機械式スチーム トラップは、蒸気と凝縮水の密度の差を考慮して動作します。大量の凝縮水を連続的に通過させるため、幅広いプロセス用途に適しています。タイプにはフロート式スチームトラップと逆バケット式スチームトラップがあります。
フロート トラップは、蒸気と凝縮水の密度の差を感知して動作します。右の図に示されているトラップ (エアバルブ付きフロート トラップ) の場合、トラップに到達したドレンによりフロートが上昇し、バルブがシートから持ち上がり、収縮が発生します。
最新のトラップは、右の写真に示すように、レギュレーターベントを使用します (レギュレーターベント付きフロートトラップ)。これにより、トラップが凝縮水を処理しながら、最初の空気を通過させることができます。
自動ベントは、凝縮水レベルより上の蒸気領域に配置された、調整器スチーム トラップと同様の平衡圧力ブラダー アセンブリを使用します。
最初の空気が放出されると、従来の動作中に空気または他の非凝縮性ガスが蓄積し、空気/蒸気混合物の温度を下げることによって開くまで、閉じたままになります。
レギュレーターベントにより、冷間始動時の凝縮能力が大幅に向上するという追加の利点が得られます。
以前は、システム内にウォーターハンマーが発生した場合、レギュレーターベントにある程度の脆弱性がありました。ウォーターハンマーが激しい場合はボールが割れる可能性もあります。しかし、最新のフロート トラップでは、通気口はコンパクトで非常に強力なオールステンレス鋼のカプセルにすることができ、ボールに使用されている最新の溶接技術により、フロート全体がウォーター ハンマー状況において非常に強力で信頼性の高いものになっています。
ある点では、フロート サーモスタット トラップは完璧なスチーム トラップに最も近いものです。蒸気圧力がどんなに変化しても、ドレンが発生したら速やかに排出します。
フロート式サーモスタットスチームトラップのメリット
トラップは蒸気温度で凝縮水を継続的に排出します。このため、提供される加熱表面積の熱伝達率が高い用途には最適です。
大きな凝縮水負荷でも軽い凝縮水負荷でも同様に適切に処理し、圧力や流量の広範囲かつ予期せぬ変動の影響を受けません。
自動排気装置が設置されている限り、トラップは自由に空気を排気できます。
そのサイズとしては、それは並外れた能力です。
スチーム ロック リリース バルブを備えたバージョンは、ウォーター ハンマーに耐性のあるあらゆるスチーム ロックに完全に適した唯一のトラップです。
フロート式サーモスタットスチームトラップのデメリット
逆バケット トラップほど影響を受けにくいとはいえ、フロート トラップは激しい位相変化によって損傷する可能性があるため、露出した場所に設置する場合は、本体を遅らせるか、小型の二次調整排水トラップを追加する必要があります。
すべての機械式トラップと同様に、可変圧力範囲にわたって動作するには、まったく異なる内部構造が必要です。より高い差圧で動作するように設計されたトラップは、フロートの浮力のバランスをとるために小さなオリフィスを備えています。トラップが予想よりも高い差圧にさらされると、トラップが閉じて凝縮水を通過できなくなります。
(i) バレルが垂れ下がり、バルブがシートから外れます。凝縮水はバケツの底の下を流れ、バケツを満たし、出口から排出されます。
(ii) 蒸気の到達によりバレルが浮き上がり、バレルが上昇して出口を閉じます。
(iii) バケット内の蒸気が凝縮するか、通気孔を通ってトラップ本体の上部に泡立つまで、トラップは閉じたままになります。その後沈み、弁の大部分が弁座から外れます。蓄積した凝縮水は排出され、サイクルは継続します。
(ii) では、始動時にトラップに到達した空気がバケットの浮力を提供し、バルブを閉じます。バケットベントは、空気をトラップの上部に逃がし、最終的にほとんどのバルブシートを通って排出できるようにするために重要です。トラップは穴が小さく圧力差が小さいため、空気の排出が比較的遅くなります。同時に、空気が浄化された後にトラップが機能するためには、一定量の蒸気を通過させる（したがって無駄にする）必要があります。トラップの外側に平行ベントが設置されているため、起動時間が短縮されます。
逆バケットスチームトラップは高圧に耐えるように作られました。
フローティングサーモスタットスチームベイトのようなもので、ウォーターハンマー条件に非常に耐性があります。
溝に逆止弁を付けて過熱蒸気ラインにも使用できます。
故障モードが開いている場合があるため、タービンの排水など、この機能を必要とするアプリケーションではより安全です。
逆さバケツ型スチームトラップのデメリット
バケット上部の開口部のサイズが小さいため、このトラップは非常にゆっくりとしか空気を排出しません。通常の運転では蒸気が通過する速度が速すぎるため、開口部を大きくすることはできません。
トラップの本体には、バケツの縁の周りにシールとして機能するのに十分な水がなければなりません。トラップの水封が失われると、蒸気は出口バルブから無駄になります。これは、蒸気圧が突然低下する用途でよく発生し、トラップ本体内の凝縮水の一部が蒸気に「フラッシュ」します。バレルは浮力を失って沈み、新鮮な蒸気が水抜き穴を通過できるようになります。十分な量の凝縮水がスチーム トラップに到達した場合にのみ、再び水が密封され、蒸気の無駄が防止されます。
プラントの圧力変動が予想される用途で逆バケット トラップを使用する場合は、トラップの前の入口ラインに逆止弁を取り付ける必要があります。蒸気と水は指示された方向に自由に流れますが、逆止弁がシートに押し付けられているため逆流はできません。
過熱蒸気の高温により、逆さバケットトラップの水密性が失われる可能性があります。このような場合には、トラップの前に逆止弁を設置することが必須であると考えてください。標準として「逆止弁」が組み込まれて製造されている逆バケット トラップはほとんどありません。
逆さバケットトラップを氷点下近くにさらしたままにしておくと、相変化によって損傷する可能性があります。さまざまな種類の機械的トラップと同様、条件がそれほど過酷でなければ、適切な断熱によってこの欠点は克服されます。予想される環境条件がゼロを大幅に下回っている場合、その役割を果たすために慎重に検討する必要がある強力なトラップが多数存在します。メインドレンの場合、サーモスダイナミックトラップが第一の選択肢となります。
フロート トラップと同様に、逆バケット トラップの開口部は最大圧力差に対応できるように設計されています。トラップが予想よりも高い差圧にさらされると、トラップが閉じて凝縮水を通過できなくなります。幅広い圧力に対応できるよう、さまざまなオリフィス サイズをご用意しています。
投稿日時: 2023 年 9 月 1 日
