JP2002089830A - 石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナの設置または油切れ試運転時におい
て、油タンクがマイナスヘッドにあっても、ノズルより
空気を吸い込まず、油の吸い込み速度、空気の排出速度
を高めることにある。 【解決手段】 戻り式圧力噴霧ノズルに燃料を送り出す
往路と燃料の一部を戻す比例制御弁を有する戻し路とよ
り成る石油燃焼器用バーナの燃料制御装置において、戻
り式圧力噴霧ノズルと比例制御弁間に開弁圧力を異にす
る第１及び第２の逆止弁を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、石油燃焼給湯機
等に用いられる石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置
は、特許第２９５９６７６号公報にも示すように公知で
あり、図示しないが燃料タンクから往路を介して導入さ
れた燃料がポンプで加圧され、戻り式圧力噴霧ノズルに
供給されるが、該ノズル近傍から戻し路が接続され、こ
の戻し路に比例制御弁（流量調整弁と均等）が設けら
れ、その端は前記ポンプの吸入側に接続されて構成され
ているものである。即ち、比例制御弁に印加される電流
値を制御することで、戻し路内を流れる圧力が変化さ
れ、もってノズルからの噴霧量が無段階に変化されるも
のである。

【０００３】また、特開平１０−２５３０５１号公報に
は、流量調整弁Ｆよりも上流側の戻し油管Ｒには圧力緩
衝用のアキュムレータＡＬと逆止弁Ｇとを、前記逆止弁
ＧがノズルＮ側になるように構成したものが示されてい
る。この構成からアキュムレータＡＬで脈動燃焼の防止
が、そして逆止弁Ｇで燃料の液だれの防止が図られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記公知例では、ポン
プＰの吸入口が貯油タンクＴよりも位置的に上方にあっ
て、プラスヘッドとなっているために、設置または油切
れ試運転初期時においても、ノズルから空気を吸い込む
ことなどなかった。しかし、近年設置場所等の関係か
ら、タンクヘッドがマイナス（規格−２ｍ以内）で使用
されることもあり、その場合に、戻し路を介してノズル
から空気を吸い込んでしまう不都合が起きていた。その
原因は逆止弁を有していても、戻し路側の負荷が貯油タ
ンク内の燃料の吸い上げより小さいためと解される。そ
こで、逆止弁の閉止力を大きくすることが考えられる
が、運転初期、逆に逆止弁の開成を遅らせる結果とな
り、制御遅れを発生させていた。

【０００５】この発明は、設置または油切れ試運転初期
時において、油タンクがマイナスヘッドにあっても、ノ
ズルより空気を吸い込まず、油の吸い込み速度、空気の
排出速度を高める石油燃料用バーナの燃料流量制御装置
を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る石油燃料
給湯機等に用いられる石油燃焼器用バーナの燃料流量制
御装置は、燃料タンクから往路を介して導入された燃料
をポンプにて加圧し、戻り式圧力噴霧ノズルに供給し、
該戻り式圧力噴霧ノズルより噴霧すると共に、燃料の一
部を戻し路から比例制御弁を介して前記往路であって前
記ポンプの吸入側へ戻すようにした石油燃焼器用バーナ
の燃料流量制御装置において、前記戻り式圧力噴霧ノズ
ルと比例制御弁との間に第１及び第２の逆止弁を前記第
１の逆止弁が前記戻り式圧力噴霧ノズル側となるように
設けたことにある（請求項１）。

【０００７】このため、戻り路の上流側に設けられた第
１の逆止弁にて燃料の後だれを防止すると共に、第２の
逆止弁にて、タンクヘッドがポンプよりマイナス（規格
では−２ｍ以内）であって、設置又は油切れ試運転初期
時においても、第２の逆止弁の開成抵抗が大きい（閉弁
状態を維持する）ために、戻し路を介してノズルより空
気の吸い込みが防がれ、油タンクより燃料を吸い込んで
往路そして戻り路内に送り出し、吸い込み速度、空気の
排出速度を高めることができる。また、石油燃焼器用バ
ーナの停止時は、たとえマイナスヘッドのみならずプラ
スヘッドの油タンクを有していても、ノズル側に近い第
１の逆止弁がただちに閉じて、第２の逆止弁と共に燃料
の後だれを確実に防ぐものである。

【０００８】また、第１及び第２の逆止弁は、戻り路の
下流に向って開く弁である（請求項２）。第２の逆止弁
は第１の逆止弁よりも弁の開成圧力を大きくしている
（請求項３）。これにより、設置または油切れ試運転初
期時においても、第２の逆止弁の開成抵抗が大きいこと
から、戻し路を介してノズルから空気の吸込みはなくす
ことが出来る。さらに石油燃焼器用バーナの燃料流量制
御装置は複数のユニットより成っている（請求項４）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面にもとづいて説明する。

【００１０】図１において、この発明の概略の構成図が
示され、油タンク１は、下記する燃料流量制御装置２の
電磁ポンプ１３の吸入口２３より高い位置にある方が好
ましいが、二点鎖線で示すように、マイナス２ｍまでの
設置も許され、燃料はこの油タンク１からパイプよりな
る往路３ａを通り、該燃料流量制御装置２に供給され
る。このパイプより成る往路３ａには、開閉弁４、スト
レーナ５が流れ方向に順次設けられ、最も終端は電磁ポ
ンプ１３の吸入口２３に接続されている。

【００１１】燃料流量制御装置２は、個々のユニットが
結合されて構成され、大別して戻り式圧力噴霧ノズル１
１とノズルホルダ１０とノズル本体８とから成るノズル
ユニット１２と、電磁ポンプ１３と電磁ポンプ本体１４
から成る電磁ポンプユニット１５と、比例制御弁１６と
比例制御弁本体１７と比例制御弁ジョイント１８より成
る比例制御弁ユニット１９との３つのユニットにて構成
されている。この燃料流量制御装置２は、バーナ燃焼室
２０のバーナキャップ２１にユニットベース２２を介し
て取付けられ、バーナ燃焼室２０の上方で電磁ポンプユ
ニット１５と比例制御弁ユニット１９がバーナ燃焼室２
０外に、ノズルユニット１２はバーナ燃焼室２０内に配
されている。

【００１２】この燃料流量制御装置２にあって、電磁ポ
ンプ１３の吸入口２３は、電磁ポンプ本体１４に形成さ
れ、この吸入口２３より電磁ポンプユニット１５の往路
３ｂが始められ、吐出口２４に至っている。そして、往
路３ｂはノズルユニット１２の往路３ｃに接続され、こ
の往路３ｃがノズルユニット１２のノズル本体８から始
められ、ノズルホルダ１０を通り戻り式圧力噴霧ノズル
１１に形成の噴霧口９に至っている。即ち、往路３は３
ａ，３ｂ，３ｃの各往路より成っている。

【００１３】また、戻し路７ａは、戻り式圧力噴霧ノズ
ル１１の噴霧口９の手前より始められ、ノズルホルダ１
０を通り、第１の逆止弁９７を介してノズル本体８に至
り、それから比例制御弁ユニット１９の戻し路７ｂに入
り、この戻し路７ｂの第２の逆止弁７５、比例制御弁本
体１７、比例制御弁１６、比例制御弁ジョイント１８を
通り前記電磁ポンプ本体１４の吸入口２３に至ってい
る。即ち、戻し路７も７ａ，７ｂの各戻し路より成って
いる。

【００１４】図１並びに図２において燃料流量制御装置
２は、前述したごとく、ノズルユニット１２と電磁ポン
プユニット１５及び比例制御弁ユニット１９がバーナ燃
焼室２０のバーナキャップ２１に取付けられ、該バーナ
燃焼室２０の上方でノズルユニット１２はその内部に、
電磁ポンプユニット１５及び比例制御弁ユニット１９は
外部にそれぞれ配されている。

【００１５】まず、外部に配され、往路を構成する電磁
ポンプユニット１５から説明し、これと並設の戻し路を
構成する比例制御弁ユニット１９をその後に説明する。
電磁ポンプユニット１５は、電磁ポンプ１３を持ってお
り、図上最も上方で吸入弁２５と吐出弁２６とが水平に
配され、吸入弁２５の上流側の吸入口２３の右端側は大
径凹部となり、下記する比例制御弁ユニットの接続凹部
３１となっている。この比例制御弁ユニット接続凹部３
１にパイプより成る往路３ａが継手を介して接続されて
いる。前記吐出弁２６の吐出側には、所定圧に調圧する
圧力調整装置３９が設けられている。

【００１６】電磁ポンプ１３は、ボビン３０に電線が巻
装された電磁コイル２７を有しており、この電磁コイル
２７の両側及び上端にコ字形の鉄板２９が配されると共
に、下端に磁気プレートが配され、両者で環状磁路が形
成される。そして前記電磁コイル２７のボビン３０の中
央を貫通して形成の貫通孔に、非磁性材のガイドパイプ
３３が嵌挿されている。なお、前記コ字形の鉄板２９の
下方の両者は、外方に折曲されて下記するユニットベー
ス２２への取付片となっている。

【００１７】電磁プランジヤ３４は、鉄などの磁性材に
より略円筒状に形成されたもので、上ばね３６と下ばね
３７によって前記ガイドパイプ３３内に形成のプランジ
ヤ作動室３８内に摺動自在に支持されている。また、こ
の電磁プランジヤ３４に縦方向に縦孔４０が形成され、
該縦孔４０が上下に分けられたプランジヤ作動室３８を
連通している。

【００１８】ピストン４２は、その下端が前記した電磁
プランジヤ３４の上部に固定され、シリンダ４３内に挿
入されている。このピストン４２は、前記電磁プランジ
ヤ３４の往復動に伴って往復動され、ポンプ室４５内の
容積の変化を与えて前記した吸入弁２５と吐出弁２６と
でポンプ作用が行われる。

【００１９】詳述すれば、ピストン４２が下降してポン
プ室４５の容積が増大し、ポンプ室４５内の圧力が低く
なると吸入弁２５を開いて燃料を吸い込み、またピスト
ン４２が上昇してポンプ室の容積が減少し、ポンプ室４
５内の圧力が高くなると吐出弁２６を開いて燃料を吐出
するものである。吐出弁２６から吐出された燃料は、圧
力調整装置３９にて所定圧に調圧され、アキュームレー
タ４１で整圧され、前記したプランジヤ作動室３８に流
れ込むものである。

【００２０】磁気ロッド４７は磁性材より成り、前記電
磁プランジヤ３４を吸着する作用をし、軸方向に貫通孔
４８が形成され、前記ガイドパイプ３３の下端に嵌合さ
れると共に、前記下ばね３７を支えている。この磁気ロ
ッド４７の下端には、電磁弁５０が設けられている。こ
の電磁弁５０は電磁可動片５１とばね５２と電磁弁ケー
ス５３とより成り、前記電磁コイル２７に駆動電流が印
加されると、可動片５１がばね５２に抗して磁気ロッド
側へ変位し、もって吐出口２４が開かれるものである。

【００２１】この往路に設けられた電磁弁５０の電磁弁
ケース５３は、前記鉄板２９の下端の取付片よりも下方
へ突出して形成され、下記するユニットベース２２に形
成の孔を介してバーナ燃焼室２０内に突出され、下記す
るノズルホルダユニット１２のノズル本体８に形成の接
続凹部８１に嵌挿されている。なお、往路３ｂは吸入口
２３、吸入弁２５、吐出弁２６、プランジヤ作動室３
８、縦孔４０、貫通孔４８、電磁弁５０、吐出口２４よ
り構成される。

【００２２】次に、比例制御弁ユニット１９を説明する
と、該比例制御弁ユニット１９は比例制御弁１６を持っ
ており、その上方に比例制御弁ジョイント１８を、その
下方に比例制御弁本体１７が配されて構成されている。
まず、比例制御弁１６は、ボビン６０に巻装の電磁コイ
ル５５を備え、この電磁コイル５５の両側方及び上端に
コ字形の鉄板５６が配されると共に、下端に磁気プレー
トが配され、両者で環状磁路が形成される。

【００２３】そして、ボビン６０の中央を貫通して形成
された貫通孔には、非磁性材のガイドパイプ５９が挿入
され、このガイドパイプ５９の下端には磁性材の磁気ロ
ッド６２が配され、その磁気ロッド６２に弁座６３が形
成されている。この弁座６３は軸方向に貫通孔６４を持
ち、この弁座６３に着座する下記するように弁体６５が
配されている。また、前記ガイドパイプ５９の上端に
は、磁性材の押圧部材６６が配され、この押圧部材６６
は、上ばね６７で付勢され、反ばね側に設けられたロッ
ド６６ａが前記弁体６５と接している。

【００２４】弁体６５は、上方からロッド６６ａを介し
て上ばね６７と下方から下ばね６８とで支えられ、電磁
コイル５５への矩形波パルス電流値変化により弁体６５
への付勢力が変化し、通過する流量が可変される。ちな
みに、電流値が大きくなると、通過する燃料は減少する
いわゆる比例制御弁である。このような構成の比例制御
弁１６を制御することで、戻り圧力を調整するものであ
る。

【００２５】比例制御弁本体１７には、戻し路７ｂとな
る縦孔７１を備え、縦孔７１内にはフィルタ７２が収納
されていると共に、その下端に第２の逆止弁７５が配さ
れ、該第２の逆止弁７５は戻し路７の下流に向けて開成
する弁となっている。そして、上端では前記磁気ロッド
６２が嵌め込まれる接続部７３となり、下端では下記す
るノズルホルダ１２のノズル本体８の接続凹部８２が嵌
挿される接続凸部７４とを有している。なお、戻し路７
ｂには、前記第２の逆止弁７５より下流にアキュームレ
ータ７６が接続されている。

【００２６】比例制御弁ジョイント１８には、戻し路７
ｂとなる縦孔７７と水平孔７８とが形成され、縦孔７７
は前記ばね６７が収容されると共に、開口端に前記ガイ
ドパイプ５９が挿入され、比例制御弁１６と接続され、
また水平孔７８の左端側は外径を縮小した挿入部７９と
なっていて、前記した電磁ポンプユニット１５の比例制
御弁ユニットの接続凹部３１に嵌め込まれている。これ
により、戻し路７ｂは吸入口２３を構成する往路３ｂに
接続されることになる。なお、戻し路７ｂを構成する水
平孔７８は、前記した吸入口２３より低い位置にある。

【００２７】ノズルユニット１２は、ノズル本体８とノ
ズルホルダ１０と戻り式圧力噴霧ノズル１１とより構成
され、ノズル本体８は、略逆円錐形をなし、上面には往
路３ｃとなる接続凹部８１が形成され、この接続凹部８
１には前記した電磁弁５０の電磁弁ケース５３が前記ユ
ニットベース２２の穴を介して嵌挿されている。これに
より、往路３ｂと往路３ｃとが接続される。

【００２８】また、同じく上面には、戻し路７ａとなる
接続凹部８２が形成され、この接続凹部８２には前記ユ
ニットベース２２の穴を介して前記した比例制御弁ユニ
ット１９の比例制御弁本体１７の接続凸部７４が嵌挿さ
れている。これにより、戻し路７ａと７ｂとが接続され
る。更に、ノズル本体８内には、往路３ｃとなる縦孔８
４と戻し路７ａとなる縦孔８６と水平孔８８を持ち、そ
してノズル本体の下面には接続用孔８９が形成されてい
る。このような構成のノズル本体８は、３本のねじ９１
を介してユニットベース２２に取付けられている。即
ち、ノズルユニット１２がユニットベース２２に取付け
られることになる。

【００２９】ノズルホルダ１０は円筒状で、内部に縦方
向に往路３ｃとなる縦孔９３と戻し路７ａとなる縦孔９
４を有すると共に、上端にノズル本体８の接続用孔８９
に挿入の挿入部９５が形成され、また下端にノズル１１
を取付けるための取付孔１１７が形成されている。な
お、前記戻し路７ａとなる縦孔９４と前記ノズル本体８
の縦孔８６とにまたがって第１の逆止弁９７が設けられ
ている。この第１の逆止弁９７は前記した第２の逆止弁
７５と同じ方向に開成する弁で、開成圧力は第２の逆止
弁７５の方が第１の逆止弁９７よりも大きな値となって
いる。

【００３０】戻り式圧力噴霧ノズル１１は、公知構造を
持つもので、概略は図１に示すように、中心に戻し路７
ａとなる縦孔１２０とそれに並設の往路３ｃとなる縦孔
１２１が形成され、両孔は噴霧口９の近くで接続されて
いる。

【００３１】バーナ燃焼室２０は、上方にウインドボッ
クス１２４が配され、上部は開口され、それには前述の
ごとくユニットベース２２が取付けられている。前記ウ
インドボックス１２４には、送風機（図示せず）からの
風の送風口が形成され、その送風を整流する整流筒１２
６がウインドボックス１２４内に配されている。整流筒
１２６内には、前述したノズルホルダ１０に取付けられ
たカバー１２７及びそれに続いて燃焼筒が配されてい
る。

【００３２】前述の構成において、燃料流量制御装置２
の駆動は、電磁ポンプ１３に所定の駆動パルス電流が印
加されて駆動されると共に、比例制御弁１６にも所定の
制御電流が印加される。即ち、電磁ポンプ１３には、一
定の駆動パルス電流が印加されて駆動され、定出力を得
る。比例制御弁には、直流定電流に矩形波パルス電流を
重畳せしめたパルス電流が供給され、印加されるパルス
電流が大きくなるにつれて弁体６５を弁座６３に押圧す
る力が強くなり、又小さくなれば弁体６５の弁座６３へ
の押圧力は弱くなり、戻り圧力が調圧される。これによ
り、戻り式圧力噴射ノズル１１からの噴霧量が変化され
るものである。

【００３３】石油燃焼器用バーナの設置時に、油タンク
１が電磁ポンプ１３の吸入口２３よりも低い位置（マイ
ナスヘッド）に設置される例もある。この場合に往路
３、戻し路７内には燃料が満されていなく空気が入って
おり、電磁ポンプ１３の稼働にも、第１の逆止弁９７の
みの例では、該第１の逆止弁９７が開いて戻り式圧力噴
霧ノズル１１から空気を吸い込んでしまう。

【００３４】しかし、開弁圧力の大きな第２の逆止弁７
５が有ることから、戻し路７が連通せず、燃料は往路３
ａを介して電磁ポンプ１３に吸引され、往路３ｂ，３ｃ
を流れ、溜っていた空気を押し出しながら、戻り式圧力
噴霧ノズル１１より排出する。そして、戻り路７ａにも
燃料が充満することから、第１の逆止弁９７のみならず
第２の逆止弁７５にも圧力が加わり開弁される。これに
よって、戻り路７の空気も電磁ポンプ１３の吸入側へ戻
され、比例制御弁にて圧力制御も可能となって、石油燃
焼器用バーナの定常運転状態となる。

【００３５】このような、バーナの設置と同じような条
件となる油切れ運転初期にも上述したような作用効果が
得られるものである。なお、プラスヘッド（電磁ポンプ
１３の吸入口２３より油タンク１が高い位置）にある場
合には、第１及び第２の逆止弁９７，７６は共に、後だ
れ防止機能をはたす。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、タン
クヘッドがポンプよりもマイナスであっても、第２の逆
止弁の開成抵抗が大きいために、設置時や油切れ試運転
初期時に戻し路を介して空気の吸い込みが防がれ、油タ
ンクより燃料を吸い込み、ただちに定常運転が可能とな
る。また、２つの逆止弁としたことで、第１の逆止弁を
限りなく戻り式圧力噴霧ノズル側に近づけることを可能
とし、後だれ防止に効果を発揮することができる。しか
も、第１の逆止弁と第２の逆止弁との開弁圧力に差を有
することから、第２の逆止弁のみを、設置時や油切れ試
運転初期時に働かせることができ、油の吸い込み速度、
空気の排出速度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概略を示す構成図である。

【図２】この発明の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 油タンク ２ 燃料流量制御装置 ３ 往路 ７ 戻し路 ８ ノズル本体 １０ ノズルホルダ １１ 戻り式圧力噴霧ノズル １２ ノズルユニット １３ 電磁ポンプ １４ 電磁ポンプ本体 １５ 電磁ポンプユニット １６ 比例制御弁 １７ 比例制御弁本体 １８ 比例制御弁ジョイント １９ 比例制御弁ユニット ２０ バーナ燃焼室 ２１ バーナキャップ ２２ ユニットベース ２５ 吸入弁 ２６ 吐出弁 ２７ 電磁コイル ３１ 流量調整弁ユニットの接続凹部 ３４ 電磁プランジヤ ３８ プランジヤ作動室 ３９ 圧力調整装置 ４２ ピストン ４３ シリンダ ５０ 電磁弁 ５３ 電磁弁ケース ５５ 電磁コイル ６５ 弁体 ６６ 押圧部材 ７５ 第２の逆止弁 ７６ アキュムレータ ９７ 第１の逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 輝也 埼玉県坂戸市千代田５丁目１番16号 日本 コントロール工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K068 AA15 BB01 BB12 BB21 CA16 CA26 CA28 CB02 FA02 FB02 FB09 FC01 FC06 FD05 HA06 JA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクから往路を介して導入された
   燃料をポンプにて加圧し、戻り式圧力噴霧ノズルに供給
   し、該戻り式圧力噴霧ノズルより噴霧すると共に、燃料
   の一部を戻し路から比例制御弁を介して前記往路であっ
   て前記ポンプの吸入側へ戻すようにした石油燃焼器用バ
   ーナの燃料流量制御装置において、 前記戻り式圧力噴霧ノズルと比例制御弁との間に第１及
   び第２の逆止弁とを、前記第１の逆止弁が前記戻り式圧
   力噴霧ノズル側となるように設けたことを特徴とする石
   油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の逆止弁は、戻り路の
   下流に向かって開成する弁であることを特徴とする請求
   項１記載の石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置。
3. 【請求項３】 前記第２の逆止弁は第１の逆止弁よりも
   弁の開成圧力を大きくしたことを特徴とする請求項第１
   又は第２記載の石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記石油燃焼器用バーナの燃料流量制御
   装置は複数のユニットより成ることを特徴とする請求項
   １記載の石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置。