(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入側の高粘度油を加圧して吐出側に送出する容積形ポンプにおいて、
ポンプケイシングに安全弁ケースを装着し、該安全弁ケースの内部に形成される密閉空間と上記ポンプケイシングの上記吐出側との間に嵌着される安全弁ガイドに、上記密閉空間に開口するピストン挿入孔と、上記吐出側から吸入側への連結通路を遮断する周壁と、該周壁の内側から上記ピストン挿入孔に貫通する貫通孔を設け、上記周壁の端部に上記吐出側に開口する弁座を設けると共に上記周壁に内側から上記連絡通路に連通するスリットを設け、上記貫通孔に摺動可能に挿入される弁棒に、上記ピストン挿入孔に挿入される安全弁ピストンと、上記弁座を開閉する安全弁と、上記安全弁を閉鎖する方向に付勢するスプリングの押圧力を受ける安全弁板とを固着し、該安全弁板に、上記スプリングの周囲を被覆するベローズの底壁を固定し、上記密閉空間からシールポット内に接続する分離液管路を設け、上記ベローズの外側から上記シールポットまでの間に低粘度の分離液を封入し、
上記吐出側の圧力がシールポットを介して上記安全弁板に伝達されるように構成したことを特徴とする圧力調整弁付き容積形ポンプ。
【請求項２】
安全弁ピストンの外径は、上記弁座の内径とほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１記載の圧力調整弁付き容積形ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舶用ディーゼル機関に高粘度の低質燃料油を送給する容積形ポンプにおいて、容積形ポンプに設けられる安全弁を圧力調整弁兼安全弁とした容積形ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料油供給用に使用される容積形ポンプの一例として、歯車ポンプＡの概要を図４，図５に基づいて説明すると、ポンプケイシング１は、ケイシング本体２と、ケイシング本体２の一方（図４において右側）に取り付けられるサイドカバー３と、ケイシング本体２の他方に取り付けられる筒状部４ａ付きのサイドカバー４と、サイドカバー３及び４の端部に取り付けられる軸受カバー５及びメカニカルシールカバー６により構成され（図４参照）、ポンプケイシング１の内部に形成される歯車収容室７は吸入口８及び吐出口９につながる（図５参照）。
【０００３】
駆動軸１０に固着される駆動歯車１１と、従動軸１２に固着される駆動歯車１３は歯車収容室７の内部に収容され、相互に噛み合っている。
駆動軸１０は、筒状部４ａを貫通する端部にカプリング１４が設けられ、カプリング１４を介してモータに連結される。
モータの回転により両歯車１１，１３が回転し、吸入口８側の燃料油が吐出口９側に送出される。
【０００４】
燃料油の吐出圧力が所定圧力よりも上昇したときには、吐出口９側に連通する安全弁１５が開弁し、吐出口９側の燃料油の一部分が連絡通路（図示しない）を経由して吸入口８側に戻されるので、燃料油の吐出圧力の異常上昇は瞬時に低下し、危険が防止される。
この安全弁１５は各容積形ポンプＡにそれぞれ設置されている。
【０００５】
船舶の機関室に設置される補機類のうち、用途で規定されている重要な補機は安全上２台設置されていることが義務づけられているので、舶用ディーゼル主機に燃料油を供給するポンプＡも２台設置される。
図６の回路図に示すように、２台の安全弁１５付き容積形ポンプＡ，Ａの吸入口８にそれぞれ接続する吸入側管路１６は、逆止弁付き手動操作開閉弁１７を経由して相互に１本の吸入側管路１６′に接続し、タンク１８につながる。
【０００６】
２台の容積形ポンプＡ，Ａの吐出口９にそれぞれ接続する吐出側管路１９には逆止弁付き手動操作開閉弁２０が設けられ、手動操作開閉弁２０を通過した吐出側管路１９は、舶用ディーゼル主機に燃料油を供給する吐出側管路１９′と、圧力調整弁２１を経由して吸入側管路１６′につながる戻り管路６７に接続し、戻り管路６７には、圧力調整弁２１の故障に備えてバイパス管路２２が設けられ、バイパス管路２２には手動操作開閉弁２３が設けられる（図６参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
船舶の積荷効率を高めるために、機関室は出来るだけ狭小化されなければならないが、現状では配管が複雑であるため機関室の狭小化が妨げられている。
又、舶用ディーゼル機関に使用される燃料油は低質化（高粘度化と粗悪化）の一途を辿り、高い温度に加熱しないと燃料噴射ポンプから噴出できない。
然し、低質の燃料油の温度を高めると、低質の燃料油の粘度調整のためにブレンドした軽質分が蒸発してベーパロック現象を引き起こして燃料油の送給が不可能になるので、ベーパロックを防止するために、燃料油供給回路の全体を加圧回路とする必要があり、又、吐出側管路１９′に設けた圧力調整弁２１やバイパス管路２２に保温装置が必要であり、保温材で被覆されるため点検，修理が大変な作業であった。
本発明はかかる課題を解決することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の圧力調整弁付き容積形ポンプは、
吸入側の高粘度油を加圧して吐出側に送出する容積形ポンプにおいて、
ポンプケイシングに安全弁ケースを装着し、該安全弁ケースの内部に形成される密閉空間と上記ポンプケイシングの上記吐出側との間に嵌着される安全弁ガイドに、上記密閉空間に開口するピストン挿入孔と、上記吐出側から吸入側への連結通路を遮断する周壁と、該周壁の内側から上記ピストン挿入孔に貫通する貫通孔を設け、上記周壁の端部に上記吐出側に開口する弁座を設けると共に上記周壁に内側から上記連絡通路に連通するスリットを設け、上記貫通孔に摺動可能に挿入される弁棒に、上記ピストン挿入孔に挿入される安全弁ピストンと、上記弁座を開閉する安全弁と、上記安全弁を閉鎖する方向に付勢するスプリングの押圧力を受ける安全弁板とを固着し、該安全弁板に、上記スプリングの周囲を被覆するベローズの底壁を固定し、上記密閉空間からシールポット内に接続する分離液管路を設け、上記ベローズの外側から上記シールポットまでの間に低粘度の分離液を封入し、
上記吐出側の圧力がシールポットを介して上記安全弁板に伝達されるように構成したことを特徴とするものである。
安全弁ピストンの外径は、上記弁座の内径とほぼ等しくするとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は、圧力調整弁付き歯車ポンプＡ1 の要部破断正面図であり、従来例の歯車ポンプＡの安全弁１５を圧力調整弁兼安全弁に代えるものであるが、歯車ポンプＡ1 のその他の構成は歯車ポンプＡとほぼ同様であるので、従来例と同一の部品については同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００１０】
圧力調整弁付き歯車ポンプＡ1 は、ポンプケイシング２５の歯車収容室７に連通する吸入口８及び吐出口９が設けられ、駆動軸１０に固着された駆動歯車１１と従動軸１２に固着された従動歯車１３が噛み合った状態で歯車収容室７に収容され、モータにより駆動軸１０が回転すると、吸入口８側の燃料油が吐出口９側に送給されることは従来例と同様である。
【００１１】
ポンプケイシング２５には、吐出口９からポンプケイシング２５の上面に貫通する安全弁ガイド挿入孔２６が設けられる。
安全弁ガイド挿入孔２６の上端部に大径孔部２６ａが形成され、安全弁ガイド挿入孔２６の中間部には、吸入口８に連通する連絡通路２７がつながる。
ポンプケイシング２５の上面に取り付けられるケース本体２９は、下面に環状溝３０が周設され、環状溝３０に挿入されるＯリングがポンプケイシング２５の上面に密接する。
【００１２】
ケース本体２９の上面に環状溝３１が設けられ、環状溝３１にＯリングが挿入され、ケース本体２９の上面にカバー３２が取り付けられ、ケース本体２９とカバー３２に挟圧されるベローズ４７のフランジ４７ａに、環状溝３１内のＯリングが密接する。
ケース本体２９及びカバー３２は、安全弁ケース２８を構成するもので、安全弁ケース２８の内部に密閉空間３３が形成される。
【００１３】
安全弁ガイド挿入孔２６に嵌着される安全弁ガイド３４は、上端部に、大径孔部２６ａの側壁面に当接する鍔部３５が設けられ、上端面に底付きのピストン挿入孔３６が設けられ、ピストン挿入孔３６の底壁を構成する隔壁３７の下方に、連絡通路２７を遮断する周壁３８が設けられ、隔壁３７には、ピストン挿入孔３６から周壁３８の内部に貫通する貫通孔３９が設けられ、周壁３８の下端部には、安全弁ガイド挿入孔２６の内面に密着する弁座４０が設けられる。
【００１４】
周壁３８の外周面に環状溝４１が周設され、環状溝４１に挿入されるＯリングが安全弁ガイド挿入孔２６に密接する。
周壁３８には、内壁面から連絡通路２７に連通するスリット（図示しない）が設けられる。
【００１５】
安全弁の弁棒４２は、中間部に形成される大径軸部４２ａが、貫通孔３７に挿入される。
弁棒４１には大径軸部４２ａの下方に、安全弁ホルダ４３と、弁座４０を開閉する安全弁４４が装着され、弁棒４１の下端部に設けられた雄ねじに螺着されるナット４５により、安全弁ホルダ４３及び安全弁４４が固定される。
【００１６】
弁棒４１には大径軸部４２ａの上方に、弁座４０の内径とほぼ同寸法の外径を有する安全弁ピストン４６が装着され、安全弁ピストン４６に上部に設けられた鍔部４６ａの上にベローズ４７の底壁４７ｂが載置され、ベローズ４７の底壁４７ｂの上に安全弁板４８が載置され、更にその上にリング４９が載置され、弁棒４１の上端に設けられた雄ねじに螺合するナット５０により、安全弁ピストン４６，ベローズ４７の底壁，安全弁板４８及びリング４９が固定されると共に、ベローズ４７の底壁４７ｂが安全弁板４８及び安全弁ピストン４６に挟圧され、密閉される。
【００１７】
カバー３２に設けられたねじ孔５１に調整ねじ５２が螺合し、調整ねじ５２の先端に押されるスプリング受け５３と安全弁板４８との間にスプリング５４が挿入される。
従って、スプリング５４は安全弁４４を閉鎖する方向に付勢し、その付勢力は調整ねじ５２により調整することができる。
【００１８】
リング４９はスプリング５４の位置ずれを規制するものであり、ベローズ４７は、上部のフランジ４７ａがケース本体２９の上面のＯリングに密接し、底壁４７ｂが安全弁ピストン４６の鍔部４６ａに密接するので、スプリング５４を外側から密閉被覆し、後述するシールポット５７及び安全弁の密閉空間３３に封入される分離液が外へ漏出しないようになっている。
【００１９】
ポンプケイシング２５には、大径孔部２６ａからポンプケイシング２５の外面に貫通する孔５５が設けられ、孔５５に設けられたねじ孔に螺合する管継手（図示しない）に分離液管路５６の一端が接続し（図１参照）、分離液管路５６の他端はシールポット５７の上方からシールポット５７の内部に挿入され、管継手５８により固定され（図２参照）、ベローズの外側からシールポット５７までの間に、例えばエチレングリコール等の低粘度の分離液が封入される。
低粘度の分離液は、圧力調整弁Ｂの内部が低質の燃料油によって汚染されるのを防止する効果がある。
【００２０】
ポンプケイシング２５の吐出口９に設けられた孔５９に接続する枝管路６０の端部が、４方向に分岐管を有する接続管６１の右側の分岐管に接続し、接続管６１の上方の分岐管に接続された管路６２がシールポット５７の下方からシールポット５７の内部に挿入され、管継手６３により固定される（図２参照）。
従って、吐出口９側の加圧された燃料油が枝管路６０を介してシールポット５７の内部の分離液に伝達される。
以上により歯車ポンプＡ1 の圧力調整弁Ｂが構成される。
【００２１】
接続管６１の左側の分岐管は圧力計につながり、接続管６１の下側の分岐管が戻り管６５に接続し、戻り管６５の途中に常時開のオリフィス６６が設けられ、２台の歯車ポンプＡ1 の戻り管６５が合流して吸入側管路１６′に接続しているので（図３参照）、吐出口９側の燃料油が少量づつ吸入側管路１６′に戻される。
歯車ポンプＡ1 を運転中に吐出側の何れかの弁が閉鎖されていると、圧力調整弁Ｂが作動し、歯車ポンプＡ1 内の油温が上昇するので、油温が限界以上に上昇しないようにするため、オリフィス６６から微量の油を吸入側管路１６′に戻す。  ２台の歯車ポンプＡ1 の吐出口９に接続する吐出側管路１９は、逆止弁付き手動操作開閉弁２０を通過した後に１本の吐出側管路６４にまとめられ（図３参照）、舶用ディーゼル機関に送給される。
【００２２】
以上のように構成された圧力調整弁付き歯車ポンプＡ１の作用を説明すると、モータにより駆動軸１０が回転すると、駆動歯車１１と従動歯車１３が噛み合った状態で回転し、吸入口８側の燃料油が加圧されて吐出口９側に送給される。
吐出口９側の吐出圧力により、直接に安全弁板４８を上方に加圧する圧力と、シールポット５７の分離液を介して安全弁板４８を上方に加圧する圧力が生じる。
【００２３】
安全弁板４８の加圧面積は、安全弁板４８の全面積から安全弁ピストン４６の面積を除いた範囲である。
一方、安全弁板４８の加圧面積は弁座４０の内側の面積であり、安全弁ピストン４６の外径と弁座４０の内径をほぼ等しくしているので、安全弁ピストン４６の面積とほぼ等しい。
【００２４】
上方加圧力がスプリング５４の押圧力よりも僅かに高くなると、安全弁板４８と共に弁棒４２及び安全弁ピストン４６が僅かに上昇し、安全弁４４が弁座４０を僅かに開くので、吐出口９側の燃料油が安全弁４４と弁座４０との隙間を通って安全弁ガイド３４の周壁３８の内側に流入し、安全弁４４を上方に加圧する力が殆どなくなると共に、貫通孔３９と弁棒４２との隙間を通過して安全弁ピストン４６を上方に押圧する力が生じ、周壁３８内に侵入した燃料油は周壁３８のスリットから連絡通路２７に流出する。
【００２５】
このときの開弁量が僅かであるので、周壁３８のスリットから連絡通路２７に流出する量も僅かづつである。
又、開弁時において上方に加圧力を受ける面積は、安全弁板４８の全面積にほぼ等しくなり、安全弁４４が開閉しても上方加圧力は殆ど変化はないので、安全弁４４は衝撃やハンチング現象を受けることなく、安定した状態で開閉し、燃料油の吐出圧力の変動に対して敏感に且つバランスよく反応する圧力調整弁として働く。
【００２６】
燃料油の吐出圧力が急激に大きく上昇したときには、安全弁４４を上方に押し上げる力が急激に増大し、安全弁４４が大きく上昇して大量の燃料油が安全弁ガイド３４の周壁３８の内側に流入するが、安全弁４４の上昇量が大きいときには周壁３８のスリットから連絡通路２７に流出する量も多くなるので、急激な圧力上昇を瞬時に調整する安全弁として働く。
【００２７】
以上のように、歯車ポンプＡ1 に設けた圧力調整弁Ｂは、安全弁と圧力調整弁とを兼用するので、吐出側の管路１９に圧力調整弁を別に設置する必要がなくなり、２台の歯車ポンプＡ1 にそれぞれ圧力調整弁Ｂが設けられるので、従来のように圧力調整弁２１の故障に備えたバイパス管路２２を設ける必要もない。
従って、燃料油を送給する回路を、図３に示すように簡単にすることができ、機関室内の狭隘な空間に配管工事を行うことが容易になり、ベーパロックを防止するための配管の保温工事も容易になり、容積形ポンプの艤装工事の全体費用を安価にすることができる。
又、点検・修理などの工事も容易になる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
(1) 燃料油を送給する回路が簡単になり、機関室内の狭隘な空間に配管工事を行うことが容易になる。
(2) ベーパロックを防止するための配管の保温工事も容易になり、容積形ポンプの艤装工事の全体費用を安価にすることができる。
(3) 点検・修理などの工事も容易になる。
(4) 分離液を使用することにより、圧力調整弁の内部が低質の燃料油で汚染されない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力調整弁付き歯車ポンプの要部破断正面図である。
【図２】シールポットの構造を示す一部破断正面図である。
【図３】本発明の圧力調整弁付き歯車ポンプを設置した場合の燃料油送給の回路図である。
【図４】燃料油供給用の歯車ポンプの一例を示す要部破断正面図である。
【図５】図４の歯車ポンプの安全弁及びその周辺を示す要部破断側面図である。
【図６】図４の歯車ポンプを設置した場合の燃料油送給の回路図である。
【符号の説明】
Ａ1                 圧力調整弁付き歯車ポンプ
７                  歯車収容室
８                  吸入口
９                  吐出口
１６，１６′        吸入側管路
１９                吐出側管路
２５                ポンプケイシング
２６                安全弁ガイド挿入孔
２７                連絡通路
２８                安全弁ケース
３３                密閉空間
３４                安全弁ガイド
３６                ピストン挿入孔
３８                周壁
３９                貫通孔
４０                弁座
４２                弁棒
４４                安全弁
４６                安全弁ピストン
４７                ベローズ
４８                安全弁板
５４                スプリング
５６                分離液管路
５７                シールポット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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