JPH07158839A - 石油気化式燃焼機器の可変調整型油量安定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸入側の液頭の変位の影響を受けることなく
かつ従来技術のような余分な設備を必要とせずに可変可
能で調整した所定流量を常に流出することができる石油
気化式燃焼機器の可変調整型油量安定装置を提供する。 【構成】 この安定装置は、燃料油槽から燃料油を汲み
入れてこれを加圧する電磁ポンプ（２）で、圧力調整機
構を有する、可変調整可能な設定圧力を一定に持続でき
る電磁ポンプと、この電磁ポンプの吐出側に接続された
可変流量調整弁（１）とからなる。可変流量調整弁は、
流入させた油を流出側に設けたオリフイス（２２）から
流出させるゆ量制御用のために、油の流路中にその軸方
向に摺動可能に配置されたコントロール弁桿と連節し
て、両端を上ばね（２９）と下ばね（３５）との間に圧
支付勢された電磁プランジャ（３２）と、電磁コイル
（３９）とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、給湯、風呂追焚循環
釜、暖房等に供せられる灯油などの石油気化式燃焼機器
で、該燃焼機器の燃焼量を所望値に加減調整維持させる
給油装置、すなわち近来一般家庭用および小中業務用と
して殆ど大半を占める電磁ポンプを備えたこれらの機器
において、該電磁ポンプと貯液燃料油槽との据え付け関
係位置ならびに消費油面の変位による高低差の発生等が
招来するこの油頭の変化による電磁ポンプの吐出量すな
わち燃焼量の変動を抑制して所定値に設定した燃焼油量
を持続安定化させる可変調整型油量安定装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】燃料油の灯油などを燃料槽から汲み入れ
てこれを電熱ヒータを備えた気化器に導入して気化さ
せ、送風機からの燃焼用空気と共に火炉に送り、これに
点火燃焼させる暖房、給湯などの石油気化式燃焼機器の
燃料ポンプは一般家庭、小中業務用のものには殆ど電磁
ポンプが利用されている情勢にある。

【０００３】これらのうち最も占有率の高い石油ファン
ヒータなどは、機内にカートリッジタンクなどの小油槽
を備えるものが多く、その貯油量も少なく、燃料油消費
による油頭の変位については、前記カートリッジタンク
を備えるものは油受皿から吸引するポンプの場合、その
変化は相対的に無関係となり、その他の小油槽に於ける
場合でもせいぜい十数糎であり、燃料油が白灯油のとき
はその比重0.8 、この油頭の変位差10 cm のときのポン
プに影響する圧力の変化は±0.8 ×1/100 ＝±1/125 kg
f/cm² であり、これがポンプの吐出量に与える影響はわ
ずかである。

【０００４】この種の燃焼機器に用いられる電磁ポンプ
は、特公昭５６−３８７９６号、実公平４−２４１４８
号、実公平４−１３４２３号の各公報に開示されたもの
等、多数の技術がある。そしてこれらの従来技術の電磁
ポンプは前記用途の燃焼機器の燃料給油の用途に供せら
れるものであったから、実際その吸入性能は0.3 m 位の
能力を満足すれば良かった。

【０００５】しかし、近来、前記石油気化式燃焼機器付
きの暖房、給湯、追焚循環風呂釜などは、或いは壁掛形
になったり、燃料油槽も地下または屋外に設置するなど
燃料ポンプと燃料油面との高低差が大きくなり、1.5 m
以上にもなる場合がしばしば見受けられる。そして燃料
油消費による油頭差がこれに加わるほか、油頭がプラス
になる場合も地上の燃焼油槽から地下の燃焼機器に給油
するとき等に充分考慮する必要がある。

【０００６】この様な用途に関しては、前述した従来技
術の電磁ポンプでは油頭の大きな相違に起因するポンプ
の吸入側にかかる正負の圧力の影響を受けて、吐出流量
に大きな変動を生じ、到底これを抑制することが不可能
になる。

【０００７】そこで、この様な用途の場合には、図５に
示す様な手段が採られている。すなわち、図５におい
て、燃料油槽（３）内の燃料油を、フイルタ（７）を経
て、汲み上げポンプ（２’）により汲み上げ側配管
（６）を経て上部の補助油槽（９）に汲み上げ、更に流
出側配管（１２）を経て、所望熱量を得るために燃焼機
器（４）へ所要燃料油量を供給制御する燃料ポンプ例え
ば電磁ポンプ（１４）によって供給し、これを前記した
気化室で気化し、送風機などで燃焼用空気と混合して火
炉に送り、これに着火手段で着火燃焼させるのである。
燃焼機器への所定燃料油供給手段として定液面油量調整
器（１５）をもってする方法もあるが、近来は、この定
液面油量調整器（１５）に更に電磁ポンプを組込むこと
が多い（実公平５−３８９１号、実公平４−４３７０８
号各公報等参照）。

【０００８】電磁ポンプ（１４）は前記した従来技術に
よるものを利用している。汲み上げポンプ（２’）は容
積型又は非容積型の回転ポンプでもよいが、経済性、耐
久性、省スペースの点で有利な電磁プランジャポンプ、
例えば図３に開示したものが利用される。その構成につ
いては後述する。

【０００９】補助油槽（９）には油槽内の燃料油の下限
および上限液位を制御するための、フロートスイッチ或
いはフォトインターラプタ、フォトカプラなどの光セン
サー等によって液位を検知して信号を発し、燃料油の燃
焼消費によってその液位が下って、下限液位に到ったと
きは、この下限液位センサ（１１）の検知によって汲み
上げポンプ（２’）を作動させて燃料油を補給し、この
汲み上げによって液位が上って上限液位に達したときに
は、上限液位センサ（１０）の検知により汲み上げポン
プ（２’）の作動を停止して補給を停止することを繰り
返す制御機構を備えている。更に上限液位の制御機構に
故障があったときには、オーバーフロー配管（１３）に
よって上限液位から燃料油を燃料油槽（３）へ戻す所謂
フエールセーフ手段が採られている。

【００１０】前述の図３に示す汲み上げ用電磁ポンプの
構成は、電磁コイル（９６）の縦軸心貫通孔に上磁路
（８４）と下磁路（８７）とを上下にそれぞれ介して挿
嵌されたプランジャケース（８６）内を摺動往復自在で
第二吸入弁（８８）を内蔵して、圧設バネ（８５）によ
り図において下方に付勢された電磁プランジャ（９
５）、吐出口（８１）を備え、吐出弁（８３）を内蔵し
て、かつ上磁路（８４）に外嵌した吐出接手（８２）、
吸入口（９３）を備え、第一吸入弁（９１）と遮断弁座
（９０）を内蔵して、かつ下磁路（８７）に外嵌した吸
入接手（９２）、電磁コイル（９６）を囲繞し、かつ前
記吐出接手（８２）と吸入接手（９２）との間に電磁コ
イル（９６）を取付ステーと共に挟設する外枠継鉄（９
４）とをもって形成される。そして電磁プランジャ（９
５）の下方端部に備えた遮断弁体（８９）は、前記圧設
バネ（８５）により遮断弁座（９０）を押圧閉塞してい
る。

【００１１】前記遮断弁機構（８９）、（９０）および
第一吸入弁（９１）を除き、その他の構成作動原理は、
前述した従来技術のものと同様である。すなわち電磁コ
イル（９６）への断続パルス電流、例えば商用電源の半
波整流電流１００Ｖ６０Ｈｚを付勢すると、そこに発生
する磁力によって電磁プランジャ（９５）は上磁路（８
４）の方へ圧設バネ（８５）の反発力に打勝って移動
し、電流を断つともとの位置に復帰しようとして、ここ
に一往復し、周期に対応してこれを繰り返し、各吸入お
よび吐出弁の作動と相俣ってポンプ作用を行う。そして
矢印ａ’から吸入された流体は矢印ｂ’の方へ吐出され
る。

【００１２】この往復作用の際の電磁プランジャ（９
５）の往復作動位置は液体の流動抵抗等も加わってやや
上方に偏位し、その下死点は静止時の位置よりも離れ、
従ってポン作用中は遮断弁体（８９）が遮断弁座（９
０）を打撃するおそれがない。従って、打撃音の発生や
弁損傷のおそれは全くない。

【００１３】電磁コイル（９６）への通電を全く断つ
と、前記圧設バネ（８５）の反発力によって、遮断弁座
（９０）を遮断弁体（８９）が押圧閉塞するので、液漏
降下のおそれはなく、これが切電閉、通電開電磁弁と同
様の作用をするものである。

【００１４】この図３に示した電磁ポンプの吸入および
揚液能力は上記定格電流で、液体が灯油常温時に−1.5
m 〜＋10 m可能である。吸入液頭−1.5 m でAC60Hz 85V
のとき吐出量6.7 立／時以上の性能を有し、定格電流AC
60Hz 100V のときの吐出量は7.66立／時、同様に50Hzの
ときには8.6 立／時平均である。

【００１５】なお、圧力単位はPaであるが、液位との距
離を米(m) で表わしているときには従来のkgf/cm² の方
が計算も説明も判りやすいのでこの数値で表わした。以
下も同様で、1 kgf/cm² ＝98.1 KPa＝0.0981 MegPaであ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前記した、従来技術の
特公昭５６−３８７９６号、実公平４−２４１４８号、
実公平４−１３４２３号各公報開示の電磁ポンプでは、
その吸入性能は0.3 m 位を満足すればよいわけであるか
ら、吸入揚程がそれ以上例えば1.5 m になれば到底吸入
作用が不能となるか、例え辛うじてその性能があったと
しても、この種の電磁ポンプが磁力と戻しバネの反発力
によって往復作動するものであり両者の力のバランスが
該吸入押上揚程の変換偏位による正又は負の圧力の変化
によって崩されるので、電磁プランジャの行程長および
これに加わる流体圧力が変動して、所定の吐出量を維持
することは全く不可能となる。

【００１７】前記従来技術の実公平４−２４１４８号公
報の明細書にも、ポンプすなわち電磁プランジャの負荷
圧力の変化に対する吐出量の変動状態がその別表に記載
され、かつ説明されていて、吐出量は負荷圧力に略反比
例して減少することが第２図にも開示されている。

【００１８】また、上述の従来例の欠点を補なう手段と
して前述した図５に示す方法は、燃料油槽（３）、フイ
ルタ（７）、汲み上げポンプ（２’）、汲み上げ側配管
（６）、流出側配管（１２）の他に、補助油槽（９）、
上限液位センサ（１０）、下限液位センサ（１１）、電
磁ポンプ（１４）、定液面油量調整器（１５）およびオ
ーバーフロー配管（１３）等を更に必要とする。

【００１９】従って、これらの付属部品ならびにその組
付けに要する費用とによって価格の上昇は免れず、また
これらの取付け設置スペースも増大し、不経済性と困難
とを伴う問題点がある。

【００２０】図５における汲み上げポンプ（２’）とし
て、利用した図３に示す電磁ポンプは、吸入ヘッド−1.
5 m で前掲した吐出量の能力がある。このポンプは吐出
圧力流量を調整する機械的な機能を有していないが、汲
み上げヘッド−2mおよび0m、流入ヘッド＋3 m の場合の
付勢電圧ごとの吐出流量（立／時）を表１に示す。 液体はJIS １号白灯油、温度常温、試料20の各吐出流量
の平均値で、電圧は商用交流電源を半波整流したそれぞ
れ85V 、100V、115Vに対するものである。

【００２１】さらに、この図３に示す電磁ポンプの付勢
電流を直流矩形波パルス電流に代え、吸入ヘッド0 m で
約４立／時を想定して、周期25Hzすなわち40 msec 、周
期中の導通期間7.5 msecで電圧を90V 、100Vとしたとき
の吸入ヘッド−1.5 m 、−0.5 m 、0 m の場合の吐出流
量mL/mint(ミリリットル/ 分) の数値を表２に示す。そ
の他の条件は表１の場合と同様である。 以上、詳述した通り、従来技術の電磁ポンプは、電磁プ
ランジャが吐出プランジャを兼ねているので、図３に示
すようなこの種のポンプとしては、比較的押上揚程能力
が高く吐出量も大きい電磁ポンプであってさえ、燃料油
面に対する吸入又は流入ヘッドが大きく、その変位差も
また比較的大きい場合には、これらのヘッドの変位によ
る負圧もしくは正圧がポンプ作用に対して減圧又は加圧
となる。また可変定吐出量を要求されているポンプにお
ける吐出定量性も前記吸入ヘッドの変化によって損なわ
れるので、この様な用途に対しては、実用化するのに困
難であり、或いは図５に示す様な手段を講じても経済
性、略据付スペースの点で不利であると云う重大な問題
点があり、この解決が課題である。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明における上記の従
来技術の問題点を解決することを目的として、石油気化
式燃焼機器の可変調整型油量安定装置を得る手段とし
て、貯液槽から液体を汲み入れてこれを加圧する自吸可
能な電磁ポンプであって、圧力調整機構を有する、可変
調整可能な設定圧力を一定に持続可能な電磁ポンプと、
この電磁ポンプの吐出側に接続されている電磁振幅型可
変流量調整弁とを備え、この可変流量調整弁は、流入さ
せた液体を流出側に設けたオリフイスから流出させる際
に液量を制御するために設けられたコントロール弁桿で
あって、前記オリフイスの弁座開口の相対関係位置およ
び単位時間当たりの開口回数を定めるために、流体の流
路中にその軸方向に摺動可能に配設されたコントロール
弁桿と、このコントロール弁桿に連節して、両端を上ば
ねと下ばねとの間に圧支付勢された電磁プランジャと、
断続付勢パルス電流の周期およびこの周期中の導通期間
を調整可能な電源に接続された電磁コイルとを有するこ
とを特徴とする。

【００２３】

【作用】本発明の上記構成すなわち図４に示す燃焼機器
の燃料系統の接続配置を示す構成および後述する図１、
図２に示す電磁ポンプ（２）および電磁振幅型可変流量
調整弁（１）によって、燃料油は燃料油槽（３）から吸
入側配管（５）によって、フイルタ（７）を経て電磁ポ
ンプ（２）に吸引され、ここで加圧される。この電磁ポ
ンプ（２）は減圧弁或いはリリーフ弁などの圧力調整機
構と、脈動を平滑化しかつ蓄力作用のあるアキュムレー
タを備え可変調整可能の設定圧力を、吸入ヘッドが大き
く増減変化しても電磁コイルに及ぼす温度変化に対して
も、一定持続可能な充分余裕のある性能を有している。
そしてその吐出圧力は燃焼機に流入させる所要圧力、例
えば水頭数十粍よりも遥かに高い例えば７ｋｇ／ｃｍ²
を超え、吸入ヘッドも−１．５ｍを充分可能な能力をも
つものである。勿論押上能力はその吐出圧力から換算し
て充分であることは明瞭である。

【００２４】電磁ポンプ（２）から吐出された圧力を有
する燃料油は電磁振幅型流量調整弁（以下単に調整弁
（１）という）に導かれ、その電磁コイルに付勢される
例えば直流矩形波断続パルス電流の周期に同調し、該周
期中の導通期間によって定まるデューテイ比に対応して
発生する磁力の強さにより、オリフイスの弁座に対向す
る先端がテーパー付ニードル状のコントロール弁桿の前
記周期に従って往復する弁座開口回数と、弁座との開口
相対関係位置により定まる開口度合いを可変調整して吐
出量を定め、これを持続して定流量を燃焼機器に送り、
この燃料油を電熱ヒータ等を備えた気化室で気化し、送
風機などから送られた空気と混合して火炉において着火
燃焼させ、所謂石油気化式燃焼機器の可変調整型油量安
定装置として作用する。

【００２５】図４に示す様に、電磁ポンプ（２）に対し
て燃料油槽（３）が下方にあっても、又は燃料油槽
（３’）の様に上方にあって吸入ヘッドが正負に変換し
ても、或いは燃料油消費によって油面が下がり吸入ヘッ
ドが変位しても、電磁ポンプ（２）はその吐出圧力は一
定であり、所定のオリフイスからの吐出量はオリフイス
の実質的な開口状態に変化がなければ吐出量は一定であ
る。

【００２６】このオリフイスの開口状態を前記調整弁
（１）により、吐出流量を可変調整して所定値に維持安
定させるのである。吐出側配管（６）が更に上方に立上
り、押上げるヘッドが或る程度上昇しても、ポンプの吐
出圧力と配管の流動抵抗を勘案した範囲で充分吐出可能
である。

【００２７】また吐出側配管（６）の気化器や或いは火
炉の要部に臨ませた端部を例えば内径１ｍｍ（粍）の細
管としてもポンプの吐出圧力によって燃料油を長大に噴
射させることが出来るので、燃焼機器の着火時に気化室
に万遍なくその細粒を霧状に吹き込み、気化しやすく着
火に便である。しかも燃焼による輻射熱を避ける様に若
干離れて前記端部を臨ませることも可能となり、燃料油
の焦付による吐出側配管（６）の前記端部の孔詰りを招
くおそれもない。

【００２８】また、電磁ポンプ（２）と調整弁（１）と
には、それぞれその休止時に燃料遮断弁としての機能が
あるから、燃料油の逆流を阻止するための遮断弁を別個
に設ける必要はない。

【００２９】なお、前記した本発明の装置におけるポン
プの吸入ヘッドの変位に対する、流量可変調整時におけ
るそれぞれの燃焼油量の安定性は図６に示す通りであ
る。これについては実施例の欄で説明する。

【００３０】さらに付言すると、前記調整弁から火炉内
に噴出する燃料油は吐出側配管内で圧力が降下するが、
燃焼時の火炉内の圧力はせいぜい水柱数十粍であるか
ら、この圧力を充分超えているので燃料油の吐出に何等
差支ない。

【００３１】

【実施例】以下本発明の実施例を図によって説明する。
図１は、本発明の一実施例の一部断面を表わす構成図、
図２は、図１に示した電磁ポンプの一部Ａ−Ａ横断面を
示す説明図、図４は、図１に示した本発明の一実施例を
用いる燃焼機器への燃料系統の配置構成図である。

【００３２】（１）、（２）はそれぞれ本発明の一実施
例の電磁振幅型流量調整弁（以下単に調整弁という）と
電磁ポンプで、本発明の可変調整型流量安定装置の主体
をなすものであり、（３）は、貯液槽（以下燃料油槽と
いう）、（４）は燃焼機器、主として、暖房、給湯、循
環風呂釜及び追焚用等の熱源として、石油を燃料油槽
（３）から吸引、これを吸入側配管（５）からフイルタ
（７）を経て、電磁ポンプ（２）で吸入加圧し、所定値
に調整した吐出圧力を維持して、これに接続した調整弁
（１）で可変調整して設定された吐出流量を維持した
上、燃焼機器（４）に送り、この燃料を気化器などでガ
ス化し、送風機などによって送られる燃焼用空気と混合
して、火炉に至って着火、燃焼を継続させ、その間燃焼
量を変換可能で、設定された燃焼量を持続する。

【００３３】先ず、燃料油を吸引しつぎに圧送する電磁
ポンプ（２）は従来公知の技術に類似する構成の電磁プ
ランジャポンプである。その構成と作用の概要は、電磁
コイル（５０）に例えば、商用交流電流を半波整流する
等の手段により断続パルス電流を付勢して生ずる磁力と
補助バネ（４２）と戻しバネ（４９）とで圧支されてい
て、該電磁コイル（５０）の縦軸心貫通孔に設けられた
プランジャガイド（４６）およびポンプの本体（６０）
に備えたシリンダ（５４）内にそれぞれ嵌装されて摺動
往復自在の電磁プランジャ（４７）およびこれと連動往
復する吐出プランジャ（５３）のシリンダ（５４）内に
おける容積変化により、吸入弁（６２）と吐出弁（６
３）との作用と相俣ってポンプ作用を営む。

【００３４】ここで吐出プランジャ（５３）は、必要と
する流量を得る行程長と、液体の圧力を得るに適応した
直径を定めてあり、電磁プランジャ（４７）は、吐出プ
ランジャ（５３）の吐出圧力を得るのに充分な磁力の発
生に相応した磁気特性を有する材料で、その直径、長
さ、質量等を求めてこれを定めたものである。

【００３５】前記電磁プランジャ（４７）と吐出プラン
ジャ（５３）をその軸心上両方向から圧支する補助バネ
（４２）と戻しバネ（４９）とをもって合成バネを形成
し、そのバネの各寸法、捲数、常数などは前記磁力と両
プランジャ（４７）、（５３）の行程長とから勘案して
定められる。

【００３６】この電磁ポンプ（２）は、ガンタイプ油バ
ーナ用等一般の圧力型電磁ポンプに比して特に吸入ヘッ
ドの大きい負圧の場所で利用されることが多いので、−
１．５〜２ｍ以上の吸引力を有することが要求されてい
る。

【００３７】そのため特に吸入作用時の容積効率を高め
る必要があり、従って吸入及び吐出弁の両弁室の容積も
小とし、吐出プランジャ（５３）の往復作動時の容積変
化率を比較的大きくする必要がある。また、吐出プラン
ジャ（５３）とシリンダ（５４）との隙間、すなわちこ
の両者の寸法公差精度および表面アラサも所謂鏡面仕上
げ相当であり、長期運転例えば１０，０００時間以上の
運転にも耐え得る様に、それぞれの材質とその表面硬
化、減摩削の焼付処理などに所謂ノウハウがあってその
損耗を減殺している。

【００３８】前記電磁コイル（５０）の縦縦心貫通孔の
上端部と下端部には、前記プランジャガイド（４６）に
それぞれ外嵌した環状磁路（４３）と環状磁極（４８）
が挿嵌されている。

【００３９】そしてさらに、前記プランジャガイド（４
６）の上端は、調整弁（１）を接続する接手（４０）に
挿嵌され、該プランジャガイド（４６）の内部でその下
方に臨む遮断弁座付バネ座（４１）が配設されている。

【００４０】吐出プランジャ（５３）の上端部に連結さ
れた遮断弁筒桿（４４）の上端部にバネでポンプの静止
時に前記遮断弁座付バネ座（４１）の弁座を押圧閉塞す
る様に付勢されている遮断弁（４５）が配設される。そ
して該遮断弁筒桿（４４）は電磁プランジャ（４７）の
軸心孔を縦貫し、この軸心孔の底部と前記遮断弁座付バ
ネ座（４１）との間に補助バネ（４２）を介在させると
同時に、吐出プランジャ（５３）の上端鍔部とポンプの
本体（６０）のシリンダ（５４）立設基底部との間に戻
しバネ（４９）を介在させ、この両者のバネによって電
磁プランジャ（４７）と前記吐出プランジャ（５３）と
は上下から圧支される。

【００４１】電磁コイル（５０）およびその縦貫孔に配
設された前記部材は、本体（６０）に螺締着した取付座
板（５２）に、これも螺締するなどの方法で固定される
外凾継鉄（５１）によって挟設される。

【００４２】本体（６０）の要部に取付板（５９）によ
って取付けられ、その先端にフイルタ（５７）を冠着し
たフイルタ接手（５８）には、さらに流入口（５６）を
有する流入接手（５５）が螺嵌されて、燃料油槽（３）
からフイルタ（７）を介して吸入側配管（５）と接続さ
れる。

【００４３】電磁コイル（５０）へ断続パルス電流の付
勢により電磁プランジャ（４７）とこれに連動する吐出
プランジャ（５３）との往復運動時、燃料油槽（３）か
らフイルタ（７）、吸入側配管（５）を経て、電磁ポン
プ（２）に吸入される燃料油は、流入口（５６）、フイ
ルタ（５７）、本体（６０）に設けた通路（６１）、吸
入弁（６２）、通路（６４）を経てシリンダ（５４）内
に至り、ここで加圧されて再び通路（６４）、吐出弁
（６３）、通路（６５）を経て減圧弁機構（７０）と、
取付板（６８）で本体（６０）に固定されたアキュムレ
ータ（６６）に達する。減圧弁機構（７０）において、
本体（６０）に取付けた取付板（５９）に螺嵌する減圧
弁調整ネジ（７２）を右又は左に回動して、減圧弁バネ
（７１）の撓みを変えてその荷重に相応するポンプの所
定圧力を可変調整して設定する。例えば５ｋｇｆ／ｃｍ
² の吐出圧力に設定すると、その設定圧力に基づきかつ
流量の調整弁（１）で規制された流量が結果的に吐出さ
れる。このときアキュムレータ（６６）はポンプの脈動
を平滑化しさらに蓄力作用をする。

【００４４】この減圧弁機構はポンプの圧力調整機構で
あるからリリーフ弁等をもってこれに代えることもでき
るが、リリーフ弁は余剰圧力流量をポンプの吸入側へ戻
すのでポンプ本体内を循環する流量が多く、従ってフリ
ーピストンとして働く吐出プランジャ（５３）、電磁プ
ランジャ（４７）の往復行程長もそれだけ伸長し摺動等
運動する部材の損耗もまた騒音も大きい。よって、これ
らの欠点を避けるためには、特に本発明の場合には減圧
弁機構を圧力調整弁として選ぶものである。

【００４５】減圧弁を通過した所定圧力に設定された燃
料油は図示しない通路から、ポンプの本体（６０）の戻
しバネ（４９）のバネ座近傍からプランジャガイド（４
６）および電磁プランジャ（４７）内を縦貫して、遮断
弁（４５）が開いているときに該弁座（４１）を通過し
て、接手（４０）から調整弁（１）内に導入される。

【００４６】該弁座（４１）は、ポンプの静止時には、
遮断弁（４５）がこの弁座（４１）方向に付勢する弁バ
ネおよび戻しバネ（４９）の反発力で閉塞されていて、
電磁ポンプ内の残圧により燃料の余滴が燃焼機内に噴出
したり、また燃料油槽（３’）の油面が図示の様に電磁
ポンプ（２）よりも高所にあるときに、ポンプの停止時
に吐出側から流出して火炉内に溜まる等、火災或いは爆
発等の事故防止と、或いはポンプから吸入側配管（５）
を介して燃料油の逆流することも阻止できる。これは前
記逆流によって該配管（５）を含む吸入系路が空になる
と、ポンプの再起動時に、その系路の空気排除に時間を
要するために再着火燃焼を甚だしく遅延することを防ぐ
ものである。

【００４７】なお、通路（７３）は減圧弁機構（７０）
の背部に浸漏した液体をポンプの吸入側へ戻すためのも
のである。さらに、電磁ポンプの作動時には、電磁プラ
ンジャ（４７）および吐出プランジャ（５３）は、その
静止時の位置よりも、環状磁極（４８）の方に偏位した
位置で往復動する。これは電磁コイル（５０）へ付勢す
る断続パルス電流の周期の早さによっては、その周期中
の非導通期間に戻しバネ（４９）の復帰力で充分に原静
止位置まで戻るのに時間的余裕が無かったり、或いは液
体の流動抵抗等によって同様な結果となり、従って吐出
プランジャ（５３）共々その上死点が下方に僅かに下が
り、そのためにその往復作動中には遮断弁（４５）が遮
断弁座（４１）を叩くことがなく、その打撃音の騒音お
よび損耗もない。

【００４８】次に電磁振幅型流量調整弁（１）（以下前
記同様単に調整弁という）について説明する。流出接手
（３０）の流出口（２１）の背部内洞に配設したオリフ
イス（２２）と弁座（２４）を備えたオリフイスデイス
ク（２３）の当接部分に対面して截頭円錐形部分を有
し、その円錐の母面に切線放射状或いは放射状の油導路
で旋回溝としてもよい複数個の放射状溝（２６）が穿設
されたコーンチップ付ガイド（２５）がチップ押え（２
７）を螺締することで、前記截頭円錐母面の当接部分に
緊着されている。

【００４９】コーンチップ付ガイド（２５）の中心縦貫
孔には、先端部分にテーパを付したニードル状のコント
ロール弁桿（２８）が摺動往復自在に嵌装される。そし
てその他端に備えたバネ受座（３１）は電磁プランジャ
（３２）と当接すると共に、前記チップ押え（２７）と
の間に上バネ（２９）を設け、前記電磁プランジャ（３
２）の他端とバネ座（３８）との間には下バネ（３５）
を備える。従って、前記バネ受座（３１）とこれに当接
した電磁プランジャ（３２）とは補助バネである上バネ
（２９）と戻しバネである下バネ（３５）とによって圧
支され、前記両バネ（２９），（３５）は一種の合成バ
ネとして（特公昭５７−１２８６３号公報参照）電磁プ
ランジャ（３２）とコントロール弁桿（２８）の往復時
に伸縮作動する。

【００５０】調整弁（１）の静止時には、コントロール
弁桿（２８）の先端部は下バネ（３５）の反発力で弁座
（２４）を押圧閉塞している。電磁プランジャ（３２）
は、一端に上磁路（３３）、他端に下磁路（３６）が外
嵌しているプランジャケース（３４）内に摺動往復自在
に配設され、プランジャケース（３４）は、その一端部
を上磁路（３３）と共に流出接手（３０）に、その他端
部を下磁路（３６）と共に接手（４０）に、それぞれ挿
嵌されている。

【００５１】さらに、プランジャケース（３４）は、そ
の両端にそれぞれ外嵌している前記上磁路（３３）と下
磁路（３６）を介して、電磁コイル（３９）の縦軸心孔
に挿嵌されている。

【００５２】また、電磁コイル（３９）を囲繞する外枠
継鉄（３７）は、流出接手（３０）と接手（４０）との
間に該電磁コイル（３９）と前記上、下磁路（３３），
（３６）等を狭設固定して磁路を形成する。

【００５３】前記電磁ポンプ（２）とこれに接続する調
整弁（１）との内部は、その流入口（５６）から流出口
（２１）に至る間において、それぞれ外部に対して気密
を保つ様にＯ- リング等によってシールされている。

【００５４】電磁ポンプ（２）から、接手（４０）を経
て、調整弁（１）のプランジャケース（３４）内に所定
圧力をもって流入した燃料油は、その電磁コイル（３
９）に付勢する断続矩形波パルス電流の可変選定可能の
所定周期及び主として該周期中の導通期間すなわちデュ
ーテイ比を可変して磁力を制御し、両端から上下のバネ
（２９）、（３５）で圧支され、この両バネと、電磁コ
イル（３９）へ通電することによって発生する断続した
磁力とによって振幅をもって往復運動を継続する電磁プ
ランジャと連動するコントロール弁桿（２８）がオリフ
イス（２２）の弁座（２４）との周期ごとに占める位置
的開口度合いおよび単位時間あたりの開口回数によって
定まる流出口（２１）からの流出量すなわち燃料油の燃
焼機器への供給量、すなわち燃焼量を任意の価に可変調
整し、その価を維持継続可能とするのである。

【００５５】図６は、本発明の調整弁を電磁ポンプに接
続した装置により、ポンプの吸入ヘッドが−1.5 m 〜＋
1.5 m に変化させた時の吐出量の状態を示した線図であ
る。このときの電磁ポンプ（２）の吐出圧力は5 kgf/ｃ
m²、調整弁（１）への付勢電流は直流矩形波断続電流で
周期20Hz、燃料油はJIS １号白灯油、気温、油温、常
温、横軸に周期中の導通期間オンタイムm.sec をとり、
縦軸に流量Q mL/mint( ミリリットル/ 分) をとった。 吸入揚程（ヘッド） Δ──Δ −1.5 m □──□ −0.8 m ○──○ 0 m ▽──▽ ＋0.8 m ×──× ＋1.5 m におけるそれぞれのオンタイム5, 10, 15, 20, 25, 30,
35 ×１／1000秒時のそれぞれ流量特性Q mL/mint は図
示の様に殆ど一致しており、吸入ヘッドの差による流量
の変動のない流量安定装置を得ることが可能となったこ
とを立証するものである。

【００５６】なお、コントロール弁桿（２８）がその連
節連動する電磁プランジャ（３２）と共に、往復作動時
には、前記電磁ポンプ（２）の場合と同様に、電磁プラ
ンジャ（３２）が環状磁極の下磁路（３６）の方へ偏位
した振幅で往復し、従ってコントロール弁桿（２８）が
その復帰行程時の上死点も弁座（２４）より稍乖離した
位置にあり、そのために、弁座（２４）に衝突すること
による損耗と衝撃音の発生するおそれはない。

【００５７】また、調整弁（１）すなわち電磁振幅型流
量調整弁の電磁コイル（３９）へ付勢する断続パルス電
流の周期および該周期中の導通期間（デューテイ比）を
定め、流体の流量を可変にするための駆動電源回路は、
例えば本願出願人がさきに提案した特公平２−５１４５
号公報にも開示されているのでその説明は省略する。

【００５８】前記駆動電源回路を備えた従来技術のもの
は、噴霧角度、その分布状態およびパターン等を規制し
て噴霧量を可変調整するものであるのに対し、本願の技
術は単に流出量を制御しその流量可変調整値の巾も大き
い相違がある。

【００５９】なお、調整弁（１）の電磁コイル（３９）
へ付勢する断続パルス電流は、その通電の長時間に亘る
場合のコイル自身の温度上昇、燃焼機からの輻射熱の吸
収、雰囲気温度および燃料油の温度変化等によってこの
電磁コイル（３９）の電気抵抗値の変化するために電流
値の変動を伴うので、この故に磁力の変動で調整弁
（１）の弁開機能も変化してこれを損なうことがある。
従って、この付勢電流の電源には定電流装置を備える場
合がある（特開平２−５７８１６号公報参照）。

【００６０】

【発明の効果】上述した様に、本発明にかかる構成を有
する石油気化式燃焼機器の可変調整型油量安定装置は、
上述の作用、実施例の欄で述べた理由により、以下のよ
うな効果を得るものである。

【００６１】（ａ）石油気化式燃焼機器、例えば給湯、
暖房、風呂追焚循環釜に用いるエアジエット式、ブンゼ
ン式、ロータリー式等の燃焼機器の燃焼量すなわち、火
炉への燃料湯供給量を、燃料供給用の電磁ポンプに対し
て、燃料油槽がその下方にあっても、或いは反対に上方
にあって吸入ヘッドの正負の値が変換しても、又は燃料
油槽の油面が燃料油の消費もしくは補給によって油面の
上下に偏位し、吸入ヘッドが変動しても、常に自吸し吐
出する圧力を所定値に保持し、次に電磁振幅型流量調整
弁から可変可能で調整した所定流量を流出する燃焼量の
安定維持ができてその変動がない。 （ｂ）前記電磁ポンプと電磁振幅型流量調整弁との結合
による燃料油量安定装置は、前記従来技術の様な汲み上
げポンプ、補助油槽、上限液位センサ、下限液位セン
サ、オーバーフロー配管などおよび定液面油量調整装置
等の液位制御機構を必要とせず、従ってこれらの設備、
配管、部材を省くことが出来て、かつその工事費用も節
減され、経済的であると共に省スペース化をはかること
ができる。 （ｃ）本発明の前記安定装置には、燃料油遮断弁の機能
が重複して備えられているので、燃焼機器の休止時に給
油配管内の油が燃料油槽に逆流するおそれもなく、従っ
て前記逆流防止用の電磁弁なども必要とせず経済的であ
る。 （ｄ）本発明の前記安定装置は結合する構成が一体化さ
れていて、結合の工事の必要がなく、また構成された運
動部材も比較的簡単で耐久性も良好かつ保守点検整備も
容器である。 （ｅ）本発明の安定装置は燃焼機器への燃料油量可変調
整油量安定装置の用途に限るものではなく、化学薬液、
例えば消毒液その他の定量添加にも利用することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の石油気化式燃焼機器の可変調整型油量
安定装置の一実施例の一部断面を表わした構成図であ
る。

【図２】図１に示した電磁ポンプの一部Ａ−Ａ横断面を
表わす説明図である。

【図３】従来例の汲み上げポンプとして利用される電磁
ポンプの一部縦断説明図である。

【図４】図１に示した本発明の一実施例を用いた燃焼機
器の燃料系統の接続配置を示した構成図である。

【図５】従来例の燃焼機器への燃料供給系統の接続配置
を示した構成図である。

【図６】図１および図４に示す本発明の一実施例の燃料
系統の接続配置構成によるときの変換した吸入ヘッドに
おける、特定した周期中のデューテイ比に対する燃料油
の流量特性を示した線図である。

【符号の説明】

１ 電磁振動型流量調整弁 ２ 電磁ポンプ ３，３’燃料油槽 ４ 燃焼機器 ５ 吸入側配管 ６ 吐出側配管 ７ フイルタ ２１ 流出口 ２２ オリフイス ２４ 弁座 ２８ コントロール弁桿 ３２，４７ 電磁プランジャ ５３ 吐出プランジャ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯液槽から液体を汲み入れてこれを加圧
   する自吸可能な電磁ポンプであって、圧力調整機構を有
   する、可変調整可能な設定圧力を一定に持続可能な電磁
   ポンプ（２）と、この電磁ポンプの吐出側に接続されて
   いる電磁振幅型可変流量調整弁（１）とを備え、この可
   変流量調整弁（１）は、流入させた液体を流出側に設け
   たオリフイス（２２）から流出させる際に液量を制御す
   るために設けられたコントロール弁桿（２８）であっ
   て、前記オリフイス（２２）の弁座（２４）開口の相対
   関係位置および単位時間当たりの開口回数を定めるため
   に、流体の流路中にその軸方向に摺動可能に配設された
   コントロール弁桿と、このコントロール弁桿（２８）に
   連節して、両端を上ばね（２９）と下ばね（３５）との
   間に圧支付勢された電磁プランジャ（３２）と、断続付
   勢パルス電流の周期およびこの周期中の導通期間を調整
   可能な電源に接続された電磁コイル（３９）とを有する
   ことを特徴とする石油気化式燃焼機器の可変調整型油量
   安定装置。