JP7790711B2 - Valve system with anti-locking function - Google Patents
Valve system with anti-locking functionInfo
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Description
本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムは、基本流路における流体の滞留状況に起因して基本弁が開弁することができなくなるロッキング現象を解消するための技術に関する。 The valve system with anti-locking function described in this application relates to technology for eliminating the locking phenomenon in which the basic valve cannot open due to fluid stagnation in the basic flow path.
産業プラントには、ボイラーで生成された蒸気を供給先装置に向けて高温・高圧で移送する配管系統が設置されていることがある。そして、供給先装置で蒸気が使用された場合等に、ドレン(蒸気の凝縮水)が発生し、供給先装置の排出管から排出される。このとき、排出管にはドレンとともに蒸気も流出することがあるが、蒸気ロスを避けるためにドレンのみを外部に排出する必要がある。 Industrial plants often have piping systems that transport steam generated in boilers at high temperature and pressure to the destination equipment. When the steam is used in the destination equipment, drain (condensed water from the steam) is generated and discharged from the destination equipment's exhaust pipe. At this time, steam may also flow out of the exhaust pipe along with the drain, but to avoid steam loss, it is necessary to discharge only the drain to the outside.
このため、排出管にはスチームトラップが設けられている。フロート式スチームトラップは弁室内に中空のフロートを内蔵している。そして、スチームトラップの弁室に流入したドレンの滞留に従ってこのフロートが浮上し、弁室の下部に設けられたドレン排出口を開放することによって自動的にドレンを外部に排出する。ドレン排出後はフロートが下降してドレン排出口を閉塞するため、蒸気漏れは生じない。 For this reason, a steam trap is installed in the discharge pipe. A float-type steam trap has a hollow float built into the valve chamber. As condensate flows into the valve chamber of the steam trap and accumulates, the float rises and opens the condensate discharge port located at the bottom of the valve chamber, automatically discharging the condensate to the outside. After the condensate has been discharged, the float descends and closes the condensate discharge port, preventing steam leakage.
ところで、スチームトラップにおいては、流入する蒸気やドレンの状況等によって、スチームトラップの弁室を含む配管系統のドレンの一部に蒸気が介在し、ドレンの流れが阻止されて、適正にドレンを排出することができないスチームロッキング現象が発生することがある。 However, in steam traps, depending on the conditions of the inflowing steam and condensate, steam can get trapped in part of the condensate in the piping system, including the steam trap valve chest, blocking the flow of condensate and preventing it from being properly discharged. This phenomenon is known as steam locking.
このようなスチームロッキング現象を解消するための技術として、後記特許文献1に開示された加熱シリンダがある。この加熱シリンダ100は、シリンダ本体10に蒸気を供給し、シリンダ本体10の外周面に接触する対象物を加熱する。 One technology for eliminating this steam locking phenomenon is the heating cylinder disclosed in Patent Document 1, listed below. This heating cylinder 100 supplies steam to the cylinder body 10, heating an object that comes into contact with the outer surface of the cylinder body 10.
シリンダ本体10内では、熱を奪われた蒸気が凝縮してドレンが発生する。このドレンはドレンパイプ20からドレン配管31を通じて取り出され、ドレン配管31上に設けられたスチームトラップ40の作動によって排水される。ドレン配管31には、スチームトラップ40の上流側と下流側とを接続するバイパス管32が設けられており、このバイパス管32上にバルブ50が配置されている。バルブ50は制御部60の制御を受けて開閉する。 In the cylinder body 10, steam that has absorbed heat condenses to produce drain. This drain is extracted from the drain pipe 20 through the drain piping 31 and is discharged by the operation of a steam trap 40 installed on the drain piping 31. A bypass pipe 32 is installed on the drain piping 31, connecting the upstream and downstream sides of the steam trap 40, and a valve 50 is installed on this bypass pipe 32. The valve 50 opens and closes under the control of the control unit 60.
スチームロッキング現象が発生した場合、ドレンが適正に排水されなくなってシリンダ本体10内にはドレンが滞留して水位が上昇する。この水位の上昇を水位センサ13が検出し、これに基づいて制御部60はバルブ50を開弁する。これによって、ドレンはバイパス管32を通じて迂回して排水され、スチームロッキング現象は解消する。 When steam locking occurs, the drain is not properly drained and accumulates inside the cylinder body 10, causing the water level to rise. This rise in water level is detected by the water level sensor 13, and based on this, the control unit 60 opens the valve 50. As a result, the drain is diverted and drained through the bypass pipe 32, eliminating the steam locking phenomenon.
特許文献1に開示された加熱シリンダ100は、スチームロッキング現象が発生した場合、ドレンの滞留状況に関わらずバルブ50を開弁してバイパス管32からドレンを排水する。ここで、スチームロッキング現象は、配管系統のいずれの箇所に蒸気が介在しているか必ずしも明らかではなく、ドレンの滞留状況も様々である。 In the heating cylinder 100 disclosed in Patent Document 1, if steam locking occurs, the valve 50 opens and drains the drain from the bypass pipe 32 regardless of the drain retention status. However, with the steam locking phenomenon, it is not always clear where in the piping system the steam is present, and the drain retention status can vary.
このため、ドレンの滞留状況を問わずバルブ50を全開にしてドレンを排水した場合、スチームロッキング現象が解消した直後、バルブ50を閉弁するまでの僅かな間に、バイパス管32から蒸気漏れが生じる場合がある。蒸気やドレンの移送状態によってはスチームロッキング現象が頻発し、その都度バイパス管32からドレンが排水されるため、たとえ僅かな時間の蒸気漏れであっても蒸気漏洩の損失が発生する。 For this reason, if valve 50 is fully opened to drain condensate regardless of the condensate accumulation status, steam may leak from bypass pipe 32 in the short period of time between the end of the steam locking phenomenon and the closing of valve 50. Depending on the state of steam and condensate transport, steam locking may occur frequently, and condensate will be drained from bypass pipe 32 each time, resulting in steam leakage losses even if the steam leaks for only a short time.
そこで本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムは、ロッキング現象の解消に伴う蒸気漏れを確実に防止することができるロッキング解消機能を有する弁システムの提供を課題とする。 The objective of the present application is to provide a valve system with an anti-locking function that can reliably prevent steam leakage due to the elimination of the locking phenomenon.
ロッキング解消機能を有する弁システムは、
流体が上流から下流に向けて通過する基本流路、
前記基本流路上に設けられており、開弁又は閉弁することが可能な基本弁であって、閉弁することによって当該流体の通過を遮断し、開弁することによって当該流体の通過を許容する基本弁、
前記基本弁を閉弁又は開弁させる開閉手段、
前記基本弁の上流側の基本流路と下流側の基本流路とを接続する迂回流路、
前記迂回流路上に設けられており、開弁又は閉弁することが可能な補助弁であって、前記基本流路における前記流体の滞留状況に起因して前記基本弁が開弁することができなくなるロッキング現象の発生に基づいて開弁し、前記迂回流路における前記流体の通過を許容する補助弁、
を備えており、
前記補助弁は、前記迂回流路を通過する前記流体の流量を調整することが可能である、
ことを特徴とする。
The valve system with the locking release function is
A basic flow path through which a fluid passes from upstream to downstream.
a basic valve that is provided on the basic flow path and can be opened or closed, blocking the passage of the fluid when closed and allowing the passage of the fluid when opened;
an opening/closing means for closing or opening the basic valve;
a bypass flow path connecting the upstream basic flow path of the basic valve with the downstream basic flow path;
an auxiliary valve that is provided on the bypass flow path and can be opened or closed, and that opens when a locking phenomenon occurs in which the basic valve cannot be opened due to a stagnation state of the fluid in the basic flow path, and allows the fluid to pass through the bypass flow path;
It is equipped with
The auxiliary valve is capable of adjusting the flow rate of the fluid passing through the bypass flow path.
It is characterized by:
本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムにおいては、迂回流路上に設けられた補助弁は、基本流路における流体の滞留状況に起因して基本弁が開弁することができなくなるロッキング現象の発生に基づいて開弁し、迂回流路における流体の通過を許容する。そして、この補助弁は、迂回流路を通過する流体の流量を調整することが可能である。 In the valve system with anti-locking function related to this application, the auxiliary valve provided in the bypass flow path opens in response to the occurrence of a locking phenomenon in which the main valve cannot open due to fluid stagnation in the main flow path, allowing fluid to pass through the bypass flow path. This auxiliary valve is also capable of adjusting the flow rate of fluid passing through the bypass flow path.
このため、基本流路における流体の滞留状況に応じ、迂回流路を通じて適切に流体を排出することができ、ロッキング現象の解消後、直ちに補助弁を閉弁することが可能である。したがって、ロッキング現象の解消に伴う蒸気漏れを確実に防止することができる。 As a result, fluid can be appropriately discharged through the bypass flow path depending on the fluid stagnation status in the main flow path, and the auxiliary valve can be closed immediately after the locking phenomenon is resolved. This ensures that steam leakage caused by the elimination of the locking phenomenon is prevented.
[実施形態における用語説明]
実施形態において示す主な用語は、それぞれ本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムの下記の要素に対応している。
[Terminology used in the embodiment]
The main terms used in the embodiments correspond to the following elements of the valve system having an anti-locking function according to the present application:
スチームトラップ1、200・・・基本弁
バイパス弁4、220・・・補助弁
フロート10・・・開閉手段
バイパス弁口49・・・補助弁口部
バイパス弁体62・・・弁体部
流入管71及び流出管72・・・基本流路
バイパス管73、74・・・迂回流路
軸線L1・・・基準線
温度センサ201・・・検出手段、温度検出手段
温度信号・・・検出信号
蒸気又はドレン・・・流体
なお、スチームロッキング現象とは、配管や弁を含む配管系統の一部に蒸気が介在することによってドレンの流入が阻害され、弁が適正に作動しなくなる現象を意味する。また、基本流路における流体の滞留状況とは、たとえばスチームトラップの弁室や弁室の上流側にドレンが滞留している状況を指す。
Steam trap 1, 200: basic valve Bypass valve 4, 220: auxiliary valve Float 10: opening/closing means Bypass valve port 49: auxiliary valve port portion Bypass valve body 62: valve body portion Inlet pipe 71 and outlet pipe 72: basic flow path Bypass pipes 73, 74: detouring flow path Axis L1: reference line Temperature sensor 201: detection means, temperature detection means Temperature signal: detection signal Steam or condensate: fluid Note that the steam locking phenomenon refers to a phenomenon in which steam gets trapped in part of a piping system, including pipes and valves, obstructing the inflow of condensate and causing the valve to malfunction. Furthermore, a stagnation of fluid in the basic flow path refers to a situation in which condensate gets trapped in the valve chest of a steam trap or upstream of the valve chest, for example.
[第1の実施形態]
本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムの第1の実施形態を図1ないし図5に基づいて説明する。本実施形態における弁システムは産業プラント等の配管系統に設置される。図1に示すように、この弁システムはスチームトラップ1を備えており、このスチームトラップ1は流入管71及び流出管72に接続されている。
[First embodiment]
A first embodiment of a valve system with an anti-locking function according to the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5. The valve system in this embodiment is installed in a piping system of an industrial plant, etc. As shown in Figure 1, this valve system includes a steam trap 1, which is connected to an inlet pipe 71 and an outlet pipe 72.
流入管71は、蒸気や蒸気から発生するドレンが流れる配管系統の主管(図示せず)に連通しており、流入管71を通じてスチームトラップ1にはドレンが流入する。スチームトラップ1は流入して内部に滞留したドレンを適宜、流出管72に排出する。蒸気やドレンの流れに従い、流入管71側が上流であり、流出管72側が下流である。 The inlet pipe 71 is connected to the main pipe (not shown) of the piping system through which steam and condensate generated from the steam flow, and condensate flows into the steam trap 1 through the inlet pipe 71. The steam trap 1 appropriately discharges the condensate that has flowed in and accumulated inside to the outlet pipe 72. Following the flow of steam and condensate, the inlet pipe 71 side is upstream and the outlet pipe 72 side is downstream.
流入管71及び流出管72には、スチームトラップ1を挟んでそれぞれバイパス管73、74が接続されている。そして、このバイパス管73、74にはバイパス弁4が設けられている。バイパス弁4は通常時には閉弁しており、バイパス管73、74におけるドレンの通過を遮断しているが、スチームロッキング現象が発生した際、開弁することによってドレンを流入管71から迂回させて流出管72に排出する。 Bypass pipes 73 and 74 are connected to the inlet pipe 71 and outlet pipe 72, respectively, with the steam trap 1 in between. These bypass pipes 73 and 74 are equipped with bypass valves 4. The bypass valve 4 is normally closed, blocking the passage of condensate through the bypass pipes 73 and 74. However, when steam locking occurs, the valve opens, allowing the condensate to bypass the inlet pipe 71 and be discharged into the outlet pipe 72.
(スチームトラップ1の説明)
図2に基づいてスチームトラップ1の構成と動作を説明する。スチームトラップ1は、ケーシング7及びケーシング蓋20によって構成される本体を備えている。ケーシング7とケーシング蓋20とはボルトによって固定され、内部に気密性を保った弁室16を形成する。
(Explanation of Steam Trap 1)
The configuration and operation of the steam trap 1 will be explained with reference to Figure 2. The steam trap 1 has a main body composed of a casing 7 and a casing lid 20. The casing 7 and the casing lid 20 are fixed together with bolts to form an airtight valve chest 16 inside.
この弁室16内には、流入管71から流入口7aを通じて、蒸気やドレンが矢印91方向に流入する。なお、弁室16の上流側にはメッシュ部を有するストレーナ12が設けられており、蒸気やドレンはこのストレーナ12を透過して弁室16に流入する。これによって、蒸気やドレンに混入しているゴミやスケール等の異物が、ストレーナ12のメッシュ部で捕捉される。 Steam and condensate flow into this valve chest 16 in the direction of arrow 91 from the inlet pipe 71 through the inlet 7a. A strainer 12 with a mesh section is provided upstream of the valve chest 16, and the steam and condensate pass through this strainer 12 and flow into the valve chest 16. As a result, foreign matter such as dirt and scale mixed in with the steam and condensate are captured by the mesh section of the strainer 12.
ケーシング蓋20には、弁室16の下流側に弁座27が固定して取り付けられており、この弁座27には弁口28が形成されている。弁口28は、弁座16の内部空間に通じており、さらにケーシング蓋20に形成された蓋側流路24、ケーシング7に形成された流出路14及び流出口7bに連通して流路を形成している。これによって、弁室16内に滞留したドレンを、弁口28から流出管72に向けて矢印92方向に排出可能である。 A valve seat 27 is fixedly attached to the casing lid 20 downstream of the valve chamber 16, and a valve port 28 is formed in this valve seat 27. The valve port 28 communicates with the internal space of the valve seat 16 and further forms a flow path that communicates with the lid-side flow path 24 formed in the casing lid 20, the outflow path 14 formed in the casing 7, and the outflow port 7b. This allows drainage accumulated in the valve chamber 16 to be discharged from the valve port 28 toward the outflow pipe 72 in the direction of arrow 92.
弁室16にはフロート10が配置されている。このフロート10は中空の球状体として構成され、弁室16内において浮動可能に位置する。フロート10は、通常時においては弁座27に着座して弁口28を閉塞し、スチームトラップ1からの蒸気漏れを防止している。弁室16内には複数の支持片18が設けられており、フロート10を安定的に弁座27に着座させる。 A float 10 is placed in the valve chamber 16. The float 10 is configured as a hollow sphere and is positioned so that it can float within the valve chamber 16. Under normal conditions, the float 10 sits on the valve seat 27, closing the valve port 28 and preventing steam leakage from the steam trap 1. Multiple support pieces 18 are provided within the valve chamber 16, allowing the float 10 to stably seat on the valve seat 27.
弁室16内にドレンが滞留し、ドレンの水位が上昇したとき、フロート10はこれに応じて浮上して開弁する。フロート10が浮上して開弁した場合、弁室16内に滞留したドレンは、配管内の高圧に基づく勢いに従い、弁口28から矢印92方向に抜け、流出管72に排出される。排出後は、弁室16内のドレンの水位が下降するため、これに伴ってフロート10も下降して弁座27に着座し、閉弁状態に復位する。こうして、スチームトラップ1は、弁室16内のドレンの水位に応じて閉弁と開弁とを繰り返し、適宜、配管系統からドレンを排出する。 When condensate accumulates in the valve chamber 16 and the condensate level rises, the float 10 rises and opens accordingly. When the float 10 rises and opens, the condensate accumulated in the valve chamber 16 is driven by the force of the high pressure in the piping and escapes from the valve port 28 in the direction of arrow 92, and is discharged into the outflow pipe 72. After being discharged, the condensate level in the valve chamber 16 drops, and the float 10 also drops and seats on the valve seat 27, returning to a closed state. In this way, the steam trap 1 repeatedly closes and opens depending on the condensate level in the valve chamber 16, and discharges condensate from the piping system as appropriate.
なお、ケーシング蓋20には、カーブを描くように屈曲させたバイメタル22が、弁室16内の下流側に設けられている。このバイメタル22は、膨張係数の異なる2枚の合金薄板を張り合わせた感温部材である。バイメタル22は、周辺温度が高温のときは屈曲して先端部が収納されるが、周辺温度が低温になったときはこれに反応して形状が変化して大きく開く。これによって、バイメタル22の先端部がフロート10を押し上げ、ドレンの水位にかかわらず強制的に弁口28を開放するようになっている。図2は、バイメタル22がフロート10を押し上げ、弁口28を開放した状態を示している。 The casing cover 20 has a curved bimetal 22 mounted on the downstream side of the valve chamber 16. This bimetal 22 is a temperature-sensitive material made by bonding two thin alloy plates with different expansion coefficients together. When the ambient temperature is high, the bimetal 22 bends and retracts its tip, but when the ambient temperature drops, it changes shape and opens wide in response. This causes the tip of the bimetal 22 to push up the float 10, forcibly opening the valve orifice 28 regardless of the drain water level. Figure 2 shows the state in which the bimetal 22 pushes up the float 10 and opens the valve orifice 28.
このバイメタル22は、低温のエアーやドレンを適切に弁口28から排出するために設けられている。たとえば、設備の稼働を開始した初期段階においては、弁室16内には低温のエアーが充満しているため、バイメタル22はフロート10を押し上げ弁口28を強制的に開放した状態にある。このため、蒸気移送が開始されると、初期のエアーは弁口28から適正に排出され、エアーバインディング(空気障害)が回避される。また、弁室16内に流入してくる低温のドレンも同様に弁口28から適正に排出される。 This bimetal 22 is provided to properly discharge low-temperature air and condensate from the valve orifice 28. For example, in the initial stages after the equipment starts operating, the valve chamber 16 is filled with low-temperature air, so the bimetal 22 pushes up the float 10, forcing the valve orifice 28 open. As a result, when steam transfer begins, the initial air is properly discharged from the valve orifice 28, preventing air binding. Similarly, low-temperature condensate flowing into the valve chamber 16 is properly discharged from the valve orifice 28.
続いて弁室16に高温の蒸気が流入してくると、バイメタル22はその高温に反応して湾曲部が変形することにより、先端部が弁口28方向に収納されるようになる。これによって、以後、フロート10はバイメタル22の干渉を受けずに、前述のように滞留するドレンの水位に従って上昇、下降を繰り返す。 When high-temperature steam subsequently flows into the valve chamber 16, the bimetal 22 reacts to the high temperature, causing the curved portion to deform, and the tip of the bimetal 22 is retracted toward the valve orifice 28. As a result, the float 10 continues to rise and fall in accordance with the accumulated drain water level as described above, without interference from the bimetal 22.
ところで、スチームトラップ1には、異物によって弁口28が塞がれ、ドレンを適正に排出することができないといったドレンの詰まり状態が発生することがある。前述のように、異物はストレーナ12によって捕捉されるが、細かい異物はストレーナ12を通過して弁室16に侵入する。このような詰まり状態に対処するために、本実施形態におけるスチームトラップ1には、クリーニングバー30が設けられている。なお図2において、クリーニングバー30は断面ではなく側面図として表されている。 However, in the steam trap 1, a clogged drain condition can occur in which foreign matter blocks the valve port 28, preventing the drain from being properly discharged. As mentioned above, foreign matter is captured by the strainer 12, but small foreign matter passes through the strainer 12 and enters the valve chamber 16. To deal with this type of clogged condition, the steam trap 1 in this embodiment is provided with a cleaning bar 30. Note that in Figure 2, the cleaning bar 30 is shown as a side view rather than a cross section.
クリーニングバー30はケーシング蓋20に固定された筒状保持部33に螺合して保持されており、クリーニングバー30は回転操作を受けて軸方向に進退可能である。そして、クリーニングバー30のバー先端31は、弁座27の内部空間に位置しており、弁口28にむけて配置されている。 The cleaning bar 30 is threadedly engaged with a cylindrical holder 33 fixed to the casing lid 20, and can be rotated to move back and forth in the axial direction. The bar tip 31 of the cleaning bar 30 is located in the internal space of the valve seat 27 and is positioned toward the valve orifice 28.
クリーニングバー30の後端には操作溝32が形成されている。弁口28のクリーニングを行う場合、操作者は工具等を操作溝32に嵌め入れて回転操作し、クリーニングバー30を弁口28に向けて進出させる。これによって、クリーニングバー30のバー先端31が弁口28に進入し、弁口28から異物を除去することができる。 An operating groove 32 is formed at the rear end of the cleaning bar 30. When cleaning the valve orifice 28, the operator inserts a tool or the like into the operating groove 32 and rotates it to advance the cleaning bar 30 toward the valve orifice 28. This allows the bar tip 31 of the cleaning bar 30 to enter the valve orifice 28 and remove foreign matter from the valve orifice 28.
(バイパス弁4の説明)
次に、図3ないし図5に基づいてバイパス弁4の構成を説明する。図3に示すように、バイパス弁4はバイパスケーシング40を備えている。このバイパスケーシング40には、バイパス流入口40aとバイパス流出口40bとが同軸上に形成されている。そして、バイパス流入口40aにはバイパス管73が接続され、バイパス流出口40bにはバイパス管74が接続される(図1参照)。
(Explanation of bypass valve 4)
Next, the configuration of the bypass valve 4 will be described with reference to Figures 3 to 5. As shown in Figure 3, the bypass valve 4 includes a bypass casing 40. A bypass inlet 40a and a bypass outlet 40b are formed coaxially in the bypass casing 40. A bypass pipe 73 is connected to the bypass inlet 40a, and a bypass pipe 74 is connected to the bypass outlet 40b (see Figure 1).
バイパスケーシング40内には、ブロー通路41が形成されており、このブロー通路41はバイパス流入口40aと連通している。そして、ブロー通路41には、メッシュ部を有する円筒状のスクリーン45が配置される。 A blow passage 41 is formed within the bypass casing 40, and this blow passage 41 is connected to the bypass inlet 40a. A cylindrical screen 45 with a mesh section is placed in the blow passage 41.
バイパス管73をドレンが流れた場合、ドレンはバイパス管73からバイパス流入口40aを通じて矢印93方向に沿って流入する。流入したドレンはスクリーン45のメッシュ部を透過し、このメッシュ部によってドレンに混入しているゴミやスケール等の異物が捕捉される。なお、バイパスケーシング40内には、さらにブロー通路41に連通する接続通路42が形成され、またバイパス流出口40bに連通するバイパス弁口通路44が形成されている。 When condensate flows through the bypass pipe 73, it flows in from the bypass pipe 73 through the bypass inlet 40a in the direction of arrow 93. The inflowing condensate passes through the mesh portion of the screen 45, which captures foreign matter such as dirt and scale mixed in the condensate. Furthermore, a connecting passage 42 communicating with the blow passage 41 is formed within the bypass casing 40, and a bypass valve port passage 44 communicating with the bypass outlet 40b is also formed.
バイパスケーシング40の側面には開口部が形成されており、この開口部を覆って円柱状の保持部材50が取り付けられている。保持部材50は、バイパスケーシング40の開口部に対してネジ結合によって取り付けられて固定されている。そして、バイパスケーシング40と保持部材50との間には、ガスケット59によって気密性が保たれたバイパス弁室43が形成される。 An opening is formed in the side of the bypass casing 40, and a cylindrical retaining member 50 is attached to cover this opening. The retaining member 50 is attached and fixed to the opening of the bypass casing 40 by a screw connection. A bypass valve chamber 43 is formed between the bypass casing 40 and the retaining member 50, and is kept airtight by a gasket 59.
バイパス弁室43には、前述の接続通路42及びバイパス弁口通路44が連通している。バイパス弁口通路44には、バイパス弁室43との接続部分に円盤状のバイパス弁座48が取り付けられている。このバイパス弁座48には、バイパス弁室43に向けて開口する円筒状のバイパス弁口49が形成されている。バイパス弁口49の中心線は軸線L1に沿って配置されている。 The bypass valve chamber 43 is connected to the aforementioned connecting passage 42 and bypass valve port passage 44. A disk-shaped bypass valve seat 48 is attached to the bypass valve port passage 44 at the connection with the bypass valve chamber 43. This bypass valve seat 48 has a cylindrical bypass valve port 49 that opens toward the bypass valve chamber 43. The center line of the bypass valve port 49 is aligned with the axis L1.
すなわち、バイパス弁4は、バイパス流入口40a、ブロー通路41、接続通路42、バイパス弁室43、バイパス弁口49、バイパス弁口通路44及びバイパス流出口40bによって形成される流路を備えており、バイパス流入口40aに流入したドレンは矢印93から矢印94、95方向に沿ってバイパス流出口40bから排出可能である。 In other words, the bypass valve 4 has a flow path formed by the bypass inlet 40a, blow passage 41, connecting passage 42, bypass valve chamber 43, bypass valve port 49, bypass valve port passage 44, and bypass outlet 40b, and drainage that flows into the bypass inlet 40a can be discharged from the bypass outlet 40b in the direction of arrow 93 to arrows 94 and 95.
円柱状の保持部材50には中心に貫通孔が形成されており、この貫通孔の中心線は軸線L1に沿って配置されている。そして、保持部材50の貫通孔にはバイパス弁棒61が貫通して取り付けられている。なお図3ないし図5において、バイパス弁棒61は断面ではなく側面図として表されている。バイパス弁棒61は先端に円錐状のバイパス弁体62を備えており、バイパス弁体62の頂点は軸線L1上に位置している。また、バイパス弁棒61の後端には弁棒操作溝67が形成されている。 A through-hole is formed in the center of the cylindrical retaining member 50, with the centerline of this through-hole aligned with the axis L1. A bypass valve stem 61 is attached to and passes through the through-hole of the retaining member 50. Note that in Figures 3 to 5, the bypass valve stem 61 is shown as a side view rather than a cross section. The bypass valve stem 61 is equipped with a conical bypass valve disc 62 at its tip, with the apex of the bypass valve disc 62 positioned on the axis L1. A valve stem operating groove 67 is formed at the rear end of the bypass valve stem 61.
バイパス弁棒61の先端部近傍にはネジ山63が形成されており、保持部材50の貫通孔に形成されてネジ溝69に螺合して取り付けられている。すなわち、弁棒操作溝67に工具等を嵌め入れて回転操作することによって、バイパス弁棒61はネジの螺合に従い軸線L1に沿って進退するようになっている。 A screw thread 63 is formed near the tip of the bypass valve stem 61, and is attached by threading into a thread groove 69 formed in a through-hole in the retaining member 50. In other words, by inserting a tool or the like into the valve stem operating groove 67 and rotating it, the bypass valve stem 61 moves back and forth along the axis L1 as the threads are threaded into it.
バイパス弁室43の気密性を保持するため、保持部材50には中心孔が形成されたパッキン64が設けられており、このパッキン64の中心孔をバイパス弁棒61が貫通している。パッキン64は、保持部材50に螺合する押え部材65によって加圧されて、バイパス弁室43の気密性が確実に保持される。なお、保持部材50の後端にはキャップ51が着脱自在に取付らており、キャップ51はバイパス弁棒61の弁棒操作溝67を覆って配置される。 To maintain the airtightness of the bypass valve chamber 43, the retaining member 50 is provided with a packing 64 with a central hole, through which the bypass valve stem 61 passes. The packing 64 is pressurized by a pressing member 65 that threads onto the retaining member 50, reliably maintaining the airtightness of the bypass valve chamber 43. A cap 51 is removably attached to the rear end of the retaining member 50, and is positioned to cover the valve stem operating groove 67 of the bypass valve stem 61.
図4及び図5は、バイパス弁座48及びバイパス弁体62近傍の拡大断面図である。図4に示すように、バイパス弁座48はバイパス弁室43に向けて突出する突出部49aを有しており、この突出部49aの先端にバイパス弁口49が形成されている。そして、このバイパス弁口49は、厚さ82の円筒形状を備えている。 Figures 4 and 5 are enlarged cross-sectional views of the bypass valve seat 48 and the bypass valve body 62. As shown in Figure 4, the bypass valve seat 48 has a protrusion 49a that protrudes toward the bypass valve chamber 43, and a bypass valve port 49 is formed at the tip of this protrusion 49a. This bypass valve port 49 has a cylindrical shape with a thickness of 82.
バイパス弁座48の内部には、バイパス弁口49に連続する広開部49bが形成されている。広開部49bは、バイパス弁口49が形成されている先端部から後端に向かって広くなる傾斜面として構成されている。そして、バイパス弁座48の内部には、広開部49bに連続する段部49cが形成され、さらにこの段部49c に連続する円筒部49dが形成されている。 A wide-opening portion 49b that is continuous with the bypass valve port 49 is formed inside the bypass valve seat 48. The wide-opening portion 49b is configured as an inclined surface that widens from the tip end, where the bypass valve port 49 is formed, toward the rear end. A step portion 49c that is continuous with the wide-opening portion 49b is formed inside the bypass valve seat 48, and a cylindrical portion 49d that is continuous with the step portion 49c is also formed.
一方、バイパス弁棒61の先端には弁体基部61aが一体的に形成されており、この弁体基部61aに前述のバイパス弁体62が設けられている。弁体基部61aからのバイパス弁体62の突出長さ81は、バイパス弁口49の厚さ82よりも十分に長く形成されている。本実施形態においては、突出長さ81は厚さ82の約6倍に構成されている。なお、バイパス弁体62が備える円錐形状の底面部分の直径は、バイパス弁口49の開口径よりも大きい。 Meanwhile, a valve element base 61a is integrally formed at the tip of the bypass valve stem 61, and the aforementioned bypass valve element 62 is attached to this valve element base 61a. The protruding length 81 of the bypass valve element 62 from the valve element base 61a is formed to be sufficiently longer than the thickness 82 of the bypass valve port 49. In this embodiment, the protruding length 81 is configured to be approximately six times the thickness 82. The diameter of the conical bottom portion of the bypass valve element 62 is larger than the opening diameter of the bypass valve port 49.
図4は、バイパス弁棒61が、矢印99方向(退避方向)の限界位置に達したときのバイパス弁4の開弁状態を示している。この開弁状態においては、バイパス弁棒61のネジ山63と保持部50のネジ溝69との螺合が矢印99方向の限界位置に達し、バイパス弁口49からバイパス弁体62が矢印99方向に完全に退避している。 Figure 4 shows the open state of the bypass valve 4 when the bypass valve stem 61 reaches its limit in the direction of arrow 99 (retraction direction). In this open state, the thread 63 of the bypass valve stem 61 and the thread groove 69 of the retaining portion 50 reach their limit in the direction of arrow 99, and the bypass valve body 62 is completely retracted in the direction of arrow 99 from the bypass valve port 49.
これに対して図5はバイパス弁4の閉弁状態を示しており、バイパス弁口49の先端縁部に円錐状のバイパス弁体62の側面である斜面が当接することによって、バイパス弁棒61が矢印98方向(進入方向)の限界位置に位置している。これによって、バイパス弁口49は完全に閉塞され、ドレンの通過は遮断される。 In contrast, Figure 5 shows the bypass valve 4 in a closed state, with the inclined side of the conical bypass valve body 62 abutting against the tip edge of the bypass valve port 49, causing the bypass valve stem 61 to be positioned at the limit in the direction of arrow 98 (entry direction). This completely closes the bypass valve port 49, blocking the passage of condensate.
(スチームロッキング現象の解消動作の説明)
前述のように、配管系統において蒸気から発生するドレンは、通常時においてはスチームトラップ1の閉弁又は開弁の繰り返しによって適宜、流出管72から排出される(図1参照)。ところが、配管系統のドレンの一部に蒸気が介在するスチームロッキング現象が生じた場合、スチームトラップ1の弁室16にドレンが流入しなくなり、フロート10の浮上が阻害される。このため、スチームトラップ1が開弁することができなくなり、ドレンが適正に排出されない。
(Explanation of the operation to eliminate the steam locking phenomenon)
As mentioned above, under normal circumstances, condensate generated from steam in a piping system is appropriately discharged from the outflow pipe 72 by repeatedly opening and closing the steam trap 1 (see Figure 1). However, if steam locking occurs, in which steam is trapped in part of the condensate in the piping system, condensate will no longer flow into the valve chest 16 of the steam trap 1, preventing the float 10 from floating. As a result, the steam trap 1 will be unable to open, and condensate will not be properly discharged.
このようなスチームロッキング現象が生じた場合、本実施形態においてはバイパス弁4の開度を調整しながら開弁し、バイパス管73、74を通じてドレンを迂回させて流出管72に流出させる。これによって、ドレンとともに配管系統に介在している蒸気も排出することができ、スチームロッキング現象を解消することができる。以下に、このスチームロッキングの解消動作の詳細を説明する。 When this type of steam locking phenomenon occurs, in this embodiment, the bypass valve 4 is opened while adjusting its opening, and the condensate is diverted through bypass pipes 73 and 74 and discharged into outlet pipe 72. This allows steam present in the piping system to be discharged along with the condensate, eliminating the steam locking phenomenon. The operation for eliminating this steam locking is explained in detail below.
通常時においては、バイパス弁4は図5に示す閉弁状態にある。この閉弁状態の下で、操作者は流出管72からのドレンの排出が中断されたことを認識し、スチームロッキング現象が生じたことを把握する。そして、図3に示すバイパス弁4のキャップ51を取り外し、バイパス弁棒61の弁棒操作溝67に工具等を嵌め入れて緩める方向に回転操作する。 Under normal circumstances, the bypass valve 4 is in the closed state shown in Figure 5. In this closed state, the operator recognizes that the discharge of condensate from the outflow pipe 72 has stopped and understands that steam locking has occurred. Then, remove the cap 51 of the bypass valve 4 shown in Figure 3, insert a tool or similar into the valve stem operating groove 67 of the bypass valve stem 61, and rotate it in the loosening direction.
これによって、バイパス弁棒61は軸線L1に沿って矢印99方向に移動し、バイパス弁体62もバイパス弁口49の先端縁部から離れて徐々に退避する。本実施形態においては、バイパス弁体62がバイパス弁口49の先端縁部から離れた状態が開弁状態である。 As a result, the bypass valve stem 61 moves in the direction of arrow 99 along the axis L1, and the bypass valve element 62 also gradually retracts away from the tip edge of the bypass valve port 49. In this embodiment, the state in which the bypass valve element 62 is away from the tip edge of the bypass valve port 49 is the open state.
ここで、バイパス弁体62は前述のように円錐形状を備えており、側面は斜面として形成されている。このため、バイパス弁体62の斜面の傾斜に応じ、バイパス弁体62が矢印99方向に退避するに従ってバイパス弁口49の開度は漸次、大きくなる。逆に、開弁状態からバイパス弁棒61を締め込む方向に回転操作した場合、バイパス弁口49の開度はバイパス弁体62の斜面の傾斜に応じて漸次、小さくなる。 Here, as mentioned above, the bypass valve element 62 has a conical shape, with its side surfaces formed as slopes. Therefore, depending on the inclination of the slope of the bypass valve element 62, the opening of the bypass valve port 49 gradually increases as the bypass valve element 62 retracts in the direction of arrow 99. Conversely, when the bypass valve stem 61 is rotated in the tightening direction from the open state, the opening of the bypass valve port 49 gradually decreases depending on the inclination of the slope of the bypass valve element 62.
すなわち、操作者がバイパス弁棒61を緩める方向又は締め込む方向に回転操作するに従って、バイパス弁4の開度は変化し、バイパス管73、74を通じて迂回させて排出するドレンノ流量を自在に調整することができる。 In other words, as the operator rotates the bypass valve stem 61 in the loosening or tightening direction, the opening of the bypass valve 4 changes, allowing the flow rate of drain water diverted and discharged through the bypass pipes 73 and 74 to be freely adjusted.
ところで、スチームロッキング現象は、配管系統のいずれの部分にどの程度の蒸気が介在しているか必ずしも明らかではない。このため、バイパス弁4の閉弁のタイミングが難しい上、仮にバイパス弁4を一気に全開にした場合、スチームロッキング現象の解消後、バイパス弁4を完全に閉弁するまでに時間がかかってしまうことにより、バイパス管73、74から本来、配管系統を通じて移送すべき有用な蒸気まで漏洩することがある。 However, with the steam locking phenomenon, it is not always clear how much steam is present in which part of the piping system. For this reason, it is difficult to determine the timing for closing bypass valve 4. Furthermore, if bypass valve 4 is suddenly opened fully, it may take time for bypass valve 4 to be fully closed after the steam locking phenomenon is resolved, which could result in useful steam leaking from bypass pipes 73 and 74, even though it should be transported through the piping system.
この点、本実施形態においては、操作者がバイパス弁棒61を回転操作しながらバイパス管73、74の流量を調整してドレンを排出することできるため、スチームロッキング現象の解消に向けてバイパス弁4を徐々に微開状態とすることができる。したがって、スチームロッキング現象の解消時点で直ちにバイパス弁4を閉弁状態(図5)にすることができる。 In this regard, in this embodiment, the operator can adjust the flow rate of the bypass pipes 73 and 74 while rotating the bypass valve stem 61 to discharge the drain, allowing the bypass valve 4 to be gradually opened slightly to resolve the steam locking phenomenon. Therefore, once the steam locking phenomenon is resolved, the bypass valve 4 can be immediately closed (Figure 5).
すなわち、ドレンの滞留状況に応じ、バイパス管73、74を通じて適切にドレンを排出することができ、スチームロッキング現象の解消後、直ちにバイパス弁4を閉弁することが可能であるため、スチームロッキング現象の解消に伴う蒸気漏れを確実に防止することができる。 In other words, condensate can be appropriately discharged through bypass pipes 73 and 74 depending on the condensate accumulation status, and bypass valve 4 can be closed immediately after the steam locking phenomenon is resolved, thereby reliably preventing steam leakage when the steam locking phenomenon is resolved.
また前述のように、バイパス弁体62の突出長さ81は、バイパス弁口49の厚さ82よりも十分に長く形成されているため(図4参照)、配管系統内が低圧の場合であっても確実にバイパス弁口49を開弁させることができる。 As mentioned above, the protruding length 81 of the bypass valve body 62 is formed to be sufficiently longer than the thickness 82 of the bypass valve port 49 (see Figure 4), so the bypass valve port 49 can be reliably opened even when the pressure in the piping system is low.
すなわち、特に低圧下においてはドレンの表面張力によって液膜が生成され、バイパス弁口49がこの液膜によって塞がれることがある。そして、仮にバイパス弁口49の厚さが、バイパス弁体62の突出長さよりも長い場合、バイパス弁口49にバイパス弁体62が進入しても、液幕がバイパス弁口49を塞いだままの状態で開弁することができない事態が起こり得る。 That is, particularly under low pressure, a liquid film is generated by the surface tension of the drain, and this liquid film can block the bypass valve orifice 49. Furthermore, if the thickness of the bypass valve orifice 49 is longer than the protruding length of the bypass valve disc 62, even if the bypass valve disc 62 enters the bypass valve orifice 49, the liquid film may remain blocking the bypass valve orifice 49, preventing the valve from opening.
この点、本実施形態では、バイパス弁体62の突出長さ81は、バイパス弁口49の厚さ82よりも十分に長く、バイパス弁体62がバイパス弁口49に進入している状態において、バイパス弁体62の先端がバイパス弁口49の後端側に突出して位置することができる。このため、バイパス弁体62の先端が液膜を突き破った状態になり、バイパス弁体62の斜面に沿ってドレンを流出することが可能であり、確実に開弁させることができる。したがって、低圧下においてもドレンの表面張力の影響を回避することができ、確実にドレンをバイパス管73、74から排出することができる。 In this regard, in this embodiment, the protrusion length 81 of the bypass valve element 62 is sufficiently longer than the thickness 82 of the bypass valve port 49, and when the bypass valve element 62 is inserted into the bypass valve port 49, the tip of the bypass valve element 62 can be positioned protruding toward the rear end of the bypass valve port 49. As a result, the tip of the bypass valve element 62 breaks through the liquid film, allowing the condensate to flow along the slope of the bypass valve element 62 and ensuring the valve opening. Therefore, the effects of the surface tension of the condensate can be avoided even under low pressure, and the condensate can be reliably discharged from the bypass pipes 73 and 74.
[第2の実施形態]
次に、本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムの第2の実施形態を図6ないし図8に基づいて説明する。前述の第1の実施形態と同様の構成、動作を行う部分については同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、スチームトラップ200に温度センサ201が設けられ(図6参照)、バイパス弁220にアクチュエータ205が設けられている(図7参照)点が第1の実施形態と実質的に異なる。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of a valve system with an anti-locking function according to the present invention will be described with reference to Figures 6 to 8. Components with the same configurations and operations as those of the first embodiment will be assigned the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. This embodiment is substantially different from the first embodiment in that a temperature sensor 201 is provided in the steam trap 200 (see Figure 6), and an actuator 205 is provided in the bypass valve 220 (see Figure 7).
図6に示すように、スチームトラップ200のケーシング7には温度センサ201が取り付けられている。図6において、温度センサ201は側面図として表されている。温度センサ201は検出ヘッド202を備えており、この検出ヘッド202が弁口28の上流側に設けられる。本実施形態では、弁室16の側方向に検出ヘッド202が配置され、検出ヘッド202がケーシング7の温度を検出することを通じて、弁室16に滞留しているドレンの温度を検知する。温度センサ201は通信機能を備えており、検出ヘッド202が検知した弁室16内のドレンの温度を温度信号として発信することができる。 As shown in Figure 6, a temperature sensor 201 is attached to the casing 7 of the steam trap 200. In Figure 6, the temperature sensor 201 is shown in a side view. The temperature sensor 201 has a detection head 202, which is provided upstream of the valve port 28. In this embodiment, the detection head 202 is disposed to the side of the valve chest 16, and by detecting the temperature of the casing 7, the detection head 202 detects the temperature of the condensate remaining in the valve chest 16. The temperature sensor 201 has communication capabilities, and can transmit the temperature of the condensate in the valve chest 16 detected by the detection head 202 as a temperature signal.
温度センサ201が発信した温度信号はバイパス弁220側に与えられる。図7に示すように、本実施形態におけるバイパス弁220はアクチュエータ205を備えている。図7において、アクチュエータ205はブロック図として表されている。アクチュエータ205は、主にモータで構成される駆動部209を有しており、この駆動部209はバイパス弁棒61の後端に接続されている。アクチュエータ205はさらに受信部206、制御部207及びメモリ208を有している。 The temperature signal emitted by the temperature sensor 201 is supplied to the bypass valve 220. As shown in Figure 7, the bypass valve 220 in this embodiment is equipped with an actuator 205. In Figure 7, the actuator 205 is shown as a block diagram. The actuator 205 has a drive unit 209 mainly composed of a motor, and this drive unit 209 is connected to the rear end of the bypass valve stem 61. The actuator 205 further has a receiver 206, a control unit 207, and a memory 208.
温度センサ201(図6)が発信した温度信号は、直接又は間接的(例えばサーバ経由)に受信部206によって受信され、この温度信号は受信部206から制御部207に取り込まれる。そして、制御部207は、メモリ208に記憶されているデータ(後述)に従って駆動部209に指令を与え、バイパス弁棒61を回転操作し、軸線L1に沿ってバイパス弁棒61を矢印98、99方向に進退させる。 The temperature signal emitted by the temperature sensor 201 (Figure 6) is received by the receiver 206 directly or indirectly (for example, via a server), and this temperature signal is input from the receiver 206 to the controller 207. The controller 207 then issues a command to the driver 209 in accordance with data (described below) stored in the memory 208, causing the bypass valve stem 61 to rotate and move back and forth along the axis L1 in the directions of arrows 98 and 99.
図8は、温度センサ201が検出する検出温度の変化と弁の開度との関係を表すグラフである。検出温度の変化は曲線xとして示されている。検出温度と弁の開度との関係を表すデータは予めメモリ208に記憶されている。 Figure 8 is a graph showing the relationship between the change in the detected temperature detected by the temperature sensor 201 and the valve opening. The change in the detected temperature is shown as curve x. Data showing the relationship between the detected temperature and the valve opening is stored in advance in memory 208.
通常時においては、配管系統で発生したドレンは、流入管71からスチームトラップ200の弁室16に流入し、フロート10の浮動に従って適宜、弁口28が開弁することによって、ドレンは流出管72に排出される。すなわち、スチームロッキング現象が生じていない通常時においては、スチームトラップ200の弁室16には、高温のドレンが継続的に流入するため、温度センサ201を通じて検出される温度はほぼ一定の高温を示す。図8に示す基準温度a20はこの通常時における一定の高温を判断するためのしきい値であり、予めメモリメモリ208に記憶されている。 Under normal circumstances, condensate generated in the piping system flows from the inlet pipe 71 into the valve chest 16 of the steam trap 200, and as the float 10 floats, the valve port 28 opens appropriately, allowing the condensate to be discharged into the outlet pipe 72. In other words, under normal circumstances when steam locking is not occurring, high-temperature condensate continuously flows into the valve chest 16 of the steam trap 200, and the temperature detected by the temperature sensor 201 remains at a nearly constant high temperature. The reference temperature a20 shown in Figure 8 is a threshold value for determining this constant high temperature under normal circumstances, and is stored in advance in the memory 208.
配管系統のドレンの一部に蒸気が介在するスチームロッキング現象が生じた場合、弁室16へのドレンの流入が阻害されるため、フロートが浮上しなくなり、弁室16内に滞留するドレンが排出されなくなる。このため、弁室16内のドレンは時間の経過に従って放熱し温度が徐々に低下し、検出温度は基準温度a20を下回る。 If steam locking occurs, where steam is trapped in part of the drain in the piping system, the flow of drain into the valve chamber 16 is obstructed, preventing the float from rising and preventing the drain trapped in the valve chamber 16 from being discharged. As a result, the drain in the valve chamber 16 loses heat over time, gradually decreasing in temperature, and the detected temperature falls below the reference temperature a20.
この基準温度a20を下回る温度低下によって制御部207はスチームロッキング現象が生じたと判断し、駆動部209に指令を与えてバイパス弁棒61を緩める方向に回転操作する。これによって、バイパス弁棒61は軸線L1に沿って矢印99方向に移動し、バイパス弁体62はバイパス弁口49から退避する(図7参照)。 When the temperature drops below the reference temperature a20, the control unit 207 determines that steam locking has occurred and issues a command to the drive unit 209 to rotate the bypass valve stem 61 in a direction to loosen it. This causes the bypass valve stem 61 to move in the direction of arrow 99 along the axis L1, and the bypass valve element 62 retracts from the bypass valve port 49 (see Figure 7).
第1の実施形態において説明したように、バイパス弁体62の斜面に対応してバイパス弁口49の開度が変化するため、制御部207はバイパス弁棒61の回転を制御することによってバイパス弁口49の開度を調整することができる。 As explained in the first embodiment, the opening degree of the bypass valve port 49 changes depending on the slope of the bypass valve body 62, so the control unit 207 can adjust the opening degree of the bypass valve port 49 by controlling the rotation of the bypass valve stem 61.
図8に示すように、制御部207は検出温度に対応させてバイパス弁220の開度を制御してドレンの流量を調整する。バイパス弁体62がバイパス弁口49を完全に閉塞した状態(図5)を弁の開度「0%」とし、バイパス弁体62がバイパス弁口49から完全に退避し、バイパス弁体62がドレンの流出に干渉しなくなる状態を弁の開度「100%」としている。 As shown in Figure 8, the control unit 207 adjusts the flow rate of condensate by controlling the opening of the bypass valve 220 in response to the detected temperature. The state in which the bypass valve element 62 completely closes the bypass valve port 49 (Figure 5) is defined as the valve opening degree of "0%," and the state in which the bypass valve element 62 is completely retracted from the bypass valve port 49 and no longer interferes with the outflow of condensate is defined as the valve opening degree of "100%."
たとえば、時点「P21」においては検出温度が基準温度「a20」よりも低い「a21」であり、これに対応する弁の開度は「75%」であるため、制御部207は駆動部209に指令を与えてバイパス弁口49が開度75%になるようにバイパス弁棒61を回転操作する。 For example, at time "P21," the detected temperature is "a21," which is lower than the reference temperature "a20," and the corresponding valve opening is "75%." Therefore, the control unit 207 issues a command to the drive unit 209 to rotate the bypass valve stem 61 so that the bypass valve port 49 is opened to 75%.
こうしてドレンは流量調整の制御を受けながらバイパス管73、74を迂回して排出され、スチームロッキング現象は解消に向かう。そして、これに従って高温のドレンがスチームトラップ200に流入するようになり、温度センサ201が検出する検出温度は漸次、高くなり、やがて時点「P22」において基準温度a20に達する。 In this way, the condensate is discharged bypassing the bypass pipes 73 and 74 while being controlled by flow rate adjustment, and the steam locking phenomenon is resolved. As a result, high-temperature condensate begins to flow into the steam trap 200, and the temperature detected by the temperature sensor 201 gradually increases, eventually reaching the reference temperature a20 at time point "P22".
本実施形態においては、検出温度に対応させてバイパス弁220の開度を調整するため、スチームロッキング現象が解消して基準温度a20に達する時点「P22」の直前においては、バイパス弁220の開度は「0%」に近い状態になる。このため、スチームロッキング現象の解消後、直ちにバイパス弁220は閉弁状態になる。 In this embodiment, the opening degree of the bypass valve 220 is adjusted in response to the detected temperature, so just before point P22, when the steam locking phenomenon is resolved and the reference temperature a20 is reached, the opening degree of the bypass valve 220 is close to 0%. Therefore, immediately after the steam locking phenomenon is resolved, the bypass valve 220 is closed.
すなわち、ドレンの滞留状況に応じ、バイパス管73、74を通じて適切にドレンを排出することができ、スチームロッキング現象の解消時点で直ちにバイパス弁220を閉弁することが可能であるため、スチームロッキング現象の解消に伴う蒸気漏れを確実に防止することができる。 In other words, condensate can be appropriately discharged through bypass pipes 73 and 74 depending on the condensate accumulation status, and bypass valve 220 can be closed immediately when the steam locking phenomenon is resolved, thereby reliably preventing steam leakage when the steam locking phenomenon is resolved.
また、本実施形態においては、スチームロッキング現象が生じた場合、ドレンの滞留状況に応じ、自動的にバイパス弁220を通じて適切にドレンを排出することができ、より効率的にスチームロッキング現象を解消することができる。 In addition, in this embodiment, if the steam locking phenomenon occurs, the drain can be automatically and appropriately discharged through the bypass valve 220 depending on the drain accumulation status, thereby more efficiently resolving the steam locking phenomenon.
[第3の実施形態]
続いて、本願に係るロッキング解消機能を有する弁システムの第3の実施形態を図9及び図10に基づいて説明する。本実施形態における弁システムは、前述の第2の実施形態に係る弁システムと同様の構成を備えている。第2の実施形態と実質的に異なるのは、アクチュエータ205の制御部207が行うバイパス弁棒61の回転制御プログラムの内容である。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of a valve system having a locking release function according to the present invention will be described with reference to Figures 9 and 10. The valve system according to this embodiment has a configuration similar to that of the valve system according to the second embodiment. The substantial difference from the second embodiment is the content of the rotation control program for the bypass valve stem 61 executed by the control unit 207 of the actuator 205.
図9のグラフは、弁室16内のドレンの検出温度の変化を曲線xで表しているが、本実施形態では、検出温度の変化度合いを曲線xの変化の傾斜として把握し、この傾斜角度に対応させてバイパス弁口49の開度を調整する。図10は傾斜角度と弁の開度との関係を示しており、本実施形態では傾斜角度と弁の開度とは比例関係に設定されている。傾斜角度と弁の開度との関係を示す図10のデータは、予めアクチュエータ205のメモリ208に記憶されている。 The graph in Figure 9 shows the change in the detected temperature of the drain in the valve chamber 16 as curve x, but in this embodiment, the degree of change in the detected temperature is understood as the slope of the change in curve x, and the opening of the bypass valve port 49 is adjusted according to this slope angle. Figure 10 shows the relationship between the slope angle and the valve opening, and in this embodiment, the slope angle and the valve opening are set to be proportional. The data in Figure 10 showing the relationship between the slope angle and the valve opening is stored in advance in memory 208 of the actuator 205.
図10に示すように、本実施形態においては、曲線xの変化が緩やかで傾斜角度が小さい場合、弁の開度は小さく設定され、曲線xの変化が急激で傾斜角度が大きい場合、弁の開度は大きく設定される。 As shown in Figure 10, in this embodiment, when the change in curve x is gradual and the slope angle is small, the valve opening is set to a small value, and when the change in curve x is rapid and the slope angle is large, the valve opening is set to a large value.
具体的には、制御部207は、予め設定されている所定の算出時間i3の間の曲線xについて、その中心直線を算出した上で中心直線の傾斜角度を求め、傾斜角度に対応した弁の開度になるように駆動部209に指令を与えてバイパス弁棒61を回転操作する。なお、スチームロッキング現象が生じていない通常時においては、温度センサ201を通じて検出される温度はほぼ一定の高温を示し、曲線xの傾斜角度は「0度」であるため、バイパス弁220の開度は「0%」であり閉弁状態が維持される。 Specifically, the control unit 207 calculates the center line of the curve x for a predetermined calculation time i3, determines the inclination angle of the center line, and issues a command to the drive unit 209 to rotate the bypass valve stem 61 so that the valve opening corresponds to the inclination angle. Note that during normal operation when steam locking is not occurring, the temperature detected by the temperature sensor 201 indicates a nearly constant high temperature, and the inclination angle of the curve x is "0 degrees," so the opening of the bypass valve 220 is "0%" and the valve remains closed.
スチームロッキング現象が生じた場合、検出温度は低下するため、これに従って制御部207はバイパス弁棒61を回転操作する。たとえば、図9の時点「P32」については、時点「P32」から算出時間「i3」遡った時点「P31」までの検出温度の曲線xを取り出し、この間の曲線xの中心直線k1のx軸に対する傾斜角度を算出する。 When steam locking occurs, the detected temperature drops, and the control unit 207 rotates the bypass valve stem 61 accordingly. For example, for time point "P32" in Figure 9, the curve x of the detected temperature from time point "P32" to time point "P31", calculated time "i3" back, is extracted, and the inclination angle of the center line k1 of curve x during this period relative to the x-axis is calculated.
差出した傾斜角度が「35度」であるとすると、図10に示すようにこれに対応する弁の開度は「38.9%」であるため、制御部207は駆動部209に指令を与えてバイパス弁口49が開度38.9%になるようにバイパス弁棒61を回転操作する。 If the tilt angle is 35 degrees, the corresponding valve opening is 38.9%, as shown in Figure 10. Therefore, the control unit 207 issues a command to the drive unit 209 to rotate the bypass valve stem 61 so that the bypass valve port 49 is opened to 38.9%.
また、本実施形態においては、中心直線のx軸に対する傾斜角度の数値を絶対値として把握するため、中心直線の傾斜方向は把握する傾斜角度に影響を与えない。たとえば、時点「P34」については、時点「P34」から算出時間「i3」遡った時点「P33」までの検出温度の曲線xを取り出し、この間の曲線xの中心直線k2のx軸に対する傾斜角度を算出するが、この場合の傾斜角度は「30度」として把握する。 In addition, in this embodiment, the numerical value of the inclination angle of the center line relative to the x-axis is recognized as an absolute value, so the inclination direction of the center line does not affect the recognized inclination angle. For example, for time point "P34," the curve x of the detected temperature from time point "P34" to time point "P33," which is calculated time "i3" back, is extracted, and the inclination angle of the center line k2 of curve x during this period relative to the x-axis is calculated; in this case, the inclination angle is recognized as "30 degrees."
こうしてドレンは流量調整の制御を受けながらバイパス管73、74を迂回して排出され、スチームロッキング現象は解消に向かう。そして、これに従って高温のドレンがスチームトラップ200に流入するようになり、温度センサ201が検出する検出温度は漸次、高くなり、やがて時点「P35」において一定の高温で安定し始める。 In this way, the condensate is discharged bypassing the bypass pipes 73 and 74 while being controlled by flow rate adjustment, and the steam locking phenomenon is resolved. As a result, high-temperature condensate begins to flow into the steam trap 200, and the temperature detected by the temperature sensor 201 gradually increases, eventually stabilizing at a constant high temperature at time "P35."
本実施形態においては、曲線xの中心直線のx軸に対する傾斜角度、すなわち検出温度の変化の度合いに対応させてバイパス弁220の開度を調整するため、スチームロッキング現象が解消する時点「P35」の直前においては、傾斜角度は「0度」に近い状態になり、バイパス弁220の開度も「0%」に近づく。このため、スチームロッキング現象の解消後、直ちにバイパス弁220を閉弁状態にすることができる。 In this embodiment, the opening degree of the bypass valve 220 is adjusted in accordance with the inclination angle of the center line of curve x relative to the x-axis, i.e., the degree of change in the detected temperature. Therefore, just before the point "P35" when the steam locking phenomenon is resolved, the inclination angle approaches "0 degrees," and the opening degree of the bypass valve 220 also approaches "0%." Therefore, after the steam locking phenomenon is resolved, the bypass valve 220 can be immediately closed.
すなわち、ドレンの滞留状況に応じ、バイパス管73、74を通じて適切にドレンを排出することができ、スチームロッキング現象の解消時点で直ちにバイパス弁220を閉弁することが可能であるため、スチームロッキング現象の解消に伴う蒸気漏れを確実に防止することができる。 In other words, condensate can be appropriately discharged through bypass pipes 73 and 74 depending on the condensate accumulation status, and bypass valve 220 can be closed immediately when the steam locking phenomenon is resolved, thereby reliably preventing steam leakage when the steam locking phenomenon is resolved.
また、本実施形態においては、スチームロッキング現象が生じた場合、ドレンの滞留状況に応じ、自動的にバイパス弁220を通じて適切にドレンを排出することができ、より効率的にスチームロッキング現象を解消することができる。 In addition, in this embodiment, if the steam locking phenomenon occurs, the drain can be automatically and appropriately discharged through the bypass valve 220 depending on the drain accumulation status, thereby more efficiently resolving the steam locking phenomenon.
[その他の実施形態]
前述の実施形態においては、基本弁としてフロート式のスチームトラップ1、200を例示したが、これに限定されるものではなく、基本流路(流入管71及び流出管72等)上に設けられ、閉弁することによって流体(蒸気又はドレン等)の通過を遮断し、開弁することによって流体の通過を許容する弁であれば他の構成を備えた弁を採用することができる。
[Other embodiments]
In the above-described embodiment, the float-type steam traps 1, 200 are used as an example of the basic valve, but this is not limited to this. Valves with other configurations can be used as long as they are provided on the basic flow path (such as the inlet pipe 71 and the outlet pipe 72) and block the passage of a fluid (such as steam or drain) when closed and allow the passage of a fluid when opened.
また、前述の実施形態においては、補助弁としてバイパス弁4、220を例示したが、これに限定されるものではなく、迂回流路(バイパス管73、74等)上に設けられ、基本流路(流入管71及び流出管72等)における流体(蒸気又はドレン等)の滞留状況に起因して基本弁(スチームトラップ1、200等)が開弁することができなくなるロッキング現象の発生に基づいて開弁し、迂回流路に流体を通過させる弁であれば他の構成を備えた弁を採用することができる。なお、バイパス弁4は通常時には閉弁していることを前提としたが、バイパス弁を通常時に微開状態としてもよい。微開状態とすることにより、上流側が低圧であってもベンチュリ効果によりドレン排出を促進することができる。 In addition, while the above-described embodiment uses bypass valves 4 and 220 as examples of auxiliary valves, this is not limiting. Other valves may be used as long as they are located in the bypass flow path (bypass pipes 73 and 74, etc.), open in response to a locking phenomenon in which the basic valve (steam trap 1, 200, etc.) cannot open due to fluid (steam, condensate, etc.) stagnating in the basic flow path (inlet pipe 71 and outlet pipe 72, etc.), and allow fluid to pass through the bypass flow path. While the bypass valve 4 is assumed to be normally closed, it may also be slightly open under normal circumstances. By keeping it slightly open, the Venturi effect can be used to promote condensate discharge even when the upstream pressure is low.
また、前述の実施形態においては、弁体部として円錐形状を有するバイパス弁体62を例示し、補助弁口部としてバイパス弁口49を例示したが、これらに限定されるものではなく、他の形状、構造を採用してもよい。たとえば、弁体部を円錐形状ではなく円錐台形の形状に構成してもよく、さらに円錐形状以外の形状を採用してもよい。 In addition, in the above-described embodiment, a conical bypass valve body 62 was used as the valve body portion, and a bypass valve port 49 was used as the auxiliary valve port portion, but this is not limited to these, and other shapes and structures may be used. For example, the valve body portion may be configured in a truncated cone shape rather than a cone shape, and shapes other than a cone shape may also be used.
また、前述の実施形態においては、検出手段として温度センサ201を例示し、検出信号として温度信号を例示したが、これに限定されるものではなく、ロッキング現象(スチームロッキング現象等)を検出して信号を出力するものであれば他の構成を採用することができる。たとえば、温度ではなくドレンの排出音を振動として検知し、排出音の不発生によってロッキング現象を検知する振動検出手段を採用することもできる。 In addition, in the above-described embodiment, a temperature sensor 201 was used as an example of the detection means, and a temperature signal was used as an example of the detection signal, but this is not limited to this, and other configurations can be used as long as they detect a locking phenomenon (such as steam locking) and output a signal. For example, a vibration detection means could be used that detects drain discharge noise as vibration rather than temperature, and detects a locking phenomenon when the discharge noise is not generated.
1、200:スチームトラップ 4、220:バイパス弁 10:フロート
49:バイパス弁口 62:バイパス弁体 71:流入管 72:流出管
73、74:バイパス管 L1:軸線 201:温度センサ
1, 200: Steam trap 4, 220: Bypass valve 10: Float
49: Bypass valve port 62: Bypass valve body 71: Inlet pipe 72: Outlet pipe
73, 74: Bypass pipe L1: Axis 201: Temperature sensor
Claims (4)
前記基本流路上に設けられており、開弁又は閉弁することが可能な基本弁であって、閉弁することによって当該流体の通過を遮断し、開弁することによって当該流体の通過を許容する基本弁、
前記基本弁を閉弁又は開弁させる開閉手段、
前記基本弁の上流側の基本流路と下流側の基本流路とを接続する迂回流路、
前記迂回流路上に設けられており、開弁又は閉弁することが可能な補助弁であって、前記基本流路における前記流体の滞留状況に起因して前記基本弁が開弁することができなくなるロッキング現象の発生に基づいて開弁し、前記迂回流路における前記流体の通過を許容する補助弁、
を備えており、
前記補助弁は、前記迂回流路を通過する前記流体の流量を調整することが可能である、
ことを特徴とするロッキング解消機能を有する弁システム。 A basic flow path through which a fluid passes from upstream to downstream.
a basic valve that is provided on the basic flow path and can be opened or closed, blocking the passage of the fluid when closed and allowing the passage of the fluid when opened;
an opening/closing means for closing or opening the basic valve;
a bypass flow path connecting the upstream basic flow path of the basic valve with the downstream basic flow path;
an auxiliary valve that is provided on the bypass flow path and can be opened or closed, and that opens when a locking phenomenon occurs in which the basic valve cannot be opened due to a stagnation state of the fluid in the basic flow path, and allows the fluid to pass through the bypass flow path;
It is equipped with
The auxiliary valve is capable of adjusting the flow rate of the fluid passing through the bypass flow path.
A valve system having a locking release function.
前記補助弁は、
前記流体を通過させる補助弁口部であって、中心線が基準線に沿って配置された補助弁口部、
前記基準線に沿って、前記補助弁口部に進入又は退避し、前記補助弁口部を通過する前記流体の流量を調整する弁体部、
を備えており、
前記弁体部の前記基準線方向の長さは、前記補助弁口部の前記基準線方向の長さよりも長い、
ことを特徴とするロッキング解消機能を有する弁システム。 2. The valve system with a locking release function according to claim 1,
The auxiliary valve is
an auxiliary valve port portion through which the fluid passes, the auxiliary valve port portion having a center line disposed along the reference line;
a valve body portion that moves into or out of the auxiliary valve port portion along the reference line and adjusts the flow rate of the fluid passing through the auxiliary valve port portion;
It is equipped with
The length of the valve body portion in the reference line direction is longer than the length of the auxiliary valve port portion in the reference line direction.
A valve system having a locking release function.
前記基本流路には、前記ロッキング現象を検出して検出信号を出力する検出手段が設けられており、
前記補助弁は、前記検出信号に基づいて前記迂回流路を通過する前記流体の流量を調整する、
ことを特徴とするロッキング解消機能を有する弁システム。 In the valve system with a locking release function according to claim 1 or 2,
a detection means for detecting the locking phenomenon and outputting a detection signal is provided in the basic flow path;
the auxiliary valve adjusts the flow rate of the fluid passing through the bypass flow path based on the detection signal.
A valve system having a locking release function.
前記検出手段は、前記基本弁の上流側の前記基本流路を流れる前記流体の温度、又は前記基本弁に流入する前記流体の温度を検出する温度検出手段である、
ことを特徴とするロッキング解消機能を有する弁システム。
In the valve system with a locking release function according to claim 3,
the detecting means is a temperature detecting means for detecting the temperature of the fluid flowing through the basic flow path upstream of the basic valve or the temperature of the fluid flowing into the basic valve.
A valve system having a locking release function.
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