スチームトラップの選び方は？

前回の記事では、スチームトラップとは何かについて説明しました。ご存知のとおり、スチームトラップは、蒸気を封じ込めた容器から凝縮水を自動的に排出する自己完結型バルブの一種で、生蒸気を密閉したまま、または必要に応じて、制御または調整された速度で蒸気を流すことができます。スチームトラップには、蒸気、凝縮水、非凝縮性ガスを「識別」して蒸気を防ぎ、水を排出する機能があり、密度差、温度差、相変化に応じて、機械式スチームトラップ、サーモスタット式スチームトラップ、熱動式スチームトラップに分類できます。

機械式蒸気トラップは、凝縮水レベルの変化を利用してフロートボールを上昇（下降）させ、ディスクを開閉させて、凝縮水と蒸気の密度差による蒸気と排出水を防ぎます。過冷却度が小さいため、機械式蒸気トラップは作動圧力と温度変化の影響を受けず、加熱装置は最高の熱伝達効率を実現し、水蒸気が蓄積されません。トラップの最大背圧比は80%で、生産プロセスの加熱装置に最適なトラップです。機械式トラップには、フリーフローティングボールトラップ、フリーハーフフローティングボールトラップ、レバーフローティングボールトラップ、逆バケツ型トラップなどがあります。

フリーフローティングスチームトラップ

フリーフローティング蒸気トラップは、浮力の原理により、浮球が水位とともに凝縮水に応じて上下し、シート穴の開度を自動的に調整して凝縮水を連続排出し、水がボール内に止まると、閉じた位置に戻って排水します。排水バルブのシート穴は常に凝縮水より下にあるため、水封を形成し、水とガスを分離して蒸気が漏れないようにします。

サーモスタット式蒸気トラップ

このタイプの蒸気トラップは、蒸気と凝縮水の温度差によって要素が変形または膨張し、バルブコアを開閉します。サーモスタット式蒸気トラップは過冷却度が大きく、通常は15〜40です。熱エネルギーを使用して、バルブに常に高温の凝縮水があり、蒸気が漏れないようにします。蒸気パイプライン、熱パイプライン、暖房設備、または低温要件のある小型暖房設備に広く使用されており、最も理想的なタイプの蒸気トラップです。サーモスタット式蒸気トラップのタイプには、ダイヤフラム式蒸気トラップ、ベローズ式蒸気トラップ、バイメタルプレート式蒸気トラップなどがあります。

ダイヤフラム式スチームトラップ

ダイヤフラムトラップの主な動作要素は金属ダイヤフラムで、その中には水液体の飽和温度よりも低い蒸発温度が充填されており、一般的にバルブ温度は飽和温度の15℃または30℃よりも低くなっています。ダイヤフラムトラップは応答が敏感で、凍結や過熱に耐性があり、サイズが小さく、取り付けが簡単です。その背圧率は80%以上で、ガスが凝縮せず、耐用年数が長く、メンテナンスが簡単です。

熱蒸気トラップ

熱動力蒸気トラップは相変化原理に基づき、蒸気と凝縮水が流量と体積の変化によって異なる熱量で変化し、弁板に異なる圧力差を生じさせて弁板のスイッチバルブを駆動します。蒸気で駆動し、蒸気の損失が非常に少ないです。構造がシンプルで、防水性に優れているのが特徴です。最大バックは50%で、騒音が大きく、弁板の動作頻度が高く、耐用年数が短いです。熱動力蒸気トラップの種類には、熱力学（ディスク）蒸気トラップ、パルス蒸気トラップ、ホールプレート蒸気トラップなどがあります。

熱力学的（ディスク）スチームトラップ

スチームトラップには、敏感に作動する可動ディスクがあります。蒸気と凝縮水の流量と体積が異なる熱力学的原理に基づいて、バルブプレートの上下に異なる圧力差を生み出し、バルブプレートを駆動してバルブを切り替えます。蒸気の漏れ率は3%で、過冷却度は8℃〜15℃です。装置が起動すると、冷却された凝縮水がパイプラインに現れ、作動圧力によってバルブプレートを押しのけて急速に排出されます。凝縮水が排出されると、次に蒸気が排出されます。蒸気の体積と流量は凝縮水よりも大きいため、バルブプレートは圧力差を生み出し、蒸気流量の吸引により急速に閉じます。バルブプレートが両側の圧力によって閉じられると、その下の応力領域は上部の蒸気圧力からスチームトラップチャンバー内の圧力よりも低くなり、バルブプレートはしっかりと閉じられます。スチームトラップチャンバー内の蒸気が冷却されて凝縮すると、チャンバー内の圧力がなくなります。作動圧力により凝縮水が弁板を押し、排出、循環、断続排水を継続します。