JP2021113601A - 液体圧送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の流入動作を促進させることができる液体圧送装置を提供すること。【解決手段】液体圧送装置１は、液体流入口１４と、液体流入口１４に連通するドレンの貯留空間１３とが設けられたケーシング１０を備え、ドレンが液体流入口１４から流入し貯留空間１３に貯留される流入動作と、蒸気を貯留空間１３に導入し該蒸気の圧力によって貯留空間１３からドレンを圧送する圧送動作とを交互に行う。液体圧送装置１は、貯留空間１３に連通し、流入動作および圧送動作のうち流入動作時に貯留空間１３の蒸気を吸引する吸引口６８を有するエゼクタ６５を備えている。【選択図】図１

Description

本願は、液体圧送装置に関するものである。

例えば特許文献１に開示されているように、蒸気システム等で発生した液体を回収し利用側に圧送する液体圧送装置が知られている。この液体圧送装置は、液体の貯留空間が設けられたケーシングを備えている。液体圧送装置では、液体が流入し貯留空間に貯留される流入動作と、作動気体を貯留空間に導入し該作動気体の圧力によって貯留空間から液体を圧送する圧送動作とが交互に行われる。

特開２０１３−２４５７６１号公報

蒸気システム等では、発生した液体をできるだけ早く回収することが好ましく、そのため、上述した液体圧送装置では、液体の流入動作を促進させたいという要望がある。

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体の流入動作を促進させることができる液体圧送装置を提供することにある。

本願に開示の技術は、液体の流入口と、該流入口に連通する液体の貯留空間とが設けられたケーシングを備え、液体が前記流入口から流入し前記貯留空間に貯留される流入動作と、作動気体を前記貯留空間に導入し該作動気体の圧力によって前記貯留空間から液体を圧送する圧送動作とを交互に行う液体圧送装置である。そして、前記液体圧送装置は、前記貯留空間に連通し、前記流入動作および圧送動作のうち流入動作時に前記貯留空間の前記作動気体を吸引する吸引口を有するエゼクタを備えている。

本願に開示の技術によれば、液体圧送装置において、液体の流入動作を促進させることができる。

図１は、実施形態に係る液体圧送装置を示す概略の構成図である。 図２は、実施形態に係る液体圧送装置のケーシング内を示す断面図である。 図３は、給気弁および排気弁を拡大して示す断面図である。 図４は、その他の実施形態に係る液体圧送装置を示す概略の構成図である。

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態の液体圧送装置１は、例えば蒸気システムに設けられ、蒸気の凝縮によって発生したドレン（復水）を回収してボイラーや廃熱利用装置に圧送するものである。図１に示すように、液体圧送装置１は、密閉容器であるケーシング１０と、エゼクタ６５と、吸引管７５とを備えている。ドレンは、液体の一例である。

ケーシング１０には、液体流入口１４、液体排出口１５、気体導入口１６および気体排出口１７が設けられている。液体流入口１４は、ドレンが流入する液体の流入口であり、液体排出口１５は、ドレンが圧送される液体の排出口である。気体導入口１６は、蒸気が導入される気体の導入口であり、気体排出口１７は、蒸気が排出される気体の排出口である。蒸気は、作動気体の一例であり、蒸気システム内の高圧蒸気が用いられる。

具体的には、図２に示すように、ケーシング１０は、本体部１１と蓋部１２とがボルトによって結合され、内部に貯留空間１３が形成されている。貯留空間１３は、液体流入口１４から流入したドレンが貯留される。液体流入口１４は蓋部１２の上部寄りに設けられ、液体排出口１５は蓋部１２の下部に設けられている。気体導入口１６および気体排出口１７は、何れも蓋部１２の上部に設けられている。液体流入口１４、液体排出口１５、気体導入口１６および気体排出口１７は、何れも貯留空間１３と連通している。

さらに、ケーシング１０内には、給気弁２０および排気弁３０と、弁作動機構４０とが設けられている。

図３にも示すように、給気弁２０は気体導入口１６に設けられ、排気弁３０は気体排出口１７に設けられている。給気弁２０および排気弁３０は、それぞれ気体導入口１６および気体排出口１７を開閉するものである。給気弁２０は、蒸気を気体導入口１６から貯留空間１３に導入し、該蒸気の圧力によって貯留空間１３のドレンを液体排出口１５から排出させる。排気弁３０は、貯留空間１３に導入された蒸気を気体排出口１７から排出させる。

給気弁２０は、弁ケース２１、弁体２２および昇降棒２３を有する。弁ケース２１は軸方向に貫通孔を有し、該貫通孔の上側には弁座２４が形成されている。弁ケース２１の中間部には、貫通孔と外部とが連通する開口２５が形成されている。弁体２２は、球状に形成されており、昇降棒２３の上端に一体的に設けられている。昇降棒２３は、弁ケース２１の貫通孔に上下動可能に挿入されている。

排気弁３０は、弁ケース３１、弁体３２および昇降棒３３を有する。弁ケース３１は軸方向に貫通孔を有し、貫通孔のやや上側には弁座３４が形成されている。弁ケース３１には、貫通孔と外部とが連通する開口３５が形成されている。弁体３２は、略半球状に形成されており、昇降棒３３の上端に一体的に設けられている。昇降棒３３は、弁ケース３１の貫通孔に上下動可能に挿入されている。

給気弁２０は、昇降棒２３が上昇すると弁体２２が弁座２４から離座して気体導入口１６が開放され、昇降棒２３が下降すると弁体２２が弁座２４に着座して気体導入口１６が閉鎖される。排気弁３０は、昇降棒３３が上昇すると弁体３２が弁座３４に着座して気体排出口１７が閉鎖され、昇降棒３３が下降すると弁体３２が弁座３４から離座して気体排出口１７が開放される。

排気弁３０の昇降棒３３の下端には、弁操作棒３６が連結されている。つまり、排気弁３０の昇降棒３３は弁操作棒３６の上下動に伴って上下動する。また、弁操作棒３６には、給気弁２０の昇降棒２３の下方領域まで延びる連設板３７が取り付けられている。給気弁２０の昇降棒２３は、弁操作棒３６が上昇すると連設板３７によって押し上げられて上昇し、弁操作棒３６が下降すると連設板３７も下降するので自重で下降する。

つまり、弁操作棒３６が上昇すると、給気弁２０は開く（開弁する）一方、排気弁３０は閉じる（閉弁する）。また、弁操作棒３６が下降すると、給気弁２０は閉じる（閉弁する）一方、排気弁３０は開く（開弁する）。

弁作動機構４０は、弁操作棒３６を上下動させて給気弁２０および排気弁３０を開弁および閉弁させるものである。弁作動機構４０は、フロート４１およびスナップ機構５０を有する。

フロート４１は、中空球形に形成され、レバー４２が取り付けられている。レバー４２は、ブラケット４４に設けられた軸４３に回転可能に支持されている。レバー４２には、フロート４１側とは反対側の端部に軸４５が設けられている。スナップ機構５０は、フロートアーム５１、副アーム５２、コイルばね５３、２つの受け部材５４，５５を有する。フロートアーム５１は、一端部がブラケット５９に設けられた軸５８に回転可能に支持されている。なお、両ブラケット４４，５９は互いにねじによって結合され蓋部１２に取り付けられている。フロートアーム５１の他端部は、溝５１ａが形成されており、その溝５１ａにレバー４２の軸４５が嵌っている。この構成により、フロートアーム５１はフロート４１の上昇下降に伴い軸５８を中心として揺動する。

また、フロートアーム５１には軸５６が設けられている。副アーム５２は、上端部が軸５８に回転可能に支持され、下端部に軸５７が設けられている。受け部材５４はフロートアーム５１の軸５６に回転可能に支持され、受け部材５５は副アーム５２の軸５７に回転可能に支持されている。両受け部材５４，５５の間には、圧縮状態のコイルばね５３が取り付けられている。また、副アーム５２には軸６１が設けられ、その軸６１に弁操作棒３６の下端部が連結されている。

こうして構成された弁作動機構４０は、フロート４１の上昇下降に伴って変位し、弁操作棒３６を上下動させて給気弁２０および排気弁３０を開閉させる。そして、液体圧送装置１では、給気弁２０および排気弁３０が開閉する、即ち気体導入口１６および気体排出口１７が開閉されることにより、ドレンの流入動作とドレンの圧送動作とが交互に行われる。流入動作および圧送動作の詳細については後述する。

エゼクタ６５は、貯留空間１３に連通し、上述した流入動作および圧送動作のうち流入動作時に貯留空間１３の蒸気を吸引する吸引口６８を有している。

より詳しくは、エゼクタ６５は、ケーシング１０の外部に設けられている。エゼクタ６５は、吸引口６８以外に、流入口６６および流出口６７を有している。エゼクタ６５は、駆動流体として蒸気（作動気体）が流通するように構成されている。つまり、エゼクタ６５は、蒸気が流入口６６から流入して流出口６７から流出することにより、吸引口６８に吸引作用が生じるように構成されている。

エゼクタ６５の吸引口６８は、吸引管７５を介して気体排出口１７に接続されている。つまり、エゼクタ６５の吸引口６８は、吸引管７５および気体排出口１７を通じて貯留空間１３に連通している。

また、図１に示すように、液体流入口１４には、ドレンの流入管７１が接続され、液体排出口１５には、ドレンの圧送管７２が接続される。エゼクタ６５の流入口６６および流出口６７には、蒸気の流通管７３が接続される。流通管７３は、蒸気システム内の高圧蒸気が流れる。気体導入口１６には、エゼクタ６５よりも上流側の流通管７３から分岐した導入管７４が接続される。

〈流入動作〉
流入動作は、ドレンが液体流入口１４から流入し貯留空間１３に貯留される動作である。流入動作時には、気体導入口１６は閉鎖され、気体排出口１７は開放されている。

具体的に、液体圧送装置１では、ドレンが貯留空間１３に溜まっていない場合、フロート４１は貯留空間１３の底部に位置する。この状態において、弁操作棒３６は下降しており、給気弁２０は閉じられ排気弁３０は開いている。そして、蒸気システムでドレンが発生すると、そのドレンは流入管７１を通じて液体流入口１４から流入し貯留空間１３に溜まる。

一方、エゼクタ６５では、流通管７３の蒸気が流入口６６から流出口６７へと流通し、吸引口６８に吸引作用が生じる。そのため、貯留空間１３の蒸気が吸引口６８に吸引され、貯留空間１３が負圧状態になる。つまり、貯留空間１３の蒸気がエゼクタ６５によって強制的に気体排出口１７から排出される。これにより、液体流入口１４からのドレンの流入動作が促進される。なお、気体導入口１６は閉鎖されているので、導入管７４から蒸気は貯留空間１３に導入されない。

貯留空間１３にドレンが溜まっていくに従って、フロート４１は上昇する。また、貯留空間１３では、ドレンが溜まっていくにつれて蒸気が気体排出口１７から排出される。そして、フロート４１が所定高位（通常反転高位）まで上昇すると、スナップ機構５０によって弁操作棒３６が上昇する。そうすると、給気弁２０が開くと共に排気弁３０が閉じる。これにより、流入動作が終了し、圧送動作が開始される。

〈圧送動作〉
圧送動作は、蒸気を貯留空間１３に導入し該蒸気の圧力によって貯留空間１３からドレンを圧送する動作である。圧送動作時には、気体導入口１６は開放され、気体排出口１７は閉鎖されている。

具体的に、給気弁２０が開くと、蒸気システム内の蒸気（高圧蒸気）が気体導入口１６から流入して貯留空間１３の上部（ドレンの上方空間）に導入される。そうすると、貯留空間１３に溜まっているドレンは、導入された蒸気の圧力によって下方へ押されて液体排出口１５から圧送（排出）される。なお、気体排出口１７は閉鎖されているので、貯留空間１３に導入された蒸気は気体排出口１７から排出されない。液体圧送装置１によって圧送されたドレンは、例えばボイラーや廃熱利用装置に供給される。

ドレンの圧送によって貯留空間１３のドレン液位が低下すると、フロート４１は下降する。そして、フロート４１が所定低位（通常反転低位）まで下降すると、スナップ機構５０によって弁操作棒３６が下降する。そうすると、給気弁２０が閉じると共に排気弁３０が開く。これにより、圧送動作が終了し、上述した流入動作が再び開始される。こうして、液体圧送装置１では、ドレンの流入動作とドレンの圧送動作とが交互に行われる。

以上のように、上記実施形態の液体圧送装置１は、液体流入口１４と、液体流入口１４に連通するドレンの貯留空間１３とが設けられたケーシング１０を備え、ドレンが液体流入口１４から流入し貯留空間１３に貯留される流入動作と、作動気体（蒸気）を貯留空間１３に導入し該作動気体の圧力によって貯留空間１３からドレンを圧送する圧送動作とを交互に行う。そして、液体圧送装置１は、貯留空間１３に連通し、流入動作および圧送動作のうち流入動作時に貯留空間１３の作動気体を吸引する吸引口６８を有するエゼクタ６５を備えている。

上記の構成によれば、貯留空間１３の作動気体がエゼクタ６５によって吸引されるので、貯留空間１３を負圧状態にすることができる。そのため、液体流入口１４からのドレンの流入動作を促進させることができる。したがって、蒸気システム内に発生したドレンを速やかに回収することができる。

また、上記実施形態の液体圧送装置１において、エゼクタ６５は、駆動流体として作動気体（蒸気）が流通するように構成されている。この構成によれば、圧送動作時に用いる作動気体を利用しているので、エゼクタ６５の駆動用に別の流体を用意する必要がない。

また、上記実施形態の液体圧送装置１において、ケーシング１０には、貯留空間１３に連通し、流入動作時に貯留空間１３の作動気体（蒸気）が排出される気体排出口１７が設けられている。エゼクタ６５は、ケーシング１０の外部に設けられ、吸引口６８は、気体排出口１７に接続されている。

上記の構成によれば、従来より設けられている気体排出口１７を利用して、エゼクタ６５の吸引口６８と貯留空間１３とを連通させることができる。そのため、液体圧送装置１のコンパクト化を図ることができる。

（その他の実施形態）
なお、本願に開示の技術は、上記実施形態のドレントラップ１について、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態の液体圧送装置１では、エゼクタ６５の吸引口６８を気体排出口１７に接続して貯留空間１３と連通させるようにしたが、これに代えて、図４に示すようにエゼクタ６５の吸引口６８を貯留空間１３と連通させてもよい。

具体的に、この例の液体圧送装置１は、ケーシング１０を内外に貫通する吸引管７７を備えている。吸引管７７は、一端がエゼクタ６５の吸引口６８に接続され、他端が貯留空間１３に開口している。吸引管７７の他端は、貯留空間１３の上部（ドレンの上方空間）に開口している。この例では、流入動作時に、貯留空間１３の作動気体（蒸気）が吸引管７７を介して吸引口６８に吸引される。なお、気体排出口１７には、例えば大気に開口する排気管７６が接続される。この例においても、流入動作時に、貯留空間１３を負圧状態にすることができる。

また、上記実施形態の液体圧送装置１では、エゼクタ６５をケーシング１０の外部に設けるようにしたが、ケーシング１０の内部に設けるようにしてもよい。その場合、エゼクタの流入口および流出口には蒸気の流通管が接続される。エゼクタの吸引口は、吸引管が接続され該吸引管を介して貯留空間１３と連通するようにしてもよいし、直接貯留空間１３に開口するようにしてもよい。

また、上記実施形態の液体圧送装置１では、流通管７３と導入管７４との接続部に流路切換弁を設けるようにしてもよい。流路切換弁は、流入動作時には蒸気がエゼクタ６５側にのみ流れ、圧送動作時には蒸気が導入管７４にのみ流れるように流路を切り換える。

また、上記実施形態の液体圧送装置１では、作動気体として蒸気を用いたが、本願に開示の技術は、その他の気体を用いてもよいことは勿論である。

また、上記実施形態の液体圧送装置１では、圧送する液体をドレンとしたが、本願に開示の技術は、その他の液体を圧送するものでもよい。

本願に開示の技術は、液体圧送装置について有用である。

１ 液体圧送装置
１０ ケーシング
１３ 貯留空間
１４ 液体流入口（液体の流入口）
１７ 気体排出口（気体の排出口）
６５ エゼクタ
６８ 吸引口
７７ 吸引管

Claims (4)

1. 液体の流入口と、該流入口に連通する液体の貯留空間とが設けられたケーシングを備え、液体が前記流入口から流入し前記貯留空間に貯留される流入動作と、作動気体を前記貯留空間に導入し該作動気体の圧力によって前記貯留空間から液体を圧送する圧送動作とを交互に行う液体圧送装置であって、
   前記貯留空間に連通し、前記流入動作および圧送動作のうち流入動作時に前記貯留空間の前記作動気体を吸引する吸引口を有するエゼクタを備えている
   ことを特徴とする液体圧送装置。
2. 請求項１に記載の液体圧送装置において、
   前記エゼクタは、駆動流体として前記作動気体が流通するように構成されている
   ことを特徴とする液体圧送装置。
3. 請求項２に記載の液体圧送装置において、
   前記ケーシングには、前記貯留空間に連通し、前記流入動作時に前記貯留空間の前記作動気体が排出される気体の排出口が設けられており、
   前記エゼクタは、前記ケーシングの外部に設けられ、前記吸引口は、前記排出口に接続されている
   ことを特徴とする液体圧送装置。
4. 請求項２に記載の液体圧送装置において、
   前記ケーシングには、前記貯留空間に連通し、前記流入動作時に前記貯留空間の前記作動気体が排出される気体の排出口が設けられており、
   前記エゼクタは、前記ケーシングの外部に設けられており、
   一端が前記吸引口に接続され、他端が前記貯留空間に開口し、前記貯留空間の前記作動気体が吸引される吸引管を備えている
   ことを特徴とする液体圧送装置。

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