JP2018004120A - リターン式ノズルバーナー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着火消火を繰り返す際の消火時の燃料の後だれをなくし、雰囲気温度上昇時における燃料の漏洩を改善したリターン式ノズルパーナー装置を提供する。【解決手段】石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路(4) に戻すことで噴霧量を調整するリターン式ノズル(2) と、このリターン式ノズル(2) に燃料を供給する為の供給管路(3) と、この供給管路(3) に装備された燃料を圧送する為の電磁ポンプ(5) とを備えたリターン式ノズルバーナー装置(1) において、電磁ポンプ(5) は、電磁コイル(10)と、この電磁コイル(10)内に配置された磁気ロッド(11)と、この磁気ロッド(11)の一方側に配設され電磁コイル(10)に印加されるパルス電流により往復動作を行う電磁プランジャ(12)と、磁気ロッド(11)の他方側に配設された電磁弁(13)とを備え、磁気ロッド(11)の流体通路(41)内には、一方側から他方側への流れを許容し且つ他方側から一方側への流れを遮断する逆止弁(14)を配設した。【選択図】図１

Description

本発明は、リターン式ノズルバーナー装置に関し、特に着火消火を繰り返す際の消火時の燃料の後だれが生じないようにしたものに関する。

石油給湯器のリターン式ノズルバーナー装置には、石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路に戻すことで噴霧量を調整するリターン式ノズルと、このリターン式ノズルに燃料を供給する為の供給管路と、この供給管路に装備された燃料を圧送する為の電磁ポンプと、戻り管路に装備された流量調整弁等が設けられている。

一般的な電磁ポンプは、電磁コイルと、この電磁コイル内に配置された磁気ロッドと、この磁気ロッドの一方側に配設され電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動作を行う電磁プランジャと、磁気ロッドの他方側に配設された電磁弁及び逆止弁とを備えている。

例えば、特許文献１の電磁ポンプにおいては、その上端側部分に筒状の吐出継手が固定されており、磁気ロッドの下流側近傍に電磁弁が配置され、この電磁弁の下流側に逆止弁が配置されている。電磁弁は、吐出継手内に配置され且つ電磁コイルで昇降駆動される環状の可動鉄片と、この可動鉄片の上端部に取り付けた弁体と、この弁体の上面に当接するバルブシート部の環状弁座とで構成されている。

前記逆止弁は、吐出継手内のバルブシート部の上側に配置された弁体と、この弁体の下面に当接するバルブシート部の環状弁座と、弁体を閉弁方向へ付勢するバネ部材とを備えている。

特許文献２の電磁ポンプにおいては、磁気ロッドの下流側近傍に電磁弁が配置され、この電磁弁の下流側に逆止弁が配置されている。電磁ポンプの上端側部分には電磁弁ケース兼吐出継手が設けられ、この吐出継手の上端側にニップルが取り付けられている。電磁弁は、吐出継手内に配置され且つ電磁コイルで昇降駆動される電磁可動片と、この電磁可動片に取り付けられた弁体と、吐出継手内に配置された筒体状の弁座とで構成されている。前記逆止弁は、ニップル内に配設されている。

また、電磁弁の下方近傍において、磁気ロッド内には、燃料流路を絞るオリフィスが設けられ、このオリフィスの下面側にはフィルターが配置されている。

特許第３２６５４４３号公報 特開２０１１−２４１７８４号公報

特許文献１の電磁ポンプにおいては、電磁ポンプの上端側の吐出継手の先端近傍部（電磁弁よりも下流側部位）に逆止弁が配設され、この逆止弁は燃料タンクから電磁ポンプまでの燃料ヘッド圧で開弁しない程度の弱い閉弁バネで閉弁側へ付勢されているだけであるので、着火消火を繰り返す際の消火時に閉止機能が低下することがあり、消火時の燃料の後だれにより燃焼排気のＨＣ濃度が高くなることがある。

また、電磁ポンプ内の電磁弁よりも下流側に逆止弁が配設されていて電磁弁よりも下流側の燃料通路の容積が大きいため、運転停止中に雰囲気温度の上昇による燃料の膨張により、逆止弁から燃料が漏洩することがある。以上のことは、特許文献２の電磁ポンプにおいても同様である。

本発明の目的は、着火消火を繰り返す際の消火時の燃料の後だれをなくし、雰囲気温度上昇時における燃料の漏洩を改善したリターン式ノズルパーナー装置を提供することである。

請求項１のリターン式ノズルバーナー装置は、石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路に戻すことで噴霧量を調整するリターン式ノズルと、このリターン式ノズルに燃料を供給する為の供給管路と、この供給管路に装備された燃料を圧送する為の電磁ポンプとを備えたリターン式ノズルバーナー装置において、前記電磁ポンプは、電磁コイルと、この電磁コイル内に配置された磁気ロッドと、この磁気ロッドの一方側に配設され前記電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動作を行う電磁プランジャと、前記磁気ロッドの他方側に配設された電磁弁とを備え、前記磁気ロッドの流体通路内には、前記一方側から他方側への流れを許容し且つ前記他方側から一方側への流れを遮断する逆止弁を配設したことを特徴としている。

請求項２のリターン式ノズルバーナー装置は、請求項１の発明において、前記磁気ロッドの流体通路内における前記逆止弁の上流側にはオリフィスおよびフィルターが設けられていることを特徴としている。

請求項３のリターン式ノズルバーナー装置は、請求項１又は２の発明において、前記戻り管路には開閉手段が設けられ、この開閉手段は前記電磁弁が開放状態のときは開放されると共に前記電磁弁が閉止された際には前記電磁弁の閉止後に閉止されることを特徴としている。

請求項４のリターン式ノズルバーナー装置は、請求項３の発明において、前記開閉手段はリターン式ノズルから戻り管路へ戻る方向への燃料の流れを許容する逆止弁であることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、電磁ポンプの磁気ロッドの一方側に電磁プランジャが配設され、磁気ロッドの他方側に電磁弁が配設され、磁気ロッドの流体通路内には前記他方側から一方側への流れを遮断する逆止弁が配設され、逆止弁よりも下流側に電磁弁が配設されている。そのため、着火消火を繰り返す際の消火時には電磁弁が確実に閉弁状態となるから、消火時の燃料の後だれが生じなくなる。

また、従来、電磁弁よりも下流側に配設されていた逆止弁を、本発明では電磁弁よりも上流側の磁気ロッドの流体通路内に配設するため、電磁ポンプよりも下流側の流体通路の容積を少なくして、運転停止中における雰囲気温度の上昇による燃料の膨張量を少なくできるためノズル側へ燃料が漏洩しにくくなる。また、逆止弁から漏洩した燃料も下流側の電磁弁でもって確実に遮断することができる。

請求項２の発明によれば、前記磁気ロッドの流体通路内における前記逆止弁の上流側にはオリフィスおよびフィルターが設けられているため、前記磁気ロッド内のスペースを活用してオリフィスおよびフィルターを組み込むことができる。

請求項３の発明によれば、前記戻り管路に設けた開閉手段は、前記電磁弁が開放状態のときは開放される共に前記電磁弁が閉止された際には前記電磁弁の閉止後に閉止されるため、戻り管路内に燃料が渋滞することなく、円滑に戻される。

請求項４の発明によれば、前記開閉手段はリターン式ノズルから戻り管路へ戻る方向への燃料の流れを許容する逆止弁であるため、簡単な構成の開閉手段とすることができる。

本発明の実施例に係るリターン式ノズルバーナー装置の縦断面図である。 図１の電磁ポンプの要部の横断面図である。 図１の電磁ポンプの磁気ロッドと逆止弁等の縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１、図２に示すように、このリターン式ノズルバーナー装置１は、石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路４に戻すことで噴霧量を調整するリターン式ノズル２と、このリターン式ノズル２に燃料を供給する為の供給管路３と、この供給管路３に装備された燃料圧送用の電磁ポンプ５と、戻り管路４に介装された流量調整弁６とを備えている。
尚、電磁ポンプ５と流量調整弁６は図示外の制御部に電気的に接続され、制御部により制御される。

前記電磁ポンプ５は、電磁コイル１０と、磁気ロッド１１と、電磁プランジャ１２と、電磁弁１３と、逆止弁１４と、吐出継手１５と、アキュムレータ１６，４５と、ポンプ本体１７と、吸入継手１９と、吸入弁２０と、吐出弁２１と、圧力調整弁２２などを備えている。

前記電磁コイル１０は、合成樹脂製のボビン２５と、このボビン２５に巻き付けたコイル本体２６と、ボビン２５の上下両面に当接した上板２７及び下板２８と、ボビン２５の上端部分に挿入された吐出継手１５の筒部１５ａと、ボビン２５内に装着されたガイド筒２９と、ケース部材１８とを備えている。上板２７と下板２８と吐出継手１５の筒部１５ａとガイド筒２９とケース部材１８は磁性体で構成され、これらの部材と前記磁気ロッド１１により磁路が形成される。

磁気ロッド１１は、筒部１５ａとガイド筒２９の内部に配置され、筒部１５ａとガイド筒２９で上下方向に位置規制されているため静止状態を保持する。電磁プランジャ１２は、磁気ロッド１１の下方側に配設され電磁コイル１０に印加されるパルス電流で発生する磁力により上下に往復動作を行う。

この電磁プランジャ１２は、ガイド筒２９内に昇降自在に装着されて電磁コイル１０で昇降駆動される磁性体製の駆動プランジャ３０と、この駆動プランジャ３０の下部に固定されて下方へ延びる小径のプランジャ本体３１と、上部圧縮スプリング３２及び下部圧縮スプリング３３とを有する。上部圧縮スプリング３２の下端は駆動プランジャ３０の下部の受部で受け止められ且つその上端は磁気ロッド１１の下端部に固定されたスプリング受け３４で受け止められている。下部圧縮スプリング３３の上端は駆動プランジャ３０の下端で受け止められ且つその下端は筒体３５の鍔部３５ａで受け止められている。

電磁コイル１０にパルス電流が印加されると、駆動プランジャ３０が磁気ロッド１１からの磁力により往復昇降駆動され、プランジャ本体３１も筒体３５内のポンプ孔３６内で昇降駆動される。ポンプ本体１７にはポンプ孔３６に連通したポンプ吸入孔３７とポンプ吐出孔３８とこのポンプ吐出孔３８に連通した連通路３８ａ，３８ｂが形成され、このポンプ吐出孔３８は駆動プランジャ３０内の燃料通路３０ａに連通されている。ポンプ本体１７にはアキュムレーター４５が設けられ、このアキュムレーター４５には連通路３８ｂの燃料が導入される。

図２に示すように、ポンプ本体１７には吸入孔１９ａを形成した吸入継手１９が螺合にて接続されている。ポンプ本体１７には、吸入弁２０と吐出弁２１と圧力調整弁２２とが組み込まれている。吸入弁２０は、環状弁座２０ａと吸入弁体２０ｂと圧縮スプリング２０ｃとを有する逆止弁である。吸入弁２０は、プランジャ本体３１が上昇してポンプ孔３６とポンプ吸入孔３７内の燃料圧力が低下したとき開弁し、吸入ポート１９ｂの燃料が通路１９ｃを介してポンプ吸入孔３７へ吸入される。

吐出弁２１は、環状弁座２１ａと吐出弁体２１ｂと圧縮スプリング２１ｃとを有する逆止弁である。吐出弁２１はプランジャ本体３１が下降してポンプ吸入孔３７内の燃料圧力が上昇したとき開弁して、ポンプ吸入孔３７内の燃料を連通路３８ａに吐出し、連通路３８ａ内の燃料がポンプ吐出孔３８へ吐出される。

圧力調整弁２２は、可変絞り弁３９と圧力調整部４０とを有する。
可変絞り弁３９は、連通路３８ａに連通した弁室３９ａと、弁体３９ｂと、この弁体３９ｂを付勢する圧縮スプリング３９ｃと、ロッド３９ｄと、弁体３９ｂの外周側の絞り通路３９ｅとを有し、連通路３８ａと弁室３９ａ内の燃料圧力が圧力調整部２２により設定された設定圧以上になると、絞り通路３９ｅとロッド３９ｄの外周側通路とを介して弁室３９ａ内の燃料の一部を圧力調整部２２側へリリーフさせることで、弁室３９ａと連通路３８ａとポンプ吐出孔３８内の燃料の圧力を設定圧に維持する。圧力調整部２２側へリリーフされた燃料は通路１９ｄから吸入ポート１９ｂへ還流する。

圧力調整部２２は、ロッド３９ｄを押圧するピストン４０ａと、ポンプ本体１７に螺合された圧力設定具４０ｂと、ピストン４０ａと圧力設定具４０ｂ間に介装された圧縮スプリング４０ｃとを有し、圧力設定具４０ｂを回動操作して圧縮スプリング４０ｃの押圧力を調整することで、前記設定圧を調整するように構成されている。

図３に示すように、磁気ロッド１１内には、燃料通路４１と、この燃料通路４１内に介装された逆止弁１４と、オリフィス部材４２と、フィルター４３とが設けられている。逆止弁１４は、逆止弁体１４ａと、この逆止弁体１４ａの下側の弁座形成体１４ｂと、逆止弁体１４ａを下方へ付勢する圧縮スプリング１４ｃとを有する。弁座形成体１４ｂの上端の環状弁座１４ｄに逆止弁体１４ａが当接している。

この逆止弁１４は、下方側から上方側への燃料の流れを許容し且つ上方側から下方側への燃料の流れを遮断するものである。圧縮スプリング１４ｃの付勢力は、図示外の燃料タンクから電磁ポンプ５までの燃料ヘッド圧では開弁しない程度の弱い付勢力に設定されている。

磁気ロッド１１の燃料通路４１内において、逆止弁１４の上流側にはオリフィス４２ａ及びフィルター４３が設けられている。オリフィス部材４２は、磁気ロッド１１の下端近傍部に装着され、オリフィス部材４２の中心部には燃料が通過するオリフィス４２ａが形成され、このオリフィス部材４２とスプリング受け３４の間にはフィルター４３が装着されている。尚、スプリング受け３４には燃料通路３４ａが形成されている。

図１に示すように、電磁弁１３は、磁気ロッド１１の上側で吐出継手１５の筒部１５ａに形成した弁孔１５ｂの内部に配設されている。この電磁弁１３は、弁孔１５ｂ内に昇降可能に装着された筒状可動鉄片１３ａと、この筒状可動鉄片１３ａの上端部に装着された弁体１３ｂと、この弁体１３ｂの上端に対向状に弁孔１５ｂの上端壁部に形成された環状弁座１３ｃと、筒状可動鉄片１３ａと磁気ロッド１１間に介装されて筒状可動鉄片１３ａ及び弁体１３ｂを上方へ付勢する圧縮スプリング１３ｄとを有する。

前記弁体１３ｂは合成樹脂製のものであり、筒状可動鉄片１３ａの中心部には磁気ロッド１１内の燃料通路４１に連通する燃料通路４４が形成され、弁体１３ｂが環状弁座１３ｃに当接すると電磁弁１３が閉弁状態となり、弁体１３ｂが環状弁座１３ｃから離隔すると開弁状態となる。電磁コイル１０が駆動されているときは、筒状可動鉄片１３ａが磁気ロッド１１に吸着されるため、電磁弁１３は開弁状態を保ち、電磁コイル１０の駆動が停止されると電磁弁１３は閉弁状態となる。

吐出継手１５の中心部には吐出孔１５ｃが形成され、この吐出孔１５ｃは、オリフィス１５ｄを介して環状弁座１３ｃの中心を通って弁孔１５ｂに連通している。吐出継手１５にはアキュムレータ１６が装着され、弁孔１５ｂの上端からアキュムレータ１６に連通孔１６ａが形成されている。

次に、流量調整弁６について説明する。
この流量調整弁６は、戻り管路４に介装され、リターン式ノズル２からの戻り燃料の流量を調整することで、ノズル２から噴霧される燃料の流量を調整するものである。
この流量調整弁６は、ハウジング５０と、開閉手段としての逆止弁５１と、流量調整部５２などを有する。ハウジング５０は、吸入ポート５０ａと、中間ポート５０ｂと、戻り管路接続部５３とを有する。中間ポート５０ｂには電磁ポンプ５の吸入継手１９が接続され、吸入ポート５０ａは連通通路５０ｃを介して中間ポート５０ｂに連通している。尚、吸入ポート５０ａは図示外の燃料供給管により燃料タンクに接続される。

前記電磁ポンプ５の吐出継手１５の上端部に供給管路３の一端が接続され、この供給管路３の他端はリターン式ノズル２に接続され、リターン式ノズル２の戻りポートに接続された戻り管路４はハウジング５０の戻り管路接続部５３に接続されている。戻り管路接続部５３には、戻り管路４に連通する戻り燃料通路５３ａが形成され、この戻り燃料通路５３ａは、逆止弁５１の燃料通路と流量調整部５２の燃料通路とスプリング受け６６の燃料通路５５ａを介して吸入ポート５０ａ及び中間ポート５０ｂに連通されている。

前記逆止弁５１は、リターン式ノズル２から戻り管路４へ戻る方向への燃料の流れを許容する逆止弁であり、この逆止弁５１は、戻り管路接続部５３の内部のスリーブ５４に固定された弁座形成部材５１ａと、この弁座形成部材５１ａの環状弁座５１ｂに下方から当接する逆止弁体５１ｃと、この逆止弁体５１ｃを上方へ付勢する圧縮スプリング５１ｄとを有する。圧縮スプリング５１ｄの下端はスプリング受け板５５で受け止められている。

電磁弁１３が開放状態のときはリターン式ノズル２から戻り燃料が戻って来るため、逆止弁５１は開放状態を保ち、電磁弁１３が閉止された際には、時間遅れを伴って戻り燃料の供給が停止するため電磁弁１３の閉止後に閉止される。
流量調整部５２は、図示外の操作部や操作リモコンから指令された流量の燃料がリターン式ノズル２から噴射されるように、電磁的機構を介して戻り管路４を流れる燃料の流量を調整するものである。

次に、上記のリターン式ノズルバーナー装置１の作用、効果について説明する。
電磁コイル１０にパルス電流を印加すると、電磁プランジャ１２が高速で昇降駆動され、プランジャ本体３１のポンプ作用により燃料の吸入と吐出が行われ、ポンプ吐出孔３８に加圧燃料が導入され、その加圧燃料は、燃料通路３０ａ，３４ａとオリフィス４２ａを通って逆止弁１４に到達し、逆止弁１４を開弁して燃料通路４１，４４を通って電磁弁１３へ流れ、開弁状態の電磁弁１３を通過して吐出孔１５ｃへ流れ、吐出孔１５ｃから供給管路３によりリターン式ノズル２に供給され、燃料の一部はノズル２から噴霧され、燃料の残りの一部は戻り管路４を通って流量調整弁６へ流れ、逆止弁５１を通って流量調整部５２において流量調整された燃料が中間ポート５０ｂへ戻る。

ここで、電磁ポンプ５においては、磁気ロッド１１内に逆止弁１４を設け、この逆止弁１４の下流側に電磁弁１３を組み込んだため、着火消火を繰り返す際の消火時には、電磁弁１３が確実に閉止状態になるため、消火時の燃料の後だれが生じなくなり、燃料排気中のＨＣの濃度を下げることができる。

しかも、従来では電磁弁よりも下流側に配設されていた逆止弁１４が、本発明では電磁弁１３よりも上流側の磁気ロッド１１内に組み込まれ、この電磁弁１３の下流側の燃料通路容積が小さくなるため、運転停止中における雰囲気温度の上昇による燃料の膨張量も少なくなるからノズル２側へ漏洩しにくくなる。また、逆止弁１４から漏洩する漏洩燃料は電磁弁１３で確実に遮断されるため、ノズル２側へ漏洩することもない。

磁気ロッド１１の流体通路４１内における逆止弁１４の上流側にはオリフィス４２ａおよびフィルター４３が設けられているため、磁気ロッド１１内のスペースを活用してオリフィス４２ａおよびフィルター４３を組み込むことができる。

戻り管路４に設けた開閉手段としての逆止弁５１は、電磁弁１３が開放状態のときは開放される共に電磁弁１３が閉止された際には電磁弁１３の閉止後に閉止されるため、戻り管路４内に燃料が渋滞することなく、円滑に戻される。
前記逆止弁５１は、リターン式ノズル２から戻り管路４へ戻る方向への燃料の流れを許容する逆止弁であるため、簡単な構成の開閉手段を構成することができる。

その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱することなく前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ リターン式ノズルバーナー装置
２ リターン式ノズル
３ 供給管路
４ 戻り管路
５ 電磁ポンプ
１０ 電磁コイル
１１ 磁気ロッド
１２ 電磁プランジャ
１３ 電磁弁
１４ 逆止弁
４１ 燃料通路
４２ａ オリフィス
４３ フィルター
５１ 逆止弁（開閉手段）

Claims (4)

1. 石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路に戻すことで噴霧量を調整するリターン式ノズルと、このリターン式ノズルに燃料を供給する為の供給管路と、この供給管路に装備された燃料を圧送する為の電磁ポンプとを備えたリターン式ノズルバーナー装置において、
   前記電磁ポンプは、
   電磁コイルと、この電磁コイル内に配置された磁気ロッドと、この磁気ロッドの一方側に配設され前記電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動作を行う電磁プランジャと、前記磁気ロッドの他方側に配設された電磁弁とを備え、
   前記磁気ロッドの流体通路内には、前記一方側から他方側への流れを許容し且つ前記他方側から一方側への流れを遮断する逆止弁を配設したことを特徴とするリターン式ノズルバーナー装置。
2. 前記磁気ロッドの流体通路内における前記逆止弁の上流側にはオリフィスおよびフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリターン式ノズルバーナー装置。
3. 前記戻り管路には開閉手段が設けられ、この開閉手段は前記電磁弁が開放状態のときは開放されると共に前記電磁弁が閉止された際には前記電磁弁の閉止後に閉止されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリターン式ノズルバーナー装置。
4. 前記開閉手段はリターン式ノズルから戻り管路へ戻る方向への燃料の流れを許容する逆止弁であることを特徴とする請求項３に記載のリターン式ノズルバーナー装置。