(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を燃焼部へ供給する燃料供給装置において、
前記液体燃料をタンクから吸い上げるポンプと前記ポンプで吸い上げた前記液体燃料を前記燃焼部へ供給するノズルとの間を接続する配管の途中に前記ポンプの停止動作に同期して前記配管内の前記液体燃料を吸引する吸引装置を備え、
前記吸引装置は、前記配管に連通された空間の一部が可動壁によって仕切られている可変容量室と、前記ポンプの停止後の所定時間だけ通電されることにより前記可変容量室の容積が大きくなる方向に前記可動壁を付勢するソレノイドと、前記ソレノイドの可動鉄芯を前記可変容量室の容積が小さくなる方向へ常時付勢するスプリングとを備えていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記ソレノイドは、通電時に、前記可動鉄芯が固定鉄芯に吸着した状態となることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記可変容量室の前記可動壁は、ダイヤフラムであることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記ダイヤフラムは、弾性を有するゴム製であることを特徴とする請求項３記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記ダイヤフラムは、補強繊維によって補強されていることを特徴とする請求項４記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記ダイヤフラムは、合成樹脂の薄膜を用いたことを特徴とする請求項３記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記可変容量室は、前記可動壁が金属薄膜を用いたダイヤフラムであり、前記ダイヤフラムは、前記ソレノイドによる前記可変容量室の容積変化とは逆方向に変位する剛性を有していることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記可変容量室を燃料が通過するように設けられた配管接続部を備えていることを特徴とする請求項１または７記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記配管接続部は、燃料の入口側を横方向に配置し、出口側を上方向に配置したことを特徴とする請求項８記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記吸引装置は、前記ポンプが停止してから所定時間経過後に前記配管内の前記液体燃料を吸引するよう動作することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料供給装置に関し、特に石油ファンヒータなどの暖房装置に用いられ、液体燃料を燃焼部へ供給する燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油ファンヒータは、石油タンク内の灯油を電磁ポンプで吸い上げ、それを銅配管にて気化器のノズルに圧送し、そこから灯油を滴下させ、それを蒸発させて着火させることにより燃焼させている。
【０００３】
石油ファンヒータの運転を停止するときは、灯油を気化器へ送るための電磁ポンプを停止して、灯油の供給を止めることで消火する。ところが、燃焼部分の気化器のノズルは、灯油が供給されている間は灯油によって冷却されているが、電磁ポンプの停止直後は燃焼部分の余熱によってノズルの部分および配管が加熱され、そこに充満されている灯油が膨張して、ノズルから滴下する場合がある。このとき、燃焼部分は消火しているが、高温のままであるため、その滴下された灯油が燃えずに蒸発し、ファンによって送風されてきた空気とともに室内に吐き出される。これが、消火時の不快な匂いの原因となっている。
【０００４】
このような匂いが出ないようにするため、従来では、ノズルの直近に電磁弁を設け、消火時にその電磁弁を閉じることにより、加熱された配管内の灯油がノズルへ行かないようにして、ノズルから燃焼部分への灯油の滴下を防ぐことが行われている。
【０００５】
また、電磁ポンプとノズルとの間に３方電磁弁を設け、電磁ポンプから供給された灯油を、一方はノズルに送り、他方は石油タンクへ戻すように配管することも行われている。この場合、運転中は、３方電磁弁を通電することにより灯油の通路をノズル側へ切り換えて、灯油をノズルへ供給するようにし、停止時には、３方電磁弁の通電を止めて電磁ポンプから圧送されてきた灯油を石油タンクへ戻すように灯油の通路を切り換えることで、消火後にノズルから灯油が滴下しないようにしている。これにより、消火時における異臭発生を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノズルの直近に電磁弁を設けて消火時に配管を閉じるようにした構成では、電磁ポンプが動作不良になった場合、電磁弁を止めたときに電磁ポンプの出口圧力が異常に上昇することがあるが、その場合に圧力を逃がしてやるための機構が必要になる。
【０００７】
また、３方電磁弁を設ける構成においては、３方電磁弁から石油タンクへ戻すための配管が必要になり、コストが高くなる。
さらに、従来のいずれの構成においても、たとえ電磁弁が閉じたとしても、電磁弁から先のノズルまでの間の配管の中にはまだ灯油が残っており、しかも電磁弁が閉じた直後はその配管が加熱されることから、その中の灯油はノズルから滴れてしまい、異臭を完全に止めることができないという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電磁ポンプを停止したときにノズルから配管内に残っている燃料が滴れ落ちないようにした燃料供給装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、液体燃料を燃焼部へ供給する燃料供給装置において、前記液体燃料をタンクから吸い上げるポンプと前記ポンプで吸い上げた前記液体燃料を前記燃焼部へ供給するノズルとの間を接続する配管の途中に前記ポンプの停止動作に同期して前記配管内の前記液体燃料を吸引する吸引装置を備え、前記吸引装置は、前記配管に連通された空間の一部が可動壁によって仕切られている可変容量室と、前記ポンプの停止後の所定時間だけ通電されることにより前記可変容量室の容積が大きくなる方向に前記可動壁を付勢するソレノイドと、前記ソレノイドの可動鉄芯を前記可変容量室の容積が小さくなる方向へ常時付勢するスプリングとを備えていることを特徴とする燃料供給装置が提供される。
【００１０】
このような燃料供給装置によれば、ポンプを停止した後に、ソレノイドが所定時間だけ通電されて吸引装置がポンプとノズルとの間にある液体燃料を吸引する。これにより、ノズル内の燃料が電磁ポンプ側へ戻され、ノズルから燃料が出てしまうのを完全に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、石油ファンヒータに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明による燃料供給装置の構成を示す図である。
燃料供給装置は、石油タンク１から灯油を吸い上げる電磁ポンプ２と、この電磁ポンプ２の出口を気化器のノズル３に接続する銅製の配管４と、この配管４の途中に設けた電磁吸引装置５とから構成される。
【００１３】
石油ファンヒータの運転中は、電磁ポンプ２により石油タンク１に貯蔵された灯油を吸い上げ、配管４を介してノズル３に供給する。これにより、ノズル３からは灯油が石油ファンヒータの燃焼部分の中に噴霧され、燃焼する。このとき、電磁吸引装置５は通電されておらず、吸引待機状態にある。
【００１４】
一方、石油ファンヒータの運転を止めるときは、電磁ポンプ２を停止すると同時に電磁吸引装置５が所定時間だけ通電される。これにより、電磁吸引装置５は、瞬間的に吸引待機状態から吸引状態に移行し、電磁ポンプ２とノズル３との間の配管４内にある灯油の一部を電磁吸引装置５へ吸引する。したがって、電磁ポンプ２とノズル３との間の配管４内の圧力が大気圧より低くなるため、ノズル３内に残っている灯油は電磁ポンプ２の側へ戻され、ノズル３から灯油が出てしまうことがなくなる。
【００１５】
図２は第１の関連技術に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。
この電磁吸引装置５において、中央にはシリンダ１１が配置され、その中に、可動鉄芯１２が軸線方向に往復動自在に挿通されている。また、シリンダ１１の内壁には、固定鉄芯１３が固着され、シリンダ１１の外側には電磁コイル１４が配置されて、ソレノイドを構成している。固定鉄芯１３は、その軸線位置に貫通孔が設けられており、可動鉄芯１２の下端部に固定されたシャフト１５が嵌挿されている。シャフト１５の下端部は、ピストン１６が固定されており、このピストン１６にダイヤフラム１７が設けられている。このダイヤフラム１７は、配管接続ポート１８を介して配管４に連通する空間を仕切っており、可変容量室１９を構成している。可変容量室１９には、ピストン１６をシャフト１５の方へ常時付勢するスプリング２０が配置されている。また、ピストン１６の下端には、ピストン１６が配管接続ポート１８の方向へ移動したときに配管接続ポート１８を閉止しないように移動を制限するストッパ２１が一体に形成されている。
【００１６】
ダイヤフラム１７は、たとえば布などの補強繊維が入っていて強度が補強されたゴムとすることができる。または、ダイヤフラム１７は、材質としてポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドなどの合成樹脂を用いた薄膜、あるいはポリテトラフルオロエチレンを表面に被着したポリイミド樹脂の薄膜を用いてもよい。
【００１７】
各構成要素の図示の位置は、石油ファンヒータが運転中のときの状態を示している。この運転状態では、電磁コイル１４は通電されている。これにより、可動鉄芯１２は固定鉄芯１３へ吸引され、シャフト１５を介してピストン１６をストッパ２１が可変容量室１９の内壁面に当接するまでスプリング２０の付勢力に抗して配管接続ポート１８の側へ移動させる。このとき、ピストン１６とともに、ダイヤフラム１７の中央部が配管接続ポート１８の側へ変位されるため、可変容量室１９の空間容積は最少になっている。
【００１８】
図３は第１の関連技術に係る電磁吸引装置の非通電時における内部構成を示す断面図である。
石油ファンヒータの消火時には、電磁ポンプ２を停止させると同時に、電磁吸引装置５の電磁コイル１４を非通電状態にする。これにより、ソレノイドは消勢され、図示のように、ピストン１６はスプリング２０の付勢力により、シャフト１５の側へ移動される。これと共に、ダイヤフラム１７の中央部がソレノイド側へ変位され、可変容量室１９の空間容積は大きくなる。このため、電磁ポンプ２とノズル３との間の配管４内の灯油の一部が配管接続ポート１８を介して可変容量室１９の中に吸引されるようになる。灯油は非圧縮流体であるため、配管４内の灯油を少しでも吸引することにより、配管４の中の圧力は大気圧よりも低くなり、ノズル３の中に残っている灯油を電磁ポンプ２の側へ戻すことになって、消火時にノズル３から灯油が漏れ出ることはなくなる。したがって、灯油のガス化した未燃物質が放出されることがなくなるため、異臭の出ない石油ファンヒータを実現することができる。
【００１９】
図４は第２の関連技術に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。なお、この図４において、図２に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２０】
この実施の形態によれば、ピストン１６の配管接続ポート１８側への移動を制限するストッパはなく、ソレノイドの通電時に可動鉄芯１２が固定鉄芯１３に当接することによってピストン１６の移動を制限している。このとき、ピストン１６は、配管接続ポート１８との間に隙間がある状態で停止している。
【００２１】
これにより、通電時は、可動鉄芯１２は固定鉄芯１３に密着した状態になり、可動鉄芯１２の吸引力が非常に大きくなる。ところで、ダイヤフラム１７の受圧面積は大きいため、電磁ポンプ２の動作中はその吐出圧力によってダイヤフラム１７に大きな圧力が加わり、ダイヤフラム１７をソレノイド側へ変位させようとする。しかし、電磁ポンプ２を起動する前に、あらかじめ電磁吸引装置５に通電して可動鉄芯１２を固定鉄芯１３に密着させておくことで、その大きな吸引力により、電磁ポンプ２の起動後にその吐出圧力でダイヤフラム１７がソレノイド側へ変位することはない。
【００２２】
図５は第１の実施の形態に係る電磁吸引装置の非通電時における内部構成を示す断面図である。なお、この図５において、図２に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２３】
この実施の形態によれば、この電磁吸引装置５は、可変容量室１９を灯油が真っ直ぐ通過するように横方向に対向して２つの配管接続ポート１８を設け、電磁ポンプ２とノズル３との間の配管４に介挿配置する構造にしてある。また、この電磁吸引装置５は、可動鉄芯１２を固定鉄芯１３とピストン１６との中間位置に配置し、電磁コイル１４の通電時にピストン１６を図の下方向に吸引して可変容量室１９の容積を増やす方向へダイヤフラム１７を付勢する形にしてある。また、可動鉄芯１２と固定鉄芯１３との対向する部分、図示の例では、可動鉄芯１２の側にスプリング収納部２２を設け、そこにスプリング２３を収容している。このスプリング２３は、ピストン１６に設けられたスプリング２０よりも強いばね力を有し、図示のような非通電時の状態では、ピストン１６のストッパ２１が可変容量室１９の内壁に当接するまで可動鉄芯１２およびピストン１６を付勢している。
【００２４】
ここで、電磁ポンプ２が動作しているとき、この電磁吸引装置５は、非通電状態になっており、したがって、ダイヤフラム１７はスプリング２３の付勢力によって可変容量室１９の容積が最も小さい状態に維持されている。
【００２５】
次に、消火時における電磁吸引装置５の動作について説明する。
図６は第１の実施の形態に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。
【００２６】
石油ファンヒータの消火時には、電磁ポンプ２を停止させると同時または一瞬遅らせて、電磁吸引装置５の電磁コイル１４を通電状態にする。これにより、ソレノイドは励磁され、図示のように、可動鉄芯１２が固定鉄芯１３に吸引され、ピストン１６はソレノイドの吸引力およびスプリング２０の付勢力により、可動鉄芯１２の側へ移動される。これと共に、ダイヤフラム１７の中央部がソレノイド側へ変位され、可変容量室１９の空間容積を大きくする。これにより、配管４内の灯油が可変容量室１９内に吸引されるため、配管４の中の圧力は大気圧よりも低くなり、ノズル３の中に残っている灯油が配管４内へ戻されて、消火時にノズル３から灯油が漏れ出ることはなくなる。
【００２７】
石油ファンヒータは、消火後でも、送風ファンを運転し続け、燃焼部分が冷却される所定時間経過後に、送風ファンを停止する。この電磁吸引装置５も、送風ファンによる燃焼部分の冷却によってノズル３の温度が低下する所定時間、たとえば電磁ポンプ２を停止してから１〜２分程度時間が経過した後に通電を止めるようにする。
【００２８】
電磁吸引装置５が非通電状態になると、可動鉄芯１２内のスプリング２３の作用により、次第に、図５に示した状態に復帰する。
このように、電磁吸引装置５は、電磁ポンプ２の停止直後の所定時間だけしか通電されないため、電磁吸引装置５を設けたことによる消費電力の増加はほとんどない。
【００２９】
図７は第２の実施の形態に係る電磁吸引装置の非通電時における内部構成を示す断面図である。なお、この図７において、図５に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３０】
この実施の形態によれば、この電磁吸引装置５は、電磁ポンプ２からの灯油を可変容量室１９に導入する導入配管接続ポート２４を横方向に設け、可変容量室１９からノズル３へ向けて灯油を導出する導出配管接続ポート２５を上方向に設け、電磁ポンプ２とノズル３との間の配管４に介挿配置する構造にしてある。
【００３１】
また、この電磁吸引装置５は、ダイヤフラム１７の可変容量室１９側には、ダイヤフラム１７の変位方向に複数の脚部が周設されたディスク２６が配置され、スプリング２０は、そのディスク２６を介してソレノイドの方向に付勢している。ソレノイドは、固定鉄芯１３に設けられたスプリング収納部２２に設けられたスプリング２３によって可動鉄芯１２がダイヤフラム１７を付勢している。このスプリング２３は、可変容量室１９内のスプリング２０よりも強いばね力を有しているため、図示のような非通電時の状態では、ディスク２６の脚部の先端がその進退運動方向に形成された可変容量室１９内の段差部に当接するまで可動鉄芯１２を付勢して、可変容量室１９内の空間容積は最少にしている。そして、ダイヤフラム１７を境界とする可変容量室１９とソレノイドとの間は、Ｏリング２７によってシールされている。
【００３２】
ここで、石油ファンヒータの使用前または石油タンク１内の灯油がなくなってくると、配管４内に空気が入っているまたは入り込んでくる場合があるが、そのような場合、導入配管接続ポート２４を横方向に設けたことにより、可変容量室１９の灯油導入側の空気は、圧送されてくる灯油によって可変容量室１９に留まることなくスムーズに流れることが分かった。また、空気は灯油よりも軽いため、導出配管接続ポート２５を上方向に設けたことにより、可変容量室１９内の空気はスムーズに流出することができる。
【００３３】
ここで、電磁ポンプ２が動作しているとき、この電磁吸引装置５は、非通電状態になっており、したがって、ダイヤフラム１７はスプリング２３の付勢力により可動鉄芯１２を介して押されているため、可変容量室１９の容積が最も小さい状態に維持されている。
【００３４】
次に、消火時における電磁吸引装置５の動作について説明する。
図８は第２の実施の形態に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図、図９は消火時における電磁吸引装置の動作を示すタイムチャートである。
【００３５】
石油ファンヒータの消火時に、電磁ポンプ２を停止させるが、図９に示したように、電磁ポンプ２の停止時刻ｔ０から所定時間経過した時刻ｔ１にて電磁吸引装置５の電磁コイル１４が通電状態にされる。この電磁ポンプ２の停止時刻ｔ０から電磁コイル１４を通電状態にする時刻ｔ１までの時間は、たとえば０〜１０秒程度に設定され、好ましくは、１〜５秒にすると、消火時における異臭の低減効果が大きいことが分かった。
【００３６】
電磁コイル１４が通電状態にされると、ソレノイドは励磁され、図８に示したように、可動鉄芯１２がスプリング２３の付勢力に抗して固定鉄芯１３に吸引される。すると、ダイヤフラム１７は、スプリング２０の付勢力によりディスク２６を介して可動鉄芯１２の側へ移動され、中央部がソレノイド側へ変位される。これにより、可変容量室１９の空間容積が大きくなって、配管４内の灯油が可変容量室１９内に吸引されるため、配管４の中の圧力は大気圧よりも低くなり、ノズル３の中に残っている灯油が配管４内へ戻されて、ノズル３からの灯油の滴下がなくなる。
【００３７】
その後、電磁ポンプ２が停止されてから燃焼部分が十分に冷却される、たとえば１〜２分経過した時刻ｔ２にて電磁吸引装置５の電磁コイル１４への通電が止められる。電磁吸引装置５が非通電状態になると、固定鉄芯１３内のスプリング２３の作用により、次第に、図７に示した状態に復帰する。
【００３８】
以上、本発明をその好適な実施の形態について説明したが、本発明はこの特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。
【００３９】
たとえば、上記の実施の形態では、ダイヤフラムの材質に弾性を有する材料を用いたが、ベリリウムやステンレスなどの金属薄膜を用いてもよい。なお、ダイヤフラムに金属薄膜を用いる場合は、ダイヤフラム自体の剛性を利用し、非通電時に可変容量室の容積を増やす方向へ付勢するスプリング２０、または容積を減らす方向へ付勢するスプリング２３を省くように構成することもできる。
【００４０】
また、電磁吸引装置を実際に配管４に取り付ける場合は、可変容量室を上方に位置させた状態で取り付けられる。これにより、たとえ可変容量室に空気が混入したとしても、そこに空気が溜まらないため、電磁吸引装置の燃料吸引力を損ねることがない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、電磁ポンプとノズルとの間の配管に吸引装置を設置し、電磁ポンプの停止と同時に配管内の燃料を吸引する構成にした。これにより、電磁ポンプの停止時にノズル内に残っていた燃料が電磁ポンプ側へ戻され、ノズルから滴下することがなくなり、消火時にガス化した未燃燃料による不快な異臭を発生することがなくなる。
【００４２】
また、配管に電磁吸引装置を設置するだけでよいので、３方電磁弁やタンクへの戻り配管などが不要なため、構成が簡単であり、燃料供給装置のコストを抑えることができる。
【００４３】
さらに、電磁ポンプの停止後だけ燃料を電磁力で吸引するようにしたので、運転中の消費電力は増えることはなく、電磁吸引装置を取り付けていなかった従来の場合と同じである。電磁ポンプが停止した後は、電磁ポンプの電力の大きさを電磁吸引装置の電力に振り向けることができるので、最大消費電力が上がることもない。
【００４４】
また、燃料の入口側を横方向に配置し、出口側を上方向に配置したことにより、電磁吸引装置を通過する空気の抜けがよくなり、配管内の空気を短時間で通過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による燃料供給装置の構成を示す図である。
【図２】  第１の関連技術に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。
【図３】  第１の関連技術に係る電磁吸引装置の非通電時における内部構成を示す断面図である。
【図４】  第２の関連技術に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。
【図５】  第１の実施の形態に係る電磁吸引装置の非通電時における内部構成を示す断面図である。
【図６】  第１の実施の形態に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。
【図７】  第２の実施の形態に係る電磁吸引装置の非通電時における内部構成を示す断面図である。
【図８】  第２の実施の形態に係る電磁吸引装置の通電時における内部構成を示す断面図である。
【図９】  消火時における電磁吸引装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  石油タンク
２  電磁ポンプ
３  ノズル
４  配管
５  電磁吸引装置
１１  シリンダ
１２  可動鉄芯
１３  固定鉄芯
１４  電磁コイル
１５  シャフト
１６  ピストン
１７  ダイヤフラム
１８  配管接続ポート
１９  可変容量室
２０  スプリング
２１  ストッパ
２２  スプリング収納部
２３  スプリング
２４  導入配管接続ポート
２５  導出配管接続ポート
２６  ディスク
２７  Ｏリング
【図１】
0003871505.tif 000002
【図２】
0003871505.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003871505.tif 000005
【図５】
0003871505.tif 000006
【図６】
0003871505.tif 000007
【図７】
0003871505.tif 000008
【図８】
0003871505.tif 000009
【図９】
0003871505.tif 000010