JP3414538B2 - 液体圧送装置 - Google Patents

液体圧送装置

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JP3414538B2 JP02105495A JP2105495A JP3414538B2 JP 3414538 B2 JP3414538 B2 JP 3414538B2 JP 02105495 A JP02105495 A JP 02105495A JP 2105495 A JP2105495 A JP 2105495A JP 3414538 B2 JP3414538 B2 JP 3414538B2
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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、コイルバネを変位させるため
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、従来の液体圧送装置では、フロ―ト
ア―ム101及び副ア―ム102が支持部材105に対
して同一のピン106によって揺動可能に固定されたも
のであるので、フロ―トア―ム101の一端を揺動せし
めるピン106とコイルバネ103の一端をフロ―トア
―ム101に結合せしめるピン112間の距離が長く、
コイルバネ103に作用するフロ―トア―ム101によ
る浮力の拡大比が小さいためである。 【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コイルバネを変
位せしめることができ、スナップ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―トア―ム
の一端に連結されたフロ―トと、弁軸操作棒を介して副
ア―ムに連結された切替え弁、及びスナップ機構が内蔵
された液体圧送装置において、スナップ機構は、密閉容
器内に支持されてフロ―トア―ムの他端を揺動せしめる
第1の軸と、前記第1の軸とフロ―トの間でフロ―トア
―ムに支持されて前記第1の軸と平行な第2の軸と、密
閉容器内に支持されて前記第1の軸よりもフロ―トから
離れた点において副ア―ムを揺動せしめる前記第1の軸
と平行な第3の軸と、前記第2及び第3の軸の間で前記
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2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圧縮状態のコイルバネを有する
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
圧縮状態のコイルバネの連結部である第2の軸が、副ア
―ムの第3の軸と第4の軸を結ぶ線に近付く方向に移動
し、コイルバネは変形する。そしてフロ―トが更に上昇
し、第2の軸が第3の軸と第4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3の軸と第4の
軸を結ぶ線を越えると、コイルバネのバネ力によって、
コイルバネと副ア―ムの連結部である第4の軸が、第2
の軸と第3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、フロ―トア―ムを揺動せしめる第1の軸
が副ア―ムを揺動せしめる第3の軸とは別にフロ―トと
第3の軸の間に設けられたものであるので、コイルバネ
の一端をフロ―トア―ムに取り付ける第2の軸と第1の
軸間の距離が短く、コイルバネに作用するフロ―トア―
ムによる浮力の拡大比が大きくなる。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
力でコイルバネを変位せしめることができ、スナップ動
作を確実に行うことができる。 【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、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3の軸59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、前記した第3の軸59が掛け渡されて連結さ
れたものである。 【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、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の曲げ加工された側である2枚の
板の左側部には、長孔57が設けられている。フロ―ト
ア―ム51は前記した第3の軸59と平行な第1の軸3
7によって右端部が回転可能に支持されている。第1の
軸37は、圧縮状態のコイルバネ54あるいは副ア―ム
52の動きを妨げないように、同軸上に紙面の手前側と
向う側に設けられている。またフロ―トア―ム51の長
孔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の中央部には、前記し
た第1及び第3の軸37,59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3の軸5
9に副ア―ム52の右端部が回転可能に支持されてい
る。副ア―ム52は、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、前記した第1乃至第3の軸
37,58,59と平行な第4の軸61が掛け渡され、
バネ受け部材56が第4の軸61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の中央部に軸60が掛け渡され、弁軸操作
棒28の下端が連結されている。 【0023】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。 【0024】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。 【0025】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し、コイ
ルバネ54との連結部である第2の軸58が下方に移動
して第3の軸59と第4の軸61を結ぶ線に近付き、コ
イルバネ54は変形する。そしてフロ―ト3が更に上昇
し、第2の軸58が第3の軸59と第4の軸61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3の軸59と第4の軸61を結ぶ線よりも下方に移
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4の軸61が上方
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2
0が開口されると共に排気弁21が閉じられる。 【0026】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。 【0027】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
り方向に回転し、コイルバネ54との連結部である第2
の軸58が上方に移動して第3の軸59と第4の軸61
を結ぶ線に近付き、コイルバネ54は変形する。そして
フロ―ト3が更に降下し、第2の軸58が第3の軸59
と第4の軸61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3の軸59と第4の軸61を
結ぶ線よりも上方に移動すると、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4の軸61が下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。 【0028】 【発明の効果】本発明の液体圧送装置では、フロ―トア
―ムを揺動せしめる第1の軸とコイルバネの一端をフロ
―トア―ムに取り付ける第2の軸間の距離を短くしてい
る。そのため、コイルバネに作用するフロ―トア―ムに
よる浮力の拡大比が大きくなる。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
力な力でコイルバネを変位せしめて、確実にスナップ動
作を行え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 副ア―ム 54 圧縮状態のコイルバネ 58 第2の軸 59 第3の軸 61 第4の軸

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―トア―ムの一端に連結されたフロ―トと、弁軸操
    作棒を介して副ア―ムに連結された切替え弁、及びスナ
    ップ機構が内蔵された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てフロ―トア―ムの他端
    を揺動せしめる第1の軸と、前記第1の軸とフロ―トの
    間でフロ―トア―ムに支持されて前記第1の軸と平行な
    第2の軸と、密閉容器内に支持されて前記第1の軸より
    もフロ―トから離れた点において副ア―ムを揺動せしめ
    る前記第1の軸と平行な第3の軸と、前記第2及び第3
    の軸の間で前記副ア―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2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圧縮状態のコイル
    バネを有することを特徴とする液体圧送装置。
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