実施形態に示す拡大装置１４を取付け、ラック６４をてこ２２で動かしてもよい。これによりバイメタル１２の僅かな変位をさらに大きく拡大することができる。
【００３４】
第１実施形態及び第２実施形態で説明したように本発明に係る蒸気トラップ不調検出装置は、構成が簡単で、取付けも容易であり、さらに電源、配線も不要なことから現場で容易に使用することができる。本発明に係る蒸気トラップ不調検出装置は、バイメタルの変位量を拡大する拡大装置を有するので、装置を小型化しても表示が見え易く使い勝手がよい。さらに装置をコンパクト化できるので安価に製造できる。なお、本発明に係る蒸気トラップ不調検出装置は、基本的にはバイメタルを介して温度を検出し、これを表示装置に表示する装置であるから、蒸気トラップ以外の種々の装置又は配管の温度検出表示装置として、また異常監視検知装置としても使用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  蒸気トラップ
２  蒸気配管
３  ドレン配管
５  外蓋の外壁面
６  蒸気配管の外壁面
１０  蒸気トラップ不調検出装置
１２  バイメタル
１４  拡大装置
１６  表示装置
１８  バイメタルの一端部
２０  てこ
２２  てこ
２４  バイメタルの先端部
４２  指針
４４  表示板
４８  目盛
５０  蒸気トラップ不調検出装置
５２  表示装置
５４  表示器
６０  指標
６２  歯車装置
６４  ラック
６６  ピニオン
【図１】
0005388868.tif 000002
【図２】
0005388868.tif 000003
【図３】
0005388868.tif 000004