JP3936070B2 - 液体圧送装置 - Google Patents
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Description
【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、作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換える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、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。以下従来技術の液体圧送装置について説明する。図5は従来技術の液体圧送装置の一部断面斜視図である。図5において、液体圧送装置100は、密閉容器101内にフロ―ト120、切替え弁130、スナップ機構140等が内蔵されたものである。
【0005】
密閉容器101は、底近くに圧送液体流入口102と圧送液体排出口103が設けられ、それぞれに逆止弁105,106が取り付けられている。逆止弁105は密閉容器101への復水の流入を許す向きに取り付けられ、逆止弁106は、密閉容器101から外部への復水の圧送を許す向きに取り付けられている。
【0006】
また密閉容器101の頂部には作動流体導入口108と作動流体排出口109が設けられ、給気弁110と排気弁111からなる切替え弁130が取り付けられている。給気弁110と排気弁111はいずれも昇降棒112,113を上下移動することによって弁の開閉を行うものであり、給気弁110は昇降棒112を上げた時に開となり、排気弁111は昇降棒113を上げた時に閉となる。そして昇降棒112,113は連設板115によって並列に結合され、連設板115を上下することにより給気弁110と排気弁111は同時に開閉される。
【0007】
116は固定部材であり、密閉容器101の内面に一体的に固定されたものである。そしてこの固定部材116にスナップ機構140が設けられている。スナップ機構140は、主アーム118と副アーム119が、第1の軸107によって固定部材116に回転可能に取り付けられている。そして主アーム118と副アーム119の各端部は、第2の軸122と第3の軸126を介して引張コイルバネ117で連結されている。また主アーム118はフロートアーム125と長孔124および第2の軸122を介して結合され、フロート120に追従して上下に揺動する。副アーム119は、軸121を介して棒123と結合され、更に棒123は連接板115と結合されている。
【0008】
従来技術の液体圧送装置100は、圧送液体流入口102が逆止弁105を介して蒸気の負荷に接続され、圧送液体排出口103が逆止弁106を介してボイラ―や廃熱利用装置に接続される。そして作動流体導入口108は高圧流体源に接続される。液体圧送装置100では、密閉容器101内に復水が無い場合は、フロ―ト120は下の位置にあり、スナップ機構140は主アーム118と副アーム119が下向きの「く」の字状をしており、連設板115は下がっている。そのため、給気弁110は作動流体導入口108を塞ぎ、排気弁111は作動流体排出口109を開放している。
【0009】
液体圧送装置100が接続される蒸気の負荷内で復水が発生すると、復水は逆止弁105から密閉容器101内に流れ込んで溜まる。そして、復水の量が増加するのに従って、フロ―ト120が上昇し、これに連れて主ア―ム118の第2の軸122側が上昇する。そして主ア―ム118が副アーム119と直線状になる位置を越えた時、引張コイルバネ117によって副アーム119の第3の軸126側が上側に跳ね上がってスナップ移動する。そして、このスナップ移動で、棒123が上に移動し、連設板115が持ち上げられる。すると給気弁110は作動流体導入口108を開放する。一方この時排気弁111は作動流体排出口109を閉じるので、密閉容器101内の圧力が上昇し、当該圧力に押されて圧送液体排出口103から復水が圧送される。
【0010】
【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、主アーム118と引張コイルバネ117の作用によって副アーム119をスナップ移動させることにより、切替え弁130の確実な開閉を行うものである。しかしながら、従来技術の液体圧送装置100では、引張コイルバネ117は、その移動の過程で主アーム118と副アーム119の回転中心である第1の軸107を通る。そのため、引張コイルバネ117が第1の軸107に引っ掛かり、切替え弁130の開閉が行われなくなってしまうことがあると言う問題点があった。
【0011】
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、バネの引っ掛かりを防止して動作が円滑である液体圧送装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の特徴は、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―トが内蔵され、フロ―トの昇降に応じてスナップ機構を動作させて作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることにより、密閉容器内に溜まった液体を圧送液体排出口から圧送する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た第1の軸と、フロートの昇降に応じて第1の軸の周りに回転する主アームと、第1の軸から離れた点において主アームに支持されて第1の軸と平行な第2の軸と、第1の軸の周りに回転する副アームと、第1の軸から離れた点において副アームに支持されて第1の軸と平行な第3の軸と、第2及び第3の軸の間に取付けられて両取り付け部の間に湾曲部を有するねじりバネとを具備し、ねじりバネの湾曲部の内側に第1の軸を位置せしめてねじりバネの移動軌跡が第1の軸を通らない液体圧送装置にある。
【0013】
【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―トの昇降に応じてスナップ機構が動作し、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、フロートの昇降に連動して主ア―ムが第1の軸の周りに回転して、主アームとねじりバネの取り付け部である第2の軸が第1の軸と第3の軸を結ぶ線の延長線上に近づく方向に移動し、ねじりバネは変形する。そして第2の軸が第1の軸と第3の軸を結ぶ線の延長線上を越えると、ねじりバネは急激に変形を回復し、ねじりバネと副アームの取り付け部である第3の軸が、第1の軸と第2の軸を結ぶ線の延長線上に対して初期とは反対側にスナップ移動する。その結果、切替え弁の開閉が急激に切り換えられる。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、ねじりバネの湾曲部の内側に第1の軸が位置してねじりバネの移動軌跡が第1の軸を通らないものである。そのため、ねじりバネは第1の軸に引っ掛かることがなく、切替え弁を確実に切り換えることができる。
【0014】
【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A−A拡大断面図である。図3は、図1のスナップ機構の部分拡大図である。図4は、図3のB−B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と切替え弁4及びスナップ機構5が配されたものである。
【0015】
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。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。
【0016】
図2に拡大して示すように、作動流体導入口11の内側に給気弁20が取り付けられ、作動流体排出口13の内側に排気弁21が取り付けられている。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、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。
【0017】
給気弁20の弁ケ―ス22の先端は、作動流体導入口11の中にねじ込まれている。弁体23は、球状で作動流体導入口11側にあり、昇降棒24の上端が当接することにより開閉される。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、下端に連接軸27を介して連接板28に連結されている。
【0018】
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の上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の下端は、連接軸27を介して連接板28に連結されている。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。
【0019】
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。
【0020】
フロ―ト3は、主ア―ム34と第1の軸35を介してブラケット36によって支持されている。ブラケット36は、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。主ア―ム34は、平行に対向した2枚の板よりなり、左端にフロート3が固着され、右端に第1の軸35が掛け渡されている。従って、フロ―ト3は、第1の軸35を中心として上下に揺動する。
【0021】
主アーム34の略中程には、第1の軸35と平行に第2の軸37が掛け渡され、第2の軸37はブラケット36に開けた窓38内に位置している。窓38の上下面は、それぞれフロート3の上下限のストッパーとなる。また、第1の軸35に副アーム39の一端が連結されている。副アーム39の他端には、第1の軸35と平行に第3の軸40が取り付けられ、第3の軸40はブラケット36に開けた窓41内に位置している。窓41の上下面は、それぞれ副アーム39の上下限のストッパーとなる。
【0022】
第2の軸37と第3の軸40の間にねじりバネ42が取り付けられている。ねじりバネ42は、両端の取り付け部をそれぞれ1回転させ、この取り付け部の間の湾曲部を1回転させた形状であり、両端の取り付け部が第2の軸37と第3の軸40に回転可能に嵌め合わされ、この両取り付け部の間の湾曲部内に第1の軸35が位置せしめられている。ねじりバネ42は、その移動軌跡が第1の軸35を通らないようにされている。第3の軸40に連接板28の下端が連結されている。連接板28は、板を「U」字状に曲げ加工して作られたものである。
【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、スナップ機構5は主アーム34と副アーム39が下向きの「く」の字状をしており、連接板28は下がっている。そのため、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。
【0025】
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。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、主ア―ム34が第1の軸35を中心に時計回り方向に回転し、ねじりバネ42との取り付け部である第2の軸37側が上側に移動して第1の軸35と第3の軸40を結ぶ線の延長線上に近づき、ねじりバネ42は変形する。そして、フロート3が更に浮上し、第2の軸37側が第1の軸35と第3の軸40を結ぶ線の延長線上に並び、なおもフロート3が浮上して第2の軸37が第1の軸35と第3の軸40を結ぶ線の延長線上を越えると、ねじりバネ42は急激に変形を回復し、ねじりバネ42と副アーム39の取り付け部である第3の軸40が、第1の軸35と第2の軸37を結ぶ線の延長線上に対して初期とは反対側にスナップ移動する。その結果、給気弁20は作動流体導入口11を開放し、排気弁21は作動流体排出口13を閉じる。
【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】
復水の排出によって復水溜空間10内の水位が低下すると、フロ―ト3が降下して、主ア―ム34が第1の軸35を中心に反時計回り方向に回転し、ねじりバネ42との取り付け部である第2の軸37側が下側に移動して第1の軸35と第3の軸40を結ぶ線の延長線上に近づき、ねじりバネ42は変形する。そして、フロート3が更に降下し、第2の軸37側が第1の軸35と第3の軸40を結ぶ線の延長線上に並び、なおもフロート3が降下して第2の軸37が第1の軸35と第3の軸40を結ぶ線の延長線上を越えると、ねじりバネ42は急激に変形を回復し、ねじりバネ42と副アーム39の取り付け部である第3の軸40が、第1の軸35と第2の軸37を結ぶ線の延長線上に対して初期とは反対側にスナップ移動する。その結果、給気弁20は作動流体導入口11を閉じ、排気弁21は作動流体排出口13を開放する。
【0028】
【発明の効果】
本発明の液体圧送装置は、ねじりバネの湾曲部の内側に第1の軸が位置してねじりバネの移動軌跡が第1の軸を通らないものである。そのため、ねじりバネは第1の軸に引っ掛かることがなく、切替え弁を確実に切り換えることができる。そのため、動作が円滑で確実に液体を圧送できると言う優れた効果がある。
【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A−A拡大断面図である。
【図3】図1のスナップ機構の部分拡大図である。
【図4】図3のB−B断面図である。
【図5】従来技術の液体圧送装置の一部断面斜視図である。
【符号の説明】
1 液体圧送装置
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
34 主アーム
35 第1の軸
37 第2の軸
39 副アーム
40 第3の軸
42 ねじりバネ
Claims (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―トが内蔵され、フロ―トの昇降に応じてスナップ機構を動作させて作動流体導入口と作動流体排出口の開閉を切り換えることにより、密閉容器内に溜まった液体を圧送液体排出口から圧送する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た第1の軸と、フロートの昇降に応じて第1の軸の周りに回転する主アームと、第1の軸から離れた点において主アームに支持されて第1の軸と平行な第2の軸と、第1の軸の周りに回転する副アームと、第1の軸から離れた点において副アームに支持されて第1の軸と平行な第3の軸と、第2及び第3の軸の間に取付けられて両取り付け部の間に湾曲部を有するねじりバネとを具備し、ねじりバネの湾曲部の内側に第1の軸を位置せしめてねじりバネの移動軌跡が第1の軸を通らないことを特徴とする液体圧送装置。
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