JP3414534B2 - 液体圧送装置 - Google Patents

液体圧送装置

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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2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
換えて、動作が確実である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―ム及び第1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2の軸の
周りに回転する第2副ア―ムと、前記第2の軸から離れ
た点において前記第2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1の軸から離れた点にお
いて前記第1副ア―ムに支持されて前記第1の軸と平行
な第4の軸と、前記第3及び第4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第3副ア―ムと、前
記第1及び第2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すると共に、前記
第1の軸と前記第3の軸間の距離が前記第1の軸と前記
第2の軸間の距離よりも長く形成され、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
作棒を介して前記第1副ア―ムに連結された体圧送装置
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の軸の周りに回転する。このフロ―トア―
ムの回転によって第3の軸が第4の軸の周りに回転しな
がら第2の軸が第1の軸と第3の軸を結ぶ線に近付く。
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、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、第1副ア―ムが
第1の軸の周りに回転し、第1副ア―ムに連結された弁
軸操作棒が移動して、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、第1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第1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及びスナッ
プ機構5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、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―34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、「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41,42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は下記の第1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、
第1副ア―ム52、第2副ア―ム53、第3副ア―ム6
4、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、平行に対向した2枚の板よりなり、それぞれの
板は、正面から見ると「L」字状をしている。フロ―ト
ア―ム51の左端部には、溝57が設けられ、前記した
レバ―34の軸40が嵌合している。またフロ―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。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が掛け渡されてい
る。第2の軸58にはバネ受け部材56が回転可能に支
持されている。また前記した第1の軸37にはバネ受け
部材55が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。また前記した第2の軸58に第2副
ア―ム53の上端部が支持されている。第2副ア―ム5
3の下端部に前記した第1及び第2の軸37,58と平
行な第3の軸59が支持されている。第2副ア―ム53
は、平行に対向した2枚の板よりなり、第2及び第3の
軸58,59との取り付け部が回転可能である。第1の
軸37と第3の軸59間の距離は、第1の軸37と第2
の軸58間の距離よりも長く形成されている。 【0023】また前記した第1の軸37に第1副ア―ム
52の上端部が回転可能に支持されている。第1副ア―
ム52は、平行に対向した2枚の板よりなる。第1副ア
―ム52の下部の右側に突出した部分には前記した第1
乃至第3の軸37,58,59と平行な第4の軸63が
掛け渡されている。第4の軸63に第3副ア―ム64の
右端部が支持されている。第3副ア―ム64の左端部は
前記した第3の軸59に支持されている。第3副ア―ム
64は、平行に対向した2枚の板よりなり、第3及び第
4の軸59,63との取り付け部が回転可能である。ま
た第1副ア―ム52の上端部に軸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62が開
けられている。 【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)を介してボイラ―等の液体圧送先へ接続され
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。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―34が軸35を中心に
時計回り方向に回転して軸40が下方へ移動する。この
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する。こ
のフロ―トア―ム51の回転に連動して第3の軸59が
第4の軸63の周りに回転しながら、第2の軸58が第
1の軸37と第3の軸59を結ぶ線に近付く。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、第3の軸59が左方にス
ナップ移動する。その結果、第1副ア―ム52が時計回
り方向に回転して、第1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。 【0027】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。 【0028】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て軸40が
上方へ移動する。この軸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
り方向に回転する。このフロ―トア―ム51の回転に連
動して第3の軸59が第4の軸63の周りに回転しなが
ら、第2の軸58が第1の軸37と第3の軸59を結ぶ
線に近付く。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3
7と第3の軸59を結ぶ線よりも左方に移動すると、第
3の軸59が右方にスナップ移動する。その結果、第1
副ア―ム52が反時計回り方向に回転して、第1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。 【0029】 【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、第1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第1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】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 第1副ア―ム 53 第2副ア―ム 54 圧縮状態のコイルバネ 58 第2の軸 59 第3の軸 63 第4の軸 64 第3副ア―ム

Claims (1)

  1. (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―ム及び第1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2の軸の周りに回転する第2副ア―ムと、前記第
    2の軸から離れた点において前記第2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1の軸か
    ら離れた点において前記第1副ア―ムに支持されて前記
    第1の軸と平行な第4の軸と、前記第3及び第4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第3
    副ア―ムと、前記第1及び第2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す
    ると共に、前記第1の軸と前記第3の軸間の距離が前記
    第1の軸と前記第2の軸間の距離よりも長く形成され、
    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第1副ア―ムに連結さ
    れたことを特徴とする液体圧送装置。
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