JP3726654B2 - 液体燃料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は石油ファンヒータなどの燃焼装置に燃料を供給する液体燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の液体燃料供給装置は図１０に示すように、液体燃料を保有するタンク３０上部に電磁ポンプ３１を配設し、この電磁ポンプ３１でタンク３０内の液体燃料を吸い上げ、送油パイプ３２を介して燃焼部３３に供給し燃焼するようになっている。そして、その電磁ポンプは図１２に示すように、それのいど３１ａのＯＮ／ＯＦＦによって生じるプランジャー３４の上下動に応じて吐出弁３５と吸入弁３６を開閉してタンク３０からから燃料を吸引し、燃焼部３３へ供給するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成ではソレノイド３１ａのＯＮ／ＯＦＦの繰り返しによって送られてくる燃料の圧力変動やばらつき並びに気泡などの流入により、吐出弁３５及び吸入弁３６は開閉時にどちらかに片寄り片側を支点に斜めに開閉して、吐出弁３５の場合は吐出弁３５が吐出部内周壁と衝撃的に衝突し、また吸入弁３６の場合は吸入弁３６がプランジャー３４内周壁と衝撃的に衝突し、間欠的な駆動音を発生する課題があった。
【０００４】
一方、この種の電磁ポンプ３１においては、電磁ポンプ３１の停止時においても送油パイプ３２やこれに接続されていて図１１に示すような燃焼部３３の気化部３７内に臨んでいるノズル３８等の温度上昇によって生じる膨張油量分が、燃焼部３３に供給され臭気等を発生する課題がある。
【０００５】
例えば燃焼時には、燃焼部３３近傍の送油パイプ３２やノズル３８は高温雰囲気に臨んでいるが、電磁ポンプ３１で吸い上げ供給されるタンク３０内の液体燃料により、送油パイプ３２やノズル３８は冷却された状態となっている。ところが、燃焼を停止して液体燃料の供給を止めると、この液体燃料による冷却効果がなくなり、送油パイプ３２やノズル３８内で液体燃料は急激に温度上昇し、その膨張油量分が燃焼部３３に若干遅れて供給される。その供給された膨張油量分は、燃焼部３３の気化部３７で気化され多量の未燃ガスやきつい臭気となって放出され、そしてタールを生成することになるのである。
【０００６】
そこで我々は電磁ポンプ３１の吐出弁３５を磁性体で形成し、かつプランジャー駆動用のソレノイドの磁界をこの吐出弁３５にも作用させるようにして、消火時あるいは点火前ソレノイドに通電して吐出弁３５を開成させることにより、送油パイプやノズル内の液体燃料をタンク内にリターンして臭気を低減するようにしたものを考えた。しかしながら、この電磁ポンプは、吐出弁３５が磁性体であるためソレノイドのＯＮ／ＯＦＦによって吐出弁３５はこのソレノイドに引かれより一層吐出部の内周壁に衝突しながら開閉することになり、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しにより更に大きい間欠的な駆動音を発生し、使用者に不安感を与えるという課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題のうち、消火後の臭気やタール生成を低減させることを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の液体燃料供給装置は、燃料を保有するタンクと、このタンクから燃焼部へ燃料を供給する電磁ポンプと、この電磁ポンプのソレノイドへの通電ON／ＯＦＦによってプランジャーを往復動させ、前記プランジャーの一方向移動時に吐出弁を開き、反対方向移動時に吐出弁を閉じるようにして燃料を吸引・吐出させるポンプ駆動制御部とを備え、前記電磁ポンプは吐出弁をプランジャーの動きと協働して駆動するように構成するとともに、消火時に前記プランジャーを一方向に移動させた状態で保持し、前記吐出弁を所定時間開成させるように構成してある。
【０００９】
本発明は上記構成によって、消火時に生じる液体燃料の膨張油量分は電磁ポンプあるいはタンク内に回収されることになり、膨張油量分が燃焼部で気化されて生じる多量の未燃ガスの発生やきつい臭気そしてタール生成などを防止することができる。
【００１０】
【実施例】
以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。まず図２を用いて本発明の液体燃料供給装置を用いた石油ファンヒータ等の構成を説明しておくと、１は本体ケース、２は本体ケース１の側部に配設した液体燃料を保有するタンクで、その上部に着脱自在なカートリッジタンク３が配設してある。４はタンク２の上面に配設した電磁ポンプ、６はこの電磁ポンプ４によって吸い上げ送油パイプ５を介して供給される液体燃料を気化して燃焼させる燃焼部で、図１１に示す従来と同様の構成となっており、その周囲には燃焼排ガスを上方へ導く燃焼筒７が設けてある。９は上記燃焼筒７を覆い後方へ配設した対流用送風機８からの室内空気流と上述の燃焼排ガスを混合して温風にするダクトである。
【００１１】
次に液体燃料を供給する電磁ポンプについて図１を用いて説明すると、１０は上記電磁ポンプ４内に液体燃料の流通経路を形成している管柱で、その先端に送油パイプ５を結合する吐出部１１が接続されている。１２は上記吐出部１１内に設けた吐出弁座で、吐出口１２ａを有する。１３はこの吐出口１２ａを開閉する吐出弁で、磁性体で形成してあり、その外周壁と吐出部１１の内周壁との間の間隙は１００μm以下となるように設定して、液体燃料の吐出時に開き、吸入時に吐出バネ１４で閉じるようにしてある。
【００１２】
１５は上記吐出弁座１２の下部に位置するプランジャーで、上下動し、下方に行くときに吸入弁１６を開いて吐出弁座１２との間に液体燃料を吸入し、上方へ行くときに吸入バネ１７で吸入弁１６を閉じて液体燃料を上方へ押し上げる吸入弁部１８をその中に有しており、バネ１９、２０で支えられている。そしてこのプランジャー１５の内周壁と吸入弁１６の外周壁との間も１００μm以下となるように設定してある。また、２１は上記管柱１０の下端に配設した吸入パイプで、その下端にゴミなどを濾過して中に入らないようにする網状のフィルター２２を装着してある。
【００１３】
２３は上記管柱１０の周囲に配設したソレノイドで、吐出弁１３を開成させ且つプランジャー１５を上下動させるもので、上記管柱１０との間にはソレノイド２３からの磁力線を伝え吐出弁１３を上方へ引き上げる上磁路２４とプランジャー部１５を上方へ引き上げる中磁路２５と、その下部に離れて磁力線を伝える下磁路２６を配設してある。
【００１４】
２７は上記ソレノイド２３への通電を制御するポンプ駆動制御部で、図３に示すように燃焼制御部２８からの出力を受けて動作するようになっている。なお、この燃焼制御部２８は運転スイッチ２９からの運転開始指令に基づいて動作し、予め定められたプログラムにしたがってポンプ駆動制御部２７へ燃焼開始指令を出し、燃焼を開始させるようになっている。
【００１５】
上記構成において、まず燃料はカートリッジタンク３よりタンク２内に一定油面高さを保つように供給され、そのタンク２から電磁ポンプ４によって送油パイプ５を介して燃焼部６へ吸い上げ供給される。そして燃焼部６で燃焼され、その燃焼排ガスは燃焼筒７上方へ流れていき、ダクト９で対流用送風機８からの室内空気流と混合され、温風として排出され暖房に利用される。
【００１６】
次に液体燃料の供給について説明すると、燃焼制御部２８から燃焼開始指令が出されると図４のフローチャートに示すようにソレノイド２３に通電し、これを駆動して燃焼を開始させる。すなわち、ソレノイド２３に通電すると、ソレノイド２３から上磁路２４を介して吐出弁１３、中磁路２５、プランジャー１５、下磁路２６そしてソレノイド２３へという磁界を生じ、吐出弁１３は上昇して開成しプランジャー１５は上方へ引き上げられる。このとき吸入弁１６は閉じられ、吐出弁座１２とプランジャー１５の間の空間にある液体燃料は吐出弁座１２の吐出口１２ａを介して吐出部１１に結合した送油パイプ５へ吐出する。またソレノイド２３の通電を停止すると、吐出弁１３はバネ１４で閉じ、プランジャー１５はバネ１９、２０によって元の位置へ下がる。このとき吸入弁１６は開かれ、吐出弁座１２とプランジャー１５の間に下方の吸入パイプ２１を介して液体燃料を吸引する。そしてこのソレノイド２３へのＯＮ／ＯＦＦの通電の繰り返しでタンク２内の液体燃料は、フィルター２２を通過して吸入パイプ２１から吸い込まれ、送油パイプ５を介して燃焼部６に供給される。
【００１７】
ここで吐出弁１３はその外周壁と吐出部１１の内周壁との間の間隙が１００μm以下と従来のものに比べ非常に小さくなっているため開閉時にどちらかに片寄ったとしても吐出部１１の内周壁に衝撃的に衝突するようなことはなくなるとともに衝突したとしてもその衝突エネルギーは小さくなり、間欠的な駆動音は大きく低減する。また、吸入弁１６側も同様であり、吸入弁駆動音も大きく低減する。
【００１８】
次に燃焼停止の指令があると、この発明ではソレノイド２３へ通電した状態で所定時間（数秒間）保持し吐出弁１３を開成しプランジャーを引き上げたままとする。すなわちプランジャー１５は引き上げられたままとなるので液体燃料の吐出は停止し、吐出弁１３は開成したまま所定時間保持される。したがってその間サイホンの原理で送油パイプ５の先端よりタンク２内の液体燃料の油面落差分だけ液体燃料はリターンされ、送油パイプ５内の液体燃料を膨張油量以上に電磁ポンプ４あるいはタンク２内にリターンさせる。そして所定時間過ぎると通電を停止する。これによりプランジャー１５は元の位置に下がり、吐出口１２ａを介して送油パイプ５内の液体燃料は更に吸引されリターンされるとともに吐出弁１３が閉じて元の状態に戻る。
【００１９】
したがって、燃焼停止時に送油パイプ５やノズルの温度上昇によって生じる液体燃料の膨張油量分が燃焼部６に供給されることがなくなり、多量の未燃ガスの発生やきつい臭気そしてタール生成などの不良を低減することができ、長期に渡って良好な燃焼を行わせることができる。
【００２０】
なお上記実施例では消火時の臭気を低減する場合で説明したが、点火時も同様の現象による臭気が発生するので、点火前に上記と同様一時的に吐出弁１３を開成するようにすれば同様の効果が得られる。またこの実施例ではプランジャー駆動用のソレノイド２３を利用して吐出弁１３を駆動するようにしたが、吐出弁駆動専用のソレノイドを別途設けてこのソレノイドで吐出弁を駆動するようにしてもよい。
【００２１】
図５は他の実施例を示し、この実施例では上記図１の構成における課題を解決したものである。すなわち図１の構成では吐出弁１３の外周壁と吐出部１１の内周壁との間の間隙が従来の６００μmにくらべ１００μm以下と非常に小さくなっているため、吐出弁開成時に上記両者の間の間隙を通って流れる液体燃料の流路抵抗は大きなものとなってその流量が低減してしまう。
【００２２】
そこでこの実施例では吐出弁開成時に吐出弁１３の上流側と下流側とを連通させる透孔等からなるバイパス路１３ａを吐出弁１３の適所に設け、このバイパス路１３ａによって流量を確保するようにしてある。したがってこの実施例では流量の低下を防止しつつ駆動音を低減することが出来る。これは吸入弁１６側も同様の構成を採用することによって同じ効果が期待できる。
【００２３】
なお上記バイパス路１３ａは吐出部の内周壁あるいはプランジャー１５の内周壁側に設けてもよく、この場合はスリット状の溝を形成することによってバイパス路を構成する。
【００２４】
図６は他の発明例を示し、この発明では駆動音のより一層の低減と流量確保を可能としたものである。なお図１と異なる部分のみ図示して説明すると、吐出弁１３は断面歯車形状に形成してある。
【００２５】
この構成によればソレノイド１５のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しによって送られてくる燃料は、吐出弁開成時この吐出弁１３の歯車形状の歯と歯の大きな隙間Ｔを通過するため、圧力変動やばらつき並びに気泡の流入が生じても、この隙間Ｔを通る液体燃料による自動調芯機能が働いて片寄りを防止されるようになる。
【００２６】
したがって吐出弁１３は吐出部１１の内周壁に沿ってこれと平行にスムーズに開閉するようになり、吐出部１１の内周壁に衝撃的に衝突して発生する間欠的な駆動音は大幅に低減できる。しかも液体燃料は吐出弁１３の歯車形状の歯と歯の大きな隙間Ｔを通ることになるのでその流路抵抗はそれほど大きくなく、十分な流量が確保できる。これは吸入弁１６側も同様の構成を採用することによって同じ効果が期待できる。
【００２７】
なお上記断面歯車形状は吐出部１１の内周壁あるいはプランジャー１５の内周壁側に設けてもよく、またその構成も断面歯車形状が最も効果適であるが、これに限らず断面形状が六角、八角等の多角形状であってもよく、この場合は自動調芯機能が働きにくいので図１の構成、すなわち間隙を１００μmとしておくのが好ましい。
【００２８】
図７、図８はさらに他の発明例を示し、この発明では駆動音の低減と弁の動作性向上を図ったものである。この場合も図１と異なる部分のみ図示して説明すると、図７の場合吐出弁１３は磁性材料からなる本体１３ｂの吐出弁座側外壁をポリプロピレン等からなる耐油性合成樹脂の消音被覆層１３ｃで被覆するとともに消音被覆層１３ｃの外周壁を図６と同様断面歯車形状に形成してあり、図８の場合は本体１３ｂの外周全体を弗素樹脂等からなる耐油性合成樹脂の消音被覆層１３ｃでコーティングしてある。
【００２９】
この構成によれば例え吐出弁１３が吐出部１１の内周壁に衝撃的に衝突したとしても吐出弁１３側が耐油性合成樹脂であるから衝撃音はきわめて小さくなり、駆動音は大きく低減する。しかも吐出弁１３が吐出部１１の内周壁に傾斜状に当接したとしても吐出弁外周が耐油性合成樹脂の消音被覆層１３ｃで被覆してあるから金属同志の場合に比べて滑り易く、吐出弁１３はスムースに摺動する。したがって吐出弁１３の動作不良による吐出能力の低下等を未然に防止することも出来る。しかも消音被覆層１３ｃの外周壁を断面歯車形状に形成したものにあっては前述した通り十分な流量が確保できる利点もある。これは吸入弁１６側も同様の構成を採用することによって同じ効果が期待できる。
【００３０】
なお上記消音被覆層１３ｃは吐出部１１の内周壁あるいはプランジャー１５の内周側に設けてもよく、同様の効果が得られる。
【００３１】
図９はさらに他の発明例を示し、この発明では駆動音の低減と弁閉止性能の向上を図ったものである。この場合も図１と同じ部分は省略し異なる部分のみ図示して説明すると、吐出弁１３は磁性粉末１３ｄを混入したゴムあるいは弾性力を有する合成樹脂等の弾性材料で形成してある。
【００３２】
したがってこの構成によれば上記と同様例え吐出弁１３が吐出部１１の内周壁に衝撃的に衝突したとしても吐出弁１３側が弾性力を有しているので衝撃音はきわめて小さくなり、駆動音は大きく低減する。しかも上記の如く吐出弁１３が弾性力を有しているので吐出弁座１２側の平面精度が多少あまくても吐出弁座１２を確実に閉成することができ、確実な閉成が出来ていないことにより生じるスローリーク（液漏れ）を未然に防止することもできる。これは吸入弁１６側も同様の構成を採用することによって同じ効果が期待できる。
【００３３】
なお上記各説明では各構成単独の場合で説明したが、これらを相互に組み合わせることによって所期の目的をさらに効率よく達成できるのはもちろんであり、また吐出弁１３を磁性体で形成してソレノイド２３で駆動することにより臭気を低減したもので説明したが、このような臭気低減構成を有しないもの、すなわち吐出弁１３はソレノイドで駆動されるのではなくプランジャーの動きと協働して駆動される普通の電磁ポンプであっても応用すれば同様の効果が得られるものである。さらにまた上記説明で示した各部の具体構成は本発明を最も効果的に実施する一例として示したものであり、本発明の目的を達成するものであればどの様に構成してもよいものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液体燃料供給装置は、消火時にプランジャーの動きと協働して駆動される吐出弁を所定時間開成させるようにしているため、液体燃料の膨張油量分は電磁ポンプあるいはタンク内に回収されることになり、膨張油量分が燃焼部で気化されて生じる多量の未燃ガスの発生やきつい臭気そしてタール生成などを防止することも出来る。
【００３５】
また、吐出弁を磁性体で構成するとともに、この吐出弁をソレノイドで駆動するものにあっても、消火時に生じる液体燃料の膨張油量分は電磁ポンプあるいはタンク内に回収されることになり、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における液体燃料供給装置の主要部をなす電磁ポンプの要部断面図
【図２】同液体燃料供給装置を用いた石油ファンヒータの断面図
【図３】同装置の制御部を示すブロック図
【図４】同制御部の動作を示すフローチャート
【図５】同他の実施例における電磁ポンプの要部断面図
【図６】同他の発明における電磁ポンプの要部断面図
【図７】同他の発明における電磁ポンプの要部断面図
【図８】同図７の応用例を示す電磁ポンプの要部断面図
【図９】同他の発明における電磁ポンプの要部断面図
【図１０】従来の燃料供給装置を用いた石油ファンヒータの要部断面図
【図１１】従来ならびに本発明にかかる燃焼部の断面図
【図１２】従来の電磁ポンプの断面図
【符号の説明】
２ タンク
４ 電磁ポンプ
５ 送油パイプ
６ 燃焼部
１３ 吐出弁
１５ プランジャー
２３ ソレノイド
２７ ポンプ駆動制御部

Claims (2)

1. 燃料を保有するタンクと、このタンクから燃焼部へ燃料を供給する電磁ポンプと、この電磁ポンプのソレノイドへの通電ON／ＯＦＦによってプランジャーを往復動させ、前記プランジャーの一方向移動時に吐出弁を開き、反対方向移動時に吐出弁を閉じるようにして燃料を吸引・吐出させるポンプ駆動制御部とを備え、前記電磁ポンプは吐出弁をプランジャーの動きと協働して駆動するように構成するとともに、消火時に前記プランジャーを一方向に移動させた状態で保持し、前記吐出弁を所定時間開成させるようにして、油面落差で電磁ポンプより先の燃料を電磁ポンプあるいはタンク内にリターンさせるようにした液体燃料供給装置。
2. 液体燃料の流通通路を形成する管柱と、その管柱上部に位置し液体燃料を吐出する時に吐出弁を開き、吸入する時に吐出弁を閉じる吐出部と、その下部に位置し上下動により吸入弁を開閉して液体燃料を吸引・吐出するプランジャーと、上記管柱の周囲に位置してプランジャーを上下動させるソレノイドと、上記管柱の下方に配設しタンク内の液体燃料を吸い上げる経路となる吸入パイプとを備え、かつ上記吐出弁を磁性材料で形成するとともに、この吐出弁にプランジャー駆動用のソレノイドあるいは別途設けたソレノイドの磁界を消火時に作用させてプランジャーを一方向に移動させた状態で保持し、吐出弁を開成させるように構成して、油面落差で電磁ポンプより先の燃料を電磁ポンプあるいはタンク内にリターンさせるようにした液体燃料供給装置。

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