JP4656707B2 - フロート作動式のポンプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力駆動式ポンプ等のフロート作動式のポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力駆動式ポンプは、蒸気装置において凝縮液を凝縮液帰還装置へ揚げるために使用され、そこから凝縮液は蒸気発生ボイラーに再導入される。そのようなポンプは、凝縮液が溜まるチャンバーを備えており、該チャンバー内の凝縮液はその液位に応じて作動するフロートの制御により、定期的な蒸気流入及びチャンバー排気によって定期的に排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなポンプの一つが、英国特許第２３２９４５１A 号明細書に開示されている。このポンプは、偏平なフロート又は並設された二つの要素から成るフロートを備え、該フロートは平行四辺形リンク機構によりチャンバーに支持される。前記チャンバーは、椀型部と蓋部とを備える。椀型部には凝縮液用入口及び出口の接続部が設けられ、一方蓋部には蒸気用接続部が設けられる。又、蓋部は前記平行四辺形リンク機構と蒸気の導入及び排気を制御するトグル機構とを支持する。このため、チャンバー内を点検するためには蒸気接続部又は凝縮液接続部のいずれかを取外す必要があり、装置の点検・サービスの際に不都合が生じる。
【０００４】
又、比較的大量の凝縮液の流れを扱うことが可能なユニットの場合には、特別なフロートの架設や平行四辺形リンク機構にかかるコストは問題とされないが、規模の小さいユニットの場合はそうではない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、チャンバー内に固定された第１の枢軸回りで回動するよう枢支されたレバーにより、前記チャンバー内の液位に応じて該チャンバー内を上下方向に移動できるようチャンバー内に支持されたフロートを備え、前記チャンバーが、ポンプ作用を受ける流体用の入口及び出口と作動流体用の導入ポート及び排出ポートとを有してなるフロート作動式のポンプ装置であって、前記フロートの移動により作動されて、前記導入ポート及び前記排出ポートを通じて前記チャンバーへの作動流体の流入及び／又は該チャンバーからの作動流体の流出を制御する制御手段を始動させるトグル機構を更に備えており、前記トグル機構は、そのトグル機構の入力要素を構成するばね支持部と、そのばね支持部により一端が支持されるばねとを備え、前記第１の枢軸から離間した位置で前記レバーには、該レバーの側方に延びるアームが剛性結合され、前記アームは、該アームの前記レバーと反対側の端部に剛性結合された延長部を有し、その延長部と前記アームとの連結点と、前記レバーと前記アームとの連結点との間で、前記フロートが該アームに剛性結合され、前記ばね支持部は、該ばね支持部及び前記延長部を貫通する第２の枢軸回りで該ばね支持部が前記延長部に対して相対回動し得るように、前記延長部に支承されると共に、前記第１，第２の枢軸の相互間の距離が、前記レバーと前記アームの連結点と、前記第１の枢軸との間の距離よりも長く設定され、前記レバーは、ポンプ作用を受ける流体の前記出口における流量を制御する弁に機械的に連結されることを第１の特徴とするフロート作動式のポンプ装置が提供される。
【０００６】
また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記レバーは前記アームの一端に連結し、前記アームの他端は前記延長部に剛性結合されることを第２の特徴とするフロート作動式のポンプ装置が提供され、また本発明によれば、前記第１又は第２の特徴に加えて、前記アームは、該アームと前記フロートの連結点の、前記第１の枢軸を中心とする円弧状の移動経路の接線方向に延びることを第３の特徴とするフロート作動式のポンプ装置が提供され、さらに本発明によれば、前記第２又は第３の特徴に加えて、前記第１，第２の枢軸の相互間の距離が、前記フロートと前記アームの連結点と、前記第１の枢軸との間の距離よりも長く設定されることを第４の特徴とするフロート作動式のポンプ装置が提供され、さらにまた本発明によれば、前記第１〜第４の何れかの特徴に加えて、前記レバーは前記弁の作動棒に枢着されることを第５の特徴とするフロート作動式のポンプ装置が提供され、さらにまた本発明によれば、前記第１〜第５の何れかの特徴に加えて、前記チャンバーは、椀型部と蓋部を備えるハウジング内に画成され、前記レバーとトグル機構は前記蓋部に支持され、前記作動流体用導入ポート及び排出ポート及びポンプ作用を受ける流体用入口及び出口は前記蓋部に形成されることを第６の特徴とするフロート作動式のポンプ装置が提供される。
【０００７】
本発明による装置は、コンパクトな構成でありながら、比較的安価に製造できる。
【０００８】
フロートとレバーの剛性結合は、レバーが剛性結合されたアームにフロートを装着すればよい。
【０００９】
また特に上記第６の特徴によれば、流体接続部に何らの操作を加えることなく椀型部を蓋部から取外すことが可能となり、チャンバー内の点検等が簡単に行える。更に、フロート、トグル機構、制御手段及び関連する構成要素の全てを含む全ポンプ機構を蓋部に支持してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の理解を更に深め、より明確に実施の形態を示すため、添付図を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１１】
前記ポンプは、椀型部４と蓋部６から組み立てられたハウジング２を備える。チャンバー８が該ハウジング２内に画成される。フロート１０はチャンバー８内に配設され、蓋部６に固着された支持部１６に、第１の枢軸１４で連結されたレバー１２により支持される。
【００１２】
前記レバー１２には、第１の枢軸１４から離れた位置で、該レバー１２の側方に延びるアーム１８が剛性結合されており、そのアーム１８の、レバー１２とは反対側の端部には、傾斜した延長部２０が一体に形成される。その延長部２０とアーム１８との連結点と、レバー１２とアーム１８との連結点との間で、フロート１０はボルト２２によりアーム１８に固着される。前記延長部２０は、ばね２６の一端を支持するばね支持部２４に、該延長部２０及びばね支持部２４を貫通する第２の枢軸を介して相対回動可能に枢着される。図１に示すように、前記フロート１０と前記アーム１８の連結点は、前記延長部２０と前記ばね支持部２４の枢着部（即ち前記第２の枢軸）よりも、前記第１の枢軸１４により近く設けられ、而して、前記第１，第２の枢軸の相互間の距離は、レバー１２とアーム１８の連結点と、前記第１の枢軸１４との間の距離よりも長く設定され、更にフロート１０とアーム１８の連結点と、前記第１の枢軸１４との間の距離よりも長く設定される。前記ばね２６及びばね支持部２４は、英国特許第２３２９４５１A 号明細書に開示されたポンプのトグル機構と同様に作動するトグル機構２８の一部であり、本明細書においてはその詳細の説明は省略する。
【００１３】
また図１に示すように、前記アーム１８は、該アーム１８とフロート１０の連結点の、前記第１の枢軸１４を中心とする円弧状の移動経路の接線方向に延びている。
【００１４】
前記トグル機構は、ボルト３０により蓋部６に取付けられ、蓋部６に形成された導入ポート３２及び排出ポート３４と連動する弁を作動させる。
【００１５】
又、蓋部６には凝縮液用入口３６及び出口３８が設けられる。前記入口３６にはフラップ弁４０が設けられる。
【００１６】
前記出口３８はチャンバー８の下部に配設され、出口流量は弁集合体４２により制御される。該集合体４２は、中心孔４５と横孔４７を有する弁座４４を備える。弁座４４には、孔４５を通ってチャンバー８方向への流れを防止するための戻り防止要素４６が設けられる。作動棒４８は、弁座４４の中心孔４５に収納されて、孔４５に沿って移動して弁座４４内に形成された肩部５１とシール状に接触し、離間する頭部４９を有する。前記作動棒４８の頭部４９とは反対側の一端は、前記レバー１２とアーム１８の連結部に近い位置でレバー１２に枢着される。
【００１７】
作動の際には、図示するポンプを、その入口３６が凝縮液帰還装置の排出側に、出口３８がボイラー帰還装置に接続するように、プロセス蒸気装置の凝縮液帰還装置に取付ける。更に、導入ポート３２を蒸気ラインに接続し、排出ポート３４を蒸気排出部に接続する。
【００１８】
作動中は、フロート１０は図１に示す最下方位置にあり、従って作動棒４８は降下し、作動棒４８の頭部４９は弁座４４の肩部５１に係合し出口３８を閉じる。その結果、入口３６から流入した凝縮液はチャンバー８内に溜まっていく。
【００１９】
図１に示す位置では、トグル機構２８は、蒸気導入ポート３２を閉じ、蒸気排出ポート３４を開放する位置にある。
【００２０】
凝縮液がチャンバー８内に溜まるにつれ、フロートは上昇し、この移動により作動棒４８を上方へ移動させ、頭部４９を肩部５１から持ち上げ、横孔４７及び中心孔４５を通って出口３８への流動を可能とする。そして、凝縮液はチャンバー８から蒸気装置のボイラーへ流動可能となる。出口３８での流出速度が、入口３６での流入速度より大きい場合、フロートは再び下降し、作動棒４８が下方へ移動し、頭部４９を再び肩部５１とシール状に接触させ出口３６を閉鎖する。
【００２１】
しかしながら、入口３６での流入速度が出口３８での流出速度より大きい場合には、フロートは上昇し続け、その動程の上限に近づくにつれ、トグル機構２８が切替わり蒸気排出ポート３４を閉鎖し蒸気導入ポート３２を開放する。そして、加圧された蒸気がチャンバー８内に入り、凝縮液を出口３８から押出す。同時に、チャンバー８内の増加した圧力は、フラップ弁４０を閉じ入口３６から圧力が抜けるのを防止する。
【００２２】
チャンバー８内の液位が下がるに従って、フロート１０も下降し、その最下方位置に近づくにつれて、トグル機構が再び切替わって蒸気導入ポート３２及び蒸気排出ポート３４の弁を元の位置に戻し、チャンバー８内の圧力を抜く。その結果、レバー１２が元の位置に戻り、作動棒４８を下げて、頭部４９で再び出口３８を閉鎖する。出口３８に連結されたラインにおける背圧により妨害されることなくこの閉鎖の動作が行われるよう、前記戻り防止要素４６が開放する。
【００２３】
ハウジング２内の機構を点検したり、或いは内部の構成要素のサービスが必要な場合は、接続ボルト５０を外すだけで椀型部４を蓋部６から取外すことができる。その際、入口３６、出口３８、蒸気導入ポート３２、蒸気排出ポート３４の接続部に何らの操作を加えることなく、上記の点検及びサービスを行うことが可能である。従って、関連する凝縮液及び蒸気ラインの隔離弁を閉じた後、蓋部６は凝縮液帰還装置に配置したままにしておける。
【００２４】
一つのレバー１２で、フロート１０の支持と出口３８での流量を制御する作動棒４８の移動との両方を行うので、製造コストが大幅に節減できる。ばね２６の張力はフロート１０の重量と浮力に適合させる必要があるが、アーム１８と延長部２０によってトグル機構２８を操作するので、蒸気導入ポート３２及び排出ポート３４を制御する弁を確実に操作することができる。
【００２５】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、フロート作動式のポンプ装置を、コンパクトな構成としながら比較的安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は圧力駆動式ポンプの断面図である。
【図２】 図２は図１の矢印II方向から見たポンプの図である。
【符号の説明】
２ ハウジング
４ 椀型部
６ 蓋部
８ チャンバー
１０ フロート
１２ レバー
１４ 第１の枢軸
１８ アーム
２０ 延長部
２４ ばね支持部
２８ トグル機構
３２ 導入ポート
３４ 排出ポート
３６ 入口
３８ 出口
４２ 弁
４８ 作動棒

Claims (6)

1. チャンバー（８）内に固定された第１の枢軸（１４）回りで回動するよう枢支されたレバー（１２）により、前記チャンバー内の液位に応じて該チャンバー内を上下方向に移動できるようチャンバー（８）内に支持されたフロート（１０）を備え、
   前記チャンバー（８）が、ポンプ作用を受ける流体用の入口（３６）及び出口（３８）と作動流体用の導入ポート（３２）及び排出ポート（３４）とを有してなるフロート作動式のポンプ装置であって、
   前記フロート（１０）の移動により作動されて、前記導入ポート（３２）及び前記排出ポート（３４）を通じて前記チャンバー（８）への作動流体の流入及び／又は該チャンバー（８）からの作動流体の流出を制御する制御手段を始動させるトグル機構（２８）を更に備えており、
   前記トグル機構（２８）は、そのトグル機構（２８）の入力要素を構成するばね支持部（２４）と、そのばね支持部（２４）により一端が支持されるばね（２６）とを備え、
   前記第１の枢軸（１４）から離間した位置で前記レバー（１２）には、該レバー（１２）の側方に延びるアーム（１８）が剛性結合され、
   前記アーム（１８）は、該アーム（１８）の前記レバー（１２）と反対側の端部に剛性結合された延長部（２０）を有し、
   その延長部（２０）と前記アーム（１８）との連結点と、前記レバー（１２）と前記アーム（１８）との連結点との間で、前記フロート（１０）が該アーム（１８）に剛性結合され、
   前記ばね支持部（２４）は、該ばね支持部（２４）及び前記延長部（２０）を貫通する第２の枢軸回りで該ばね支持部（２４）が前記延長部（２０）に対して相対回動し得るように、前記延長部（２０）に支承されると共に、前記第１，第２の枢軸の相互間の距離が、前記レバー（１２）と前記アーム（１８）の連結点と、前記第１の枢軸（１４）との間の距離よりも長く設定され、
   前記レバー（１２）は、ポンプ作用を受ける流体の前記出口（３８）における流量を制御する弁（４２）に機械的に連結されることを特徴とする、フロート作動式のポンプ装置。
2. 前記レバー（１２）は前記アーム（１８）の一端に連結し、前記アーム（１８）の他端は前記延長部（２０）に剛性結合されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記アーム（１８）は、該アーム（１８）と前記フロート（１０）の連結点の、前記第１の枢軸（１４）を中心とする円弧状の移動経路の接線方向に延びることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記第１，第２の枢軸の相互間の距離が、前記フロート（１０）と前記アーム（１８）の連結点と、前記第１の枢軸（１４）との間の距離よりも長く設定されことを特徴とする、請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記レバー（１２）は前記弁（４２）の作動棒（４８）に枢着されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
6. 前記チャンバー（８）は、椀型部（４）と蓋部（６）を備えるハウジング（２）内に画成され、前記レバー（１２）とトグル機構（２８）は前記蓋部（１２）に支持され、前記作動流体用導入ポート（３２）及び排出ポート（３４）及びポンプ作用を受ける流体用入口（３６）及び出口（３８）は前記蓋部（１２）に形成されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。

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