特許 7489139 トラップ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-15

(45)【発行日】2024-05-23

(54)【発明の名称】トラップ装置

(51)【国際特許分類】

   F16T 1/22 20060101AFI20240516BHJP

【ＦＩ】

F16T1/22 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023044025

(22)【出願日】2023-03-20

【審査請求日】2023-03-20

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000137889

【氏名又は名称】株式会社ミヤワキ

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】吉川 成雄

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】特公昭５４－０１７９６７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０２２－０５０９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８８３１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１９５４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０１１４２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５１－１１２２３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭４８－０１５６４８（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｔ １／２２

Ｆ１６Ｋ ３１／１８－３１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気を含む流体から復水を排出するトラップ装置であって、
前記流体の流入部、前記復水の流出部、および前記流入部から導入された前記流体を収容する収容室を有するケーシングと、
前記ケーシングの前記収容室に収容され、当該収容室内の前記復水の量に応じて上下動可能なフロートと、
を備え、
前記ケーシングは、前記流出部と前記収容室とを連通する連通路と、当該ケーシングの底壁内面または側壁内面から前記収容室に向けて突出形成された弁座と、前記連通路における前記収容室側の端部であって、前記弁座の先端部で前記収容室に開口する弁孔と、をさらに有し、
前記フロートは、内部に中空部を有するフロート本体部と、前記フロート本体部から下方に向けて突設された弁体部とを有し、
前記弁座における前記弁孔の周囲を囲む面は、前記弁孔の前記開口から所定深さまでの領域において、前記開口から前記弁孔の奥側へと行くのに従って開口面積が漸減するテーパ面で構成されており、
前記弁体部の先端部は、前記弁座における前記テーパ面と平行であって、当該フロートが下降端に位置する状態で前記テーパ面と面接触可能な当接面を有し、
前記ケーシングの前記側壁内面および前記フロート本体部における前記側壁内面に対向する外面の内の一方の面は、他方の面に向けて突出するとともに、上下方向に延びるように形成された線状凸部を有し、
前記ケーシングの前記側壁内面および前記フロート本体部における前記側壁内面に対向する外面の内の他方の面は、前記線状凸部の填まり込みを許容するとともに、上下方向に延びるように形成された案内溝を有する、
トラップ装置。

【請求項2】

前記弁座における前記テーパ面は、前記フロートの下降に際して前記弁座における前記領域への前記弁体部における前記先端部の侵入を許すように形成されている、
請求項１に記載のトラップ装置。

【請求項3】

前記弁体部における前記先端部は、前記先端部から根元部側へと行くのに従って断面径が漸増する円錐台形状に形成されている、
請求項２に記載のトラップ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸気が流通する配管設備から復水を排出するのに用いられるトラップ装置に関し、特にフロートにレバーが連結されていないレバーフリータイプのトラップ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気が流通する配管設備では、当該配管設備から復水（ドレン）を排出するスチームトラップ等のトラップ装置が設けられる。トラップ装置には、ケーシング内に収容されたフロートにレバーが連結されていないレバーフリータイプのものが含まれる（特許文献１等）。従来技術に係るトラップ装置について、図８を用いて説明する。

【0003】

図８に示すように、従来技術に係るトラップ装置９は、ケーシング９０と、フロート９１と、スクリーン９３と、エアベント９４とを備える。ケーシング９０は、フロート９１が矢印Ｃのように上下動可能な収容室９０ａを有する。また、ケーシング９０は、蒸気や復水が流入される流入部９０ｂ、および復水が流出される流出部９０ｃと、収容室９０ａに開口する弁孔９０ｅとを有する。弁孔９０ｅは、ケーシング９０の側壁内面における多分部分から斜め上向きに突出形成されたパイプ状部分（弁座９０ｉ）の先端部で収容室９０ａに開口されている。弁座９０ｉにおける弁孔９０ｅの開口周辺は、フロート９１の外面９１ａに接触する。弁孔９０ｅは、内部連通路９０ｈにより流出部９０ｃに接続されている。さらに、ケーシング９０は、フロート９１が下降端まで下降した際にフロート９１を保持するバルブホルダ９０ｊも有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４００２７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、図８を用いて説明した従来技術に係るトラップ装置９では、製造コストの上昇を抑えながら閉弁時の高いシール性を確保すること、および耐久性を確保することが困難である。即ち、従来技術に係るトラップ装置９では、球形状のフロート９１が採用されているため、弁孔９０ｅの開口を閉弁する際の弁座９０ｉとフロート９１の外面９１ａとの接触が線接触となっている。

【0006】

また、フロート９１における弁座９０ｉとの接触箇所は、フロート９１が下降する際の姿勢によって都度変化する。このため、従来技術に係るトラップ装置９では、フロート９１の外面９１ａのどの部分が弁座９０ｉに当接してもよいように、高い真球度のフロート９１を採用することが必要となり、製造コストの上昇を招いてしまう。

【0007】

また、従来技術に係るトラップ装置９では、上述のようにフロート９１の外面９１ａと弁座９０ｉのバルブシート（弁孔９０ｅの開口周辺部）とが線接触するとともに、当該フロート９１の外面９１ａにおける接触箇所が下降時におけるフロート９１の姿勢によって都度変化するので、フロート９１の外面９１ａが偏摩耗を生じることになる。このため、使用が長期に及んだ場合には、フロート９１の外面９１ａの偏摩耗によって弁孔９０ｅの開口を完全に閉じることができなくなるため、従来技術に係るトラップ装置９では、耐久性という観点からも問題を生じる。

【0008】

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、製造コストの上昇を抑えながら、使用期間の長短にかかわらず閉弁時における高いシール性を確保することができるトラップ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様に係るトラップ装置は、蒸気を含む流体から復水を排出するトラップ装置であって、ケーシングとフロートとを備える。前記ケーシングは、前記流体の流入部、前記復水の流出部、および前記流入部から導入された前記流体を収容する収容室を有する。前記フロートは、前記ケーシングの前記収容室に収容され、当該収容室内の前記復水の量に応じて上下動可能である。

【0010】

本態様に係るトラップ装置において、前記ケーシングは、前記流出部と前記収容室とを連通する連通路と、当該ケーシングの底壁内面または側壁内面から前記収容室に向けて突出形成された弁座と、前記連通路における前記収容室側の端部であって、前記弁座の先端部で前記収容室に開口する弁孔と、をさらに有する。また、前記フロートは、内部に中空部を有するフロート本体部と、前記フロート本体部から下方に向けて突設された弁体部とを有する。

【0011】

本態様に係るトラップ装置において、前記弁座における前記弁孔の周囲を囲む面は、前記弁孔の前記開口から所定深さまでの領域において、前記開口から前記弁孔の奥側へと行くのに従って開口面積が漸減するテーパ面で構成されている。そして、前記弁体部の先端部は、前記弁座における前記テーパ面と平行であって、当該フロートが下降端に位置する状態で前記テーパ面と面接触可能な当接面を有する。
本態様に係るトラップ装置において、前記ケーシングの前記側壁内面および前記フロート本体部における前記側壁内面に対向する外面の内の一方の面は、他方の面に向けて突出するとともに、上下方向に延びるように形成された線状凸部を有する、としてもよい。また、前記ケーシングの前記側壁内面および前記フロート本体部における前記側閉内面に対向する外面の内の他方の面は、前記線状凸部の填まり込みを許容するとともに、上下方向に延びるように形成された案内溝を有する、としてもよい。

【0012】

上記態様に係るトラップ装置では、弁座におけるテーパ面に対してフロートにおける弁体部の当接面が平行であって、フロートが下降端まで下降した状態でテーパ面に面接触可能なように当接面が構成されている。よって、上記態様に係るトラップ装置では、フロートにおける弁体部の当接面と、弁座におけるテーパ面との平行度を確保するだけで閉弁時における高いシール性を確保することができ、従来技術に係るトラップ装置のように全体の高い真球度が必要とされるフロートを備える場合に比べて、製造コストの抑制が可能である。即ち、上記態様に係るトラップ装置では、弁体として機能する部分をフロート本体部とは別の弁体部とすることにより、従来技術のようにフロート自体に弁体としての機能を担わせる場合に比べて、製造コストの抑制が可能である。

【0013】

また、上記態様に係るトラップ装置では、弁座におけるテーパ面とフロートにおける弁体部の当接面との面接触により閉弁されるので、小さな閉弁力Ｐで閉弁時における高いシール性を確保することができる。即ち、閉弁力Ｐ＝シール係数ρ／閉弁面積Ｓの関係で定義されるので、上記の面同士の面接触で閉弁する上記態様に係るトラップ装置では、球形状のフロートの外面と弁座のバルブシート（弁孔における開口周辺部）との線接触で閉弁する従来技術に係るトラップ装置に対して、小さな閉弁力で閉弁時における高いシール性を確保することができる。

【0014】

また、上記態様に係るトラップ装置では、閉弁に際して弁座におけるテーパ面とフロートにおける弁体部の当接面とが面接触するので、弁座におけるテーパ面およびフロートにおける弁体部の当接面のそれぞれに入力される荷重が分散され、弁座におけるテーパ面およびフロートにおける弁体部の当接面の磨滅を小さく抑えることができる。よって、上記態様に係るトラップ装置では、使用期間が長期に及んだ場合にも閉弁時の高いシール性を維持することができる。
上記態様に係るトラップ装置では、ケーシングの側壁内面およびフロート本体部の側面の内の一方が線状凸部を有し、他方が案内溝を有するように構成されている。即ち、上記態様に係るトラップ装置では、案内溝に線状凸部が填まり込み、案内溝に沿って線状凸部が摺動する。よって、上記態様に係るトラップ装置では、フロートの上下動の際にフロートの姿勢の乱れを抑制することができる。これより、上記態様に係るトラップ装置では、フロートが下降端まで下降した状態で、弁座のテーパ面と弁体部の当接面とを確実に面接触させることができ、閉弁時の高いシール性を確保するのに優位である。

【0015】

前記弁座における前記テーパ面は、前記フロートの下降に際して前記弁座における前記領域への前記弁体部における前記先端部の侵入を許すように形成されている、としてもよい。

【0016】

上記態様に係るトラップ装置では、弁座におけるテーパ面がフロートの下降に際して弁座の上記領域（テーパ面で囲まれた領域）への弁体部の先端部の侵入を許すように形成されているので、フロートの下降に際して弁座におけるテーパ面と弁体部の先端部との干渉が避けられる。よって、上記態様に係るトラップ装置では、フロートの上下動に際して弁座におけるテーパ面やフロートにおける弁体部の当接面に傷がついたり磨滅したりするのを抑制することができ。これより、上記態様に係るトラップ装置では、使用期間が長期に及んだ場合にも閉弁時の高いシール性を維持することができる。

【0017】

前記弁体部における前記先端部は、前記先端部から根元部へと行くのに従って断面径が漸増する円錐台形状に形成されている、としてもよい。

【0018】

上記態様に係るトラップ装置では、弁体部における先端部が円錐台形状に形成されているので、上記のような回転体を以って構成された弁座のテーパ面に対して閉弁時に大きな面積で面接触可能となる。よって、上記態様に係るトラップ装置では、使用期間が長期に及んだ場合にも閉弁時の高いシール性を確保するのに優位である。

【発明の効果】

【0021】

上記の各態様に係るトラップ装置では、製造コストの上昇を抑えながら、使用期間の長短にかかわらず閉弁時における高いシール性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態に係るトラップ装置の構成を示す断面図である。

【図2】トラップ装置が備えるフロートの構成を示す下面図である。

【図3】トラップ装置が備えるケーシングの一部を示す断面図である。

【図4】（ａ）は開弁時における弁座と弁体部とを示す断面図であり、（ｂ）は閉弁時における弁座と弁体部とを示す断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るトラップ装置の構成を示す断面図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ線断面を示す断面図である。

【図7】（ａ）は変形例１に係るトラップ装置が備えるフロートの構成を示す側面図であり、（ｂ）は変形例２に係るトラップ装置が備えるフロートの構成を示す側面図である。

【図8】従来技術に係るトラップ装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

【0024】

［第１実施形態］
１．トラップ装置１の全体構成
本発明の第１実施形態に係るトラップ装置１は、蒸気を含む流体から復水を排出するトラップ装置である。トラップ装置１の全体構成について、図１を用いて説明する。

【0025】

図１に示すように、トラップ装置１は、ケーシング１０と、フロート２０と、スクリーン３０と、エアベント４０と、エアベントプラグ５０とを備える。ケーシング１０は、流入部１０ｂと、流出部１０ｃと、収容室１０ａと、ベント室１０ｄと、内部連通路（連通路）１０ｈと、弁座１０ｉとを有する。流入部１０ｂは、蒸気を含む流体が流入する部位であり、Ｘ方向左向きに開口されている。該開口にはスチーム配管等が接続される。流出部１０ｃは、空気や復水が流出する部位であり、Ｘ方向右向きに開口されている。該開口にはドレン配管等が接続される。収容室１０ａは、流入部１０ｂを読織導入された流体（蒸気、復水）が収容される部位であって、流入部１０ｂに連通されている。

【0026】

ベント室１０ｄは、エアベント４０の一部を収容する部位であって、流出部１０ｃと連通されている。ベント室１０ｄは、収容室１０ａの上方に形成されており、上部開口がエアベントプラグ５０で塞がれている。内部連通路１０ｈは、ケーシング１０における側壁内および底壁内の各一部に設けられており、収容室１０ａと流出部１０ｃとを連通する。

【0027】

なお、ケーシング１０は、Ｚ方向上部のボディ１１とＺ方向下部のボトムカバ１２とを気密接合することで構成されている。このため、ボディ１１とボトムカバ１２との接合部分での収容室１０ａおよび内部連通路１０ｈの気密性は確保されている。

【0028】

本実施形態において、弁座１０ｉは、ケーシング１０の側壁内面１０ｇの下端であって、底壁内面１０ｆの側壁側端部から、収容室１０ａに向けて斜め上向きに突設形成されている。弁座１０ｉには、内部連通路１０ｈの収容室１０ａ側の端部であって、弁座１０ｉの先端部で収容室１０ａに開口する弁孔１０ｅが設けられている。弁座１０ｉの詳細な構成については、後述する。

【0029】

フロート２０は、六面体（本実施形態では、一例として正六面体）の外観形状を有するフロート本体部２１と、フロート本体部２１の下面から斜め下方に向けて突設され、根元部でフロート本体部２１の下面２１ｃに接合された軸状の弁体部２２とを有する。フロート２０は、収容室１０ａ内の復水の量に応じて、矢印Ａのように上下動可能に収容室１０ａ内に収容されている。なお、フロート２０の上下動の下降端は、弁体部２２の下側の先端部が弁座１０ｉの上端部に嵌め込まれる位置である。

【0030】

フロート本体部２１は、内部に中空部を有し、上面２１ａ、側面２１ｂ、および下面２１ｃのそれぞれにリブ２１ｒを有する。フロート本体部２１は、Ｚ方向に直交する方向において、側面２１ｂの各リブ２１ｒの外面がケーシング１０の側壁内面１０ｇに対して僅かな隙間を空けて配されている。具体的には、フロート本体部２１の側面２１ｂにおけるリブ２１ｒの外面とケーシング１０の側壁内面１０ｇとの間の隙間は１ｍｍ～１０ｍｍ程度に設定されている。

【0031】

スクリーン３０は、流体の導入経路における流入部１０ｂと収容室１０ａとの間に設けられている。スクリーン３０は、収容室１０ａへのゴミやスケールの侵入を抑制する。エアベント４０は、通気初期の段階などにおいて、収容室１０ａ内などに溜まった空気を流出部１０ｃへと排出する。

【0032】

２．フロート２０における弁体部２２の構成
フロート２０における弁体部２２の構成について、図２を用いて説明する。図２は、フロート２０をＺ方向下方から見た下面図である。

【0033】

図２に示すように、フロート２０の弁体部２２は、根元部がフロート本体部２１の下面２１ｃに接合された軸部２２ａにより構成されている。軸部２２ａは、一例として円柱形状を有し、先端側の端面部２２ｂが軸部２２ａの中心軸に直交する面で構成されている。軸部２２ａは、端面部２２ｂよりも根元部側の一部領域が円錐台形状を有する。即ち、弁体部２２における先端部は、先端部から根元部側へと行くのに従って断面径が漸増するように形成されている。

【0034】

なお、本実施形態では、弁体部２２の軸部２２ａの中心軸とケーシング１０の弁座１０ｉの中心軸とは、フロート２０が下降端まで下降した状態で互いに一直線上にのるように形成されている。

【0035】

３．弁座１０ｉの構成
弁座１０ｉの構成、特に弁孔１０ｅの開口周辺の構成について、図３を用いて説明する。

【0036】

図３に示すように、弁座１０ｉは、弁孔１０ｅがＸ方向およびＺ方向に対して３０°～６０°傾き、Ｙ方向（図３の紙面に直交する方向）に対して直交するように延びるように形成されている。一例として、本実施形態では、弁孔１０ｅの中心軸Ａｘ１がＸ方向およびＺ方向に対して４５°傾き、Ｙ方向に対して直交するように設定されている。そして、弁孔１０ｅにおける収容室１０ａ側の開口１０ｊは、ケーシング１０の底壁内面１０ｆよりもＺ方向上方に位置する。

【0037】

図３の拡大部分に示すように、弁座１０ｉの先端部における開口１０ｊの周囲には、中心軸Ａｘ１に直交する面で構成された開口周辺面１０ｋが設けられている。即ち、開口周辺面１０ｋに沿う仮想線Ｌｎ１を引く場合に、開口周辺面１０ｋは、仮想線Ｌｎ１が中心軸Ａｘ１に対して直交するように設けられている。ただし、開口周辺面１０ｋについては、必須の構成ではない。

【0038】

弁座１０ｉにおける弁孔１０ｅの周囲を囲む面は、中心軸Ａｘ１が延びる方向において、開口１０ｊから所定深さまでの領域で、開口１０ｊから弁孔１０ｅの奥側へと行くのに従って開口面積が漸減するようにテーパ面１０ｌで構成されている。所定深さは、例えば、弁孔１０ｅの内径に対して３０％～４０％程度の範囲（一例として、３５％）である。なお、弁孔１０ｅの内径が長手方向に一様でない場合には、テーパ面１０ｌに最も近い箇所での内径を基準とすることができる。

【0039】

ここで、テーパ面１０ｌは、フロート２０の弁体部２２における当接面２２ｃ（図２を参照。）と平行となるように形成されている。そして、テーパ面１０ｌは、中心軸Ａｘ１に対して角度θ１で傾くとともに、弁孔１０ｅの奥側で中心軸Ａｘ１に交差する母線Ｌｎ２を、中心軸Ａｘ１廻りに回転させて得られる回転面をもって構成されている。

【0040】

なお、上記の角度θ１は、例えば、６５°～８５°の範囲であって、本実施形態では一例として７５°である。

【0041】

また、中心軸Ａｘ１と母線Ｌｎ２との交点から鉛直方向（上下方向）に延びる仮想線Ｌｎ３を引く場合に、中心軸Ａｘ１と仮想線Ｌｎ３とがなす角度θ２は、上記角度θ１よりも小さい。即ち、テーパ面１０ｌは、Ｚ方向上部において、フロート２０が下降してくる際に弁体部２２の軸部２２ａの先端部の通過を許すように形成されている。

【0042】

弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌの面積については、特に限定はないが、大きい方が閉弁力Ｐを小さくすることができるため望ましい。具体的には、弁座１０ｉのシール係数（金属材料の場合は、２．０～３．０程度）をρとし、閉弁面積をＳとするとき、閉弁力Ｐは次の式で表すことができる。
Ｐ＝ρ／Ｓ ・・（１）
上記関係式（１）より、閉弁面積（弁体部２２の当接面２２ｃと弁座１０ｉのテーパ面１０ｌとの接触面積）Ｓが大きいほど閉弁力Ｐを小さくすることができる。このように閉弁力Ｐを小さくすることにより、フロート２０が生み出すある一定の力で閉弁時の高いシール性を確保することができる。

【0043】

４．トラップ装置１における閉弁メカニズム
トラップ装置１における閉弁メカニズムについて、図４を用いて説明する。

【0044】

図４（ａ）に示すように、収容室１０ａ内の復水の量に応じて、フロート２０が下降してくる（矢印Ｂ）。この場合に、弁体部２２についても、フロート本体部２１と一体に下降してくる。弁体部２２の下降に際して、弁座１０ｉのテーパ面１０ｌは、図３を用いて説明したように構成されているので、弁体部２２の軸部２２ａにおける端面部２２ｂがテーパ面１０ｌのＺ方向上部に干渉することなく通過できる。

【0045】

図４（ｂ）に示すように、フロート２０が下降端まで下降した状態では、弁座１０ｉのテーパ面１０ｌと平行に形成された弁体部２２の当接面２２ｃが、テーパ面１０ｌに対して面接触する。これにより、弁孔１０ｅは閉じられ、トラップ装置１は閉弁する。

【0046】

収容室１０ａ内の復水の量が増えてきた場合には、図４（ｂ）に示す状態からフロート２０の浮力によって当該フロート２０が上方へと上昇して、トラップ装置１は開弁する。

【0047】

５．効果
本実施形態に係るトラップ装置１では、弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌに対してフロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃが平行であって、フロート２０が下降端まで下降した状態でテーパ面１０ｌに面接触するように当接面２２ｃが構成されている。よって、トラップ装置１では、フロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃと、弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌとの平行度を確保するだけで閉弁時における高いシール性を確保することができ、従来技術に係るトラップ装置９のように全体の高い真球度が必要とされるフロート９１を備える場合に比べて、製造コストの抑制が可能である。

【0048】

また、本実施形態に係るトラップ装置１では、弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌとフロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃとの面接触により閉弁されるので、上記関係式（１）を用いて説明したように、小さな閉弁力Ｐで閉弁時における高いシール性を確保することができる。

【0049】

また、本実施形態に係るトラップ装置１では、閉弁に際して弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌとフロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃとが面接触するので、弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌおよびフロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃのそれぞれに入力される荷重が分散され、弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌおよびフロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃの磨滅を小さく抑えることができる。よって、トラップ装置１では、使用期間が長期に及んだ場合にも閉弁時の高いシール性を維持することができる。

【0050】

また、本実施形態に係るトラップ装置１では、弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌがフロート２０の上下動に際して弁体部２２の先端部（端面部２０ｂおよび当接面２２ｃが形成された部分）の通過を許すように形成されているので、フロート２０が上下動する際に弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌと弁体部２２の先端部との干渉が避けられる。よって、トラップ装置１では、フロート２０の上下動に際して弁座１０ｉにおけるテーパ面１０ｌやフロート２０における弁体部２２の当接面２２ｃに傷がついたり磨滅したりするのを抑制することができ。これより、トラップ装置１では、使用期間が長期に及んだ場合にも閉弁時の高いシール性を維持することができる。

【0051】

また、本実施形態に係るトラップ装置１では、弁座１０ｉのテーパ面１０ｌが、弁孔１０ｅの中心軸Ａｘ１に対して６５°～８５°（本実施形態では、一例として、７５°）だけ傾いた母線Ｌｎ２を回転させてなる回転面をもって構成されているので、弁座１０ｉのテーパ面１０ｌと弁体部２２の当接面２２ｃとの接触面積を大きくとりながら、互いの面１０ｌ，２２ｃの接触・離間時の互いの干渉を抑制するのに優位である。即ち、弁座１０ｉのテーパ面１０ｌを弁孔１０ｅの中心軸Ａｘ１により平行に近い急峻なテーパ面にしようとする場合には、弁孔１０ｅの奥深くまでの領域で弁体部２２の当接面２２ｃで面接触するようにしなければ、接触面積を確保するのが難しくなる。よって、このような場合には、互いの面１０ｌ，２２ｃの接触・離間時の互いの干渉が生じ易くなると考えられる。これに対して、弁孔１０ｅの中心軸Ａｘ１に対する回転面の角度を６５°～８５°の範囲とすることで、接触面積を大きく確保しながら、弁座１０ｉに対する弁体部２２の先端部の干渉を生じ難くすることができる。

【0052】

なお、閉弁力Ｐは上記関係式（１）で定義されるので、弁孔１０ｅの中心軸Ａｘ１に対する母線Ｌｎ２の傾斜角度が６５°～８５°である回転面をもって構成されるので、広い面積のテーパ面１０ｌを実現することができ、テーパ面１０ｌと当接面２２ｃとの面接触で閉弁するトラップ装置１では、フロート９１の外面９１ａと弁座９０ｉのバルブシート（弁孔の開口周辺）との線接触で閉弁する従来技術に係るトラップ装置９に対して、小さな閉弁力Ｐで閉弁時における高いシール性を確保することができる。

【0053】

また、本実施形態に係るトラップ装置１では、弁体部２２における先端部が円錐台形状に形成されているので、上記のような回転体を以って構成された弁座１０ｉのテーパ面１０ｌに対して閉弁時に大きな面積で面接触可能となる。よって、トラップ装置１では、使用期間が長期に及んだ場合にも閉弁時の高いシール性を確保するのに優位である。

【0054】

また、本実施形態に係るトラップ装置１では、正六面体の外観形状を有するフロート本体部２１を採用するので、同じ容積および同じ肉厚の球形状のフロート（例えば、図８のフロート９１）をフロート本体部として備える場合に比べて、フロート本体部２１の寸法（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各寸法）を小さくすることができる。即ち、球形状のフロート本体部と正六面体形状のフロート本体部２１において、容積が同じであるとし、フロート９１のような球形状のフロート本体部の外径をＤ、フロート本体部２１の一辺の長さ（リブ２１ｒを除く長さ）をＸとするとき、次に関係を満たす。
（４π／３）×（Ｄ／２）^３＝Ｘ^３ ・・（２）
上記関係式（２）より、ＤとＸとの関係は次のようになる。
０．８０６Ｄ＝Ｘ ・・（３）
上記関係式（３）より、球形状のフロート本体部の肉厚とフロート本体部２１の肉厚とが等しいとする場合に、同じ容積の内空間を確保するには、正六面体形状のフロート本体部２１の一辺の長さを球形状のフロート本体部の外径寸法Ｄよりも約２０％小さくできる。よって、トラップ装置１では、フロート本体部２１のサイズを球形状のフロート本体部の外径寸法Ｄよりも小さくでき、これに伴って、ケーシング１０のサイズについても小さくすることができる。

【0055】

以上のように、本実施形態に係るトラップ装置１では、製造コストの上昇を抑えながら、使用期間の長短にかかわらず閉弁時における高いシール性を確保することができる。

【0056】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るトラップ装置２の構成について、図５および図６を用いて説明する。なお、以下では、上記第１実施形態に係るトラップ装置１と同様の構成については、説明を省略するか簡略的に説明する。

【0057】

本実施形態に係るトラップ装置２は、フロート１２０およびケーシング１１０の一部構造が上記第１実施形態との構成上の差異点である。

【0058】

図５に示すように、フロート１２０は、互いに接合されたフロート本体部１２１と弁体部１２２とで構成されている。この内、弁体部１２２は、上記第１実施形態の弁体部２２と同様に、軸部の先端部に当接面１２２ｃを有する。当接面１２２ｃは、ケーシング１１０における弁座１１０ｉのテーパ面１１０ｌと平行であって、図５に示すようにフロート１２０が下降端まで下降した状態でテーパ面１１０ｌに面接触する。これにより、内部連通路１１０ｈの収容室１１０ａ側の部分である弁孔１１０ｅが閉じられる。

【0059】

フロート１２０のフロート本体部１２１は、上記第１実施形態のフロート本体部２１と同様に、六面体（一例として、正六面体）の外観形状を有し、上面１２１ａ、側面１２１ｂ、および下面１２１ｃのそれぞれに複数のリブ１２１ｒを有する。

【0060】

図５および図６に示すように、ケーシング１１０は、収容室１１０ａに面する４面の側壁内面１１０ｇのそれぞれに形成された案内溝１１０ｍを有する。各案内溝１１０ｍは、Ｚ方向に延び、各壁の厚み方向内側に向けて凹入するように設けられている。なお、図５では、３条の案内溝１１０ｍのみを図示している。

【0061】

図５および図６に示すように、フロート本体部１２１の４面の側面１２１ｂのそれぞれには、Ｚ方向に延び、ケーシング１１０の案内溝１１０ｍに填まり込みように突設形成された４条の線状凸部１２１ｄを有する。各線状凸部１２１ｄは、側面１２１ｂに設けられたリブ１２１ｒよりも横断面方向の外側に向けて突出するように形成されている。これより、線状凸部１２１ｄが案内溝１１０ｍに填まり込んだ状態において、側面１２１ｂのリブ１２１ｒはケーシング１１０の側壁内面１１０ｇに対して隙間を空けて配されている。

【0062】

本実施形態に係るトラップ装置２でも、上記第１実施形態に係るトラップ装置１と同様の効果を得ることができる。

【0063】

また、本実施形態に係るトラップ装置２では、ケーシング１１０の側壁内面１１０ｇに案内溝１１０ｍを設け、フロート本体部１２１の側面１２１ｂに線状凸部１２１ｄを設けることにより、図５および図６に示すように案内溝１１０ｍに線状凸部１２１ｄが填まり込み、案内溝１１０ｍに沿って線状凸部１２１ｄが摺動する。よって、トラップ装置２では、フロート１２０の上下動の際に、案内溝１１０ｍと線状凸部１２１ｄとの組み合わせでフロート１２０の案内機構が構成され、フロート１２０の姿勢の乱れを抑制することができる。これより、トラップ装置２では、フロート１２０が下降端まで下降した状態で、弁体部１２２の当接面１２２ｃと弁座１１０ｉのテーパ面１１０ｌとを確実に面接触させることができ、閉弁時の高いシール性を確保することができる。

【0064】

また、フロート本体部１２１では、線状凸部１２１ｄを側面１２１ｂに設けることにより、中空部１２１ｓを有するフロート本体部１２１において、線状凸部１２１ｄがリブとしても機能する。

【0065】

なお、本実施形態では、ケーシング１１０の側壁内面１１０ｇに案内溝１１０ｍを設け、フロート本体部１２１の側面１２１ｂに線状凸部１２１ｄを設けることとしたが、逆に、ケーシングの側壁内面に線状凸部を設け、フロート本体部の側面に案内溝を設けることとしてもよい。

【0066】

［変形例１］
変形例１に係るトラップ装置について、図７（ａ）を用いて説明する。なお、図７（ａ）では、本変形例１に係るトラップ装置と上記第２実施形態に係るトラップ装置２との構成上の差異点であるフロート２２０のみを図示しており、他の構成の図示を省略している。また、以下では、上記第２実施形態との共通部分についての説明を省略する。

【0067】

図７（ａ）に示すように、フロート２２０は、球形状のフロート本体部２２１と、フロート本体部２２１の外面２２１ａの斜め下部に接合された弁体部２２２とを有する。フロート本体部２２１の外面２２１ａには、４条の線状凸部２２１ｄが設けられている。４条の線状凸部２２１ｄのそれぞれは、Ｚ方向に延び、Ｚ方向に直交する方向に突出形成されている。そして、４条の線状凸部２２１ｄのそれぞれは、ケーシングの側壁内面に設けられた案内溝（上記第２実施形態の案内溝１１０ｍに填まり込み、案内溝に沿って線状凸部２２１ｄが摺動する。

【0068】

フロート本体部２２１は、内部に中空部を有する（図示を省略）。弁体部２２２は、上記第１実施形態の弁体部２２と同様に、軸部２２１ａの先端部に端面部２２２ｂおよび当接面２２２ｃを有する。当接面２２２ｃは、ケーシングにおける弁座のテーパ面と平行であって、フロート２２０が下降端まで下降した状態で弁座のテーパ面に面接触可能である。

【0069】

本変形例に係るトラップ装置は、フロート本体部２２１が球形状の外観形状を有する点で上記第２実施形態に係るトラップ装置２と構成上の差異を有するが、上記第２実施形態に係るトラップ装置２と同様の効果を得ることができる。

【0070】

なお、本変形例では、球形状の外観形状を有するフロート本体部２２１を採用するが、従来技術のフロート９１のように高い真球度は求められない。これは、本変形例のフロート本体部２２１は、その外面２２１ａが弁座に直接接するものではないためであり、閉弁時におけるシール性に影響を及ぼすものではないためである。

【0071】

［変形例２］
変形例２に係るトラップ装置について、図７（ｂ）を用いて説明する。なお、図７（ｂ）では、本変形例２に係るトラップ装置と上記第２実施形態に係るトラップ装置２との構成上の差異点であるフロート３２０のみを図示しており、他の構成の図示を省略している。また、以下では、上記第２実施形態との共通部分についての説明を省略する。

【0072】

図７（ｂ）に示すように、フロート３２０は、六面体（一例として、正六面体）の外観形状を有するフロート本体部３２１と、フロート本体部３２１の下面３２１ｃに接合された弁体部３２２とを有する。

【0073】

フロート本体部３２１は、上記第２実施形態のフロート本体部１２１と同様に、六面体（一例として、正六面体）の外観形状を有し、上面３２１ａ、側面３２１ｂ、および下面３２１ｃのそれぞれに複数のリブ３２１ｒを有する。また、４面の側面３２１ｂのそれぞれには、Ｚ方向に延び、各面の法線方向外向きに突出する線状凸部３２１ｄが設けられている。

【0074】

弁体部３２２は、フロート本体部３２１の下面３２１ｃからＺ方向下向きに突設された軸部３２２ａを有する。軸部３２２ａの先端部には、端面部３２２ｂおよび当接面３２２ｃが設けられている。当接面３２２ｃは、ケーシングにおける弁座のテーパ面と平行であって、フロート３２０が下降端まで下降した状態で弁座のテーパ面に面接触可能である。

【0075】

なお、本変形例に係るトラップ装置では、図示を省略しているが、弁座はケーシングの底壁内面からＺ方向上向きに突出するように形成され、弁座のテーパ面が弁体部３２２の当接面３２２ｃと平行となるように形成されている。

【0076】

本変形例に係るトラップ装置は、弁体部３２２における軸部３２２ａの突出方向が上記第２実施形態に係るトラップ装置２と構成上の差異点であるが、上記第２実施形態に係るトラップ装置２と同様の効果を得ることができる。

【0077】

なお、本変形例では、フロート本体部３２１の側面３２１ｂに線状凸部３２１ｄを設けることとしたが、フロート本体部３２１の側面に案内溝を設け、ケーシングの側壁内面に線状凸部を設けることとしてもよい。また、上記第１実施形態のように、フロート本体部３２１の側面３２１ｂに線状凸部や案内溝を必ずしも設けなくてもよい。

【0078】

また、フロート本体部３２１の外観形状については、変形例１のフロート本体部２２１のように球形状とすることもできる。

【0079】

［その他の変形例］
上記第１実施形態、上記第２実施形態、および上記変形例１，２では、スクリーン３０、エアベント４０、およびエアベントプラグ５０を備えるトラップ装置１，２を採用したが、本発明では、スクリーン３０、エアベント４０、およびエアベントプラグ５０は必須の構成ではない。

【0080】

また、上記第１実施形態、上記第２実施形態、および上記変形例２では、上面２１ａ，１２１ａ，３２１ａ、側面２１ｂ，１２１ｂ，３２１ｂ、および下面２１ｃ，１２１ｃ，３２１ｃのそれぞれにＸ字形状をしたリブ２１ｒ，１２１ｒ，３２１ｒを有するフロート本体部２１，１２１，３２１を採用することとしたが、本発明では、リブの形状はＸ字形状に限定されるものではない。例えば、フロート本体部の外面における外辺に沿って延びる直線状のリブや、平面視円形のリブなどを採用することもできる。

【0081】

また、上記第１実施形態、上記第２実施形態、および上記変形例２では、正六面体のフロート本体部２１，１２１，３２１を採用することとしたが、本発明では、Ｚ方向に長い直方体やＺ方向に扁平な直方体など種々の六面体のフロートを採用することができる。また、フロート本体部の外観形状については、六面体や球形状である必要もない。種々の多面体形状や回転体形状のような外観形状を有するフロート本体部を採用することもできる。

【0082】

また、フロート本体部における中空部の下部に錘を収容することで、フロートが下降する際の姿勢の安定を図ることもできる。

【0083】

また、上記第１実施形態、上記第２実施形態、および上記変形例１，２では、フロート本体部２１，１２１，２２１，３２１への弁体部２２，１２２，２２２，３２２の具体的な接合方法については、特に言及しなかったが、種々の方法を採用することができる。例えば、溶接や接着剤を用いた接合方法を採用することができる。

【0084】

また、上記第１実施形態、上記第２実施形態、および上記変形例１，２では、弁孔１０ｅ，１１０ｅの開口１０ｊと流出部１０ｃとを内部連通路１０ｈ，１１０ｈで繋ぐこととしたが、本発明では、必ずしもこれに限定を受けない。例えば、ケーシング１０，１１０の側壁外部に配設されたパイプなどで弁孔の開口と流出部とを繋いでもよい。

【符号の説明】

【0085】

１，２ トラップ装置
１０，１１０ ケーシング
１０ｅ，１１０ｅ 弁孔
１０ｉ，１１０ｉ 弁座
１０ｊ 開口
１０ｋ 開口周辺部
１０ｌ テーパ面
２０，１２０，２２０，３２０ フロート
２１，１２１，２２１，３２１フロート本体部
２２，１２２，２２２，３２２ 弁体部
２２ｃ，１２２ｃ，２２２ｃ，３２２ｃ 当接面
１１０ｍ 案内溝
１２１ｄ，２２１ｄ，３２１ｄ 線状凸部

【要約】

【課題】製造コストの上昇を抑えながら、使用期間の長短にかかわらず閉弁時における高いシール性を確保することができるトラップ装置を提供する。
【解決手段】トラップ装置１は、ケーシング１０とフロート２０とを備える。ケーシング１０は、側壁内面１０ｇの下端から斜め上向きに突出形成された弁座１０ｉを有する。弁座１０ｉにおける弁孔１０ｅの開口から所定深さまでの領域は、弁孔１０ｅの中心軸に対して角度を有する斜面で構成されたテーパ面で弁孔１０ｅの周囲が囲まれている。フロート２０は、正六面体の外観形状を有するフロート本体部２１とフロート本体部２１の下面２１ｃに接合された弁体部２２とを有する。弁体部２２の先端部は、テーパ面と平行であって、フロート２０が下降端まで下降した状態でテーパ面と面接触可能な当接面を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】