(57)【要約】      （修正有）【課題】弁口にスケールが付着しても、このスケールを弁体に作用する強い閉弁力で押し潰して確実な閉弁状態とすることができる感温弁を提供する。【解決手段】弁口５１を開閉する弁体１７と、下端部で弁体１７を保持するホルダ６と、ホルダ６に連結されてホルダ６と一体的に軸方向に移動する弁棒１０と、流体Ｆの温度に応じてホルダ６を駆動する感温駆動体８と、弁体１７、ホルダ６、弁棒１０および感温駆動体８を収納し、流体Ｆの流入口および流出口を有するボデイとを備える。閉弁動作時に感温駆動体８によってホルダ６が閉弁方向に移動して弁体１７が弁口５１に接触したとき弁棒１０の下端部と弁体１７との間にすきまが存在し、弁体１７が弁口５１との間に異物Ｓを挟んだ状態で弁口５１から浮き上がったとき弁棒１０の下端部が弁体１７に接触して弁体１７を閉弁方向に押圧する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁口を開閉する弁体と、
下端部で前記弁体を保持するホルダと、
前記ホルダに連結されてホルダと一体的に軸方向に移動する弁棒と、
流体の温度に応じて前記ホルダを駆動する感温駆動体と、前記弁体、前記ホルダ、前記弁棒および前記感温駆動体を収納し、流体の流入口および流出口を有するボデイとを備え、
閉弁動作時に前記感温駆動体によって前記ホルダが閉弁方向に移動して前記弁体が前記弁口に接触したとき前記弁棒の下端部と前記弁体との間にすきまが存在し、前記弁体が前記弁口との間に異物を挟んだ状態で弁口から浮き上がったとき前記弁棒の下端部が前記弁体に接触して弁体を閉弁方向に押圧する感温弁。
【請求項２】
請求項１に記載の感温弁において、円筒形の前記ホルダに前記弁棒の下端部が連結され、前記ホルダの下端部に前記弁体が保持されている感温弁。
【請求項３】
請求項２において、前記ホルダに、前記弁体を前記ホルダの下端部のガイド孔に押し当てる保持ばねが装着されている感温弁。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、さらに、前記弁棒に開弁方向のばね力を付加する復帰用ばねを備えた感温弁。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記ホルダは、前記弁口を有する弁座部材に設けられた円筒形のガイド体の内周面に嵌合されている感温弁。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項において、前記弁体が前記弁口に接触したとき前記ホルダの下面と前記弁口を有する弁座部材の上面とは所定のホルダ初期隙間で離間している感温弁。
【請求項７】
請求項６において、前記弁棒の下端部が前記弁体に接触して前記弁体を前記弁口に密着させたとき、前記ホルダの下面と前記弁座部材の上面との間にホルダ下限隙間が存在する感温弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として蒸気通路の温調トラップとして用いられる感温弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蒸気通路では、外部への放熱によって温度低下すると、蒸気の一部が液化して復水（ドレン）を発生するが、この復水は、蒸気管の適所に配置した感温弁からなる温調トラップによって外部に排出している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記感温弁として、弁室内に図４（ａ），（ｂ）に示すようなボール弁タイプの弁体１７を備えたものが知られている。この感温弁は、バイメタルのような感温駆動体８が弁室内の蒸気のような流体Ｆの温度に応じて伸縮変形することにより弁棒１０を鉛直方向に上下動させ、この弁棒１０の下端部に連結されたホルダ６の下端部にボール弁タイプの弁体１７が保持されている。
【０００４】
上記感温弁を蒸気トラップとして使用する場合において、弁室内の流体Ｆが設定温度よりも低いときは、図４（ａ）に示すように、感温駆動体８の膨張力が小さいので、復帰ばね９のばね力により弁棒１０およびホルダ６が押し上げられて、弁体１７が弁口５１の上方に離間して開弁状態となり、弁室内の復水が弁口５１を経て外部に流出する。弁室内に高温の復水および蒸気が流入すると、図４（ｂ）に示すように、感温駆動体８が膨張変形して弁棒１０およびホルダ６を下降させ、ホルダ６に保持されている弁体１７が弁口５１を閉止して閉弁状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−４５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記感温弁では、弁体１７による閉弁力が後述するように弱いので、図４（ａ）に示すように、弁口５１に塵埃のようなスケール(異物)が付着すると、弁体１７が弁口５１に密着状態に接触できないことから、確実な閉弁状態とならず、弁口５１から蒸気が漏れ出ることがある。この感温弁において弁体１７による閉弁力が弱いのは以下のような理由による。すなわち、この感温弁では、弁体１７が弁棒１０に対して分離して鉛直方向および水平方向に移動可能なフリー状態に設けられて、弁棒１０の上下方向の移動時の傾きなどに拘わらず、閉弁直前に流体Ｆの流速が速くなることにより生じる流体Ｆの大きな差圧を利用して弁口５１への吸着力により弁体１７が弁口５１と同心となるように自動的に芯出しする、ＳＣＣＶ（登録商標）方式と称せられる弁体１７のセンタリング機構が設けられている。したがって、ホルダ６内のスプリング２３は、弁体１７がホルダ６から落下しないように軽く保持するために設けられたものであって、弁体１７を弁口５１に強く押し付けるものではなく、このスプリング２３を除外したタイプのものも存在する。そのため、弁体１７には、流体Ｆの差圧によって生じる弁口５１への吸着力による弱い閉弁力が作用するだけである。
【０００７】
そこで、本発明は、弁口にスケールが付着しても、このスケールを弁体に作用する強い閉弁力で押し潰して確実な閉弁状態とすることができる感温弁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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る感温弁は、弁口を開閉する弁体と、
下端部で前記弁体を保持するホルダと、前記ホルダに連結されてホルダと一体的に軸方向に移動する弁棒と、流体の温度に応じて前記ホルダを駆動する感温駆動体と、前記弁体、前記ホルダ、前記弁棒および前記感温駆動体を収納し、流体の流入口および流出口を有するボデイとを備え、閉弁動作時に、前記感温駆動体によって前記ホルダが閉弁方向に移動して前記弁体が前記弁口に接触したとき前記弁棒の下端部と前記弁体との間にすきまが存在し、前記弁体が前記弁口との間に異物を挟んだ状態で弁口から浮き上がったとき前記弁棒の下端部が前記弁体に接触して弁体を閉弁方向に押圧するようになっている。
【０００９】
この構成によれば、流体の温度上昇によって感温駆動体が弁棒を介しホルダを閉弁方向に移動させ、そのホルダに保持されている弁体が弁口に接触したときに、前記弁棒の下端部と弁体との間にすきまが存在するから、正常な閉弁時には弁体は流体の差圧により弁口に押し付けられるだけであるから、弁口を痛めて感温弁の耐久性を低下させるおそれがない。他方、閉弁時に弁体が、弁口との間に異物を挟んだ状態で弁口から浮き上がったとき、蒸気が弁体と弁口との隙間から漏出するのに伴う感温駆動体の膨張により、弁棒の下端部が弁体に接触して弁体を閉弁方向に押圧する。これにより、弁体が弁口に強く押し付けられるので、弁口に異物が付着している場合であっても、この異物を押し潰して弁口に密着され、確実な閉弁状態とすることができる。
【００１０】
本発明において、円筒形の前記ホルダに前記弁棒の下端部が連結され、前記ホルダの下端部に弁体が保持されていることが好ましい。この構成によれば、弁体がホルダに保持されているので、弁体の開閉動作が安定する。
【００１１】
本発明において、前記ホルダに、前記弁体を前記ホルダの下端部のガイド孔に押し当てる保持ばねが装着されていることが好ましい。この構成によれば、弁体がばね力でガイド孔に保持されるので、弁体の位置が安定する。
【００１２】
本発明において、前記弁棒に開弁方向のばね力を付加する復帰用ばねを備えていることが好ましい。この構成によれば、流体が設定温度よりも低い復水の場合、弁棒に開弁方向のばね力を付加することで感温駆動体を強制的に収縮させて、安定した開弁状態が得られる。
【００１３】
本発明において、前記ホルダは、前記弁口を有する弁座部材に設けられた円筒形のガイド体の内周面に嵌合されていることが好ましい。この構成によれば、復水の影響で弁棒が多少傾いてもホルダはガイド体の内周面に嵌合されているので、このガイド体にそって上下方向（軸方向）に案内されるためホルダの動作が安定する。
【００１４】
本発明において、前記弁体が前記弁口に接触したとき前記ホルダの下面と前記弁口を有する弁座部材の上面とは所定のホルダ初期隙間で離間していることが好ましい。この構成によれば、ホルダ初期隙間が存在するので、弁座部材の上面にスケールが付着していても、弁体が十分下降して弁口に接触する。
【００１５】
本発明において、前記弁棒の下端部が前記弁体に接触して前記弁体を前記弁口に密着させたとき、前記ホルダの下面と前記弁座部材の上面との間にホルダ下限隙間が存在することが好ましい。この構成によれば、弁棒が弁体を弁口に押し込んだ状態でホルダの下面と弁座部材の上面との間にホルダ下限隙間が存在するので、弁棒と弁体との接触が保証される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の感温弁によれば、流体の温度上昇によって感温駆動体が弁棒を介しホルダを閉弁方向に移動させ、そのホルダに保持されている弁体が弁口に接触したときに、弁体は、感温駆動体の駆動力が弁棒を介し直接的に作用して弁口に強く押し付けられるので、弁口にスケールが付着している場合であっても、このスケールを押し潰して弁口に密着され、確実な閉弁状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る感温弁の縦断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は同上の感温弁の開弁状態、正常な閉弁状態、異物が付着した状態および異物を押し潰した閉弁状態における要部を示す縦断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る感温弁の開弁状態、閉弁直前状態および閉弁状態における要部を示す縦断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は従来の感温弁の開弁状態および閉弁状態における一部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る感温弁の縦断面図である。
【００１９】
同図に示す感温弁１Ａは、左右両側に蒸気のような流体の流入口２ａおよび排出口２ｂを有するボデイ２と、このボデイ２の上部の開口部に着脱可能にねじ連結されたカバー３と、このカバー３の上部を覆うキャップ４とを備えており、これらボディ２およびカバー３により、弁室３０が形成されている。
【００２０】
感温弁１にはさらに、弁室３０の底部にねじ結合された弁座部材５と、この弁座部材５の弁口５１を開閉するボール弁タイプの弁体１７を下端部に備えた円筒形のホルダ６と、このホルダ６内に下端部が上方から挿入された弁棒１０とが配置されている。ここで、弁口５１は、円錐面の一部からなる弁座面５１ａと、これの下流に同心状に連なる円孔からなる弁孔５１ｂとを含む、弁出口となる部分をいう。
【００２１】
前記弁棒１０は、これの下端部近傍箇所に一体形成された鍔部１０ａがホルダ６の内部上端部に係合されて、ホルダ６に対し一体的に軸方向（この例では上下方向）に移動するように連結されている。鍔部１０ａと弁体１７との間に介装された保持ばね１９は、弁体１７を下方に押圧してホルダ６の下面のガイド孔２２から一部突出させた状態に保持する。このとき、前記弁体１７は、前記ホルダ６のガイド２０に鉛直方向および水平方向に移動可能に支持され、フリーな状態となっている。弁棒１０の上端部は、調節部材７に設けた挿通孔７１に上下移動可能に挿通されることにより、調節部材７に支持されている。この調節部材７はカバー３のねじ孔にねじ結合され、ロックナット３１で固定されている。調節部材７とカバー３との間はＯリング７ａによりシールされている。
【００２２】
前記弁棒１０には、調節部材７の下方側に、流体の温度に応じて前記ホルダ６を上下に駆動する感温駆動体８が上下方向に向け膨張変形可能に装着されている。この感温駆動体８は、複数のバイメタルが積層されたバイメタル積層体で構成されている。感温駆動体８の上端は調節部材７の下端面に接触し、下端は弁棒１０に固定されたばね受け部材２１の上面に接触している。前記ホルダ６は、弁座部材５に溶接で固定された円筒形のガイド体１２の内周面に嵌合されて、このガイド体１２にそって上下方向（軸方向）に案内される。これにより、ホルダ６の上下移動（軸方向移動）が安定してなされる。また、ばね受け部材２１と弁室３０の底面との間にコイルスプリングからなる復帰用ばね９が介装されており、この復帰用ばね９により弁棒１０に開弁方向のばね力が付加されている。さらに、弁室３０には、感温駆動体８、ホルダ６および復帰用ばね９の外周を覆う形で、円筒形のスクリーン１１が配置されており、流入口２ａから流入する流体Ｆは、これに含まれるごみのような異物がスクリーン１１で除去されたのち、弁口５１に達する。
【００２３】
前記感温駆動体８を構成するバイメタル積層体としては、例えばＣｕのような高膨張部材が外部側に、Ｎｉのような低膨張部材が内部側に位置するように２枚一組として重ね合わせ、この２枚一組とされた複数組を串刺し状に前記弁棒１０に嵌め込んで、感温駆動体８の下端部をばね受け部材２１の上面に支持させている。感温駆動体８の上端は調節部材の下面に接触しているから、調節部材７の上下方向への移動調整により、感温駆動体８の高さ位置を適宜調整して、復帰用ばね９のばね反力を加減できる。
【００２４】
前記ガイド体１２には、弁口５１へ向かう流体の通路を形成する通孔２０が周方向に均等に複数（図示のものでは前後左右計４つ）設けられている。通孔２０は、弁体１７が弁口５１を閉じる直前に、下降したホルダ６により部分的に閉じられる位置に設定されている。これらガイド体１２と弁座部材５は、前記のように、別体のものを溶接したものに限らず、一体形成されたものであってもよい。
【００２５】
前記流体の流入口２ａと弁室３０とは、導入側連通孔１３を介して連通しており、流体の排出口２ｂと弁室３０とは、前記弁座部材５に設けられて弁口５１から下方に延びる弁座連通路１４と、この弁座連通路１４につながる導出側連通孔１５とを介して連通している。
【００２６】
次に、上記構成にかかる感温弁１Ａを蒸気トラップとして使用した場合の作用について図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。流体Ｆが設定温度よりも低い復水の場合、図２（ａ）に示すように、感温駆動体８の膨脹力が小さいので、復帰ばね９のばね力により弁棒１０を介してホルダ６が押し上げられ、このホルダ６に保持された弁体１７が弁口５１の上方に離間して弁口５１を開いた開弁状態となり、低温の復水を弁口５１を経て図１の流出口２ｂから外部に流出させる。このとき、弁棒１０の下端面と弁体１７とは所定の弁棒隙間Ｃ１を存して離間し、この離間状態が保持ばね１９により維持されている。
【００２７】
つぎに、図１の流入口２ａから弁室３０に高温の復水からなる流体Ｆが流入すると、図２（ｂ）に示すように、感温駆動体８の膨張による変形により弁棒１０が押し下げられ、弁棒１０に連結されたホルダ６がガイド体１２の内周面に沿って閉弁方向に下降し、ホルダ６に保持されている弁体１７が、流体Ｆの差圧によって吸着されて弁口５１に接触して閉弁する。この弁体１７が弁口５１に接触した時点では、弁棒１０の下端面と弁体１７とが所定の弁棒隙間Ｃ１を存して離間した状態のままであり、ホルダ６の下面と弁座部材５の上面とは所定のホルダ初期隙間Ｃ２で離間している。したがって、正常な閉弁時には、弁体１７は流体の差圧により弁口５１に押し付けられるだけであるから、弁口５１を痛めて感温弁の耐久性を低下させるおそれがない。このホルダ初期隙間Ｃ２が存在することにより、弁座部材５の上面にスケールが付着していても、弁体１７が十分下降して弁口５１に接触する。
【００２８】
弁体１７が弁口５１に接触する直前に、下降したホルダ６により前記ガイド体１２の通孔２０を部分的に閉じていき、前記通孔２０を経由して弁口５１から流出する流体Ｆの流出量が徐々に減少していく。これにより、流出口２ｂ（図１)から流出する流体Ｆの流量が少なくなる一方で、弁室３０内に滞る流体Ｆの量は増加する。弁室３０内に滞る流体Ｆの量が増加すると、前記流体Ｆからの熱が感温駆動体８に速やかに伝えられ、感温駆動体８の温度応答性、つまり感温弁の作動性が向上する。
【００２９】
図２（ｃ）に示すように、弁口５１の特に弁座面５１ａに異物の一種であるスケールＳが付着している場合、閉弁時に弁体１７が、弁口５１との間にスケールＳを挟んだ状態で弁口５１から浮き上がる。こうして生じた弁体１７と弁口５１との隙間から、高温の復水および蒸気が漏出する。その結果、弁室３０が復水または／および蒸気で満たされて高温になり、感温駆動体８がさらに膨張して弁棒１０を下降させる。これにより、図２（ｄ）に示すように、弁棒１０の下端部が弁体１７に接触して、弁体１７を直接押圧する。したがって、弁口５１にスケールＳが付着していても、弁体１７がこのスケールを押し潰して弁口５１に密着され、確実な閉弁状態が得られる。この状態でホルダ６の下面と弁座部材５の上面との間にホルダ下限隙間Ｃ３（Ｃ３＜Ｃ２）が存在するので、弁棒１０と弁体１７との接触が保証される。
【００３０】
また、この感温弁１Ａでは、弁体１７がホルダ６のガイド孔２２に鉛直方向および水平方向に移動可能、つまり、フリー状態で支持されているので、閉弁時に、弁口５１で吸付力を受けたときに、弁体１７が自動的に弁口５１と同心となるように移動し、弁体１７の芯出しが良好となる。したがって、弁体１７が弁口５１に片当りするようなことがなく、これにより、閉弁性能が一層向上して閉弁時に弁口５１から蒸気が無駄に漏れ出ることがなくなる。実測結果によると、使用開始から８ヵ月経過後のスケールの付着に起因する閉弁不可による不良率が、従来の５０％から２．２％まで低下し、スケールが付着した場合であっても確実に閉弁できる効果があることが判明した。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る感温弁１Ｂの開弁状態、閉弁直前状態および閉弁状態における要部を示す縦断面図であり、図２の（ａ）〜（ｃ）に対応するものである。図３において、図２と同一若しくは相当するものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この実施形態の感温弁１Ｂが図２の一実施形態のものと相違するのは、一実施形態のボール弁タイプの弁体１７に代えてニードル弁タイプの弁体１８を用いた点のみである。したがって、この感温弁１Ｂにおいても一実施形態の感温弁１Ｂとほぼ同様の作用を行って上述したと同様の効果を得ることができる。
【００３２】
本発明は上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１Ａ，１Ｂ  感温弁
２  ボデイ
２ａ  流入口
２ｂ  流出口
５  弁座部材
６  ホルダ
８  感温駆動体
９  復帰用ばね
１０  弁棒
１２  ガイド体
１７，１８  弁体
１９  保持ばね
２２  ガイド孔
５１  弁口
Ｃ２  ホルダ初期隙間
Ｃ３  ホルダ下限隙間
Ｆ  流体
Ｓ  スケール（異物）
【図１】
2014052074.tif 000003
【図２】
2014052074.tif 000004
【図３】
2014052074.tif 000005
【図４】
2014052074.tif 000006