JP3273347B2

JP3273347B2 - 液体圧送装置

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Publication number: JP3273347B2
Application number: JP30687194A
Authority: JP
Inventors: 湯本　　秀昭
Original assignee: Tlv Co Ltd
Current assignee: Tlv Co Ltd
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JPH08145290A

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６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、
他端はばね受け部材１１６を介してピン１１０によって
コイルバネ１０３の一端と結合されている。副ア―ム１
０２の中間部にはピン１０７により弁軸操作棒１１１が
連結されている。この弁軸操作棒１１１は図示しない切
替え弁に連結されており、スナップ機構１００は弁軸操
作棒１１１を介して切替え弁とリンクされている。

【０００７】また図６におけるコイルバネ１０３の他端
はばね受け部材１１５を介してピン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１０３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１８
０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、副ア
―ムに連結された弁軸操作棒１１１が下側に移動し、図
示しない切替え弁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、切替え弁を確実に切り
換えるだけの力を得るために、大きな浮力、即ち大きな
フロ―トを必要とする問題があった。これは、従来技術
の液体圧送装置１００では、ピン１０６とピン１１０及
びピン１１２で形成される三角形において、ピン１０６
とピン１１２間の距離がピン１０６とピン１１０間の距
離よりも長く、即ちピン１０６とピン１１２間の距離が
長いものであるために、副ア―ム１０２に伝達するフロ
―トア―ム１０１による浮力の拡大比が小さいためであ
る。またピン１０６とピン１１０間の距離が短いもので
あるために、弁軸操作棒１１１に伝達する副ア―ム１０
２による拡大比も小さいためである。

【０００９】本発明は、従来技術の上記した問題点に注
目し、小さな浮力であっても強力な力で切替え弁を切り
換えることができ、動作が確実な液体圧送装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための技術的手段】本発明の特徴は、
作動流体導入口と作動流体排出口と圧送液体流入口及び
圧送液体排出口を有する密閉容器内にフロ―トと切替え
弁及びスナップ機構が内蔵され、スナップ機構は、密閉
容器内に支持された第１の軸と、前記第１の軸の周りに
回転するフロ―トア―ム及び副ア―ムと、前記第１の軸
から離れた点において前記フロ―トア―ムに支持されて
前記第１の軸と平行な第２の軸と、前記第１の軸から離
れた点において前記副ア―ムに支持されて前記第１の軸
と平行な第３の軸と、前記第２及び第３の軸の間に取り
付けられて両取り付け部が回転可能である圧縮コイルバ
ネを有し、前記フロ―トが前記フロ―トア―ムに連結さ
れ、前記切替え弁が弁軸操作棒を介して前記副ア―ムに
連結された液体圧送装置において、前記第１の軸と前記
第３の軸間の距離を前記第１の軸と前記第２の軸間の距
離よりも長くした液体圧送装置にある。

【００１１】

【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。即ち、密閉容器内に復水が溜まるとフロ
―トが浮上し、このフロ―トの浮上に連動してフロ―ト
ア―ムが第１の軸の周りに回転して、フロ―トア―ムと
コイルバネの連結部である第２の軸側が第１の軸と第３
の軸を結ぶ線に近付く方向に移動し、コイルバネは圧縮
変形する。そしてフロ―トが更に上昇し、第２の軸が第
１の軸と第３の軸を結ぶ線上に並び、なおもフロ―トが
上昇して第２の軸が第１の軸と第３の軸を結ぶ線を越え
ると、コイルバネは急激に変形を回復し、コイルバネと
副ア―ム間の連結部である第３の軸が、第１の軸と第２
の軸を結ぶ線に対して初期とは反対側にスナップ移動す
る。その結果、弁軸操作棒が移動し、切替え弁が急激に
切り換えられる。

【００１２】そして本発明の液体圧送装置で採用するス
ナップ機構は、第１の軸と第３の軸間の距離を第１の軸
と第２の軸間の距離よりも長くしたものであるので、即
ち、第１の軸と第２の軸及び第３の軸で形成される三角
形において、第１の軸と第２の軸間の距離が短く、第１
の軸と第３の軸間の距離が長いものであるので、副ア―
ムに伝達するフロ―トア―ムによる浮力の拡大比が大き
くなり、また弁軸操作棒に伝達する副ア―ムによる拡大
比も大きくなる。従って、小さな浮力、即ち小さなフロ
―トを用いたものであっても強力な力で切替え弁を切り
換えることができる。

【００１３】

【実施例】以下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２は、図１のスナップ機構の拡大断面図で
ある。図３は、図２のＡ−Ａ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
―ト３、切替え弁４、スナップ機構５及び弁手段６が配
置されたものである。

【００１４】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，作動流体排出口１３，圧送液体流入口
１６，圧送液体排出口１７が設けられている。

【００１５】作動流体導入口１１の内側、言い換えると
密閉容器２内部側の位置に給気弁２０が取り付けられて
おり、作動流体排出口１３の内側には排気弁２１が取り
付けられている。ここで給気弁２０は、弁ケ―ス２２と
弁体２３及び昇降棒２４によって構成される。弁ケ―ス
２２は軸方向に貫通孔を有し、該貫通孔の上端面は弁座
２５として機能する。弁ケ―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。弁体２３は、半球状であり、昇降棒２４の先
端に一体的に取り付けられている。

【００１６】本実施例の液体圧送装置１では、給気弁２
０の弁ケ―ス２２の先端が、作動流体導入口１１の中に
ねじ込まれている。そして弁体２３は作動流体導入口１
１側にあり、昇降棒２４は弁ケ―ス２２の貫通孔を通っ
て密閉容器２側に抜け、連設板２７に当接するようにな
っている。連設板２７は、弁軸操作棒２８に連結されて
いる。さらに弁軸操作棒２８はスナップ機構５と連結さ
れている。

【００１７】排気弁２１は、弁ケ―ス２９と弁体３０と
昇降棒３１によって構成される。弁ケ―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の先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。尚、弁軸操作棒
２８と昇降棒３１とはピン３３で連結されている。給気
弁２０と排気弁２１とで切替え弁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。

【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、レバ―３４及び軸３５を介
してブラケット３６によって支持されており、スナップ
機構５は、第１の軸３７を介してブラケット３８によっ
て支持されている。そしてブラケット３６とブラケット
３８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。レバ―３４は、図
３の様に板を「Ｕ」字状に曲げ加工して作られたもので
あり、２枚の板が平行に対向している。そしてレバ―３
４の曲げ加工された部分にフロ―ト３が結合されてい
る。またレバ―３４の他端部には軸４０が取り付けられ
ている。

【００２０】ブラケット３６は上から見ると、図３の様
に「Ｌ」字状をした２枚の板よりなり、軸４１，４２及
び前記した軸３５が掛け渡されて連結されたものであ
る。軸３５はフロ―ト３の揺動軸を兼ねている。フロ―
ト３は軸３５を中心として上下に揺動する。また軸４
１，４２はそれぞれフロ―ト３の上下限のストッパを兼
用している。一方ブラケット３８も同様に、「Ｌ」字状
をした２枚の板よりなり、軸４３及び前記した第１の軸
３７が掛け渡されて連結されたものである。軸４３は下
記の副ア―ム５２のストッパ―を兼ねている。

【００２１】スナップ機構５は、フロ―トア―ム５１、
副ア―ム５２、圧縮状態のコイルバネ５４、バネ受け部
材５５及びバネ受け部材５６からなるものである。フロ
―トア―ム５１は、図３の様に平行に対向した２枚の板
よりなり、２枚の板の左端部には、溝５７が設けられて
いる。フロ―トア―ム５１は前記した第１の軸３７によ
って右端部が回転可能に支持されている。またフロ―ト
ア―ム５１の溝５７には前記したレバ―３４の軸４０が
嵌合している。そのためフロ―トア―ム５１は、フロ―
ト３の浮沈に追従し、第１の軸３７を中心として上下に
揺動する。

【００２２】フロ―トア―ム５１の右端部は下方に脹
れ、その下端部には、前記した第１の軸３７と平行な第
２の軸５８が掛け渡され、バネ受け部材５５が第２の軸
５８によって回転可能に支持されている。また、前記し
た第１の軸３７に副ア―ム５２の上端部が回転可能に支
持されている。副ア―ム５２は、図３の様に平行に対向
した２枚の板よりなり、夫々の板は逆「Ｌ」字状をして
いる。副ア―ム５２の下端部には、前記した第１及び第
２の軸３７，５８と平行な第３の軸５９が掛け渡され、
バネ受け部材５６が第３の軸５９によって回転可能に支
持されている。そして両バネ受け部材５５，５６の間に
圧縮状態のコイルバネ５４が取り付けられている。また
副ア―ム５２の上左端部に軸６０が掛け渡され、弁軸操
作棒２８の下端が連結されている。フロ―トア―ム５１
には、軸６０の動きを妨げないように、窓８１が開けら
れている。

【００２３】圧送液体排出口１７の液体溜空間１０側に
は、複座弁である弁手段６が設けられている。弁手段６
は、上下弁ケ―ス６１，６２と上下弁体６３，６４及び
排水弁軸７１とからなるものである。上弁ケ―ス６１と
下弁ケ―ス６２は図示しないネジによって固着され、上
弁ケ―ス６１が図示しないネジによって蓋部８に固着さ
れている。上弁ケ―ス６１には上弁座６６が形成され、
下弁ケ―ス６２には下弁座６７が形成されている。上弁
体６３に連結棒６５がねじ結合され、ナット６８で緩み
止めされている。上弁体６３の下部軸部に下弁体６４
が、連結管６９で一定間隔隔てられて、ねじ結合されて
いる。

【００２４】連結棒６５の上端は軸７０によって揺動可
能に排水弁軸７１に連結され、さらに排水弁軸７１の上
端は、フロ―トア―ム５１に軸７２によって揺動可能に
連結されている。上下弁体６３，６４は、フロ―ト３の
上昇に応じて下方に移動し、液体溜空間１０と圧送液体
排出口１７とを連通すると共に、フロ―トの降下に応じ
て上方に移動し、図１に示す様に液体溜空間１０と圧送
液体排出口１７とを遮断するものである。

【００２５】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）を介してボイラ―等の液体圧送先へ接続され
る。

【００２６】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。このとき、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。また弁手
段６が閉じられている。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。

【００２７】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―３４が軸３５を中心に
時計回り方向に回転し、排水弁軸７１との連結部である
軸７２が下方に移動し、排水弁軸７１及び連結棒６５を
介して上下弁体６３，６４が下方に移動し、弁手段６２
が開弁する。

【００２８】一方スナップ機構５側では、レバ―３４の
回転による軸４０の下方への移動に連動して、フロ―ト
ア―ム５１が第１の軸３７を中心に反時計回り方向に回
転し、コイルバネ５４との連結部である第２の軸５８が
右方に移動して第１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ線に
近付き、コイルバネ５４は圧縮変形する。そしてフロ―
ト３が更に上昇し、第２の軸５８が第１の軸３７と第３
の軸５９を結ぶ線上に並び、なおもフロ―ト３が上昇し
て第２の軸５８が第１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ線
よりも右方に移動すると、コイルバネ５４は急激に変形
を回復し、副ア―ム５２が時計回り方向に回転して第３
の軸５９が左方にスナップ移動する。その結果、副ア―
ム５２の軸６０に連結された弁軸操作棒２８が上側に移
動し、給気弁２０が開口されると共に排気弁２１が閉じ
られる。

【００２９】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―や廃熱利用装置へ排出される。

【００３０】復水を排出した結果復水溜空間１０内の水
位が低下し、フロ―ト３が降下する。すると、レバ―３
４が軸３５を中心に反時計回り方向に回転し、排水弁軸
７１との連結部である軸７２が上方に移動し、先とは全
く逆の経路をたどり、弁手段６２が閉弁する。

【００３１】一方スナップ機構５側では、レバ―３４の
回転による軸４０の上方への移動に連動して、フロ―ト
ア―ム５１が第１の軸３７を中心に時計回り方向に回転
し、コイルバネ５４との連結部である第２の軸５８が左
方に移動して第１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ線に近
付き、コイルバネ５４は圧縮変形する。そしてフロ―ト
３が更に降下し、第２の軸５８が第１の軸３７と第３の
軸５９を結ぶ線上に並び、なおもフロ―ト３が降下して
第２の軸５８が第１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ線よ
りも左方に移動すると、コイルバネ５４は急激に変形を
回復し、副ア―ム５２が反時計回り方向に回転して第３
の軸５９が右方にスナップ移動する。その結果、副ア―
ム５２の軸６０に連結された弁軸操作棒２８が下側に移
動し、給気弁２０が閉じ、排気弁２１が開口する。

【００３２】以上の実施例では、フロ―ト３は、レバ―
３４を介してフロ―トア―ム５１に連結した。次にフロ
―ト３を直接フロ―トア―ムに連結する構成について説
明する。尚、以下に述べる実施例では、先の実施例と同
一の作用を行う部材に付いては同一の番号を付し、重複
説明を避けることとする。

【００３３】図４は本発明の具体的実施例の液体圧送装
置で採用するスナップ機構の図２と同様な拡大断面図で
ある。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。

【００３４】フロ―ト３は、フロ―トア―ム５１及び第
１の軸３７を介してブラケット３６によって支持されて
おり、スナップ機構５は、前記した第１の軸３７を介し
てブラケット３６によって支持されている。そしてブラ
ケット３６は密閉容器の蓋部に一体的に取り付けられて
いる。ブラケット３６は上から見ると、図５の様に
「Ｌ」字状をした２枚の板よりなり、軸４３及び前記し
た第１の軸３７が掛け渡されて連結されたものである。
軸４３は下記の副ア―ム５２のストッパ―を兼ねてい
る。

【００３５】スナップ機構５は、フロ―トア―ム５１、
副ア―ム５２、圧縮状態のコイルバネ５４、バネ受け部
材５５及びバネ受け部材５６からなるものである。フロ
―トア―ム５１は、図５の様に板を「Ｕ」字状に曲げ加
工して作られたものであり、２枚の板が平行に対向して
いる。そしてフロ―トア―ム５１の曲げ加工された部分
にフロ―ト３が結合されている。フロ―ト３は前記した
第１の軸３７を中心として上下に揺動する。

【００３６】フロ―トア―ム５１の右端部は右下方に脹
れ、その右端部には、前記した第１の軸３７と平行な第
２の軸５８が掛け渡され、バネ受け部材５５が第２の軸
５８によって回転可能に支持されている。また、前記し
た第１の軸３７に副ア―ム５２の上端部が回転可能に支
持されている。副ア―ム５２は、図５の様に平行した２
枚の板よりなり、夫々の板は逆「Ｌ」字状をしている。
副ア―ム５２の下端部には、前記した第１及び第２の軸
３７，５８と平行な第３の軸５９が掛け渡され、バネ受
け部材５６が第３の軸５９によって回転可能に支持され
ている。そして両バネ受け部材５５，５６の間に圧縮状
態のコイルバネ５４が取り付けられている。また副ア―
ム５２の上中間部に軸６０が掛け渡され、弁軸操作棒２
８の下端が連結されている。

【００３７】本実施例のスナップ機構５の動作を説明す
る。フロ―ト３が浮上すると、フロ―トア―ム５１が第
１の軸３７を中心に時計回り方向に回転し、コイルバネ
５４との連結部である第２の軸５８が左方に移動して第
１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ線に近付き、コイルバ
ネ５４は圧縮変形する。そしてフロ―ト３が更に上昇
し、第２の軸５８が第１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ
線上に並び、なおもフロ―ト３が上昇して第２の軸５８
が第１の軸３７と第３の軸５９を結ぶ線よりも左方に移
動すると、コイルバネ５４は急激に変形を回復し、副ア
―ム５２が反時計回り方向に回転して第３の軸５９が右
方にスナップ移動する。その結果、副ア―ム５２の軸６
０に連結された弁軸操作棒２８が上側に移動する。

【００３８】

【発明の効果】本発明の液体圧送装置では、第１の軸と
第３の軸間の距離を第１の軸と第２の軸間の距離よりも
長くしている。そのため第１の軸と第２の軸間の距離を
短く、第１の軸と第３の軸間の距離を長くでき、副ア―
ムに伝達するフロ―トア―ムによる浮力の拡大比が大き
くなり、また弁軸操作棒に伝達する副ア―ムによる拡大
比も大きくなる。そのため本発明の液体圧送装置は、小
さなフロ―トを用いたものであっても強力な力で切替え
弁を切り換えて、確実に液体を圧送できる優れた効果が
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】図１のスナップ機構の拡大断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の具体的実施例の液体圧送装置で採用す
る他のスナップ機構の断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】従来技術の液体圧送装置におけるスナップ機構
の断面図である。

【符号の説明】

２密閉容器３フロ―ト４切替え弁５スナップ機構１１作動流体導入口１３作動流体排出口１６圧送液体流入口１７圧送液体排出口２０給気弁２１排気弁２８弁軸操作棒３７第１の軸５１フロ―トア―ム５２副ア―ム５４圧縮状態のコイルバネ５８第２の軸５９第３の軸

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】作動流体導入口と作動流体排出口と圧送
液体流入口及び圧送液体排出口を有する密閉容器内にフ
ロ―トと切替え弁及びスナップ機構が内蔵され、スナッ
プ機構は、密閉容器内に支持された第１の軸と、前記第
１の軸の周りに回転するフロ―トア―ム及び副ア―ム
と、前記第１の軸から離れた点において前記フロ―トア
―ムに支持されて前記第１の軸と平行な第２の軸と、前
記第１の軸から離れた点において前記副ア―ムに支持さ
れて前記第１の軸と平行な第３の軸と、前記第２及び第
３の軸の間に取り付けられて両取り付け部が回転可能で
ある圧縮コイルバネを有し、前記フロ―トが前記フロ―
トア―ムに連結され、前記切替え弁が弁軸操作棒を介し
て前記副ア―ムに連結された液体圧送装置において、前
記第１の軸と前記第３の軸間の距離を前記第１の軸と前
記第２の軸間の距離よりも長くしたことを特徴とする液
体圧送装置。