JP3758756B2 - 安全弁付き電磁ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房または給湯、調理用の各種燃焼装置に用いられ、例えば民生用の石油燃焼器などに白灯油などの液体燃料を供給する安全弁付き電磁ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この安全弁付き電磁ポンプは、石油燃焼器などの燃焼装置の燃焼部に気化器さらに気化燃料噴霧ノズルを介して燃料供給して燃焼させているが、長年燃焼させると、これらの気化器内、気化燃料噴霧ノズル内およびノズル口などにタールが付着して溜ってくる。これによって、気化器内の圧力が異常に上昇すると、気化器自体が破裂する危険性が生じるため、電磁ポンプと気化器の配管途中に分岐部を設け、気化器内の圧力が所定圧力以上になると、その配管の分岐部を介して開弁する安全弁がその分岐部に配設されている。このような安全弁付き電磁ポンプについて図５を参照して説明する。
【０００３】
図５は従来の安全弁付き電磁ポンプの要部断面構成を示す正面図である。
図５において、ジョイント８１の一端側には、ジョイント８２の側面部に形成された雌ねじ部と螺合可能な中空の雄ねじ部８３が形成されており、また、その他端部には、中空部８４を有するジョイント８５の一端側の雄ねじ部８６と螺合可能な雌ねじ部８７が形成されている。このジョイント８１の中空の雄ねじ部８３と雌ねじ部８７との間には、雄ねじ部８６の中空孔よりも内径が大きく、雌ねじ部８７の内径よりもやや小さい所定深さの中空孔８８が形成されている。この中空孔８８内には、ジョイント８５の雄ねじ部８６が雌ねじ部８７に螺合された状態で、図示しない気化器内の圧力が所定圧力以上になると開弁する安全弁８９が配設されている。この安全弁８９は、中空の弁座９０の開口部に弁９１をばね９２で付勢した状態で弁座９０の開口部を開閉可能なように構成している。この安全弁８９を組み付けたジョイント８１，８５を、中空部９３を有するジョイント８２の側面部に螺合させて固定可能な構成であり、ジョイント８２の中空部９３は中空孔８８さらに中空部８４に連通している。
【０００４】
このジョイント８２の上端側には、図示しない気化器に連通する配管の雌ねじ部と螺合可能な中空の雄ねじ部９４が形成されており、また、その下端側には、上端部に吐出口９５を有する電磁ポンプ９６の吐出継ぎ手９７を収容すると共に、その吐出継ぎ手９７の雄ねじ部９８と螺合可能な雌ねじ部が形成された孔部９９が形成されている。このジョイント８２の孔部９９内で、その吐出継ぎ手９７に嵌め込まれたＯリング１００によって、電磁ポンプ９６の吐出口９５および中空部９３のシール性を確保している。
【０００５】
このようにして、流量の調整を終えた電磁ポンプ９６の吐出継ぎ手９７と、安全弁８９を組み付けたジョイント８１が側部に固定されたジョイント８２とが固定されるようになっており、ジョイント８２の中空部９３を介して図示しない気化器に連通し、また、所定圧力以上の内部圧力でその中空部９３から安全弁８９を介してジョイント８５の中空部８４に連通するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、分岐部を構成するのにジョイント８１，８２，８５と部品点数が多く、液体燃料の供給通路内の安全弁８９側の接続部（中空部８４ａ）にエアー溜りが生じ、液体燃料供給時に、この部分のエアーが出入りしてキャビテーションが発生し、液体燃料の流量安定性が悪化するという問題があった。また、上下方向に配設される電磁ポンプ９５に連結されるジョイント８２が垂直方向に配設される構成となっているので、高さ方向に嵩が大きくなり、それを収容するスペースが必要となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、分岐部の部品点数が少なく、高さ方向に嵩を小さくして省スペース化すると共に、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる安全弁付き電磁ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の安全弁付き電磁ポンプは、液体燃料を吐出する吐出口側に当該吐出口に連通する経路を２方向の分岐経路に分岐する分岐部が設けられ、この分岐部の一方側の分岐経路を介して燃焼部に液体燃料を供給すると共に、分岐部の他方側の分岐経路に分岐部の内部圧力が所定圧力を超えた場合に開弁する安全弁が設けられている安全弁付き電磁ポンプにおいて、前記吐出口を有しその吐出口から液体燃料を吐出する電磁ポンプ本体と、前記吐出口に連通する経路、前記分岐部、及び前記分岐した２方向の分岐経路が形成された長手方向を有する一体物からなるジョイント本体に前記安全弁を形成して前記電磁ポンプ本体に接続されたジョイントと、を備え、前記２方向の分岐経路はジョイント本体の長手方向に貫通して形成された中空部からなり、その長手方向の一方側及び他方側の分岐経路が共に吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設され、前記他方側の分岐経路における安全弁の配設位置が前記分岐点の近傍位置であって当該分岐点に対向して形成されていることを特徴とするものである。これは、安全弁の配設位置を分岐点にできるだけ近くして分岐点から安全弁に至る中空部のエアー溜りをできるだけ少なく構成し、エアー溜りによる液体燃料の流量不安定性を排除して、流量安定性を確保するためである。また、より具体的には、本発明の安全弁付き電磁ポンプは、下流側端が開放されていると共に上流側端に吸入用逆止弁が設けられたプランジャが、上下流側の両側から付勢手段で平衡支持されてシリンダ内に配設され、電磁コイルに供給される制御電流によって下流側の上死点までプランジャを往動させるとともに、付勢手段によって上流側の下死点までプランジャを復動させ、その復動時に吸入用逆止弁を開成して内部に吸引した液体燃料を往動時に吐出用逆止弁を開成して吐出口からの吐出が可能に構成され、吐出口側に当該吐出口に連通する分岐経路を有する分岐部が設けられ、この分岐部の一方側の分岐経路を介して燃焼部に液体燃料を供給すると共に、分岐部の他方側の分岐経路に分岐部の内部圧力が所定圧力を超えた場合に開弁する安全弁が設けられている安全弁付き電磁ポンプにおいて、分岐部の分岐経路が前記吐出口からの液体燃料の吐出方向とは直交する方向に配設され、分岐経路における安全弁の配設位置が当該分岐経路の分岐点の近傍位置であってできるだけ近い位置に当該分岐点に対向して形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、２方向に分岐する分岐経路が吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設されているので、分岐経路を高さ方向に短く構成することが可能となって、電磁ポンプの高さ方向の嵩を小さくすることができ電磁ポンプを用いる際の省スペース化が可能となる。また、一体物からなるジョイント本体に分岐部や安全弁を形成するので、部品点数を少なくでき、従来のような部品間の接続部がないので接続部にエアー溜りが生じるという問題もなく、少ない部品により小型化や省スペース化が可能となる。また、ジョイント本体の小型化を図ることにより、分岐部のエアー溜りをより少なくするようにジョイントを構成することが可能となって、エアー溜りによる分岐経路内の変動エアー量が抑えられて、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化が防止されることになる。また、分岐部の分岐経路が、吐出口からの液体燃料の吐出方向とは直交する方向に配設されていれば、高さ方向の嵩がより小さくなって、より効果的な省スペース化が可能となる。
【００１１】
また、安全弁の配設位置が前記分岐点の近傍位置であって当該分岐点に対向して形成されているので、この構成により、エアー溜りがより少なくなってエアー溜りによる分岐経路内の変動エアー量がより抑えられ、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化がより防止されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る安全弁付き電磁ポンプの実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態を示す安全弁付き電磁ポンプを有する燃焼装置の構成図である。
【００１４】
図１において、石油ストーブなどの燃焼装置には、燃料補給用のカートリッジ１と、このカートリッジ１から液体燃料Ｆが供給されて貯留される燃料タンク２と、この燃料タンク２の液体燃料Ｆ内に吸入筒３の吸入口を位置させて上端の吐出口から液体燃料Ｆを吐出させて供給する電磁ポンプ４と、この電磁ポンプ４の吐出口と一端が連結され、燃料供給流路および燃料戻り流路よりなる分岐経路が水平となるように、その他端がＴ字状に分岐しており、その分岐した他端の一方（右側）が、内部圧力が所定圧力以上になると開弁する安全弁５を介して燃料タンク２内に連通する安全弁付きジョイント部６と、この安全弁付きジョイント部６の分岐した他端の他方（左側）が配管で連結され、ヒータ７で高温に加熱しつつ、この配管を介して供給された液体燃料Ｆを気化させて気化燃料噴霧ノズル８から霧状の燃料を噴出させる気化器９と、この気化燃料噴霧ノズル８のノズル口を清掃するソレノイド装置１０と、気化燃料噴霧ノズル８のノズル口に対向して配設され、ノズル口から噴射した気化燃料を燃焼させる燃焼器１１と、この電磁ポンプ４の電磁コイルに制御電流としての駆動制御パルスを供給して、液体燃料Ｆを気化器９さらに燃焼器１１に定量供給するように制御し、また、気化器９のヒータ７の温度制御、ソレノイド装置１０によるノズル口の清掃制御、さらに、燃焼器１１の点火または消火などの燃焼制御などを行う燃焼制御部１２とが備えられている。これらの電磁ポンプ４と安全弁付きジョイント部６とで安全弁付き電磁ポンプ１３が構成されている。
【００１５】
図２は図１の気化器９およびソレノイド装置１０の概略断面構成を示す拡大図である。
【００１６】
図２において、気化器９の気化管外周部にはヒータ７が配設されており、また、ヒータ７の配設位置とは反対側の気化管外周部には、温度を検知する温度センサとしてのサーミスタ１４が配設されており、サーミスタ１４およびヒータ７が接続される燃焼制御部１２によって所定温度にヒータ７が温度制御される構成である。また、気化器９の気化管内部の気化室１５には、液体燃料がヒータ７で温められて容易に気化すべく配設された中空の多孔体１６が配設されている。この気化器９の気化室１５の上端部は、水平方向に配設された気化燃料噴霧ノズル８内のノズル口側に連通している。
【００１７】
この気化燃料噴霧ノズル８内に水平に配設された弁ロッド１７の先端の針棒状のニードル弁１８でノズル口のタールなどによる詰まりを解消するように構成されている。つまり、可動体である弁ロッド１７と共に弁ロッド１７に連結された磁性体１９は、ソレノイド装置１０の非通電時には、スプリング２０の付勢力により弁ロッド１７の先端のニードル弁１８がノズル口から内側に引っ込んだ状態となっており、また、ソレノイド装置１０の通電時には、スプリング２０の付勢力に抗して磁性体１９が吸着壁２１に吸着させられ、ニードル弁１８がノズル口から外側に突出した状態となる。また、気化燃料噴霧ノズル８内には、ノズル口側とその反対側の２つの空間にリターン弁２２によって分かれており、反対側の気化燃料噴霧ノズル８内にはリターン管２３の一端が開口し、リターン管２３の他端は燃料タンク２内に開口している。
【００１８】
図３は図１の電磁ポンプ４の構成を示す縦断面図である。
【００１９】
図３において、この電磁ポンプ４には、筒状体のシリンダ３１と、この筒状部材としてのシリンダ３１の上部に設けられ上端部に吐出口３２を有する吐出継ぎ手３３と、シリンダ３１の下部に設けられ下端部に吸入口３４を有する吸入筒３とが備えられている。これらの吐出継ぎ手３３、シリンダ３１および吸入筒３が一体的に接続されて吸入口３４からシリンダ３１内を介して吐出口３２に至る管状体を構成している。また、この吸入筒３の吸入口３４側には液体燃料から塵などを除去するフィルタ３６が配設されている。
【００２０】
このシリンダ３１内には、流体通路を有するプランジャ本体３７が配設され、このプランジャ本体３７の上部には付勢手段としての復動用ばね３８が配設されている。また、このプランジャ本体３７内の流体通路には、吸入弁座３９に球状の吸入弁４０を付勢手段としてのばね４１で軽く付勢した状態で吸入弁座３９の開口部を開閉可能なように構成した吸入側逆止弁が設けられている。さらに、この吸入側逆止弁の上流側には、ポンプ停止期間に下方の燃料タンク側への逆流を防止する閉止弁４２がプランジャ本体３７および吸入側逆止弁と一体的に配設されている。この吸入弁座３９の開口部は液体燃料通路３９ａを介してシリンダ３１内に連通して流体通路を構成している。以上のプランジャ本体３７、吸入側逆止弁および閉止弁４２により、流体通路を有するフリーピストン状の栓状部材としてのプランジャが構成され、上死点と下死点間をシリンダ３１内を上下に往復運動する構成となっている。
【００２１】
また、この閉止弁４２の上流側の吸入筒３には、閉止弁座４３が固定されて設けられている。これらの閉止弁４２と閉止弁座４３の閉止状態における密着性を高めるべく、閉止弁４２と閉止弁座４３のうち少なくとも何れかの材質の弾性硬度を小さくして柔らかくすると共に、閉止弁４２と閉止弁座４３の閉止時の当接面の面積をできるだけ小さくして一方側に他方の当接面が食い込むかまたはつぶれる構成としている。
【００２２】
さらに、吐出継ぎ手３３内には、吐出弁座４４に吐出弁４５をばね４６で軽く付勢した状態で吐出弁座４４の開口部を開閉可能なように構成した吐出側逆止弁が設けられている。
【００２３】
さらには、このシリンダ３１の外周部にはコイルボビン４７が配設されており、このコイルボビン４７には電磁力を発生させるための電磁コイル４８が配設されている。このコイルボビン４７の内側には磁極部材４９，５０が配設され、コイルボビン４７および電磁コイル４８の外側には、磁極部材４９，５０と磁路を形成する磁路部材としてのヨーク５１が配設されている。また、このコイルボビン４７には、端子板５２が配設されている。この端子板５２には電磁コイル４８の両端が接続されており、上記燃焼制御部１２から端子板５２を介して電磁コイル４８に、運転時のプランジャ３７のストロークの下死点である閉止弁４２の下端部が閉止弁座４３に当たって音が出ないように、つまり、閉止弁部材の閉止弁４２と閉止弁座４３が閉止する閉止点が、プランジャの下死点における閉止弁４２の下端部の上流側に位置するような所定のバイアス電圧を、駆動パルス休止時（各駆動パルス間）のポンプ吸引期間に有した制御駆動電流が電磁コイル４８に供給される構成である。
【００２４】
図４は図１の安全弁付き電磁ポンプ１３における安全弁付きジョイント部６の断面構成を示す正面図である。
【００２５】
図４において、長手方向が水平方向に配設された分岐部を構成する中空のジョイント６１の下端中央位置に配設された連結孔６２内に、上端部に吐出口３２を有する電磁ポンプ１３の吐出継ぎ手３３の上部を収容すると共に、その吐出継ぎ手３３の雄ねじ部と螺合可能な雌ねじ部が形成された構成となっている。このジョイント６１の連結孔６２は、ジョイント６１の長手方向に貫通した分岐経路である中空部６３に連通して左右に分岐しており、気化器９に一端が連結される供給配管の他端側に螺合して連結可能なように、ジョイント６１の一端部（左側）には雄ねじ６４が形成されている。また、燃料タンク２内に一端が開口して連結される戻り配管の他端側に螺合して連結可能なように、ジョイント６１の他端部には雄ねじ６５が形成されている。さらに、ジョイント６１の右側の中空部６３内には、内部圧力が１．２Ｋｇ／ｃｍ2以上になると開弁する安全弁５が、連結孔６２または分岐位置ａにできるだけ近い位置に配設されている。これは、中空部６３ａのエアー溜りをできるだけ少なく構成して、このエアー溜りによる液体燃料の流量安定性を確保している。また、この安全弁５は逆止弁を構成しており、連結孔６２近傍の中空部６３に形成された弁座６６側に球状の弁６７をばね６８で付勢した状態で弁座６６の開口部を開閉可能なように構成している。さらに、連結孔６２内で、その吐出継ぎ手３３に嵌め込まれたＯリング６９によって、電磁ポンプ４の吐出口３２および中空部６３のシール性を確保している。なお、７０はジョイント押え・回り止めである。
【００２６】
上記構成により、まず、燃焼制御部１２から電磁コイル４８にバイアス電圧を有する制御駆動信号が出力される。この結果、プランジャ本体３７は電磁吸引力を受け、シリンダ３１内を復動用ばね３８に抗して上方向に往動して上死点まで移動する。これにより、プランジャ本体３７内の圧力が上がって、吸入側逆止弁は吸入弁座３９に吸入弁４０が押しつけられて閉成することで逆流が防止されると共に、吐出側逆止弁は、シリンダ３１内の高い圧力によって逆止弁４５の底面が押圧されてばね４６の付勢力に抗して吐出弁４５を押し開いて開成させ、上端部の吐出口３２から液体燃料を吐出させることになる。
【００２７】
次に、ポンプ往動期間による電磁コイル４８の励磁が終了しても電磁コイル４８に印加される所定のバイアス電圧で、プランジャ本体３７には弱いが往動方向への吸引力が加わりつつ復動用ばね３８の付勢力によって、ポンプ復動期間中に上死点から当初の閉止点よりも下流側の別の下死点に戻るべく復動することになる。この下死点に戻る過程で、プランジャ本体３７内の圧力が負圧となって、吸入側逆止弁はばね４１の付勢力に抗して吸入弁４０が押し開けられて液体燃料を液体燃料通路３９ａを介して吸引すると共に、吐出側逆止弁は、このシリンダ３１内の負圧力によって吐出弁４５が吐出弁座４４側に押し付けられて閉成することにより、前回に吐出側逆止弁を介して吐出された送油管内の液体燃料の逆流を防止すると共に、燃料タンク２内の液体燃料を吸入口３４さらに吸入側逆止弁を介して吸引することができる。
【００２８】
以上を繰り返すことによって燃料タンク２から吸引された液体燃料は、電磁ポンプ４の吐出口３２からジョイント６１の連結孔６２さらに中空部６３を介して気化器９の気化室１５内に供給され、そこで高温に加熱されて気化し、気化燃料噴霧ノズル８から霧状の燃料を燃焼器１１に向けて噴射して燃焼させる。このとき、長年の燃焼で気化燃料噴霧ノズル８内やノズル口にタールなどが溜って弁ロッド１７およびその先端のニードル弁１８が動作不能となって、ソレノイド装置１０によるノズル口の詰まりを解消することができないことが発生する。この場合に、気化器９自体が破裂する危険性があるが、気化器９内の圧力が所定圧力以上になると、その供給配管さらに分岐部としてのジョイント６１の中空部６３を介して安全弁５が開弁して、気化器９内の高圧力を安全弁５を介して燃料タンク２に逃がすことで、気化器９自体の破裂を防止する。
【００２９】
ここで、電磁ポンプ４によるジョイント６１の連結孔６２さらに中空部６３を介した液体燃料の供給において、分岐部としてのジョイント６１内の分岐経路を構成する長手方向に貫通した中空部６３が、電磁ポンプ４の上端の吐出口３２から吐出される液体燃料の吐出方向とは直交する方向にＴ字路状に配設し、かつ、分岐位置ａから安全弁５の弁座６６までの中空部６３ａが、図５の従来の場合に比較して大幅に短く構成されているため、中空部６３ａのエアー溜りが少なくなっている。このエアー溜りが大きいと、液体燃料供給時に、この部分のエアーが出入りしてキャビテーションが発生し、液体燃料の流量安定性が悪化するが、本発明においては、この中空部６３ａのエアー溜りによる変動エアー量を抑えることができて、液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる。
【００３０】
また、従来は、分岐部が多数のジョイントに分かれていたが、本発明においては、分岐部が１個のジョイント６１の中空部６３でより短く構成することができて、高さ方向の嵩を大幅に小さく構成することができて、省スペース化することができた。また、分岐部の部品点数が少なくなってコスト的にも有利なものとなる。
【００３１】
なお、本実施形態では、ジョイント６１内の分岐経路を、電磁ポンプ４の吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）とは直交する方向（水平方向）に配設したが、吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）と所定の鈍角をなす方向に、ジョイント６１内の燃料供給側の分岐経路を配設するようにしてもよく、要は、ジョイント６１内の分岐経路を、電磁ポンプ４の吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）とは交叉する方向に配設してもよい。このように、吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）と所定の鈍角をなす方向に、ジョイント６１内の燃料供給側の分岐経路を配設するようにすれば、吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）は、より緩やかに曲げられて液体燃料の流れがより安定する。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分岐部の分岐経路が吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設されているため、分岐部の分岐経路をより短く構成することができて、少ない部品点数で、高さ方向の嵩を小さくすると共に分岐経路のエアー溜りをより少なく構成することができ、エアー溜りによる分岐経路内のエアー量の変動による液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる。また、分岐部の分岐経路が吐出口からの液体燃料の吐出方向とは直交する方向に配設されていれば、高さ方向の嵩をより小さくすることができると共に、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる。
【００３３】
また、分岐部の分岐経路における安全弁の配設位置が、分岐点の近傍位置であれば、エアー溜りがより少なくなってエアー溜りによる分岐経路内の変動エアー量をより抑えることができて、液体燃料の流量安定性の悪化をより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す安全弁付き電磁ポンプを有する燃焼装置の構成図である。
【図２】図１の気化器およびソレノイド装置の概略断面構成を示す拡大図である。
【図３】図１の電磁ポンプの構成を示す縦断面図である。
【図４】図１の安全弁付き電磁ポンプにおける安全弁付きジョイント部の断面構成を示す正面図である。
【図５】従来の安全弁付き電磁ポンプの要部断面構成を示す正面図である。
【符号の説明】
４ 電磁ポンプ
５ 安全弁
６ ジョイント部
１２ 燃焼制御部
１３ 安全弁付き電磁ポンプ
３１ シリンダ
３２ 吐出口
３３ 吐出継ぎ手
３７ プランジャ本体
３８ 復動用ばね
３９ 吸入弁座
３９ａ 液体燃料通路
４０ 吸入弁
４１ ばね
４２ 閉止弁
４３ 閉止弁座
４４ 吐出弁座
４５ 吐出弁
４６ ばね
４８ 電磁コイル
６１ ジョイント
６２ 連結孔
６３ 中空部
６６ 弁座
６７ 弁
６８ ばね
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房または給湯、調理用の各種燃焼装置に用いられ、例えば民生用の石油燃焼器などに白灯油などの液体燃料を供給する安全弁付き電磁ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この安全弁付き電磁ポンプは、石油燃焼器などの燃焼装置の燃焼部に気化器さらに気化燃料噴霧ノズルを介して燃料供給して燃焼させているが、長年燃焼させると、これらの気化器内、気化燃料噴霧ノズル内およびノズル口などにタールが付着して溜ってくる。これによって、気化器内の圧力が異常に上昇すると、気化器自体が破裂する危険性が生じるため、電磁ポンプと気化器の配管途中に分岐部を設け、気化器内の圧力が所定圧力以上になると、その配管の分岐部を介して開弁する安全弁がその分岐部に配設されている。このような安全弁付き電磁ポンプについて図５を参照して説明する。
【０００３】
図５は従来の安全弁付き電磁ポンプの要部断面構成を示す正面図である。
図５において、ジョイント８１の一端側には、ジョイント８２の側面部に形成された雌ねじ部と螺合可能な中空の雄ねじ部８３が形成されており、また、その他端部には、中空部８４を有するジョイント８５の一端側の雄ねじ部８６と螺合可能な雌ねじ部８７が形成されている。このジョイント８１の中空の雄ねじ部８３と雌ねじ部８７との間には、雄ねじ部８６の中空孔よりも内径が大きく、雌ねじ部８７の内径よりもやや小さい所定深さの中空孔８８が形成されている。この中空孔８８内には、ジョイント８５の雄ねじ部８６が雌ねじ部８７に螺合された状態で、図示しない気化器内の圧力が所定圧力以上になると開弁する安全弁８９が配設されている。この安全弁８９は、中空の弁座９０の開口部に弁９１をばね９２で付勢した状態で弁座９０の開口部を開閉可能なように構成している。この安全弁８９を組み付けたジョイント８１，８５を、中空部９３を有するジョイント８２の側面部に螺合させて固定可能な構成であり、ジョイント８２の中空部９３は中空孔８８さらに中空部８４に連通している。
【０００４】
このジョイント８２の上端側には、図示しない気化器に連通する配管の雌ねじ部と螺合可能な中空の雄ねじ部９４が形成されており、また、その下端側には、上端部に吐出口９５を有する電磁ポンプ９６の吐出継ぎ手９７を収容すると共に、その吐出継ぎ手９７の雄ねじ部９８と螺合可能な雌ねじ部が形成された孔部９９が形成されている。このジョイント８２の孔部９９内で、その吐出継ぎ手９７に嵌め込まれたＯリング１００によって、電磁ポンプ９６の吐出口９５および中空部９３のシール性を確保している。
【０００５】
このようにして、流量の調整を終えた電磁ポンプ９６の吐出継ぎ手９７と、安全弁８９を組み付けたジョイント８１が側部に固定されたジョイント８２とが固定されるようになっており、ジョイント８２の中空部９３を介して図示しない気化器に連通し、また、所定圧力以上の内部圧力でその中空部９３から安全弁８９を介してジョイント８５の中空部８４に連通するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、分岐部を構成するのにジョイント８１，８２，８５と部品点数が多く、液体燃料の供給通路内の安全弁８９側の接続部（中空部８４ａ）にエアー溜りが生じ、液体燃料供給時に、この部分のエアーが出入りしてキャビテーションが発生し、液体燃料の流量安定性が悪化するという問題があった。また、上下方向に配設される電磁ポンプ９５に連結されるジョイント８２が垂直方向に配設される構成となっているので、高さ方向に嵩が大きくなり、それを収容するスペースが必要となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、分岐部の部品点数が少なく、高さ方向に嵩を小さくして省スペース化すると共に、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる安全弁付き電磁ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の安全弁付き電磁ポンプは、液体燃料を吐出する吐出口側に当該吐出口に連通する経路を２方向の分岐経路に分岐する分岐部が設けられ、この分岐部の一方側の分岐経路を介して燃焼部に液体燃料を供給すると共に、分岐部の他方側の分岐経路に分岐部の内部圧力が所定圧力を超えた場合に開弁する安全弁が設けられている安全弁付き電磁ポンプにおいて、前記吐出口を有しその吐出口から液体燃料を吐出する電磁ポンプ本体と、前記吐出口に連通する経路、前記分岐部、及び前記分岐した２方向の分岐経路が形成された長手方向を有する一体物からなるジョイント本体に前記安全弁を形成して前記電磁ポンプ本体に接続されたジョイントと、を備え、前記２方向の分岐経路はジョイント本体の長手方向に貫通して形成された中空部からなり、その長手方向の一方側及び他方側の分岐経路が共に吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設され、前記他方側の分岐経路における安全弁の配設位置が前記分岐点の近傍位置であって当該分岐点に対向して形成されていることを特徴とするものである。これは、安全弁の配設位置を分岐点にできるだけ近くして分岐点から安全弁に至る中空部のエアー溜りをできるだけ少なく構成し、エアー溜りによる液体燃料の流量不安定性を排除して、流量安定性を確保するためである。また、より具体的には、本発明の安全弁付き電磁ポンプは、下流側端が開放されていると共に上流側端に吸入用逆止弁が設けられたプランジャが、上下流側の両側から付勢手段で平衡支持されてシリンダ内に配設され、電磁コイルに供給される制御電流によって下流側の上死点までプランジャを往動させるとともに、付勢手段によって上流側の下死点までプランジャを復動させ、その復動時に吸入用逆止弁を開成して内部に吸引した液体燃料を往動時に吐出用逆止弁を開成して吐出口からの吐出が可能に構成され、吐出口側に当該吐出口に連通する分岐経路を有する分岐部が設けられ、この分岐部の一方側の分岐経路を介して燃焼部に液体燃料を供給すると共に、分岐部の他方側の分岐経路に分岐部の内部圧力が所定圧力を超えた場合に開弁する安全弁が設けられている安全弁付き電磁ポンプにおいて、分岐部の分岐経路が前記吐出口からの液体燃料の吐出方向とは直交する方向に配設され、分岐経路における安全弁の配設位置が当該分岐経路の分岐点の近傍位置であってできるだけ近い位置に当該分岐点に対向して形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、２方向に分岐する分岐経路が吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設されているので、分岐経路を高さ方向に短く構成することが可能となって、電磁ポンプの高さ方向の嵩を小さくすることができ電磁ポンプを用いる際の省スペース化が可能となる。また、一体物からなるジョイント本体に分岐部や安全弁を形成するので、部品点数を少なくでき、従来のような部品間の接続部がないので接続部にエアー溜りが生じるという問題もなく、少ない部品により小型化や省スペース化が可能となる。また、ジョイント本体の小型化を図ることにより、分岐部のエアー溜りをより少なくするようにジョイントを構成することが可能となって、エアー溜りによる分岐経路内の変動エアー量が抑えられて、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化が防止されることになる。また、分岐部の分岐経路が、吐出口からの液体燃料の吐出方向とは直交する方向に配設されていれば、高さ方向の嵩がより小さくなって、より効果的な省スペース化が可能となる。
【００１１】
また、安全弁の配設位置が前記分岐点の近傍位置であって当該分岐点に対向して形成されているので、この構成により、エアー溜りがより少なくなってエアー溜りによる分岐経路内の変動エアー量がより抑えられ、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化がより防止されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る安全弁付き電磁ポンプの実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態を示す安全弁付き電磁ポンプを有する燃焼装置の構成図である。
【００１４】
図１において、石油ストーブなどの燃焼装置には、燃料補給用のカートリッジ１と、このカートリッジ１から液体燃料Ｆが供給されて貯留される燃料タンク２と、この燃料タンク２の液体燃料Ｆ内に吸入筒３の吸入口を位置させて上端の吐出口から液体燃料Ｆを吐出させて供給する電磁ポンプ４と、この電磁ポンプ４の吐出口と一端が連結され、燃料供給流路および燃料戻り流路よりなる分岐経路が水平となるように、その他端がＴ字状に分岐しており、その分岐した他端の一方（右側）が、内部圧力が所定圧力以上になると開弁する安全弁５を介して燃料タンク２内に連通する安全弁付きジョイント部６と、この安全弁付きジョイント部６の分岐した他端の他方（左側）が配管で連結され、ヒータ７で高温に加熱しつつ、この配管を介して供給された液体燃料Ｆを気化させて気化燃料噴霧ノズル８から霧状の燃料を噴出させる気化器９と、この気化燃料噴霧ノズル８のノズル口を清掃するソレノイド装置１０と、気化燃料噴霧ノズル８のノズル口に対向して配設され、ノズル口から噴射した気化燃料を燃焼させる燃焼器１１と、この電磁ポンプ４の電磁コイルに制御電流としての駆動制御パルスを供給して、液体燃料Ｆを気化器９さらに燃焼器１１に定量供給するように制御し、また、気化器９のヒータ７の温度制御、ソレノイド装置１０によるノズル口の清掃制御、さらに、燃焼器１１の点火または消火などの燃焼制御などを行う燃焼制御部１２とが備えられている。これらの電磁ポンプ４と安全弁付きジョイント部６とで安全弁付き電磁ポンプ１３が構成されている。
【００１５】
図２は図１の気化器９およびソレノイド装置１０の概略断面構成を示す拡大図である。
【００１６】
図２において、気化器９の気化管外周部にはヒータ７が配設されており、また、ヒータ７の配設位置とは反対側の気化管外周部には、温度を検知する温度センサとしてのサーミスタ１４が配設されており、サーミスタ１４およびヒータ７が接続される燃焼制御部１２によって所定温度にヒータ７が温度制御される構成である。また、気化器９の気化管内部の気化室１５には、液体燃料がヒータ７で温められて容易に気化すべく配設された中空の多孔体１６が配設されている。この気化器９の気化室１５の上端部は、水平方向に配設された気化燃料噴霧ノズル８内のノズル口側に連通している。
【００１７】
この気化燃料噴霧ノズル８内に水平に配設された弁ロッド１７の先端の針棒状のニードル弁１８でノズル口のタールなどによる詰まりを解消するように構成されている。つまり、可動体である弁ロッド１７と共に弁ロッド１７に連結された磁性体１９は、ソレノイド装置１０の非通電時には、スプリング２０の付勢力により弁ロッド１７の先端のニードル弁１８がノズル口から内側に引っ込んだ状態となっており、また、ソレノイド装置１０の通電時には、スプリング２０の付勢力に抗して磁性体１９が吸着壁２１に吸着させられ、ニードル弁１８がノズル口から外側に突出した状態となる。また、気化燃料噴霧ノズル８内には、ノズル口側とその反対側の２つの空間にリターン弁２２によって分かれており、反対側の気化燃料噴霧ノズル８内にはリターン管２３の一端が開口し、リターン管２３の他端は燃料タンク２内に開口している。
【００１８】
図３は図１の電磁ポンプ４の構成を示す縦断面図である。
【００１９】
図３において、この電磁ポンプ４には、筒状体のシリンダ３１と、この筒状部材としてのシリンダ３１の上部に設けられ上端部に吐出口３２を有する吐出継ぎ手３３と、シリンダ３１の下部に設けられ下端部に吸入口３４を有する吸入筒３とが備えられている。これらの吐出継ぎ手３３、シリンダ３１および吸入筒３が一体的に接続されて吸入口３４からシリンダ３１内を介して吐出口３２に至る管状体を構成している。また、この吸入筒３の吸入口３４側には液体燃料から塵などを除去するフィルタ３６が配設されている。
【００２０】
このシリンダ３１内には、流体通路を有するプランジャ本体３７が配設され、このプランジャ本体３７の上部には付勢手段としての復動用ばね３８が配設されている。また、このプランジャ本体３７内の流体通路には、吸入弁座３９に球状の吸入弁４０を付勢手段としてのばね４１で軽く付勢した状態で吸入弁座３９の開口部を開閉可能なように構成した吸入側逆止弁が設けられている。さらに、この吸入側逆止弁の上流側には、ポンプ停止期間に下方の燃料タンク側への逆流を防止する閉止弁４２がプランジャ本体３７および吸入側逆止弁と一体的に配設されている。この吸入弁座３９の開口部は液体燃料通路３９ａを介してシリンダ３１内に連通して流体通路を構成している。以上のプランジャ本体３７、吸入側逆止弁および閉止弁４２により、流体通路を有するフリーピストン状の栓状部材としてのプランジャが構成され、上死点と下死点間をシリンダ３１内を上下に往復運動する構成となっている。
【００２１】
また、この閉止弁４２の上流側の吸入筒３には、閉止弁座４３が固定されて設けられている。これらの閉止弁４２と閉止弁座４３の閉止状態における密着性を高めるべく、閉止弁４２と閉止弁座４３のうち少なくとも何れかの材質の弾性硬度を小さくして柔らかくすると共に、閉止弁４２と閉止弁座４３の閉止時の当接面の面積をできるだけ小さくして一方側に他方の当接面が食い込むかまたはつぶれる構成としている。
【００２２】
さらに、吐出継ぎ手３３内には、吐出弁座４４に吐出弁４５をばね４６で軽く付勢した状態で吐出弁座４４の開口部を開閉可能なように構成した吐出側逆止弁が設けられている。
【００２３】
さらには、このシリンダ３１の外周部にはコイルボビン４７が配設されており、このコイルボビン４７には電磁力を発生させるための電磁コイル４８が配設されている。このコイルボビン４７の内側には磁極部材４９，５０が配設され、コイルボビン４７および電磁コイル４８の外側には、磁極部材４９，５０と磁路を形成する磁路部材としてのヨーク５１が配設されている。また、このコイルボビン４７には、端子板５２が配設されている。この端子板５２には電磁コイル４８の両端が接続されており、上記燃焼制御部１２から端子板５２を介して電磁コイル４８に、運転時のプランジャ３７のストロークの下死点である閉止弁４２の下端部が閉止弁座４３に当たって音が出ないように、つまり、閉止弁部材の閉止弁４２と閉止弁座４３が閉止する閉止点が、プランジャの下死点における閉止弁４２の下端部の上流側に位置するような所定のバイアス電圧を、駆動パルス休止時（各駆動パルス間）のポンプ吸引期間に有した制御駆動電流が電磁コイル４８に供給される構成である。
【００２４】
図４は図１の安全弁付き電磁ポンプ１３における安全弁付きジョイント部６の断面構成を示す正面図である。
【００２５】
図４において、長手方向が水平方向に配設された分岐部を構成する中空のジョイント６１の下端中央位置に配設された連結孔６２内に、上端部に吐出口３２を有する電磁ポンプ１３の吐出継ぎ手３３の上部を収容すると共に、その吐出継ぎ手３３の雄ねじ部と螺合可能な雌ねじ部が形成された構成となっている。このジョイント６１の連結孔６２は、ジョイント６１の長手方向に貫通した分岐経路である中空部６３に連通して左右に分岐しており、気化器９に一端が連結される供給配管の他端側に螺合して連結可能なように、ジョイント６１の一端部（左側）には雄ねじ６４が形成されている。また、燃料タンク２内に一端が開口して連結される戻り配管の他端側に螺合して連結可能なように、ジョイント６１の他端部には雄ねじ６５が形成されている。さらに、ジョイント６１の右側の中空部６３内には、内部圧力が１．２Ｋｇ／ｃｍ2以上になると開弁する安全弁５が、連結孔６２または分岐位置ａにできるだけ近い位置に配設されている。これは、中空部６３ａのエアー溜りをできるだけ少なく構成して、このエアー溜りによる液体燃料の流量安定性を確保している。また、この安全弁５は逆止弁を構成しており、連結孔６２近傍の中空部６３に形成された弁座６６側に球状の弁６７をばね６８で付勢した状態で弁座６６の開口部を開閉可能なように構成している。さらに、連結孔６２内で、その吐出継ぎ手３３に嵌め込まれたＯリング６９によって、電磁ポンプ４の吐出口３２および中空部６３のシール性を確保している。なお、７０はジョイント押え・回り止めである。
【００２６】
上記構成により、まず、燃焼制御部１２から電磁コイル４８にバイアス電圧を有する制御駆動信号が出力される。この結果、プランジャ本体３７は電磁吸引力を受け、シリンダ３１内を復動用ばね３８に抗して上方向に往動して上死点まで移動する。これにより、プランジャ本体３７内の圧力が上がって、吸入側逆止弁は吸入弁座３９に吸入弁４０が押しつけられて閉成することで逆流が防止されると共に、吐出側逆止弁は、シリンダ３１内の高い圧力によって逆止弁４５の底面が押圧されてばね４６の付勢力に抗して吐出弁４５を押し開いて開成させ、上端部の吐出口３２から液体燃料を吐出させることになる。
【００２７】
次に、ポンプ往動期間による電磁コイル４８の励磁が終了しても電磁コイル４８に印加される所定のバイアス電圧で、プランジャ本体３７には弱いが往動方向への吸引力が加わりつつ復動用ばね３８の付勢力によって、ポンプ復動期間中に上死点から当初の閉止点よりも下流側の別の下死点に戻るべく復動することになる。この下死点に戻る過程で、プランジャ本体３７内の圧力が負圧となって、吸入側逆止弁はばね４１の付勢力に抗して吸入弁４０が押し開けられて液体燃料を液体燃料通路３９ａを介して吸引すると共に、吐出側逆止弁は、このシリンダ３１内の負圧力によって吐出弁４５が吐出弁座４４側に押し付けられて閉成することにより、前回に吐出側逆止弁を介して吐出された送油管内の液体燃料の逆流を防止すると共に、燃料タンク２内の液体燃料を吸入口３４さらに吸入側逆止弁を介して吸引することができる。
【００２８】
以上を繰り返すことによって燃料タンク２から吸引された液体燃料は、電磁ポンプ４の吐出口３２からジョイント６１の連結孔６２さらに中空部６３を介して気化器９の気化室１５内に供給され、そこで高温に加熱されて気化し、気化燃料噴霧ノズル８から霧状の燃料を燃焼器１１に向けて噴射して燃焼させる。このとき、長年の燃焼で気化燃料噴霧ノズル８内やノズル口にタールなどが溜って弁ロッド１７およびその先端のニードル弁１８が動作不能となって、ソレノイド装置１０によるノズル口の詰まりを解消することができないことが発生する。この場合に、気化器９自体が破裂する危険性があるが、気化器９内の圧力が所定圧力以上になると、その供給配管さらに分岐部としてのジョイント６１の中空部６３を介して安全弁５が開弁して、気化器９内の高圧力を安全弁５を介して燃料タンク２に逃がすことで、気化器９自体の破裂を防止する。
【００２９】
ここで、電磁ポンプ４によるジョイント６１の連結孔６２さらに中空部６３を介した液体燃料の供給において、分岐部としてのジョイント６１内の分岐経路を構成する長手方向に貫通した中空部６３が、電磁ポンプ４の上端の吐出口３２から吐出される液体燃料の吐出方向とは直交する方向にＴ字路状に配設し、かつ、分岐位置ａから安全弁５の弁座６６までの中空部６３ａが、図５の従来の場合に比較して大幅に短く構成されているため、中空部６３ａのエアー溜りが少なくなっている。このエアー溜りが大きいと、液体燃料供給時に、この部分のエアーが出入りしてキャビテーションが発生し、液体燃料の流量安定性が悪化するが、本発明においては、この中空部６３ａのエアー溜りによる変動エアー量を抑えることができて、液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる。
【００３０】
また、従来は、分岐部が多数のジョイントに分かれていたが、本発明においては、分岐部が１個のジョイント６１の中空部６３でより短く構成することができて、高さ方向の嵩を大幅に小さく構成することができて、省スペース化することができた。また、分岐部の部品点数が少なくなってコスト的にも有利なものとなる。
【００３１】
なお、本実施形態では、ジョイント６１内の分岐経路を、電磁ポンプ４の吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）とは直交する方向（水平方向）に配設したが、吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）と所定の鈍角をなす方向に、ジョイント６１内の燃料供給側の分岐経路を配設するようにしてもよく、要は、ジョイント６１内の分岐経路を、電磁ポンプ４の吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）とは交叉する方向に配設してもよい。このように、吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）と所定の鈍角をなす方向に、ジョイント６１内の燃料供給側の分岐経路を配設するようにすれば、吐出口３２からの液体燃料の吐出方向（垂直方向）は、より緩やかに曲げられて液体燃料の流れがより安定する。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分岐部の分岐経路が吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設されているため、分岐部の分岐経路をより短く構成することができて、少ない部品点数で、高さ方向の嵩を小さくすると共に分岐経路のエアー溜りをより少なく構成することができ、エアー溜りによる分岐経路内のエアー量の変動による液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる。また、分岐部の分岐経路が吐出口からの液体燃料の吐出方向とは直交する方向に配設されていれば、高さ方向の嵩をより小さくすることができると共に、エアー溜りによる液体燃料の流量安定性の悪化を防止することができる。
【００３３】
また、分岐部の分岐経路における安全弁の配設位置が、分岐点の近傍位置であれば、エアー溜りがより少なくなってエアー溜りによる分岐経路内の変動エアー量をより抑えることができて、液体燃料の流量安定性の悪化をより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す安全弁付き電磁ポンプを有する燃焼装置の構成図である。
【図２】図１の気化器およびソレノイド装置の概略断面構成を示す拡大図である。
【図３】図１の電磁ポンプの構成を示す縦断面図である。
【図４】図１の安全弁付き電磁ポンプにおける安全弁付きジョイント部の断面構成を示す正面図である。
【図５】従来の安全弁付き電磁ポンプの要部断面構成を示す正面図である。
【符号の説明】
４ 電磁ポンプ
５ 安全弁
６ ジョイント部
１２ 燃焼制御部
１３ 安全弁付き電磁ポンプ
３１ シリンダ
３２ 吐出口
３３ 吐出継ぎ手
３７ プランジャ本体
３８ 復動用ばね
３９ 吸入弁座
３９ａ 液体燃料通路
４０ 吸入弁
４１ ばね
４２ 閉止弁
４３ 閉止弁座
４４ 吐出弁座
４５ 吐出弁
４６ ばね
４８ 電磁コイル
６１ ジョイント
６２ 連結孔
６３ 中空部
６６ 弁座
６７ 弁
６８ ばね
Claims (1)
- 液体燃料を吐出する吐出口側に当該吐出口に連通する経路を２方向の分岐経路に分岐する分岐部が設けられ、この分岐部の一方側の分岐経路を介して燃焼部に液体燃料を供給すると共に、前記分岐部の他方側の分岐経路に前記分岐部の内部圧力が所定圧力を超えた場合に開弁する安全弁が設けられている安全弁付き電磁ポンプにおいて、
前記吐出口を有しその吐出口から液体燃料を吐出する電磁ポンプ本体と、
前記吐出口に連通する経路、前記分岐部、及び前記分岐した２方向の分岐経路が形成された長手方向を有する一体物からなるジョイント本体に前記安全弁を形成して前記電磁ポンプ本体に接続されたジョイントと、を備え、
前記２方向の分岐経路はジョイント本体の長手方向に貫通して形成された中空部からなり、その長手方向の一方側及び他方側の分岐経路が共に前記吐出口からの液体燃料の吐出方向とは交叉する方向に配設され、
前記他方側の分岐経路における安全弁の配設位置が前記分岐点の近傍位置であって当該分岐点に対向して形成されていることを特徴とする安全弁付き電磁ポンプ。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2013027528A1 (ja) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 電磁ポンプ装置 |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP23487896A patent/JP3758756B2/ja not_active Expired - Lifetime
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