(57)【要約】【課題】排出能力以上の液体が流入したとしても、それが内部に滞留して蒸気導出口から溢れ出ることを可及的に回避する。【解決手段】ケーシング２５は蒸気導入口２１、蒸気導出口２２、分離部２３、ドレン貯留部２４、第１ドレン排出孔３１、及び第２ドレン排出孔３４を備える。ドレン貯留部２４に、ドレンの水位に応じて第１ドレン排出孔３１を開閉可能な第１ドレン排出弁部３２が設けられている。第１ドレン排出孔３１が開かれるときの水位よりも上方に位置するケーシング２５の第１高さＨ１に、ドレンの第１高さＨ１への到達を検出する第１検出部３３ａが設けられている。第１高さへのドレンの到達が検出されたときの第１出力信号に基づく制御により、第２ドレン排出孔３４を通じてドレンを排出するべく開弁される第２ドレン排出弁部３５が設けられている。【選択図】図２
2016033443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気導入口と蒸気導出口とを備えたケーシングと、
前記ケーシングに設けられ、前記蒸気導入口から導入された蒸気から液体を分離する分離部と、
前記分離部の下方に位置する前記ケーシングに設けられ、前記分離した液体であるドレンを貯留するドレン貯留部と、
前記ドレン貯留部とケーシング外部とを連通するように設けられ、前記ドレンを前記ドレン貯留部から前記ケーシング外部に排出する第１ドレン排出孔と、
前記ドレン貯留部に設けられ、前記ドレンの水位に応じて前記第１ドレン排出孔を開閉可能な第１ドレン排出弁部と、
前記第１ドレン排出孔が開かれるときの水位よりも上方に位置する前記ケーシングの第１高さに設けられ、前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第１高さへの到達を検出する第１検出部と、
前記ケーシングに設けられ、前記ドレンを前記ドレン貯留部から前記ケーシング外部に排出する第２ドレン排出孔と、
前記第１高さへのドレンの到達が検出されたときの第１出力信号に基づく制御により、前記第２ドレン排出孔を通じて前記ドレンを排出するべく開弁される第２ドレン排出弁部と
を備える、液体除去装置。
【請求項２】
前記第２ドレン排出孔は、前記第１高さよりも下方に開口の下端が位置するように設けられている、請求項１に記載の液体除去装置。
【請求項３】
前記第１検出部は周方向に複数設けられている、請求項１または２に記載の液体除去装置。
【請求項４】
前記第２ドレン排出弁部は、前記第１出力信号が予め定められた時間維持されると開弁するように制御される、請求項１から３の何れかに記載の液体除去装置。
【請求項５】
前記第１高さよりも上方に位置する前記ケーシングの第２高さに設けられ、前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第２高さへの到達を検出する第２検出部をさらに備える、請求項１から４の何れかに記載の液体除去装置。
【請求項６】
蒸気を圧縮するスクリュ圧縮機本体と、
前記スクリュ圧縮機本体に蒸気を供給する蒸気流路と、
前記蒸気流路に配置された請求項５に記載の液体除去装置と、
前記第２高さへのドレンの到達が検出されたときの第２出力信号に基づき前記スクリュ圧縮機本体を停止させる制御装置と
を備える、スクリュ圧縮機。
【請求項７】
蒸気を膨張させるスクリュ膨張機本体と、
前記スクリュ膨張機本体に蒸気を供給する蒸気流路と、
前記蒸気流路に設けられた容量制御弁と、
前記容量制御弁の上流の前記蒸気流路に配置された請求項５に記載の液体除去装置と、
前記第２高さへのドレンの到達が検出されたときの第２出力信号に基き前記容量制御弁を閉弁する制御装置と
を備える、スクリュ膨張機。
【請求項８】
蒸気導入口と蒸気導出口とが設けられた上ケーシングと、
前記上ケーシングに設けられ、前記蒸気導入口から導入された蒸気から液体を分離する分離部と、
前記分離部の下方に位置する下ケーシングに設けられ、前記分離した液体であるドレンを貯留するドレン貯留部と、
前記ドレン貯留部と外部とを連通するように設けられ、前記ドレンを前記ドレン貯留部から外部に排出する第１ドレン排出孔と、
前記ドレン貯留部に設けられ、前記ドレンの水位に応じて前記第１ドレン排出孔を開閉可能な第１ドレン排出弁部と
を備えた液体除去装置に取り付けられ、前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間に位置するドレン貯留部の容量を増加させる延長ケーシングであって、
前記第１ドレン排出孔が開かれるときの水位よりも上方に位置する第１高さに設けられ、前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第１高さへの到達を検出する第１検出部と、
前記ドレンを前記ドレン貯留部から当該延長ケーシング外部に排出する第２ドレン排出孔と、
前記第１高さへのドレンの到達が検出されたときの第１出力信号に基づく制御により、前記第２ドレン排出孔を通じて前記ドレンを排出するべく開弁される第２ドレン排出弁部と
を備える、延長ケーシング。
【請求項９】
前記第１高さよりも上方に位置する第２高さに設けられ、容量が増加された前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第２高さへの到達を検出する第２検出部をさらに備える、請求項８に記載の延長ケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体除去装置、スクリュ圧縮機、スクリュ膨張機及び延長ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、蒸気管に取り付けられた入口、蒸気出口、及びドレン出口を有し、ドレンの水位と共に浮上または降下するフロートによりドレン出口に通じる排水弁口を開閉する気水分離器が開示されている。
【０００３】
この気水分離器では、ドレン量の急激な増加が生じると、ドレンが蒸気出口から溢れ出るおそれがある。また、気水分離器にフロートの故障を検知する手段が設けられていないため、フロートの故障が生じた場合、ドレンが蒸気出口から溢れ出る。いずれの場合においても、排出能力以上の液体が気水分離器へ流入することにより、液体分離機能が損なわれる。ドレンが蒸気出口から溢れ出ると、下流側の機器へ悪影響を及ぼすことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−２０１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、排出能力以上の液体が流入したとしても、それが内部に滞留して蒸気導出口から溢れ出ることを可及的に回避することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明の液体除去装置は、蒸気導入口と蒸気導出口とを備えたケーシングと、前記ケーシングに設けられ、前記蒸気導入口から導入された蒸気から液体を分離する分離部と、前記分離部の下方に位置する前記ケーシングに設けられ、前記分離した液体であるドレン水（以下、ドレンと記載する。）を貯留するドレン貯留部と、前記ドレン貯留部とケーシング外部とを連通するように設けられ、前記ドレンを前記ドレン貯留部から前記ケーシング外部に排出する第１ドレン排出孔と、前記ドレン貯留部に設けられ、前記ドレンの水位に応じて前記第１ドレン排出孔を開閉可能な第１ドレン排出弁部と、前記第１ドレン排出孔が開かれるときの水位よりも上方に位置する前記ケーシングの第１高さに設けられ、前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第１高さへの到達を検出する第１検出部と、前記ケーシングに設けられ、前記ドレンを前記ドレン貯留部から前記ケーシング外部に排出する第２ドレン排出孔と、前記第１高さへのドレンの到達が検出されたときの第１出力信号に基づく制御により、前記第２ドレン排出孔を通じて前記ドレンを排出するべく開弁される第２ドレン排出弁部とを備えるようにした。
【０００７】
この構成によれば、蒸気導入口から導入された蒸気は、分離部において液体が分離された後、蒸気導出口から導出される。分離された液体であるドレンはドレン貯留部に貯留される。水位に応じて第１ドレン排出孔に開閉可能な第１ドレン排出弁部を設けているので、ドレン貯留部に貯留したドレンの水位が上昇したときに開弁してドレンを外部に排出できる。ドレンの水位がさらに上昇し第１高さに到達した場合であっても、第１検出部によりドレンが検出される。第２ドレン排出弁部は、第１高さへのドレンの到達が検出されたときの検出信号である第１出力信号に基づく制御により、第２ドレン排出孔を通じてドレンを排出するべく開弁するように設けられている。そのため、ドレンが第１高さに到達したときにドレンをケーシング外部に排出できる。これにより、第１高さを超えて水位が上昇し続けていくことを抑えることができ、ドレンが蒸気導出口から溢れ出ることを可及的に回避することができる。
【０００８】
前記第２ドレン排出孔は、前記第１高さよりも下方に開口の下端が位置するように設けルことが好ましい。この構成によれば、ドレンの水位が開口下端と同じ高さまで下降したときに、第１出力信号が出力されたままとなって第２ドレン排出孔から蒸気を排出し続けることを回避することができる。
【０００９】
前記第１検出部は周方向に複数設けられていることが好ましい。この構成によれば、ドレンの液面の波打ちに起因した第１検出部による誤検出を回避できる。
【００１０】
前記第２ドレン排出弁部は、前記第１出力信号が予め定められた時間維持されると開弁するように制御されることが好ましい。この構成によれば、ドレンの液面が波打って瞬間的に出力される第１出力信号により第２ドレン排出弁部が制御されることを回避できる。
【００１１】
前記第１高さよりも上方に位置する前記ケーシングの第２高さに設けられ、前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第２高さへの到達を検出する第２検出部をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、第１高さよりも上方の第２高さにドレンの水位が到達したことをドレン貯留部で検出することができる。これにより、本発明の液体除去装置を、蒸気利用装置に組み込んだ場合に、第２高さへのドレンの到達が検出されたときの第２出力信号として、蒸気利用装置の緊急停止を実行させる信号乃至は異常警報を発令させる信号を送信可能に構成できる。
【００１２】
蒸気を圧縮するスクリュ圧縮機本体と、前記スクリュ圧縮機本体に蒸気を供給する蒸気流路と、前記蒸気流路に配置された、前記第２ドレン検出部を備える液体除去装置と、前記第２高さへのドレンの到達が検出されたときの第２出力信号に基づき前記スクリュ圧縮機本体を停止させる制御装置とを備えることが好ましい。この構成によれば、第１ドレン排出孔および第２ドレン排出孔を通じて排出できる量を超えるような予定外のドレンが生じたとしても、液体除去装置の内部のドレンの水位が第１高さより上方の第２高さに到達したときの検出信号である第２出力信号を受けた制御装置により、スクリュ圧縮機本体を停止させることできる。したがって、スクリュ圧縮機本体の緊急保護を実行でき、スクリュ圧縮機に故障等の不具合が生じることを回避できる。
【００１３】
蒸気を膨張させるスクリュ膨張機本体と、前記スクリュ膨張機本体に蒸気を供給する蒸気流路と、前記蒸気流路に設けられた容量制御弁と、前記容量制御弁の上流の前記蒸気流路に配置された、前記第２ドレン検出部を備える液体除去装置と、前記第２高さへのドレンの到達が検出されたときの第２出力信号に基き前記容量制御弁を閉弁する制御装置とを備えることが好ましい。この構成によれば、第１ドレン排出孔および第２ドレン排出孔を通じて排出できる量を超えるような予定外のドレンが生じたとしても、液体除去装置の内部のドレンの水位が第１高さより上方の第２高さに到達したときに前記第２検出部の第２出力信号を受けた制御装置により、容量制御弁を閉弁することできる。したがって、スクリュ膨張機本体の緊急保護を実行でき、スクリュ膨張機に故障等の不具合が生じることを回避できる。
【００１４】
前記課題を解決するための手段として、本発明の延長ケーシングは、蒸気導入口と蒸気導出口とが設けられた上ケーシングと、前記上ケーシングに設けられ、前記蒸気導入口から導入された蒸気から液体を分離する分離部と、前記分離部の下方に位置する下ケーシングに設けられ、前記分離した液体であるドレンを貯留するドレン貯留部と、前記ドレン貯留部と外部とを連通するように設けられ、前記ドレンを前記ドレン貯留部から外部に排出する第１ドレン排出孔と、前記ドレン貯留部に設けられ、前記ドレンの水位に応じて前記第１ドレン排出孔を開閉可能な第１ドレン排出弁部と、を備えた液体除去装置に取り付けられ、前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間に位置するドレン貯留部の容量を増加させる延長ケーシングであって、前記第１ドレン排出孔が開かれるときの水位よりも上方に位置する第１高さに設けられ、前記ドレン貯留部で前記ドレンの前記第１高さへの到達を検出する第１検出部と、前記ドレンを前記ドレン貯留部から当該延長ケーシング外部に排出する第２ドレン排出孔と、前記第１高さへのドレンの到達が検出されたときの第１出力信号に基づく制御により、前記第２ドレン排出孔を通じて前記ドレンを排出するべく開弁される第２ドレン排出弁部とを備えるようにした。
【００１５】
この構成によれば、既設の液体除去装置を、第１ドレン排出孔の排出能力以上の液体が流入したとしても、それが内部に滞留して蒸気導出口から溢れ出ることを可及的に回避できる構成に容易に改造することができる。
【００１６】
前記第１高さよりも上方に位置する第２高さに設けられ、前記ドレンの前記第２高さへの到達を検出する第２検出部をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、既設の液体除去装置を、第１高さよりも上方の第２高さにドレンの水位が到達したことを容量が増加されたドレン貯留部で検出できる構成に改造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１ドレン排出孔が開かれるときのドレン水位よりも上方の第１高さに第１検出部を設けるとともに、ドレンをドレン貯留部からケーシング外部に排出する第２ドレン排出孔を通じて排出するべく開弁される第２ドレン排出弁部を設け、第１検出部でドレンが検出されたときの検出信号である第１出力信号に基づく制御により第２ドレン排出孔を開閉可能に構成しているので、ドレンが第１高さに到達している間、ドレンを外部に排出できる。これにより、第１高さを超えて水位が上昇していくことを抑えることができる。したがって、第１ドレン排出孔の排出能力以上の液体が流入したとしても、それが内部に滞留して蒸気導出口から溢れ出ることを可及的に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のスクリュ圧縮機を示す概略図。
【図２】本発明の液体除去装置を示す縦断面図。
【図３】本発明のスクリュ膨張機を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るスクリュ圧縮機１０を示す。本実施形態で例示するスクリュ圧縮機１０は、蒸気流路１２、スクリュ圧縮機本体１３、吐出流路１４、液体除去装置２０、制御装置５０、及び警報装置５１を備えている。
【００２１】
蒸気流路１２は、外部の水蒸気供給源であるボイラ１１からの水蒸気をスクリュ圧縮機本体１３に供給するための流路であり、ボイラ１１とスクリュ圧縮機本体１３との間に設けられている。
【００２２】
スクリュ圧縮機本体１３は、蒸気流路１２から供給された水蒸気を圧縮するスクリュ式の圧縮機本体である。
【００２３】
スクリュ圧縮機本体１３の吐出側には、圧縮した水蒸気を吐出する吐出流路１４が設けられている。吐出流路１４は蒸気利用設備１５に接続されている。
【００２４】
蒸気流路１２には、内部に導入した水蒸気から凝縮した水分（水滴）を分離した後、水蒸気を導出する液体除去装置２０が配置されている。液体除去装置２０は後で詳細に説明する。
【００２５】
制御装置５０は、後述する液体除去装置２０の第１ドレン検出器３３、及び第２ドレン検出器３６と、これらからの信号を受信可能に接続されている。制御装置５０は、第２ドレン排出弁部（緊急ドレン排出部）３５の開閉を制御可能に第２ドレン排出弁部３５と接続されている。制御装置５０は、警報装置５１を作動させる信号を送信可能に警報装置５１と接続されている。
【００２６】
制御装置５０は、スクリュ圧縮機本体１３の起動及び停止を制御する。また、制御装置５０は、後述する液体除去装置２０の第１ドレン検出器３３からの第１出力信号の出力状態に基づいて、第２ドレン排出弁部３５の開閉を制御する。すなわち、制御装置５０は、第１出力信号を受信し第１出力信号が予め定められた時間（液面の波打ちと区別可能な時間であればよい。可及的に短い時間であることが好ましいが、数秒間、例えば１秒以上の所定の秒数でドレンがスクリュ圧縮機本体１３側へオーバーフローすることの無い範囲であってもよい。）維持されたときに、第２ドレン排出孔３４を開放するように第２ドレン排出弁部３５を開弁する。また、制御装置５０は、後述する液体除去装置２０の第２ドレン検出器３６からの第２出力信号を受信したときにスクリュ圧縮機本体１３を停止させるとともに、警報装置５１を作動させる信号を警報装置５１に送信する。
【００２７】
警報装置５１は、制御装置５０からの信号を受信すると、警報を発する。
【００２８】
図２に示すように、液体除去装置２０は、上ケーシング２５ａ、中ケーシング２５ｂ、下ケーシング２５ｃ、及び底ケーシング２５ｄにより構成されたケーシング２５を備えている。上ケーシング２５ａの下方部分と中ケーシング２５ｂと下ケーシング２５ｃによってケーシング２５の胴部を形成している。胴部は略円筒状である。
【００２９】
上ケーシング２５ａは、下方部分に略円筒状の円筒部分２５ｆを有している。円筒部分２５ｆの内部には、上下方向に沿って配置され軸方向に延びる略円筒状の空間２５ｅが形成されている。上ケーシング２５ａの下端側は空間２５ｅと連通するように開口されている。本実施形態では、円筒部分２５ｆの開口部が空間２５ｅ下側の開口端とされている。
【００３０】
上ケーシング２５ａの上方部分には、ケーシング２５内部に水蒸気を導入する導入流路２８と、ケーシング２５内部から水蒸気を導出する導出流路３０が設けられている。導入流路２８の上流側端部には蒸気導入口２１が設けられ、導出流路３０の下流側端部には蒸気導出口２２が設けられている。図１及び図２に示すように、蒸気導入口２１は、ケーシング２５の上方に配置され、蒸気流路１２を介してボイラ１１と接続されている。蒸気導出口２２は、ケーシング２５の上方に配置され、蒸気流路１２を介してスクリュ圧縮機本体１３と接続されている。導出流路３０の中間部分には、導出流路３０の上端位置から蒸気導出口２２に向かって下降する下降部３０ａが設けられている。
【００３１】
上ケーシング２５ａの空間２５ｅには、上端が導出流路３０の上流側端部と連続するように配置された筒状の隔壁部材２７が設けられている。隔壁部材２７は、軸線がケーシング２５の軸線方向と平行な方向に延びるように配置され、空間２５ｅを隔壁部材２７の内側の内部空間２９と外側の環状空間２６とに区分している。隔壁部材２７の下端には、下方に向かって外側にフレア状に拡がった水切り部３７が設けられている。水切り部３７の下端は、上ケーシング２５ａの下端と略同一高さに位置している。隔壁部材２７外周側には、導入流路２８から環状空間２６に導入された水蒸気を旋回させる旋回羽根２３ａが設けられている。
【００３２】
蒸気導入口２１から導入流路２８を通って環状空間２６に導入された水蒸気は、旋回しながら凝縮した水分が分離され、中ケーシング２５ｂの内部空間へと下降する。中ケーシング２５ｂへと至った水蒸気は、隔壁部材２７の下端に形成されている開口から内部空間２９へと移動する。隔壁部材２７の内部空間２９を軸方向上向きに流通した水蒸気は、導出流路３０を通って蒸気導出口２２から導出される。
【００３３】
隔壁部材２７の径方向外側にはスクリーン３８が設けられている。スクリーン３８は、テーパ状リング形状に形成されテーパ面に多数の小孔が設けられた筒体である。スクリーン３８の上端である小径の開口部分は、隔壁部材２７の上端側の外周面と接するように配置されている。スクリーン３８の下端である大径の開口部分は、上ケーシング２５ａの円筒部分２５ｆと接するように配置されている。スクリーン３８は、環状空間２６の上部に導入流路２８に面して配置されている。スクリーン３８の接続部分よりも下方に位置する、環状空間２６、隔壁部材２７の外周面、及び円筒部分２５ｆの内周面は分離部２３を構成する。分離部２３では、水蒸気から凝縮した水分がサイクロン方式により分離される。環状空間２６は、下端側で中ケーシング２５ｂの内部空間を介して隔壁部材２７の内部空間２９と連通する。
【００３４】
中ケーシング２５ｂは、上下方向に沿って配置され軸方向に延びる略円筒状部材である。中ケーシング２５ｂは、上ケーシング２５ａの下端に連結されている。中ケーシング２５ｂには、第１ドレン検出器３３の第１検出部３３ａが設けられている。すなわち第１検出部３３ａは、ケーシング２５の第１高さＨ１に配置されている。第１高さＨ１は、第１ドレン排出孔３１よりも上方に位置し、かつ分離部２３よりも下方に位置する。より好ましくは、第１高さＨ１は、後述するフロート５５が浮上して第１ドレン排出孔３１が開かれるときのドレン水位よりも上方に位置するように設定される。例えば、第１高さＨ１は、後述するフロートカバー５４よりも上方に位置し、かつ分離部２３よりも下方に位置するように設定することができる。第１ドレン検出器３３は、第１検出部３３ａによりドレンの第１高さＨ１への到達が検出されたときに第１出力信号を送信する。第１出力信号は、ドレンが第１高さＨ１以上の高さに到達している間、継続して出力される出力信号である。
【００３５】
中ケーシング２５ｂには、ドレンをドレン貯留部から外部に排出する第２ドレン排出孔３４が設けられている。第２ドレン排出孔３４は、ドレンの水位が開口下端と同じ高さまで下降したときに、第１出力信号が出力されたままであると蒸気を排出し続けるという不具合を回避するため、開口下端が第１高さＨ１以下となるように位置している。開口下端を第１検出部３３ａよりも僅かに下方に位置するように配置すればドレンを溜め過ぎることもなく且つ蒸気を排出し続けることもないため、第１検出部３３ａとそれより低位置となる第２ドレン排出孔３４の開口下端位置との差は数ｍｍ程度（例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ程あればよい）を設けることが好ましい。中ケーシング２５ｂには、第１出力信号に基づく制御により第２ドレン排出孔３４を開閉可能な第２ドレン排出弁部（緊急ドレン排出部）３５が設けられている。第２ドレン排出弁部３５は電磁弁である。第２ドレン排出弁部（緊急ドレン排出部）３５は、開弁されることで第２ドレン排出孔３４を介してドレン貯留部２４からケーシング２５の外へドレンを排出し得るように設けられている。
【００３６】
中ケーシング２５ｂには、さらに第２ドレン検出器３６の第２検出部３６ａが設けられている。すなわち第２検出部３６ａは、ケーシング２５の第２高さＨ２に配置されている。第２高さＨ２の第２検出部３６ａは、第１高さＨ１の第１検出部３３ａよりも上方に位置し、かつ分離部２３よりも下方に位置する。第２ドレン検出器３６は、ドレンの第２高さＨ２への到達が検出されたときの検出信号である第２出力信号を緊急停止信号として送信する。第２出力信号は、ドレンが第２高さＨ２以上の高さに到達している間、継続して出力される出力信号である。
【００３７】
下ケーシング２５ｃは、上下方向に沿って配置され軸方向に延びる略円筒状部材である。下ケーシング２５ｃは、中ケーシング２５ｂの下端に連結されている。下ケーシング２５ｃは、底ケーシング２５ｄの連結により開口下端が閉塞される。下ケーシング２５ｃの内部には、後述する底ケーシング２５ｄに設けられた第１ドレン排出弁部３２が収容される。
【００３８】
分離部２３の下方に配置されるケーシング２５の内部空間はドレン貯留部２４である。ドレン貯留部２４は、分離部２３で分離された水分であるドレンを貯留可能であり、ケーシング２５の一部に延長ケーシングとして中ケーシング２５ｂを設けることで容量を増加している。この容量増加分がドレン量の急激な増加の際にドレンを一時的に貯留するためのバッファタンクとなる。バッファタンクは、中ケーシング２５ｂによって構成するものに限らない。バッファタンクは、ドレン量の急激な増加に対応する容量のものであればその構成は限定されず、下ケーシング２５ｃを上方へ延長したものでもよく、上ケーシング２５ａを下方へ延長したものでもよい。
【００３９】
底ケーシング２５ｄは、ケーシング２５の下端開口部を塞ぐ部材である。底ケーシング２５ｄは、下ケーシング２５ｃの開口下端を閉塞するように、下ケーシング２５ｃの下端に連結されている。底ケーシング２５ｄの上面の中央部分には、凹部５２が設けられている。凹部５２を画定する底ケーシング２５ｄには、後述する第１ドレン排出弁部３２の弁体の形状に対応した着座面５３が設けられている。
【００４０】
底ケーシング２５ｄには、ドレンをドレン貯留部２４から外部に排出する第１ドレン排出孔３１が設けられている。第１ドレン排出孔３１は、ドレン貯留部２４側で弁座の開口に通じているとともに、排出量を調整する絞り３１ａと、絞り３１ａよりも大きい流路面積を有する拡幅部３１ｂとを開口の下流側に備えている。絞り３１ａは、底ケーシング２５ｄに傾斜して取り付けられた弁座部材５７に形成されており、拡幅部３１ｂは、底ケーシング２５ｄの外部側に上下方向に配置されている。
【００４１】
第１ドレン排出弁部３２は、第１ドレン排出孔３１のドレン貯留部２４側に形成された開口を開閉して、ドレン貯留部２４におけるドレンの排出と貯留とを選択的に実施するものである。第１ドレン排出弁部３２は、フロートカバー５４と、第１ドレン排出弁部３２の弁体である中空球形のフロート５５と、第１ドレン排出弁部３２の弁座を成す弁座部材５７とからなっている。
【００４２】
フロートカバー５４は、略半球状の上端部分を有する円筒形状に形成され、下端部分の一部が開放された状態で底ケーシング２５ｄに取り付けられている。フロートカバー５４には通気口５６が少なくとも１つ設けられている。フロートカバー５４は、底ケーシング２５ｄとの間の空間で自由状態にフロート５５を収容する。フロート５５は、その形状に対応して湾曲した着座面５３に着座した状態で、弁座（弁座部材５７）と接して第１ドレン排出孔３１の開口を閉塞する。他方で、湾曲した着座面５３に着座していない状態で、弁座（弁座部材５７）とも離れて第１ドレン排出孔３１の開口を開放する。第１ドレン排出弁部３２は、ドレンの水位に応じてフロート５５を浮上または降下させることで、ドレン貯留部２４から第１ドレン排出孔３１へ向けてのドレンの排出開始と排出停止とを切り替える。すなわち、第１ドレン排出弁部３２は、ドレン貯留部２４のドレンの水位に応じて第１ドレン排出孔３１の開口を開閉可能に構成されている。
【００４３】
ボイラ１１からの水蒸気が蒸気流路１２を通して液体除去装置２０の蒸気導入口２１に供給されると、水蒸気は、導入流路２８を通って分離部２３の環状空間２６に導入され、水蒸気から凝縮した水分が遠心分離により分離される。水蒸気は、分離部２３において凝縮した水分が分離された後、中ケーシング２５ｂ、隔壁部材２７の内部空間２９、及び導出流路３０を通って蒸気導出口２２から導出される。
【００４４】
分離された水分であるドレンは、落下してドレン貯留部２４に貯留される。通常の状態では、第１ドレン排出弁部３２における排出能力以下のドレンがドレン貯留部２４に流入している。その場合、ドレン貯留部２４では、ドレンが貯留して水位が上昇すると、フロート５５を浮上させ、第１ドレン排出孔３１の開口が開放される。この開放により、ドレンが第１ドレン排出孔３１から外部に排出される。その後、ドレンの水位が下降すると、フロート５５を下降させ、フロート５５が弁座（弁座部材５７）と接すると第１ドレン排出孔３１の開口が閉塞される。水位に応じて第１ドレン排出孔３１を自動で開閉可能な第１ドレン排出弁部３２を設けているので、ドレン貯留部２４に貯留したドレンの水位が上昇したときに開弁してドレンを外部に自動排出できる。
【００４５】
異常な状態では、第１ドレン排出弁部３２における排出能力以上の水分がドレン貯留部２４に流入する。そして、ドレンの水位が通常の状態を超えてさらに上昇する。水位が第１高さＨ１に到達した場合、第１検出部３３ａによりドレンが検出され、第１出力信号が第１ドレン検出器３３から制御装置５０に送信される。制御装置５０は、第１出力信号を受信すると、第２ドレン排出孔３４を開放するように第２ドレン排出弁部３５を開放する。この開放により、ドレンが第２ドレン排出孔３４から外部に排出される。その後、制御装置５０は、ドレンの水位が第１高さＨ１から下降すると、第２ドレン排出弁部３５を閉塞する。
【００４６】
第１ドレン排出弁部３２における排出能力とは、第１ドレン排出弁部３２において実際に排出可能なドレン量の上限を意味する。蒸気駆動圧縮機１３や蒸気発電機の膨張機（４１）の設置環境において、ボイラ１１が不調となった場合や、蒸気流路１２で減温器を使用している場合に、蒸気導入口２１からドレン貯留部２４へのドレンの流入量が増加することがある。また、フラッシュタンクからの蒸気を圧縮する蒸気圧縮機（１３）の設置環境において、蒸気導入口２１からドレン貯留部２４へのドレンの流入量が増加することがある。ドレンの流入量が、その時点での第１ドレン排出孔３１からのドレンの流出量の物理的な上限を上回る場合、ドレン貯留部２４でのドレンの水位をフロート５５乃至はフロートカバー５４の上端を超えて上昇させる。このような場合、排出能力以上の水分がケーシング２５に流入する場合に該当する。
【００４７】
また、ドレン貯留部２４でドレンの水位が上昇しているにもかかわらず、フロート５５が湾曲した着座面５３に着座したまま浮上しない場合も同様である。すなわち、第１ドレン排出弁部３２が故障している場合も、ドレンの流入量が、第１ドレン排出孔３１において実際に排出可能なドレン量の上限を上回ることになる。この場合も、その時点での第１ドレン排出孔３１からのドレンの流出量の物理的な上限を上回る流入量のドレンが、ドレン貯留部２４でのドレンの水位をフロート５５乃至はフロートカバー５４の上端を超えて上昇させるため、排出能力以上の水分が流入する場合に該当する。
【００４８】
上記実施形態では、第１高さＨ１に第１検出部３３ａを設けるとともに、開口の下端が第１高さＨ１よりも下に位置する第２ドレン排出孔３４に第２ドレン排出弁部３５を設けている。また、第１出力信号に基づく第２ドレン排出弁部３５の制御により第２ドレン排出孔３４を開閉可能に構成している。そのため、ドレンが第１高さＨ１に到達している間、ドレンを第２ドレン排出孔３４から外部に排出できる。これにより、第１高さＨ１を超えて水位が次第に上昇していくことを抑えることができる。したがって、第１ドレン排出弁部３２における排出能力以上の液体が流入したとしても、それが内部に滞留して蒸気導出口２２から溢れ出ることを可及的に回避できる。また、第１高さＨ１は分離部２３よりも下方に設定されるため、ドレン分離機能が損なわれることを回避できる。
【００４９】
第２ドレン排出弁部３５における排出能力は、第１ドレン排出弁部３２における排出能力と同等以上となるように設定されていることが好ましく、第１ドレン排出弁部３２における排出能力の２倍以上であることが更に好ましい。ここで、第２ドレン排出弁部３５における排出能力とは、実際に第２ドレン排出弁部３５から排出可能なドレン量の上限を意味する。換言すると、第２ドレン排出弁部３５における排出能力とは、その時点での第２ドレン排出孔３４からのドレンの流出量の物理的な上限でもある。
【００５０】
制御装置５０は、第１出力信号が予め定められた時間維持されると、第２ドレン排出孔３４を開放するように第２ドレン排出弁部３５を制御する。これにより、ドレン貯留部２４のドレンの液面が波打って瞬間的に出力される第１出力信号により第２ドレン排出弁部３５が制御されることを回避できる。
【００５１】
第２ドレン排出弁部３５を開放し第２ドレン排出孔３４からドレンをドレン貯留部２４の外部に排出しているにもかかわらず、ドレン貯留部２４に排出能力以上の液体が急激に流入するためにドレンの水位が上昇することも考えられる。この場合であっても、ドレンの水位が第１高さＨ１より上方で分離部２３よりも下方の第２高さＨ２に到達したときに第２検出部３６ａでドレンが検出される。第２高さＨ２へのドレンの到達が検出されたときに第２ドレン検出器３６から送信される第２出力信号を制御装置５０が受信することにより、スクリュ圧縮機本体１３を停止（緊急停止）させることできる。したがって、スクリュ圧縮機本体１３の緊急保護を実行でき、スクリュ圧縮機１０に故障等の不具合が生じることを回避できる。なお、ここでの排出能力とは、第１ドレン排出弁部３２における排出能力と第２ドレン排出弁部３５における排出能力との総和を意味する。
【００５２】
液体除去装置２０は、第１高さＨ１よりも上方の第２高さＨ２にドレンの水位が到達したとき、第２出力信号を送信することができるので、蒸気利用装置１０，４０に組み込んだ場合に、第２出力信号として、蒸気利用装置１０，４０の緊急の保護動作を実行させる信号を送信可能に構成できる。
【００５３】
図３は本発明の他の実施形態に係るスクリュ膨張機４０を示す。スクリュ膨張機４０は、蒸気流路１２、スクリュ膨張機本体４１、排出流路１６、液体除去装置２０、容量制御弁４２、制御装置５０、及び警報装置５１を備えている。
【００５４】
蒸気流路１２は、外部の水蒸気供給源であるボイラ１１からの水蒸気をスクリュ膨張機本体４１に供給するための流路であり、ボイラ１１とスクリュ膨張機本体４１との間に設けられている。
【００５５】
スクリュ膨張機本体４１は、蒸気流路１２から供給された水蒸気を膨張させるスクリュ式の膨張機本体である。
【００５６】
スクリュ膨張機本体４１の下流側には、膨張させた水蒸気を排出する排出流路１６が設けられている。排出流路１６は蒸気利用設備１５に接続されている。
【００５７】
蒸気流路１２には、液体除去装置２０が配置されている。液体除去装置２０の具体的な構成は先述のものと同様であるため省略する。
【００５８】
液体除去装置２０の下流の蒸気流路１２に、スクリュ膨張機本体４１への水蒸気の供給容量を制御する容量制御弁４２が設けられている。容量制御弁４２は、制御装置５０が液体除去装置２０の第２ドレン検出器３６からの第２出力信号を受信したときに、閉弁して、スクリュ膨張機本体４１への水蒸気の供給を遮断するための遮断弁として兼用される。
【００５９】
制御装置５０は、液体除去装置２０の第１ドレン検出器３３、及び第２ドレン検出器３６と、これらからの信号を受信可能に接続されている。制御装置５０は、第２ドレン排出弁部（緊急ドレン排出部）３５の開閉を制御可能に第２ドレン排出弁部３５と接続されている。制御装置５０は、警報装置５１を作動させる信号を送信可能に警報装置５１と接続されている。
【００６０】
制御装置５０は、スクリュ膨張機本体４１の起動及び停止を制御する。また、制御装置５０は、液体除去装置２０の第１ドレン検出器３３からの第１出力信号の出力状態に基づいて、第２ドレン排出弁部３５の開閉を制御する。すなわち、制御装置５０は、第１出力信号を受信し第１出力信号が予め定められた時間（液面の波打ちと区別可能な時間であればよい。可及的に短い時間であることが好ましいが、数秒間、例えば１秒以上の所定の秒数でドレンがスクリュ圧縮機本体１３側へオーバーフローすることの無い範囲であってもよい。）維持されたときに、第２ドレン排出孔３４を開放するように第２ドレン排出弁部３５を開弁する。制御装置５０は、容量制御弁４２の開度を制御する。また、制御装置５０は、液体除去装置２０の第２ドレン検出器３６からの第２出力信号を受信したときに容量制御弁４２を緊急遮断してスクリュ膨張機本体４１を停止（緊急停止）させるとともに、警報装置５１を作動させる信号を警報装置５１に送信する。
【００６１】
警報装置５１は、制御装置５０からの信号を受信すると、警報を発する。
【００６２】
スクリュ膨張機４０における動作は、第２出力信号を制御装置５０が受信することにより容量制御弁４２を閉弁する点を除いて、スクリュ圧縮機１０における動作と同様である。
【００６３】
上記の構成によれば、液体除去装置２０の内部のドレンの水位が第１高さＨ１より上方で分離部２３よりも下方の第２高さＨ２に到達したときに送信される第２出力信号を制御装置５０が受信することにより、容量制御弁４２を緊急遮断してスクリュ膨張機本体４１を停止（緊急停止）することできる。したがって、スクリュ膨張機４０に故障等の不具合が生じることを回避できる。
【００６４】
なお、本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、以下に例示するように、種々の変更が可能である。
【００６５】
上記実施形態のように制御装置５０が第１出力信号を受信し第１出力信号が予め定められた時間維持されたときに第２ドレン排出弁部３５を開弁する構成に代えて、第１ドレン検出器３３の第１検出部３３ａを周方向に複数設けてもよい。上述したように、水蒸気は、分離部２３から中ケーシング２５ｂを通って隔壁部材２７の内部空間２９へ流れる。その際、中ケーシング２５ｂを通過する水蒸気は、ドレン貯留部２４のドレンの液面の波打ちを生じさせる。しかしながら、第１検出部３３ａを中ケーシング２５ｂの周方向に複数設けることで、制御装置５０は、複数の第１ドレン検出器３３から別々に第１出力信号を受信できる。これにより、制御装置５０は、受信した複数の信号に基づいて、すなわち、前記複数の第１検出部３３ａでドレンを検出した際の前記複数の第１ドレン検出器３３からの第１出力信号の出力状態が同一であるか否かに基づいて、ドレンの第１高さＨ１への到達の正否を判定できる。前記複数の第１ドレン検出器３３の全てから第１出力信号が出力されている場合、制御装置５０は、ドレンが第１高さＨ１へ到達していると判断する。一方、前記複数の第１ドレン検出器３３のうちの少なくとも１つから第１出力信号が出力されていない場合、制御装置５０は、ドレンの液面の波打ちによって生じたドレンの一部の高い部分のみが第１高さＨ１へ到達していると判断する。すなわち、制御装置５０は、ドレンが全体として第１高さＨ１へ到達していないと判断する。このようにして、制御装置５０は、第１出力信号が予め定められた時間維持されるか否かを待つことなく、第１出力信号の受信後すぐに第２ドレン排出弁部３５の開閉を実行できる。これにより、ドレンの液面の波打ちに起因した第１検出部３３ａ（第１ドレン検出器３３）による誤検出を回避できる。
【００６６】
また、制御装置５０が第１出力信号を受信し第１出力信号が予め定められた時間維持されたときに第２ドレン排出弁部３５を開弁するように装置を構成するとともに、第１ドレン検出器３３の第１検出部３３ａを周方向に複数設けてもよい。この構成によれば、第１検出部３３ａ（第１ドレン検出器３３）によるドレンの検出の信頼性をより高めることができる。
【００６７】
上記実施形態では、第２ドレン検出器３６の第２検出部３６ａは、中ケーシング２５ｂの第２高さＨ２に１つ設けられているが、中ケーシング２５ｂの第２高さＨ２に周方向に沿って複数設けてもよい。この構成によれば、複数の第２検出部３６ａの何れか１つでもドレンを検出したときの第２出力信号の出力状態に基いて、ドレンの第２高さＨ２への到達を判定できるので、緊急停止信号をいち早く出力させることができる。
【００６８】
本発明におけるドレン検出器（３３、３６）は、検出部（３３ａ、３６ａ）によってドレンが有ることを検出した際に検出信号（第１出力信号、第２出力信号）が出力されるように構成されておればよい。ドレンの検出には、例えばドレンの液面を検出する公知の液面検出器を用いることができる。液面検出器としては、対象物の有無による静電容量の変化を検出して出力する静電容量式のもの、光の液体と空気に対する透過率の違いを利用してプリズム外側の液体の有無を感知する光学式のもの、対象物の電導性を利用し回路を導通させることで制御用リレーを動作させる電導率式のもの、液面から跳ね返る超音波を集音して距離を測定する超音波式のもの、センサ先端部（検出部）に印加されている超音波振動の減衰有無を検知する超音波式のものなど、各種方式のものを用いればよい。
【００６９】
本発明のケーシング２５は、上ケーシング２５ａ、中ケーシング２５ｂ、下ケーシング２５ｃおよび底ケーシング２５ｄを接続して構成されている。本発明のケーシング２５は、図２に示すように、各ケーシングの接続部にフランジ３９ａ〜３９ｆを設けてフランジ接続してもよい。
【００７０】
また、本発明にかかるケーシングは、フランジ接続されている既設の液体除去装置における上ケーシングおよび下ケーシングの間にフランジ接続可能な延長ケーシングを設置することで構成してもよい。第１検出部、第２ドレン排出孔および第２ドレン排出弁部を備えた延長ケーシングにより、既設の液体除去装置を、第１ドレン排出孔の排出能力以上の液体が流入したとしても、それが内部に滞留して蒸気導出口から溢れ出ることを可及的に回避できる構成に容易に改造することができる。
【００７１】
また、本発明にかかる延長ケーシングには、更に第２検出部を設けてもよい。この構成によれば、ドレンの第２高さＨ２への到達を検出する第２検出部３６ａを備えているので、既設の液体除去装置を、第１高さＨ１よりも上方の第２高さＨ２にドレンの水位が到達したことを検出できる構成に改造することができる。
【００７２】
上記実施形態では、ボイラ１１を外部の水蒸気供給源として用いる例を示したが、水蒸気供給源はフラッシュタンクであってもよい。フラッシュタンクを用いて、フラッシュタンクからドレンを吸引した場合も、蒸気導入口２１からのドレンの流入量が増加する。増加したドレンの流入量が流出量を上回る場合、ドレン貯留部２４でのドレンの水位を上昇させる。この場合も、排出能力以上の水分がケーシング２５に流入する場合に該当する。
【００７３】
上記実施形態では、液体除去装置２０をドレンセパレータとして用いる例を示したが、ミストセパレータとして用いることもできる。
【００７４】
１０  スクリュ圧縮機
１１  ボイラ
１２  蒸気流路
１３  スクリュ圧縮機本体
１４  吐出流路
１５  蒸気利用設備
１６  排出流路
２０  液体除去装置
２１  蒸気導入口
２２  蒸気導出口
２３  分離部
２３ａ  旋回羽根
２４  ドレン貯留部
２５  ケーシング
２５ａ  上ケーシング
２５ｂ  中ケーシング（延長ケーシング）
２５ｃ  下ケーシング
２５ｄ  底ケーシング
２５ｅ  空間
２５ｆ  円筒部分
２６  環状空間
２７  隔壁部材
２８  導入流路
２９  内部空間
３０  導出流路
３０ａ  下降部
３１  第１ドレン排出孔
３１ａ  絞り
３１ｂ  拡幅部
３２  第１ドレン排出弁部
３３  第１ドレン検出器
３３ａ  第１検出部
３４  第２ドレン排出孔
３５  第２ドレン排出弁部（緊急ドレン排出部）
３６  第２ドレン検出器
３６ａ  第２検出部
３７  水切り部
３８  スクリーン
３９ａ〜３９ｆ  フランジ
４０  スクリュ膨張機
４１  スクリュ膨張機本体
４２  容量制御弁
５０  制御装置
５１  警報装置
５２  凹部
５３  着座面
５４  フロートカバー
５５  フロート
５６  通気口
５７  弁座部材
Ｈ１  第１高さ
Ｈ２  第２高さ
【図１】
2016033443.tif 000003
【図２】
2016033443.tif 000004
【図３】
2016033443.tif 000005