JP2021067354A - Liquid pumping device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ドレン等の液体を圧送する液体圧送装置に関する。 The present invention relates to a liquid pumping device that pumps a liquid such as a drain.
蒸気システム等では、発生したドレン等の液体を回収し、蒸気の圧力によって利用側に圧送する液体圧送装置が用いられる(例えば、特許文献1参照)。 In a steam system or the like, a liquid pumping device is used that recovers the generated liquid such as drainage and pumps it to the user side by the pressure of steam (see, for example, Patent Document 1).
上述した液体圧送装置では、ドレンや蒸気の流体力を利用して新たな動力を発生させ、システム全体の省エネルギー化を図りたいという要望があった。 In the liquid pumping device described above, there has been a demand for energy saving of the entire system by generating new power by utilizing the fluid force of drain or steam.
この発明は、新たな動力を発生させることができる液体圧送装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid pumping device capable of generating new power.
本発明によって提供される液体圧送装置は、液体の流入口及び排出口と作動気体の導入口及び排気口と内部に形成された流体の貯留空間とを有するケーシング、貯留空間内に昇降自在に収容されたフロート、及び、連結したフロートの動作に応じて導入口及び排気口の開閉を切り替える開閉機構、を備え、導入口から貯留空間に作動気体を導入することによって貯留空間の液体を排出口から排出する。また、液体圧送装置は、一端側が貯留空間を形成する壁面に固定され、他端側が前記フロートの外周面に固定され、少なくともフロートの昇降動作に応じて伸張することによって発電する発電部材、を備える。 The liquid pumping device provided by the present invention is a casing having a liquid inlet and outlet, an inlet and an exhaust port for working gas, and a fluid storage space formed inside, and can be moved up and down in the storage space. It is equipped with an opening / closing mechanism that switches the opening and closing of the introduction port and the exhaust port according to the operation of the float and the connected float, and by introducing the working gas from the introduction port into the storage space, the liquid in the storage space is discharged from the discharge port. Discharge. Further, the liquid pumping device includes a power generation member in which one end side is fixed to a wall surface forming a storage space and the other end side is fixed to the outer peripheral surface of the float and at least expands according to the raising and lowering operation of the float to generate electricity. ..
上記発電部材は、一端側が貯留空間を形成する壁面の上部に固定され、他端側がフロートの外周面の上部に固定され、フロートが昇降範囲の最下位にある状態において伸張状態であってもよい。 The power generation member may be in an extended state in a state where one end side is fixed to the upper part of the wall surface forming the storage space, the other end side is fixed to the upper part of the outer peripheral surface of the float, and the float is at the lowest end of the elevating range. ..
上記発電部材は、カーボンナノチューブを撚り合わせた糸であってもよい。 The power generation member may be a yarn obtained by twisting carbon nanotubes.
この発明によれば、フロートの昇降動作に応じて伸張等する発電部材を貯留空間に設けたので、伸張等の新たな動力を発生させることができ、この動力によって発電を行うことができる。したがって、発電した電力を、液体圧送装置を使用するシステム等で利用することができ、システム全体の省エネルギー化を図ることができる。 According to the present invention, since the power generation member that expands or the like according to the raising and lowering operation of the float is provided in the storage space, new power such as expansion can be generated, and power generation can be performed by this power. Therefore, the generated electric power can be used in a system or the like that uses a liquid pumping device, and energy saving of the entire system can be achieved.
図面を参照してこの発明の実施形態である液体圧送装置について説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。 The liquid pumping apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the present invention is not limited to the embodiment.
図1は、この発明の実施形態に係る液体圧送装置1の概略構成を示す断面図である。図2は、図1に示す液体圧送装置の一部を拡大した断面図であり、給気弁及び排気弁の概略構成を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
液体圧送装置1は、回収した液体を、作動気体の圧力によって利用側に圧送する。液体圧送装置1は、例えば、蒸気システムに設けられる。液体圧送装置1は、蒸気システムにおいて蒸気の凝縮によって発生したドレン(復水)を回収し、蒸気の圧力によってボイラーや廃熱利用装置等に圧送する。本実施形態の液体圧送装置1において、ドレンが圧送される液体であり、蒸気が液体を圧送する作動気体である。
The
液体圧送装置1は、ケーシング10、給気弁20、排気弁30、弁作動機構40、発電部材70等を備える。ケーシング10は、本体部11と蓋部12とがボルトによってネジ結合された密閉容器である。ケーシング10内部には、ドレンの貯留空間13が形成されている。蓋部12には、貯留空間13と外部とを連通する流入口14、排出口15、導入口16及び排気口17が設けられている。
The
流入口14は、蓋部12の上部寄りに設けられ、外部からドレンが流入する。ドレンは、外部から流入口14を通過して貯留空間13に貯留される。排出口15は、蓋部12の下部に設けられ、貯留空間13のドレンを外部に排出する。導入口16は、蓋部12の上部に設けられ、外部から蒸気が導入される。蒸気は、外部から導入口16を通過して貯留空間13に貯留される。排気口17は、蓋部12の上部に設けられ、貯留空間13の蒸気を排出する。
The
導入口16には、給気弁20が設けられている。給気弁20は、弁ケース21、弁体22及び昇降棒23を有し、導入口16を開閉する。弁ケース21は、軸方向に貫通孔を有し、該貫通孔の上側には弁座24が形成されている。弁ケース21の中間部には、貫通孔と外部(ケーシング10内部)とを連通する開口25が形成されている。弁体22は、球状に形成され、昇降棒23の上端に一体的に設けられている。昇降棒23は、弁ケース21の貫通孔に上下動可能に挿入されている。給気弁20は、昇降棒23が上昇すると弁体22が弁座24から離座して導入口16を開放し、昇降棒23が下降すると弁体22が弁座24に着座して導入口16を閉じる。
An
排気口17には、排気弁30が設けられている。排気弁30は、弁ケース31、弁体32及び昇降棒33を有し、排気口17を開閉する。弁ケース31は、軸方向に貫通孔を有し、貫通孔のやや上側には弁座34が形成されている。弁ケース31には、貫通孔と外部(ケーシング10内部)とを連通する開口35が形成されている。弁体32は、略半球状に形成されており、昇降棒33の上端に一体的に設けられている。昇降棒33は、弁ケース31の貫通孔に上下動可能に挿入されている。排気弁30は、昇降棒33が上昇すると弁体32が弁座34に着座して排気口17を閉じ、昇降棒33が下降すると弁体32が弁座34から離座して排気口17を開放する。
The
また、昇降棒33の下端には、弁操作棒36が連結されている。昇降棒33は、弁操作棒36の上下動に伴って上下動する。また、弁操作棒36には、給気弁20の昇降棒23の下方領域まで延びる連設板37が取り付けられている。昇降棒23は、弁操作棒36が上昇すると連設板37によって押し上げられて上昇し、弁操作棒36が下降すると連設板37も下降するので自重で下降する。したがって、弁操作棒36が上昇した場合、給気弁20は導入口16を開放し、排気弁30は排気口17を閉じる。また、弁操作棒36が下降した場合、給気弁20は導入口16を閉じ、排気弁30は排気口17を開放する。
A
弁作動機構40は、ケーシング10内に設けられ、フロート41及びスナップ機構50を有する。弁作動機構40は、フロート41の昇降動作に応じて、弁操作棒36を上下動させて給気弁20及び排気弁30を開閉させる。すなわち、給気弁20、排気弁30及び弁動作機構40は、フロート41の動作に応じて導入口16及び排気口17の開閉を切り替える開閉機構である。
The valve operating mechanism 40 is provided in the
フロート41は、中空の球形に形成され、貯留空間13に昇降自在に収容される。具体的には、フロート41は、貯留空間13の壁面に非接触の状態で、昇降自在にレバー42の一端部に取り付けられている。フロート41は、図1に示す位置(最下位)から、貯留空間13の壁面に接触しない範囲で昇降する。レバー42は、ブラケット44に設けられた軸43に回転可能に支持されている。レバー42の他端部には、軸45が設けられている。
The
スナップ機構50は、フロートアーム51、副アーム52、コイルばね53、2つの受け部材54,55を有する。フロートアーム51は、一端部がブラケット59に設けられた軸58に回転可能に支持されている。なお、両ブラケット44,59は、互いにネジ結合され、蓋部12に取り付けられている。フロートアーム51の他端部は、溝51aが形成されており、その溝51aにレバー42の軸45が嵌っている。この構成により、フロートアーム51は、フロート41の浮き沈み(上昇下降)に伴って軸58を中心として揺動する。また、フロートアーム51には軸56が設けられている。
The
副アーム52は、上端部が軸58に回転可能に支持され、下端部に軸57が設けられている。受け部材54はフロートアーム51の軸56に回転可能に支持され、受け部材55は副アーム52の軸57に回転可能に支持されている。両受け部材54,55の間には、圧縮状態のコイルばね53が取り付けられている。また、副アーム52には軸61が設けられ、その軸61に弁操作棒36の下端部が連結されている。
The upper end of the
発電部材70は、例えば、カーボンナノチューブを撚り合わせた糸(ツイストロン)である。カーボンナノチューブの糸は、伸縮させたり、捩じったりすることで発電する特性を有する。発電部材70は、一端部が貯留空間13を形成する壁面(ケーシング10の内壁面)の最上部付近に固定され、他端部がフロート41の外周面の最上部に固定されている。発電部材70は、図1に示すように、フロート41が昇降範囲の最下位に位置する状態において、伸張した状態となる。また、発電部材70は、フロート41が最下位の位置から上昇した場合には弛緩した状態となる。すなわち、発電部材70は、フロート41の昇降動作に応じて、伸張及び弛緩したり、捩じれたりする。これにより、発電部材70は発電する。
The
次に、液体圧送装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
図1に示すように、ドレンが貯留空間13に溜まっていない場合(所定量未満)、フロート41は貯留空間13の底部(昇降範囲の最下位)に位置する状態である。この状態において、弁操作棒36は下降し、給気弁20は閉じられ、排気弁30は開放されている状態となる。そして、蒸気システムでドレンが発生すると、そのドレンは流入口14から流入して貯留空間13に溜まっていく。貯留空間13のドレンが所定量以上になると、フロート41にはドレンによる浮力が作用して上昇する。すなわち、貯留空間13にドレンが溜まっていくにしたがって、フロート41は上昇していく。なお、貯留空間13ではドレンが溜まっていくにつれて、蒸気が排気口17から排出されていく。このようにして、ドレンの貯留動作が行われる。
As shown in FIG. 1, when the drain is not accumulated in the storage space 13 (less than a predetermined amount), the
そして、貯留空間13におけるドレンの水位が所定高水位(通常反転高水位)に達すると、スナップ機構50によって弁操作棒36が上昇する。これにより、給気弁20が開放されるとともに排気弁30が閉じられる。給気弁20が開放された場合、蒸気システム内の蒸気(高圧蒸気)が導入口16から流入して貯留空間13の上部(ドレンの上方空間)に導入される。そうすると、貯留空間13に溜まっているドレンは、導入された蒸気の圧力によって下方に押されて排出口15から排出される。つまり、貯留空間13のドレンが排出口15から外部に圧送される。すなわち、液体圧送装置1では、蒸気を貯留空間13に導入することによって貯留空間13のドレンが外部に排出(圧送)される。液体圧送装置1によって圧送されたドレンは、ボイラーや廃熱利用装置に供給される。
Then, when the drain water level in the
また、ドレンの排出によって貯留空間13のドレン水位が低下すると、フロート41が下降していく。このようにして、ドレンの排出動作が行われる。そして、貯留空間13におけるドレン水位が所定低水位(通常反転低水位)に達すると、スナップ機構50によって弁操作棒36が下降する。これにより、給気弁20が閉じられるとともに排気弁30が開放される。
Further, when the drain water level in the
上述のように、貯留空間13のドレン水位の変化によってフロート41が昇降する。フロート41が貯留空間13の底部(昇降範囲の最下位)に位置する状態において、発電部材70は伸張状態となる。そして、フロート41が上昇していくにつれて、発電部材70は弛緩していく。その後、フロート41が下降していくにつれて、発電部材70は伸張していく。すなわち、フロート41の昇降動作に応じて、発電部材70が引き伸ばされたり、捩じられたりする。これにより、発電部材70が発電を行う。
As described above, the
発電した電力は、例えば、電線ケーブル(図示せず)を介して発電部材70とバッテリー(図示せず)とを接続し、バッテリーの充電に利用することができる。この場合、外部から貯留空間13に電線ケーブルを挿通する挿通孔(図示せず)をケーシング10に形成すればよい。このバッテリーは、例えば、蒸気システムの非常用電源やセンサ機器又は通信機器の電源等に用いることができる。また、このようにすることで、バッテリーの充電のための電気工事が不要となる。
The generated electric power can be used for charging the battery by connecting the
以上のように、貯留空間にフロートの昇降動作に応じて伸張等する発電部材を設けたので、伸張等の新たな動力を発生させることができ、この動力によって発電を行うことができる。したがって、発電した電力を、液体圧送装置を使用する蒸気システム等で利用することで、システム全体の省エネルギー化を図ることができる。 As described above, since the power generation member that expands or the like is provided in the storage space according to the raising and lowering operation of the float, new power such as expansion can be generated, and power generation can be performed by this power. Therefore, by using the generated electric power in a steam system or the like that uses a liquid pumping device, it is possible to save energy in the entire system.
なお、上述の実施形態の発電部材は、フロートの昇降動作によって発電可能な部材であれば、任意の部材を適用可能である。 As the power generation member of the above-described embodiment, any member can be applied as long as it is a member capable of generating power by raising and lowering the float.
上述の実施形態の発電部材の一端部は、貯留空間を形成する壁面の最上部付近に固定されているが、特にこれに限定されるものではない。貯留空間を形成する壁面において、フロートの昇降動作に応じて、発電部材に引き伸ばす力、捩じる力等が作用する位置であれば任意の位置を適用可能である。また、発電部材の他端部も、フロートの外周面の最上部に固定されているが、特にこれに限定されるものではない。フロートの外周面において、フロートの昇降動作に応じて、発電部材に引き伸ばす力、捩じる力等が作用する位置であれば任意の位置を適用可能である。 One end of the power generation member of the above-described embodiment is fixed near the uppermost portion of the wall surface forming the storage space, but the present invention is not particularly limited thereto. Any position can be applied to the wall surface forming the storage space as long as a stretching force, a twisting force, or the like acts on the power generation member according to the raising and lowering operation of the float. Further, the other end of the power generation member is also fixed to the uppermost portion of the outer peripheral surface of the float, but the present invention is not particularly limited to this. Any position can be applied to the outer peripheral surface of the float as long as it is a position where a stretching force, a twisting force, or the like acts on the power generation member according to the raising and lowering operation of the float.
この発明は、作動気体を導入して液体を圧送する液体圧送装置において、新たな動力を発生させるのに有用である。 The present invention is useful for generating new power in a liquid pumping device that introduces a working gas and pumps a liquid.
1 液体圧送装置
10 ケーシング
13 貯留空間
14 流入口
15 排出口
16 導入口
17 排気口
41 フロート
70 発電部材
1
Claims (3)
一端側が前記貯留空間を形成する壁面に固定され、他端側が前記フロートの外周面に固定され、少なくとも前記フロートの昇降動作に応じて伸張することによって発電する発電部材、
を備えたことを特徴とする液体圧送装置。 A casing having a liquid inlet and outlet, an inlet and an exhaust port for working gas, and a storage space for the fluid formed inside, a float housed in the storage space so as to be able to move up and down, and the connected above. A liquid that is provided with an opening / closing mechanism that switches the opening / closing of the introduction port and the exhaust port according to the operation of the float, and discharges the liquid in the storage space from the discharge port by introducing the working gas into the storage space from the introduction port. It ’s a pumping device,
A power generation member, one end of which is fixed to a wall surface forming the storage space, the other end of which is fixed to the outer peripheral surface of the float, and at least stretches according to the ascending / descending motion of the float to generate electricity.
A liquid pumping device characterized by being equipped with.
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