(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―トと切替え弁及びスナップ機構が内蔵され、スナップ機構は、前記密閉容器内に支持された第１の軸と、前記第１の軸の周りに回転するフロ―トア―ムと、前記第１の軸から離れた点において前記密閉容器内に支持されて前記第１の軸と平行な第２の軸と、前記第２の軸の周りに回転する副ア―ムと、前記フロ―トア―ムに形成されたばね受け部と、前記副ア―ムに形成されたばね受け部と、前記両ばね受け部の間に配置された反転板ばねと、前記反転板ばねの湾曲を抑制して反転板ばねを反転せしめる抑制部材を有し、前記フロ―トが前記フロ―トア―ムに連結され、前記切替え弁が前記副ア―ムに連結された液体圧送装置。
【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、例えば米国特許５１４１４０５号に開示された構成がある。
【０００５】
図４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１０２の中間部にはピン１０７により弁軸操作棒１１１が連結されている。この弁軸操作棒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は弁軸操作棒１１１を介して切替え弁とリンクされている。
【０００７】
また図４におけるコイルバネ１０３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。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１０２に連結された弁軸操作棒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、副ア―ムをスナップ移動させて切替え弁が開閉されるので、弁の切替わりは比較的確実に行なわれる。しかしながら、ばね受け部材を回転自在に連結するピンが必要であり、部品点数が多く構造が複雑であると言う問題点があった。また、ピンの摩擦力による抵抗が大きいものであるので動作の円滑性を欠き、この大きな摩擦抵抗に対抗するために大きな浮力を必要とし、必然的に外形が大きくならざるを得ない問題点があった。
【０００９】
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、部品点数を減少して構造の簡略化を図り、動作が円滑で且つ小さな浮力でもって切替え弁を切替えることのできる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―トと切替え弁及びスナップ機構が内蔵され、スナップ機構は、前記密閉容器内に支持された第１の軸と、前記第１の軸の周りに回転するフロ―トア―ムと、前記第１の軸から離れた点において前記密閉容器内に支持されて前記第１の軸と平行な第２の軸と、前記第２の軸の周りに回転する副ア―ムと、前記フロ―トア―ムに形成されたばね受け部と、前記副ア―ムに形成されたばね受け部と、前記両ばね受け部の間に配置された反転板ばねと、前記反転板ばねの湾曲を抑制して反転板ばねを反転せしめる抑制部材を有し、前記フロ―トが前記フロ―トア―ムに連結され、前記切替え弁が前記副ア―ムに連結された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―トの移動に応じて副ア―ムがスナップ移動し、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、抑制部材が反転板ばねを「Ｓ」字状に湾曲させて反転せしめる。この反転板ばねの反転により副ア―ムがスナップ移動し、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―ムと副ア―ムにそれぞればね受け部を形成したものであるので、ばね受け部材を回転自在に連結する支点部分を必要としない。そのため、部品点数を減少して簡単な構造にすることができる。またばね受け部に回転支点がないので、動作は極めて円滑であり、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切替え弁を切り換えることができる。
【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３は、図１の反転板ばねの反転動作説明図である。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、スナップ機構５及び弁手段６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の様に、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２０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２３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３８によって支持されている。そしてブラケット３６，３８はそれぞれ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３９，４０及び前記した第１の軸３５が掛け渡されて連結されたものである。軸３９，４０はそれぞれフロ―ト３の上下限のストッパを兼ねている。一方ブラケット３８も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４１及び前記した第２の軸３７が掛け渡されて連結されたものである。軸４１は下記の副ア―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及び、反転板ばね４３からなるものである。フロ―トア―ム３４は、左端部がフロ―ト３に連結され、右側部が前記した第１の軸３５によって回転可能に支持され、第１の軸３５を中心として上下に揺動する。またフロ―トア―ム３４の右側部に上方に「Ｖ」字状に突出したばね受け部４４が形成され、「Ｖ」字状部の左片及び右片が抑制部材４５を成す。
【００２１】
また、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、左側部に下方に「Ｖ」字状に突出したばね受け部４６が形成されている。そして、ばね受け部４４とばね受け部４６の間に湾曲させた反転板ばね４３が配置されている。また副ア―ム４２の右端部に軸４７が掛け渡され、昇降棒２４，３１の下端が連結されている。
【００２２】
圧送液体排出口１７の液体溜空間１０側には、複座弁である弁手段６が設けられている。弁手段６は、上下弁ケ―ス６１，６２と上下弁体６３及び排水弁軸６４とからなるものである。上弁ケ―ス６１と下弁ケ―ス６２は図示しないネジによって固着され、上弁ケ―ス６１が図示しないネジによって蓋部８に固着されている。上弁ケ―スには上弁座６５が形成され、下弁ケ―ス６２には下弁座６６が形成されている。上下弁体６３の上端は軸６７によって揺動可能に排水弁軸６４に連結され、更に排水弁軸６４の上端はフロ―トア―ム３４の右端部に軸６８によって揺動可能に連結されている。上下弁体６３は、フロ―ト３の上昇に応じて下方に移動し、上下弁座６５，６６から離座して液体溜空間１０と圧送液体排出口１７とを連通し、フロ―ト３の降下に応じて上方に移動し、図１の様に上下弁座６５，６６に着座して液体溜空間１０と圧送液体排出口１７とを遮断するものである。
【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、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。また弁手段６が閉じられている。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。
【００２５】
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、排水弁軸６４との連結部である軸６８が下方に移動し、排水弁軸６４を介して上下弁体６３が下方に移動し、弁手段６が開弁する。
【００２６】
一方スナップ機構５側では、フロ―トア―ム３４の時計回り方向への回転によって、抑制部材４５の左片が反転板ばね４３に当接（図３のＡ参照）し、反転板ばね４３を「Ｓ」字状に湾曲（図３のＢ参照）させ、反転板ばね４３を反転（図３のＣ参照）せしめる。この反転板ばね４３の反転により副ア―ム４２が反時計回り方向に回転して軸４７が上方にスナップ移動する。その結果、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、排水弁軸６４との連結部である軸６８が上方に移動し、先とは全く逆の経路をたどり、弁手段６が閉弁する。
【００２９】
一方スナップ機構５側では、フロ―トア―ム３４の反時計回り方向への回転によって、抑制部材４５の右片が反転板ばね４３に当接し、反転板ばね４３を「逆Ｓ」字状に湾曲させ、反転板ばね４３を反転せしめる。この反転板ばね４３の反転により副ア―ム４２が時計回り方向に回転して軸４７が下方にスナップ移動する。その結果、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。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように本発明の液体圧送装置は、支点の数が少なく、摩擦力による力の損失が少ないので、構造が簡単で、動作が円滑であり且つ強力な力で切替え弁を切替えることができ、確実に液体を圧送でき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】図１の反転板ばねの反転動作説明図である。
【図４】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
６  弁手段
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  反転板ばね
４４，４６  ばね受け部
４５  抑制部材
【図１】
0003785222.tif 000002
【図２】
0003785222.tif 000003
【図３】
0003785222.tif 000004
【図４】
0003785222.tif 000005