TRAP STAR - バケット式スチームトラップ（トラップスター）
省エネルギーバケット式スチームトラップ、TRAP STAR（トラップスター）
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バケット式スチームトラップはドレンと蒸気の比重差、つまりドレンの有無で作動するスチームトラップです。この最もシンプルかつ確実な作動原理ゆえに、バケット式スチームトラップが開発されてから100年、他作動形式のスチームトラップが数々開発された現在でも、バケット式スチームトラップは最も耐久性があり、最も信頼性の高い作動原理のスチームトラップと言えます。
そのバケット式スチームトラップの中でも、ヨシタケTRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは開発以来幾度にもわたる改良で辿り着いた独自の構造により、究極の耐久性と信頼性、省エネルギー性を実現しています。
ストレーナが必要ないほどごみ・スケールに強い構造、省エネルギー性の向上も同時に実現する水封構造、可動部の摩耗を極限まで低減した球状バルブ構造・フリーフローティングレバー構造など、その独自の構造は多岐かつ細部にまで及びます。
そして何よりその耐久性、信頼性、省エネルギー性は、100年もの間世界中のスチームユーザー様にご使用いただいている実績により証明されています。
その使用用途は、蒸気輸送管、ヘッダー、トレースから生産装置・機器、さらに高圧・過熱蒸気まで全ての蒸気使用用途に対応します。また、耐食性に優れたステンレス製1800シリーズ、さらにはステンレス製かつメンテナンス時間短縮・費用削減、360°全方向での配管を可能にした2000コネクターシリーズも開発されています。
1911年にバケット式スチームトラップで始まったスチームトラップの歴史は、TRAP STARシリーズバケット式スチームトラップに極まりました。
スチームトラップ内に流入するドレンは配管内の錆などのごみ・スケールを運んできます。そのごみ・スケールがスチームトラップのバルブ部を通過すると、バルブが損傷したり、ゴミ噛みが発生したりして、蒸気漏れや詰りなどの作動不良が発生する可能性があります。
このドレンとともに必ずごみ・スケールが流入するという過酷な環境で使用されるスチームトラップの優れた耐久性能を実現するためには、スチームトラップがごみ・スケールに強い構造であることは必要不可欠です。
逆バケット式スチームトラップはバルブが本体上部に設けられています。ごみ・スケールは本体下部にたまり、バルブを通過しません。本体下部にたまったごみ・スケールは流入するドレンの乱流により微粉状になったのち排出されます。
バルブが本体下部のフロート式スチームトラップやその他作動形式のスチームトラップに比べ、ごみ・スケールに強い構造になっています。
2000シリーズ、1800シリーズのステンレス製逆バケット式スチームトラップをはじめ、ほとんどのTRAP STARシリーズバケット式スチームトラップにストレーナが内蔵されていません。それは、このごみ・スケールに強い構造だからこそ可能になっています。
スチームトラップ流入管ではウォーターハンマーが発生します。
特に、ボイラー立上時の輸送管用スチームトラップの流入管や、バッチ式運転装置用スチームトラップの流入管では多く発生します。
そのため、スチームトラップにはウォーターハンマーに強い構造であることが要求されます。
逆バケット式スチームトラップは、耐圧性に優れた部品で構成されているため、ウォーターハンマーに強い構造になっています。
スチームトラップは、ドレンを排出する機器であり、ドレンを排出する最も大きな目的は、
熱効率の低下防止やウォーターハンマーや腐食による配管・機器の破損を防止することです。
そのスチームトラップがドレンを滞留させることは、スチームトラップとしての最も重要な役割を果たせていないことになります。
逆バケット式スチームトラップは、蒸気とドレンの比重差による確実な作動（メカニカルタイプ）のため、
スチームトラップ一次側の配管・機器のドレン滞留はありません。
サーモスタティックタイプやサーモダイナミックタイプのスチームトラップは作動原理上、スチームトラップ一次側の配管・機器のドレン滞留が避けられません。
逆バケット式スチームトラップは、1911年世界で初めて開発されてからの実績に裏打ちされた最も信頼性の高い作動をするスチームトラップであると言えます。
一般的な逆バケット式スチームトラップは、バルブシートが蒸気に晒されています。
そのため、閉弁時でもわずかな蒸気の漏れが避けられませんでした。
TRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは、独自の構造によりバルブシートが常にドレンにより水封されているため、蒸気ロスはありません。
一般的な逆バケット式スチームトラップのバルブは、ニードル（針）形状のバルブでした。
ニードル形状のバルブは、作動を繰り返すと、同じ箇所でバルブシートと接触することにより、局部摩耗が発生し、シール性の低下や作動不良などの不具合が発生していました。
TRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは、球状バルブを採用しています。
球状バルブはバルブシートに対してどのような角度で接触しても線接触となるので、極めて高いシール性を保つことができます。
また、たとえ摩耗が生じた場合でも、バルブがバルブシートに深く入り込むことによって長期間優れたシール性が維持されます。
一般的な逆バケット式スチームトラップは、バルブとバルブシートを取付けるレバーをピンで固定する固定レバー機構でした。
固定レバー機構は、作動を繰り返すと、ピンやレバーの局部摩耗が発生し、シール性の低下や作動不良などの不具合が発生していました。
TRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは、フリーフローティングレバー機構を採用しています。
固定ピンを使用しないフリーなバルブ取付機構のため、可動部の摩耗はほとんどありません。
球状バルブのため確実に閉弁します。
また、固定レバー機構の場合、支点・力点・作用点のバランスを取るため、一般的にバケットに重りが付属されています。その重りにより作動時にバケットが傾き、スチームトラップ本体内壁と擦れ、摩耗が生じたり、スチームトラップ本体内壁にバケットが引っ掛かり作動不良が発生したりする要因となっていました。
TRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは、フリーフローティングレバー機構のため、バケットに重りをつける必要はなく、バケットは傾かず、スチームトラップ本体内壁に接触することはありません。
一般的な固定レバー構造の逆バケット式スチームトラップは、バケットの浮力によりピンに固定されたバルブがてこの原理でバルブシートに入り込むことにより閉弁します。そのため、バケットの浮力がそのままバルブおよびバルブシートにかかり、バルブ及びバルブシートの摩耗の要因となっていました。
TRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは、フリーフローティングレバー機構、重りのないバケットの採用により、バケットの浮力によりてこの原理でバルブがバルブシートに近づき、最後はドレンの流れでバルブシートに引き付けられることにより閉弁します。そのため、バルブおよびバルブシートへ余分な負荷がかからず、バルブ及びバルブシートの摩耗はほとんどありません。
TRAP STARシリーズ逆バケット式スチームトラップは、バルブ及びバルブシートは共に焼入れされた特殊合金を使用しているため、
高度の耐摩耗性を備えています。
球状バルブ、フリーフローティングレバー、焼入れクロム鋼バルブ・バルブシートの採用により、究極の耐久性と信頼性を実現しています。
蒸気システムの省エネルギーを考える上で、蒸気配管・機器からの放熱エネルギーロスを防ぐことは重要なことです。
省エネルギー機器であるスチームトラップも当然放熱エネルギーロスが少ないことが要求されます。
逆バケット式スチームトラップは、スチームトラップ内の蒸気はバケットの中とふた下部のみです。そのまわりはドレンで満たされ、このドレンにより蒸気を保温しているため、放熱が少ない構造になっています。
一般的にスチームトラップから排出されたドレンは、省エネルギーやコスト削減のため、ドレン集合管やドレンヘッダーに集められ回収されます。
このようなドレン回収管には一般的に複数のスチームトラップが接続されており、個々のスチームトラップの二次側には他のスチームトラップから排出されるドレンの影響で必ず圧力（背圧）がかかります。
漏れや吹放しが発生しているスチームトラップがある場合は、特に背圧がかかります。
逆バケット式スチームトラップは背圧に対する影響を受けにくい作動原理のため、ドレン回収に最適です。背圧許容度の小さいスチームトラップの場合、スチームトラップ単体としては正常にもかかわらず、この背圧により作動できなくなってしまう可能性があります。
ボイラー運転前の蒸気配管には必ず空気が存在します。この空気を排出するためにスチームトラップには必ず空気排出機構が内蔵されています。
この空気排出機構には、一般的にバイメタル・ダイヤフラム・ベローズなどの流体温度により開閉する機構が採用されています。この流体温度により開閉する空気排出機構は、飽和温度より数℃低い温度で閉じる構造のため、飽和温度付近の高温空気が排出できません。つまり、蒸気中に混入した空気を排出することができません。
蒸気中に空気が混入すると、熱効率の低下を招きます。蒸気の全圧における熱量を伝達できず、蒸気と空気の混合比による蒸気の分圧に相当する熱量だけしか伝達できません。
また、空気中の炭酸ガスはドレンに溶解して炭酸を形成し、配管等の炭素鋼を腐食します。また、空気中の酸素はその腐食を増進させます。
逆バケット式スチームトラップは、本体上部のバルブから空気が排出される構造になっています。高温の空気の排出が可能なため、高温空気による熱効率の低下や配管・機器の腐食を防ぐことができます。
2000シリーズスチームトラップは、バルブ・バルブシートを含め接液ステンレス製、1800シリーズスチームトラップは、オールステンレス製です。
一般的なの鋳鉄製のスチームトラップに比べ、耐食性が非常に優れています。
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