JP2009192013A - 液体圧送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 長期に渡って作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることができる液体圧送装置を提供する。
【解決手段】 スナップ機構5は密閉容器2内に支持された揺動軸35と、フロート3の昇降に応じて揺動軸35の周りに回転するフロートアーム34と、揺動軸35に回転可能に取り付けられ断面円錐状凹部40を有するスナップ回転部材37と、フロートアーム34の軸線上に支持された第1の軸44と、フロートアーム34の軸線上に支持されてフロートアーム34の軸線上を移動する第2の軸47と、第2の軸47に回転可能に取り付けられ断面円錐状凸部50を有する連結部材39と、第1及び第2の軸44,47の間に取り付けられた圧縮コイルバネ38を具備し、スナップ回転部材37の断面円錐状凹部40に連結部材39の断面円錐状凸部50を突き合わせてスナップ回転部材37と連結部材39を連結する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、温水や燃料等の液体を圧送する液体圧送装置に関するものである。本発明の液体圧送装置は、各種蒸気使用装置で発生した復水をボイラーや廃熱利用箇所に送る装置として特に適するものである。
従来の液体圧送装置は、作動流体導入口と作動流体排出口と液体流入口及び液体排出口が設けられた密閉容器内にフロートとスナップ機構が配置され、フロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることにより、密閉容器内に溜った液体を液体排出口から圧送する液体圧送装置において、スナップ機構は、密閉容器内に支持された揺動軸と、フロートの昇降に応じて揺動軸の周りに回転するフロートアームと、揺動軸に回転可能に取り付けられたスナップ回転部材と、揺動軸から離れたフロートアームの軸線上に支持されて揺動軸と平行な第1の軸と、揺動軸及び第1の軸から離れたフロートアームの軸線上に支持されてフロートアームの軸線上を移動し揺動軸と平行な第2の軸と、第1及び第2の軸の間に取り付けられた圧縮コイルバネと、揺動軸から離れたスナップ回転部材に支持されて揺動軸と平行な第3の軸と、第2及び第3の軸の間に回転可能に取り付けられた連結部材を具備するものである。
上記従来の液体圧送装置は、スナップ回転部材と連結部材を連結する第3の軸が損傷し易いために、比較的短期に作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることができなくなるという問題点があった。これは、第3の軸に対してスナップ回転部材の回転力と連結部材の回転力が逆向きに作用するために、第3の軸に大きな捩り力が生じるためである。
特許第3170673号公報
解決しようとする課題は、長期に渡って作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることができる液体圧送装置を提供することである。
本発明は、作動流体導入口と作動流体排出口と液体流入口及び液体排出口が設けられた密閉容器内にフロートとスナップ機構が配置され、フロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることにより、密閉容器内に溜った液体を液体排出口から圧送する液体圧送装置において、スナップ機構は、密閉容器内に支持された揺動軸と、フロートの昇降に応じて揺動軸の周りに回転するフロートアームと、揺動軸に回転可能に取り付けられ断面円錐状凹部を有するスナップ回転部材と、揺動軸から離れたフロートアームの軸線上に支持されて揺動軸と平行な第1の軸と、揺動軸及び第1の軸から離れたフロートアームの軸線上に支持されてフロートアームの軸線上を移動し揺動軸と平行な第2の軸と、第2の軸に回転可能に取り付けられ断面円錐状凸部を有する連結部材と、第1及び第2の軸の間に取り付けられた圧縮コイルバネを具備し、スナップ回転部材の断面円錐状凹部に連結部材の断面円錐状凸部を突き合わせてスナップ回転部材と連結部材を連結したことを特徴とする。
本発明は、スナップ回転部材の断面円錐状凹部に連結部材の断面円錐状凸部を突き合わせてスナップ回転部材と連結部材を連結することにより、長期に渡って作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えて液体を確実に圧送できるという優れた効果を生じる。
本発明の液体圧送装置は、従来技術と同様にフロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることにより、密閉容器内に溜った液体を液体排出口から圧送する。すなわち、フロートの昇降に応じてフロートアームが揺動軸の周りに回転する。このフロートアームの回転に連動して圧縮コイルバネを圧縮変形せしめて、連結部材が回転すると共に第2の軸がフロートアームの軸線方向に移動し、連結部材の断面円錐状凸部とスナップ回転部材の断面円錐状凹部との連結部と第2の軸とを結ぶ線が連結部材の断面円錐状凸部とスナップ回転部材の断面円錐状凹部との連結部と揺動軸とを結ぶ線に近付く。そして、連結部材の断面円錐状凸部とスナップ回転部材の断面円錐状凹部との連結部と第2の軸とを結ぶ線が連結部材の断面円錐状凸部とスナップ回転部材の断面円錐状凹部との連結部と揺動軸とを結ぶ線を越えると、圧縮コイルバネが急激に変形を回復してスナップ回転部材がスナップ回転する。これにより、連結部材の断面円錐状凸部とスナップ回転部材の断面円錐状凹部との連結部が揺動軸と第2の軸とを結ぶ線に対して初期とは反対側に移動し、作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換える。このように、スナップ回転部材の断面円錐状凹部に連結部材の断面円錐状凸部を突き合わせてスナップ回転部材と連結部材を連結することにより、スナップ回転部材と連結部材との連結部で捩り力が生じない。そのため、長期に渡って作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることができることができる。
上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。図1は本発明の具体的実施例の液体圧送装置の断面図である。図2は図1のA−A拡大断面図である。図3は図1のスナップ機構部分の拡大断面図である。図1において、本実施例の液体圧送装置1は密閉容器2内にフロート3と切替え弁4及びスナップ機構5が配されたものである。密閉容器2は本体部7と蓋部8が図示しないネジによって結合され、内部に液体溜空間10が形成されたものである。蓋部8には作動流体導入口11,作動流体排出口13,液体流入口16,液体排出口17が設けられている。
図2に拡大して示すように、作動流体導入口11の内側に給気弁20が取り付けられ、作動流体排出口13の内側に排気弁21が取り付けられている。給気弁20は弁ケース22と弁体23及び昇降棒24によって構成される。弁ケース22は軸方向に貫通孔を有し、貫通孔の上端面は弁座25として機能する。弁ケース22の中間部には前記した貫通孔と外部とを連通する4つの開口26が設けられている。給気弁20の弁ケース22の先端は作動流体導入口11の中にねじ込まれている。弁体23は球状で作動流体導入口11側にあり、昇降棒24の上端が当接することにより開閉される。昇降棒24は弁ケース22の貫通孔を通って密閉容器2側に抜け、下端に連接軸27を介して連接板28に連結されている。排気弁21は弁ケース29と弁体30と昇降棒31によって構成される。弁ケース29は軸方向に貫通孔を有し、該貫通孔の内部に弁座32があり、弁座32の下から昇降棒31の上端に保持固定された弁体30が当接して開閉を行うものである。昇降棒31の下端は連接軸27を介して連接板28に連結されている。給気弁20と排気弁21で切替え弁4が構成され、給気弁20が開くと排気弁21は閉じ、給気弁20が閉じると排気弁21は開く。
フロート3はフロートアーム34と揺動軸35を介してブラケット36によって支持されている。ブラケット36は図示しないネジによって密閉容器2の蓋部8に一体的に取り付けられている。スナップ機構5はフロートアーム34、揺動軸35、スナップ回転部材37、圧縮コイルバネ38、連結部材39、第1の軸44、第2の軸47で構成される。フロートアーム34は平行に対向した2枚の板よりなり、左端にフロート3が固着され、右端部が揺動軸35によって回転可能に支持されている。従って、フロート3は揺動軸35を中心として上下に揺動する。また、揺動軸35にはスナップ回転部材37が回転可能に支持されている。スナップ回転部材37の左側部には断面円錐状凹部40が設けられている。スナップ回転部材37の下部には長孔41が設けられ、長孔41内に揺動軸35と平行なストッパー軸42がブラケット36によって支持されている。ストッパー軸42はスナップ回転部材37の回転範囲を規制する。スナップ回転部材37の右端部には揺動軸35と平行な連結軸43が貫通して取り付けられ、連結軸43に連接板28の下端が連結されている。
フロートアーム34の左側部には揺動軸35と平行な第1の軸44が掛け渡され、第1の軸44に第1のバネ受け部材45が支持されている。フロートアーム34の中央部にはフロートアーム34の軸方向に長孔46が設けられ、長孔46内に揺動軸35と平行な第2の軸47が掛け渡され、第2の軸47に第2のバネ受け部材48が支持されている。第2の軸47には第2のバネ受け部材48の内側に連結部材39が回転可能に支持されている。連結部材39の右側部には断面円錐状凸部50が設けられている。スナップ回転部材37の断面円錐状凹部40に連結部材39の断面円錐状凸部50を突き合わせてスナップ回転部材37と連結部材39を連結する。第1及び第2のバネ受け部材45,48の間にフロートアーム34の軸線方向に圧縮あるいは伸張変形する圧縮状態のコイルバネ38が配置されている。
次に本実施例の液体圧送装置1の作用について、作動流体として蒸気を用いた場合の一連の動作手順を追うことによって説明する。まず液体圧送装置1の外部配管は作動流体導入口11が高圧の蒸気源に接続され、作動流体排出口13は蒸気循環配管に接続される。液体流入口16は外部から液体溜空間10に向かって開く逆止弁(図示せず)を介して蒸気使用装置等の負荷に接続され、液体排出口17は液体溜空間10から外部に向かって開く逆止弁(図示せず)を介してボイラー等の液体圧送先へ接続される。
本実施例の液体圧送装置1の液体溜空間10内に復水が無い場合は、図1に示す様にフロート3は底部に位置する。このとき、スナップ機構5は連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部が揺動軸35と第2の軸47とを結ぶ線の上側に位置しており、連接板28は下がっている。そのため、切替え弁4における給気弁20が閉じられ、排気弁21が開かれている。そして、蒸気使用装置等の負荷内で復水が発生すると、復水は圧送液体流入口16から液体圧送装置1に流下して、液体溜空間10内に溜る。液体溜空間10内に溜った復水によってフロート3が浮上すると、フロートアーム34が揺動軸35を中心に時計回り方向に回転し、このフロートアーム34の回転に連動して圧縮コイルバネ38を圧縮変形せしめて、連結部材39が回転すると共に第2の軸47がフロートアーム34の軸線方向に移動し、連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と第2の軸47とを結ぶ線が連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と揺動軸35とを結ぶ線に近付く。そして、連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と第2の軸47とを結ぶ線が連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と揺動軸35とを結ぶ線を越えると、圧縮コイルバネ38が急激に変形を回復してスナップ回転部材37が反時計回り方向にスナップ回転する。これにより、連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部が揺動軸35と第2の軸47とを結ぶ線に対して初期とは反対側の下側に移動し、給気弁20は作動流体導入口11を開放し、排気弁21は作動流体排出口13を閉じる。
作動流体導入口11が開放されると、密閉容器2内に高圧蒸気が導入され、内部の圧力が上昇し、液体溜空間10に溜った復水は、蒸気圧に押されて圧送液体排出口17から図示しない逆止弁を介して外部のボイラーや廃熱利用装置へ排出される。復水の排出によって復水溜空間10内の水位が低下すると、フロート3が降下して、フロートアーム34が揺動軸35を中心に反時計回り方向に回転し、このフロートアーム34の回転に連動して圧縮コイルバネ38を圧縮変形せしめて、連結部材39が回転すると共に第2の軸47がフロートアーム34の軸線方向に移動し、連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と第2の軸47とを結ぶ線が連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と揺動軸35とを結ぶ線に近付く。そして、連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と第2の軸47とを結ぶ線が連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部と揺動軸35とを結ぶ線を越えると、圧縮コイルバネ38が急激に変形を回復してスナップ回転部材37が時計回り方向にスナップ回転する。これにより、連結部材39の断面円錐状凸部50とスナップ回転部材37の断面円錐状凹部40との連結部が揺動軸35と第2の軸47とを結ぶ線に対して上側に移動し、給気弁20は作動流体導入口11を閉じ、排気弁21は作動流体排出口13を開放する。
本発明の実施例の液体圧送装置の断面図。 図1のA−A拡大断面図。 図1のスナップ機構部分の拡大断面図。
符号の説明
1 液体圧送装置
2 密閉容器
3 フロート
4 切替え弁
5 スナップ機構
10 液体溜空間
11 作動流体導入口
13 作動流体排出口
16 液体流入口
17 液体排出口
20 給気弁
21 排気弁
34 フロートアーム
35 揺動軸
37 スナップ回転部材
38 圧縮コイルバネ
39 連結部材
40 スナップ回転部材の断面円錐状凹部
44 第1の軸
47 第2の軸
50 連結部材の断面円錐状凸部

Claims (1)

  1. 作動流体導入口と作動流体排出口と液体流入口及び液体排出口が設けられた密閉容器内にフロートとスナップ機構が配置され、フロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることにより、密閉容器内に溜った液体を液体排出口から圧送する液体圧送装置において、スナップ機構は、密閉容器内に支持された揺動軸と、フロートの昇降に応じて揺動軸の周りに回転するフロートアームと、揺動軸に回転可能に取り付けられ断面円錐状凹部を有するスナップ回転部材と、揺動軸から離れたフロートアームの軸線上に支持されて揺動軸と平行な第1の軸と、揺動軸及び第1の軸から離れたフロートアームの軸線上に支持されてフロートアームの軸線上を移動し揺動軸と平行な第2の軸と、第2の軸に回転可能に取り付けられ断面円錐状凸部を有する連結部材と、第1及び第2の軸の間に取り付けられた圧縮コイルバネを具備し、スナップ回転部材の断面円錐状凹部に連結部材の断面円錐状凸部を突き合わせてスナップ回転部材と連結部材を連結したことを特徴とする液体圧送装置。
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