| 【発明の名称】 |
石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】澤田 輝也
【氏名】野村 敦
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| 【要約】 |
【課題】石油燃焼器用のバーナの燃料流量制御装置に用いられる電磁ポンプの圧力を調整する圧力調整装置にあって、この圧力調整装置内に溜まった空気をスムーズに排出することにある。
【解決手段】往路側に加圧のための電磁ポンプの吸入弁を最も上方に配する。そして、電磁ポンプの圧力調整装置から前記吸入弁の上流側へ戻す戻し通孔を形成する。この戻し通孔の最上位置でも前記吸入弁の下方あるように形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 石油燃焼器のバーナへ燃料を送る往路と、この往路の途中から低圧側へ燃料を戻す戻し路を持ち、この戻し路内を流れる戻し量を制御することでノズルからの噴霧量を制御する燃料流量制御装置において、往路側に加圧のために設けた電磁ポンプの少なくとも吸入弁を最も上方に配すると共に、該電磁ポンプに圧力調整装置を設け、この圧力調整装置から前記吸入弁の上流側に戻し通孔を接続し、該戻し通孔の最上方位置が前記吸入弁よりも下方にあることを特徴とする石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置。
【請求項２】 圧力調整装置はリリーフ弁型の圧力調整装置であることを特徴とする請求項１記載の石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置。
【請求項３】 圧力調整装置は減圧弁型の圧力調整装置であることを特徴とする請求項１記載の石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、石油燃焼給湯機等に用いられる石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置は、特許第２６８９０６６号公報にも示すように、公知であり、図示しないがノズルに所定圧を有して送られる往路に、ノズル近傍からバイパスしてタンクへ戻される戻し路が接続され、この戻し路に比例制御弁が設けられて構成され、この比例制御弁に印加される電流値を制御することで戻し路内を流れる流量を変化させ、もってノズルからの噴霧量が無段階に変化させられるものである。
【０００３】このような、石油燃焼給湯機は、設置時の設置試運転時に、油路内に空気が入り込んでおり、また石油タンクが空になったときには油路内に空気が吸い込まれ、共に空気による不具合、即ち黒煙や異臭を発生させる原因となっていた。
【０００４】このために、従来から対策は多数講じられており、当出願人も特にノズルよりの戻し路にあって、順次上方に向かってストレーナ、逆止弁を介して比例制御弁の流入口に接続され、この比例制御弁の流出口から前記電磁ポンプの吸入口に接続され、従来例の横方向設置例に対し縦方向設置例を開発した。
【０００５】その際、戻し路は、下方から上方への流れの組合せ条件で構成されるが、電磁ポンプの吸入口の位置とノズルとの間の各機器を直列的に配置しなければならず、一部水平部分を許しても空気の上昇を妨げるような溜まりを設けることは許さず、できるだけ戻し路が直線的に吸入口へ向かうのが最良である。しかし、このような装置では、燃料経路が配管結合されて縦方向（上下方向）に長くなる不都合のみならず、配管結合の増加が配管作業によるコスト増となる不都合もあわせて発生していた。
【０００６】このため、出願人は、特願平１１−１０４７２０号を提案した。即ち、その出願に添付した図１に示すように、前記ノズル１１はノズルホルダ１０とノズル本体１０とでノズルユニット１２が、前記比例制御弁１６は比例制御弁本体１７と比例制御弁ジョイント１８で比例制御弁ユニット１９が、そして前記電磁ポンプ１３は電磁ポンプ本体１４とで電磁ポンプユニット１５がそれぞれ構成され、この３つのユニット１２，１５，１９は共にバーナ燃焼室１５に設けられたバーナキャップ２１にユニットベース２２を介して取付けられて一体化され、前記ノズルユニット１２のみバーナ燃焼室２０内に配されて構成され、配管作業を必要としない装置が提供された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような石油燃焼器用のバーナの燃料流量制御装置２にあって、燃料圧送のためには前記したように、ピストンの往復動型の電磁ポンプ１３が用いられ、この電磁ポンプ１３の圧力調整として図示されていないが圧力調整装置が付加されている。この圧力調整装置は、圧力を受ける受圧プランジヤないしリターンバルブが収納される室が比較的大きく、内部に空気の溜まりやすい環境にある。空気が溜まると、圧力調整装置が正常に働かず、所定圧を得ることができなくなり、噴霧量のコントロールができず、黒煙や白煙が発生していた。
【０００８】そこで、この発明は、圧力調整装置内に溜まった空気の排出を良好にした石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置は、石油燃焼器のバーナへ燃料を送る往路と、この往路の途中から低圧側へ燃料を戻す戻し路を持ち、この戻し路内を流れる戻し量を制御することでノズルからの噴霧量を制御する燃料流量制御装置において、往路側に加圧のために設けた電磁ポンプの少なくとも吸入弁を最も上方に配すると共に、該電磁ポンプに圧力調整装置を設け、この圧力調整装置から前記吸入弁の上流側に戻し通孔を接続し、該戻し通孔の最上方位置が前記吸入弁よりも下方にあることにある（請求項１）。
【００１０】したがって、圧力調整装置内に入り込んで溜まった空気は、上下方向の位置差から戻し通孔を通って吸入側へ戻される流体内を浮力にて電磁ポンプの吸入弁側へ移動し、ピストンにて加圧されノズルより排出されることになる。なお、圧力調整装置としてリリーフ弁型や減圧弁型がある（請求項２及び３）。
【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基づいて説明するが、図７において、この発明が用いられる燃料流量制御装置２の概略の構成を説明し、その後にこの発明に係る部分を説明する。
【００１２】図７において、この発明が用いられる燃料流量制御装置２の概略の構成図が示され、油タンク１は、下記する燃料流量制御装置２より高い位置にあり、燃料はこの油タンク１からパイプよりなる往路３ａを通り、該燃料流量制御装置２に供給される。このパイプより成る往路３ａには、開閉弁４、ストレーナ５が流れ方向に順次設けられ、最も終端は電磁弁６を介して電磁ポンプ１３の吸入口２３に接続されている。
【００１３】燃料流量制御装置２は、個々のユニットが結合されて構成され、大別してノズル１１とノズルホルダ１０とノズル本体８とから成るノズルユニット１２と、電磁ポンプ１３と電磁ポンプ本体１４から成る電磁ポンプユニット１５と、比例制御弁１６と比例制御弁本体１７と比例制御弁ジョイント１８より成る比例制御弁ユニット１９との３つのユニットにて構成されている。この燃料流量制御装置２は、バーナ燃焼室２０のバーナキャップ２１にユニットベース２２を介して取付けられ、バーナ燃焼室２０の上方で電磁ポンプユニット１５と比例制御弁ユニット１９がバーナ燃焼室２０外に、ノズルユニット１２はバーナ燃焼室２０内に配されている。
【００１４】この燃料流量制御装置２にあって、電磁ポンプ１３の吸入口２３は、電磁ポンプ本体１４に形成され、この吸入口２３より電磁ポンプユニット１５の往路３ｂが始められ、吐出口２４に至っている。そして、往路３ｂはノズルユニット１２の往路３ｃに接続され、この往路３ｃがノズルユニット１２のノズル本体８から始められ、ノズルホルダ１０を通りノズル１１に形成の噴霧口９に至っている。即ち、往路３は３ａ，３ｂ，３ｃの各往路より成っている。
【００１５】また、戻し路７ａは、ノズル１１の噴霧口９の手前より始められ、ノズルホルダ１０を通り、ノズル本体８に至り、それから比例制御弁ユニット１９の戻し路７ｂに入り、この戻し路７ｂが比例制御弁本体１７、比例制御弁１６、比例制御弁ジョイント１８を通り前記電磁ポンプ本体１４の吸入口２３に至っている。即ち、戻し路７も７ａ，７ｂの各戻し路より成っている。
【００１６】燃料流量制御装置２は、図１、図２にあって前述したごとく、ノズルユニット１２と電磁ポンプユニット１５及び比例制御弁ユニット１９がバーナ燃焼室２０のバーナキャップ２１に取付けられ、該バーナ燃焼室２０の上方でノズルユニット１２はその内部に、電磁ポンプユニット１５及び比例制御弁ユニット１９は外部にそれぞれ配されている。
【００１７】まず、外部に配され、往路を構成する電磁ポンプユニット１５から説明し、これと並設の戻し路を構成する比例制御弁ユニット１９をその後に説明する。電磁ポンプユニット１５は、図２にも拡大して示されるように、電磁ポンプ１３を持っており、図上最も上方で吸入弁２５と吐出弁２６とが水平に配され、吸入弁２５の上流側の吸入口２３の左端側は大径凹部となり、下記する比例制御弁ユニットの接続凹部３１となっている。この比例制御弁ユニット接続凹部３１にパイプより成る往路３ａが電磁弁６を介して接続され、その接続孔３５は前記吸入弁２５より低い位置となっている。なお、吸入弁２５と吐出弁２６とは、ばね２５ａ，２６ａにて付勢されている。
【００１８】電磁ポンプ１３は、ボビン３０に電線が巻装された電磁コイル２７を有しており、この電磁コイル２７の両側方向及び上端にコ字形の鉄板２９が配されると共に、下端に磁気プレート２８が配され、両者で環状磁路が形成される。そして前記電磁コイル２７のボビン３０の中央を貫通して形成の貫通孔に、非磁性材のガイドパイプ３３が嵌挿されている。なお、前記コ字形の鉄板２９の下方の両者は、外方に折曲されて下記するユニットベース２２への取付片２９ａ，２９ｂとなっている。
【００１９】電磁プランジヤ３４は、鉄などの磁性材により略円筒状に形成されたもので、上ばね３６と下ばね３７によって前記ガイドパイプ３３内に形成のプランジヤ作動室３８内に摺動自在に支持されている。また、この電磁プランジヤ３４に縦方向に縦孔４０が形成され、該縦孔４０が上下に分けられたプランジヤ作動室３８を連通している。
【００２０】ピストン４２は、その下端が前記した電磁プランジヤ３４の上部に固定され、シリンダ４３内に挿入されている。このピストン４２は、前記電磁プランジヤ３４の往復動に伴って往復動され、ポンプ室４５内の容積の変化を与えて前記した吸入弁２５と吐出弁２６とでポンプ作用が行われる。
【００２１】詳述すれば、ピストン４２が下降してポンプ室４５の容積が増大し、ポンプ室４５が負圧となると吸入弁２５を開いて燃料を吸い込み、またピストン４２が上昇してポンプ室の容積が減少し、ポンプ室４５が正圧となると吐出弁２６を開いて燃料をを吐出するものである。吐出弁２６から吐出弁された燃料は、下記する圧力調整装置３９にて所定圧に調圧され、アキュームレータ４１で整圧され、前記したプランジヤ作動室３８に流れ込むものである。
【００２２】磁気ロッド４７は磁性材より成り、軸方向に貫通孔４８が形成され、前記ガイドパイプ３３の下端に嵌合されると共に、前記下ばね３７を支えている。この磁気ロッド４７の下端には、電磁弁５０が設けられている。この電磁弁５０は電磁可動片５１とばね５２と電磁弁ケース５３とより成り、前記電磁コイル２７に駆動電流が印加されると、可動片５１がばね５２に抗して磁気ロッド側へ変位し、もって吐出口２４が開かれるものである。
【００２３】この電磁弁５０の電磁弁ケース５３は、前記磁気プレート２８及び鉄板２９の下端の取付片２９ａ，２９ｂよりも下方へ突出して形成され、下記するユニットベース２２に形成の孔を介してバーナ燃焼室２０内に突出され、下記するノズルホルダユニット１２のノズル本体８に形成の接続凹部８１に嵌挿されている。なお、往路３ｂは吸入口２３、吸入弁２５、吐出弁２６、プランジヤ作動室３８、縦孔４０、貫通孔４８、電磁弁５０、吐出口２４より構成される。
【００２４】次に比例制御弁ユニット１９を説明すると、図１に戻って該比例制御弁ユニット１９は比例制御弁１６を持っており、その上方に比例制御弁ジョイント１８を、その下方に比例制御弁本体１７が配されて構成されている。まず、比例制御弁１６は電磁コイル５５を備え、この電磁コイル５５の中央を貫通して形成された貫通孔には、非磁性材のガイドパイプ５９が挿入され、このガイドパイプ５９の下端には磁性材の磁気ロッド６２が配され、その磁気ロッド６２の軸方向の孔内に弁座６３が挿入されている。この弁座６３に着座する下記するように弁体６５が配されている。また、前記ガイドパイプ５９の上端には、磁性材の押圧部材６６が配され、この押圧部材６６は、ばね６１で付勢され、反ばね側に設けられたロッド６６ａが前記弁体６５と接している。
【００２５】弁体６５は、前記したごとくロッド６６ａが当接しているが、電磁コイル５５への通電量により弁体６５への付勢力が変化し、通過する流量が可変される。ちなみに、通電量が大きくなると、通過する燃料は減少する。
【００２６】比例制御弁本体１７には、戻し路７ｂとなる縦孔７１を備え、該縦孔７１内にはフィルタ７２が収納されていると共に、下端では下記するノズルホルダ１２のノズル本体８の接続凸部８２が嵌挿される接続大径部７４となっている。
【００２７】比例制御弁ジョイント１８には、戻し路７ｂとなる縦孔７６と水平孔７７とが形成され、縦孔７６内には前記したばね６１が収容されると共に、開口端に前記ガイドパイプ５９が挿入され、比例制御弁１６と接続され、また水平孔７７の右端側は外径を縮小した挿入部７８となっていて、前記した電磁ポンプユニット１５の比例制御弁ユニットの接続凹部３１に嵌め込まれている。これにより、戻し路７ｂは吸入口２３を構成する往路３ｂに接続されることになる。なお、戻し路７ｂを構成する水平孔７７は、前記した吸入口２３より低い位置にある。
【００２８】ノズルユニット１２は、ノズル本体８とノズルホルダ１０とノズル１１とより構成され、ノズル本体８は、略逆円錐形をなし、上面には往路３ｃとなる接続凹部８１が形成され、この接続凹部８１には前記した電磁弁５０の電磁弁ケース５３が嵌挿されている。これにより、往路３ｂと往路３ｃとが接続される。
【００２９】また、同じく上面には、戻し路７ａとなる接続凸部８２が形成され、この接続凸部８２は比例制御弁ユニット１９の比例制御弁本体１７の接続大径部７４に嵌挿されている。これにより、戻し路７ａと７ｂとが接続される。更に、ノズル本体８内には、往路３ｃとなる縦孔１０７と戻し路７ａとなる縦孔１０８，１０９と水平孔１１０を持ち、そしてノズル本体の下面には接続用孔１１２が形成されている。このような構成のノズル本体８は、ユニットベース２２に取付けられて、ノズルユニット１２がユニットベース２２に取付けられることになる。
【００３０】ノズルホルダ１０は円筒状で、内部に縦方向に往路３ｃとなる縦孔１１４と戻し路７ａとなる縦孔１１５を有すると共に、上端にノズル本体８の接続用孔１１２に挿入の挿入部１１６が形成され、また下端にノズル１１を取付けるための取付孔１１７が形成されている。なお、前記戻し路７ａとなる縦孔１１５と前記ノズル本体８の縦孔１０９とにまたがって逆止弁１１８が形成されている。
【００３１】ノズル１１は、公知構造を持つもので、概略は図７に示すように、中心に戻し路７ａとなる縦孔１２０とそれに並設の往路３ｃとなる縦孔１２１が形成され、両孔は噴霧口９の近くで接続されている。
【００３２】バーナ燃焼室２０は、上方にウインドボックス１２４が配され、上部は開口され、それには前述のごとくバーナキャップ２１が取付けられている。前記ウインドボックス１２４には、送風機（図示せず）からの風の送風口１２５が形成され、その送風を整流する整流筒１２６がウインドボックス１２４内に配されている。整流筒１２６内には、前述したノズルホルダ１０に取付けられたカバー１２７及びそれに続いて燃焼筒１２８が配されている。
【００３３】前述の構成において、燃料流量制御装置２の駆動は、電磁ポンプ１３に所定の駆動パルス電流が印加されて駆動されると共に、比例制御弁１６にも所定の制御電流が印加される。即ち、電磁ポンプには、所定の定電流に制御するための１３３ヘルツの矩形波パルス電流を重畳せしめた電流が供給される。制御電流が大きくなるにつれて弁体６５を弁座６３に押圧する力が強くなる。又小さくなれば弁体６５の弁座６３への押圧力は弱くなるものである。
【００３４】この燃料流量制御装置２にあって、戻し路７は最も下端のノズル１１の縦方向の戻し路７ａから始まり、その上のノズルホルダ１０縦孔１１５に接続され、そしてその上にノズル本体８の縦孔１０９、水平孔１１０、縦孔１０８に接続され、更に比例制御弁ユニット１９の比例制御弁本体１７の縦孔７１、比例制御弁１６のガイドパイプ５９、比例制御弁ジョイント１８の縦孔７６、水平孔７７に接続されている。
【００３５】したがって、戻し路７は、一部水平部分を有するが、上下方向に接続され、内部に入った空気の滞留する場所をなくすと共に、戻し路７の最も下流の水平孔７７が前記吸入弁２５よりも低い位置にあり、そのため混入空気は浮力により低圧側であるが確実に電磁ポンプ１３の吸入側に戻すことができるものである。
【００３６】この発明に係る構造は、図３乃至図６に示すように、圧力調整装置３９に係り、この圧力調整装置３９はリリーフ弁型と減圧弁型とがあり、まず図３、図４に基づいてリリーフ弁型の圧力調整装置３９を説明する。
【００３７】リリーフ弁型の圧力調整装置３９は、図３、図４に示され、前記電磁ポンプ１３の電磁ポンプ本体１４に設けられ、前記吸入弁２５、吐出弁２６の下方に設けられる。前記吸入弁２５と吐出弁２６とは、弁座を兼ねる弁ケース５４内にばね２５ａ，２６ａと共に収納され、吸入弁２５と吐出弁２６とにより挟まれた室はポンプ室４５となっている。この吸入弁２５の上流は、前記した吸入口２３からフィルタ５６を介して前記した接続凹部３１に連通し、また前記接続孔３５を介して前記電磁弁６にて開閉制御される往路３ａに接続されている。また、前記吐出弁２６の吐出側（下流側）は、通孔５５を介して圧力調整装置３９のノズル側室８７に連通している。
【００３８】圧力調整装置３９は、本体１４に形成の円筒状の室８４の中程にノズル８５が配され、このノズル８５を挟んで高圧が供給されるノズル側室８７と、このノズル８５に外嵌のリリーフ弁８６が配されるリリーフ弁収納室８８が形成され、高圧側が所定圧を越えると該リリーフ弁８６が開いて越えた分の圧力を逃して所定圧に制御しているものである。
【００３９】前記ノズル側室８７は、前記したプランジヤ作動室３８内と連通しており、所定圧となった流体は往路３ｂとなるプランジヤ作動室３８に流出される。また、前記リリーフ弁８６にてリリーフされた流体は、リリーフ弁収納室８８に一時的に溜められ、戻し通孔５７から前記した接続凹部３１に至り、電磁ポンプ１３の吸入口２３から吸引されることになる。この戻し通孔５７は、リリーフ弁収納室８８から接続凹部３１と接続されるが、図４で左上がりとなり、最上方位置の左側端はそれでも前記した吸入弁２５よりも下方に位置している。
【００４０】このようなリリーフ型の圧力調整装置３９は、前記した吸入弁２５及び吐出弁２６よりも図４に示すように下方（上下方向で）に設けられており、圧力調整装置３６のノズル側室８７及びリリーフ弁収納室８８内に溜まっていた空気は、流入される流体内を浮力により運ばれ、戻し通孔５７から電磁ポンプ１３の吸入口２３へ戻され、再び圧縮されて高圧流体内で運ばれノズル１１より排出されるものである。なお、下方とは圧力調整装置３６が真下にある場合のみならず、図４に示すように、斜め下にあれば良いものである。
【００４１】減圧弁型の圧力調整装置３９は、図５、図６に示され、前記電磁ポンプ１３の電磁ポンプ本体１４に設けられ、前記吸入弁２５、吐出弁２６の下方に設けられている。この圧力調整装置３９は、本体１４に形成の円筒状の室８４の中程に通孔９１を持つ弁座９２が配され、この弁座９２を挟んで絞り弁９３が配される一次圧側室９４と二次圧側室９５が設けられ、前記一次圧側室９４内の絞り弁９３は、そのロッド９３ａが弁座９２の通孔９１を通って二次圧側室９５に至り、その内部に配された受圧ピストン９６に接続され、該受圧ピストン９６の変移にて通孔９１の開口面積が制御される。
【００４２】即ち、絞り弁９３は受圧ピストン９６の受ける二次圧にて制御されるが、絞り弁９３側のばね９７と受圧ピストン側のばね９８が対向して配され、所定圧を維持するように受圧ピストン９６の位置を変化させ、受圧ピストン側の二次圧は所定圧に保たれ、プランジヤ作動室３８へ送り出されるものである。５７は戻し通路で、受圧ピストン９６の外周から漏れた流体を流出させるもので、圧力調整装置３９の受圧ピストン９６の作動室９９内に溜まっていた空気は減圧型の圧力調整装置３９が前記した吸入弁２５及び吐出弁２６よりも図６に示すように下方（上下方向で）に設けられ、戻し通孔５７の最上方位置の左側端は前記吸入弁２５よりも下方に位置されることから、流入される流体内を浮力により運ばれ、電磁ポンプ１３の吸入口２３へ戻され、再び圧縮されて高圧流体内で運ばれノズル１１より排出されるものである。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、往路側に加圧のために設けた電磁ポンプの圧力調整装置の戻し通孔の最上方位置が最上部に配された前記電磁ポンプの吸入弁よりも下方に設けられたことから、圧力調整装置内の空気は、上下方向の位置差から吸入側へ戻される流体内を浮力にて運ばれ、電磁ポンプの吸入側へ運ばれスムーズに排出されることになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２８６９３
【氏名又は名称】日本コントロール工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月８日（１９９９．６．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６９０７３
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 和保
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４６２３２（Ｐ２０００−３４６２３２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１６０５４２ |
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