JP3785222B2 - Liquid pumping device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
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4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102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4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、副ア―ム102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、副ア―ムをスナップ移動させて切替え弁が開閉されるので、弁の切替わりは比較的確実に行なわれる。しかしながら、ばね受け部材を回転自在に連結するピンが必要であり、部品点数が多く構造が複雑であると言う問題点があった。また、ピンの摩擦力による抵抗が大きいものであるので動作の円滑性を欠き、この大きな摩擦抵抗に対抗するために大きな浮力を必要とし、必然的に外形が大きくならざるを得ない問題点があった。
【0009】
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、部品点数を減少して構造の簡略化を図り、動作が円滑で且つ小さな浮力でもって切替え弁を切替えることのでき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、前記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―ムと、前記第1の軸から離れた点において前記密閉容器内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副ア―ムと、前記フロ―トア―ムに形成されたばね受け部と、前記副ア―ムに形成されたばね受け部と、前記両ばね受け部の間に配置された反転板ばねと、前記反転板ばねの湾曲を抑制して反転板ばねを反転せしめる抑制部材を有し、前記フロ―トが前記フロ―トア―ムに連結され、前記切替え弁が前記副ア―ムに連結された液体圧送装置にある。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の液体圧送装置は、従来公知のそれと同様にフロ―トの移動に応じて副ア―ムがスナップ移動し、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、抑制部材が反転板ばねを「S」字状に湾曲させて反転せしめる。この反転板ばねの反転により副ア―ムがスナップ移動し、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―ムと副ア―ムにそれぞればね受け部を形成したものであるので、ばね受け部材を回転自在に連結する支点部分を必要としない。そのため、部品点数を減少して簡単な構造にすることができる。またばね受け部に回転支点がないので、動作は極めて円滑であり、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D−D拡大断面図である。図3は、図1の反転板ばねの反転動作説明図である。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】
図2の様に、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、球状であり、昇降棒24の先端で持ち上げられる。
【0016】
給気弁20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11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、軸47を介してスナップ機構5の下記の副ア―ム42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。昇降棒31は前記した軸47を介してスナップ機構5の副ア―ム42と連結されている。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、フロ―トア―ム34及び第1の軸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2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36,38はそれぞれ図示しないネジによって密閉容器2の蓋部8に一体的に取り付けられている。ブラケット36は紙面の手前側と向側の平行に対向した2枚の板よりなり、軸39,40及び前記した第1の軸35が掛け渡されて連結されたものである。軸39,40はそれぞれフロ―ト3の上下限のストッパを兼ねている。一方ブラケット38も紙面の手前側と向側の平行に対向した2枚の板よりなり、軸41及び前記した第2の軸37が掛け渡されて連結されたものである。軸41は下記の副ア―ム42のストッパを兼ねている。
【0020】
スナップ機構5は、フロ―トア―ム34、副ア―ム42及び、反転板ばね43からなるものである。フロ―トア―ム34は、左端部がフロ―ト3に連結され、右側部が前記した第1の軸35によって回転可能に支持され、第1の軸35を中心として上下に揺動する。またフロ―トア―ム34の右側部に上方に「V」字状に突出したばね受け部44が形成され、「V」字状部の左片及び右片が抑制部材45を成す。
【0021】
また、前記した第2の軸37に副ア―ム42が回転可能に支持されている。副ア―ム42は、左側部に下方に「V」字状に突出したばね受け部46が形成されている。そして、ばね受け部44とばね受け部46の間に湾曲させた反転板ばね43が配置されている。また副ア―ム42の右端部に軸47が掛け渡され、昇降棒24,31の下端が連結されている。
【0022】
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及び排水弁軸64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―スには上弁座65が形成され、下弁ケ―ス62には下弁座66が形成されている。上下弁体63の上端は軸67によって揺動可能に排水弁軸64に連結され、更に排水弁軸64の上端はフロ―トア―ム34の右端部に軸68によって揺動可能に連結されている。上下弁体63は、フロ―ト3の上昇に応じて下方に移動し、上下弁座65,66から離座して液体溜空間10と圧送液体排出口17とを連通し、フロ―ト3の降下に応じて上方に移動し、図1の様に上下弁座65,66に着座して液体溜空間10と圧送液体排出口17とを遮断するものである。
【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10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10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。
【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、フロ―トア―ム34が第1の軸35を中心に時計回り方向に回転し、排水弁軸64との連結部である軸68が下方に移動し、排水弁軸64を介して上下弁体63が下方に移動し、弁手段6が開弁する。
【0026】
一方スナップ機構5側では、フロ―トア―ム34の時計回り方向への回転によって、抑制部材45の左片が反転板ばね43に当接(図3のA参照)し、反転板ばね43を「S」字状に湾曲(図3のB参照)させ、反転板ばね43を反転(図3のC参照)せしめる。この反転板ばね43の反転により副ア―ム42が反時計回り方向に回転して軸47が上方にスナップ移動する。その結果、軸47に連結された昇降棒24,31が上側に移動し、給気弁20が開けられると共に排気弁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が降下すると、フロ―トア―ム34が第1の軸35を中心に反時計回り方向に回転し、排水弁軸64との連結部である軸68が上方に移動し、先とは全く逆の経路をたどり、弁手段6が閉弁する。
【0029】
一方スナップ機構5側では、フロ―トア―ム34の反時計回り方向への回転によって、抑制部材45の右片が反転板ばね43に当接し、反転板ばね43を「逆S」字状に湾曲させ、反転板ばね43を反転せしめる。この反転板ばね43の反転により副ア―ム42が時計回り方向に回転して軸47が下方にスナップ移動する。その結果、軸47に連結された昇降棒24,31が下側に移動し、給気弁20が閉じられると共に排気弁21が開けられる。
【0030】
【発明の効果】
上記のように本発明の液体圧送装置は、支点の数が少なく、摩擦力による力の損失が少ないので、構造が簡単で、動作が円滑であり且つ強力な力で切替え弁を切替えることができ、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D−D拡大断面図である。
【図3】図1の反転板ばねの反転動作説明図である。
【図4】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
6 弁手段
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
34 フロ―トア―ム
35 第1の軸
37 第2の軸
42 副ア―ム
43 反転板ばね
44,46 ばね受け部
45 抑制部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid pumping device that pumps liquid such as water or fuel. The liquid pressure feeding device of the present invention is particularly suitable as a device that once collects the condensate generated in the steam piping system and sends this condensate to a boiler or a waste heat utilization device.
[0002]
[Prior art]
Condensate generated by condensing in the steam piping system still often has a considerable amount of heat. Therefore, for effective use of energy, the condensate is recovered using a liquid pumping device. A condensate recovery system that effectively uses waste heat by sending it to boilers and waste heat utilization devices is widely used.
[0003]
The liquid pumping device used in the condensate recovery system once recovers the condensate into the sealed container, and further switches the switching valve to introduce a high-pressure working fluid such as steam into the sealed container. Forcibly discharges the condensate in the sealed container. Therefore, in order to operate the liquid pumping apparatus with high efficiency, it is necessary to store as much condensate as possible in the sealed container and to switch the switching valve reliably.
[0004]
Therefore, in the liquid pressure feeding device, a snap mechanism using a coil spring is generally employed to ensure the switching of the switching valve. For example, US Pat. No. 5,141,405 discloses a liquid pumping device that incorporates a snap mechanism using a coil spring.
[0005]
FIG. 4 is a front view of a snap mechanism of a conventional liquid pumping device. In the liquid pumping device disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 5,141,405, the
[0006]
The
[0007]
The other end of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the liquid pressure feeding device of the prior art, the switching valve is opened and closed by snap-moving the sub arm, so that the switching of the valve is performed relatively reliably. However, there is a problem that a pin for rotatably connecting the spring receiving member is necessary, and the number of parts is large and the structure is complicated. In addition, since the resistance due to the frictional force of the pin is large, the smoothness of the operation is lacking, a large buoyancy is required to counter this large frictional resistance, and the outer shape must inevitably become large. there were.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid pumping device that pays attention to the above-described problems of the prior art, simplifies the structure by reducing the number of components, and can switch the switching valve with smooth operation and small buoyancy. For the purpose.
[0010]
[Technical means for solving the problems]
A feature of the present invention is that a float, a switching valve, and a snap mechanism are incorporated in a sealed container having a working fluid introduction port, a working fluid discharge port, a pumping liquid inflow port, and a pumping liquid discharge port. A first shaft supported in the container; a float arm rotating about the first axis; and the first shaft supported in the hermetic container at a point away from the first shaft. A second axis parallel to the axis of the second axis, a secondary arm rotating around the second axis, a spring receiving portion formed on the float arm, and a spring formed on the secondary arm A receiving portion; a reversing leaf spring disposed between the spring receiving portions; and a restraining member that restrains the bending of the reversing leaf spring to cause the reversing leaf spring to be reversed. Liquid pressure feeding device connected to the arm and the switching valve connected to the sub-arm Located in.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the liquid pumping apparatus of the present invention, the sub-arm snaps in accordance with the movement of the float, and the switching valve is switched to pump the liquid accumulated in the sealed container in the same manner as conventionally known. That is, when the condensate accumulates in the sealed container, the float rises, and the float arm rotates around the first axis in conjunction with the rise of the float, so that the restraining member becomes the reverse plate. The spring is bent in an “S” shape and reversed. By reversing the reversing leaf spring, the sub-arm snaps and the switching valve is switched abruptly.
[0012]
The snap mechanism employed in the liquid pumping apparatus of the present invention is formed by forming a spring receiving portion on each of the float arm and the sub arm, and therefore requires a fulcrum portion for rotatably connecting the spring receiving member. And not. Therefore, the number of parts can be reduced and a simple structure can be achieved. Further, since there is no rotation fulcrum in the spring receiving portion, the operation is very smooth, and the switching valve can be switched with a strong force even when using a small buoyancy, that is, a small float.
[0013]
【Example】
Specific examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view of a liquid pumping apparatus according to a specific embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. FIG. 3 is an explanatory view of the reversing operation of the reversing leaf spring of FIG. In FIG. 1, a liquid pumping apparatus 1 according to this embodiment is configured such that a float 3, a switching
[0014]
If it demonstrates sequentially, the
[0015]
As shown in FIG. 2, an
[0016]
The tip of the
[0017]
The exhaust valve 21 includes a
[0018]
The pumping
[0019]
The float 3 is supported by a
[0020]
The
[0021]
The sub-arm 42 is rotatably supported on the
[0022]
Valve means 6 that is a double seat valve is provided on the
[0023]
Next, the operation of the liquid pumping apparatus 1 of this embodiment will be described by following a series of operation procedures when steam is used as the working fluid. First, in the external piping of the liquid pumping apparatus 1, the working
[0024]
When there is no condensate in the
[0025]
When the float 3 rises due to the condensate accumulated in the
[0026]
On the other hand, on the
[0027]
When the working
[0028]
When the condensate is discharged and the water level in the
[0029]
On the other hand, on the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the liquid pumping device of the present invention has a small number of fulcrums and a small loss of force due to frictional force, so the structure is simple, the operation is smooth, and the switching valve can be switched with a strong force. There is an excellent effect that the liquid can be surely pumped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid pumping apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a reversing operation of the reversing leaf spring of FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a snap mechanism in a conventional liquid pumping device.
[Explanation of symbols]
2 Sealed container 3
Claims (1)
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