JPH049960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、感温応動素子に形状記憶合金ばねを
用いて、ドレンを自動的に排水する蒸気トラツプ
に関するものである。

「従来の技術」 出願人は、この種蒸気トラツプに関し実願昭58
−第103870号のものを既に提供している。

斯る従来トラツプは、第４図に示す如く蒸気流
通管１と上部において連通する中空のトラツプ本
体２の下部に排出口３を形成し、他方本体２内に
支持体４を介してドレン弁５の弁軸５ｂを昇降可
能に支承し、該昇降により上記下部排出口３を下
側に弁頭５ａを有するドレン弁５で開閉する構成
となすと共に、該ドレン弁５の弁軸５ｂ上端側に
鍔部６を設け、該鍔部６下面と上記支持体４の上
面間に、ドレン弁５を常時閉方向即ち上昇方向に
付勢するコイル状の形状記憶合金ばね７を装着
し、鍔部６上面と本体２上部の対応する内壁面間
に、ドレン弁５を常時開方向即ち降下方向に付勢
する円錐コイル状のバイアスばね８を装着する構
成となつている。

そして、実際の作動は、蒸気流通管１内の蒸気
の一部が冷えてドレンとなると、該ドレンを中空
本体２内の下部に直ちに流下させる。すると、該
流下ドレンの温度を形状記憶合金ばね７が直接感
知して収縮し、バイアスばね８のばね圧が該形状
記憶合金ばね７のばね圧に打ち勝つので、同図Ｂ
に示す如くドレン弁５は支持体４の案内で降下し
て、下部排出口３を自動的に開いて、ドレンを支
持体４の各通穴４ａを経て排出口３から外部に自
然排水する。

完全排水後は、本体２内が再び蒸気により高温
となると、今度は形状記憶合金ばね７が該高温度
を感知して伸長し、バイアスばね８のばね圧に打
ち勝つので、同図Ａに示す如くドレン弁５が上昇
して、自身の弁頭５ａにより排出口３を自動的に
閉じるものである。

「発明が解決しようとする問題点」 然し乍ら、斯る従来トラツプにあつては、既述
した如くトラツプ本体２の内部が如何なる状態に
あつても、常に蒸気流通管１と連通状態にあるの
で、該本体２に装着されている形状記憶合金ばね
７は、直接的に高温蒸気に長時間晒される欠点を
有している。

即ち、形状記憶合金ばね７はその特性上、高温
雰囲気下に長時間晒されると、耐久性・信頼性が
著しく低下するにも拘らず、本体２内の温度変化
を直接形状記憶合金ばね７に感知させる従来構造
では、当然に形状記憶合金ばね７は高温蒸気に晒
されることとなるので、ヘタリが発生しやすく、
作動上の信頼性を欠く大きな問題点を有すること
となる。

尚、従来の技術としては、この他にも、例え
ば、実開昭59−141295号公報や実開昭58−9595号
公報等に示す蒸気トラツプも存在するが、これら
のトラツプは、蒸気流通管内に形状記憶合金ばね
を直に装着したり、或いは、前記のものと同様
に、蒸気流通管と連通するトラツプ本体の内部に
形状記憶合金ばねを装着する構成となつている
の、やはり、高温蒸気に長時間晒されることとな
つて、形状記憶合金ばねがヘタル問題点を有して
いる。

「問題点を解決するための手段」 而して、本発明は、上記従来トラツプの問題点
を有効に解決するために開発されたもので、上部
において上記流通管と連通するトラツプ本体の排
出口を、トラツプ本体内に昇降可能に支承された
ドレン弁で開閉する構成となると共に、該ドレン
弁に形状記憶合金ばねとバイアスばねを夫々装着
し、温度変化による形状記憶合金ばねの感温応動
作用で、ドレン弁を昇降させて、上記排出口を自
動開閉する構成の蒸気トラツプを前提として、ト
ラツプ本体の蒸気流通管と近傍した連通上部にド
レンの溜り室を形成すると共に、該ドレン溜り室
の直下にドレンの排出口を形成して、該排出口を
上側に弁頭を有するドレン弁で開閉する構成とな
す一方、トラツプ本体の蒸気連通管から離れた下
部の底壁に排出口から流下するドレンを外部に排
水する穿穴を形成すると共に、該トラツプ本内の
穿穴を有する下部底壁とドレン弁の弁軸下端部間
に形状記憶合金ばねを装着して、該形状記憶合金
ばねに温度変化を間接的に感知させる構成を採用
した。

「作用」 依つて、本発明にあつては、蒸気流通管と連通
するトラツプ本体上部のドレン溜り室直下に形成
される排出口を、上側に弁頭を有するドレン弁で
閉塞すれば、高温蒸気と該ドレン弁の弁軸下端部
に装着されている形状記憶合金ばねは完全に遮断
されて、該形状記憶合金ばねはドレン溜り室の温
度変化を本体を伝達させて間接的に感知するだけ
であるから、直接高温蒸気に晒されることがなく
なり、ヘタリの発生を防止して作動の信頼性が保
障できることとなる。

「実施例」 以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳述
する。

本発明の第一実施例に係るトラツプは、第１図
に示す如く中空のトラツプ本体１２の上部、即ち
蒸気流通管１と近傍した連通部にドレンの溜り室
１９を形成すると共に、該ドレン溜り室１９の直
下にドレン弁１５により開閉される排出口１３を
形成し、他方本体１２の略中央部に複数の通穴１
４ａを有する支持壁１４を設け、該支持壁１４で
上側に弁頭１５ａを有するドレン弁１５の弁軸１
５ｂを昇降可能に支承し、該昇降により上部側に
位置する排出口１３をドレン弁１５の弁頭１５ａ
で開閉する構成となす。

又、トラツプ本体１２の蒸気流通管１から離れ
た下部の底壁に、排出口１３から支持壁１４の各
通穴１４ａを経て流下するドレンを外部に排水す
る穿穴２０を形成すると共に、ドレン弁１５の弁
軸１５ｂの下端部に鍔部１６ａを設け、該鍔部１
６ａ下面と該穿穴２０を有する本体１２下部底壁
の対応内壁内面に、ドレン弁１５を常時閉方向即
ち上昇方向に付勢するコイル状の形状記憶合金ば
ね１７を装着する構成となす。従つて、形状記憶
合金ばね７は、ドレンの溜り室１９から隔てられ
て装着されることとなる。

更に、上記支持壁１４の上方に位置する弁軸１
５ｂの適所に別の鍔部１６ｂを設け、該鍔部１６
ｂ上面と本体１２上部の対応内壁面間に、ドレン
弁１５を常時開方向即ち降下方向に付勢する円錐
コイル状のバイアスばね１８を装着する構成とな
す。

依つて、斯る第一実施例の蒸気トラツプにあつ
て、第１図Ａに示すように上部排出口１３がドレ
ン弁１５の上側弁頭１５ａにより閉じられている
状態にあつては、斯る閉塞状態により蒸気流通管
１内の高温蒸気と形状記憶合金ばね１７とが完全
に遮断されることとなるので、該形状記憶合金ば
ね１７が直接高温蒸気に晒されることは全くな
い。

尚、蒸気温度は本体１２の壁を伝つて本体１２
の下部方向に伝達されて、本体１２の下部におい
て形状記憶合金ばね１７を取り巻く雰囲気温度を
高温となすが、該蒸気温度は伝達過程で必然的に
低温となるので、雰囲気温度も当然に蒸気温度よ
りも低い温度として感知されることとなる。

又、斯る排出口１３の閉塞状態で、蒸気流通管
１内の蒸気の一部が冷えてドレンとなると、該ド
レンは直ちに本体１２内に流下することなく、一
旦本体１２の溜り室１９内に留められ、該ドレン
温度も本体１２の壁を伝つて、本体１２の下部方
向に徐々に低温となりながら伝達され、本体１２
の下部において形状記憶合金ばね１７を取り巻く
雰囲気温度を少なくとも溜り室１９内のドレン温
度よりかなり低い温度となす。

すると、該雰囲気温度を形状記憶合金ばね１７
が感知して収縮するので、バイアスばね１８のば
ね圧が該形状記憶合金ばね１７のばね圧に打ち勝
ち、同図Ｂに示す如くドレン弁１５は支持壁１４
の案内で降下して、上部排出口１３を自動的に開
いて、ドレンを溜り室１９から排出口１３・通穴
１４ａ・穿穴２０を経て外部に自然排水する。

完全排水後は、本体１２の排出口１３から直接
流下する蒸気と本体１２の壁を伝達する熱で、形
状記憶合金ばね１７を取り巻く雰囲気温度が高温
となり、該温度により今度は形状記憶合金ばね１
７が伸長して、バイアスばね１８のばね圧に打ち
勝つので、同図Ａに示す如くドレン弁１５が上昇
して、自身の弁頭１５ａにより上部排出口１３を
自動的に閉じることとなる。この結果、形状記憶
合金ばね１７は、再び高温蒸気から遮断される。

即ち、本トラツプにあつては、蒸気・ドレンと
感温応動素子たる形状記憶合金ばね１７を隔離し
て、該各温度を雰囲気温度として間接的に感知さ
せるものであるから、形状記憶合金ばね１７を直
接高温度の蒸気に晒すことなく伸長状態に置くこ
とが可能となるばかりか、マルテンサイト変態温
度をも間接的に感知させて、ドレンをそのまま排
水できるので、形状記憶合金ばね１７に高温度に
よる悪影響を及ぼすことが全くなくなる。

そこで、以下のことを踏まえて、本トラツプの
形状記憶合金ばね１７と第４図に示した従来トラ
ツプの形状記憶合金ばね７の各温度毎におけるた
わみと荷重の関係を比較すると、第５図に示す如
く、間接的に温度変化を感知する本トラツプの形
状記憶合金ばね１７は、ＡからＢの範囲、即ち、
例えば50℃と100℃の間で伸縮するだけであるが、
直接高温蒸気に晒される従来トラツプの形状記憶
合金ばね７は、その弁開状態で、更にＢからＣの
範囲、即ち、100℃と120℃の間で、高温蒸気によ
り拘束加熱されて伸長しようとするので、これに
より、形状記憶合金ばね７がヘタリ易くなる訳で
ある。

従つて、両形状記憶合金ばねを繰返し使用した
場合には、第６図に示すＤ線から明らかな如く、
本トラツプにあつては、繰返し使用回数が増加し
ても、応力値が略一定に維持されることとなる
が、従来トラツプにあつては、Ｅ線に示すよう
に、繰返し使用回数が増すにつれて、応力値が漸
次低下する。

この結果、本トラツプにあつては、作動の信頼
性が十分に保障されることが明らかとなり、逆
に、従来トラツプにあつては、作動の信頼性が大
いに失われることとが明らかとなる。

しかも、形状記憶合金ばね１７を取り巻く雰囲
気温度の変化と時間の関係を示せば、第２図に示
す如く100℃と50℃の温度変化が短時間に得られ
て、開閉動作が短時間に多数繰り返されることと
なる。このことは、排出口１３の開閉作動が迅速
に行なえるので、ドレンの排水効率も頗る向上で
きることをも意味すると共に、排水時に高温蒸気
に晒される時間も極めて短時間で済むので、この
点からも温度的悪影響を受けないことが判明す
る。

又、通常形状合金ばね１７のマルテンサイト変
態温度は、50〜60℃に設定されているので、従来
であればドレン温度も該温度にならない限り、ド
レンの排水は不可能であつたが、本トラツプにあ
つてはドレン温度が50〜60℃以上であつても、本
体１２の伝達過程では低温となるので、この点か
らも形状記憶合金ばね１７の作動に影響を与える
ことがない。

第二実施例に係る蒸気トラツプは、上記第一実
施例の変形で、異なるところは第３図に示す如く
バイアスばね１８を形状記憶合金ばね１７を装着
する鍔部１６ａの上面と支持壁１４の下面間に装
着して、別の鍔部１６ｂを省略したもので、その
他の構成・作用は全て上記第一実施例と同様であ
る。

「発明の効果」 以上の如く、本発明は、従来の如く、形状記憶
合金ばねに温度変化を直接感知させるものではな
く、該温度変化をトラツプ本体から伝達された雰
囲気温度として間接的に感知させることを特徴と
するものであるから、形状記憶合金ばねが高温蒸
気に直接晒される心配が全くなくなつた。

従つて、本発明の蒸気トラツプにあつては、形
状記憶合金ばねのヘタリを有効に防止して、蒸気
トラツプとしての作動上の信頼性が十分に保障さ
れることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の第一実施例に係る蒸気トラ
ツプを排出口を閉じている状態で示す断面図、同
図Ｂは排出口が開いている状態で示す断面図、第
２図は排出口の開閉状態を形状記憶合金ばねを取
り巻く雰囲気温度の変化と時間の関係で示す説明
図、第３図は本発明の第二実施例に係る蒸気トラ
ツプを排出口が閉じている状態で示す断面図、第
４図Ａは従来の蒸気トラツプを排出口が閉じてい
る状態で示す断面図、同図Ｂは排出口が開いてい
る状態で示す断面図、第５図は本トラツプと従来
トラツプの形状記憶合金ばねにおける各温度での
たわみと荷重の関係を示す線図、第６図は同繰返
し使用回数と応力の関係を示す線図である。 １……蒸気流通管、１２……トラツプ本体、１
３……排出口、１５……ドレン弁、１５ａ……弁
頭、１５ｂ……弁軸、１６ａ，１６ｂ……鍔部、
１７……形状記憶合金ばね、１８……バイアスば
ね、１９……ドレンの溜り室、２０……穿穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部において蒸気流通管と連通するトラツプ
   本体の排出口を、トラツプ本体内に昇降可能に支
   承されたドレン弁で開閉する構成となすと共に、
   該ドレン弁に形状記憶合金ばねとバイアスばねを
   夫々装着し、温度変化による形状記憶合金ばねの
   感温応動作用で、ドレン弁を昇降させて、上記排
   出口を自動開閉する構成の蒸気トラツプにおい
   て、 トラツプ本体の蒸気流通管と近接した連通上部
   にドレンの溜り室を形成すると共に、該ドレン溜
   り室の直下にドレンの排出口を形成して、該排出
   口を上側に弁頭を有するドレン弁で開閉する構成
   となす一方、トラツプ本体の蒸気連通管から離れ
   た下部の底壁に排出口から流下するドレンを外部
   に排水する穿穴を形成すると共に、該トラツプ本
   体の穿穴を有する下部底壁とドレン弁の弁軸下端
   部間に形状記憶合金ばねを装着して、該形状記憶
   合金ばねに温度変化を間接的に感知させるように
   構成したことを特徴とする蒸気トラツプ。