JPH0131080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱応動式蒸気捕捉装置、特に蒸気及
び凝縮物が導入される内部室を画成する本体と、
前記内部室に配設された平衡圧式熱応動装置とを
備え、その平衡圧式熱応動装置が、前記内部室に
収容されるハウジングと、同内部室内の蒸気及び
凝縮物に対して開口し且つ前記ハウジングの内面
より密封される容量可変の内部間〓を有して前記
ハウジング内に配設される熱応動素体と、この熱
応動素体の外側で前記ハウジング内に封入される
揮発性流体と、前記熱応動素体に連結されて前記
本体の弁座に対向する弁部材とを備え、前記熱応
動素体が、前記揮発性流体の加熱により発生する
圧力によつて前記内部間〓を収縮するように変形
して、前記弁部材を弁座に着座させるようにした
形式のものに関する。

上記形式の熱応動式蒸気捕捉装置は、例えば特
公昭47−704号公報に示されるように従来公知で
あるが、その公報記載のものでは、前記弁部材が
全開位置にある状態（この状態で揮発性流体は液
相と蒸気相の二相状態にある）で、水撃の発生に
より熱応動素体の内部に高圧が急激に作用して熱
応動素体を破損させるのを未然に防止する為に、
熱応動素体が一定量以上伸張すると該熱応動素体
の開口部を遮断する遮断弁を特別に設けており、
また前記弁部材が全閉位置にある状態で、前記揮
発性流体の過熱時に熱応動素体に異常高圧が作用
して同素体を破損させるのを未然に防止する為
に、熱応動素体と弁部材との間に、該熱応動素体
の完全圧縮（この完全圧縮状態では熱応動素体の
強度が著しく高められる）を許容するロストモー
シヨン機構を特別に設けており、従つて全体とし
て構造複雑でコストが嵩むという欠点があり、ま
た特に上記ロストモーシヨン機構は、熱応動素体
に連なるソケツトに弁部材を上方へ相対移動自在
に吊持し、且つその弁部材の閉弁時にはそれが内
部室内の流入蒸気圧力を閉弁力として受圧するこ
とにより閉弁状態を保持されるようになつている
ので、弁部材が熱応動素体よりも下方に設置さ
れ、且つ内部室の出口側ポートを閉じる場合にの
み使用が可能で、その適用範囲が狭いという問題
がある。

ところで上記「平衡圧式」の熱応動装置は、内
部に封入した揮発性流体を加熱により蒸発させそ
の蒸気圧を利用して熱応動素体を大きく変形させ
ることができるので、流体の封入量が少なくても
弁部材を大きなストロークで的確に作動させるこ
とができて装置を小型化し得るという利点を有し
ている。そして上記平衡圧式熱応動装置は、揮発
性流体の蒸気圧を利用して熱応動素体を作動させ
る関係から、前記内部室の流体温度と流体圧力の
両方に依存して開閉作動する（例えば高圧力下で
は低圧力下よりも閉弁温度が高くなる）。ところ
が前記公報記載の平衡圧式熱応動装置において
は、熱応動素体が多層のベローズより構成される
ので、該素体とハウジング間の揮発性流体の容量
が大きくなつてしまい、熱膨脹の影響が非常に大
で、装置の開閉が圧力変化とは無関係に、即ち温
度変化のみに依存して行われるようになつてしま
う。

本発明は、従来装置の前記不具合をすべて解決
し得る、熱応動式蒸気捕捉装置を提供することを
目的とする。

そしてこの目的を達成するために本発明によれ
ば、蒸気及び凝縮物が導入される内部室を画成す
る本体と、前記内部室に配設された平衡圧式熱応
動装置とを備え、その平衡圧式熱応動装置は、前
記内部室に収容されるハウジングと、同内部室内
の蒸気及び凝縮物に対して開口し且つ前記ハウジ
ングの内面より密封される容量可変の内部間〓を
有して前記ハウジング内に配設される熱応動素体
と、この熱応動素体の外側で前記ハウジング内に
封入される揮発性流体と、前記熱応動素体に連結
されて前記本体の弁座に対向する弁部材とを備
え、前記熱応動素体は、前記揮発性流体の加熱に
より発生する圧力によつて前記内部間〓を収縮す
るように変形して、前記弁部材を弁座に着座させ
るようにした、熱応動式蒸気捕捉装置において、
前記ハウジングは、ばねにより通常は前記内部室
の定位置に保持され、前記揮発性流体は、前記弁
部材が完全に開いている時に前記熱応動素体の外
側の前記ハウジング内部に略完全に充填されるよ
う液相状態にあつて前記熱応動素体を支持し、ま
た前記熱応動素体は、外周部相互を結着されて互
いに接離可能に対向すると共にその対向面間に前
記内部間〓を形成する２枚の弾性ダイヤフラムよ
り構成されると共に、その一方のダイヤフラムの
内周部が前記ハウジングに、またその他方のダイ
ヤフラムの中央部が前記弁部材にそれぞれ連結さ
れ、前記２枚のダイヤフラムは、前記弁部材が完
全に閉じている状態において殆ど重合した状態に
あり、前記揮発性流体が更に加熱されると、前記
ばねの弾発力に抗して前記ハウジングを前記弁部
材の開弁方向に移動させて完全な重合状態にな
る。

以下、添付図面に沿つて本発明の実施例につい
て説明する。

添付図面に示される蒸気捕捉装置は、基部に熱
応動素体を備えた平衡圧式熱応動式蒸気トラツプ
である。その装置本体Ｂは、入口ポート１９ａ及
び出口ポート１９ｂを有する基部１と、この基部
１上に一体的に被着された蓋体１８とを備えてお
り、その蓋体１８と基部１との間には、両ポート
１９ａ，１９ｂ間を連通させる内部室Ｃが画成さ
れている。第１図の蒸気トラツプにおいて、この
熱応動素体２Ａは、外周部相互を結着されて互い
に接離可能に対向すると共にその対向面間に内部
間〓１０を形成する２枚の弾性ダイヤフラム２
３，２４より構成される。

ハウジング６は、基部１の栓部１Ａに取付けら
れる支持体８内に配設されると共に、その支持体
８のフランジ部８Ｂとハウジング６のフランジ部
６Ａとの間で機能する逃しばね９によつて支持体
８中間部のフランジ部８Ａに押圧保持されてい
る。

熱応動素体２Ａの内部間〓１０は、ハウジング
６の底部７に穿設された開口部１１を介して支持
体８のフランジ部８Ａより下方の部分に開口し、
下側のダイヤフラム２３の内周部と、ハウジング
６の底壁７との間の連結部はハウジング６の内部
（熱応動素体２Ａの外側）を支持体８から密封し
ている。

開口部１１の下方において弁座１２が栓部１Ａ
に形成されており、また上側のダイヤフラム２４
の中央部から垂下され開口部１１を貫通して延び
る軸１４には、この上側のダイヤフラム２４と共
に移動して弁座１２に着座し得る弁部材１３が設
けられている。

ハウジング６の内部で熱応動素体２Ａの外側に
は揮発性流体１５が封入される。

支持体８は蒸気トラツプの内部を大気から遮断
するために基部１上に設けられた蓋体１８内に収
容される。フランジ部８Ａより下方の支持体８に
形成される連通孔１６により、フランジ部８Ａよ
り下方の支持体８内部は蓋体１８の内部、即ち前
記内部室Ｃと連通されている。而して前記ハウジ
ング６、熱応動素体２Ａ、揮発性流体１５及び弁
部材１３は、互いに協働して本発明の平衡圧式熱
応動装置Ｄを構成している。

蒸気トラツプは基部１の両ポート１９ａ，１９
ｂを蒸気流路（図示せず）に連結して使用され
る。蒸気トラツプは作動時において蒸気が発生す
る前に、第１図に示すように、熱応動素体２Ａが
伸張し、弁部材１３が開き、ハウジング６がフラ
ンジ部８Ａに着座した状態になる。蒸気が最初に
発生した時、凝縮物は入口ポート１９ａを通過し
て蓋体１８の内部、すなわち内部室Ｃに入り、連
通孔１６、そして弁座１２の弁口１７を通つて出
ていく。より高温の凝縮物が蒸気トラツプに送ら
れてくると、熱が揮発性流体１５に伝わり、この
揮発性流体１５が膨脹することにより熱応動素体
２Ａが収縮し始め、弁部材１３を弁座１２に接近
させる。蒸気トラツプの圧力に対応する飽和蒸気
温度よりも低い所定温度ｔにおいて揮発性流体１
５は沸騰し蒸気圧を及ぼし始める。熱応動素体２
Ａ内部の圧力が蒸気圧に等しい時、熱応動素体２
Ａ外部は内部との温度差によつて圧力がｐだけ高
くなる。この超過圧力によつて熱応動素体２Ａは
更に収縮し、それによつて弁部材１３を弁座１２
に着座させる。このように蒸気トラツプは蒸気温
度に達する直前に入口、出口両ポート１９ａ，１
９ｂ間を閉じる。その後凝縮物は蒸気トラツプが
蒸気温度以下の所定温度ｔに冷却するまでこの装
置内に保持される。この時点でハウジング６内の
蒸気圧は熱応動素体２Ａ内部の蒸気圧より低いた
め熱応動素体２Ａは再び伸張し、それにより弁部
材１３が弁座１２から離れて上昇する。

揮発性流体は水と水より沸点の低い流体との混
合物にすることが出来る。

揮発性流体および水だけの、温度に対する圧力
の関係を示すグラフが略平行になるように揮発性
流体を選択することができ、従つて蒸気トラツプ
内の蒸気圧の大小にかかわらず、実質的に飽和蒸
気温度より低い所定温度ｔにある時揮発性流体は
沸騰し始めて蒸気トラツプを閉じる。

第１図の蒸気トラツプにおいては、熱応動素体
２Ａが完全に伸張した時、即ち蒸気トラツプが完
全に開いた時に揮発性流体１５は熱応動素体２Ａ
の外側のハウジング６内部を完全に充填するよう
に液相状態となる。かくてこの状況においては熱
応動素体２Ａが液相状態の揮発性流体１５により
完全に保護されているので、蒸気流路内で例えば
水撃による圧力の変動が発生しても熱応動素体２
Ａのそれ以上の伸張は防止され、熱応動素体２Ａ
が過度に伸張することはないから、水撃によつて
損傷することもない。

もう１つの極端な状態、即ち蒸気トラツプが完
全に閉じて熱応動素体２Ａが殆ど収縮した状態に
おいて、両ダイヤフラム２３，２４は互いに殆ど
重なり合つている。揮発性流体を更に蒸発させる
効果を持つ過熱された蒸気が存在しても、揮発性
流体が更に加熱される結果、両ダイヤフラム２
３，２４を完全な重合状態にし得る少量の運動量
はハウジング６が逃しばね９の作用に抗してフラ
ンジ部８Ａから持ち上がることによつて得られ
る。このようにして、揮発性流体が過度に熱せら
れて超過圧力を発生させると直ちに熱応動素体２
Ａは完全な収縮状態になり、一旦この状態になる
と熱応動素体２Ａは損傷を受けることなく大きな
圧力にも耐えることができる。

第１図の各ダイヤフラム２３，２４はその自由
状態において截頭円錐形をなしている。

また第２図には別の実施例が示されており、こ
れにおいて熱応動素体２Ｂを構成する２枚のダイ
ヤフラム２３，２４は波形に形成されている。

以上のように本発明によれば、蒸気及び凝縮物
が導入される内部室を画成する本体と、前記内部
室に配設された平衡圧式熱応動装置とを備え、そ
の平衡圧式熱応動装置は、前記内部室に収容され
るハウジングと、同内部室内の蒸気及び凝縮物に
対して開口し且つ前記ハウジングの内面より密封
される容量可変の内部間〓を有して前記ハウジン
グ内に配設される熱応動素体と、この熱応動素体
の外側で前記ハウジング内に封入される揮発性流
体と、前記熱応動素体に連結されて前記本体の弁
座に対向する弁部材とを備え、前記熱応動素体
は、前記揮発性流体の加熱により発生する圧力に
よつて前記内部間〓を収縮するように変形して、
前記弁部材を弁座に着座させるようにした、熱応
動式蒸気捕捉装置において、前記揮発性流体は、
前記弁部材が完全に開いている時に前記熱応動素
体の外側の前記ハウジング内部に略完全に充填さ
れるよう液相状態にあつて前記熱応動素体を支持
するので、熱応動素体の外側空間に液相状態で充
填される揮発性流体によつて該熱応動素体が外部
圧力より極めて強力に保護され、従つてこの状態
で熱応動素体に水撃等による過大な圧力が作用し
ても、該熱応動素体の過度の伸張が阻止されてそ
の伸張による損傷を未然に防止することができ、
しかも上記過大な圧力の熱応動素体への伝播を阻
止するための遮断弁や絞り手段を特別に設ける必
要はないから、それだけ構造簡単であるし、平常
状態では内部室の蒸気や凝縮物が上記絞り手段に
邪魔されることなく熱応動素体の内部間〓へスム
ーズに出入りし得るから、装置の応答性向上に寄
与し得る。

また前記ハウジングは、ばねにより通常は前記
内部室の定位置に保持され、前記熱応動素体は、
外周部相互を結着されて互いに接離可能に対向す
ると共にその対向面間に前記内部間〓を形成する
２枚の弾性ダイヤフラムより構成されると共に、
その一方のダイヤフラムの内周部が前記ハウジン
グに、またその他方のダイヤフラムの中央部が前
記弁部材にそれぞれ連結され、前記２枚のダイヤ
フラムは、前記弁部材が完全に閉じている状態に
おいて殆ど重合した状態にあり、前記揮発性流体
が更に加熱されると、前記ばねの弾発力に抗して
前記ハウジングを前記弁部材の開弁方向に移動さ
せて完全な重合状態になるので、揮発性流体の過
熱により熱応動素体に異常高圧が作用した場合に
は、ばねの弾発力に抗して前記ハウジングを弁部
材の開弁方向に移動させることにより、熱応動素
体を直ちに完全圧縮状態に移行させることがで
き、その移行により熱応動素体の強度が著しく高
められる。しかも熱応動素体を完全圧縮状態に移
行させるために該熱応動素体と弁部材との間に前
記従来装置のようにロストモーシヨン機構を特別
に設ける必要はなく、ハウジングを前記ばねによ
つて内部室に単に弾発保持するだけで済むから、
構造簡単である上、弁部材と熱応動素体との上下
位置関係や、弁部材によつて閉じられるべきポー
トの種類に関係なく弁部材の閉弁作動を常に的確
に行なわせることができて、適用範囲を広げるこ
とができる。しかもまた前記ばねは、殆ど重合し
た状態にある両ダイヤフラムが、揮発性流体の更
なる加熱により完全な重合状態に移行するのを許
容するに足る僅かな移動量だけ、ハウジングを本
体に対し相対移動させるために用いられるから、
揮発性流体の過熱度が高くても該ばねの変形量は
小さくて済み、該ばねの耐久性向上に寄与し得
る。

さらに前記熱応動素体は、外周部相互を結着さ
れて互いに接離可能に対向すると共にその対向面
間に前記内部間〓を形成する２枚の弾性ダイヤフ
ラムより構成されるので、該熱応動素体をベロー
ズにより構成したものと比ベて、該熱応動素体と
ハウジング間の揮発性流体の容量を小さくして熱
膨脹の影響を最小限に抑えることができ、従つて
内部室の蒸気や凝縮物の温度変化と圧力変化の両
方に依存させて装置を的確に開閉作動させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸気トラツプの要部側断面線図であ
り、第２図は蒸気トラツプの別の実施例の要部側
断面線図である。 Ｂ……本体、Ｃ……内部室、Ｄ……平衡圧式熱
応動装置、２Ａ，２Ｂ……熱応動素体、１……基
部、６……ハウジング、７……底壁、８……支持
体、８Ａ……フランジ部、９……ばね、１０……
内部間〓、１１……開口部、１２……弁座、１３
……弁部材、１５……揮発性流体、１８……蓋
体、２３，２４……ダイヤフラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気及び凝縮物が導入される内部室Ｃを画成
   する本体Ｂと、前記内部室Ｃに配設された平衡圧
   式熱応動装置Ｄとを備え、その平衡圧式熱応動装
   置Ｄは、前記内部室Ｃに収容されるハウジング６
   と、同内部室Ｃ内の蒸気及び凝縮物に対して開口
   し且つ前記ハウジング６の内面より密封される容
   量可変の内部間〓１０を有して前記ハウジング６
   内に配設される熱応動素体２Ａ，２Ｂと、この熱
   応動素体２Ａ，２Ｂの外側で前記ハウジング６内
   に封入される揮発性流体１５と、前記熱応動素体
   ２Ａ，２Ｂに連結されて前記本体Ｂの弁座１２に
   対向する弁部材１３とを備え、前記熱応動素体２
   Ａ，２Ｂは、前記揮発性流体１５の加熱により発
   生する圧力によつて前記内部間〓１０を収縮する
   ように変形して、前記弁部材１３を弁座１２に着
   座させるようにした、熱応動式蒸気捕捉装置にお
   いて、前記ハウジング６は、ばね９により通常は
   前記内部室Ｃの定位置に保持され、前記揮発性流
   体１５は、前記弁部材１３が完全に開いている時
   に前記熱応動素体２Ａ，２Ｂの外側の前記ハウジ
   ング６内部に略完全に充填されるよう液相状態に
   あつて前記熱応動素体２Ａ，２Ｂを支持し、また
   前記熱応動素体２Ａ，２Ｂは、外周部相互を結着
   されて互いに接離可能に対向すると共にその対向
   面間に前記内部間〓１０を形成する２枚の弾性ダ
   イヤフラム２３，２４より構成されると共に、そ
   の一方のダイヤフラム２３の内周部が前記ハウジ
   ング６に、またその他方のダイヤフラム２４の中
   央部が前記弁部材１３にそれぞれ連結され、前記
   ２枚のダイヤフラム２３，２４は、前記弁部材１
   ３が完全に閉じている状態において殆ど重合した
   状態にあり、前記揮発性流体１５が更に加熱され
   ると、前記ばね９の弾発力に抗して前記ハウジン
   グ６を前記弁部材１３の開弁方向に移動させて完
   全な重合状態になることを特徴とする、熱応動式
   蒸気捕捉装置。 ２ 前記各ダイヤフラム２３，２４は截頭円錐形
   に形成される、前記特許請求の範囲第１項記載の
   熱応動式蒸気捕捉装置。 ３ 前記各ダイヤフラム２３，２４は、波形に形
   成される、前記特許請求の範囲第１項記載の熱応
   動式蒸気捕捉装置。 ４ 前記本体Ｂは前記ハウジング６を収容する支
   持体８を具備するとともに弁座１２を形成される
   基部１を有しており、前記熱応動素体２Ａ，２Ｂ
   の前記内部間〓１０は前記ハウジング６の底壁７
   に穿設された開口部１１を介して前記内部室Ｃ内
   の蒸気および凝縮物に対し開口し、前記弁部材１
   ３は前記開口部１１を通して前記弁座１２と協働
   する、前記特許請求の範囲第１乃至第３項のいず
   れかに記載の熱応動式蒸気捕捉装置。 ５ 前記ハウジング６は前記支持体８に固着され
   たフランジ部８Ａに着座するよう、前記弁部材１
   ３が前記弁座１２に着座する時の移動方向に全体
   が弾性的に付勢されている、前記特許請求の範囲
   第４項記載の熱応動式蒸気捕捉装置。