JP5138343B2 - 液体圧送装置 - Google Patents

Description

本発明は、温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、各種蒸気使用装置で発生した復水をボイラーや廃熱利用箇所に送る装置として特に適するものである。

従来の液体圧送装置は、密閉容器に作動蒸気導入口と作動蒸気排出口と液体流入口及び液体排出口が設けられ、作動蒸気導入口に給気弁が設けられ、作動蒸気排出口に排気弁が設けられ、液体流入口に密閉容器への液体の流れだけを許容する流入側逆止弁が設けられ、液体排出口に液体圧送先への流体の流れだけを許容する圧送側逆止弁が設けられ、密閉容器内にフロートとスナップ機構が内蔵され、スナップ機構は、密閉容器内に支持された揺動軸と、揺動軸の周りに回転するフロートアーム及び副アームと、フロートアームに支持された第１の軸と、副アームに支持された第２の軸と、第１及び第２の軸の間に取り付けられたバネを有し、フロートがフロートアームに連結され、給気弁と排気弁が副アームに連結された動力伝達軸に連結され、フロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて副アームをスナップ移動させることにより、給気弁と排気弁の開閉を切り換えて、初めに排気弁を開き給気弁を閉じることにより流入側逆止弁を介して液体を密閉容器内に流入させ、次いで排気弁を閉じ給気弁を開くことにより密閉容器内に溜った液体を圧送側逆止弁を介して液体圧送先へ圧送するものである。

上記従来の液体圧送装置は、排気弁を開き給気弁を閉じたときに、密閉容器内の復水が再蒸発するために密閉容器内の蒸気の排気に時間が掛かり、流入側逆止弁の開弁が遅れて密閉容器内への液体の流入が遅い問題点があった。密閉容器内への液体の流入が遅いと、単位時間当たりの液体圧送能力が小さくなる。
特開平８−１４５２９０

解決しようとする課題は、排気弁を開き給気弁を閉じたときに、密閉容器内の復水の再蒸発を防止して、流入側逆止弁を素早く開弁させることができる液体圧送装置を提供することである。

本発明は、密閉容器に作動蒸気導入口と作動蒸気排出口と液体流入口及び液体排出口が設けられ、作動蒸気導入口に給気弁が設けられ、作動蒸気排出口に排気弁が設けられ、液体流入口に密閉容器への液体の流れだけを許容する流入側逆止弁が設けられ、液体排出口に液体圧送先への流体の流れだけを許容する圧送側逆止弁が設けられ、密閉容器内にフロートとスナップ機構が内蔵され、スナップ機構は、密閉容器内に支持された揺動軸と、揺動軸の周りに回転するフロートアーム及び副アームと、フロートアームに支持された第１の軸と、副アームに支持された第２の軸と、第１及び第２の軸の間に取り付けられたバネを有し、フロートがフロートアームに連結され、給気弁と排気弁が副アームに連結された動力伝達軸に連結され、フロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて副アームをスナップ移動させることにより、給気弁と排気弁の開閉を切り換えて、初めに排気弁を開き給気弁を閉じることにより流入側逆止弁を介して液体を密閉容器内に流入させ、次いで排気弁を閉じ給気弁を開くことにより密閉容器内に溜った液体を圧送側逆止弁を介して液体圧送先へ圧送する液体圧送装置において、密閉容器に冷却水注入口と当該冷却水注入口を開閉する注水弁体とを有する注水弁を設け、注水弁体を副アームに連結した連結板に連結して、排気弁を開き給気弁を閉じたときに注水弁を開き、排気弁を閉じ給気弁を開いたときに注水弁を閉じることを特徴とする。

本発明は、排気弁を開き給気弁を閉じたときに、流入側逆止弁を素早く開いて密閉容器内へ液体を素早く流入させることができるので、単位時間当たりの液体圧送能力を大きくできるという優れた効果を生じる。

本発明の液体圧送装置は、密閉容器に冷却水注入口と当該冷却水注入口を開閉する注水弁体とを有する注水弁を設け、注水弁体を副アームに連結した連結板に連結して、排気弁を開き給気弁を閉じたときに注水弁を開き、排気弁を閉じ給気弁を開いたときに注水弁を閉じるものである。そのため、排気弁を開き給気弁を閉じたときに注水弁を開き、冷却水注入口から注入される冷却水により密閉容器内の復水の再蒸発を防止することができる。そのため、密閉容器内の蒸気を短時間に排気して流入側逆止弁を素早く開弁させることができる。

上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（図１参照）。本実施例の液体圧送装置１は密閉容器２内にフロート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。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には作動蒸気導入口１１，作動蒸気排出口１３，液体流入口１６，液体排出口１７が設けられている。

作動蒸気導入口１１の内側に給気弁２０が取り付けられ、作動蒸気排出口１３の内側に排気弁２１が取り付けられている。給気弁２０は弁ケース２２と弁体２３及び昇降棒２４によって構成される。弁ケース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。弁ケース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。給気弁２０の弁ケース２２の先端は作動蒸気導入口１１の中にねじ込まれている。弁体２３は半球状で作動蒸気導入口１１側にあり、昇降棒２４の上端に一体に取り付けられている。昇降棒２４は弁ケース２２の貫通孔を通って密閉容器２側に抜け、連接板２７に当接するようになっている。連接板２７は動力伝達軸２８に連結され、動力伝達軸２８はスナップ機構５と連結されている。排気弁２１は弁ケース２９と弁体３０と昇降棒３１によって構成される。弁ケース２９は軸方向に貫通孔を有し、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の下端はピンで動力伝達軸２８に連結されている。蓋部８を貫通して注水弁１９がねじ込まれている。注水弁１９は弁ケース６２と注水弁体６３と連結板６４によって構成される。弁ケース６２は軸方向に貫通孔を有し、貫通孔の右側が冷却水注入口１８を形成する。冷却水注入口１８の左端に弁座６５があり、弁座６５の右から半球状の注水弁体６３が当接して冷却水注入口１８の開閉を行うものである。連結板６４は平行に対向した２枚の板よりなり、右端部に弁体６３が一体に取り付けられている。連結板６４は弁ケース６２の貫通孔を通って密閉容器２側に抜け、下記の副アーム５２に掛け渡された第２の軸５９に回転可能に支持されている。給気弁２０と排気弁２１で切替え弁４が構成され、給気弁２０が開くと排気弁２１と注水弁１９は閉じ、給気弁２０が閉じると排気弁２１と注水弁１９は開く。

フロート３はレバー３４及び軸３５を介してブラケット３６によって支持され、スナップ機構５は揺動軸３７を介してブラケット３８によって支持されている。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。レバー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、曲げ加工された部分にフロート３が結合されている。レバー３４の他端部には軸４０が取り付けられている。ブラケット３６は「Ｌ」字状をした２枚の板よりなり、軸３５及び軸４１，４２が掛け渡されて連結されたものである。軸３５を中心としてフロート３は回転する。軸４１，４２はそれぞれフロート３の上下限のストッパを兼用している。ブラケット３８も同様に「Ｌ」字状をした２枚の板よりなり、揺動軸３７及び軸４３が掛け渡されて連結されたものである。軸４３は下記の副アーム５２のストッパを兼ねている。

スナップ機構５はフロートアーム５１、副アーム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。フロートアーム５１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溝５７が設けられている。フロートアーム５１の溝５７にはレバー３４の軸４０が嵌合している。フロートアーム５１は揺動軸３７によって右端部が回転可能に支持されている。そのためフロートアーム５１はフロート３の浮沈に追従し、揺動軸３７を中心として上下に揺動する。フロートアーム５１の右端部は下方に脹れ、その下端部には揺動軸３７と平行な第１の軸５８が掛け渡され、バネ受け部材５５が第１の軸５８によって回転可能に支持されている。揺動軸３７に副アーム５２の上端部が回転可能に支持されている。副アーム５２は平行に対向した２枚の板よりなり、夫々の板は逆「Ｌ」字状をしている。副アーム５２の下端部には揺動軸３７及び第１の軸５８と平行な第２の軸５９が掛け渡され、バネ受け部材５６が第２の軸５９によって回転可能に支持されている。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。また副アーム５２の上左端部に軸６０が掛け渡され、動力伝達軸２８の下端が連結されている。フロートアーム５１には、軸６０の動きを妨げないように、窓６１が開けられている。

次に本実施例の液体圧送装置１の作用について説明する。まず液体圧送装置１の外部配管は作動蒸気導入口１１が高圧の蒸気源に接続され、作動蒸気排出口１３は蒸気循環配管に接続される。液体流入口１６は外部から液体溜空間１０に向かって開く流入側逆止弁６６を介して蒸気使用装置等の負荷に接続され、液体排出口１７は液体溜空間１０から外部に向かって開く圧送側逆止弁６７を介してボイラー等の液体圧送先へ接続される。冷却水注入口１８は水配管に接続される。

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に示すようにフロート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、注水弁１９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、復水は流入側逆止弁６６を介して圧送液体流入口１６から液体圧送装置１に流下して、液体溜空間１０内に溜る。液体溜空間１０内に溜った復水によってフロート３が浮上すると、レバー３４が軸３５を中心に時計回り方向に回転し、レバー３４の回転による軸４０の下方への移動に連動して、フロートアーム５１が揺動軸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１の軸５８が右方に移動して揺動軸３７と第２の軸５９を結ぶ線に近付き、コイルバネ５４は圧縮変形する。そしてフロート３が更に上昇し、第１の軸５８が揺動軸３７と第２の軸５９を結ぶ線上に並び、なおもフロート３が上昇して第１の軸５８が揺動軸３７と第２の軸５９を結ぶ線よりも右方に移動すると、コイルバネ５４は急激に変形を回復し、副アーム５２が時計回り方向にスナップ移動し、動力伝達軸２８が上側に移動する。その結果、給気弁２０が開かれ排気弁２１が閉じられると共に注水弁１９が閉じられる。

給気弁２０が開かれて作動蒸気導入口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、流入側逆止弁６６が閉じられ圧送側逆止弁６７が開かれる。液体溜空間１０に溜った復水は、蒸気圧に押されて圧送液体排出口１７から圧送側逆止弁６７を介して外部のボイラーや廃熱利用装置へ排出される。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、フロート３が降下して、レバー３４が軸３５を中心に反時計回り方向に回転し、レバー３４の回転による軸４０の上方への移動に連動して、フロートアーム５１が揺動軸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１の軸５８が左方に移動して揺動軸３７と第２の軸５９を結ぶ線に近付き、コイルバネ５４は圧縮変形する。そしてフロート３が更に降下し、第１の軸５８が揺動軸３７と第２の軸５９を結ぶ線上に並び、なおもフロート３が降下して第１の軸５８が揺動軸３７と第２の軸５９を結ぶ線よりも左方に移動すると、コイルバネ５４は急激に変形を回復し、副アーム５２が反時計回り方向にスナップ移動し、動力伝達軸２８が下側に移動する。その結果、給気弁２０が閉じられ排気弁２１が開かれると共に注水弁１９が開かれる。注水弁１９が開かれて冷却水注入口１８が開放されると、密閉容器２内に冷却水が注水され、密閉容器２内の復水の再蒸発が防止される。これにより、密閉容器内２の蒸気が短時間に排気され流入側逆止弁６６が素早く開弁される。

本発明の実施例の液体圧送装置の断面図。

符号の説明

１ 液体圧送装置
２ 密閉容器
３ フロート
４ 切替え弁
５ スナップ機構
１０ 液体溜空間
１１ 作動蒸気導入口
１３ 作動蒸気排出口
１６ 液体流入口
１７ 液体排出口
１８ 冷却水注入口
１９ 注水弁
２０ 給気弁
２１ 排気弁
２８ 動力伝達軸
３７ 揺動軸
５１ フロートアーム
５２ 副アーム
５４ コイルバネ
５８ 第１の軸
５９ 第２の軸
６３ 注水弁体
６６ 流入側逆止弁
６７ 圧送側逆止弁

Claims (1)

1. 密閉容器に作動蒸気導入口と作動蒸気排出口と液体流入口及び液体排出口が設けられ、作動蒸気導入口に給気弁が設けられ、作動蒸気排出口に排気弁が設けられ、液体流入口に密閉容器への液体の流れだけを許容する流入側逆止弁が設けられ、液体排出口に液体圧送先への流体の流れだけを許容する圧送側逆止弁が設けられ、密閉容器内にフロートとスナップ機構が内蔵され、スナップ機構は、密閉容器内に支持された揺動軸と、揺動軸の周りに回転するフロートアーム及び副アームと、フロートアームに支持された第１の軸と、副アームに支持された第２の軸と、第１及び第２の軸の間に取り付けられたバネを有し、フロートがフロートアームに連結され、給気弁と排気弁が副アームに連結された動力伝達軸に連結され、フロートの昇降に応じてスナップ機構を動作させて副アームをスナップ移動させることにより、給気弁と排気弁の開閉を切り換えて、初めに排気弁を開き給気弁を閉じることにより流入側逆止弁を介して液体を密閉容器内に流入させ、次いで排気弁を閉じ給気弁を開くことにより密閉容器内に溜った液体を圧送側逆止弁を介して液体圧送先へ圧送する液体圧送装置において、密閉容器に冷却水注入口と当該冷却水注入口を開閉する注水弁体とを有する注水弁を設け、注水弁体を副アームに連結した連結板に連結して、排気弁を開き給気弁を閉じたときに注水弁を開き、排気弁を閉じ給気弁を開いたときに注水弁を閉じることを特徴とする液体圧送装置。

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