JP4137218B2 - LPG evaporator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、LPGの蒸発装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、LPG液等の気化に際して、熱交換器に供給されるLPG液をフラッシュさせて、気化効率を向上させようとする技術思想は公知であった。而して、LPG液の圧力を導入する方式のフラッシュバルブでは、その機構部をLPG液の供給ラインの配管上に設置する必要があったが、その設置位置は自ずと熱交換器から離れて別個に設けられるというのが現状であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、従来この種のフラッシュバルブは、フラッシュ時の気化潜熱によって発生する作動部の氷結や、パッキンなどの閉止部材の冷却・硬化等に対して作動性を維持するために、その弁の冷熱低温対策のための特殊加工や弁の大型化が避けられず、この結果、蒸発装置自体が大型化する等の課題が見られたものである。
【0004】
また、上記フラッシュバルブにてフラッシュされたLPG液を熱交換器に給送する際、熱媒の温度が所定以下である場合には、十分に気化されないLPG液が消費側に供給されることになる。そして、LPG液は気化時に数百倍という膨張率を有するため、十分に気化されない未蒸発のLPG液を消費側に供給することになれば、爆発の危険がある。そこで、このような危険を回避するためには、熱媒の温度を逐次監視して、当該温度が所定以下になればフラッシュバルブに対するLPG液の供給を遮断する構成や、安全性をより高めるために、熱媒の温度低下によりLPG液の供給を遮断した後、熱媒の温度が所定以上に回復しなければLPG液の供給を再開できない構成を設ける必要がある。そして、こうした安全機構は、遮断弁を採用して構成できることから、当該安全機構を上述したフラッシュバルブと一のハウジング内にユニット化することが、蒸発装置の小型化につながるという観点から好ましいものである。
【0005】
本発明は上述した課題に基づき、LPG液などの液化ガスの気化に必要な一連の装置全体のコンパクト化を図ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、サーモバルブ及びフラッシュバルブを一つのハウジングにマウントしてなるマルチバルブと、上記ハウジングを上方に固定可能とした熱交換器とを備え、
上記サーモバルブは、LPG供給元と接続され、常態で閉弁方向に付勢された遮断弁をリセットロッドの往復運動により開閉制御するに当たり、当該リセットロッドは軸方向に長孔状の貫通孔を形成し、且つ当該貫通孔の開口面の一方に切欠部を形成してなると共に、上記熱交換器の熱媒の温度変化に応じて伸縮運動するベローズの押圧力により上記リセットロッドに直角に進退自在な弁開ロックカラーと、上記リセットロッドと直角状態に上記貫通孔を往復自在に挿通し、且つ上記弁開ロックカラーと当接可能なロック解除ロッドと、当該ロック解除ロッドを上記押圧力に対向して一定圧で付勢する温度設定スプリングとを備え、熱媒の温度変化に基づいて上記ベローズの押圧力の変化により上記弁開ロックカラーをリセットロッドの上記切欠部に係脱する一方、
上記フラッシュバルブは、上記ハウジングにダイヤフラム機構を設置し、その圧力室を経てダイヤフラムの弁軸が嵌入可能で、且つ上記サーモバルブのLPG液出口と連通する弁孔を上記ハウジングに貫設し、当該弁孔と連通してハウジング下面から上記熱交換器に突出するフラッシュ弁機構を設けると共に、上記ダイヤフラム機構の圧力室には、気化後のLPGガスの気化圧の一部を導入可能に構成するという手段を用いた。
【0007】
また、請求項2では、熱媒の温度低下によるLPGの遮断後、熱媒の温度が所定以上に回復しなければフラッシュバルブに対するLPGの供給を再開できないようにするため、上記構成の蒸発装置において、サーモバルブは、さらにリセットロッドは切欠部と一対に別の切欠部を段違いに形成してなると共に、ロック解除ロッドを挟んで弁開ロックカラーと対峙する弁閉ロックカラーと、これらロックカラーそれぞれを軸方向に挿通してロック解除ロッドと当接可能な一対の連動子と、これら連動子を上記ロック解除ロッドに向かって押圧可能な一対の受圧子と、これら受圧子をバネ受けとして上記各ロックカラーをリセットロッド側に付勢する一対のロックスプリングとを備え、一方の受圧子にはベローズの押圧力を作用させると共に、他方の受圧子には温度設定スプリングの付勢力を作用させ、上記ベローズの押圧力の変化により上記各ロックカラーを上記各切欠部に係脱するという手段を選択的に用いた。
【0008】
請求項3では、フラッシュ弁機構がハウジング下面に長く突出する関係上、当該フラッシュ弁体を操作する弁軸の強度を確保する必要が生じる上、また当該弁軸にかかる負荷を軽減する目的で、弁軸基部とニードルシャフトを二部材に分割し、両者が常に接続するような手段を採用した。
【0009】
さらに請求項4では、熱交換器は、ヒータによって加熱される温水槽の内部に設けられた蛇管と、この蛇管の出口に連続して設けられたチャンバー筒とから構成するという手段を用いた。
【0010】
さらにまた、請求項5では熱交換器は、温水槽内に設けた上端に流入口を有する外筒と、それと同軸内側に設けた上記外筒より短い内筒からなる二重筒の間隙にコイルフィンを設けて螺旋状の熱交換通路を構成する一方、上記内筒の上端を閉塞すると共に下端を開口してガス溜め室を形成し、内筒の下端開放部より上方まで出口管を延長し、この出口管の下端は外筒下端の排出口に接続し、さらに外筒下端を重質分貯留部とすると共に、当該重質分貯留部の底部にドレン排出口を設けて構成するという手段を用いた。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図1〜図3は、本発明の一実施形態に係る蒸発装置を示した正面断面図、側面断面図、平面図であって、図中、100は後述するように数種類の弁機構を一つのハウジング101にマウントした多機能型バルブ(以下、「マルチバルブ」という)、200は主として蛇管41とチャンバー筒42を備えた蛇管式の熱交換器、300はヒータ51を熱源として温水を水密に収容すると共に、その胴部52を保温材53で被覆した上からカバー54を設けてなる温水槽、400はLPGボンベ等のLPG源(図示せず)からマルチバルブ100にLPG液を供給する液入口、500は熱交換器200で気化されたLPGガスをガス出口ブロック501を介して消費側機器(図示せず)に供給するガス出口である。なお、図中、502はマルチバルブ100に接続された液圧計、503は温水槽300の温水温度を計測する温度計、504はガス出口ブロックに接続されたガス圧計を示す。
【0012】
マルチバルブ100は、図4、図5に示したように、1つのハウジング101に対して数種類の弁機構、即ち本実施形態ではサーモバルブ102、気化圧力調整用のフラッシュバルブ103及び異常圧力防止弁104の3種類の弁機構をマウントし、ユニット化したものであって、当該ユニット構造により蒸発装置全体の小型化に大きく寄与するのである。なお、当該実施形態における各弁機構102・103・104の接続形態は、図4のA−A断面図を示した図6に示される通り、液入口400は流路R1を介してサーモバルブ102における遮断弁2と接続すると共に、この遮断弁2の出口を流路R2を介して異常圧力防止弁104に接続し、さらに異常圧力防止弁104の出口をフラッシュバルブ103におけるフラッシュ弁機構31の弁座筒31bに接続した形態である。当該接続形態によって、LPGボンベ等のLPG源から供給されたLPG液は、サーモバルブ102、異常圧力防止弁104、フラッシュバルブ103の順で流路制御され、最終的にはフラッシュバルブ103でフラッシュした霧状のLPG液を熱交換器200に供給するものである。以下、図7〜図14に従って、各弁機構102・103・104の構造並びに動作をさらに詳述する。
【0013】
図7〜12は、図4におけるB−B断面図を示したものであって、サーモバルブ102の構造並びに動作説明に係るものである。これらの図において、1はバルブ本体、2はバルブ本体1に取り付けられた遮断弁、3・4は遮断弁2の弁室2aとそれぞれ連通するLPG液流入口・LPG液排出口である。そして、本実施形態ではこのサーモバルブ102のLPG液流入口3を液入口400を介してLPGタンクやLPGボンベ等のLPG源と接続する一方、LPG液排出口4は後段の異常圧力防止弁104を介してフラッシュバルブ103と接続することにより、LPG液をフラッシュバルブ103に供給するに当たり、温水槽300内の温水の温度に感応して遮断弁2の開閉制御を行うものである。
【0014】
5は弁体2bを押圧して遮断弁2を開弁する弁棒であって、後述するリセットロッド6により進退する。一方、弁体2bは、バルブ本体1に固定された弁ホルダー2cをバネ受けとする弁閉止スプリング2dによって、弁座2eと着座する方向(図面の左方向)に付勢されているが、図7は弁体2bを弁閉止スプリング2dに抗して弁棒5により押圧し、遮断弁2を開弁した状態を示している。なお、2fは弁棒5の進退を許容しつつLPG液の漏出を防ぐパッキンである。
【0015】
6はバルブ本体1に形成した挿嵌孔1aに沿って可動するリセットロッドであり、その先端部を先鋭のテーパ部6aとし(図8参照)、リセットロッド6を上下に変位させることによって、上記テーパ部6aを弁棒5に当接させて当該弁棒5を進退させるものである。なお、リセットロッド6は、ロッド本体6bに形成された拡径段部6c(図8参照)と、バルブ本体1に固設されたロッドガイド6dとの間に介装されたリターンスプリング6eによって、常態ではテーパ部6aが弁棒5と非接触となる位置まで上方に付勢されているが、図1はリセットロッド6をリターンスプリング6eに抗してテーパ部6aが弁棒5に当接・押圧する位置までバルブ本体1に押し込んだ状態を示している。
【0016】
またリセットロッド6には、図9(A)に示されるように、ロッド本体6bを貫通して長孔状の貫通孔6fが形成されており、さらに図9(B)に示される通り、当該貫通孔6fの形成範囲においてロッド本体6bには、ベローズ9側の右切欠部6gを下側、遮断弁2側の左切欠部6hを上側として、2つの切欠部6g・6hが左右段違いに形成されている。ここで、上側又は下側とは、リセットロッド6の操作方向を基準として定義した。なお、6iはリセットロッド6を手動操作するためのノブである。
【0017】
このように本実施形態では、リセットロッド6と弁棒5とをL字の直角状態に配置したので、両者5・6を直線状に配置した場合と比べてバルブ本体1の上下幅を圧縮することができ、サーモバルブを極めてコンパクトに構成することができた。なお、リセットロッド6と弁棒5とがなす角度が鋭角又は鈍角となるように、両者5・6を配置することも可能である。
【0018】
次に、図7において、7はベーパライザにおける温水槽300の温水中に浸漬される感温函であって、その内部には温水の温度に感応して熱膨張する性質の感温流体8が封入されている。9は導管10を介して感温函8と連通したベローズであって、当該ベローズ9とベローズカバー11とで形成される感圧室12にも前述の感温流体8が封入されている。即ち、熱媒たる温水の温度に比例して感温流体8が膨張又は収縮し、感圧室12の内圧が変化するため、この内圧に応じてベローズ9を伸縮させるように構成している。
【0019】
13はベローズ9の伸縮に連動して左右に可動する受圧子であって、その動きは当該受圧子13をバネ受けとする弁開スプリング14を介して弁開ロックカラー15に伝達される。弁開スプリング14は弁開ロックカラー15をリセットロッド6側に付勢している。また、受圧子13の動きは、弁開ロックカラー15を挿通し、受圧子13と一体的に設けた連動子16を介してロック解除ロッド17にも伝達される。なお、ロック解除ロッド17はリセットロッド6の貫通孔6fを挿通しており、両者6・17を直交状態に保ちつつ、リセットロッド6の可動を許容している。また、弁開ロックカラー15はロック解除ロッド17と嵌合可能としている。ここで、図7は、リセットロッド6を押し下げた状態(弁開状態)を示したものであるが、この状態において弁開スプリング14は弁開ロックカラー15を左切欠部6hに弾性的に係合させる作用を行う。従って、弁開ロックカラー15が左切欠部6hに係合した状態では、リセットロッド6は押し下げ状態で固定され、弁開状態が維持される。
【0020】
18は一端がロック解除ロッド17と係合可能な弁閉ロックカラーであって、その他端は温度設定連動子19をバネ受けとする弁閉スプリング20によりリセットロッド6側に付勢されている。また、温度設定連動子19は、バルブ本体1にねじ込みにより固定された温度設定ツマミ21をバネ受けとする温度設定スプリング22によって、リセットロッド6側に付勢されている。さらに、温度設定連動子19に一体的に設けた連動棒23を弁閉ロックカラー18を挿通させてロック解除ロッド17と当接可能とすることにより、温度設定スプリング22による付勢力は、温度設定連動子19・連動棒23・ロック解除ロッド17・連動子16・受圧子13・ベローズ9を介して感圧室12の内圧とバランスをとるように構成されている。当該構成によれば、感圧室12の内圧が温度設定スプリング22のバネ圧を上回ったときにはじめてベローズ9が収縮し始め、これに連動して後段の各部材が変位することになる。即ち、温度設定スプリング22のバネ圧を変えることで、熱媒が何度のときにベローズ9および後段の部材を変位させるかが調整され、弁開ロックカラー15を左切欠部6hに係合させて遮断弁2を開弁させる温度設定がなされる。換言すれば、遮断弁2を開弁したい温水の温度に合わせて温度設定スプリング22のバネ圧を選択することができるのである。
【0021】
なお、本実施形態では温度設定ツマミ21をねじ込みでバルブ本体1に固定するように構成しているので、温度設定スプリング22自体を交換することなく、温度設定ツマミ21のねじ込み量を調整することによって、温度設定スプリング22の蓄積エネルギー、即ちバネ圧を調整することができ、ベローズ9の収縮開始の温度を設定することができる。なお、図中、24は温度設定ツマミ21のロックナットである。
【0022】
続いて、上記構成のサーモバルブの動作を図7並びに図10〜図12に従って説明する。図7は、温水槽300の温水が遮断弁2を開弁させたい所定温度(上限設定温度)以上に保たれているときの状態を示したものであって、このときLPG液をフラッシュバルブ103に供給する必要上、遮断弁2は開弁しなければならない。そこで、リセットロッド6を手動によりバルブ本体1に押し込み(リセット操作)、テーパ部6aを弁棒5と当接させて、当該弁棒5を右方向に押圧することによって遮断弁2を開弁する。そして、この状態は次のようにして維持される。
【0023】
即ち、温水が上限設定温度以上にある場合、感温流体8が熱膨張して感圧室12の内圧が上昇するため、ベローズ9が収縮され、この動きは受圧子13を介して弁開スプリング14に伝達される。そして、当該弁開スプリング14の付勢力によって弁開ロックカラー15がリセットロッド6の左切欠部6hに弾性的に係合し、リセットロッド6は押し込まれた状態で固定(ロック)され、遮断弁2の弁開状態が維持されるのである。このときベローズ9の圧力は受圧子13・連動子16・ロック解除ロッド17・連動棒23・温度設定連動子19を介して温度設定スプリング22で吸収された後は、弁閉スプリング20を収縮させるようにも作用するため、弁閉ロックカラー18はリセットロッド6から開離した状態となる。
【0024】
一方、温水の温度が設定温度(下限設定温度)以下になった場合は、図10に示されるように、感温流体8が収縮することによって感圧室12の内圧が下がるため、ベローズ9が伸張して、設定温度スプリング22の付勢力により受圧子13が左方向に変位する。つまり、ロック解除ロッド17には連動棒23・温度設定連動子19を介して温度設定スプリング22の付勢力が作用し、当該ロック解除ロッド17をベローズ9側に変位させる力が働くからである。このように受圧子13の変位によって弁開スプリング14の蓄積エネルギーが減少すると共に、ロック解除ロッド17の右方向の変位により弁開ロックカラー15がリセットロッド6から開離して左切欠部6hとの係合が解かれる。
【0025】
この結果、リセットロッド6はフリーとなるためリターンスプリング6eによって上方に変位し、テーパ部6aと弁棒5が非接触の状態となって、弁体2bが弁閉止スプリング2dの付勢力により弁座2eに着座し、遮断弁2は閉弁する。さらに、この閉弁状態は次のようにして維持される。即ち、リセットロッド6が上方に変位することによって、右切欠部6gが弁閉ロックカラー18と対向して位置する。そして、それまで収縮状態にあった弁閉スプリング20の付勢力を受けて弁閉ロックカラー18が右切欠部6gと係合することによって、遮断弁2を閉弁した状態でリセットロッド6は固定(ロック)されるのである。
【0026】
つまり本実施形態では、温水が下限設定温度以下となった場合、弁開ロックカラー15の左切欠部6hへの係合を解除して、リセットロッド6の上方への変位に連動して遮断弁2を閉弁すると同時に、弁閉ロックカラー18を右切欠部6gに係合させることによって、リセットロッド6を固定し、リセットロッド6の押し込み操作をできないように構成している。
【0027】
ここで、下限設定温度とは遮断弁2を閉弁したいときの熱媒(温水等)の温度をいい、具体的には弁開ロックカラー15を左切欠部6hから完全に離脱する共に、弁閉ロックカラー18を右切欠部6gと係合できるときの熱媒の温度をいう。一方、上限設定温度とは遮断弁2を開弁したいときの熱媒の温度をいい、具体的には弁閉ロックカラー18を右切欠部6gから完全に離脱すると共に、弁開ロックカラー15を左切欠部6hに係合できるときの熱媒の温度をいう。
【0028】
次に、図10の状態から、温水が再び上限設定温度まで回復した場合には、図11に示されるように、感温流体8が熱膨張して感圧室12の内圧が上昇し、これに連動してベローズ9が収縮すると共に、受圧子13・連動子16を介してロック解除ロッド17を右方向に押圧する。さらに、ロック解除ロッド17と連動して弁閉ロックカラー18が右方向に変位することによって、右切欠部6gから離脱する。この結果、リセットロッド6は押し込み操作が可能な状態となる。
【0029】
なお、このとき感圧室12の内圧は受圧子13・弁開スプリング14を介して弁開ロックカラー15にも伝達されるが、当該弁開ロックカラー15はリセットロッド6のロッド本体6bと当接するため変位できないことから、弁開ロックカラー15に作用する力は弁開スプリング14によって吸収される。
【0030】
そして図11の状態から、リセットロッド6を手動により押し込む(リセット操作)ことによって、図12に示されるように、テーパ部6a、ロッド本体6bの順でスムーズに弁棒5を押圧して、遮断弁2を開弁させることができ、フラッシュバルブ103に対するLPG液の供給が再開されるのである。また、リセットロッド6を押し込むことによって、左切欠部6hが弁開ロックカラー15と対向するため、それまで収縮状態にあった弁開スプリング14の付勢力によって、弁開ロックカラー15が左切欠部6hに突出して弾性的に係合し、リセットロッド6の押し込み状態、即ち遮断弁2の開弁状態が維持されるのである。その後は、上述した図10〜12の動作を繰り返すことにより、温水の温度に応じて遮断弁2を開閉し、フラッシュバルブ103に対するLPG液の供給制御を行うことができる。
【0031】
なお、上述した実施形態では、リセットロッド6に右切欠部6gを形成すると共に、当該右切欠部6gに係合可能な弁閉ロックカラー18を設けて、熱媒の温度低下による遮断弁2の閉弁後、熱媒の温度が上限設定温度まで回復しなければリセットロッド6を操作できないように構成した。これは、熱媒が下限設定温度以下(閉弁状態)にあるときに、リセットロッド6の不用意な操作による危険を回避するためである。しかし、本発明の本来的な目的は、少なくとも熱媒が下限設定温度以下になったときに遮断弁2を閉弁することである上、熱媒の温度が回復し、リセットロッド6を押し込み操作すべきタイミングは、従来公知の手段により達成できる。即ち、ヒータなどによって温度低下した熱媒を上限設定温度まで上昇させる手段と共に、温度計を設定して熱媒の温度が回復したことを確認してから、リセットロッド6を操作することも可能であることを理由とする。
【0032】
そこで、本発明の別の実施形態としては、上述した実施形態からリセットロッド6の右切欠部6g若しくは弁閉ロックカラー18・弁閉スプリング20の何れか、又はこれら全て6g・18・20を省略した構成とすることも可能である。また、これと同時に温度設定連動子19・連動棒23を省略して、温度設定スプリング22により直接ロック解除ロッド17を付勢する構成であってもよい。当該構成とすることで、熱媒の温度低下による遮断弁2の閉弁制御は確保しつつ、バルブの部品数を少なくできると共に、内部構造の簡素化が図られ、バルブの小型化にも寄与することができる。
【0033】
また、上記実施形態では、感圧室12の内圧変化を横方向にとり、これに追随して弁開ロックカラー15、ロック解除ロッド17、弁閉ロックカラー18等の感温機構並びに遮断弁2を水平方向に配置する一方、リセットロッド6を垂直方向に配置したが、この状態から正負何れかに90度回転させた配置であってもよいことはもちろんである。また、遮断弁2、ベローズ9、温度設定ツマミ21を左右反対に配置したり、これに応じてリセットロッド6の配置を上下反対に変更することも、本発明の技術的に範囲に含まれるのである。
【0034】
続いて、本実施形態における気化圧力調整用のフラッシュバルブ103及び異常圧力防止弁104を、図5のC−C一部断面を示した図13に従って詳述する。なお、異常圧力防止弁104は、サーモバルブ102を通過したLPG液の液圧をフラッシュバルブ103に送出するに当たり、熱交換器200のLPG側の内圧力の異常上昇を防止するためのものであるが、当該異常圧力防止弁104は公知の構造であるため、詳細な説明を割愛する。
【0035】
図13において、31はハウジング101の下面に長く突出して設けられたフラッシュ弁機構、また、32はハウジング101の上部に取付けられたダイヤフラム機構を示したものである。
【0036】
さらに、ハウジング101は、上面にダイヤフラム機構32の圧力室32aを凹成し、該圧力室32aの中心部からハウジング101を貫通してダイヤフラムDの弁軸32bが嵌挿されて摺動自在な弁孔30aを設けたものである。当該弁孔30aには、サーモバルブ102及び異常圧力防止弁104を介してLPG液が流入し(図6を参照)、流入したLPG液は後述するフラッシュ弁機構31によって霧状にフラッシュされ、後段の熱交換器200に供給される。また、当該フラッシュバルブ103は、図3に示されるように、ガス導管Gを介してガス出口ブロック501と接続され、気化後のLPGガスの一部を導入するようにしているが、ガス出口ブロック501から導入されたLPGガスは、図13及び図13のD−D断面を示した図14から明らかな通り、ガス導入管Gと連通してハウジング101に貫設された導入孔30を介して、ダイヤフラム機構32の圧力室32aに導入し、フラッシュ弁機構31について当該ガス圧によるフィードバック制御を行っている。
【0037】
なお、本実施形態では弁孔30aと連通する流路R3を介して、その出口に上記弁孔30aにおけるLPG液の液圧を計測可能な液圧計502(図1・図3を参照)を接続するようにしている。また、図14において700は、異常圧力防止弁104の作動圧力を確認する場合に使用するためのニードル弁であり、通常は開状態で使用するものである。
【0038】
而して、ハウジング101の下面に長く突出して設けられるフラッシュ弁機構31は、その外套31a内に、上記気化圧の変動を受けて弁孔30a内を自在に摺動する弁軸32bの下半部に連成されたニードルシャフト32cを案内する弁座筒31bを内嵌し、その下端部の弁座31cと該弁座31cを挟んで上記ニードルシャフト下端の弁体31dとの開離量に対応して、この部分に供給されるLPG液のフラッシュ量を自動的に制御し、その噴出口31eから外套31aの下部通孔31fを経て、熱交換器200における蛇管41の上端入口45に給送し得るようにしたものである。
【0039】
さらに、上記ダイヤフラム機構32は、その圧力室32aにフィードバックされる気化後のLPGガスの気化圧を受けて作動する弁軸32bとダイヤフラムDに一定の押下力を付与するスプリングSとから構成される一般的な構造を有するものである。
【0040】
ところで、本発明における上記ハウジング101は、温水槽300の上端部に固定的に設置されるものであるから、該ハウジング下面に長く突出して設けられるフラッシュ弁機構31の外套31aは、装着時に少なくともその下部が熱交換器200の上端入口45の温水の喫水面近傍に貫入可能であり、この構成がLPG液のフラッシュ時の気化潜熱による温度低下を防止し得るものである。
【0041】
なお、上記フラッシュ弁機構31をハウジング下面から長く突出させるために、フラッシュ弁体を作動させるダイヤフラムD側の弁軸32bが長大となり、弁軸に係る負荷の増大を考慮して、上記弁構成の弁軸32bを弁軸基部側と下半部のニードルシャフト32cとの間で分断し、両部材の端面が常時弾力的に接合可能であるようにすることも自由である。
【0042】
図13において32dはダイヤフラム機構32における上記スプリングSの押下力の調整ボルト、sはフラッシュ弁体31dを上向きに付勢するスプリングを示す。
【0043】
次に、熱交換器200について詳述すると、図1・3に示されるように、スパイラル状に形成された蛇管41の中央部にチャンバー筒42を立設すると共に、蛇管41の下端出口43をチャンバー筒42の下方入口44に接続した構造であって、さらに蛇管41の上端入口45はマルチバルブ100におけるフラッシュバルブ103と接続する一方、チャンバー筒42の上方出口46はガス出口ブロック501を介してガス出口500と接続したものである。なお、図1・図3において、47はマルチバルブ100におけるサーモバルブ102の感温函を収容する保護管である。
【0044】
当該熱交換器200によれば、マルチバルブ100におけるフラッシュバルブ103から給送された霧状のLPG液は、蛇管41を通過する際に一部蒸発し、さらに未蒸発のLPG液はチャンバー筒42の内部で蒸発するため、全流路を通過してLPG液を完全に蒸発させることができる。
【0045】
また、蛇管41とチャンバー筒42による熱交換を同時に採用し、蛇管41で未蒸発のLPG液を補完的にチャンバー筒42内で蒸発させることとしたので、蛇管41の内壁に対する重質分のこびりつきを回避することができたと同時に、両者相俟って熱交換率を維持しているため、小型で効率のよい熱交換器200とすることができ、当該熱交換器200によって蒸発装置全体の小型化に寄与することができた。
【0046】
なお、熱交換器200及び温水槽300からなる熱交換部は、図15に示すように給湯式の熱交換器600を採用することも可能である。即ち、当該熱交換器600は、温水槽60内に設けた上端にLPG液の流入口を有する外筒61と、それと同軸内側に設けた前記外筒61より短い内筒62からなる二重筒の間隙にコイルフィン63を設けて螺旋状の熱交換通路64を構成する一方、前記内筒62の上端を閉塞すると共に下端を開口してガス溜め室65を形成し、内筒62の下端開放部から上方まで出口管66を延長し、この出口管66の下端は外筒61下端の排出口67に接続し、さらに外筒61下端を重質分貯溜部68とし、さらにこの重質分貯溜部68の底部にドレン排出口69を設けたものである。
【0047】
また、当該熱交換器600は、温水を温水流入口61aから注入すると共に温水流出口61bから排出させて、この温水の循環によって熱交換を行う、いわゆる給湯式熱交換器を示したものである。ただし、温水槽は上記温水循環構造に代えて、ヒータを採用した密閉型であってもよいことは勿論である。
【0048】
当該熱交換器600によれば、熱交換通路で気化したガスを一旦ガス溜め室65に貯溜した後、排出するようにしたので、気化の際に生じたガス圧の脈動をガス溜め室65が吸収して、排出時にはほとんど脈動をなくすことができる。また、内筒62をガス溜め室65としたので、全体の大きさを小さくすることができる。さらに、出口管67を内筒62内に立ち上げて設けたので、重質分やドレンが直接排出口から流出することがなく、別途設けたドレン排出口69より簡単に取り出して回収することが可能となった。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればフラッシュバルブとサーモバルブが一つのハウジング内に収容され、極めて小型化されているため、LPG液の気化に当たって、そのハウジング下面を熱交換器の上端部に固定することにより、ハウジング下面に長く突出するフラッシュ弁機構のフラッシュ部が温水の喫水面近傍に位置するため、気化潜熱等による関連作動部の氷結や閉止部材の硬化等のトラブルは全くない。
【0050】
さらに本発明では、ダイヤフラムの駆動源として、熱交換器で気化されたLPGガスの気化圧を圧力室にフィードバックし、当該気化圧によって直接LPG液のフラッシュ量を制御するようにしたものであるから、消費側に供給されるLPGガスの圧力を常時適正に維持、管理することが可能となった。
【0051】
また、本発明におけるサーモバルブでは、遮断弁をリセットロッドの操作により開閉制御するようにし、当該リセットロッドの操作を感温流体の熱膨張に応じて変位する弁開ロックカラーの切欠部に対する係合により実現したので、熱媒の温度に応じて遮断弁を確実に開閉制御することができた。また、当該サーモバルブは、リセットロッドと、これを制御するベローズや弁開ロックカラー等の感温機構とを直交状態に配置したので、当該サーモバルブの小型化と共に、蒸発装置全体の小型化にも寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る蒸発装置の正面断面図
【図2】同、側面断面図
【図3】同、平面図
【図4】同蒸発装置におけるマルチバルブを示した側面図
【図5】同マルチバルブの平面図
【図6】同マルチバルブのA−A断面図
【図7】上記蒸発装置におけるサーモバルブのB−B断面図
【図8】同サーモバルブにおけるリセットロッドの斜視図
【図9】(A)は同リセットロッドの正面図、(B)は同リセットロッドの側面図
【図10】図7の状態から熱媒の温度低下によるサーモバルブの閉弁動作を示した断面図
【図11】図10の状態から熱媒の温度上昇によるサーモバルブの動作を示した断面図
【図12】サーモバルブのリセット動作を示した断面図
【図13】フラッシュバルブにおいて図5のC−C断面図
【図14】同フラッシュバルブにおいて図13のD−D断面図
【図15】熱交換部の別実施形態を示した断面図
【符号の説明】
100 多機能型バルブ(マルチバルブ)
102 サーモバルブ
103 フラッシュバルブ
104 異常圧力防止弁
200 熱交換器
300 温水槽
400 液入口
500 ガス出口
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention LPG It is related with the evaporation apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a technical idea for improving the vaporization efficiency by flushing the LPG liquid supplied to the heat exchanger when vaporizing the LPG liquid or the like has been known. Thus, in the flash valve of the type in which the pressure of the LPG liquid is introduced, the mechanism portion needs to be installed on the piping of the LPG liquid supply line, but the installation position is naturally separated from the heat exchanger. It was the present situation that it was established in.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional flash valve of this type is designed to maintain its operability against icing of the operating portion generated by latent heat of vaporization during flashing and cooling / curing of a closing member such as a packing. Special processing for countermeasures against low temperatures and enlargement of valves are unavoidable, and as a result, problems such as enlargement of the evaporator itself have been observed.
[0004]
In addition, when the LPG liquid flushed by the flush valve is fed to the heat exchanger, the LPG liquid that is not sufficiently vaporized is supplied to the consuming side if the temperature of the heat medium is below a predetermined level. Become. Since the LPG liquid has an expansion rate of several hundred times when vaporized, there is a risk of explosion if unvaporized LPG liquid that is not sufficiently vaporized is supplied to the consumer. Therefore, in order to avoid such a danger, the temperature of the heating medium is sequentially monitored, and when the temperature falls below a predetermined level, the supply of the LPG liquid to the flash valve is shut off, and the safety is further enhanced. In addition, it is necessary to provide a configuration in which the supply of the LPG liquid cannot be resumed unless the temperature of the heat medium recovers beyond a predetermined level after the supply of the LPG liquid is interrupted due to the temperature drop of the heat medium. Since such a safety mechanism can be configured by adopting a shut-off valve, it is preferable from the viewpoint of unitizing the safety mechanism in the same housing as the above-described flash valve from the viewpoint of downsizing the evaporator. is there.
[0005]
The present invention is based on the above-described problems and aims to make the entire series of apparatuses necessary for vaporizing liquefied gas such as LPG liquid compact.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a multi-valve in which a thermo valve and a flush valve are mounted in one housing, and a heat exchanger that can fix the housing upward.
The above-mentioned thermo valve is connected to the LPG supply source, and when the shut-off valve normally urged in the valve closing direction is controlled to open and close by the reciprocating motion of the reset rod, the reset rod has an elongated through hole in the axial direction. And a notch is formed on one of the opening surfaces of the through-hole, and is moved forward and backward at right angles to the reset rod by the pressing force of the bellows that expands and contracts according to the temperature change of the heat medium of the heat exchanger. A free valve opening lock collar, a lock releasing rod that is reciprocally inserted through the through-hole in a state perpendicular to the reset rod and that can contact the valve opening lock collar, and the unlocking rod is subjected to the pressing force. And a temperature setting spring that is biased with a constant pressure, and the valve opening lock collar is connected to the reset rod by the change in the pressing force of the bellows based on the temperature change of the heating medium. While engaging and disengaging the missing part,
The flush valve has a diaphragm mechanism installed in the housing, a valve shaft of the diaphragm can be fitted through the pressure chamber, and a valve hole communicating with the LPG liquid outlet of the thermo valve penetrates the housing. A flush valve mechanism that communicates with the valve hole and protrudes from the lower surface of the housing to the heat exchanger is provided, and the pressure chamber of the diaphragm mechanism is configured so that a part of the vaporization pressure of the LPG gas after vaporization can be introduced. Means were used.
[0007]
Further, in claim 2, in order to prevent the supply of LPG to the flash valve from being resumed unless the temperature of the heating medium recovers beyond a predetermined level after the LPG is shut down due to the temperature drop of the heating medium, In addition, the thermo-valve further has a reset rod formed with a notch and a pair of notches, and a valve-closing lock collar that faces the valve-opening lock collar with the unlocking rod in between. A pair of interlocking elements that can be inserted in the axial direction to come into contact with the unlocking rod, a pair of pressure receiving elements that can press these interlocking elements toward the unlocking rod, and the pressure receiving elements as spring receivers. And a pair of lock springs that urge the lock collar toward the reset rod. Of 受圧Ko reacted with the biasing force of the temperature setting spring, the pressing force of the bellows change of Thus, the means for engaging and disengaging the respective lock collars with the respective notches was selectively used.
[0008]
In claim 3, because the flush valve mechanism protrudes long on the lower surface of the housing, it is necessary to ensure the strength of the valve shaft for operating the flush valve body, and for the purpose of reducing the load on the valve shaft, The valve shaft base and the needle shaft were divided into two members, and means that always connected them was adopted.
[0009]
Further, in the fourth aspect of the present invention, means is used in which the heat exchanger includes a snake tube provided inside a hot water tank heated by a heater and a chamber cylinder provided continuously at the outlet of the snake tube.
[0010]
Furthermore, in claim 5, the heat exchanger has a coil placed in a gap between a double cylinder comprising an outer cylinder having an inlet at the upper end provided in the hot water tank and an inner cylinder shorter than the outer cylinder provided coaxially therewith. While providing fins to form a spiral heat exchange passage, the upper end of the inner cylinder is closed and the lower end is opened. Gas reservoir room Forming the inner cylinder Lower end opening The outlet pipe is extended further upward, the lower end of the outlet pipe is connected to the discharge port at the lower end of the outer cylinder, and the lower end of the outer cylinder is used as a heavy content reservoir, and drainage is drained at the bottom of the heavy content reservoir. The means of providing and configuring an outlet was used.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 are a front sectional view, a side sectional view, and a plan view showing an evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes several types of valve mechanisms as described later. A multifunctional valve mounted on the housing 101 (hereinafter referred to as “multivalve”), 200 is a serpentine heat exchanger mainly including a serpentine tube 41 and a chamber cylinder 42, and 300 is a water source for containing hot water in a watertight manner using the heater 51 as a heat source. In addition, a hot water tank in which the body 52 is covered with a heat insulating material 53 and a cover 54 is provided from above, 400 is a liquid inlet for supplying LPG liquid to the multi-valve 100 from an LPG source (not shown) such as an LPG cylinder. , 500 is a gas outlet for supplying the LPG gas vaporized by the heat exchanger 200 to a consumer side device (not shown) via the gas outlet block 501. In the figure, 502 is a hydraulic pressure gauge connected to the multi-valve 100, 503 is a thermometer for measuring the hot water temperature of the hot water tank 300, and 504 is a gas pressure gauge connected to the gas outlet block.
[0012]
As shown in FIGS. 4 and 5, the multi-valve 100 has several types of valve mechanisms for one housing 101, that is, a thermo valve 102 in this embodiment, a flash valve 103 for adjusting a vaporization pressure, and an abnormal pressure prevention valve. The three types of valve mechanisms 104 are mounted and unitized, and the unit structure greatly contributes to miniaturization of the entire evaporator. In addition, as for the connection form of each valve mechanism 102 * 103 * 104 in the said embodiment, as FIG. 6 which showed AA sectional drawing of FIG. 4 shows, the liquid inlet 400 is the thermo valve 102 via flow path R1. Is connected to the shutoff valve 2 at the same time, the outlet of the shutoff valve 2 is connected to the abnormal pressure prevention valve 104 via the flow path R2, and the outlet of the abnormal pressure prevention valve 104 is connected to the valve of the flash valve mechanism 31 in the flash valve 103. It is the form connected to the seat tube 31b. Depending on the connection mode, the LPG liquid supplied from an LPG source such as an LPG cylinder is controlled in the order of the thermo valve 102, the abnormal pressure prevention valve 104, and the flash valve 103, and finally flushed by the flash valve 103. A mist-like LPG liquid is supplied to the heat exchanger 200. Hereinafter, the structure and operation of each of the valve mechanisms 102, 103, and 104 will be described in more detail with reference to FIGS.
[0013]
7 to 12 are sectional views taken along the line B-B in FIG. 4 and relate to the structure and operation of the thermo valve 102. In these drawings, 1 is a valve body, 2 is a shut-off valve attached to the valve body 1, and 3 and 4 are LPG liquid inlets and LPG liquid outlets that communicate with the valve chamber 2a of the shut-off valve 2, respectively. In this embodiment, the LPG liquid inlet 3 of the thermo valve 102 is connected to an LPG source such as an LPG tank or LPG cylinder via the liquid inlet 400, while the LPG liquid outlet 4 is connected to the abnormal pressure prevention valve 104 at the subsequent stage. When the LPG liquid is supplied to the flash valve 103 through the connection to the flash valve 103, the opening / closing control of the shutoff valve 2 is performed in response to the temperature of the hot water in the hot water tank 300.
[0014]
Reference numeral 5 denotes a valve rod that presses the valve body 2b to open the shut-off valve 2, and is advanced and retracted by a reset rod 6 described later. On the other hand, the valve body 2b is urged in a seating direction (left direction in the drawing) by a valve closing spring 2d using a valve holder 2c fixed to the valve body 1 as a spring receiver. 7 shows a state in which the valve body 2b is pressed against the valve closing spring 2d by the valve rod 5 and the shutoff valve 2 is opened. In addition, 2f is a packing which prevents the LPG liquid from leaking while allowing the valve stem 5 to advance and retreat.
[0015]
Reference numeral 6 denotes a reset rod that is movable along the insertion hole 1a formed in the valve body 1. The tip of the reset rod is a sharp tapered portion 6a (see FIG. 8), and the reset rod 6 is displaced up and down to The tapered portion 6a is brought into contact with the valve stem 5 so that the valve stem 5 is advanced and retracted. The reset rod 6 is provided by a return spring 6e interposed between an enlarged diameter step portion 6c (see FIG. 8) formed on the rod body 6b and a rod guide 6d fixed to the valve body 1. In the normal state, the tapered portion 6a is biased upward to a position where it does not contact the valve stem 5, but in FIG. 1, the tapered portion 6a contacts the valve stem 5 against the reset rod 6 against the return spring 6e. The state which pushed into the valve body 1 to the position to press is shown.
[0016]
Further, as shown in FIG. 9 (A), the reset rod 6 has a long through hole 6f formed through the rod body 6b. Further, as shown in FIG. In the formation range of the through hole 6f, the rod body 6b is formed with two notches 6g and 6h in the left and right steps, with the right notch 6g on the bellows 9 side on the lower side and the left notch 6h on the shut-off valve 2 side on the upper side. Has been. Here, the upper side or the lower side is defined on the basis of the operation direction of the reset rod 6. Reference numeral 6 i denotes a knob for manually operating the reset rod 6.
[0017]
Thus, in this embodiment, since the reset rod 6 and the valve stem 5 are arranged in an L-shaped right-angled state, the vertical width of the valve body 1 is compressed as compared with the case where both 5 and 6 are arranged linearly. The thermo-valve was able to be configured very compactly. In addition, it is also possible to arrange | position both 5 * 6 so that the angle which the reset rod 6 and the valve stem 5 make may become an acute angle or an obtuse angle.
[0018]
Next, in FIG. 7, reference numeral 7 denotes a temperature sensing unit immersed in the warm water of the warm water tank 300 in the vaporizer, and a temperature sensitive fluid 8 having a property of thermally expanding in response to the temperature of the warm water is enclosed therein. Has been. A bellows 9 communicates with the temperature sensing box 8 via a conduit 10, and the temperature sensing fluid 8 is also enclosed in the pressure sensing chamber 12 formed by the bellows 9 and the bellows cover 11. That is, the temperature sensitive fluid 8 expands or contracts in proportion to the temperature of the hot water as the heat medium, and the internal pressure of the pressure sensitive chamber 12 changes. Therefore, the bellows 9 is configured to expand and contract according to the internal pressure.
[0019]
Reference numeral 13 denotes a pressure receiver that moves to the left and right in conjunction with the expansion and contraction of the bellows 9, and its movement is transmitted to the valve opening lock collar 15 via a valve opening spring 14 that uses the pressure receiver 13 as a spring receiver. The valve opening spring 14 biases the valve opening lock collar 15 toward the reset rod 6 side. The movement of the pressure receiver 13 is also transmitted to the lock release rod 17 through the interlock 16 provided integrally with the pressure receiver 13 through the valve opening lock collar 15. The unlocking rod 17 is inserted through the through-hole 6f of the reset rod 6, and allows the reset rod 6 to move while keeping both the members 6 and 17 in an orthogonal state. Further, the valve opening lock collar 15 can be fitted to the unlocking rod 17. Here, FIG. 7 shows a state in which the reset rod 6 is pushed down (valve open state). In this state, the valve open spring 14 elastically engages the valve open lock collar 15 with the left notch 6h. Perform the action of combining. Therefore, in a state where the valve opening lock collar 15 is engaged with the left notch 6h, the reset rod 6 is fixed in the depressed state, and the valve opened state is maintained.
[0020]
Reference numeral 18 denotes a valve closing lock collar whose one end can be engaged with the unlocking rod 17, and the other end is urged toward the reset rod 6 by a valve closing spring 20 having a temperature setting interlock 19 as a spring receiver. Further, the temperature setting interlock 19 is urged toward the reset rod 6 by a temperature setting spring 22 using a temperature setting knob 21 fixed to the valve body 1 by screwing. Further, by allowing the interlocking rod 23 provided integrally with the temperature setting interlocking member 19 to be inserted into the valve closing lock collar 18 and to come into contact with the unlocking rod 17, the urging force by the temperature setting spring 22 is set to the temperature setting. The internal pressure of the pressure sensing chamber 12 is balanced through the interlocking element 19, the interlocking rod 23, the lock release rod 17, the interlocking element 16, the pressure receiving element 13, and the bellows 9. According to this configuration, the bellows 9 starts to contract only when the internal pressure of the pressure sensing chamber 12 exceeds the spring pressure of the temperature setting spring 22, and the subsequent members are displaced in conjunction with this. That is, by changing the spring pressure of the temperature setting spring 22, it is adjusted how many times the heating medium displaces the bellows 9 and the subsequent member, and the valve opening lock collar 15 is engaged with the left notch 6 h. Thus, the temperature for opening the shutoff valve 2 is set. In other words, the spring pressure of the temperature setting spring 22 can be selected in accordance with the temperature of the hot water at which the shutoff valve 2 is desired to be opened.
[0021]
In this embodiment, the temperature setting knob 21 is screwed to the valve body 1 so that the temperature setting knob 22 is not replaced, and the screw amount of the temperature setting knob 21 is adjusted. The stored energy of the temperature setting spring 22, that is, the spring pressure can be adjusted, and the temperature at which the bellows 9 starts to contract can be set. In the figure, reference numeral 24 denotes a lock nut of the temperature setting knob 21.
[0022]
Subsequently, the operation of the thermo valve having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 7 and 10 to 12. FIG. 7 shows a state in which the hot water in the hot water tank 300 is maintained at a temperature equal to or higher than a predetermined temperature (upper limit set temperature) at which the shut-off valve 2 is desired to be opened. Therefore, the shutoff valve 2 must be opened. Therefore, the shut-off valve 2 is opened by manually pushing the reset rod 6 into the valve body 1 (reset operation), bringing the tapered portion 6a into contact with the valve stem 5 and pressing the valve stem 5 rightward. . This state is maintained as follows.
[0023]
That is, when the hot water is equal to or higher than the upper limit set temperature, the temperature sensing fluid 8 is thermally expanded and the internal pressure of the pressure sensing chamber 12 is increased, so that the bellows 9 is contracted and this movement is caused by the valve opening spring via the pressure receiver 13. 14 is transmitted. Then, the valve opening lock collar 15 is elastically engaged with the left notch 6h of the reset rod 6 by the urging force of the valve opening spring 14, and the reset rod 6 is fixed (locked) in the pushed-in state. The valve open state of 2 is maintained. At this time, after the pressure of the bellows 9 is absorbed by the temperature setting spring 22 through the pressure receiver 13, the interlock 16, the lock release rod 17, the interlocking rod 23, and the temperature setting interlock 19, the valve closing spring 20 is contracted. Therefore, the valve closing lock collar 18 is separated from the reset rod 6.
[0024]
On the other hand, when the temperature of the hot water becomes equal to or lower than the set temperature (lower limit set temperature), as shown in FIG. 10, the internal pressure of the pressure sensitive chamber 12 decreases due to the contraction of the temperature sensitive fluid 8. The pressure receiver 13 is extended and displaced by the biasing force of the set temperature spring 22 in the left direction. That is, the urging force of the temperature setting spring 22 acts on the unlocking rod 17 via the interlocking rod 23 and the temperature setting interlocking member 19, and the force that displaces the unlocking rod 17 toward the bellows 9 side acts. Thus, the accumulated energy of the valve opening spring 14 is reduced by the displacement of the pressure receiver 13, and the valve opening lock collar 15 is separated from the reset rod 6 by the rightward displacement of the unlocking rod 17 so as to be separated from the left notch 6h. The engagement is released.
[0025]
As a result, the reset rod 6 becomes free and is displaced upward by the return spring 6e so that the taper portion 6a and the valve stem 5 are not in contact with each other, and the valve body 2b is moved to the valve seat by the urging force of the valve closing spring 2d. 2e is seated and the shutoff valve 2 is closed. Further, this closed state is maintained as follows. That is, when the reset rod 6 is displaced upward, the right notch 6g is positioned to face the valve closing lock collar 18. The reset rod 6 is fixed in a state in which the shut-off valve 2 is closed by receiving the urging force of the valve closing spring 20 that has been in a contracted state until the valve closing lock collar 18 is engaged with the right notch 6g. (Locked).
[0026]
That is, in the present embodiment, when the hot water becomes equal to or lower than the lower limit set temperature, the valve opening lock collar 15 is disengaged from the left notch 6h, and the shutoff valve is interlocked with the upward displacement of the reset rod 6. At the same time that the valve 2 is closed, the valve closing lock collar 18 is engaged with the right notch 6g, so that the reset rod 6 is fixed and the reset rod 6 cannot be pushed.
[0027]
Here, the lower limit set temperature refers to the temperature of the heat medium (hot water or the like) when the shutoff valve 2 is desired to be closed. Specifically, the valve opening lock collar 15 is completely detached from the left notch 6h, The temperature of the heating medium when the closed lock collar 18 can be engaged with the right notch 6g. On the other hand, the upper limit set temperature refers to the temperature of the heat medium when it is desired to open the shutoff valve 2. Specifically, the valve closing lock collar 18 is completely detached from the right notch 6g and the valve opening locking collar 15 is The temperature of the heat medium when it can be engaged with the left notch 6h.
[0028]
Next, when the hot water recovers from the state shown in FIG. 10 to the upper limit set temperature again, as shown in FIG. 11, the temperature-sensitive fluid 8 is thermally expanded and the internal pressure of the pressure-sensitive chamber 12 is increased. The bellows 9 contracts in conjunction with the pressure and the lock release rod 17 is pressed rightward via the pressure receiver 13 and the interlock 16. Further, when the valve closing collar 18 is displaced in the right direction in conjunction with the unlocking rod 17, it is detached from the right notch 6g. As a result, the reset rod 6 can be pushed.
[0029]
At this time, the internal pressure of the pressure sensing chamber 12 is also transmitted to the valve opening lock collar 15 via the pressure receiver 13 and the valve opening spring 14, and the valve opening lock collar 15 contacts the rod body 6b of the reset rod 6. Since the contact cannot be displaced, the force acting on the valve opening lock collar 15 is absorbed by the valve opening spring 14.
[0030]
Then, by manually pushing in the reset rod 6 from the state of FIG. 11 (reset operation), as shown in FIG. 12, the valve rod 5 is smoothly pushed in the order of the tapered portion 6a and the rod main body 6b, and then shut off. The valve 2 can be opened, and the supply of the LPG liquid to the flash valve 103 is resumed. Further, since the left notch 6h faces the valve opening lock collar 15 by pushing the reset rod 6, the valve opening lock collar 15 is moved to the left notch by the urging force of the valve opening spring 14 which has been in a contracted state until then. It protrudes 6h and is elastically engaged, and the pushing state of the reset rod 6, that is, the open state of the shutoff valve 2 is maintained. Thereafter, by repeating the operations of FIGS. 10 to 12 described above, the shutoff valve 2 can be opened and closed in accordance with the temperature of the hot water, and the supply control of the LPG liquid to the flash valve 103 can be performed.
[0031]
In the above-described embodiment, the reset rod 6 is provided with the right cutout portion 6g, and the valve closing lock collar 18 that can be engaged with the right cutout portion 6g is provided so that the shutoff valve 2 can be prevented from falling due to the temperature drop of the heat medium. After the valve is closed, the reset rod 6 cannot be operated unless the temperature of the heating medium recovers to the upper limit set temperature. This is to avoid a danger due to careless operation of the reset rod 6 when the heat medium is below the lower limit set temperature (closed valve state). However, the original object of the present invention is to close the shut-off valve 2 at least when the heat medium becomes lower than the lower limit set temperature, and the temperature of the heat medium recovers and the reset rod 6 is pushed in. The timing to be achieved can be achieved by conventionally known means. That is, it is also possible to operate the reset rod 6 after confirming that the temperature of the heating medium has been recovered by setting a thermometer together with means for raising the heating medium whose temperature has been lowered by a heater or the like to the upper limit set temperature. For some reason.
[0032]
Therefore, as another embodiment of the present invention, either the right notch 6g of the reset rod 6, the valve closing lock collar 18 or the valve closing spring 20, or all of these are omitted from the above-described embodiment. It is also possible to adopt the configuration described above. At the same time, the temperature setting interlock 19 and the interlocking rod 23 may be omitted, and the lock releasing rod 17 may be directly urged by the temperature setting spring 22. By adopting such a configuration, the valve closing control of the shutoff valve 2 due to the temperature drop of the heat medium can be ensured, the number of valve parts can be reduced, the internal structure can be simplified, and the valve can be downsized. can do.
[0033]
Further, in the above embodiment, the change in the internal pressure of the pressure sensing chamber 12 is taken in the lateral direction, and the temperature sensing mechanism such as the valve opening lock collar 15, the lock release rod 17, the valve closing lock collar 18 and the shutoff valve 2 are followed. Although the reset rod 6 is arranged in the vertical direction while being arranged in the horizontal direction, it is needless to say that the arrangement may be made by rotating 90 degrees positive or negative from this state. In addition, it is within the technical scope of the present invention to dispose the shut-off valve 2, bellows 9, and temperature setting knob 21 in the left-right direction and to change the arrangement of the reset rod 6 upside down accordingly. is there.
[0034]
Subsequently, the flash valve 103 for adjusting the vaporization pressure and the abnormal pressure prevention valve 104 in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 13 showing a partial cross-section of CC in FIG. The abnormal pressure prevention valve 104 is for preventing an abnormal increase in the internal pressure on the LPG side of the heat exchanger 200 when the liquid pressure of the LPG liquid that has passed through the thermo valve 102 is sent to the flash valve 103. However, since the abnormal pressure prevention valve 104 has a known structure, a detailed description thereof is omitted.
[0035]
In FIG. 13, reference numeral 31 denotes a flush valve mechanism that protrudes from the lower surface of the housing 101, and reference numeral 32 denotes a diaphragm mechanism attached to the upper part of the housing 101.
[0036]
Further, the housing 101 has a pressure chamber 32a of the diaphragm mechanism 32 formed on the upper surface, and a valve shaft 32b of the diaphragm D is inserted through the housing 101 from the center of the pressure chamber 32a so that the valve 101 is slidable. A hole 30a is provided. The LPG liquid flows into the valve hole 30a via the thermo valve 102 and the abnormal pressure prevention valve 104 (see FIG. 6), and the inflowed LPG liquid is flushed in a mist form by a flush valve mechanism 31 to be described later. The heat exchanger 200 is supplied. Further, as shown in FIG. 3, the flash valve 103 is connected to a gas outlet block 501 through a gas conduit G and introduces a part of the vaporized LPG gas. The LPG gas introduced from 501 is communicated with the gas introduction pipe G through the introduction hole 30 penetrating the housing 101 as is apparent from FIG. 14 showing the DD cross section of FIGS. 13 and 13. Then, it is introduced into the pressure chamber 32a of the diaphragm mechanism 32, and the feedback control by the gas pressure is performed on the flush valve mechanism 31.
[0037]
In this embodiment, a hydraulic pressure gauge 502 (see FIGS. 1 and 3) capable of measuring the liquid pressure of the LPG liquid in the valve hole 30a is connected to the outlet of the flow path R3 communicating with the valve hole 30a. Like to do. In FIG. 14, reference numeral 700 denotes a needle valve for use in confirming the operating pressure of the abnormal pressure prevention valve 104, which is normally used in an open state.
[0038]
Thus, the flush valve mechanism 31 provided to protrude long on the lower surface of the housing 101 has a lower half of a valve shaft 32b that slides freely in the valve hole 30a in the outer jacket 31a in response to the fluctuation of the vaporization pressure. A valve seat cylinder 31b for guiding a needle shaft 32c coupled to the inner portion is fitted inside, and the opening between the valve seat 31c at the lower end and the valve body 31d at the lower end of the needle shaft is sandwiched between the valve seat 31c and the valve seat 31c. Correspondingly, the flush amount of the LPG liquid supplied to this portion is automatically controlled, and is supplied from the jet port 31e to the upper end inlet 45 of the serpentine tube 41 in the heat exchanger 200 through the lower through hole 31f of the mantle 31a. It can be sent.
[0039]
Further, the diaphragm mechanism 32 includes a valve shaft 32b that operates by receiving the vaporization pressure of the vaporized LPG gas fed back to the pressure chamber 32a, and a spring S that applies a constant pressing force to the diaphragm D. It has a general structure.
[0040]
By the way, since the housing 101 in the present invention is fixedly installed at the upper end of the hot water tank 300, the outer sleeve 31a of the flush valve mechanism 31 provided long and projecting on the lower surface of the housing is at least attached to the outer sleeve 31a. The lower part can penetrate near the draft surface of the hot water at the upper end inlet 45 of the heat exchanger 200, and this configuration can prevent a temperature drop due to latent heat of vaporization when the LPG liquid is flushed.
[0041]
In order to make the flush valve mechanism 31 protrude long from the lower surface of the housing, the valve shaft 32b on the diaphragm D side for operating the flush valve body becomes long, and in consideration of an increase in the load on the valve shaft, It is also possible to divide the valve shaft 32b between the valve shaft base side and the lower half needle shaft 32c so that the end surfaces of both members can be joined together elastically at all times.
[0042]
In FIG. 13, 32d is a bolt for adjusting the pressing force of the spring S in the diaphragm mechanism 32, and s is a spring for urging the flush valve element 31d upward.
[0043]
Next, the heat exchanger 200 will be described in detail. As shown in FIGS. 1 and 3, a chamber cylinder 42 is erected at the center of the spirally-shaped spiral tube 41 and a lower end outlet 43 of the spiral tube 41 is provided. The upper end inlet 45 of the serpentine tube 41 is connected to the flush valve 103 in the multi-valve 100, while the upper outlet 46 of the chamber cylinder 42 is connected via a gas outlet block 501. The gas outlet 500 is connected. In FIGS. 1 and 3, reference numeral 47 denotes a protective tube that houses the temperature sensitive box of the thermo valve 102 in the multi-valve 100.
[0044]
According to the heat exchanger 200, the mist-like LPG liquid fed from the flash valve 103 in the multi-valve 100 partially evaporates when passing through the serpentine tube 41, and the unevaporated LPG liquid is further removed from the chamber tube 42. Therefore, the LPG liquid can be completely evaporated through the entire flow path.
[0045]
In addition, since heat exchange between the serpentine tube 41 and the chamber cylinder 42 is adopted at the same time, the LPG liquid not evaporated in the serpentine tube 41 is complementarily evaporated in the chamber cylinder 42, so that the heavy wall sticks to the inner wall of the serpentine tube 41. Since the heat exchange rate is maintained together, the heat exchanger 200 can be made small and efficient, and the heat exchanger 200 can reduce the size of the entire evaporation apparatus. It was possible to contribute.
[0046]
In addition, the heat exchange part which consists of the heat exchanger 200 and the hot water tank 300 can also employ | adopt the hot water supply type heat exchanger 600 as shown in FIG. That is, the heat exchanger 600 is a double cylinder composed of an outer cylinder 61 having an LPG liquid inlet at the upper end provided in the hot water tank 60 and an inner cylinder 62 shorter than the outer cylinder 61 provided coaxially with the outer cylinder 61. The coil fins 63 are provided in the gaps to form a spiral heat exchange passage 64, while the upper end of the inner cylinder 62 is closed and the lower end is opened to form a gas reservoir chamber 65, and the lower end of the inner cylinder 62 is opened. The outlet pipe 66 is extended from the upper part to the upper part, the lower end of the outlet pipe 66 is connected to the discharge port 67 at the lower end of the outer cylinder 61, and the lower end of the outer cylinder 61 is used as a heavy content reservoir 68. A drain discharge port 69 is provided at the bottom of the portion 68.
[0047]
The heat exchanger 600 is a so-called hot water supply type heat exchanger in which hot water is injected from the hot water inlet 61a and discharged from the hot water outlet 61b, and heat is exchanged by circulation of the hot water. . However, it goes without saying that the hot water tank may be a sealed type employing a heater in place of the hot water circulation structure.
[0048]
According to the heat exchanger 600, the gas vaporized in the heat exchange passage is once stored in the gas reservoir chamber 65 and then discharged. Therefore, the gas reservoir chamber 65 causes pulsation of the gas pressure generated at the time of vaporization. Absorbs and can almost eliminate pulsation when discharged. Further, since the inner cylinder 62 is the gas reservoir chamber 65, the overall size can be reduced. Further, since the outlet pipe 67 is provided upright in the inner cylinder 62, heavy components and drain do not flow directly out of the discharge port, and can be easily taken out and collected from a separately provided drain discharge port 69. It has become possible.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the flash valve and the thermo valve are accommodated in one housing and are extremely miniaturized, when the LPG liquid is vaporized, the lower surface of the housing is used as the upper end of the heat exchanger. By fixing, the flush part of the flush valve mechanism that protrudes long on the lower surface of the housing is located in the vicinity of the draft surface of the hot water, so there are no troubles such as icing of the related working part due to vaporization latent heat or the like and hardening of the closing member.
[0050]
Furthermore, in the present invention, as the diaphragm drive source, the vaporization pressure of the LPG gas vaporized in the heat exchanger is fed back to the pressure chamber, and the flush amount of the LPG liquid is directly controlled by the vaporization pressure. It has become possible to always maintain and manage the pressure of the LPG gas supplied to the consumer side properly.
[0051]
Further, in the thermo valve according to the present invention, the shut-off valve is controlled to be opened and closed by the operation of the reset rod, and the operation of the reset rod is engaged with the notch portion of the valve opening lock collar that is displaced according to the thermal expansion of the temperature-sensitive fluid. As a result, the shut-off valve can be reliably opened and closed according to the temperature of the heat medium. In addition, since the thermo valve has a reset rod and a temperature sensing mechanism such as a bellows and a valve-opening lock collar that are controlled in an orthogonal state, it is possible to reduce the size of the thermo valve and the evaporator as a whole. Could also contribute.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of an evaporator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the same.
FIG. 3 is a plan view of the same.
FIG. 4 is a side view showing a multi-valve in the evaporator.
FIG. 5 is a plan view of the multi-valve.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the multi-valve taken along the line AA.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the thermo valve BB in the evaporator.
FIG. 8 is a perspective view of a reset rod in the thermo valve.
9A is a front view of the reset rod, and FIG. 9B is a side view of the reset rod.
10 is a cross-sectional view showing the closing operation of the thermo valve due to the temperature drop of the heat medium from the state of FIG.
11 is a cross-sectional view showing the operation of the thermo valve due to the temperature rise of the heat medium from the state of FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a reset operation of a thermo valve
13 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5 in the flash valve.
14 is a sectional view taken along the line DD of FIG. 13 in the flush valve.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heat exchange unit
[Explanation of symbols]
100 Multi-function valve (multi-valve)
102 Thermo valve
103 flush valve
104 Abnormal pressure prevention valve
200 heat exchanger
300 hot water tank
400 liquid inlet
500 Gas outlet

Claims (5)

サーモバルブ及びフラッシュバルブを一つのハウジングにマウントしてなるマルチバルブと、上記ハウジングを上方に固定可能とした熱交換器とを備え、上記サーモバルブは、LPG供給元と接続され、常態で閉弁方向に付勢された遮断弁をリセットロッドの往復運動により開閉制御するに当たり、当該リセットロッドは軸方向に長孔状の貫通孔を形成し、且つ当該貫通孔の開口面の一方に切欠部を形成してなると共に、上記熱交換器の熱媒の温度変化に応じて伸縮運動するベローズの押圧力により上記リセットロッドに直角に進退自在な弁開ロックカラーと、上記リセットロッドと直角状態に上記貫通孔を往復自在に挿通し、且つ上記弁開ロックカラーと当接可能なロック解除ロッドと、当該ロック解除ロッドを上記押圧力に対向して一定圧で付勢する温度設定スプリングとを備え、熱媒の温度変化に基づいて上記ベローズの押圧力の変化により上記弁開ロックカラーをリセットロッドの上記切欠部に係脱する一方、
上記フラッシュバルブは、上記ハウジングにダイヤフラム機構を設置し、その圧力室を経てダイヤフラムの弁軸が嵌入可能で、且つ上記サーモバルブのLPG液出口と連通する弁孔を上記ハウジングに貫設し、当該弁孔と連通してハウジング下面から上記熱交換器に突出するフラッシュ弁機構を設けると共に、上記ダイヤフラム機構の圧力室には、気化後のLPGガスの気化圧の一部を導入可能に構成してなることを特徴とするLPGの蒸発装置。
A multi-valve in which a thermo valve and a flush valve are mounted in one housing, and a heat exchanger that allows the housing to be fixed upward, and the thermo valve is connected to an LPG supplier and normally closed When the shut-off valve biased in the direction is controlled to open and close by the reciprocating movement of the reset rod, the reset rod forms a long through hole in the axial direction, and a notch is formed on one of the opening surfaces of the through hole. And a valve-opening lock collar that can be moved back and forth at right angles to the reset rod by the pressing force of the bellows that expands and contracts according to the temperature change of the heat medium of the heat exchanger, and the reset rod at right angles to the reset rod. An unlocking rod that is reciprocally inserted through the through hole and that can contact the valve opening lock collar, and the unlocking rod is fixed to face the pressing force. While disengaged with the notch of the reset rod the valve open lock collar in a temperature setting spring for biasing, by a change in the pressing force of the bellows on the basis of the temperature change of the heating medium,
The flush valve has a diaphragm mechanism installed in the housing, a valve shaft of the diaphragm can be fitted through the pressure chamber, and a valve hole communicating with the LPG liquid outlet of the thermo valve penetrates the housing. A flush valve mechanism that communicates with the valve hole and protrudes from the lower surface of the housing to the heat exchanger is provided, and a part of the vaporization pressure of the LPG gas after vaporization can be introduced into the pressure chamber of the diaphragm mechanism. An LPG evaporation apparatus characterized by comprising:
請求項1記載の蒸発装置において、サーモバルブは、さらにリセットロッドは切欠部と一対に別の切欠部を段違いに形成してなると共に、ロック解除ロッドを挟んで弁開ロックカラーと対峙する弁閉ロックカラーと、これらロックカラーそれぞれを軸方向に挿通してロック解除ロッドと当接可能な一対の連動子と、これら連動子を上記ロック解除ロッドに向かって押圧可能な一対の受圧子と、これら受圧子をバネ受けとして上記各ロックカラーをリセットロッド側に付勢する一対のロックスプリングとを備え、一方の受圧子にはベローズの押圧力を作用させると共に、他方の受圧子には温度設定スプリングの付勢力を作用させ、上記ベローズの押圧力の変化により上記各ロックカラーを上記各切欠部に係脱することを特徴としたLPGの蒸発装置。2. The evaporator according to claim 1, wherein the thermovalve further includes a reset rod formed in a notch portion and a pair of another notch portions, and a valve closing portion facing the valve opening lock collar with the unlocking rod interposed therebetween. A lock collar, a pair of interlocking elements that can be inserted into the lock collars in the axial direction and brought into contact with the unlocking rod, a pair of pressure receivers that can press these interlocking elements toward the unlocking rod, and And a pair of lock springs that urge the lock collars toward the reset rod using the pressure receiver as a spring receiver. The pressure receiving force is applied to one pressure receiver, and the temperature setting spring is applied to the other pressure receiver. by the action of the biasing force of, LPG evaporation of the respective locking collar by a change in the pressing force of the bellows was characterized by disengaging the the cutout Location. 請求項1記載の蒸発装置において、フラッシュバルブは、さらに弁軸が弁軸基部とニードルシャフトとに分離されたことを特徴とするLPGの蒸発装置。In the evaporation apparatus according to claim 1, wherein, flush valve, LPG vaporizer, characterized by further valve shaft is separated into a valve shaft base and needle shaft. 熱交換器は、ヒータによって加熱される温水槽の内部に設けられた蛇管と、この蛇管の出口に連続して設けられたチャンバー筒とからなる請求項1、2又は3記載のLPGの蒸発装置。The LPG evaporation apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the heat exchanger comprises a serpentine tube provided inside a hot water tank heated by a heater, and a chamber cylinder provided continuously at the outlet of the serpentine tube. . 熱交換器は、温水槽内に設けた上端に流入口を有する外筒と、それと同軸内側に設けた上記外筒より短い内筒からなる二重筒の間隙にコイルフィンを設けて螺旋状の熱交換通路を構成する一方、上記内筒の上端を閉塞すると共に下端を開口してガス溜め室を形成し、内筒の下端開放部より上方まで出口管を延長し、この出口管の下端は外筒下端の排出口に接続し、さらに外筒下端を重質分貯留部とすると共に、当該重質分貯留部の底部にドレン排出口を設けてなる請求項1、2又は3記載のLPGの蒸発装置。The heat exchanger has a spiral shape by providing coil fins in a gap between a double cylinder consisting of an outer cylinder having an inlet at the upper end provided in the hot water tank and an inner cylinder shorter than the outer cylinder provided coaxially with the outer cylinder. While constituting the heat exchange passage, the upper end of the inner cylinder is closed and the lower end is opened to form a gas reservoir chamber, and the outlet pipe is extended upward from the lower end opening of the inner cylinder. The LPG according to claim 1, 2 or 3, wherein the LPG is connected to a discharge port at a lower end of the outer cylinder, and further, a lower end of the outer cylinder is used as a heavy content storage portion, and a drain discharge port is provided at a bottom portion of the heavy content storage portion. Evaporation equipment.
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