JPH10252698A - 液体圧送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さな浮力であっても強力な力でコイルバネ
を変位せしめることができ、スナップ動作が確実な液体
圧送装置を提供する。 【解決手段】 密閉容器２内に、フロ―トア―ム３４の
一端に連結されたフロ―ト３と、副ア―ム５２に連結さ
れた切替え弁４と、スナップ機構５が内蔵される。スナ
ップ機構５は、密閉容器２内に支持されてフロ―トア―
ム３４を揺動せしめる第１の軸３５と、密閉容器２内に
支持されて副ア―ム４２を揺動せしめる第２の軸３７
と、第１及び第２の軸３５，３７の間でフロ―トア―ム
３４に支持された第３の軸４６と、第２及び第３の軸３
７，４６の間で副ア―ム４２に支持された第４の軸４８
と、第３及び第４の軸４６，４８の間に取り付けられて
両取り付け部が回転可能である圧縮コイルバネ４３によ
って構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】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３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１
０２の中間部にはピン１０７により昇降棒１１１が連結
されている。この昇降棒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は昇降棒１１１を
介して切替え弁とリンクされている。またコイルバネ１
０３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。

【０００７】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―ムに連結された昇降棒
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、簡単な構成で比較的効率良く液体の圧送を行うこ
とができるものであるが、コイルバネを変位させるため
に、大きな浮力、即ち大きなフロ―トを必要とする問題
があった。これは、従来の液体圧送装置では、フロ―ト
ア―ム１０１の一端を揺動せしめるピン１０６とコイル
バネ１０３の一端をフロ―トア―ム１０１に結合せしめ
るピン１１２の間に、副ア―ム１０２とコイルバネ１０
３が配列されているために、フロ―トア―ム１０１の一
端を揺動せしめるピン１０６とコイルバネ１０３の一端
をフロ―トア―ム１０１に結合せしめるピン１１２間の
距離が必然的に長くなり、コイルバネ１０３に作用する
フロ―トア―ム１０１による浮力の拡大比が小さいため
である。

【０００９】本発明は、従来技術の上記した問題点に注
目し、小さな浮力であっても強力な力でコイルバネを変
位せしめることができ、スナップ動作が確実な液体圧送
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―トア―ム
の一端に連結されたフロ―トと、副ア―ムに連結された
切替え弁、及びスナップ機構が内蔵された液体圧送装置
において、スナップ機構は、密閉容器内に支持されてフ
ロ―トア―ムを揺動せしめる第１の軸と、密閉容器内に
支持されて副ア―ムを揺動せしめる前記第１の軸と平行
な第２の軸と、前記第１及び第２の軸の間でフロ―トア
―ムに支持されて前記第１の軸と平行な第３の軸と、前
記第２及び第３の軸の間で前記副ア―ムに支持されて前
記第１の軸と平行な第４の軸と、前記第３及び第４の軸
の間に取り付けられて両取り付け部が回転可能である圧
縮状態のコイルバネを有する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―トの移動に応じてコイルバネが
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、フロ
―トア―ムと圧縮状態のコイルバネの連結部である第３
の軸が、副ア―ムの第２の軸と第４の軸を結ぶ線に近付
く方向に移動し、コイルバネは変形する。そしてフロ―
トが更に上昇し、第３の軸が第２の軸と第４の軸を結ぶ
線上に並び、なおもフロ―トが上昇して第３の軸が第２
の軸と第４の軸を結ぶ線を越えると、コイルバネのバネ
力によって、コイルバネと副ア―ムの連結部である第４
の軸が、第２の軸と第３の軸を結ぶ線に対して初期とは
反対側にスナップ移動する。その結果、副ア―ムに連結
された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―ムを揺動せしめる第１の軸
と副ア―ムを揺動せしめる第２の軸の間に、コイルバネ
の一端をフロ―トア―ムに取り付ける第３の軸を設け、
第２の軸と第３の軸の間に、コイルバネの他端を副ア―
ムに取り付ける第４の軸を設けたものであるので、フロ
―トア―ムを揺動せしめる第１の軸とコイルバネの一端
をフロ―トア―ムに取り付ける第３の軸間の距離を短く
することが可能となる。そのため、コイルバネに作用す
るフロ―トア―ムによる浮力の拡大比を大きくすること
ができる。従って、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コイルバネを変位せし
めることができ、スナップ動作を確実に行うことができ
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
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及びスナップ機構５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に示すように、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２
０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２
３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。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３８，３９，
４０と前記した第１及び第２の軸３５，３７が掛け渡さ
れて連結されたものである。軸３８，３９はそれぞれフ
ロ―ト３の上下限のストッパを兼ねている。また軸４０
は副ア―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、圧縮状態のコイルバネ４３、バネ受け部
材４４及びバネ受け部材４５からなるものである。フロ
―トア―ム３４は、上から見ると、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
している。そしてフロ―トア―ム３４の曲げ加工された
側である２枚の板の左端部にフロ―ト３が連結されてい
る。フロ―トア―ム３４の右端部は前記した第１の軸３
５によって回転可能に支持され、第１の軸３５を中心に
上下に揺動する。またフロ―トア―ム３４の右端部は上
方に突出し、その先端に前記した第１の軸３５と平行な
第３の軸４６が掛け渡され、バネ受け部材４４が第３の
軸４６によって回転可能に支持されている。

【００２１】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、平行に対向
した２枚の板よりなり、それぞれの板は「Ｌ」字状をし
ている。副ア―ム４２の下端部には、前記した第１乃至
第３の軸３５，３７，４６と平行な第４の軸４８が掛け
渡され、バネ受け部材４５が第４の軸４８によって回転
可能に支持されている。そして両バネ受け部材４４，４
５の間に圧縮状態のコイルバネ４３が取り付けられてい
る。また副ア―ム４２の左端部に前記した軸４７が掛け
渡され、昇降棒２４，３１の下端が連結されている。

【００２２】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１
０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。

【００２３】本実施例の液体圧送装置１の液体溜空間１
０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。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。

【００２４】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、コイルバネ４３
との連結部である第３の軸４６が右方に移動して第２の
軸３７と第４の軸４８を結ぶ線に近付き、コイルバネ４
３は変形する。そしてフロ―ト３が更に上昇し、第３の
軸４６が第２の軸３７と第４の軸４８を結ぶ線上に並
び、なおもフロ―ト３が上昇して第３の軸４６が第２の
軸３７と第４の軸４８を結ぶ線よりも右方に移動する
と、コイルバネ４３は急激に変形を回復し、副ア―ム４
２が時計回り方向に回転して第４の軸４８が左方にスナ
ップ移動する。その結果、副ア―ム５２の軸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。

【００２５】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。

【００２６】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、
コイルバネ４３との連結部である第３の軸４６が左方に
移動して第２の軸３７と第４の軸４８を結ぶ線に近付
き、コイルバネ４３は変形する。そしてフロ―ト３が更
に降下し、第３の軸４６が第２の軸３７と第４の軸４８
を結ぶ線上に並び、なおもフロ―ト３が降下して第３の
軸４６が第２の軸３７と第４の軸４８を結ぶ線よりも左
方に移動すると、コイルバネ４３は急激に変形を回復
し、副ア―ム４２が反時計回り方向に回転して第４の軸
４８が右方にスナップ移動する。その結果、副ア―ム５
２の軸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。

【００２７】

【発明の効果】本発明の液体圧送装置では、フロ―トア
―ムを揺動せしめる第１の軸とコイルバネの一端をフロ
―トア―ムに取り付ける第３の軸間の距離を短くするこ
とができる。そのため、コイルバネに作用するフロ―ト
ア―ムによる浮力の拡大比が大きくなる。そのため本発
明の液体圧送装置は、小さなフロ―トを用いたものであ
っても強力な力でコイルバネを変位せしめて、確実にス
ナップ動作を行え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】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 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 圧縮状態のコイルバネ ４４，４５ ばね受け部材 ４６ 第３の軸 ４８ 第４の軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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―トア―ムの一端に連結されたフロ―トと、副ア―
   ムに連結された切替え弁、及びスナップ機構が内蔵され
   た液体圧送装置において、スナップ機構は、密閉容器内
   に支持されてフロ―トア―ムを揺動せしめる第１の軸
   と、密閉容器内に支持されて副ア―ムを揺動せしめる前
   記第１の軸と平行な第２の軸と、前記第１及び第２の軸
   の間でフロ―トア―ムに支持されて前記第１の軸と平行
   な第３の軸と、前記第２及び第３の軸の間で前記副ア―
   ムに支持されて前記第１の軸と平行な第４の軸と、前記
   第３及び第４の軸の間に取り付けられて両取り付け部が
   回転可能である圧縮状態のコイルバネを有することを特
   徴とする液体圧送装置。