JP7369084B2

JP7369084B2 - 気化装置

Info

Publication number: JP7369084B2
Application number: JP2020077125A
Authority: JP
Inventors: 玲渡邉; 昌史上田; 優斗高野
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2023-10-25
Anticipated expiration: 2040-04-24
Also published as: JP2021173465A

Description

本発明は、灯油等の液体燃料を加熱気化し燃焼させる液体燃料燃焼機の気化装置に関するものである。

従来、この種の気化装置は石油ファンヒータ等の液体燃料燃焼機に広く使用されている。従来の気化装置は、液体燃料を加熱気化する気化部と、気化部で気化された気化ガスを噴出するノズルと、ノズルの開閉を行うバルブロッドと、バルブロッドと連通する可動片と、可動片を摺動させるソレノイドを備えており、ソレノイドに通電を行い、バルブロッドと連通する可動片を摺動させることで、ノズルの開閉を行っている。そして、気化装置は、取付金具によって石油ファンヒータの本体に取り付けられている（特許文献１）。

特開２００５－３０００５０号公報

前述のような液体燃料燃焼機の気化装置では、ソレノイド通電時に可動片が摺動して固定片と衝突した際の衝撃により、固定片と取付金具が衝突し、衝撃音が発生することになる。また、ソレノイド通電時に磁化された固定片と取付金具が引き合うことで衝突し、衝撃音が発生することにもなる。したがって、これらの衝撃音により使用者が不快感を持つという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのもので、ソレノイド通電時に固定片と取付金具との衝突を防ぎ、これにより衝撃音の発生を抑えた気化装置を提供することを目的とする。

本発明は、液体燃料を加熱気化して気化ガスを発生させる気化部と、
前記気化部と連通し、一方に気化ガスを噴出する噴出口を備え、他方に固定片を備えた筒体と、
前記筒体内に収容され、前記噴出口と前記固定片の間を摺動する可動片と、
衝撃緩衝部材で構成されるボビンと、
前記ボビンに巻回したコイルからなり、前記可動片を摺動させる電磁力を発生させるソレノイドと、
前記ボビンの中空円筒部に挿入された前記筒体を固定するハウジングと、を備え
前記ハウジングは、前記ボビンの底面と相対する壁面を有し、
前記ボビンは中空円筒部の内周に延出部を有し、
前記延出部が前記固定片と前記壁面との間に配置され、
前記固定片は前記筒体の外方へ突出する突出部を備え、
前記壁面は前記突出部が貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔の直線部は前記突出部の直線部と対向する位置にあり、前記貫通孔の直線部にのみ前記貫通孔の内周から中心方向に突出する突起部を備える気化装置である。

上述のように構成することにより、可動片摺動時やソレノイド通電時に、固定片と壁面の衝突を防ぐことができ、それによって衝撃音の発生を抑えた気化装置となる。

本実施形態の気化装置を備える液体燃料燃焼機の燃焼部の構成図である。本実施形態の気化装置の断面図である。（Ａ）は噴出口の開放時、（Ｂ）は噴出口の閉塞時を示す。本実施形態の気化装置の分解図である。本実施形態の延出部の形状の一例を示す図である。本実施形態の第一壁面の一実施形態を示す図である。第一壁面の変形例を示す図である。ボビンの断面図である。

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明は、液体燃料を加熱気化して発生させた気化ガスを噴出する気化装置に関するものであって、気化ガスを発生させる気化部と、気化部と連通し、一方に気化ガスを噴出する噴出口を備え、他方に固定片を備えた筒体と、筒体内に収容され、噴出口と固定片の間を摺動する可動片と、衝撃緩衝部材で構成されるボビンと、ボビンに巻回したコイルからなり、可動片を摺動させる電磁力を発生させるソレノイドと、ボビンの中空円筒部に挿入された筒体を固定するハウジングと、を備え、ハウジングは、ボビンの底面と相対する壁面を有し、ボビンは中空円筒部の内周に延出部を有し、延出部が固定片と壁面との間に配置されている。この延出部により、ソレノイド通電時に可動片が摺動して固定片と吸着した際に、固定片と壁面が衝突するのを防ぐことができる。また、延出部により、ソレノイド通電時に磁化された固定片と壁面が引き合い、衝突するのを防ぐこともできる。よって、固定片と壁面の衝突に起因する衝撃音の発生を抑えることができるため、このような衝撃音により使用者が感じる不快感を軽減させた気化装置となる。

また、延出部が内周全周よりせり出すようにする。これによって、固定片と壁面の衝突に起因する衝撃音の発生を抑えることができるため、このような衝撃音により使用者が感じる不快感を軽減させることができる。また、中空円筒部の内周全周より延出部がせり出すことで、固定片が延出部に衝突した際の衝撃をより広範囲で受けることができるため、延出部の破損を防ぐことができる。

また、延出部が中空円筒部を閉塞するようにする。これによって、固定片と壁面の衝突に起因する衝撃音の発生を抑えることができるため、このような衝撃音により使用者が感じる不快感を軽減させることができる。また、中空円筒部を閉塞することで、可動片が摺動して固定片に吸着した際に発生した衝撃音が、固定片と壁面の間の空間を伝播するのを防ぐことができる。

また、固定片から筒体の外方へ突出する突出部を備え、突出部が壁面に設けられた貫通孔に挿入される。貫通孔には複数の突起部が備えられており、ソレノイド通電時には突出部と突起部が磁化され引き合い、接触することになる。これにより、磁気回路としての磁気抵抗を低下させ、同一電流に対してソレノイド内部の磁束密度を大きくすることができる。よって、可動片が固定片に吸着された状態（吸着状態）を保持する保持力の維持ができる。

また、貫通孔と、突出部の壁面に平行な断面と、が円形であり、突起部が等間隔に少なくとも３点設けられている。ソレノイドへ通電する度に、磁化された突出部と突起部が引き合い接触するが、その都度、突出部と突起部の接触点の数がばらつく可能性がある。接触点の数がばらつくと、接触面積が変化し、吸着状態を安定して保持できなくなってしまうおそれがある。そこで、突起部を等間隔に少なくとも３点設けることで、接触点の数のばらつきが抑えられるので、安定した保持力の維持ができる。

また、固定片と突出部を貫通する排出経路を備え、ボビンの中空円筒部は底面に向けて斜め下方に傾斜している。これにより、中空円筒部に筒体が挿入されると、噴出口を斜め上方に向けるように筒体が傾斜する。よって、筒体内に残留した燃料が噴出口から液だれするのを防ぎ、排出経路へと送り出すことができる。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

図１は、本実施形態の気化装置を備える液体燃料燃焼機の燃焼部の構成図である。液体燃料燃焼機の燃焼部は、液体燃料を気化して気化ガスを噴出する気化装置１、気化装置１から噴出された気化ガスを燃焼させるバーナ２、液体燃料が貯留される油受皿３、油受皿３の液体燃料を汲み上げて気化装置１へ供給するための電磁ポンプ４からなる。また、バーナ２は、気化装置１からの気化ガスと一次空気を混合して混合ガスとする混合管５と、混合ガスが噴出して火炎が形成される炎孔部６と、炎孔部６から噴出した混合ガスに点火する点火装置７と、を備えている。

図２は本実施形態の気化装置の断面図、図３は本実施形態の気化装置の分解図である。気化装置１は液体燃料を加熱気化して気化ガスを発生させる気化部１０と、気化部１０と連通し、一方に気化ガスを噴出する噴出口１１を備え、他方に固定片１２を備えた筒体１４と、筒体１４内に収容され、噴出口１１と固定片１２の間を摺動する可動片１３と、可動片１３に連通され、噴出口１１の開閉を行うバルブロッド１５と、衝撃緩衝材で構成されるボビン２０と、ボビン２０にコイル２１を巻回させたソレノイド２２と、ハウジング３０と、を備えている。

筒体１４は、固定片１２と可動片１３を収容する大径部１４Ａと、大径部１４Ａを深絞りして形成される断面正六角形の小径部１４Ｂとを有している。そして、固定片１２の端部に形成された突出部１２Ａが、筒体１４（大径部１４Ａ）の外方に突出する。本実施形態では、小径部１４Ｂを断面正六角形としているが、正六角形に限らず、断面多角形であればよい。

ボビン２０は、コイル２１が巻回される中空円筒部２０１と、中空円筒部２０１の両端の外周から鍔状に伸びる面である上面２０２と底面２０３とを有する。中空円筒部２０１の底面２０３側の内周には延出部２０４が設けられており、底面２０３は後述するハウジング３０の第一壁面３３と相対する。したがって延出部２０４は、固定片１２と第一壁面３３の間に配置されている。また、ボビン２０は衝撃緩衝部材からなり、衝撃緩衝部材としては耐熱性、絶縁性を考慮したうえで、例えば樹脂やゴム、発泡体などから選択される。

ハウジング３０はソレノイド２２が収容される収容部３１と、液体燃料燃焼機へ取り付けるための取付部３２とからなる。本実施形態では収容部３１と取付部３２とが一体形成されているが、別々に形成されていてもよく、また、収容部３１と取付部３２の間の少なくとも一部に衝撃緩衝材を配置してもよい。収容部３１は、ステンレスなどの金属部材を曲げ加工することにより形成されており、ボビン２０の底面２０３に相対する壁面である第一壁面３３と、第一壁面３３と平行な第二壁面３４を有する。第一壁面３３には貫通孔３５が設けられ、第二壁面３４には開口３６が設けられている。開口３６には筒体１４が挿入され、貫通孔３５には、突出部１２Ａが貫通する。したがって、気化装置１の組立時には、まず収容部３１にソレノイド２２を収容し、筒体１４を固定片１２側から開口３６へ挿入する。挿入された筒体１４は、中空円筒部２０１の上面２０２側の端部へと挿入され、固定片１２と延出部２０４が当接し、突出部１２Ａは貫通孔３５を貫通する。

さらに、ハウジング３０は第二壁面３４にネジ３８で固定される挿嵌部３７を備えていてもよい。挿嵌部３７には小径部１４Ｂが差し込まれる切欠き部３７Ａが設けられており、切欠き部３７Ａは、正六角形（多角形）の二面に当接する部分を有している。挿入された筒体１４の小径部１４Ｂが切欠き部３７Ａに差し込まれることで挿嵌部３７は収容部３１に取り付けられ、第二壁面３４にネジ３８で固定される。第二壁面３４に挿嵌部３７を取り付け固定することで、筒体１４の回転が防止でき、また、筒体１４がハウジング３０から抜けるのを防止できる。

さらに、固定片１２と突出部１２Ａには、これらの内部を貫通し、筒体内に残留した燃料を筒体１４外へ排出する排出経路４０が設けられている。本実施形態では、突出部１２Ａの外周にネジ山を設け、袋ナット４１によって突出部１２Ａにニゲパイプ４２が接続されているが、突出部１２Ａが油受皿３まで伸びていてもよい。また、本実施形態のように袋ナット４１によりニゲパイプ４２を突出部１２Ａへ接続している場合、袋ナット４１締結時の周り止めとなるように、ボビン２０と固定片１２もしくはボビン２０と突出部１２Ａが接触する部分に互いにかみ合う部分を設けてもよい。なお、図の構成は本実施形態にかかる液体燃料燃焼機の一実施例であって、図示される以外のその他の構成要素を含んでいても構わない。

上述の構成からなる液体燃料燃焼機の動作を説明する。図示しない操作部の運転スイッチをオンにすると、気化装置１のヒータ（図示せず）に通電がおこなわれ、ヒータの発熱により気化部１０が加熱される。気化部１０が液体燃料を気化し得る温度まで上昇すると電磁ポンプ４が始動する。これにより油受皿３より気化部１０内に液体燃料が送油され、液体燃料は加熱気化されて気化ガスとなり、筒体１４へ流入する。

また、電磁ポンプ４の始動に相前後してソレノイド２２に通電が行われ、図２（Ａ）に示すように、可動片１３が摺動してバルブロッド１５が噴出口１１から離脱する。これにより、噴出口１１が開き、筒体１４へ流入した気化ガスは噴出口１１より混合管５に噴出する。そして、この気化ガスの噴出力によって混合管５へ一次空気が供給され混合ガスとなり、この混合ガスを点火装置７によって着火させ、バーナ２の炎孔部６を介して燃焼するようになっている。

ところで、燃焼開始時には、ソレノイド２２に通電を行い、可動片１３を摺動させることで可動片１３に連通されたバルブロッド１５も共に摺動させて噴出口１１を開いている。この通電時、可動片１３は固定片１２に吸着され、固定片１２には第一壁面３３へ押圧される力が働くことになる。本実施形態の気化装置１は、固定片１２と第一壁面３３の間には、延出部２０４が配置されているため、固定片１２が第一壁面３３に衝突するのを防ぎ、また、延出部２０４は衝撃緩衝材で構成されるため固定片１２が延出部２０４に衝突した際の衝撃を吸収する。これにより、ソレノイド２２通電時の衝撃音の発生を抑えることができる。さらに、通電時には、磁化された固定片１２と第一壁面３３が引き合うが、延出部２０４によりこれらが衝突するのを防ぐこともでき、衝撃音の発生を抑えることができる。

つまり、ボビン２０に設けられた延出部２０４は、ソレノイド２２への通電時に固定片１２と第一壁面３３が直接衝突するのを防ぎ、これにより、衝撃音の発生を抑えている。したがって、このような衝撃音により使用者が感じる不快感を軽減させた気化装置となる。

図４は、本実施形態の延出部の形状の一例を示す図である。図において、破線は中空円筒部２０１の内周と延出部２０４の境界を表す仮想線であって、網掛けした部分は延出部２０４を示している。延出部２０４は、中空円筒部２０１の内周全周よりせり出した形状（ａ）や、中空円筒部２０１の内周の任意の一部分からせり出した形状（ｂ）や、中空円筒部２０１の複数個所に設けられた形状（ｃ）とすることができる。つまり、固定片１２と第一壁面３３が相対している部分全体に延出部２０４を設けなくてもよい。また、延出部２０４が中空円筒部２０１を閉塞した形状とすることもできる。なお、延出部２０４の形状はこれらに限られるものではなく、固定片１２と第一壁面３３が直接衝突するのを防げる形状であればよい。

延出部２０４は、図４（ａ）に示されるように、中空円筒部２０１の内周全周よりせり出した形状とすることが好ましい。これにより、固定片１２が延出部２０４に衝突した際の衝撃をより広範囲で受けることができ、衝突時の衝撃により延出部２０４が破損するのを防ぐことができる。

なお、本実施形態の気化装置１は、固定片１２から筒体１４の外方へ突出する突出部１２Ａを有しているため、図４に示すように延出部２０４は突出部１２Ａが通過する空隙を残すようにして中空円筒部２０１からせり出している。しかしながら、気化装置１が突出部１２Ａを備えていない場合には、延出部２０４は中空円筒部２０１を閉塞するように設けることができる。これにより、可動片１３が摺動して固定片１２に吸着した際に発生した衝撃音が、固定片１２と第一壁面３３の間の空間を伝播するのを防ぐことができる。

図５は、本実施形態の第一壁面の一実施形態を示す図である。図において、突出部１２Ａを破線で示している。本実施形態では、突出部１２Ａの断面と貫通孔３５とを円形とし、突起部３５Ａを等間隔に４点設けている。

ここで、上述の突起部３５Ａの役割について説明する。突起部３５Ａは、ソレノイド２２通電時に磁化された突出部１２Ａと貫通孔３５が互いに引き合い接触する際の接触点となることで、磁束の伝導路を形成する役割を担っている。これにより、磁気回路としての磁気抵抗が低下し、同一電流に対してソレノイド２２内部の磁束密度を大きくすることができる。つまり、突起部３５Ａがあることで、ソレノイド２２へ流す電流が小さくても、可動片１３が固定片１２に吸着された状態（吸着状態）を容易に保持することができる。

特に、突出部１２Ａの断面と貫通孔３５のいずれもが円形の場合は、ソレノイド２２へ通電する度に、突出部１２Ａと突起部３５Ａの接触点の数がばらつかないように突起部３５Ａを配置する必要がある。ソレノイド２２への通電は、液体燃料燃焼機の運転スイッチがオンにされる度に行われ、その都度突出部１２Ａと突起部３５Ａは接触する。この際、例えば、複数の突起部３５Ａが貫通孔３５の一部にまとまっていては、突出部１２Ａと複数の突起部３５Ａとが接触したり、突出部１２Ａと突起部３５Ａが配置されない貫通孔３５の周とが接触したりすることが考えられるため、ソレノイド２２へ通電する度に接触点の数がばらつくことになる。そこで、本実施形態では、突起部３５Ａを等間隔に４点設けている。これにより、隣り合う２点の突起部３５Ａと突出部１２Ａが接触することとなり、吸着状態における接触点の数のばらつきを抑えることができる。なお、本実施形態では、突起部３５Ａは４点としたが、４点に限るものではない。突起部３５Ａは、等間隔に少なくとも３点設けられていれば接触点のばらつきを抑えることができる。

吸着状態の際にソレノイド２２に流す電流は小さいため、突起部３５Ａにより突出部１２Ａと貫通孔３５の間に形成される接触点の数（つまり、接触面積）のばらつきが、吸着状態を保持する保持力のばらつきにつながる。そこで、突起部３５Ａを等間隔に少なくとも３点設けることで、ソレノイド２２へ通電する度に接触点の数がばらつかないようにすることでき、保持力のばらつきをなくすことができる。さらに、接触点を多点とすることで保持力を安定させることができる。

なお、突出部１２Ａの断面形状は図５で示すような円形以外にも、Ｄカット形状や、両面をフライスカットした形状とすることができる。図６は、第一壁面の変形例を示す図であって、突出部１２Ａが、Ｄカット形状（ａ）、両面フライスカット形状（ｂ）の場合を示している。この時、貫通孔３５は突出部１２Ａの形状に合わせて直線部を有する形状とすることができる。突起部３５Ａは適宜複数個設けることができるが、少なくとも突出部１２Ａの直線部と貫通孔３５の直線部が相対する箇所に突起部３５Ａを設けるのが好ましい。これにより、突出部１２Ａと貫通孔３５とを面ではなく点で接触させることができ、突出部１２Ａと貫通孔３５が接触する面積を減らすことができるため、突出部１２Ａと貫通孔３５の接触に起因する騒音の発生を防ぐことができる。

図７は、ボビンの断面図である。ボビン２０の中空円筒部２０１は、ボビン２０の底面２０３に向けて斜め下方に傾斜させてもよい。中空円筒部２０１に筒体１４が挿入されると、噴出口１１を斜め上方に向けるようにして筒体１４も傾斜する。これにより、液体燃料燃焼機の停止後に筒体１４内に残留した燃料が噴出口から液だれするのを防ぎ、排出経路４０へと送り出すことができる。

１０気化部
１１噴出口
１２固定片
１２Ａ突出部
１３可動片
１４筒体
２０ボビン
２０１中空円筒部
２０３底面
２０４延出部
２１コイル
２２ソレノイド
３０ハウジング
３３壁面（第一壁面）
３５貫通孔
３５Ａ突起部
４０排出経路

Claims

液体燃料を加熱気化して気化ガスを発生させる気化部と、
前記気化部と連通し、一方に気化ガスを噴出する噴出口を備え、他方に固定片を備えた筒体と、
前記筒体内に収容され、前記噴出口と前記固定片の間を摺動する可動片と、
衝撃緩衝部材で構成されるボビンと、
前記ボビンに巻回したコイルからなり、前記可動片を摺動させる電磁力を発生させるソレノイドと、
前記ボビンの中空円筒部に挿入された前記筒体を固定するハウジングと、を備え
前記ハウジングは、前記ボビンの底面と相対する壁面を有し、
前記ボビンは中空円筒部の内周に延出部を有し、
前記延出部が前記固定片と前記壁面との間に配置され、
前記固定片は前記筒体の外方へ突出する突出部を備え、
前記壁面は前記突出部が貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔の直線部は前記突出部の直線部と対向する位置にあり、前記貫通孔の直線部にのみ前記貫通孔の内周から中心方向に突出する突起部を備える気化装置。
前記延出部が中空円筒部の内周全周よりせり出している請求項１記載の気化装置。
前記固定片と前記突出部を貫通し、前記筒体内の残留燃料を前記筒体外へ排出する排出流路を備え、
前記中空円筒部は、前記底面へ向けて斜め下方に傾斜している請求項１または請求項２記載の気化装置。