JP2011074899A - 感熱遮断弁を有する電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】高熱による焼損や変形劣化、燃料の漏出、火災の拡大未然に防止する感熱遮断弁を有する電磁ポンプを提供すること。
【解決手段】この発明は、液体燃料焼却器で燃料を供給する電磁ポンプに関し、該電磁ポンプの吸入路に弁シートと受け座と弁体とバネとバネ座とを備え、前記受け座が熱可塑性樹脂で形成され、前記弁体がバネで受け座に押圧付勢して着座し、下流側に弁シートを設けた構成において、該電磁ポンプが外部より過熱され、所定の温度に達すると、前記受け座が熱軟化座屈し、弁体がバネにより受け座を貫通し、弁シートに当接して流路を遮断する構成とした。
【選択図】 図１

Description

この発明は液体燃料燃焼器であって、燃料を吸入、圧送するための電磁ポンプの構成に関する。

液体燃料の燃料タンクから燃料を導入して給湯や暖房等に使用する液体燃料燃焼器内に設けて燃料を吸引送油する電磁ポンプであって、火災等の異常な高温に晒されたとき、燃料の流れを遮断して、下流側への流出を防ぎ、火災の延焼、拡大を止めたり災害を未然に防止することを人的なバルブ等による流路の閉止によらず自動的に遮断可能とした感熱遮断弁を有する構成である。

液体燃料燃焼器、例えば石油温水給湯器や石油温水暖房器は燃料を屋外の燃料タンクから送油管で給油し使用される。燃焼器内には、例えば主に燃料をポンプで吸引圧送して、ノズルから噴霧着火燃焼するバーナ部、筒状の燃焼胴部、胴部の熱で水を温水にする熱交換部、燃焼空気を排出する排気胴部、ポンプ、イグナイター、モータ等を電気制御する制御基板部が有り、その収納内部は断熱材で囲い外部への熱の伝達を防止するとともに、消音効果も供えている。

近年、燃焼器の住宅への設置スペースが限られ、小型軽量化により前記した主要構成部が接近して複雑に入り組んだ内部構造となっている。屋外設置の燃料タンクは比較的大型で、全高が高く、送油管で接続される燃焼器のバーナ部に設けた電磁ポンプの取付位置は燃料タンク内の油面より低くなる場合が多い。

特許第２６７５２８１号明細書 特許第３３９２７８６号明細書

前述した使用形態において、燃焼器が何らかの原因で火災が発生した場合、電磁ポンプを含めた燃料流路の下流側で大気側とのシール用Ｏリング、ゴムパッキン、弁等が高熱で焼損や変形劣化し、燃料タンクの油面が高い為、焼損部から燃料が漏出して、火災が拡大することが有り、このことを未然に防止することが課題となっている。
この発明の課題は、高熱による焼損や変形劣化による燃料の漏出、火災の拡大を未然に防止する感熱遮断弁を有する電磁ポンプを提供することである。

この課題は、燃焼器が火災等により異常な高温に晒されたときに、自動的に燃料の供給路を遮断可能とする感熱遮断弁を有する電磁ポンプにより、さらに、具体的には液体燃料燃焼器の燃料を供給する電磁ポンプにおいて、該電磁ポンプの吸入路に弁シートと受け座と弁体とバネとバネ座とを備え、前記受け座が熱可塑性樹脂で形成され、前記弁体がバネで受け座に押圧付勢して着座し、下流側に弁シートを設けた構成において、該電磁ポンプが外部より過熱され、所定の温度に達すると、前記受け座が熱軟化座屈し、弁体がバネにより受け座を貫通し、弁シートに当接して流路を遮断する構成とした感熱遮断弁を有する電磁ポンプによって解決される。

電磁ポンプに感熱遮断弁を一体的に設けることにより、その設置場所で火災等により異常な高温に晒されたとき、燃料供給路を人手にたよることなく、自動的に遮断するため、下流側の大気側とのシール部分が焼損劣化しても、燃料タンクからの燃料漏出を止めて、火災の拡大及び延焼を防ぎ、被害を最小限にくい止めることができる構造が簡単で、特別な取付スペースを必要としない低コストで、安全、安心面において、良好な製品を提供できる。

感熱遮断弁を有する電磁ポンプの実施例の縦断面図である。 感熱遮断弁を有する電磁ポンプの他の実施例の縦断面図である。 感熱遮断弁の構成を示す斜視立体図である。

この発明の実施例は、次に図面に基づいて詳細に説明される。

図１は、請求項１及び請求項２に係る発明の感熱遮断弁を有する電磁ポンプの縦断面図であり、図３は感熱遮断弁の構成を示す斜視立体図である。
図１に示す電磁ポンプは、感熱遮断弁を設けた吸入接手部以外は従来技術における電磁ポンプであって、その構成は例えば特許第３３９２７８６号明細書（特許文献２）に開示れている。

電磁コイル１８の軸心縦貫孔に管柱シリンダ１７と、軸心延長線上で本体２に立設されたシリンダ１２内に吐出プランジャ１３と、電磁プランジャ１６と、吐出プランジャ１３の端部に流路を有するフランジ３０が固設され、上下に戻しバネ２６と、補助バネ１４とにより管柱シリンダ１７のが片側に係設された磁気ヘッド２９により電磁プランジャ１６は軸方向往復摺動自在に係止している。

磁気ヘッド２９のもう一方の側に弁２２を係着した電磁可動片２０が所定の距離で弁座２１’を有する非磁性材の吐出接手２１内にバネ４５で付勢着座している。電磁コイル１８は磁性材の上板１５、外函１９、磁磁気鉄板４６で囲まれ、磁路を形成してネジにより固定されている。

本体２には流入口９と本発明に係る感熱遮断弁機構を有した吸入接手３が取付けられ、さらに、図示していない吸入弁と吐出弁を備えたバルブ機構と圧力調整機構として減圧弁又はリリーフ弁及び圧力の脈動を平滑化するアキュムレータ機構が付設される。前記の構成部品を係合し、ポンプ機能を維持するためのポンプ内部の燃料流路と大気側とを遮閉し、外部への燃料漏れを防止するＯリング２４、２５、２７、２８や弁２２等のゴム部材が用いられる。

吐出接手２１内の電磁可動片２０、弁２２、バネ４５、弁座２１’、磁気ヘッド２９は電磁弁機構である。電磁コイル１８に断続パルス電流を付勢すると、電磁プランジャ１６と連動する吐出プランジャ１３の往復動と、図示しない吸入、吐出弁の協同作用と相まって、図示しない燃料タンクから燃料は流入口９より本体２内に入り、圧力調整機構、アキュムレータ機構を経て、管柱シリンダ１７内、磁気ヘッド２９から電磁弁機構を通り、吐出接手２１の吐出口２３より流出、図示しない配管からノズルへ接続して噴霧して、着火燃焼される。

電磁可動片２０は電磁コイル１８の断続パルス電流の付勢中は電磁プランジャ１６が往復動するにもかかわらず、磁気ヘッド２９に継続して吸着、弁座２１’は開口され、電磁コイル１８への前記電流切電により、はじめてその吸着を解除して、弁座２１’に弁２２が着座して、吐出口２３を閉止し、電磁ポンプの停止時は常時流路を遮断している。

本発明に係る吸入接手３内の流入口９から流出路に到る間には、図１及び図３で示した金属若しくはセラミック等の耐熱材製の弁体５と弁バネ８及び熱可塑性樹脂で形成された受け座６と、テーパー状開口の弁シート７とを設け、前記弁シート７の入口端部で受け座６が弁体５を弁バネ８とを中空のバネ座４で付勢係止している。

受け座６はリング状で内径が弁体５より大径で、その内径側に３個以上複数のツメ６ａを突設し、実施例では４個としている。受け座６のツメ６ａは、その内側先端の内接円の径を弁体５より小径として受け座６のツメ６ａに弁体５がツメ６ａの４箇所先端部に接触以外は空間で常時は４個の流路２５を保持する。

燃焼器内の電磁ポンプ１に固定された図１の吸入接手３の流入口９は、燃料タンクから銅パイプ等で接続されるが、一般的には、フレヤー接続の手段が使用される。この場合、流入口９には、エルボ５０が螺合密着され、エルボ５０のもう一方の側では、球面状のフレヤー付きオスネジで銅パイプ５２のフレヤー部をフレヤーナット５１が圧着接続し、各接続部は燃焼器の振動や銅パイプの外部からの引張や屈曲力に耐え、燃料漏れが生じない様に強く固定されている。

前記燃焼器には、日本工業規格で安全装置及び制御装置が規定されている。例えば不完全燃焼防止装置、過熱防止装置、停電安全装置等によって異常燃焼過熱又は停電時の異常燃焼、電動機の過負荷による過熱などの異常が生じたとき、迅速に作動して、火災事故を未然に防ぐとともに、使用者の安全や機器自体を保護する目的であり、これらの装置で異常が検出されると、主制御器に信号が入力され、燃料の送油を停止すべく、常時ポンプの停止が成される。

この様な安全装置や制御装置が設置されているにもかかわらず、まれに燃焼器内部で火災が発生し、電磁ポンプへの通電が停止しても、制御回路や内装の部材可燃物に引火し、電磁ポンプまで火災が及んだ場合、電磁ポンプの電磁弁機構の弁２２やシール部材のＯリング２４、２５、２７、２８が焼損して、燃料タンクの油面が高いと、前記の弁やＯリングの焼損部から燃料が漏れ出し、火災が拡大、延焼し、更には住宅まで延焼し、大火災になる恐れが有る。

前記火災の延焼を防止すべく本発明の吸入接手３に設けた感熱遮断弁機構が作動し、燃料タンクから燃料の漏出が止められる。即ち、電磁ポンプ１に高熱がかかると、吸入接手３内にも短時間で伝熱し、所定の温度以上に達すると、熱可塑性樹脂製の受け座６のツメ６ａが弁体５と弁バネ８で押された状態で熱変形し始め、更に過熱すると、ツメ６ａの変形が進み、内径側に突設した４個のツメ６ａの内側の内接径が弁体５の外径より大きく変形して、受け座６を弁体５が弁バネ８力で突き抜けて、テーパ状の弁シート７に着座し、流入路を閉塞遮断するので、それにより下流側で生じた弁やＯリングの焼損部からの燃料の漏出を停止して、燃焼器内部の可燃物が焼損するにとどまることができる。

受け座６に使用する熱可塑性樹脂は、耐油、耐薬品性を有したもので、その熱変形温度を種々のグレードから選択することができ、本発明の専ら石油給湯器等に使用する場合は、８０°ー２００°Ｃの範囲が適当である。また、弁シート７は、弁体５が球状のものを用いる時に、近似の凹形の球面にしても流入路の遮断に同様な効果を得ることが出来る。更に、弁シート７が弁体５に着座する部分にテフロン系の耐熱性コーテイングを塗布することで、その弾性により、信頼性に優れた遮断効果が得られる。

図２は、請求項１及び請求項３に係る発明の感熱遮断弁を有する電磁ポンプの他の実施例による縦断面図である。前述の実施例１による電磁ポンプ１の吸入接手３の流出路１１の途中に制御弁３０を設けた構成としたもので、還流ノズル（バイパスノズル）を使用して、その戻り流路側を制御弁３０を電気的に制御して、還流ノズルからの燃料の噴霧量を可変し、ひいては、燃焼器、例えば、温水給湯器の出湯温度を設定すると、湯量の多少にもかかわらず、一定の温度にすべく、燃焼量を自動的に制御するために用いられる電磁ポンプであって、その詳細な作用については、従来技術の特許第２６７５２８１号明細書（特許文献１）に開示されている。

電磁ポンプ１’の構成は吸入接手３’以外は実施例１の図１に示す電磁ポンプ１と同じである。図示しない還流ノズルの戻り側を制御弁３０のリターン流路３９に接続し、電磁ポンプ１’の構成は吸入接手３’の流出路１１’に戻る途中に制御弁コイル３２の軸心貫通孔内にパイプ３３を貫装し、上端部にプランジャヘッド３６を設け、下方にボール弁３４と可動コア３１が摺動可能にバネ４７と調整ネジ４８でボール弁３４が弁シート３５に軽く当接している。

外函４３と上板４４は制御弁コイル３２を囲み、磁路を形成している。リターン流路３９の下流に逆止弁３８を設けて流入口９側からの燃料の逆流を防止している。制御弁３０の各構成部品を係合し、その機能の維持と、燃料が流路から外部への漏れを防止するＯリング３７、４０、４１、４２、４９が各々係着されている。

電磁ポンプ１’の断続パルス電流印加で還流ノズルから噴霧し、燃焼される図示しない還流ノズルの戻り側をリターン流路３９に接続し、制御弁３０の制御弁コイル３２にパルス電流を印加して、その付勢電流を増減することで可動コア３１と連動するボール弁３４の弁シート３５への押圧力が変化し、付勢電流を増すと、押圧力が強く、リターン流量を減らすので、還流ノズルからの噴霧量が多くなり、付勢電流を減らすと、噴霧量が少なくなる。

吸入接手３’内の流入口９から流出路１１’に到る間には、図２及び図３で示した感熱遮断弁機構が設けられており、その構成と、作用と作用効果は、前述した実施例１と同じである。但し、実施例２の場合は、電磁ポンプ１’と制御弁３０が焼損すると、その構成部品のシール部分が制御弁３０側のＯリング３７、４０、４１、４２、４９の焼損劣化部分が多くなるために感熱遮断弁機構が無い場合には、燃料漏れの危険性が高まることと、燃焼方式の違いによる燃焼器内の制御回路やバーナ部分が複雑化しているので、本発明による感熱遮断弁機構を設ける必要性が高い。

以上の実施例１及び実施例２の構成、作用と作用効果により燃料タンクから給油される燃焼器内で電磁ポンプが火災等で異常な高温に晒されるとき、燃料タンクからの燃料の流路を遮断する感熱遮断弁を有することで、下流側への燃料の流出を人手に頼らず、自動的に遮断して火災の延焼や拡大防止したり、未然に防ぐことを、特別な取付スペースを必要とせず、構造が簡単で低コストで、安全、安心面で良好な感熱遮断弁を有する電磁ポンプを提供可能としたものである。

１、１’．．．電磁ポンプ
２．．．．．本体
３．．．．．吸入接手
４．．．．．バネ座
５．．．．．弁体
６．．．．．受け座
７．．．．．弁シート
８．．．．．弁バネ
９．．．．．流入口
１０．．．．流入路
１１．．．．流出路
１２．．．．シリンダ
１３．．．．吐出プランジャ
１４．．．．補助バネ
１５．．．．上板
１６．．．．電磁プランジャ
１７．．．．管柱シリンダ
１８．．．．電磁コイル
１９．．．．外函
２０．．．．電磁可動片
２１．．．．吐出接手
２２．．．．弁
２３．．．．吐出口
２４、２５、２７、２８．．．．Ｏリング
２６．．．．戻しバネ
２９．．．．磁気ヘッド
３０．．．．制御弁
３１．．．．可動片
３２．．．．制御弁コイル
３３．．．．パイプ
３４．．．．ボール弁
３５．．．．弁シート
３６．．．．プランジャヘッド
３７、４０、４２、４９．．．．Ｏリング
３８．．．．逆止弁
３９．．．．リターン流路
４３．．．．外函
４４．．．．上板
４５、４７．．．．バネ
４６．．．．磁気鉄板
４８．．．．調整バネ
５０．．．．エルボ
５１．．．．フレヤーナット
５２．．．．銅パイプ

Claims (6)

1. 液体燃料燃焼器で燃料を供給する電磁ポンプにおいて、該電磁ポンプの吸入路に弁シートと受け座と弁体とバネとバネ座とを備え、前記受け座が熱可塑性樹脂で形成され、前記弁体がバネで受け座に押圧付勢して着座し、下流側に弁シートを設けた構成において、該電磁ポンプが外部より過熱され、所定の温度に達すると、前記受け座が熱軟化座屈し、弁体がバネにより受け座を貫通し、弁シートに当接して流路を遮断する構成とした感熱遮断弁を有する電磁ポンプ。
2. 上記弁シート、受け座、弁体、バネ、バネ座から成る感熱遮断弁が電磁ポンプの吸入接手に設けたことを特徴とする請求項１に記載の感熱遮断弁を有する電磁ポンプ。
3. 上記弁シート、受け座、弁体、バネ、バネ座から成る感熱遮断弁が制御弁付電磁ポンプの吸入路に設けたことを特徴とする請求項１に記載の感熱遮断弁を有する電磁ポンプ。
4. 上記受け座が略平面状のリングの内径側に複数個、例えば４個のツメを突設し、該ツメで弁体を保持しつつ流路とする空間を形成したことを特徴とする請求項１に記載の感熱遮断弁を有する電磁ポンプ。
5. 上記受け座が熱可塑性樹脂で形成し、過熱により軟化座屈し、弁体が受け座を貫通する所定の温度は、前記熱可塑性樹脂の種類を選択し、作用温度を任意に設定することを特徴とする請求項１に記載の感熱遮断弁を有する電磁ポンプ。
6. 弁シートが弁体に着座する部分にテフロン系の耐熱性コーテイングを塗布したことを特徴とする請求項１に記載の感熱遮断弁を有する電磁ポンプ。

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