JP2852483B2 - 液体圧送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、蒸気配管系で発生した復水を一旦集め、こ
の復水をボイラ―や廃熱利用装置に送る装置として特に
適するものである。

【０００２】

【従来の技術】蒸気配管系で凝縮して発生した復水は、
まだ相当の熱量を有していることが多く、そのためエネ
ルギ―の有効活用のため、液体圧送装置を用いて復水を
回収し、この復水をボイラ―や廃熱利用装置に送って廃
熱を有効利用する復水回収システムが広く普及してい
る。

【０００３】復水回収システムに利用される液体圧送装
置は、復水を一旦密閉容器内に回収し、更に切替え弁を
切り換えて密閉容器内に蒸気等の高圧の作動流体を導入
し、この作動流体の圧力によって密閉容器内の復水を強
制的に排出するものである。そのため液体圧送装置を高
効率で稼働させるためには、密閉容器内にできるだけ多
量の復水を溜め、切替え弁を確実に切り換える必要があ
る。

【０００４】そこで液体圧送装置では、一般にコイルバ
ネを利用したスナップ機構が採用され、切替え弁の切り
換えを確実にすることが行なわれてきた。コイルバネを
利用したスナップ機構を内蔵する液体圧送装置には、例
えば米国特許５１４１４０５号に開示された構成があ
る。

【０００５】図２は従来技術の液体圧送装置のスナップ
機構の正面図である。前記した米国特許５１４１４０５
号に開示された液体圧送装置では、スナップ機構１００
は、フロ―トア―ム１０１、副ア―ム１０２及び圧縮状
態のコイルバネ１０３によって構成される。そしてフロ
―トア―ム１０１は支持部材１０５に対してピン１０６
によって揺動可能に固定され、先端にはフロ―ト１０８
が取り付けられている。

【０００６】副ア―ム１０２はフロ―トア―ム１０１と
同一のピン１０６で一端が支持部材１０５と結合され、
他端はピン１１０でコイルバネ１０３の一端と結合され
ている。副ア―ム１０２の中間部にはピン１０７により
弁軸操作棒１１１が結合されている。この弁軸操作棒１
１１は図３に示す切替え弁１２０に連結されている。即
ち、切替え弁１２０の下部の作動棒１２１が弁軸操作棒
１１１と連結されている。切替え弁１２０は、弁軸操作
棒１１１の上昇により開口する給気弁１２２と閉口する
排気弁１２３とで構成される。給気弁１２２内に球状の
給気弁体１２４を設けると共に排気弁１２３内に平板状
の排気弁体１２５を設けて、作動棒１２１と連設する。

【０００７】また図２におけるコイルバネ１０３の他端
はピン１１２によってフロ―トア―ム１０１と結合され
ている。従来技術の液体圧送装置では、図示しない密閉
容器内に復水が溜まるとフロ―ト１０８が浮上し、この
フロ―ト１０８の浮上に連動してコイルバネ１０３のバ
ネ受け部材１１５側が上方向に移動し、コイルバネ１０
３は圧縮変形する。そしてフロ―ト１０８が更に上昇
し、コイルバネ１０３と副ア―ム１０２が直線状に並
び、なおもフロ―ト１０８が上昇してコイルバネ１０３
と副ア―ム１０２の角度が１８０度を越えると、コイル
バネ１０３は急激に変形を回復し、コイルバネ１０３と
副ア―ム１０２間の連結部（ピン１１０）は下側にスナ
ップ移動する。その結果弁軸操作棒１１１が下側に移動
し、図３に示す切替え弁１２０が急激に切り換えられ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の液体圧送装
置１００は、簡単な構成で比較的効率良く液体の圧送を
行うことができるものであるが、弁軸操作棒１１１を取
り付けるピン１０７が損傷し易いという問題点があっ
た。即ち、従来技術の液体圧送装置１００では、弁軸操
作棒１１１がピン１０６を中心にして回転しながら上下
に移動するために、ピン１０７部には絶えず回転モ―メ
ントが作用して磨耗し易いためである。

【０００９】また、給排気弁１２０は一方の弁が閉弁す
ると他方の弁は開弁する構造であるために、弁軸操作棒
１１１の中心軸上で給排気弁の開閉時の反力を受けるこ
とができず、弁軸操作棒１１１自身にも回転モ―メント
が作用して、その結果ピン１０７と弁軸操作棒１１１と
の接触が均一なものとならず、ピン１０７が部分的に偏
磨耗をして損傷に至るのである。

【００１０】ピン１０７が損傷すると、切替え弁１２０
の切り換えが確実にできなくなり、効率良く液体を圧送
することができなくなるのである。

【００１１】本発明は、従来技術の上記した問題点に注
目し、弁軸操作棒と連動するピンの損傷が少なく、耐久
性が高い液体圧送装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための技術的手段】本発明の特徴は、
密閉容器内にフロ―トとスナップ機構が内蔵され、密閉
容器は作動流体の給排気を切り換える切替え弁と圧送液
体流入口及び圧送液体排出口が設けられ、スナップ機構
は前記切替え弁にリンクされた弁軸操作棒とコイルバネ
を有し、該コイルバネの少なくとも一端はフロ―トと連
動してフロ―トの移動に応じて変形されると共に、フロ
―トが一定の位置を越えた時に、前記コイルバネは急激
に変形を回復し、コイルバネにリンクされた弁軸操作棒
を介して前記切替え弁を切り換える液体圧送装置におい
て、弁軸操作棒の側方に複数のガイドロ―ラを連設し
て、当該弁軸操作棒が上下方向のみに摺動可能とした液
体圧送装置にある。

【００１３】

【作用】本発明の液体圧送装置は、従来公知のそれと同
様にフロ―トの移動に応じてコイルバネがスナップ移動
し、切替え弁が切り換えられて密閉容器内に溜まった液
体を圧送する。そして本発明の液体圧送装置で採用する
弁軸操作棒は、側方に連設した複数のガイドロ―ラによ
り、上下方向に摺動する。従って、弁軸操作棒と連動す
るピンに回転モ―メントが作用することがなく、また切
替え弁の開閉弁時に弁軸操作棒自身に作用する回転モ―
メントは複数のガイドロ―ラによって受けるためにピン
部に偏磨耗を生じることもない。

【００１４】

【実施例】以下さらに本発明の具体的実施例について説
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１において、１は本発明の具体的実施
例の液体圧送装置を示す。本実施例の液体圧送装置１
は、密閉容器２内にフロ―ト３及びスナップ機構５が配
置されたものである。

【００１５】順次説明すると、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。本実施例では密
閉容器２の本体部７は単なる容器であり、本実施例の特
徴的な構成要素は、概ね密閉容器２の蓋部８に設けられ
ている。即ち蓋部８には、４つの開口、具体的には作動
流体導入口１１，作動流体導入口１１と平行に図面の奥
側に形成した作動流体排出口１３，圧送液体流入口１
６，圧送液体排出口１７が設けられている。

【００１６】作動流体導入口１１内には給気弁２０が内
蔵されている。また、この給気弁２０の奥側には図示し
ない排気弁が内蔵され、図３の従来技術として示した切
替え弁１２０と同様の切替え弁１２０が内蔵されてい
る。

【００１７】尚、図１において、２４の番号が付された
部材は、蒸気の偏向板であり、給気弁２０から噴射され
た蒸気が、液体溜空間１０内の復水と直接当接されるこ
とを防ぐための邪魔板として作用するものである。

【００１８】圧送液体流入口１６は蓋部８のほぼ中央に
あり、圧送液体排出口１７は密閉容器２の下部に相当す
る位置に設けられている。

【００１９】フロ―ト３は、フロ―ト軸４３と軸４０を
介してブラケット３２によって支持されており、スナッ
プ機構５は、ブラケット３３によって支持されている。
そしてブラケット３３とブラケット３２は図示しないネ
ジによって結合され密閉容器２の蓋部８に一体的に取り
付けられている。ブラケット３２に設けた軸３８，３９
はそれぞれフロ―ト軸４３の上下限のストッパを兼用し
ている。また軸４０はフロ―ト３の揺動軸を兼ねてい
る。フロ―ト３はフロ―ト軸４３に前記した軸４０が貫
通され、軸４０を中心として上下に揺動する。またフロ
―ト軸４３の他端部にはピン４５が取り付けられてい
る。

【００２０】取り付けブラケット３３には、揺動支点と
なる軸４６と、４本のロ―ラ軸４７が掛け渡されてい
る。ロ―ラ軸４７の外周には、いずれもガイドロ―ラ４
８が空転可能に取り付けられている。

【００２１】スナップ機構５は、レバ―５２，弁軸操作
棒としてのスライダ―５３，コイルバネ５４、雄バネ受
け部材５５、雌バネ受け部材５６からなるものである。
レバ―５２は、軸４６によって一端部が支持され、他端
にはフロ―ト軸４３のピン４５が嵌合している。そのた
めレバ―５２は、フロ―ト３の浮沈に追従し、当該軸４
６を中心として上下に揺動する。

【００２２】弁軸操作棒としてのスライダ―５３は、ロ
―ラ軸４７に取り付けられた複数のガイドロ―ラ４８に
よって側面を挟持されており、上下方向にのみ移動可能
である。一方スライダ―５３の上端は、切替え弁１２０
を連動する連接部３０に結合されている。スライダ―５
３とレバ―５２の間には、雄バネ受け部材５５及び雌バ
ネ受け部材５６を介してコイルバネ５４が取り付けられ
ている。雄バネ受け部材５５と雌バネ受け部材５６に
は、図示はしていないが、それぞれ軸部と軸受け部を設
けて軸芯方向に摺動自在に配置する。コイルバネ５４は
バネ受け部材５５，５６の軸芯に外装する。雄バネ受け
部材５５はピン７５によってレバ―５２の端部に軸支さ
れ、雌バネ受け部材５６はピン７６によってスライダ―
５３のほぼ中央部に軸支されている。従って、コイルバ
ネ５４は、レバ―５２の先端側と、スライダ―５３との
間に回転対偶をもって接続されている。また上記したよ
うにバネ受け部材５５，５６をそれぞれレバ―５２とス
ライダ―５３に接続した状態で、軸芯に外装されたコイ
ルバネ５４は、圧縮状態になっている。

【００２３】フロ―ト軸４３の上部には、圧送液体排出
口１７と液体溜空間１０とを連通遮断するダブル弁６
１，６２を取り付けたダブル弁軸６０の一端を揺動可能
に接続する。ダブル弁６１，６２は、フロ―ト３の上昇
に応じて軸４０を支点にして下方に移動し、液体溜空間
１０と液体排出口１７とを連通すると共に、図１に示す
ようにフロ―ト３が下降すると遮断するものである。

【００２４】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。また圧送液体流入口１６は、外部から液体溜空間１
０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る。一方圧送液体排出口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）を介して廃熱利用装置に接続される。

【００２５】本実施例の液体圧送装置１の液体溜空間１
０内に復水が無い場合は、図１に示す様にフロ―ト３は
底部に位置する。この時のスナップ機構５は、コイルバ
ネ５４とスライダ―５３との結合部（ピン７６）が、コ
イルバネ５４とレバ―５２との結合部（ピン７５）より
も下側にある。従ってコイルバネ５４はその反力によっ
て、スライダ―５３を右斜め下側に向かって押圧してい
る。そのためスライダ―５３はコイルバネ５４の押圧力
の垂直下向きの成分によって、下側に向かって押圧さ
れ、当接部と当接して一定の位置で停止している。連接
部３０はスライダ―５３によって液体溜空間１０側に引
かれており、切替え弁１２０における給気弁２０が閉じ
られ、排気弁が開かれている。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
まる。

【００２６】液体溜空間１０内に溜まった復水によっ
て、フロ―ト３が浮上すると、レバ―５２が軸４６を中
心として反時計回りにゆっくりと回転し、雄バネ受け部
材５５が次第に下に下がると共に、ダブル弁６１，６２
も徐々に開弁する。一方雌バネ受け部材５６側では、ス
ライダ―５３がコイルバネ５４によって最下端に押しつ
けられた状態であるから、雌バネ受け部材５６の位置は
最初の位置のままであって移動はない。

【００２７】レバ―５２の移動に伴い、バネ受け部材５
５，５６の相互の摺動により、ピン７５，７６の間隔が
短くなり、コイルバネ５４はさらに圧縮され、コイルバ
ネ５４には圧縮エネルギ―が蓄積される。さらにフロ―
ト３が浮上すると、上記したレバ―５２の揺動が進行
し、コイルバネ５４が、スライダ―５３に対して垂直状
態になる。そして更に僅かだけフロ―ト３が上昇する
と、レバ―５２とコイルバネ５４との結合部（ピン７
５）が降下し、遂にはレバ―５２とコイルバネ５４との
結合部（ピン７５）がスライダ―５３とコイルバネ５４
との結合部（ピン７６）よりも下側になり、コイルバネ
５４の両端の上下関係が逆転する。するとコイルバネ５
４の押圧力によって、スライダ―５３は上側に押圧され
る。その結果スライダ―５３は上方向に向かってスナッ
プ移動し、スライダ―５３に連結された連接部３０が押
し上げられ、給気弁２０が開口されると共に排気弁が閉
じられる。

【００２８】このスライダ―５３のスナップ移動時にお
いて、ピン７６にはコイルバネ５４のバネ荷重が右斜め
下方向に作用するが、回転モ―メントが作用することは
ない。また、給気弁２０が開弁し排気弁が閉弁すると、
排気弁の中心軸と作動棒１２１即ち弁軸操作棒１１１の
中心軸とが一致しないために、弁軸操作棒１１１にも回
転モ―メントが作用することとなるが、本実施例におい
ては、４個のガイドロ―ラ４８で受け負荷が分散され
る。従って、ピン７６部の磨耗が少なくなり長寿命のス
ナップ機構５とすることができる。

【００２９】本実施例においては、ガイドロ―ラ４８を
スライダ―５３の左右に２個づつの合計４個を用いた例
を示したが、ガイドロ―ラ４８の数は、スライダ―５３
の長さやコイルバネ５４のバネ荷重等に応じて適宜選定
することができる。また、ガイドロ―ラ４８をスライダ
―４８の左右に配置することなく、少なくとも本実施例
においてはスライダ―４８の右側だけに配置することも
できる。

【００３０】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に溜まった復水は、蒸気圧に押されて液
体排出口１７から図示しない逆止弁を介して外部の廃熱
利用装置へ排出される。その結果復水溜空間１０内の水
位が低下し、フロ―ト３が降下する。スナップ機構５
は、先とは全く逆の経路をたどり、レバ―５２が反時計
方向に揺動し、コイルバネ５４とスライダ―５３が再び
直角の位置関係になる。そして前記とは全く逆方向にス
ライダ―５３がスナップ移動する。

【００３１】

【発明の効果】本発明の液体圧送装置では、弁軸操作棒
と連動するピンに回転モ―メントが作用することがな
く、また、給排気の切替え弁の開閉弁時に作用する弁軸
操作棒の回転モ―メントをピンで受けるのではなく複数
のガイドロ―ラで受けるために、偏荷重が分散されるこ
ととなりピン部が偏磨耗を生じることも少なくなる。従
って、本発明の液体圧送装置は、弁軸操作棒と連動する
ピンの損傷が少なく、耐久性が高い優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】従来の液体圧送装置に用いられるスナップ機構
部を示す構成図である。

【図３】従来の液体圧送装置に用いられる切替え弁部の
断面図である。

【符号の説明】

３ フロ―ト ５ スナップ機構 １１ 作動流体導入口 １６ 圧送液体流入口 １７ 圧送液体排出口 ２０ 給気弁 ４８ ガイドロ―ラ ５２ レバ― ５３ スライダ― ５４ コイルバネ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内にフロ―トとスナップ機構が
   内蔵され、密閉容器は作動流体の給排気を切り換える切
   替え弁と圧送液体流入口及び圧送液体排出口が設けら
   れ、スナップ機構は前記切替え弁にリンクされた弁軸操
   作棒とコイルバネを有し、該コイルバネの少なくとも一
   端はフロ―トと連動してフロ―トの移動に応じて変形さ
   れると共に、フロ―トが一定の位置を越えた時に、前記
   コイルバネは急激に変形を回復し、コイルバネにリンク
   された弁軸操作棒を介して前記切替え弁を切り換える液
   体圧送装置において、弁軸操作棒の側方に複数のガイド
   ロ―ラを連設して、当該弁軸操作棒が上下方向のみに摺
   動可能としたことを特徴とする液体圧送装置。