(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、
前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、
前記フロート室の内部で前記流出口に連通する弁座と、
前記フロートの上下動に連動して前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、
前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁体が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁座はステンレスその他の金属から成り、前記弁体は前記弁座より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とするフロート式スチームトラップ。
【請求項２】
フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、
前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、
前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有し、前記弁座シール面の外周エッジの断面が直角をなす弁座と、
前記弁座より耐磨耗度が小さい材質から成り、前記フロートに設けられ、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有する弁体とを有し、
前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁体が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁座はステンレスその他の金属から成り、前記弁体は前記弁座より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とするフロート式スチームトラップ。
【請求項３】
フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、
前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、
前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有し、前記弁座シール面の外周エッジの断面が直角をなす弁座と、
前記弁座より耐磨耗度が小さい材質から成り、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有し、前記弁座シール面に対しスライドするとき前記弁座シール面の垂直線方向に対し揺動して前記弁体シール面を前記エッジに当接可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、
前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁体が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁座はステンレスその他の金属から成り、前記弁体は前記弁座より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とするフロート式スチームトラップ。
【請求項４】
フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、
前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、
前記フロート室の内部で前記流出口に連通する弁座と、
前記フロートの上下動に連動して前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、
前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁座が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁体はステンレスその他の金属から成り、前記弁座は前記弁体より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とするフロート式スチームトラップ。
【請求項５】
フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、
前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、
前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有する弁座と、
前記弁座より耐磨耗度が大きい材質から成り、前記フロートに設けられ、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有し、前記弁体シール面のエッジの断面が鋭角をなす弁体とを有し、
前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁座が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁体はステンレスその他の金属から成り、前記弁座は前記弁体より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とするフロート式スチームトラップ。
【請求項６】
フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、
前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、
前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有する弁座と、
前記弁座より耐磨耗度が大きい材質から成り、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有し、前記弁体シール面のエッジの断面が鋭角をなし、前記弁座シール面に対しスライドするとき前記弁座シール面の垂直線方向に対し揺動して前記エッジを前記弁座シール面に当接可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、
前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁座が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁体はステンレスその他の金属から成り、前記弁座は前記弁体より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とするフロート式スチームトラップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気使用機器や蒸気配管等に接続され、自動的に復水を排出するスチームトラップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフロート式スチームトラップを図１３および図１４に示す。図１３に示すフロート式スチームトラップ５０は、フロート５１に一端が固定され他端が回動自在に支持されているレバー５２に、円筒状の内弁５３が固定されており、この内弁５３がフロート５１の上下動に追随して上下動するように構成されたものである。
【０００３】
また、図１４に示すフロート式スチームトラップ６０は、フロート６１に一端が固定され他端が回動自在に支持されたレバー６２の下端部に球状の内弁６３が固定されており、この内弁６３がレバー６２の回動動作と共に開閉動作をするものである。
【０００４】
これら図１３、図１４に示すフロート式スチームトラップで、フロートの浮力をＦ、フロートの中心からレバーの回動中心の位置までの距離をＬ1 、レバーの回動中心の位置から内弁の取り付け位置までの距離をＬ2 、流出口の断面積をＡ、流出口の入口側と出口側との復水の圧力差をΔＰとすると、開弁するための条件は次式で表される。
Ｆ×Ｌ1 ＞Ａ×ΔＰ×Ｌ2         ・・・式（１）
【０００５】
しかしながら、従来のフロート式スチームトラップにおいて、開弁するためには式（１）においてＦまたはＬ1 を大きくするか、ＡまたはΔＰ，Ｌ2 を小さくすればよいが、ＦまたはＬ1 を大きくすることは装置全体が大型化するという問題点があった。
【０００６】
また、Ａを小さくすることは排出能力の低下を招き、Ｌ2 を小さくすることは内弁のリフト量がとれないので復水の排出能力の低下につながる。さらにΔＰを小さくすることは、使用条件を制限することとなり、汎用性がなくなるという問題点を生じる。
【０００７】
また、従来のフロート式スチームトラップの弁閉止性能を決定する弁座方式は、図１３に示すものでは上下動の面接触方式、図１４に示すものでは球面による線接触方式であり、このため、閉止性能および耐久性は完全ではなく、スチームの漏れなどを生じるという問題点があった。
【０００８】
そこで、これらの問題点を解決するために、従来においては、排出能力の大きいフロート式スチームトラップは、装置全体が大型化しており、使用可能なΔＰが小さいものであった。また、装置が小型化したものや使用可能なΔＰを大きくしたものは、排出能力が小さくなっていた。そのため、広範囲のスペックを満足させるためには、機種の数が多くなったり、装置が大型化する傾向があった。
【０００９】
このように、フロート式スチームトラップに求められる課題としては、次のようなものがある。
１）従来の大型化した装置全体を小型化すると共に排水能力を増大し、かつ使用圧力範囲を広くする。
２）閉止性能と耐久性を向上させ、不必要なスチームの浪費をなくし、経済的な運転を実現する。
３）内弁の急激な閉止に伴うウォータハンマの発生を防止する。
４）復水排出能力の大きい装置において、復水流入量が少ない場合でも、連続排出を可能にする。
５）急激な復水流入や装置の輸送中の振動などの外乱に対して、フロートが暴れて破損しないようにする。
【００１０】
このような従来の問題点を解決するため、本発明者らにより、フロートの上下動に連動して弁座に対しスライドして弁座を開閉可能に、フロートに弁体を設けたフロート式スチームトラップが開発されている（特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−１９５４９２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、装置を小型化すると共に排水能力を高め、弁閉止性能を向上させ、ウォータハンマの発生を防止するフロート式スチームトラップにおいて、さらに閉止性能を向上させることができるフロート式スチームトラップを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、前記フロート室の内部で前記流出口に連通する弁座と、前記フロートの上下動に連動して前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁体が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁座はステンレスその他の金属から成り、前記弁体は前記弁座より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とする。
【００１４】
第２の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有し、前記弁座シール面の外周エッジの断面が直角をなす弁座と、前記弁座より耐磨耗度が小さい材質から成り、前記フロートに設けられ、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有する弁体とを有し、前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁体が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁座はステンレスその他の金属から成り、前記弁体は前記弁座より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とする。
【００１５】
第３の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有し、前記弁座シール面の外周エッジの断面が直角をなす弁座と、前記弁座より耐磨耗度が小さい材質から成り、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有し、前記弁座シール面に対しスライドするとき前記弁座シール面の垂直線方向に対し揺動して前記弁体シール面を前記エッジに当接可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁体が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁座はステンレスその他の金属から成り、前記弁体は前記弁座より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とする。
【００１６】
第４の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、前記フロート室の内部で前記流出口に連通する弁座と、前記フロートの上下動に連動して前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁座が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁体はステンレスその他の金属から成り、前記弁座は前記弁体より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とする。
【００１７】
第５の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有する弁座と、前記弁座より耐磨耗度が大きい材質から成り、前記フロートに設けられ、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有し、前記弁体シール面のエッジの断面が鋭角をなす弁体とを有し、前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁座が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁体はステンレスその他の金属から成り、前記弁座は前記弁体より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とする。
【００１８】
第６の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と流出口とを有する本体と、前記フロート室の内部に上下動可能に設けられたフロートと、前記流出口に連通し前記フロート室の内部に突出して設けられた弁座シール面を有する弁座と、前記弁座より耐磨耗度が大きい材質から成り、前記フロートの上下動に連動して前記弁座シール面に対しスライドして前記弁座を開閉可能な弁体シール面を有し、前記弁体シール面のエッジの断面が鋭角をなし、前記弁座シール面に対しスライドするとき前記弁座シール面の垂直線方向に対し揺動して前記エッジを前記弁座シール面に当接可能に前記フロートに設けられた弁体とを有し、前記弁体が前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉するとき、前記弁座が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなるよう、前記弁体はステンレスその他の金属から成り、前記弁座は前記弁体より耐磨耗度が小さく硬度が大きいカーボンから成ることを特徴とする。
【００２０】
上記の本発明に係るフロート式スチームトラップによれば、流入口からフロート室に流体が入り、フロート室に流体が所定量まで溜まると、フロートが浮力で上昇する。フロートは、フロート室の内部で上下動可能である。フロートが上昇すると、弁体が連動して弁座に対しスライドし、弁座を開く。これにより、フロート室に溜まった流体が、弁座から流出口に排出される。フロート室から流体が排出されると、フロートは下降し、弁体はスライドして弁座を閉じる。
【００２１】
このように、弁体は弁座に対しスライドして弁座を開閉するため、装置を小型化すると共に使用圧力範囲を広くすることができる。さらに、耐久性の向上および復水量が少ない場合の連続排出を可能にする。また、排出面積の変化が緩やかなため、内弁の急激な閉止に伴うウォータハンマの発生を防止することができる。さらに、弁体のシール面は弁座に対し平面当たりとなっており、流体圧力が高いほどシール面の面圧が高くなるので、閉止性に優れている。
【００２２】
本発明に係るフロート式スチームトラップは、弁座と弁体とが互いに耐磨耗度が異なる材質から成るため、弁体が弁座に対しスライドして弁座を開閉するとき、弁座および弁体のいずれか耐磨耗度が小さい方が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなる。このため、使用時間の経過とともに弁体の開閉動作の抵抗が小さくなり、作動性能が向上する。なお、弁体と弁座とは、互いに磨耗した場合にもスライドするよう互いに対して付勢されていることが好ましい。弁座および弁体のいずれか耐磨耗度が小さい方は、硬度は耐磨耗度が大きい方より大きい。
【００２３】
さらに、第２の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁体が弁座に対しスライドするとき、弁体の弁体シール面が断面直角の弁座シール面の外周エッジにより表面のスケールや汚れなどの付着物を削ぎ落とされる。弁体および弁座にスケールや汚れなどが付着すると、弁体表面の摩擦抵抗を増大させ、作動可能圧力の低下を引き起こすおそれがある。第２の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁体シール面の付着物を剥がし落とすことにより、付着物による作動可能圧力の低下を防止し、作動性能を向上させ、かつ適正な性能を維持することができる。
【００２４】
第３の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁体が弁座に対しスライドするとき、弁体の弁体シール面が断面直角の弁座シール面の外周エッジにより表面のスケールや汚れなどの付着物を削ぎ落とされる。このとき、弁体は、弁座シール面の垂直線方向に対し揺動して、弁体シール面を外周エッジに当接させる。このため、弁体シール面の表面の付着物を削ぎ落としやすくなる。弁体および弁座にスケールや汚れなどが付着すると、弁体表面の摩擦抵抗を増大させ、作動可能圧力の低下を引き起こすおそれがある。第３の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁体シール面の付着物を剥がし落とすことにより、付着物による作動可能圧力の低下を防止し、作動性能を向上させ、かつ適正な性能を維持することができる。
【００２５】
第５の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁体が弁座に対しスライドするとき、弁座の弁座シール面が断面鋭角の弁体シール面のエッジにより表面のスケールや汚れなどの付着物を削ぎ落とされる。弁体および弁座にスケールや汚れなどが付着すると、弁体表面の摩擦抵抗を増大させ、作動可能圧力の低下を引き起こすおそれがある。第５の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁座シール面の付着物を剥がし落とすことにより、付着物による作動可能圧力の低下を防止し、作動性能を向上させ、かつ適正な性能を維持することができる。
【００２６】
第６の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁体が弁座に対しスライドするとき、弁座の弁座シール面が断面鋭角の弁体シール面のエッジにより表面のスケールや汚れなどの付着物を削ぎ落とされる。このとき、弁体は、弁座シール面の垂直線方向に対し揺動して、エッジを弁座シール面に当接させる。このため、弁座シール面の表面の付着物を削ぎ落としやすくなる。弁体および弁座にスケールや汚れなどが付着すると、弁体表面の摩擦抵抗を増大させ、作動可能圧力の低下を引き起こすおそれがある。第６の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、弁座シール面の付着物を剥がし落とすことにより、付着物による作動可能圧力の低下を防止し、作動性能を向上させ、かつ適正な性能を維持することができる。
【００２７】
本発明において、弁体と弁体の支持部材との間には、弁体の揺動を容易にするために間隙が設けられていることが好ましい。
【００２８】
なお、フロートは、フロート室の内部にガイド部材を設け、そのガイド部材に対して摺動することにより上下動可能に設けられていても、レバーの一端に固定され、レバーの他端を本体に回転可能に設けることにより上下動可能に設けられていてもよい。弁座の個数は、１個でも複数でもよい。
【００２９】
また、本発明に係るフロート式スチームトラップは、さらにホルダを有し、前記ホルダは内部に前記流出口に連通する流路を有して前記本体に前記フロート室の内部で固定され、前記弁座は前記流路に連通するよう前記ホルダに設けられ、前記フロートは浮きとレバーとを有し、前記弁体は前記レバーに設けられ、前記レバーは一端側が前記浮きに固定され、前記弁体が前記浮きの上下動に連動して前記弁座に対しスライドして前記弁座を開閉可能に他端側が前記ホルダに回転可能に設けられていることが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、フロートに浮力が働くと、レバーの一端側がホルダに対して上方に回転し、弁体が弁座に対してスライドし、弁座を開く。これにより、フロート室に溜まった流体が、弁座およびホルダの流路を通って流出口から排出される。フロート室から流体が排出されると、フロートは下降し、レバーの一端側がホルダに対して下方に回転し、弁体は弁座に対してスライドして弁座を閉じる。この構成では、構造が簡単で、しかも小型の装置とすることができる。
【００３１】
さらに、レバーの回転中心と弁体の中心との距離を変化させることで、レバー比（Ｌ１／Ｌ２）を大きくすることができ、容易に使用圧力範囲を広くでき、高圧使用に対応できる。また、レバー比（Ｌ１／Ｌ２）を大きく取ることができるので、同じ排出能力、同じ使用圧力を持つ装置よりも小型化を図ることができる。さらに、フロートの浮きはレバーと一体となっており、フロートの動きは上下回転運動のみに規制されるので、振動などの外乱でもフロートが暴れることなく、フロートの破損を防止できる。
【００３２】
なお、前記弁座は、前記流入口および前記流出口より前記本体の底部側で前記流路に連通するよう前記ホルダに設けられていることが好ましい。さらに、レバーをホルダから取外し容易な構成にすれば、メンテナンスを容易にすることができる。弁座の個数は１個でも複数でもよく、また、弁座はホルダの両側に設けられていても片側のみに設けられていてもよい。
【００３３】
また、本発明に係るフロート式スチームトラップでは、前記弁座は複数から成り、前記弁体は各弁座に対応して複数から成ることが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、弁座の個数を増やすことにより排出能力の対応範囲を広くすることができ、しかも部品の共通化に対応することもできる。また、弁座を塞ぐことにより、容易に排出能力の変更が可能となる。この場合、弁座が栓体と交換容易であることが好ましい。
【００３５】
本発明に係るフロート式スチームトラップでは、前記ホルダは複数の弁座を有し、前記弁体は各弁座に対応して複数が前記レバーに設けられ、前記レバーは各弁体が前記フロートの上下動に連動して各弁座に対しスライドして各弁座を開閉可能に他端側が前記ホルダに回転可能に設けられていることが好ましい。この場合、ホルダは、弁座を側面に複数設けられていることが好ましい。
【００３６】
また、本発明に係るフロート式スチームトラップでは、前記弁体はスライドする方向に垂直方向の軸線を中心として前記フロートに対し回転可能に設けられていることが好ましい。
【００３７】
この構成によれば、弁体は、フロートに固定されるのではなく、回転可能となるように設けられているため、弁座とスライドする際に自由に回転することができる。このため、シール面が傷つきにくく、また、流体のスケールなどが弁座に付着しにくくなり、弁閉止性の維持と部品の長寿命化を図ることができる。なお、前記弁体はスライドする方向および前記弁座のシール面に垂直方向の軸線を中心として前記フロートに回転可能に設けられていることが好ましい。また、弁体は、レバーに回転可能に設けられていることが好ましい。
【００３８】
本発明に係るフロート式スチームトラップでは、前記弁座および前記弁体のシール面はそれぞれ互いに対向する方向に周囲より突出する曲面状をなしていてもよい。
【００３９】
この構成によれば、弁座および弁体のシール面を単純なフラット形状にした場合に比べて、弁座の面圧を高くして弁閉止性を増し、また、弁座の損傷を低減することができる。
【００４０】
本発明に係るフロート式スチームトラップでは、前記本体は開閉可能であって、前記ホルダは前記本体に取り外し可能に固定されていてもよい。
【００４１】
この構成によれば、配管に設置後、本体を配管から取り外すことなく、本体を開き、ホルダを本体から取り外すだけで、フロート、弁体およびホルダを一括して外部に取り出すことができるので、メンテナンスの手間と費用を削減することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１〜図１２は、本発明の実施の形態を示している。
図１に示すように、フロート式スチームトラップは、本体１と、ストレーナ２と、ホルダ３と、フロート４と、弁座５と、弁体６とを有している。本体１は、ボデー１ａにカバー１ｂをボルト７で開閉可能にネジ止めして成っている。
【００４３】
本体１は、内部にフロート室１ｃを有し、フロート室１ｃに連通する流入口１ｄと流出口１ｅとを有している。流入口１ｄと流出口１ｅとは、復水を流入または流出させるためのものである。本体１の底部付近の側壁には孔が形成され、その孔は栓１ｇで塞がれている。ストレーナ２は、ゴミなどの異物流入防止のため、ボデー１ａの開口１ｈの付近でフロート室１ｃの流入側に設けられている。
【００４４】
ホルダ３は、管状であって、本体１のフロート室１ｃの内部で流出口１ｅに取り外し可能に固定されている。ホルダ３は、内部に流出口１ｅに連通する流路３ａを有している。ホルダ３は、流出口１ｅと底部１ｆとの間に伸びている。図２に示すように、弁座５は、ホルダ３の底部側端部の両側の側面に、流路３ａないし流出口１ｅに連通するよう固定されている。各弁座５は、ホルダ３に形成された孔に着脱可能に螺合している。図９に示すように、各弁座５は、弁体６で開閉可能な開口５ａを有している。各弁座５の開口５ａを通して流出口１ｅから復水を排出することができる。
【００４５】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、各弁座５は、開口５ａの周囲に弁座シール面５ｂを有している。弁座シール面５ｂは、フロート室の内部に突出して設けられている。図１１（ｂ）に示すように、各弁座５は、弁座シール面５ｂの外周エッジ５ｃの断面が直角をなし、弁座シール面５ｂが外周側端面５ｄに対し段差をなして突出している。
【００４６】
なお、図３に示すように、弁座５は、開口５ａを有しない栓体８と交換容易であることが好ましい。また、図４に示すように、弁座５が外側で弁体６が内側に配置されてもよい。さらに、図５に示すように、弁座５および弁体６は、各１個ずつから成ってもよい。また、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、弁座５および弁体６は、ホルダ３の片側に２個ずつ、両側で４個設けられてもよい。
【００４７】
フロート４は、球状、長球状、その他の形状の浮き４ａとレバー４ｂとを有している。フロート４は、フロート室１ｃの内部に上下動可能に設けられている。
浮き４ａは、内部が密閉状態となっているので、復水の量に応じて浮力が働く。
レバー４ｂは、二股に折れ曲がっており、浮き４ａから突出するよう伸びている。図２に示すように、弁体６は、弁座５と相対する位置で二股のレバー４ｂの両方の側面に、回転中心６ａを中心として回転可能に取り付けられている。弁体６は、フロート４の上下動に連動して弁座シール面５ｂに対しスライドして弁座５を開閉可能な弁体シール面6ｂを有している。弁体シール面６ｂの外周は、側面６ｃにかけて湾曲して丸みを帯びている。
【００４８】
レバー４ｂは、折れ曲がった個所の一端側が浮き４ａに固定され、他端側がホルダ３を挟んで、その両側に回転可能にピン４ｃで固定されている。このため、レバー４ｂは、ピン４ｃを支点としてフロート室１ｃ内で上下回転運動する。これにより、弁体６は、浮き４ａの上下動に連動してレバー４ｂとともに回転し、弁座５に対しスライドして弁座５を開閉可能となっている。弁体６は、スライドする方向および弁座５の弁座シール面５ｂ（図８参照）に垂直方向の軸線を中心としてレバー４ｂに対し回転可能に取り付けられている。弁体６は、レバー４ｂの取付孔4ｄに間隙をあけて設けられており、弁座シール面５ｂに対しスライドするとき弁座シール面５ｂの垂直線方向に対し揺動して弁体シール面６ｂをエッジ5ｃに当接可能となっている。図７に示すように、弁体６が弁座５を閉じたとき、弁体６の回転中心６ａおよび弁座５の開口５ａの中心５ｃは、互いにずれるように設計しても良い。このため、流体力によって発生する弁座シール面５ｂおよび弁体シール面６ｂの面圧が不均一となり、弁体６が回転しやすくなっている。
【００４９】
弁座５は、ステンレスから成っている。弁体６は、カーボン系材料から成っている。その弁体６を構成する材料は、弁座５を構成するステンレスより摩擦係数が小さいものを容易に製造可能な材料であって、ステンレスから成る一般の弁座および弁体よりも耐磨耗度がかなり小さく、かつ硬度が高いものである。弁体を摩擦係数の小さいカーボン系の材料で作ることにより、トラップの作動可能圧力を大きくすることができる。一例では、弁座５の材料として硬度ＨＲＣ１１または５６のステンレススチールを用い、弁体６の材料として硬度ＨＲＣ６８のカーボンを用いることができる。カーボンの場合、硬度は高いが粒子間の結合度が低いので、ステンレススチールとスライドさせたとき、磨耗しやすい。
【００５０】
従来、弁座および弁体の材料には金属が使用されており、シール面の摩擦抵抗を小さくするために加工精度を上げて表面を滑らかにしたり、使用期間中にも表面の健全性を維持するために熱処理や合金を溶着して表面の耐磨耗度を上げたりしていた。このような処理は、製造原価を引き上げる要因となっていた。これに対し、このフロート式スチームトラップでは、弁体６が金属より摩擦係数の小さいものを容易に製造可能な非金属材料、すなわち、カーボン系材料またはセラミック系材料から成るため、金属を材料とする場合に比べて製造容易で、製造原価を下げることができる。
【００５１】
作動に必要な力、即ち弁体が弁座上をスライドして動くために必要な力Fは、
F＝μ×A×P        μ；摩擦係数    A；弁座面積    P；流体圧力
で表される。AとPはトラップのサイズや条件が決まると一定の値になるので、力Fは摩擦係数μの関数になる。通常、弁座の材料には金属が使用されるが、摩擦係数μを小さくするために表面を滑らか（加工精度を上げる）にしたり、表面の耐磨耗度を上げ（熱処理や合金を溶接する）たりしている。スライドする部分の材料に、自己潤滑性のあるカーボン材使用すると、μが金属材料の１／２程度に小さくなるので、作動に必要な力Fも1／２程度に低減する。従ってトラップのサイズや使用条件が一定の場合は、装置を小型にできる。装置の大きさが一定の場合は使用圧力を大きくできる。
【００５２】
なお、弁座５および弁体６の両方が、カーボン系材料またはセラミック系材料から成っていてもよい。また、弁座５の材料をカーボンまたはセラミックとし、弁体６の材料をステンレスその他の金属としてもよい。カーボンの場合、ステンレスに比べて摩擦係数が小さい上に、硬度は高いが粒子間の結合度が小さい特性があるので、摩耗することにより密閉度が高まり、摩擦抵抗が小さくなる効果が増幅する利点がある。なお、弁体６を構成する材料の方が、弁座５を構成する材料より耐磨耗度が大きくてもよい。
【００５３】
フロート式スチームトラップは、弁座５と弁体６とが互いに耐磨耗度が異なる材質から成るため、弁体６が弁座５に対しスライドして弁座５を開閉するとき、弁座５に比べて耐磨耗度が小さい弁体６が磨耗して密閉度が高まり、さらに摩擦抵抗が小さくなる。このため、使用時間の経過とともに弁体６の開閉動作の抵抗が小さくなり、作動性能が向上する。
【００５４】
弁体６が弁座５のシール面5ｂ上をスライド作動することによってカーボンが磨耗していくが、それは研削加工と同様の効果でカーボンの表面は磨かれたように滑らかになる。金属よりも小さな摩擦係数であることに加え、更に表面の面粗度が細かくなるので二重の効果が期待できる。また、カーボンは耐熱性に優れており、400℃までの使用は十分に可能である。スチームトラップの場合、使用流体は飽和水または飽和スチームであるので、飽和蒸気圧力を考えると全ての条件での使用が可能である。
【００５５】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、弁座５および弁体６の変形例として、弁座シール面５ｂのエッジ５ｃの断面が直角をなす代わりに、弁体６の弁体シール面６ｂのエッジ６ｄの断面が鋭角をなしていてもよい。この場合、弁座５のエッジ５ｃは湾曲して丸みを帯びている。この場合にも、弁座５および弁体６は、金属より摩擦係数の小さいものを容易に製造可能なカーボン系材料またはセラミック系材料から成っており、金属から成る一般の弁座および弁体よりも摩擦係数がかなり小さくなっている。そのような材料から成る弁座５および弁体６は、金属を材料とする場合に比べて製造容易なため、製造原価を下げることができる。
【００５６】
図８に示すように、弁座５および弁体６の変形例として、弁座５の弁座シール面５ｂおよび弁体６の弁体シール面６ｂは、それぞれ互いに対向する方向に周囲より突出する曲面状をなしており、周囲がテーパー形に傾斜していてもよい。これにより、弁座５の弁座シール面５ｂおよび弁体６の弁体シール面６ｂを単純なフラット形状にした場合に比べて、実質の弁座面積を小さくして弁座５の面圧を高くし、弁閉止性能を高めることができる。また、テーパー形状にすることで、単純フラットな形状に比較し、開閉の際の引っかかりが少なくなるので、部品が傷つきにくい特徴がある。
【００５７】
図１に示すように、フロート式スチームトラップにおいて、蒸気使用機器や蒸気配管等（図示せず）から流れてきた復水は、流入口１ｄよりストレーナ２を通過してフロート室１ｃに入り、フロート室１ｃに徐々に溜まる。フロート４は、フロート室１ｃの内部で上下動可能である。フロート室１ｃに復水が所定量まで溜まると、フロート４が浮力で上昇する。
【００５８】
フロート４に浮力が働くと、レバー４ｂの一端側がホルダ３に対して上方に回転し、弁体６が連動して弁座５に対して上方にスライドし、弁座５の開口５ａを開く。これにより、フロート室１ｃに溜まった流体が、弁座５およびホルダ３の流路３ａを通って流出口１ｅから排出される。フロート室１ｃから復水が排出されると、フロート４は下降し、レバー４ｂの一端側がホルダ３に対して下方に回転し、弁体６は弁座５に対して下方にスライドして弁座５を閉じる。
【００５９】
流体圧力は常に弁体６を弁座５に押し付ける方向に働くので、弁座５の弁座シール面５ｂおよび弁体６の弁体シール面６ｂの面圧は流体圧力が高いほど密閉性を増し、また、弁体６と弁座５がスライドして平面上での運動をするので弁閉止性能に優れている。
【００６０】
このように、弁体６は弁座５に対しスライドして弁座５を開閉するため、構造が簡単で、装置を小型化すると共に使用圧力範囲を広くすることができる。図９に示すように、弁体６は、弁座５に対してスライドするように動くので、フロートリフト（水位の変化）に伴う弁座５の開口面積の変化は円と円の干渉面積（斜線で示す）の変化となる。図１０に示すように、開口面積の変化は上下運動の弁座や球面弁座よりもごく緩やかとなる。このため、内弁の急激な閉止に伴うウオータハンマの発生を防止することができる。また、開状態では、復水量が少ない場合にも連続排水が可能となる。作動回数が減ることから、耐久性の向上、部品の長寿命化にも対応できる。
【００６１】
さらに、弁体６は、レバー４ｂの支点であるピン４ｃの直近の位置に設置できるため、従来のレバー支点の外側に弁座５を設置する構造に対し、レバー比（Ｌ１／Ｌ２、図１参照）を飛躍的に大きくすることができる。このため、高圧使用に対応でき、ひいては装置の小型化を図ることができる。
【００６２】
また、フロート４の浮き４ａはレバー４ｂと一体となっており、フロート４の動きは上下回転運動のみに規制されるので、振動などの外乱でもフロート４が暴れることなく、フロート４の破損を防止できる。レバー４ｂは、ホルダ３から取外し容易なため、本体１から取り出して、メンテナンスを容易にすることができる。
【００６３】
弁座５は、ホルダ３の側面の片側または両側に、１個でも複数個でも要求される排出量によって自由に個数を変更して設けることができる。このため、弁座５の個数を増やすことにより、排出性能の対応範囲が広くなり、また、部品の共通化を図ることができる。さらに、弁座５を塞ぐことにより、容易に排出能力の変更が可能となる。従来、排出能力を大きくするため、弁座５の孔径を大きくした場合、フロート４の作動角を大きくしないと全開状態にすることができなかった。これに対し、弁座５および弁体６が複数から成る場合、フロート４の作動角が小さくても、開口面積を大きくとって、排出能力を大きくすることができる。
【００６４】
フロート式スチームトラップで、弁体６は、レバー４ｂに固定されるのではなく、レバー４ｂに回転可能となるように設けられているため、弁座５とスライドする際に自由に回転することができる。このため、弁座シール面５ｂおよび弁体シール面６ｂが傷つきにくい。また、弁座５に付着するスケールを取り除く自浄作用があり、弁閉止性能を高める効果があるとともに、部品の長寿命化を図ることができる。
【００６５】
フロート式スチームトラップは、配管に設置後、本体１を配管から取り外すことなく、カバー１ｂをボデー１ａから外して本体１を開き、ホルダ３を本体１から取り外すだけで、フロート４、弁体６、弁座５およびホルダ３が一体となった部品を一括して外部に取り出すことができるので、メンテナンスの手間と費用を削減することができる。
【００６６】
さらに、図１１に示すように、このフロート式スチームトラップでは、弁体６が弁座５に対しスライドするとき、弁体６の弁体シール面６が断面直角の弁座シール面５ｂのエッジ５ｃにより押し付けられるようにして弁体シール面６ｂの表面のスケールや汚れなどの付着物Ｓを削ぎ落とされる。このとき、弁体６は、弁座シール面５ｂの垂直線方向に対し揺動して、弁体シール面６ｂをエッジ５ｃに当接させる。このため、弁体シール面６ｂの表面の付着物Ｓを削ぎ落としやすくなる。
【００６７】
弁体が弁座に対してスライドする従来のフロート式スチームトラップでは、取り付けられている装置や配管内の状態によっては、復水内の汚れ（スケール）が弁体および弁座に付着し、弁体表面の摩擦抵抗を増大させ、その結果、使用しているうちにスチームトラップの作動可能圧力の低下を引き起こすおそれがある。これに対し、図１１に示すフロート式スチームトラップでは、弁体シール面6ｂの付着物を剥がし落とすことにより、付着物Ｓによる作動可能圧力の低下を防止し、作動性能を向上させ、かつ適正な性能を維持することができる。エッジ５ｃは、特に全開付近から閉方向に作動するときに効果が大きく現れる。
【００６８】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、弁体６の弁体シール面６ｂのエッジ６ｄの断面が鋭角をなしている場合には、弁体６が弁座５に対しスライドするとき、弁座５の弁座シール面５ｂが断面鋭角の弁体シール面６ｂのエッジ６ｄにより押し付けられるようにして表面のスケールや汚れなどの付着物Ｓを削ぎ落とされる。このとき、弁体６は、弁座シール面５ｂの垂直線方向に対し揺動して、エッジ６ｄを弁座シール面５ｂに当接させる。このため、弁座シール面５ｂの表面の付着物Ｓを削ぎ落としやすくなる。弁体６および弁座５にスケールや汚れなどが付着すると、弁体表面の摩擦抵抗を増大させ、作動可能圧力の低下を引き起こすおそれがある。弁座シール面５ｂの付着物Ｓを剥がし落とすことにより、付着物Ｓによる作動可能圧力の低下を防止し、作動性能を向上させ、かつ適正な性能を維持することができる。運転時にはトラップ内の圧力が弁体６を弁座５に押し付ける方向に働いているので、圧力が高いほどエッジ６ｄによる効果は大きい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係るフロート式スチームトラップによれば、装置を小型化すると共に排水能力を高めることができる。さらに、弁体が弁座に対して平面上をスライド運動するので、弁閉止性能が高く、また、弁の開口面積変化が緩やかなので、内弁の急激な閉止に伴うウオータハンマの発生を防止することができる。さらに、本発明に係るフロート式スチームトラップによれば、閉止性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のフロート式スチームトラップを示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】図１のフロート式スチームトラップの変形例の、図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図に対応する断面図である。
【図４】図１のフロート式スチームトラップの他の変形例の、図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図に対応する断面図である。
【図５】図１のフロート式スチームトラップのさらに他の変形例の、図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図に対応する断面図である。
【図６】図１のフロート式スチームトラップの、複数の弁座を取り付けた変形例を示す（Ａ）説明図、（Ｂ）図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図に対応する断面図である。
【図７】図１のフロート式スチームトラップの弁体および弁座の中心のずれを示す説明図である。
【図８】図１のフロート式スチームトラップの弁体および弁座の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】図１のフロート式スチームトラップの弁座の開口面積変化を表す説明図である。
【図１０】図１のフロート式スチームトラップの弁座の開口面積変化を表すグラフである。
【図１１】図１のフロート式スチームトラップの弁体および弁座を示す（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。
【図１２】図１のフロート式スチームトラップの弁体および弁座の変形例を示す（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。
【図１３】従来のフロート式スチームトラップを示す断面図である。
【図１４】他の従来のフロート式スチームトラップを示す断面図である。
【符号の説明】
１  本体
１ａ  ボデー
１ｂ  カバー
１ｃ  フロート室
１ｄ  流入口
１ｅ  流出口
２  ストレーナ
３  ホルダ
４  フロート
４ａ  浮き
４ｂ  レバー
５  弁座
６  弁体
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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