JP3414538B2 - 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。