(57)【特許請求の範囲】
【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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003936070.tif 000002
【図２】
0003936070.tif 000003
【図３】
0003936070.tif 000004
【図４】
0003936070.tif 000005
【図５】
0003936070.tif 000006