JP3648708B2

JP3648708B2 - 電磁ポンプ

Info

Publication number: JP3648708B2
Application number: JP2001276460A
Authority: JP
Inventors: 輝也澤田; 敦野村; 敬中村
Original assignee: 日本コントロール工業株式会社
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: JP2003083240A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は電磁ポンプに係り、特に油バーナに用いられる電磁弁を内蔵する電磁ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油バーナに用いられてきた電磁ポンプは、ポンプ停止後、流体通路を下流に向かって閉塞する電磁弁内蔵のものが採用されている。この電磁弁内蔵型の電磁ポンプは、閉止弁であるため、油管内に混入したねじ切時の切屑粉などの微細なごみが電磁弁と弁座との間に挟まれて閉止不良を起こし、外部ノズルから油漏れが発生し、時として、燃焼機の安全制御の作動に関係なくポンプ停止後も炉内の火炎が消えることなく、過剰加熱による火災事故がある等の機器メーカからの事例報告もあり、この対策を電磁ポンプメーカに求められていた。
【０００３】
このため、電磁ポンプメーカでは、内蔵の電磁弁よりも下流にばね付勢の逆止弁を設けて対処しようとしているが、逆止弁は圧力差により開閉する弁であることから、積極的にノズル側に向かって強制的に閉塞する弁でなく、漏れの危険性を有していた。
【０００４】
また、逆止弁を内蔵の電磁弁よりも上流側に設け且つノズル側に向かって強制的に閉塞する弁とすると、圧力差では開くことが出来ないので、強制的に開く手段を採用しなければならなかった。そこで、当出願人は、特願２０００−１０９０３４号を提案した。即ち、電磁弁にプッシュロッドを取付け、電磁弁の開時に、プッシュロッドで押圧して開くように構成したものである。
【０００５】
このような電磁弁内蔵型の電磁ポンプは、その特性からピストンの往復動によって圧力変動が発生している。例えば５０サイクルでは５０回（毎秒）の圧力変動が生じ、この対策のために吐出弁直後にアキュムレータが配されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピストンによる圧力変動をアキュムレータにて充分に平滑されず、また流体通路を構成するプランジャ作動室内に往復動する電磁プランジャがあり、この電磁プランジャによっても圧力変動（脈動）が引き起こされていた。このために、特許第２６５６６６３号に示すように、弁座１８に臨む上流側至近距離に、ポンプ内気泡を上昇集中させ且つ脈動流体の流れ方向における前記流体の直撃動圧を正面から受けるポンプ内の頂部対向面に開口を配設し、この開口と流れ方向に平行な通路３０を介して連通するアキュムレータ２を設けて、脈動を平滑化している例が提案されている。
【０００７】
この例にあっては、アキュムレータの設置位置が、流れ方向と平行な通路３０であることから、圧力（動圧）を正面から受けやすい反面、アキュムレータ２が通路３０の鉛直上にあり且つ袋小路状の通路３０の端にあることから、空気が溜まりやすく、しかも抜けずらい欠点を有し、空気がアキュムレータ２に溜まると、圧縮性からアキュムレータの本来の効果を半減する欠点を有していた。
【０００８】
そこで、この発明は、電磁弁よりも上流側に設けた逆止弁を電磁弁の開閉動作で強制的に開閉する電磁ポンプにあって、電磁弁の弁体が挿入されるプッシュロッド挿入空間に対し、アキュムレータを直接取付けたことで、空気の抜けを良くし該アキュムレータの作用を発揮できる電磁ポンプを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電磁ポンプは、電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動される電磁プランジャに従動するピストンと吸入弁並びに吐出弁との協同でポンプ作用を行い、ポンプの内部に流体通路を持つ電磁ポンプにおいて、前記電磁プランジャの反ピストン側に配された磁気ロッドの流体通路内に逆止弁を設けると共に、前記磁気ロッドの反電磁プランジャ側の流体通路に電磁可動部が設けられ、この電磁可動部にはプッシュロッドが固定され、このプッシュロッドの一方が磁気ロッドの流体通路内に伸び、他方が流体通路となるプッシュロッド挿入空間内に伸び、その先端に弁体が取付られ、該弁体が前記流体通路上の弁座に着座されて該流体通路を閉じ、電磁可動部が磁気ロッドに吸着されると、前記プッシュロッドが移動し、弁体が弁座から離れ、且つ該プッシュロッドの一方により前記逆止弁が押圧されて開かれる構成とすると共に、前記プッシュロッド挿入空間にアキュムレータを直接取付けたことにある（請求項１）。そして、アキュムレータは前記プッシュロッド挿入空間に対し垂直に取付られたことにある（請求項２）。
【００１０】
これにより、電磁ポンプが稼働し、電磁可動部がスプリングに抗して変位すると、プッシュロッドも移動して弁体が弁座から離れ、且つ逆止弁を押し開け流体通路は開かれると共に、アキュムレータにはプッシュロッド挿入空間から直接脈動流体が入り、脈動を平滑する作用を行い、また該プッシュロッド挿入空間とは直角に取付られていることから、油切れや初期運転時に空気が入り込んでも凹所もなく、自らの浮力にて外部へすみやかに排出されるもので、アキュムレータ本来の効果を得ることができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。図１，図２において、電磁ポンプ１は、鉄などの磁性材で形成されたケース４内に、断続電流（パルス電流）が印加される電磁コイル２を有する。この電磁コイル２は樹脂製のボビン３に電線が巻回されて形成されるもので、このボビン３の中央を貫通して形成された貫通孔には、金属製で非磁性材のガイドパイプ５が嵌挿されている。また上板６及び下板７は前記ボビン３の上端及び下端に配され、前記ケース４と共に磁気回路を構成している。
【００１２】
前記ガイドパイプ５の上方には、磁気ロッド８が配され、さらに、このガイドパイプ５の下端は、Ｏリング９を介してポンプ本体１０に嵌挿されている。前記磁気ロッド８は鉄等の磁性材で形成され、この磁気ロッド８の略下半分はＯリング１１を介して前記ガイドパイプ５に嵌挿され、また磁気ロッド８の残りの上半分はＯリング１２を介して下記する吐出継手４６の胴部４８に嵌挿されており、内部には縦方向に通孔１３が貫通している。
【００１３】
磁気ロッド８の通孔１３には、ゴム、樹脂から製造の逆止弁１４が設けられ、該逆止弁１４はスプリング１５にて前記磁気ロッド８に取付られた弁座１６に着座されている。この逆止弁１４は加圧流体の流れ方向に移動すると弁座１６に着座し、通孔１３を閉じ、また流れ方向に逆らう方向移動すると弁座１６から離れ、通孔１３が開かれるものである。
【００１４】
電磁プランジャ２５は、鉄等の磁性材によって略円筒状に形成されたもので、上部スプリング２６と下部スプリング２７とによって前記ガイドパイプ５内に形成の電磁プランジャ作動室２９内に摺動自在に支持される。そして、この電磁プランジャ２５によって、電磁プランジャ作動室２９は、上部スプリング室２９ａと下部スプリング室２９ｂとに分けられ、軸方向に形成の縦孔３０にて両室２９ａ，２９ｂが連通されている。また、この電磁プランジャ２５の下部には、ピストン３１が固着されている。
【００１５】
ピストン３１は、前記ポンプ本体１０に形成された孔３２にＯリング３３を介して嵌挿された円筒状のシリンダ３４内に挿入され、前記プランジャ２５の往復動に伴って往復する。なお、前記シリンダ３４はポンプ本体１０に形成の前記電磁プランジャ作動室２９と連通する孔３２内に挿入され、中程で外周に形成のフランジ３５がポンプ本体１０にＯリング３３を介して係合されている。そしてフランジ３５は、前記下部スプリング２７の下端を支える働きをもしている。
【００１６】
ポンプ室３７は、ポンプ本体１０と前記ピストン３１の先端及び下記する吸入弁（図示せず）と吐出弁（図示せず）によって画成される空間で、前記ピストン３２の往復動によってその容積を変化させ、吸入弁及び吐出弁と協同してポンプ作用を行なうものである。具体的には、ピストン３１が上昇してポンプ室３７の容積が拡大し、ポンプ室３７内の圧力が低くなると、吸入弁が開いて吸入孔４０より流体（燃料）を吸い込み、またピストン３１が下降してポンプ室３７の容積が減少し、ポンプ室３７内の圧力が高くなると、吐出弁を開いて燃料を加圧して前記電磁プランジャ作動室２９内に吐出するものである。なお、吐出弁の下流には第１のアキュムレータ４１が設けられ、ピストン３１により惹起される脈動が平滑される。
【００１７】
吐出継手４６は、本体４７とこれに連なる胴部４８を有し、前述の如くこの胴部４８がボビン３内に嵌挿され、さらに磁気ロッド８の上部に被嵌しているものである。また前記胴部４８内には電磁可動部収納室４９が形成されており、該電磁可動部収納室４９には、電磁弁５０の電磁可動部５４が収納され、電磁弁スプリング５１にて押圧されている。
【００１８】
電磁弁５０は略円筒状の電磁可動部５４と、この電磁可動部５４を上下に貫通するように取付られたプッシュロッド６０とを有し、該プッシュロッド６０の一方は前記磁気ロッド８の通孔１３内に伸び、弁座１６に至っているが、非通電時では、前記逆止弁１４に当接していない。またプッシュロッド６０の他方は前記電磁可動部収納室４９に連通し、吐出孔５２に至るプッシュロッド挿入空間６２内に伸び、その先端に設けられた弁体６３が前記吐出孔５２を中心にした弁座６４に着座されている。即ち、非通電時では、吐出孔５２は閉じられている。
【００１９】
第２のアキュムレータ６７は、前記した吐出継手４６の胴部に形成の穴６８を介して、前記プッシュロッド挿入空間６２に直接接続されている。しかも、このアキュムレータ６７は、前記プッシュロッド挿入空間６２に対し、垂直に取付られているもので、空気の溜りを作らない構造となっている。このアキュムレータ６７で、脈動を平滑する作用が行われる。
【００２０】
上記構成における電磁ポンプ１は、電磁コイル２に所定のパルス数（５０〜６０ＨＺ）を持つパルス電流が印加され、電磁コイル２が励磁されると、磁気ロッド８に磁力が発生して電磁プランジャ２５を上部スプリング２６に抗して吸引し、もって該上部スプリング２６に反発エネルギーが貯められる。そして、電磁コイル２が消磁されると、吸磁力が消滅して上部スプリング２６の反発エネルギーにて下方へ戻される。このような繰り返しにより電磁プランジャ２５が往復動されることになる。
【００２１】
そして、電磁プランジャ２５の往復動は、ピストン３１に伝えられ、シリンダ３４内を往復動される。ピストン３１の往復動即ち、往復動によりポンプ室３７内の圧力変動が生じ、吸入孔４０は流体を吸引し、加圧して電磁プランジャ作動室２９内に吐出させる。その際に第１のアキュムレータ４１で脈動は平滑されると共に、図示しないリリーフ弁にて所定圧に調圧され、通孔１３に至る。
【００２２】
その際、電磁可動部５４がスプリング５１に抗して動かされ、プッシュロッド６０も従動し、一方のプッシュロッド６０で弁座１６に着座の逆止弁１４を押圧して変位させ、通孔１３を強制的に開かせる。また、プッシュロッド６０の他方に取付られた弁体６３も弁座６４から離れて吐出孔５２が開かれる。このために、流体は、通孔１３、電磁可動部収納室４９、プッシュロッド挿入空間６２に至り、ここで第２のアキュムレータ６７にて特に電磁プランジャ２５の往復動で惹起される脈動が平滑され、吐出孔５２を介して外部機器へ送り出される。第２のアキュムレータ６７はプッシュロッド挿入空間６２に対し、垂直に取付られているので、空気溜りを作らず、スムーズに空気の排出も良好となる。
【００２３】
そして、電磁ポンプの稼動が停止し、電磁弁５０の弁体６３が弁座６４に着座するようになると、プッシュロッド６０も後退し、逆止弁１４はスプリング１５にて戻され弁座１６に着座し、流体通路は２つの位置即ち、逆止弁と電磁弁で閉塞され、仮に電磁弁５０の弁体６３にごみが付着して閉塞が不完全でも、逆止弁１４の閉にて流体の流出は防がれるものである。
【００２４】
また、逆止弁１４と電磁弁５０が直列に配されることから、酸化灯油等の対策として耐油領域の異なる弁材料を分けて設けられ、劣化による漏れの防止効果を向上させることが出来る。更に、極寒地などの使用に耐えるようにするため、「油度−硬度」特性領域の異なる弁材料を分けて用いることもできるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、流体通路上に電磁弁と逆止弁が直列に配され、この２つの弁にて確実に流体の漏れを防止することができると共に電磁弁の変位で逆止弁を強制的に開弁させることが出来るので、該逆止弁は流体通路を流れる流体の抵抗とならない利点を有するものである。また、流体の脈動は、プッシュロッド挿入空間に取付られているアキュムレータで更に平滑されるので、脈動の少ない流体を吐出させることが出来ると共に、該アキュムレータはプッシュロッド挿入空間に直接でしかも垂直に取付られるので、空気溜りを作らず、スムーズに排出することが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、同上の要部の拡大断面図で、電磁弁が閉止されている状態を示している。
【符号の説明】
１電磁ポンプ
３電磁コイル
８磁気ロッド
１３通孔
１４逆止弁
１６弁座
２５電磁プランジャ
３１ピストン
５０電磁弁
５２吐出孔
６０プッシュロッド
６２プッシュロッド挿入空間
６３弁体
６４弁座
６７アキュムレータ

Claims

電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動される電磁プランジャに従動するピストンと吸入弁並びに吐出弁との協同でポンプ作用を行い、ポンプの内部に流体通路を持つ電磁ポンプにおいて、
前記電磁プランジャの反ピストン側に配された磁気ロッドの流体通路内に逆止弁を設けると共に、前記磁気ロッドの反電磁プランジャ側の流体通路に電磁可動部が設けられ、この電磁可動部にはプッシュロッドが固定され、このプッシュロッドの一方が磁気ロッドの流体通路内に伸び、他方が流体通路となるプッシュロッド挿入空間内に伸び、その先端に弁体が取付られ、該弁体が前記流体通路上の弁座に着座されて該流体通路を閉じ、電磁可動部が磁気ロッドに吸着されると、前記プッシュロッドが移動し、弁体が弁座から離れ、且つ該プッシュロッドの一方により前記逆止弁が押圧されて開かれる構成とすると共に、前記プッシュロッド挿入空間にアキュムレータを直接取付けたことを特徴とする電磁ポンプ。
アキュムレータは、前記プッシュロッド挿入空間に対し、垂直に取付られたことを特徴とする請求項１記載の電磁ポンプ。