(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入通路と、該流入通路に接続され、該流入通路から液体が流入する弁室と、該弁室の主排出口と、該主排出口よりも低い位置に設けられる上記弁室の副排出口とを有するケーシングと、
回動軸が設けられ、該回動軸周りに回動可能なレバーと、該レバーに設けられ、上記弁室の液位に従って上昇下降する主フロートと、上記レバーに設けられ、上記主排出口を開閉する弁体とを有し、上記主フロートが上昇すると上記弁体が上記主排出口を開く側へ変位し、上記主フロートが下降すると上記弁体が上記主排出口を閉じる側へ変位するように構成され、上記弁室に設けられた開閉機構と、
上記弁室において上記主フロートの下方に自由状態で配置され、上記副排出口を開閉する副フロートとを備え、
上記流入通路は、上記弁室側の開口部が上記主フロートよりも高い位置に設けられ、
上記開閉機構は、上記弁体が上記主排出口を閉じた状態で、上記流入通路の開口部から上記弁室に流下する液体が上記主フロートの上面に当たるように構成されているフロート弁。
【請求項２】
請求項１に記載のフロート弁において、
上記レバーは、途中に上記回動軸が設けられ、
上記主フロートは、球形に形成され、上記レバーの一端側に設けられ、
上記弁体は、上記レバーの他端側に設けられ、
上記開閉機構は、上記弁体が上記主排出口を閉じた状態で、上記流入通路の開口部から上記弁室に流下する液体が、上記主フロートにおいてその水平方向の中央よりも上記回動軸側と反対側の半部の上面に当たるように構成されているフロート弁。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフロート弁において、
上記開閉機構は、上記流入通路の開口部から上記弁室に流下する液体が上記主フロートの上面に当たることでその流下方向が変更されることにより、上記液体が上記副フロートの上面に当たるのを阻止するように構成されているフロート弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主排出口と副排出口を開閉するためのレバー式の主フロートとフリーの副フロートとを備えたフロート弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、弁室（ドレン溜り室）の液位に応じて開閉される大小２つの排出口（弁口）を有するフロート弁が知られている。このフロート弁は、低い液位で開く小さい副排出口と、高い液位で開く大きい主排出口とを有し、横長に形成された弁室において概ね対向する位置に主排出口と副排出口が設けられている。弁室には、２つの排出口を個々に開閉する２つのフロートが設けられている。副排出口のフロートは、自由状態で配置され、自身の浮力によって上昇し開動作（副排出口を開く動作）を行う。主排出口のフロートは、自身の浮力だけでなく、副排出口のフロートの浮力がレバーを介して作用することにより、上昇し開動作（主排出口を開く動作）を行う。このフロート弁では、副排出口のフロートの浮力をレバーを介して主排出口のフロートに作用させることで、副排出口のフロートの浮力をてこの原理により増大させて主排出口のフロートに作用させることができる。そのため、主排出口のフロートを大型化させることなく、主排出口の口径を大きくすることができる。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、上記特許文献１とは異なったレバー方式を用いたフロート弁が開示されている。このフロート弁は、途中に回動軸が設けられ、その回動軸周りに回動可能なレバーと、該レバーの一端に設けられたフロートと、上記レバーの他端に設けられた弁体とを有する。このフロート弁では、フロートが液位に従って上昇下降することにより、弁体が排出口（弁口）を開閉する。具体的に、フロートが上昇すると弁体が開動作を行い、フロートが下降すると弁体が閉動作を行う。このフロート弁では、フロートの浮力をレバーを介して弁体に作用させることで、フロートの浮力をてこの原理により増大させて弁体に作用させることができる。そのため、フロートを大型化させることなく、排出口の口径を大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１０３１９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−８７８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載されているようなフロート弁において、上記特許文献２に記載のレバー方式を適用し、さらに２つのフロートを上下方向に配置することが考えられる。つまり、副排出口と該副排出口よりも高い位置に設けられた主排出口とを有する弁室において、副排出口を開閉する自由状態のフロートが設けられると共に、主排出口を開閉する上記特許文献２に記載のレバー方式の開閉機構が設けられる。そして、弁室では上記開閉機構のフロートの下方に自由状態のフロートが位置するように配置される。このように構成されたフロート弁では、自由状態のフロートが上昇して開閉機構のフロートに接することで、自由状態のフロートの浮力が開閉機構のフロートに作用する。自由状態のフロートの浮力が加わった開閉機構のフロートの浮力は、てこの原理により増大されて弁体に作用する。こうして、弁体が主排出口を開く力（開動力）を稼ぐことができる。よって、フロートを大型化させることなく、主排出口の口径を大きくすることができる。
【０００６】
しかしながら、上記のフロート弁では、弁体の開動力は十分に得られるものの、弁体の閉動力（弁体が主排出口を閉じる力）は十分ではない場合があった。つまり、弁体は、開閉機構のフロートの自重がレバーを介して作用することで閉動作を行うところ、そのフロートの自重だけでは弁体の閉動力を十分に確保できない虞があった。特に、上記のフロート弁では開閉機構のフロートを小型化する方向にあるため、上記の問題は顕著になる。そのため、主排出口を確実に閉じることができない虞があった。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、主排出口を開閉するレバー方式の開閉機構においてフロートを大型化させることなく弁体の閉動力を十分に得ることができるフロート弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフロート弁は、ケーシングと、開閉機構と、副フロートとを備えている。上記ケーシングは、流入通路と、該流入通路に接続され、該流入通路から液体が流入する弁室と、該弁室の主排出口と、該主排出口よりも低い位置に設けられる上記弁室の副排出口とを有する。上記開閉機構は、回動軸が設けられ、該回動軸周りに回動可能なレバーと、該レバーに設けられ、上記弁室の液位に従って上昇下降する主フロートと、上記レバーに設けられ、上記主排出口を開閉する弁体とを有し、上記主フロートが上昇すると上記弁体が上記主排出口を開く側へ変位し、上記主フロートが下降すると上記弁体が上記主排出口を閉じる側へ変位するように構成され、上記弁室に設けられている。上記副フロートは、上記弁室において上記主フロートの下方に自由状態で配置され、上記副排出口を開閉するものである。
【０００９】
そして、上記流入通路は、上記弁室側の開口部が上記主フロートよりも高い位置に設けられている。さらに、上記開閉機構は、上記弁体が上記主排出口を閉じた状態で、上記流入通路の開口部から上記弁室に流下する液体が上記主フロートの上面に当たるように構成されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、開閉機構について、弁体が主排出口を閉じた状態で、流入通路の開口部から弁室に流下する液体が主フロートの上面に当たるように構成した。そのため、主フロートは流下する液体によって下向きの力が作用する。これにより、主フロートの下降する力が増大する。したがって、弁体の閉動力（弁体が主排出口を閉じる力）を増大させることができる。その結果、主フロートを大型化させることなく、弁体の閉動力を十分に得ることが可能なフロート弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係るフロート弁の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１３】
本実施形態のフロート弁１は、例えば蒸気システムに設けられ、該蒸気システムで蒸気の凝縮によって発生した液体であるドレン（復水）を自動的に排出する大容量のスチームトラップ（フロート式スチームトラップ）である。図１に示すように、フロート弁１は、密閉容器であるケーシング１０と、主フロート３５を有する開閉機構３０と、副フロート４１とを備えている。
【００１４】
ケーシング１０は、本体部１１に蓋部１２がボルトで締結されてなり、内部に弁室１３が形成されている。ケーシング１０は、ドレンの流入通路１４および排出通路１５を有している。弁室１３は、上下方向に長い縦長に形成されている。流入通路１４は、弁室１３の上部に接続されており、ドレンが概ね水平方向に流入する。そして、流入通路１４は、弁室１３側の開口部１４ａが下方（真下）へ向かって開口している。つまり、弁室１３ではドレンが流入通路１４から下向きに流入する。
【００１５】
弁室１３には、２つの弁座（主弁座２１、副弁座２５）が設けられている。具体的に、主弁座２１および副弁座２５は共に、本体部１１において弁室１３を形成する側壁１１ａに設けられている。主弁座２１は側壁１１ａの上下方向における略中央に設けられ、副弁座２５は側壁１１ａの上下方向における下部に設けられている。つまり、副弁座２５は、主弁座２１よりも低い位置に設けられている。
【００１６】
主弁座２１は、略円筒状に形成され、その貫通孔が排出路２２となっており、その排出路２２における弁室１３側の開口が主排出口２３となっている。副弁座２５は、略円筒状に形成され、その貫通孔が排出路２６となっており、その排出路２６における弁室１３側の開口が副排出口２７となっている。弁室１３において、副排出口２７は主排出口２３よりも低い位置に設けられている。また、主排出口２３は弁室１３に対し略水平に向かって開口しており、副排出口２７は弁室１３に対しやや斜め上方に向かって開口している。側壁１１ａは、本体部１１において弁室１３と排出通路１５とを仕切る壁である。主弁座２１では、排出路２２によって弁室１３と排出通路１５とを連通させている。副弁座２５では、排出路２６によって弁室１３と排出通路１５とを連通させている。なお、主弁座２１および副弁座２５の側壁には、排出路２２，２６と排出通路１５とを連通させる開口２４，２８が形成されている。また、主排出口２３の口径は副排出口２７の口径よりも大きい。
【００１７】
開閉機構３０は、弁室１３に設けられており、弁室１３のドレン液位に従って主排出口２３を開閉するものである。開閉機構３０は、レバー３１と、主フロート３５と、弁体３６とを有している。
【００１８】
レバー３１は、途中に回動軸３４が設けられており、その回動軸３４を支点として略直角に折り曲げられている。レバー３１は、回動軸３４周り（図１において右回りおよび左回り）に回動可能に構成されている。なお、回動軸３４は側壁１１ａに支持されている。レバー３１は、回動軸３４から一端側が力点側３２となり、回動軸３４から他端側が作用点側３３となっている。レバー３１では、力点側３２の長さが作用点側３３の長さよりも長くなっている。ここで言う長さは、力点側３２の場合、図１において上方から視た投影長さであり、作用点側３３の場合、図１において右側または左側から視た投影長さである。なお、本実施形態においてレバー３１は直角に限らず鋭角または鈍角に折り曲げられていてもよい。
【００１９】
主フロート３５は、中空球形に形成され、レバー３１の力点側３２（一端側）に設けられている（保持されている）。なお、レバー３１の力点側３２は、主フロート３５が設けられる部分が主フロート３５の外周に沿って円弧状に形成されている。主フロート３５は、弁室１３のドレン液位に従って上昇下降する。弁体３６は、主フロート３５よりも小さい球形に形成され、レバー３１の作用点側３３（他端側）に設けられている（保持されている）。弁体３６は、主弁座２１に離着座することによって主排出口２３を開閉するものである。
【００２０】
開閉機構３０では、主フロート３５が上昇すると、レバー３１が図１において右回りに回動し、これによって弁体３６が主弁座２１から離座するように変位する。また、開閉機構３０では、主フロート３５が下降すると、レバー３１が図１において左回りに回動し、これによって弁体３６が主弁座２１に着座するように変位する。つまり、開閉機構３０は、主フロート３５が上昇すると弁体３６が主排出口２３を開く側へ変位し、主フロート３５が下降すると弁体３６が主排出口２３を閉じる側へ変位するように構成されている。この開閉機構３０の開閉動作（即ち、弁体３６の開閉動作）により、弁室１３のドレンが主排出口２３から排出通路１５に排出される。
【００２１】
副フロート４１は、中空球形に形成され、弁室１３に自由状態で配置されている。副フロート４１は、主フロート３５と概ね同一の大きさに形成され、主フロート３５の下方に配置されている。副フロート４１は、弁室１３のドレン液位に従って上昇下降し、副弁座２５に離着座することによって副排出口２７を開閉する。この副フロート４１の開閉動作により、弁室１３のドレンが副排出口２７から排出通路１５に排出される。弁室１３の下部（本体部１１において弁室１３を形成する底壁１１ｂ）には、副フロート４１に接して副フロート４１の下降位置を規制するフロート座１６が形成されている。
【００２２】
開閉機構３０では、主フロート３５が流入通路１４の開口部１４ａよりも低い位置に設けられている。つまり、流入通路１４は、弁室１３側の開口部１４ａが主フロート３５よりも高い位置に設けられている。また、主フロート３５および副フロート４１は、それぞれ主排出口２３および副排出口２７を閉じた状態（図１に示す状態）で、互いの中心軸Ｃ１，Ｃ２が同軸となっている。
【００２３】
そして、開閉機構３０は、弁体３６が主排出口２３を閉じた状態（図１に示す状態）で、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレンが主フロート３５の上面に当たる（衝突する）ように構成されている。具体的に、開閉機構３０では、弁体３６が主排出口２３を閉じた状態で、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレンが、主フロート３５においてその中央よりも外方（図１において左側）の上面に当たるように構成されている。主フロート３５は、弁体３６が主排出口２３を閉じた状態で、流入通路１４の開口部１４ａの下方に位置すると共に、主フロート３５の中心軸Ｃ１が開口部１４ａの中心軸Ｃ３よりも図１において右側に位置している。
【００２４】
さらに、開閉機構３０は、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレンが主フロート３５の上面に当たる（衝突する）ことでその流下方向が変更されることにより、流入通路１４から弁室１３に流下するドレンが副フロート４１（特に、副フロート４１の上面）に当たるのを阻止するように構成されている。つまり、開閉機構３０は、流入通路１４から弁室１３に流下するドレンを主フロート３５に当てて例えば傘状や放射状に飛散させることにより、流入通路１４から流下するドレンが副フロート４１に当たるのを阻止する。
【００２５】
〈開閉動作〉
上記フロート弁１の開閉動作について説明する。ドレンが流入通路１４から弁室１３に流入し、弁室１３のドレン液位が上昇すると、先ず副フロート４１に浮力が発生する。そうすると、副フロート４１は、ドレン液位の上昇に従って上昇し、副弁座２５から離座する。こうして、副フロート４１の開動作が行われて副排出口２７が開く。副排出口２７が開くと、弁室１３のドレンが副排出口２７から排出通路１５に排出され、その後、外部に流出する。
【００２６】
流入通路１４から弁室１３に流入するドレン流量が副排出口２７から排出されるドレン流量よりも多い場合、上述したように副フロート４１の開動作が行われても、弁室１３のドレン液位は上昇し続ける。こうして弁室１３のドレン液位がさらに上昇すると、副フロート４１が主フロート３５に接し、副フロート４１の浮力が主フロート３５に作用する。そして、さらに弁室１３のドレン液位が上昇すると、主フロート３５に浮力が発生する。その結果、主フロート３５には自身の浮力と副フロート４１の浮力とが作用することになる。これにより、主フロート３５と副フロート４１が共に上昇し、これに伴い弁体３６が変位して主弁座２１から離座する。こうして、弁体３６（開閉機構３０）の開動作が行われて主排出口２３が開く。主排出口２３が開くと、弁室１３のドレンは副排出口２７からだけでなく主排出口２３からも排出通路１５に排出され、その後、外部に流出する。そのため、大流量のドレンを排出させることができる。
【００２７】
上述した弁体３６（開閉機構３０）の開動作では、主フロート３５に作用する浮力が、レバー３１を介して弁体３６にその開動力（弁体３６が主排出口２３を開く力）として作用する。ここで、主フロート３５に作用する浮力は、レバー３１による「てこの原理」によって増大されて弁体３６に作用する。つまり、「てこの原理」によって弁体３６の開動力を稼ぐことができる。さらに、上述した弁体３６の開動作では、副フロート４１の浮力が補助浮力として主フロート３５に加わる。つまり、弁体３６の開動作が副フロート４１によって補助される。これにより、弁体３６の開動力を一層稼ぐことができる。このように弁体３６の開動力を稼ぐことができることから、主フロート３５を大型化させることなく、主排出口２３の口径を大きくすることができる。
【００２８】
ドレンの排出によって弁室１３のドレン液位が低下すると、主フロート３５および副フロート４１は共に下降する。主フロート３５の下降に伴い、弁体３６が変位して主弁座２１に着座する。つまり、主フロート３５の下降する力が、レバー３１を介して弁体３６にその閉動力（弁体３６が主排出口２３を閉じる力）として作用する。この場合も、主フロート３５の下降する力が「てこの原理」によって増大されて弁体３６に作用する。こうして、弁体３６（開閉機構３０）の閉動作が行われて主排出口２３が閉じられる。主排出口２３が閉じられることにより、蒸気の漏洩が防止される。
【００２９】
上記のように弁体３６が主排出口２３を閉じた状態では、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレンが主フロート３５の上面に当たる（衝突する）ため、主フロート３５はドレンの衝突力によって下向きの力が作用する。つまり、主フロート３５は、自重による下向きの力だけでなく、流下するドレンによる下向きの力が加わる。そのため、主フロート３５の下降する力が増大する。これにより、弁体３６の閉動力がさらに増大する。しかも、流下するドレンは主フロート３５の中央よりも外方側に当たる（衝突する）ため、ドレンが主フロート３５の中央や中央よりも内方側に当たる（衝突する）場合と比べて、弁体３６の閉動力を効果的に増大させることができる。
【００３０】
弁室１３のドレン液位がさらに低下すると、副フロート４１はフロート座１６に接して止まると共に、副弁座２５に着座する。こうして、副フロート４１の閉動作が行われて副排出口２７が閉じられる。副排出口２７が閉じられることにより、蒸気の漏洩が防止される。
【００３１】
以上より、本実施形態のフロート弁１によれば、開閉機構３０において、弁体３６が主排出口２３を閉じた状態で、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレン（液体）が主フロート３５の上面に当たる（衝突する）ように構成した。そのため、主フロート３５は、自重による下向きの力だけでなく、流下するドレンによる下向きの力（ドレンの流下力）が加わる。これにより、主フロートの下降する力を増大させることができ、弁体の閉動力を増大させることができる。その結果、主フロート３５を大型化させることなく、弁体３６の閉動力を十分に得ることが可能である。これによって、主排出口２３を確実に閉じることができ、蒸気の漏洩を確実に防止することができる。
【００３２】
しかも、本実施形態のフロート弁１では、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレンが主フロート３５においてその中央よりも外方の上面に当たる（衝突する）ようにした。これにより、ドレンが主フロート３５の中央や中央よりも内方の上面に当たる（衝突する）場合と比べて、弁体３６の閉動力を効果的に増大させることができる。したがって、流入通路１４から流下するドレンの流量が少なくても、弁体３６の閉動力を十分に稼ぐことができる。
【００３３】
また、本実施形態のフロート弁１によれば、流入通路１４の開口部１４ａから弁室１３に流下するドレンが主フロート３５の上面に当たることでその流下方向が変更されることにより、流下するドレンが副フロート４１の上面に当たる（衝突する）のを阻止するようにした。そのため、副フロート４１がドレン液位の上昇に伴って上昇する際、流入通路１４から流下するドレンによって影響を受けずにすむ。つまり、流入通路１４から流下するドレンが副フロート４１の上面に当たる（衝突する）ことによって副フロート４１の上昇動作が妨げられてしまう事態を防止することができる。これにより、確実に副フロート４１をドレン液位の上昇に伴って上昇させることができるので、副フロート４１の開動作を確実に行わせることができるし、副フロート４１によって弁体３６の開動作を補助する動作を確実に行わせることができる。
【００３４】
また、上記実施形態において、流入通路１４から弁室１３に流下するドレンが主フロート３５において当たる（衝突する）位置は主フロート３５の上面であれば如何なる位置でもよい。つまり、本発明において、流下するドレンが主フロート３５に対して当たる（衝突する）位置は、流下するドレンが主フロート３５に当たる（衝突する）ことによって主フロート３５に下向きの力が作用する位置であればよい。
【００３５】
また、上記実施形態における開閉機構３０のレバー３１は、折り曲げられたものに限らず、直線状に形成したものであってもよい。また、上記実施形態の開閉機構３０では、途中に回動軸３４が設けられたレバー３１の一端に主フロート３５を設け他端に弁体３６を設けるようにしたが、以下のような構成としてもよい。例えば、開閉機構は、レバーの一端に回動軸が設けられ、レバーの他端に主フロートが設けられ、レバーの途中（即ち、回動軸と主フロートの間）に弁体が設けられるものであってもよい。つまり、本発明に係る開閉機構は、レバーの形状や、回動軸、主フロートおよび弁体の位置関係は問わず、主フロートが上昇すると弁体が主排出口を開く側へ変位し、主フロートが下降すると弁体が主排出口を閉じる側へ変位するようにレバーが回動する構成であればよい。
【００３６】
また、上記実施形態において、主フロート３５は球形以外に例えば楕円球形や矩形体等の他の形に形成するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態において、副フロート４１は主フロート３５よりも小さい球形に形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、主排出口と副排出口を開閉するためのレバー式の主フロートとフリーの副フロートとを備えたフロート弁について有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１        フロート弁
１０      ケーシング
１３      弁室
１４      流入通路
１４ａ    開口部
２３      主排出口
２７      副排出口
３０      開閉機構
３１      レバー
３４      回動軸
３５      主フロート
３６      弁体
４１      副フロート
【図１】
0006416537.tif 000002