(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―トの昇降により回転されるフロ―トア―ムを介して主ア―ムを回転させることによりコイルバネを変形させて副ア―ムをスナップ移動させ、作動流体導入口と作動流体排出口の切替え弁の開閉を切り換えて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であって、フロ―トア―ムと主ア―ムが長孔に嵌合された軸で連結されたものにおいて、フロ―トア―ムの回転によって軸が摺接する長孔に後端側に向かって拡がった傾斜面を形成し、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動した後、長孔の傾斜面を先端側に向かって移動し、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときは主ア―ムの回転角度がスナップ移動動作角度に達せず、軸が長孔の傾斜面を先端側に向かって移動するときにフロ―トの単位辺りの上昇高さに対する主ア―ムの回転角度の増加率が、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときよりも大きくなると共に主ア―ムの回転角度がスナップ移動動作角度に達してスナップ移動が起こるようにした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、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、例えば特開平８−１４５２９０号公報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。前記した特開平８−１４５２９０号公報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、主ア―ム１０２、副ア―ム１０３及び圧縮状態のコイルバネ１０４によって構成される。
【０００６】
フロ―トア―ム１０１は支持部材１０５に対して軸１０６によって揺動可能に固定されている。フロ―トア―ム１０１の左端にはフロ―ト１０７が取り付けられ、右端には軸１０８が取り付けられている。
【０００７】
主ア―ム１０２は右端が支持部材１０５に対して軸１０９によって揺動可能に固定されている。主ア―ム１０２の右端部から下方に延びた部分にはばね受け部材１１０を介して軸１１１によってコイルバネ１０４の一端が結合され、左端には長孔１１２が形成されてフロ―トア―ム１０１の軸１０８が嵌合されている。長孔１１２は軸１０８と軸１０９を結ぶ線に平行に形成されている。
【０００８】
副ア―ム１０３は主ア―ム１０２と同一の軸１０９で上端が支持部材１０５と結合されている。副ア―ム１０３の下端にはばね受け部材１１３を介して軸１１４によってコイルバネ１０４の他端が結合され、上端から左方に延びた部分には軸１１５によって弁軸操作棒１１６が連結されている。この弁軸操作棒１１６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は弁軸操作棒１１６を介して切替え弁とリンクされている。
【０００９】
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１０７が浮上し、このフロ―ト１０７の浮上に連動してフロ―トア―ム１０１が軸１０６を中心に時計回り方向に回転する。このフロ―トア―ム１０１の回転に連動して、軸１０８が軸１０６を中心に下方に移動しながら主ア―ム１０２の長孔１１２を摺接し、主ア―ム１０２が軸１０９を中心に反時計回り方向に回転する。この主ア―ム１０２の回転によってコイルバネ１０４との連結部である軸１１１が右方向に移動して軸１０９と軸１１４を結ぶ線に近付き、コイルバネ１０４は圧縮変形する。そして、軸１１１が軸１０９と軸１１４を結ぶ線上に並び、更に軸１１１が軸１０９と軸１１４を結ぶ線よりも右方に移動すると、コイルバネ１０４は急激に変形を回復し、副ア―ム１０３が軸１０９を中心に時計回り方向に回転してコイルバネ１０４と副ア―ム１０３間の連結部（軸１１４）が左側にスナップ移動する。その結果、副ア―ム１０３に連結された弁軸操作棒１１６が上側に移動し、図示しない切替え弁が急激に切り換えられる。
【００１０】
従来技術によると、フロ―ト１０７が底部にある状態から一定高さずつ浮上すると、フロ―トア―ム１０１は、フロ―ト１０７の単位辺りの上昇高さに対する回転角度の増加率が次第に小さくなり、水平位置を越えてから次第に大きくなる。一方、長孔１１２がフロ―トア―ム１０１の軸１０８に連結された主ア―ム１０２の回転角度の増加率は、フロ―トア―ム１０１とは逆に、次第に大きくなった後に次第に小さくなる。そして、主ア―ム１０２の回転角度の増加率が次第に小さくなってからスナップ移動が起こる。
【００１１】
【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、主ア―ム１０２の回転角度の増加率が次第に小さくなってからスナップ移動が起こるものであるので、スナップ移動を起こすときの主ア―ム１０２の回転速度が比較的遅かった。そのため、動作の円滑性という観点から改良の余地を残すものであった。
【００１２】
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、スナップ移動を起こすときの主ア―ムの回転速度を速くして動作が円滑な液体圧送装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
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―トが内蔵され、フロ―トの昇降により回転されるフロ―トア―ムを介して主ア―ムを回転させることによりコイルバネを変形させて副ア―ムをスナップ移動させ、作動流体導入口と作動流体排出口の切替え弁の開閉を切り換えて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であって、フロ―トア―ムと主ア―ムが長孔に嵌合された軸で連結されたものにおいて、フロ―トア―ムの回転によって軸が摺接する長孔に後端側に向かって拡がった傾斜面を形成し、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動した後、長孔の傾斜面を先端側に向かって移動し、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときは主ア―ムの回転角度がスナップ移動動作角度に達せず、軸が長孔の傾斜面を先端側に向かって移動するときにフロ―トの単位辺りの上昇高さに対する主ア―ムの回転角度の増加率が、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときよりも大きくなると共に主ア―ムの回転角度がスナップ移動動作角度に達してスナップ移動が起こるようにした液体圧送装置にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の液体圧送装置は、フロ―トの昇降に連動してフロ―トア―ムが回転し、軸が長孔を摺接して主ア―ムが回転する。この主ア―ムの回転によってコイルバネが変形され、所定の位置を境に副ア―ムのスナップ移動が起こる。その結果、作動流体導入口と作動流体排出口の切替え弁の開閉が急激にを切り換えられ、密閉容器内に溜まった液体が圧送液体排出口から圧送される。
【００１５】
本発明によると、フロ―トが底部にあるフロ―トの不作動時の状態から一定高さずつ浮上すると、フロ―トア―ムは、フロ―トの単位辺りの上昇高さに対する回転角度の増加率が次第に小さくなり、水平位置を越えてから次第に大きくなる。一方、長孔がフロ―トア―ムの軸に連結された主ア―ムの回転角度の増加率は、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときは小さくなり、軸が長孔の傾斜面を先端側に向かって移動するときは大きくなる。主ア―ムの回転角度をフロ―トの不作動時の位置をゼロとし、その反時計方向を正とした場合、フロ―トの上昇過程において、主ア―ムの回転角度が所定の正の角度であるスナップ移動動作角度に達したときにスナップ移動が起こる。そして、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動した後、長孔の傾斜面を先端側に向かって移動し、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときは主ア―ムの回転角度がスナップ移動動作角度に達せず、軸が長孔の傾斜面を先端側に向かって移動するときにフロ―トの単位辺りの上昇高さに対する主ア―ムの回転角度の増加率が、軸が長孔の傾斜面を後端側に向かって移動するときよりも大きくなると共に主ア―ムの回転角度がスナップ移動動作角度に達してスナップ移動が起こる。そのため、スナップ移動を起こすときの主ア―ムの回転速度が速くなり、動作が円滑になる。
【００１６】
【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のスナップ機構の拡大断面図である。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、半球状で作動流体導入口１１側にあり、昇降棒２４の先端に一体的に取り付けられている。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、連設板２７に当接するようになっている。連設板２７は、弁軸操作棒２８に連結されている。さらに弁軸操作棒２８はスナップ機構５と連結されている。
【００２０】
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、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。弁軸操作棒２８と昇降棒３１とは軸３３で連結されている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
フロ―ト３は、フロ―トア―ム３４及び軸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、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。フロ―トア―ム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ている。フロ―トア―ム３４の曲げ加工された部分にフロ―ト３が結合されている。フロ―トア―ム３４の他端部には軸４０が取り付けられている。
【００２３】
ブラケット３６は上から見ると、「Ｌ」字状をした２枚の板よりなり、軸３５，４１，４２が掛け渡されて連結されたものである。軸３５はフロ―ト３の揺動軸を兼ねている。フロ―ト３は軸３５を中心として上下に回転する。軸４１，４２はそれぞれフロ―ト３の上下限のストッパを兼ねている。ブラケット３８も同様に、「Ｌ」字状をした２枚の板よりなり、軸３７，４３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―ム５２のストッパ―を兼ねている。
【００２４】
スナップ機構５は、主ア―ム５１、副ア―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からなるものである。主ア―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、長孔５７が設けられている。長い孔５７には、後端側に向かって拡がった傾斜面６１を形成する。主ア―ム５１は、軸３７によって右端部が回転可能に支持されている。主ア―ム５１の長孔５７にはフロ―トア―ム３４の軸４０が嵌合している。そのため主ア―ム５１は、フロ―ト３の昇降に追従し、軸３７を中心として上下に回転する。
【００２５】
主ア―ム５１の右端部は、下方に脹れ、その下端部には、軸３７と平行な軸５８が掛け渡され、バネ受け部材５５が軸５８によって回転可能に支持されている。軸３７に副ア―ム５２の上端部が回転可能に支持されている。副ア―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―ム５２の下端部には、軸３７，５８と平行な軸５９が掛け渡され、バネ受け部材５６が軸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。副ア―ム５２の上左端部に軸６０が掛け渡され、弁軸操作棒２８の下端が連結されている。フロ―トア―ム５１には、軸６０の動きを妨げないように、窓６２が開けられている。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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が軸３５を中心に時計回り方向に回転する。このフロ―ア―ム３４の回転に連動して、軸４０が軸３５を中心に下方に移動しながら主ア―ム５１の長孔５７を摺接し、主ア―ム５１が軸３７を中心に反時計回り方向に回転する。この主ア―ム５１の回転によって、コイルバネ５４との連結部である軸５８が右方に移動して軸３７と５９を結ぶ線に近付き、コイルバネ５４は圧縮変形する。フロ―ト３の単位辺りの上昇高さに対する主ア―ム５１の回転角度の増加率は、軸４０が長孔５７の傾斜面６１を後端側に向かって移動するときは小さくなり、軸４０が長孔５７の傾斜面６１を先端側に向かって移動するときは大きくなる。そして軸４０が長孔５７の傾斜面６１を先端側に向かって移動している過程で、軸５８が軸３７と軸５９を結ぶ線上に並び、更に軸５８が軸３７と軸５９を結ぶ線よりも右方に移動する。すると、コイルバネ５４は急激に変形を回復し、副ア―ム５２が時計回り方向に回転して軸５９が左方にスナップ移動する。その結果、副ア―ム５２の軸６０に連結された弁軸操作棒２８が上側に移動し、給気弁２０が開口されると共に排気弁２１が閉じられる。
【００２９】
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。
【００３０】
復水の排出によってフロ―ト３が降下すると、フロ―トア―ム３４が軸３５を中心に反時計回り方向に回転する。このフロ―ア―ム３４の回転に連動して、軸４０が軸３７を中心に上方に移動しながら主ア―ム５１の長孔５７を摺接し、主ア―ム５１が軸３５を中心に時計回り方向に回転する。この主ア―ム５１の回転によって、コイルバネ５４との連結部である軸５８が左方に移動して軸３７と５９を結ぶ線に近付き、コイルバネ５４は圧縮変形する。フロ―ト３の単位辺りの降下高さに対する主ア―ム５１の回転角度の増加率は、軸４０が長孔５７の傾斜面６１を後端側に向かって移動するときは小さくなり、軸４０が長孔５７の傾斜面６１を先端側に向かって移動するときは大きくなる。そして軸４０が長孔５７の傾斜面６１を先端側に向かって移動している過程で、軸５８が軸３７と軸５９を結ぶ線上に並び、更に軸５８が軸３７と軸５９を結ぶ線よりも左方に移動する。すると、コイルバネ５４は急激に変形を回復し、副ア―ム５２が反時計回り方向に回転して軸５９が右方にスナップ移動する。その結果、副ア―ム５２の軸６０に連結された弁軸操作棒２８が下側に移動し、給気弁２０が閉じ、排気弁２１が開口する。
【００３１】
上記の実施例では、フロ―トア―ム３４に軸４０を取り付け、主ア―ム５１に長孔５７を設けたが、主ア―ムに軸を取り付け、フロ―トア―ムに長孔を設けてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の液体圧送装置では、フロ―トア―ムと主ア―ムを長孔に嵌合された軸で連結し、フロ―トア―ムの回転によって軸が摺接する長孔に後端側に向かって拡がった傾斜面を形成し、軸が長孔の傾斜面を先端側に向かって移動する過程でスナップ移動が起こるようにしている。そのため、スナップ移動を起こすときの主ア―ムの回転速度が速くなり、動作が円滑になるとい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のスナップ機構の拡大断面図である。
【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
２８  弁軸操作棒
３４  フロ―トア―ム
４０  軸
５１  主ア―ム
５２  副ア―ム
５４  圧縮状態のコイルバネ
５７  長孔
６１  傾斜面
【図１】
0004387474.tif 000002
【図２】
0004387474.tif 000003
【図３】
0004387474.tif 000004