(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから燃料を吸引し、燃料噴射ノズルへ供給する燃料供給通路に出力が可変の制御ポンプと、この制御ポンプの出力に定出力を加えて出力する定差圧ポンプを配すると共に、前記燃料噴射ノズルのリターン穴に接続のリターン流路が前記制御ポンプと前記定差圧ポンプとの間の燃料供給流路に接続される一定差圧式燃料流量制御装置において、前記定差圧ポンプの吐出側に圧力調整弁が設けられると共に、前記圧力調整弁、並びに前記定差圧ポンプに対し並列に逃し通路を設け、この逃し通路に逆止弁と、その逆止弁に直列に接続のオリフィスとが設けられ、前記逆止弁は、前記圧力調整弁を構成する受圧ピストンに設けられたことを特徴とする一定差圧式燃料流量制御装置。
【請求項２】
前記逆止弁は、前記圧力調整弁を構成する受圧ピストンに固定され中心に通孔を持つ弁座と、この弁座に着座する弁体と、この弁体を押圧する前記弁座に固着のばねケース内のばねとより成ることを特徴とする請求項１記載の一定差圧式燃料流量制御装置。
【請求項３】
前記オリフィスは、前記受圧ピストンに固定された弁座に形成の通孔に設けられたことを特徴とする請求項１記載の一定差圧式燃料流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、石油燃焼給湯機等に用いられる石油燃焼バーナの火力を最大から最小まで無段階に調節する一定差圧式燃料流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油燃焼器用バーナの燃料流量制御装置として、一定差圧方式が採用されている。この例として特許文献１をあげることができる。この特許文献１にあって、燃料噴射ノズル１５に向かう燃料供給流路３に、例えば７ｋｇｆ／ｃm2の定圧供給の定差圧ポンプと、例えば１ｋｇｆ／ｃm2から５ｋｇｆ／ｃm2の可変出力の制御ポンプ９の２つの電磁ポンプが直列に接続されると共に、燃料噴射ノズル１５のリターン穴に連通のリターン流路２１を前記定差圧ポンプ１３と前記制御ポンプ９との間に接続した構造で、制御ポンプ９への商用電源を位相制御した電圧パルスを入力して吐出能力を可変とすることで燃料噴射ノズル１５から噴霧燃料を無段階に制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２９１６２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、一定差圧式燃料流量制御装置に用いる石油給湯機等のガンタイプ石油バーナにあって、使用中に最大燃焼から最小燃焼に制御されており、運転の停止（消火）は、どの時点でも起こり、定まってはいない。一方点火は、着火時の発煙や着火音を低減するため、ほとんどの場合、最小燃焼又はその近傍の噴射量で行われている。
【０００５】
しかしながら、前述したごとく、消火は最大燃焼から最小燃焼の間の不特定の時点で行われるため、消火時に、定差圧ポンプ１３の駆動が止まり、その内部には、消火時点の燃料供給圧が残留する。特に供給圧が１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜１３ｋｇｆ／ｃｍ２の高い場合に、その圧力が圧力調整弁や電磁弁の作用で内部に貯まった状態が継続する。
【０００６】
一方、ガンタイプの石油バーナは、基本的には高負荷バーナであって、着火時の燃焼室内のエンタルピの変化率（△ｈ／ｄｔ）が大きく、そのため前記の定差圧ポンプ１３内に残留する燃料圧力が点火時に瞬時に加えられ、予定する着火圧力を超えることから、着火時に過渡現象として発煙や着火音の増大といった不具合が生じていた。
【０００７】
他方、昨今の石油給湯機は、瞬間形の水道直圧式が多く、熱交換器内の貯湯量が極めて少ないため、例えば当該制御ポンプへの消火信号が出されてから、最小燃焼へ移行後に消火せしめる時間的余裕もない。仮にこのような操作した場合には、火力により熱交換器を損傷することになる。
【０００８】
この発明は、運転停止時（消火時）に、定差圧ポンプ内部に残留する供給圧力を、再着火時までの間に所定の圧力に低下せしめることを目的として、残留する供給圧力による不具合を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る一定差圧式燃料流量制御装置は、燃料タンクから燃料を吸引し、燃料噴射ノズルへ供給する燃料供給通路に出力が可変の制御ポンプと、この制御ポンプの出力に定出力を加えて出力する定差圧ポンプを配すると共に、前記燃料噴射ノズルのリターン穴に接続のリターン流路が前記制御ポンプと前記定差圧ポンプとの間の燃料供給流路に接続される一定差圧式燃料流量制御装置において、前記定差圧ポンプの吐出側に圧力調整弁が設けられると共に、前記圧力調整弁、並びに前記定差圧ポンプに対し並列に逃し通路を設け、この逃し通路に逆止弁と、その逆止弁に直列に接続のオリフィスとが設けられ、前記逆止弁は、前記圧力調整弁を構成する受圧ピストンに設けられたことを特徴とする一定差圧式燃料流量制御装置。
【００１０】
これにより、燃焼時の運転停止時に、定差圧ポンプの吐出側に残留する供給圧力が、逆止弁を開いて、逃し通路を通り定差圧ポンプの吸入側へ排出され、定差圧ポンプの吐出側の残留圧力が降下する。そして、逆止弁がクラッキング圧力に至るまで開弁されることになる。このクラッキング圧力を適宜に設定することで、運転時即ち定差圧ポンプ、制御ポンプの稼動時には、逆止弁は閉じられたままの状態が維持される。
【００１１】
また、前記逃し通路上の前記逆止弁に対してオリフィスが直列に設けられており、これにより、圧力変動を平滑し、逆止弁のジャンピングを防いでいる。
【００１２】
さらに、逆止弁は、前記圧力調整弁を構成する受圧ピストンに設けられており、これにより、圧力調整弁と一体化できる。また逆止弁は、具体的には、前記圧力調整弁を構成する受圧ピストンに固定され中心に通孔を持つ弁座と、この弁座に着座する弁体と、この弁体を押圧する前記弁座に固着のばねケース内のばねとより成ることにある（請求項２）。
【００１３】
オリフィスは、前記受圧ピストンに固着され弁座に形成の通孔に設けられていることから（請求項３）、特別な通路を形成することなく、弁座の中心に形成の通孔の加工時に同時に形成できる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の請求項１について、燃焼機の運転停止時に、定差圧ポンプの吐出側の圧力が逆止弁のクラッキング圧力以上に至っていると、逆止弁が開かれ、逃し通路から定差圧ポンプの吸入側へ戻され、定差圧ポンプの吐出側の圧力が低下する。これにより、再稼動時に、着火圧力が増加せず、所定の着火圧力となり、発煙を防ぎ、着火音を低下せしめることができる。なお、燃焼機の運転時には、逆止弁はそのクラッキング圧力に至らず閉じられたままであり、供給圧力のロスとはならない。
【００１６】
また、同項の発明によれば、オリフィスが加えられることで、圧力の平滑がなされ、逆止弁のジャンピングが防がれる。さらに、逆止弁は、前記圧力調整弁を構成する受圧ピストンに設けられていることから、一体化できる利点を持っている。
【００１７】
請求項３の発明によれば、オリフィスは、前記受圧ピストンに固着の弁座に形成の通孔に設けられているから、特別な通路を形成することなく、弁座の中心に形成の通孔の加工時に同時に形成できる利点を持っている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明が用いられる一定差圧式燃料流量制御装置の概略構成図である。
【図２】燃料流量制御装置の縦断面図である。
【図３】内部圧力排除機構となる逆止弁、オリフィス、並びに圧力調整弁を備えた燃料流量制御装置の横断面図である。
【実施例１】
【００２０】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１において、この発明の実施形態の概略図が示され、油タンク１から、燃料（石油）が燃料供給通路２を通り、燃料流量制御装置３に供給され、最終的には噴射ノズル４から噴射される。
【００２２】
燃料流量制御装置３は、ユニット化され、大別して制御ポンプ８を持つ制御ポンプブロック６と、定差圧ポンプ９を持つ定差圧ポンプブロック７とより構成されている。
【００２３】
前記制御ポンプブロック６の制御ポンプ８は、例えば出力が１ｋｇｆ／ｃｍ２より５ｋｇｆ／ｃｍ２程に、入力信号により可変制御されており、その吸入側を油タンク１に、その吐出側を下記する定差圧ポンプ９の吸入側と、前記噴射ノズル４からのリターン通路１０とにそれぞれ接続されている。このリターン通路１０にアキュムレータ１１と、電磁弁１２と、逆止弁１３とを備えている。
【００２４】
またこの制御ポンプ８には、その吐出側より吸入側へ圧力を逃す逃し通路１４を有し、その逃し通路１４の途中に内部圧力排除機構となるオリフィス１５を備えている。
【００２５】
このような制御ポンプブロック６の具体的な構造が図２に示され、この構造を図１の概略図に対応させながら以下に図２に基づいて説明する。制御ポンプブロック６の制御ポンプ８は、いわゆる電磁ポンプで、吸入継手１８の下流のポンプ本体１９に吸入弁２０と吐出弁２１と、この吸入弁２０と吐出弁２１との協同でポンプ作用を行うピストン２３とが配されている。
【００２６】
前記ピストン２３を動かす駆動手段として、ボビン２６に電線が巻装の電磁コイル２７と、この電磁コイル２７に印加するパルス電圧より稼動の電磁プランジャ２８を備えて、電磁プランジャ２８は前記ボビン２６の中央に貫通して形成の貫通孔に挿入のガイドパイプ２９により形成のプランジャ作動室３０内で上ばね３２と下ばね３３にて支持されている。
【００２７】
この電磁プランジャ２８は、前記したピストン２３と接続しており、該電磁プランジャ２８の往復動に伴って接続のピストン２３もシリンダ３４内において往復動される。このピストン２３の往復動によって、ポンプ室３５内の容積の変化を行わせている。ポンプ室３５の容積変化により吐出弁２１から加圧された燃料が孔３９を介して前記プランジャ作動室３０内に送油されると共に、
一方を制御ポンプ８のポンプ本体１９に取付られ、他方を下記する定差圧ポンプ９の吸入継手６１に取付られる継手ロッド３７の孔３８を介して下記する定差圧ポンプブロック７の定差圧ポンプ９に送られる。
【００２８】
前記したガイドパイプ２９の上端には、磁気ロッド４１が嵌挿され、前記プランジャ作動室３０の上端を区画し、且つ上ばね３２を支持している。なお、この磁気ロッド４１の中心に貫通孔４２を有し、前記プランジャ作動室３０が電磁弁１２の電磁弁稼動室４３と連通している。
【００２９】
電磁弁１２は、電磁弁ケース４４内に収納され、ばね４５にて閉じる方向に付勢されている。この電磁弁１２を収納の電磁弁稼動室４３にアキュムレータ１１が接続され、さらに上方に逆止弁１３が接続継手４７内に配されている。このように、可変型の制御ポンプ８は、燃料供給通路２に設けられたポンプを構成すると共に、プランジャ作動室３０がリターン通路１０の一部を構成し、且つ内蔵の電磁弁１２がリターン通路１０の開閉弁の働きをしている。
【００３０】
なお、前記制御ポンプ８には、ポンプ停止時に、残留する内部圧を逃す内部圧力排除機構となるオリフィス１５を備えている。残留圧を排除するため逃し通路１４を設けていて、逃し量を規制するオリフィス１５を有しているが、多量を逃すとポンプの性能にも影響するため、オリフィス径を適切に選定する必要がある。
【００３１】
図１に戻って、前記定差圧ポンプブロック７の定差圧ポンプ９を説明すると、この定差圧ポンプ９は、例えば８ｋｇｆ／ｃｍ２程度の定出力が吐出され、その吐出側に圧力調整弁５４を介してアキュムレータ５５、電磁弁５６が接続され、前記した燃料噴射ノズル４に接続されている。この定差圧ポンプ９並びに圧力調整弁５４に対して並列に逃し通路５８が設けられ、この逃し通路５８に逆止弁５９とオリフィス６０とを設けている。この逆止弁５９はそのクラッキング圧力を所定値に定め、そのクラッキング圧力以上になると逆止弁５９が開かれ、吐出側の圧力を吸入側に逃している。
【００３２】
燃料噴射ノズル４は、燃料リターン方式で、ノズルホルダ内の中央にリターン穴を形成したデストリビュータを備え、周縁から旋回しながら供給され、噴射口より燃料が旋回噴霧される。燃料噴射ノズル４のリターン穴には、リターン通路１０が接続され、前記した逆止弁１３を介して前記制御ポンプ８の吐出側に接続されている。
【００３３】
このような定差圧ポンプブロック７の具体的な構造が図２，図３に示され、この構造を図１の概略図に対応させながら以下、図２，図３に基づいて説明する。定差圧ポンプブロック７の定差圧ポンプ９は、いわゆる電磁ポンプで、吸入口６１の下流のポンプ本体６３に吸入弁６４と吐出弁６５と、この吸入弁６４と吐出弁６５との協同でポンプ作用を行うピストン６６とが配されている。
【００３４】
前記ピストン６６を動かす駆動手段として、ボビン６７に電線が巻装の電磁コイル６８と、この電磁コイル６８に印加するパルス電圧により稼動の電磁プランジャ６９を備えて、電磁プランジャ６９は前記ボビン６７の中央に貫通して形成の貫通孔に挿入のガイドパイプ７０により形成のプランジャ作動室７２内で上ばね７３と下ばね７４にて支持されている。
【００３５】
この電磁プランジャ６９は、前記したピストン６６と接続しており、該電磁プランジャ６９の往復動に伴って接続のピストン６６もシリンダ７５内において往復動される。このピストン６６の往復によって、ポンプ室７６内の容積の変化を行わせる。ポンプ室７６の容積変化により吐出弁６５から加圧された燃料がプランジャ作動室７２内に送油される。なお、この定差圧ポンプ９の出力は、例えば８ｋｇｆ／ｃｍ２であるが、制御ポンプ８の出力が例えば１ｋｇｆ／ｃｍ２から５ｋｇｆ／ｃｍ２で変動するので、定差圧ポンプ９のプランジャ作動室７２への吐出圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ２に１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２を加算した値となる。
【００３６】
前記したガイドパイプ７０の上端には、磁気ロッド７８が嵌挿され、前記プランジャ作動室７２の上端を区画し、且つ上ばね７３を支えている。なお、この磁気ロッド７８の中心に貫通孔７９を有し、前記プランジャ作動室７２が電磁弁５６の電磁弁可動室８１とを連通している。
【００３７】
電磁弁５６は、吐出継手８０内の電磁弁可動室８１内に収納され、ばね８２にて閉じる方向に付勢されている。吐出継手８０は、前記燃料噴射ノズル４に接続されている。
【００３８】
なお、前記定差圧ポンプ９の吐出側に設けられた圧力調整弁５４は、図３に詳述され、電磁ポンプ本体６３に設けられ、吐出弁６５の吐出側の空間８４に弁座８５が配されて、該弁座８５を挟んで一次圧側室８４ａと二次圧側室８４ｂとに分けられ、一次圧側室８４ａは前記吐出弁６５の下流に接続され、二次圧側室８４ｂは前記プランジャ作動室７２に接続されている。
【００３９】
前記一次圧側室８４ａ内には、弁体８６が配され、この弁体８６は下記する受圧ピストン８８にロッド８９を介して接触している。二次圧側室８４ｂ内には、受圧ピストン８８とその背後にばね９０を有し、該ばね９０が受圧ピストン８８を伸長方向に押圧して弁体８６を弁座８５に形成の孔８７を開く方向に移動させる働きをし、受圧ピストン８８に二次圧がかかると、ばね９０に抗して移動し、弁体８６が孔８７を閉じる方向に動かされる。即ち、燃料供給通路２となる孔８７の開口面積を二次圧力にて制御されることになる。これにより、吐出圧力を所定圧にコントロールすることができる。なお、圧力設定は、ばね９０の反受圧ピストン側の調整ねじ９１の螺合位置と変えることで行われる。
【００４０】
前記定差圧ポンプ９には、ポンプ停止時に、残留する内部圧力を逃す内部圧力排除機構となる逆止弁５９とオリフィス６０を備えているが、この具体例は次の通りである。即ち、逆止弁５９は前記受圧ピストン８８に固着され中心に通孔９３を持つ弁座９２と、同じく固着されたばねケース９４と、このばねケース９４内に収納されているばね９５と、ばね９５に押圧される弁体９６とよりなり、二次圧が通孔９７を介して弁座９２のオリフィス６０を通って弁体９６に至っている。
【００４１】
弁体９６の開弁は、この弁体９６を挟んだ圧力差（クラッキング圧力）を閾値として開閉され、例えば８ｋｇｆ／ｃｍ２に設定されると、８ｋｇｆ／ｃｍ２以上では弁体９６は開かれ、残留内部圧が減少される。
【００４２】
上述のような構成において、制御ポンプ８及び定差圧ポンプ９が稼動されることで燃料噴射ノズル４から燃料が噴射され、制御ポンプ８の出力が可変されることで燃料噴射ノズル４から噴射量が制御されるものである。即ち、燃料噴射ノズル４へは、制御ポンプ８の出力と定差圧ポンプ９の出力とを加えた供給圧力が送られ、例えば８ｋｇｆ／ｃｍ２から１３ｋｇｆ／ｃｍ２の供給圧力となる。
【００４３】
燃焼機が停止（消火）されると、制御ポンプ８のみならず定差圧ポンプ９も稼動を止める。すると、定差圧ポンプ９の吐出側でのプランジャ作動室７２内の供給圧力が残留することになる。
【００４４】
例えば、停止前の供給圧が１２ｋｇｆ／ｃｍ２であれば、その１２ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力が残留するが、逆止弁９６を挟んで前後の圧力がクラッキング圧力（８ｋｇｆ／ｃｍ２に設定）に至って、逆止弁５９の弁体９６は開弁し、残留圧力は定差圧ポンプ９の吸入側に逃される。それにより、定差圧ポンプ９の吐出側は適宜な圧力に維持される。なお制御ポンプ８の吐出側も逃し通路１４とオリフィス１５により、その吸入側に逃がされていることから、制御ポンプ８の吐出側の圧力は通路２に排出される。
なお、逆止弁５９のクラッキング圧力は、制御ポンプ８の最大燃焼時の吐出圧力以上に設定されるため、燃焼中は逆止弁５９は閉弁状態にあり、燃料（石油）が定差圧ポンプ９の吸入側に戻ることはない。
【符号の説明】
【００４５】
２  燃料供給通路
３  燃料流量制御装置
４  噴射ノズル
６  制御ポンプブロック
７  定差圧ポンプブロック
８  制御ポンプ
９  定差圧ポンプ
１０  リターン通路  
１２  電磁弁
１４  逃し通路
１５  オリフィス
２０  吸入弁
２１  吐出弁
２３  ピストン
２７  電磁コイル
２８  電磁プランジャ
３０  プランジャ作動室
３４  シリンダ
４１  磁気ロッド
４７  接続継手
５４  圧力調整弁
５８  逃し通路
５９  逆止弁
６０  オリフィス
６４  吸入弁
６５  吐出弁
６６  ピストン
６８  電磁コイル
６９  電磁プランジャ
７２  プランジャ作動室
７５  シリンダ
７８  磁気ロッド
８０  吐出継手
８４  空間
８５  弁座
８６  弁体
８７  孔
８８  受圧ピストン
８９  ロッド
９０  ばね
９１  調整ねじ
９２  弁座
９３  通孔
９４  ばねケース
９５  ばね
９６  弁体
【図１】
0005430392.tif 000002
【図２】
0005430392.tif 000003
【図３】
0005430392.tif 000004