環境事業environment business

凝縮水除去装置スチームトラップ

蒸気の節約で燃料代を削減できると共に、CO2の削減を。

スチームトラップとは

  • 生産工場内にある蒸気ヒーター、熱交換器等、ボイラで造られた蒸気を消費する機器の末端に取り付けてあります。
  • スチームトラップの大きな役目は、機器の性能を発揮し維持する為、内部で生じた凝縮水を蒸気より分離して速やかに排出することです。
    又、ボイラから機器に蒸気を供給する為に配管を使っていますが、内部で発生した凝縮水により、スチームハンマーが起きて、種々の障害になります。それを防止する為に設置されています。
    供給側は高効率のボイラで蒸気の供給をしていますが、整備不良により消費機器側でスチームトラップのメンテナンス不備により不必要に蒸気を排出しているのが現状です。
  • 誰もが関心を持たなかったところで省エネを実現しました。
    スチームロスを削減し、固定費と考えられていたボイラの燃料代を大きく減らすことができました。
  • 既存メーカーのトラップとは違う ベンチュリーノズル方式 という発想で、蒸気と凝縮水を分離し、凝縮水を速やかに排出することができます。

当社スチームトラップについて

  • 当社製品は二段階流動として知られる自然科学の法則の上で作用します。これは蒸気と凝縮物は共に同じノズルを通るために競争するということを意味します。
  • 当社製品が有効に働く理由は、凝縮物は蒸気よりもずっと多く通ることができるからです。これはノズルが圧力により液体を排出するということを意味します。
  • 当社製品はステンレスでできています。
  • そのボディー及びノズル、特殊な保護する濾過器、重要な部品を含む全ての部品は既存の蒸気トラップではあまり使われていない工学技術のノウハウを利用します。

ベンチュリーノズルによるドレン水排水原理

  • 流体（水、気体）は、元々粘性を有しており、その粘性を有した流体が円管の中を通過する時に大きく作用するのが動粘度と言われるもので、水も気体も温度に左右されます。
  • 動粘度が大きくなる程、円管の中を通りにくくなる事となり、100℃の飽和蒸気の方が水の70倍も動粘度が大きく、言い換えれば蒸気の方が水に比べ、70倍も通りにくくなることを表しています。
  • 上記の数値は円管の中を蒸気と水が別々に通過する時に検証されているもので、トラップのベンチュリーノズルに入ってくる状態は水と蒸気が混在しており、水がベンチャーノズルに達すると、蒸気は水に邪魔をされてベンチュリーノズル内の通過は困難となるのです。

既存メーカーのトラップとの比較

原理

ベンチュリーノズルによるドレン水排水原理

流体（水、気体）は、元々粘性を有しており、その粘性を有した流体が円管の中を通過する時に大きく作用するのが動粘度といわれるもので、水も気体も温度に左右されます。
動粘度が大きくなる程、円管の中を通りにくくなる事となり、図に示すように100℃の飽和蒸気では、21.7×10-6、水は0.297×10-6で、飽和蒸気の方が水の約70倍も動粘度が大きく、言い換えれば蒸気のほうが水に比べ、73倍も通りにくくなることを表しています。
上記は円管の内を蒸気と水が別々に通過する時に検証されているもので、トラップのベンチュリーノズル（微細な円管）に入ってくる状態は水と蒸気が混在しており、水がベンチュリーノズルに達すると、蒸気は水に邪魔をされていよいよベンチュリーノズル内の通過は困難となります。

トラップの選定

仕組みとメンテナンス


トラップ性能テスト

当社トラップ設置後

計量結果

国内メーカー製
（ディスク式 SDI 15A）		 当社製
計量時間5分5分
1次側蒸気圧力7Kg/cm37Kg/cm3
当初の水温30.4℃30.4℃
ドレン流入後の水温60.1℃58.9℃
当初の重量9.85Kg8.87Kg
流入後の重量19.90Kg17.19Kg
ドレンの重量10.05Kg8.32Kg
削減率（スチームロス）10.05 - 8.32 / 10.05 = 17.2%
国内メーカー製
（ディスク式 SDI 15A）		 当社製
計量時間5分5分
1次側蒸気圧力7Kg/cm37Kg/cm3
当初の水温30.4℃30.4℃
ドレン流入後の水温63.0℃59.2℃
当初の重量8.34Kg8.60Kg
流入後の重量18.87Kg16.88Kg
ドレンの重量10.53Kg8.28Kg
削減率（スチームロス）10.53 - 8.28 / 10.53 = 21.4%

※２回計量したが、いずれも当社製のドレン水量が、ミヤワキ製に比べ少なく、
１回目が１７．２％、２回目が２１．４％の削減率（スチームロス）となった。

食品工場テストにおけるスチームロス改善の効果予測

  • 既存トラップを当社製に交換後の蒸気量削減効果と 都市ガス削減効果。
  • カップ麺の年間蒸気使用量は、２２．２９４tと推測される。
  • 性能テストによるスチームロスは、１７．２%、２１．４%であり交換前のトラップが劣化している事を考えると、少なくとも２５%の 削減が見込まれる。
  • 年間（２８８日ｘ１２ｈ）６．３２４t（２５．２９４tｘ２５％）の蒸気が削減される。
    １ｋｇ/ｈ 蒸気に使用する都市ガス量は、０．０６６７N㎥/ｈ なので、
    年間都市ガス削減量は、６．３２４ｘ１，０００ｘ０．０６６７=４２１．８１０N㎥
  • 年間都市ガス代は単価６０円/㎥とすると、２５，３０８，６４８円 削減されることになる。

品質管理・品質検査

生産工場内検査

・IQC（Incoming Material Quality Check)
部材の受入れ検査
・IPQC（In-line Production Quality Check)
組立て段階での半製品検査
・FQC（Final Product Quality Check)
完成品の検査を１００％行っております。

最終段階で JIS B８４０１に準じて、水圧 ６０kg/㎠ のテストを行っております。

API３９８（アメリカ石油協会）に基づくテストレポート

実用新案登録証

日本国内における実用新案登録です。
その他の国（韓国・中国他）についてもすでに取得済です。

設置事例

乾燥機 取付後画像

乾燥機 取付後画像

乾燥機 取付後画像

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