喷嘴式蒸汽疏水阀的制作方法

本发明涉及在经由热交换器将蒸汽用作加热源的各种各样的工厂或设施等中，将在蒸汽使用设备和这些设备之间的蒸汽输送配管系统中产生的排泄水(蒸汽凝结而成的冷凝水)自动并且连续地向系统外排出的喷嘴式蒸汽疏水阀，尤其涉及具有文丘里喷嘴、节流喷嘴(orificenozzle)或通道结构阻力喷嘴的喷嘴式蒸汽疏水阀。

背景技术：

在经由热交换器将蒸汽用作加热源的各种各样的工厂或设施等中，为了将在蒸汽使用设备和这些设备之间的蒸汽输送配管系统中产生的排泄水自动地排出到系统外，使用了大量的蒸汽疏水阀。

这是为了在将以干燥机的热交换器部和加热窑等蒸汽使用设备为代表的这些设备连接起来的蒸汽输送配管中确保适当的温度条件。例如，如果排泄水在蒸汽使用设备内或蒸汽输送配管系统内滞留，则加热效率降低，从而使设备的生产率明显下降，并且，由于排泄水滴导致的加热不均成为引起产品的品质不良的原因，从而会阻碍工厂的稳定运行。此外，有时会成为非常危险的蒸汽锤(steamhammer)的产生原因，阻碍工厂的安全运行，其中，该蒸汽锤是指：滞留在蒸汽配管系统内的排泄水在被蒸汽冲走的同时生成较大的块而与配管的弯曲部或阀碰撞；或者，蒸汽与在蒸汽配管系统内滞留的排泄水接触时一下子凝结，蒸汽体积变为零，从而排泄水涌到局部地形成为真空状态之处而发生碰撞。

以往，使用机械工学的机械蒸汽疏水阀(浮桶式/浮球式)、恒温蒸汽疏水阀(双金属式/波纹管式)、或者热动蒸汽疏水阀(盘式)等。

这些具有可动部的蒸汽疏水阀基本上是利用浮力差或温度差等物理现象来使阀进行开闭的排水阀机构，且重复进行如下的动作：当储存了一定量的排泄水时，通过开放排水阀而进行排水，然后立刻关闭排水阀。因此，不仅容易发生动作延迟或由于反复动作而引起的可动部损伤，而且难以避免大量的蒸汽泄漏，蒸汽浪费很明显。此外，具有可动部的蒸汽疏水阀间歇地排水，这无法保证蒸汽使用设备的稳定运行。尤其近年来，从工厂的高效化、节能化、减少co2等地球环境保护这样的观点出发，这样的现有的机械工学的蒸汽疏水阀的课题变得明显，期望其解决策略。

因此，对文丘里喷嘴式、节流喷嘴式以及通道结构阻力喷嘴式蒸汽疏水阀的关注增加。这些蒸汽疏水阀被称作流体工学的蒸汽疏水阀，利用了如下这样的性质：与蒸汽相比，水在通过微细的通路时的运动黏度更低，从而水以蒸汽的大约30倍的速度流动。作为代表例，在图1中示出了美国专利第5429150号所记载的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀。从图中可以清楚地看出，在文丘里喷嘴9中，在排泄水入口通路11与排泄水出口通路12之间设置有文丘里管10。当选择了被调整为在对该文丘里管10施加的一定的差压下作为液体的排泄水被排出50％以上的、最佳的孔径的文丘里管10时，文丘里管10被排泄水密封，蒸汽不会流出，仅排出排泄水。这样，节流喷嘴式、文丘里喷嘴式以及通道结构阻力喷嘴式蒸汽疏水阀都形成为具有细孔径的管状的孔而不存在基于流体工学的排水阀那样的可动部的结构，因此与上述现有的具有可动部的蒸汽疏水阀不同，实现了蒸汽泄漏少的连续的排泄水的排出，从而大幅地削减了锅炉的燃料使用量。此外，不具备可动部的构造具有耐久性优异并且能够简单地进行维护和检查的特征。而且，也耐蒸汽锤和耐冻，稳定性和安全性也优异。

因此，许多涉及节流喷嘴式、文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀以及通道结构阻力管式蒸汽疏水阀的改良方案得到了认可。除了上述美国专利第5429150号以外，还有例如日本特开2004-162866号公报、日本特开2004-190827号公报、日本特开2008-309290号公报、美国专利第4745943号、美国专利第5628339号、美国专利第5948128号等。而且，这些蒸汽疏水阀都只是具有如下这样的排水阀功能的结构：仅通过优先排出排泄水而将各个细孔径的管状的孔密封。

然而，如果仅是通过优先排出排泄水而将细孔径的管状的孔密封这样的排水阀功能，则会产生以下这样的问题。例如，在文丘里喷嘴9的情况下，只有在对排泄水入口通路11与排泄水出口通路12之间的文丘里管10施加的差压稳定的情况下，才会发挥准确的排水阀功能，实际上，蒸汽压力变动很大，尤其是在排泄水的量少的情况、或在紧急时的暖气或降温器的高压水喷射器等中排泄水产生量急剧地增减的情况下，仅凭借文丘里管10的固定的细孔径的话无法追随，从而存在蒸汽通过了文丘里管10而没有发挥排水阀功能这样的问题。这浪费了蒸汽，损害当前的蒸汽疏水阀所要求的工厂的高效化、节能化、减少co2等。

此外，例如，像图1的蒸汽输送管7和排泄水排出管8那样，喷嘴式蒸汽疏水阀的蒸汽入口和排泄水出口配置在大致同一轴线上、或者固定在规定的位置处，因此还存在如下这样的问题：需要根据经由热交换器将蒸汽用作加热源的各种各样的工厂或设施等的使用环境来定制生产多种多样的蒸汽疏水阀，从而无法大量生产。这使得在各种各样的工厂或设备等中大量使用的蒸汽疏水阀很难实现生产率的提高和成本的降低。

而且，节流喷嘴、文丘里喷嘴以及通道结构阻力喷嘴的蒸汽疏水阀都存在如下这样的问题：细孔径的管状的孔被从蒸汽输送系统流入的能够穿过筛网那样小的锈或灰尘等堵塞。由此，各喷嘴的更换频率变高，维护检查的负荷变大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5429150号

专利文献2：日本特开2004-162866号公报

专利文献3：日本特开2004-190827号公报

专利文献4：日本特开2008-309290号公报

专利文献5：美国专利第4745943号

专利文献6：美国专利第5628339号

专利文献7：美国专利第5948128号

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明针对上述课题，其目的在于，在具有文丘里喷嘴、节流喷嘴或者通道结构阻力喷嘴的喷嘴式蒸汽疏水阀中，提供能够降低与排泄水入口和排泄水出口之间的差压变动等相伴随的蒸汽浪费的喷嘴式蒸汽疏水阀，并且提供能够应对蒸汽疏水阀的所有使用环境、且能够实现生产率提高和成本降低的喷嘴式蒸汽疏水阀。而且，本发明的目的在于，提供各喷嘴不会被堵塞从而维护检查的负荷小的喷嘴式蒸汽疏水阀。

用于解决课题的手段

为了解决上述现有技术的问题、即蒸汽浪费，本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀是使从蒸汽输送管流入的蒸汽经由文丘里喷嘴、节流喷嘴或者通道结构阻力喷嘴而将排泄水从排泄水排出路径排出的喷嘴式蒸汽疏水阀，其特征在于，在形成有将排泄水排出的细孔径的管状的孔的喷嘴的排泄水排出侧，设置有利用排泄水将该孔密封的喷嘴密封构件。更详细而言，该喷嘴式蒸汽疏水阀的特征在于，形成有排泄水贮存部作为该喷嘴密封构件，其中，该排泄水贮存部具有：喷嘴；和排泄水系统内排出口，其与将排泄水排出到蒸汽疏水阀系统外的排泄水系统外排出口相连，排泄水系统内排水口形成在比喷嘴靠上部的位置处。

此外，为了解决上述现有技术的问题、即应对各种各样的使用环境、生产率提高和成本低减，本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀的特征在于，与蒸汽疏水阀的蒸汽流入侧相连的蒸汽输送路径和与蒸汽疏水阀的排泄水排出侧相连的排泄水排出路径不在同一轴线上。而且，本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀的特征在于，其具有：多个蒸汽输送路径，它们使蒸汽流入蒸汽疏水阀系统中；多个排泄水排出路径，它们将排泄水从排泄水系统外排出口排出到蒸汽疏水阀系统外；以及能够确定上述蒸汽的通路和上述排泄水的通路的构件，其将被选定的上述蒸汽输送路径和被选定的上述排泄水排出路径封闭。例如，能够在从蒸汽输送路径到喷嘴的蒸汽通路、和从排泄水系统外排出口到排泄水排出路径的排泄水通路中具有多个可自由地进行封闭的构件。作为这样的可进行封闭的构件，能够使用例如旋塞、阀、水龙头、插塞、螺纹等，但没有特别限定。

而且，为了减小维护检查的负荷，在本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀中，优选为，在从蒸汽输送路径到喷嘴的蒸汽通路的、喷嘴的排泄水入口附近，形成有使从蒸汽输送路径输送来的蒸汽成为回旋流的回旋流形成构件。

发明效果

根据本发明，在具有节流喷嘴、文丘里喷嘴或者通道结构阻力喷嘴的喷嘴式蒸汽疏水阀中，即使各个细孔径的管状的孔的排泄水入口侧与排泄水出口侧之间的差压发生变动，由于排泄水将细孔径的管状的孔密封，因此蒸汽不会通过细孔径的管状的孔，能够充分发挥排水阀功能。因此，不会浪费蒸汽，能够实现工厂的高效化、节能化、减少co2等。

此外，根据本发明，由于蒸汽疏水阀的蒸汽输送路径与排泄水排出路径不在大致同一轴线上，因此能够应对各种各样的工厂和设施等的使用环境。

而且，本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀具有：多个蒸汽输送路径，它们使蒸汽流入蒸汽疏水阀系统中；多个排泄水排出路径，它们将排泄水从排泄水系统外排出口排出到蒸汽疏水阀系统外；以及将选定的蒸汽输送路径和选定的排泄水排出路径封闭的构件，从而确定上述蒸汽及上述排泄水的通路，因此，能够导入到所有的状况的蒸汽输送系统和排泄水排出系统中，无需根据各种各样的工厂或设施等的使用环境而定制生产多种多样的蒸汽疏水阀，能够实现蒸汽疏水阀的生产率提高和成本降低。

另一方面，本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀具有使回旋流的蒸汽向细孔径的管状的孔喷射的构件，因此能够防止喷嘴被从蒸汽输送路径流入的锈或灰尘等堵塞，从而喷嘴的更换频率降低，能够减小维护检查蒸汽疏水阀的负荷。

附图说明

图1是示出现有的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图。

图2是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀具有利用排泄水对文丘里管进行密封的构件，并且具有卧式过滤器，蒸汽输送管和排泄水排出管不在同一轴线上。

图3是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，在该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀中，具有立式过滤器，不在同一轴线上的蒸汽输送管与排泄水排出管的位置关系为垂直，排泄水系统外排出口i是可变的。

图4是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，在该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀中，具有y型过滤器，不在同一轴线上的蒸汽输送管与排泄水排出管的位置关系为大致45度。

图5是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀具有利用排泄水对文丘里管进行密封的构件，并且具有使蒸汽流入蒸汽疏水阀系统内的多个蒸汽输送管、和将排泄水从排泄水系统外排出口排出到蒸汽疏水阀系统外的多个排泄水排出管，在从蒸汽输送管到喷嘴的蒸汽通路、和从排泄水系统外排出口到排泄水排出管的排泄水通路中具有多个可自由地开闭的旋塞。

图6a是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀具有利用排泄水对文丘里管进行密封的构件，并且在文丘里管的排泄水入口附近的蒸汽通路中形成有能够产生回旋流的回旋流形成通路。

图6b是示出沿着图6a的切断线ii的截面的示意图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边以文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀为代表例对本发明的实施方式进行说明，但也适用于能够进行连续的排水的节流喷嘴式或通道结构阻力喷嘴式的喷嘴式蒸汽疏水阀全体。此外，本发明不限于这些实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更而实施，本发明仅受权利要求书中记载的技术思想限定。

图2是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀具有利用排泄水对文丘里管进行密封的构件，并且具有卧式过滤器，蒸汽输送管和排泄水排出管不在同一轴线上。

本发明的蒸汽疏水阀主体14是通过一般的不锈钢的铸造方法或切削方法等而制作的，从而至少具有过滤器15、文丘里喷嘴20的送入部、排泄水贮存槽22、蒸汽通路25(也包含过滤器15内部的通路，以下相同)、排泄水通路26以及将蒸汽输送管18和排泄水排出管19连接起来的开口部。在该蒸汽疏水阀主体14上，连接有构成蒸汽输送系统的蒸汽输送管18和构成排泄水排出系统的排泄水排出管19，并且安装有文丘里喷嘴20、过滤锈和灰尘的筛网16、以及用于过滤器的维护检查等的排出阀17，利用盖23将排泄水贮存槽密闭，从而本发明的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀发挥功能。

从蒸汽输送管18流入的蒸汽穿过安装于过滤器15的内部的筛网16后进入蒸汽通路25。在文丘里喷嘴20上形成有如下这样的最佳的孔径的文丘里管21：该文丘里管21被调整为，在对作为管状的孔的文丘里管21施加的一定的差压下，作为蒸汽凝结而成的冷凝水的排泄水的50％以上被排出，因此，关于蒸汽通路25的蒸汽，文丘里管21被排泄水封闭，蒸汽不会流出，仅排出排泄水。这里，本发明的排泄水贮存槽22被设置为：在比文丘里喷嘴20靠上部的位置处设置有排出排泄水的排泄水通路26。即，排泄水系统外排出口28比排泄水系统内排出口27高的排泄水贮存槽22成为储存排泄水并利用排泄水将喷嘴密封的喷嘴密封构件。由于利用喷嘴密封构件对文丘里管21进行密封，因此即使文丘里喷嘴20的入口侧与出口侧的差压发生变动，也能够充分发挥排水阀功能，而不会使蒸汽通过文丘里管21。

另外，关于用于固定各部件的连接及安装方法，作为一例，示出了在各个部件上形成螺纹牙24的螺纹式连接，但不限于此。此外，作为构成蒸汽疏水阀的各部件的材质，一般使用不容易劣化的不锈钢，但也可以使用炮铜、黄铜、铸铁等。尤其是，在设备环境恶劣而不得不考虑耐腐蚀性的情况下，优选使用耐腐蚀性优异的奥氏体系不锈钢(例如，sus304、sus316等)或奥氏体-铁素体系不锈钢(例如，sus329j3l、sus329j4l、saf2507、saf2707hd、dp28w等)。但是，也需要考虑加工性和成本来进行选择，sus304、sus316、sus329j3l以及sus329j4l尤其适合。对于这样的各部件的材质，以下相同。

图3是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀具有立式过滤器，不在同一轴线上的蒸汽输送管和排泄水排出管的位置关系为垂直，排泄水系统外排出口i是可变的。基本的构造与图2相同，但是，首先，特征在于，蒸汽输送管18与排泄水排出管19垂直地配置。此外，该文丘里式蒸汽疏水阀的特征在于，除了具有储存排泄水并利用排泄水将喷嘴密封的、作为喷嘴密封构件的排泄水贮存槽22之外，还能够通过使排泄水排出管19变形而自由地控制排泄水系统外排出口i的高度，从而能够使施加于文丘里管21的差压大幅地变化。因此，能够应对各种各样的设施和工厂的运转条件以及自然环境条件。

图4是示出本发明的一个实施方式的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图，其中，该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀具有y型过滤器，不在同一轴线上的蒸汽输送管18与排泄水排出管19的位置关系为大致呈45度。基本的构造与图2相同，但特征在于，蒸汽输送管18与排泄水排出管19呈大致45度地配置，提高了以往的具有y型过滤器的蒸汽疏水阀的配管自由度。

图5是本发明的一个实施方式的能够应对所有使用环境的文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀的截面的示意图。在该文丘里喷嘴式蒸汽疏水阀中，具有排泄水贮存槽22作为利用排泄水来密封文丘里管21的构件，并且具有使蒸汽流入蒸汽疏水阀系统内的多个蒸汽输送管18-1～3、和使排泄水经由排泄水系统外排出口28排出到蒸汽疏水阀系统外的多个排泄水排出管19-1～3，在从蒸汽输送管18-1～3到喷嘴的蒸汽通路25和从排泄水系统外排出口28到排泄水排出管19-1～3的排泄水通路26中，配设有能够自由地开闭的多个三通旋塞29-1～3。另外，排泄水贮存槽22的喷嘴密封构件像图2所说明那样，因此这里省略说明。

更具体而言，蒸汽疏水阀主体14是通过一般的不锈钢的铸造方法而制作的，使得其具有过滤器15、文丘里喷嘴20的送入部、排泄水贮存槽22，并且具有与蒸汽输送管18-1～3连接的三处开口部、使这些开口部与过滤器15连通的蒸汽通路25、与冷凝水排出管19-1～3连接的三处开口部、使这些开口部与排泄水贮存槽连通的排泄水通路26。而且，将三通旋塞29-1～4配设成：使蒸汽输送管18-1～3中的仅任意一个与过滤器贯通，并使排泄水排出管19-1～3中的仅任意一个与排泄水贮存槽22贯通。此外，虽然没在图中记载，但在图5中，也能够容易地实施如下的方法来代替多个开闭自由的旋塞：将插塞插入到不使用的蒸汽通路25和排泄水通路26中而选择蒸汽的入口(与蒸汽输送管连接的开口部)和排泄水的出口(与排泄水排出管连接的开口部)，从而自由地选择蒸汽和排泄水的路径。

这样，本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀能够连接蒸汽输送管18-1～3、排泄水排出管19-1～3，因此能够导入到各种各样的工厂或设施的蒸汽输送路径和排泄水输送路径之间，可以说是能够应对所有使用环境的蒸汽疏水阀。当然，虽然在这里示出了与蒸汽输送管连接的开口部和与排泄水排出管连接的开口部分别设置了三处的情况，但并不特别限定，也无需使与蒸汽输送管连接的开口部和与排泄水排出管连接的开口部的数量一致。

另一方面，在以上的喷嘴式蒸汽疏水阀中，文丘里喷嘴20的文丘里管21的孔径较小，因此存在被从蒸汽输送路径流入的蒸汽所包含的无法用筛网16过滤掉的锈或灰尘堵塞这样的问题。因此，在本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀中，特征在于，在文丘里喷嘴的排泄水入口附近设置回旋流形成构件。

图6a和图6b是如下构造的示意图：在图2所示的本发明的一个实施方式的蒸汽通路25的文丘里喷嘴20的排泄水入口附近，在从蒸汽通路25的中心偏离的位置处设置有供蒸汽通过的回旋流形成通路30。图6a示出了截面，图6b示出了沿图6a的切断线ii切断的平面。通过回旋流形成通路30而使蒸汽成为回旋流或湍流，从而能够防止作为在文丘里喷嘴20中形成的文丘里管21的孔被堵塞的主要原因的、穿过筛网16的锈或灰尘的附着。回旋流形成构件不限于这样的回旋流形成通路30。也可以在蒸汽通路25中形成凹状或螺旋状的槽等以产生回旋流或湍流。

产业上的可利用性

本发明的喷嘴式蒸汽疏水阀是具有以下等特征的蒸汽疏水阀：具有利用排泄水将节流喷嘴、文丘里喷嘴、通道结构阻力喷嘴所具备的细孔径的管状的孔密封的机构；配管的自由度极高；以及不会被从蒸汽输送系统排出的锈或灰尘等堵塞，但是，由于基本上是按照流体工学设计的蒸汽疏水阀，因此，当然能够在具有锅炉等的所有状况下所设置的设备的水蒸汽配管系统中将排泄水排出，从气体流动配管中的凝结液的排出这一观点来看，不限于水蒸汽系统，能够应用于所有的气体配管系统。

标号说明

1：y型过滤器；2：y型过滤器入口；3：y型过滤器出口；4：y型过滤器分支管；5：筛网；6：排出阀；7：蒸汽输送管；8：排泄水排出管；9：文丘里喷嘴；10：文丘里管；11：排泄水入口通路；12：排泄水出口通路；13：螺纹牙；14：蒸汽疏水阀主体；15：过滤器；16：筛网；17：排出阀；18：蒸汽输送管；18-1：蒸汽输送管1；18-2：蒸汽输送管2；18-3：蒸汽输送管3；19：排泄水排出管；19-1：排泄水排出管1；19-2：排泄水排出管2；19-3：排泄水排出管3；20：文丘里喷嘴；21：文丘里管；22：排泄水贮存槽；23：盖；24：螺纹牙；25：蒸汽通路；26：排泄水通路；27：排泄水系统内排出口；28：排泄水系统外排出口；29-1：三通旋塞1；29-2：三通旋塞2；29-3：三通旋塞3；29-4：三通旋塞4；30：回旋流形成通路；i：排泄水系统外排出口；ii：切断线。