特許 6948238 電磁ポンプ及びそれを用いた燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6948238

(24)【登録日】2021年9月22日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】電磁ポンプ及びそれを用いた燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 17/04 20060101AFI20210930BHJP

   F04B 53/10 20060101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   F04B17/04

   F04B53/10 G

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-228963(P2017-228963)

(22)【出願日】2017年11月29日

(65)【公開番号】特開2019-100192(P2019-100192A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2019年7月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000107055

【氏名又は名称】シルバー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084375

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 康夫

(74)【代理人】

【識別番号】100121692

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 勝美

(74)【代理人】

【識別番号】100125221

【弁理士】

【氏名又は名称】水田 愼一

(74)【代理人】

【識別番号】100142077

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 真之

(72)【発明者】

【氏名】平松 直人

(72)【発明者】

【氏名】川西 惠治

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 毅

(72)【発明者】

【氏名】柏木 良斗

【審査官】 上野 力

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１４８７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１４７３７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−２１８０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０９８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２８３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３２５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１０８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２８２１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４０５６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ １７／０４

Ｆ０４Ｂ ５３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入管から吐出管へ液体を供給する駆動電圧ＤＣ２４Ｖの電磁ポンプであって、
吸入管に接続される吸入ジョイントと、吐出管に接続される吐出ジョイントと、前記吸入ジョイントと前記吐出ジョイントとの間に配設された管状のシリンダと、前記シリンダの外側に配設され間欠的に磁力を発生させる電磁コイルと、前記シリンダの内側に配設され前記電磁コイルが発生させた磁力により軸心方向に往復動するプランジャと、前記プランジャを前記吐出ジョイント側に付勢する付勢部と、を備え、
前記プランジャは、前記吸入ジョイント側の端部に設けられて流体を吸引させる吸入逆止弁部と、前記吐出ジョイント側の端部に設けられて前記電磁コイルによる前記プランジャの駆動が停止したときに前記吐出ジョイントへの液体の流れを抑制する閉止弁と、を有し、
前記シリンダの吐出ジョイント側の端部には、前記閉止弁と対になる閉止弁座が設けられ、
前記シリンダの吸入ジョイント側の端部には、前記プランジャに流れる液体を律速する狭隘部が設けられ、
前記吐出ジョイントは、吐出される液体の流量を制御するオリフィス部を有し、
前記狭隘部の通路面積は、前記シリンダの通路面積の４／１００以下であり、前記オリフィス部の通路面積より小さいことを特徴とする電磁ポンプ。

【請求項2】

前記狭隘部は、前記付勢部の受け座と一体的に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁ポンプ。

【請求項3】

前記吸入ジョイントは、前記狭隘部との間に設けられて液体のごみ粒子を濾過するフラットフィルタを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁ポンプ。

【請求項4】

前記電磁コイルは、制御装置から出力された駆動パルス信号で駆動し、
前記駆動パルス信号は、直流矩形波であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電磁ポンプ。

【請求項5】

前記駆動パルス信号の周波数は、商用周波数の約数の倍数以外であることを特徴とする請求項４に記載の電磁ポンプ。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電磁ポンプを使用した燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、暖房や給湯等に用いられる燃焼装置へ液体燃料を供給する電磁ポンプ及びそれを用いた燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、管状のシリンダに内装されたプランジャを、電磁コイルで発生させた磁力の周期的な変化により軸心方向に往復動させて、液体を吸入及び吐出するように構成された電磁ポンプが知られている。この種の電磁ポンプは、例えば、暖房や給湯等に用いられる燃焼装置の配管に付設され、燃焼装置の外部に設置された燃料タンクに貯蔵された灯油等の液体燃料を、燃焼装置の内部に設けられた油タンクに供給する。

【0003】

石油給湯器、温水ルームヒータ用ボイラ、及び石油温風機といった、比較的、燃料を多く消費する燃焼装置では、一般的に、液体燃料を貯蔵する燃料タンクが屋外に設置され、配管を通じて、屋内外の燃焼装置に液体燃料が供給される。また、暖房機器の使用が多い寒冷地では、屋内に設置される石油ファンヒータ（例えば、ＦＦ式石油ファンヒータ）等においても、上記燃焼装置と同様に、屋外の燃料タンクから配管を通じて燃焼装置の油タンクに液体燃料を供給するものが多い。供給方法としては、燃焼装置に対して屋外の燃料タンクが高位置に設置されている場合、又は屋外の燃料タンクが低位置にされる場合でも一旦オイルリフターで高所タンクへ給油された後に、燃焼装置内に設置されたオイルレベラのタンクへ供給される。また、屋外の燃料タンクが低位置の場合には、オイルリフターに代わって、汲み上げ用の電磁ポンプが使われ、燃焼装置内の油タンクに直接給油される（例えば、特許文献１の図４参照）。上記電磁ポンプは、上記配管途中に設けられ、燃焼装置の油タンクに設けられた液面位センサの検知信号に基づいて制御装置から出力された駆動パルス信号に従って駆動する。

【0004】

図６に示すように、屋外に設置された燃料タンク１１１から電磁ポンプ１０１で液体燃料Ｌｆを燃焼装置１１０の油タンク１１０Ｔへ供給する場合、燃料タンク１１１の油面ＬＳが、電磁ポンプ１０１の設置位置よりも高くなることにより、電磁ポンプ１０１に順（プラス）方向のヘッド圧がかかる、いわゆるプラスヘッド配置となることがある。通常、電磁ポンプの吐出口には、電磁ポンプの停止時に、電磁ポンプから液体燃料が燃焼装置側に流出することを防止する逆止弁が設けられている。しかし、逆止弁は、プランジャの往復動で押し出された液体燃料を吐出できるように強くは付勢されていない。一方、燃料タンク１１１の油面ＬＳは２ｍ以上になることもあり、電磁ポンプ１０１には高いヘッド圧がかかり得る。そのため、電磁ポンプが停止しているとき、ヘッド圧によって液体燃料が逆止弁をすり抜けて流出し、燃焼装置の油タンクから溢れ出ることがある。

【0005】

そこで、燃料吐出部内に流体の逆流を規制する逆止弁を設けると共に、プランジャの吸入側端部にプランジャを吐出方向に付勢するバネを設け、プランジャの吐出側端部に、駆動パルス信号が停止された状態で、上記ばねの付勢力で吐出側の燃料通過孔を閉止する閉止弁体を設けた電磁ポンプがある（例えば、特許文献１の図１参照）。この電磁ポンプによれば、バネの付勢力と共に液体燃料のヘッド圧が閉止弁体に加わって、燃料通過孔を成す閉止弁座に閉止弁体を強く押圧するので、プラスヘッド配置となった電磁ポンプの停止中でも、液体燃料の流出を効果的に抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−３９０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

暖房機の使用環境の多様化により、高いヘッド圧に対応した電磁ポンプの要望がある。しかしながら、プラスヘッド圧が高くなると、電磁ポンプに恒常的にかかるヘッド圧によって、プランジャの往復動位置が吐出方向に移動し、電磁ポンプの駆動時にも、プランジャ端部に設けた閉止弁体が、燃料通過孔を構成する閉止弁座に衝突することがある。一般的な電磁ポンプは、商用交流電流（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を半波整流した駆動パルス信号に従って駆動するので、プランジャは毎秒５０回又は６０回の往復動をする。その往復動の度に閉止弁体が閉止弁座に衝突すると、ユーザに不快感を与える振動音が発生する虞がある。特に、石油ファンヒータは、寝室等で用いられるので、それに用いられ得る電磁ポンプにおいては、振動音の発生が少なく優れた静音性が求められる。

【0008】

本発明は、上記課題を解決するものであり、プラスヘッド配置において、液体燃料の流出を効果的に抑制すると共に、駆動時における振動音の発生が少なく静音性に優れた電磁ポンプ及びそれを用いた燃焼装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明は、吸入管から吐出管へ液体を供給する駆動電圧ＤＣ２４Ｖの電磁ポンプであって、吸入管に接続される吸入ジョイントと、吐出管に接続される吐出ジョイントと、前記吸入ジョイントと前記吐出ジョイントとの間に配設された管状のシリンダと、前記シリンダの外側に配設され間欠的に磁力を発生させる電磁コイルと、前記シリンダの内側に配設され前記電磁コイルが発生させた磁力により軸心方向に往復動するプランジャと、前記プランジャを前記吐出ジョイント側に付勢する付勢部と、を備え、前記プランジャは、前記吸入ジョイント側の端部に設けられて流体を吸引させる吸入逆止弁部と、前記吐出ジョイント側の端部に設けられて前記電磁コイルによる前記プランジャの駆動が停止したときに前記吐出ジョイントへの液体の流れを抑制する閉止弁と、を有し、前記シリンダの吐出ジョイント側の端部には、前記閉止弁と対になる閉止弁座が設けられ、前記シリンダの吸入ジョイント側の端部には、前記プランジャに流れる液体を律速する狭隘部が設けられ、前記吐出ジョイントは、吐出される液体の流量を制御するオリフィス部を有し、前記狭隘部の通路面積は、前記シリンダの通路面積の４／１００以下であり、前記オリフィス部の通路面積より小さいことを特徴とする。

【0012】

上記電磁ポンプにおいて、前記狭隘部は、前記付勢部の受け座と一体的に構成されていることが好ましい。

【0013】

上記電磁ポンプにおいて、前記吸入ジョイントは、前記狭隘部との間に設けられて液体のごみ粒子を濾過するフラットフィルタを有することが好ましい。

【0014】

上記電磁ポンプにおいて、前記電磁コイルは、制御装置から出力された駆動パルス信号で駆動し、前記駆動パルス信号は、直流矩形波であることが好ましい。

【0015】

上記電磁ポンプにおいて、前記駆動パルス信号の周波数は、商用周波数の約数の倍数以外であることが好ましい。

【0016】

上記電磁ポンプは、燃焼装置に使用されることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、シリンダの吸入側端部に狭隘部が設けられているので、シリンダ内に流れる液体が律速され、シリンダ内にかかるヘッド圧が低減されるので、電磁ポンプ自体に、プラスヘッド配置によるヘッド圧が恒常的にかかっても、シリンダ内のヘッド圧は抑えられ、プランジャの往復動位置が吐出方向に移動することもない。従って、電磁ポンプの駆動時に、閉止弁が、シリンダの吐出ジョイント側の端部に設けられた閉止弁座と衝突することもなく、駆動時における振動音の発生が少なく静音性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る電磁ポンプがプラスヘッド配置で配置された燃焼装置に適用され、上記電磁ポンプが停止状態にある構成を示す側面図。

【図2】同電磁ポンプの側断面図。

【図3】（ａ）は同電磁ポンプの側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）平面図。

【図4】（ａ）は同電磁ポンプの動作において、往復動作中のプランジャが上死点の位置にある構成を示す側断面図、（ｂ）は同プランジャが下死点の位置にある構成を示す側面図。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る電磁ポンプの側面図。

【図6】一般的な電磁ポンプを使用した燃焼装置がプラスヘッド配置で適用された設置状態を示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の第１の実施形態に係る電磁ポンプについて、図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の電磁ポンプ１は、暖房や給湯等に用いられる燃焼装置、ここでは、屋内に設置される石油ファンヒータ１０の配管（吸入管１０Ａ、吐出管１０Ｂ）に付設される。電磁ポンプ１は、石油ファンヒータ１０に組み込まれており、屋外に設置された燃料タンク１１に貯蔵された灯油等の液体燃料Ｌｆを、吸入管１０Ａと接続された送油管１２を介して、石油ファンヒータ１０の内部に設けられた油タンク１０Ｔに供給する。燃料タンク１１の油面ＬＳは、電磁ポンプ１の設置位置よりも高く、電磁ポンプ１に順（プラス）方向のヘッド圧（プラスヘッド圧）がかかる配置となっている。

【0020】

石油ファンヒータ１０は、油タンク１０Ｔ内に設けられて供給された液体燃料Ｌｆの液面位を検知するセンサ１０Ｓと、センサ１０Ｓが検知した液面位が所定値よりも低くなると、電磁ポンプ１に向けて駆動パルス信号を出力する制御装置１０Ｃと、を有する。電磁ポンプ１は、制御装置１０Ｃから受信した駆動パルス信号に従って駆動し、液体燃料Ｌｆの液面位が所定値になるまで液体燃料Ｌｆを供給する。油タンク１０Ｔには、燃焼部（不図示）へ液体燃料Ｌｆを供給する別途の電磁ポンプ１０Ｐが設けられている。なお、電磁ポンプ１は、上記電磁ポンプ１０Ｐに適用することもできる。

【0021】

図２に示すように、電磁ポンプ１は、吸入管１０Ａ（図１参照）に接続される吸入ジョイント２と、吐出管１０Ｂに接続される吐出ジョイント３と、吸入ジョイント２と吐出ジョイント３との間に配設された管状のシリンダ４と、シリンダ４の外側に配設され制御装置１０Ｃから受信した駆動パルスに従って間欠的に磁力を発生させる電磁コイル５と、シリンダ４の内側に配設され電磁コイル５が発生させた磁力により軸心方向に往復動するプランジャ６と、を備える。

【0022】

吸入ジョイント２は、シリンダ４の下端部に外嵌される吸入筒２１を主体とする。吸入筒２１は、上部に形成された大径部２１ａ及びその下部に一体形成された小径部２１ｂから成る二段構造とされ、大径部２１ａ及び小径部２１ｂを上下方向に貫通する貫通孔２２を有する。小径部２１ｂの外周には、吸入管１０Ａを接続するための雄ねじが形成されている。小径部２１ｂの下端は、吸入管１０Ａを当接液密にし易いように、丸みを帯びた先細り形状となっている（図３（ａ）（ｂ）も参照）。

【0023】

貫通孔２２は、大径部２１ａを貫通する上円筒孔２２ａと、小径部２１ｂを貫通し、大径部２１ａよりも小径の下円筒孔２２ｂと、大径部２１ａと小径部２１ｂとを繋ぐ円錐孔２２ｃと、大径部２１ａの頂面から円形に凹設されたリング嵌合部２２ｄと、を有する。大径部２１ａの上円筒孔２２ａに、シリンダ４が嵌挿される。リング嵌合部２２ｄには、ゴム等の弾性材料からなる環状シール部材２２ｅが嵌め込まれ、環状シール部材２２ｅを介して吸入ジョイント２とシリンダ４とが互いに連結される。

【0024】

吐出ジョイント３は、シリンダ４の上端部に外嵌されて接続される吐出筒３１を主体とする。吐出筒３１の外径は、吸入筒２１の外径よりも小さくなるように構成されている。吐出筒３１は、下部に形成された大径部３１ａ及びその上部に一体形成された小径部３１ｂから成る二段構造とされ、大径部３１ａ及び小径部３１ｂを上下方向に貫通する貫通孔３２を有する。小径部３１ｂの外周には、吐出管１０Ｂを接続するための雄ねじが形成されている。小径部３１ｂの上端は、吐出管１０Ｂを当接液密にし易いように、丸みを帯びた先細り形状となっている。

【0025】

貫通孔３２は、大径部３１ａを貫通する下円筒孔３２ａと、小径部３１ｂを貫通し、大径部３１ａよりも小径の上円筒孔３２ｂと、大径部２１ａの底面から円形に凹設されたリング嵌合部３２ｃと、を有する。大径部３１ａの下円筒孔３２ａに、シリンダ４が嵌挿される。リング嵌合部３２ｃには、環状シール部材３２ｄが嵌め込まれ、環状シール部材３２ｄを介して吐出ジョイント３とシリンダ４とが互いに連結される。

【0026】

吐出ジョイント３は、プランジャ６で吸引した液体（液体燃料Ｌｆ）を、小径部３１ｂの上円筒孔３２ｂへ吐出する吐出逆止弁部３３を有する。吐出逆止弁部３３は、下円筒孔３２ａ及び上円筒孔３２ｂにわたって内嵌される弁ホルダ３３ａと、弁ホルダ３３ａ内の小径部３１ｂ側に内装される円柱状の吐出弁３３ｂと、弁ホルダ３３ａ内の大径部３１ａ側に内嵌され吐出弁３３ｂを受ける吐出弁座３３ｃと、吐出弁３３ｂを吐出弁座３３ｃ側に付勢する吐出弁スプリング３３ｄと、を有する。

【0027】

また、吐出ジョイント３は、小径部３１ｂの上端に、吐出される液体の流量を制御するオリフィス部３４を有する。オリフィス部３４は、中央に設けられた細管３４ａと、細管３４ａから下円筒孔３２ａに向けて広がるように形成された下円錐孔３４ｂと、吐出ジョイント３上端部に向けて広がるように形成された上円錐孔３４ｃと、を有する。

【0028】

電磁コイル５は、非磁性体から成るコイルボビン５１に導電性を有する線材を巻き付けて形成される。コイルボビン５１は、線材が巻き付けされる軸心と、その上下端に夫々設けられた鍔部と、を有する。コイルボビン５１は、シリンダ４との間に隙間が形成されるように、その内径寸法が、シリンダ４の外径寸法より若干大きくなるよう設定される。

【0029】

コイルボビン５１とシリンダ４との間の隙間には、上部及び下部から夫々リング状の磁性体５２、５３が嵌め込まれることで、プランジャ６と共に、その内部が磁路となるように形成されている。各磁性体５２、５３の位置及び長さ寸法は、シリンダ４に外嵌された状態で各先端部が所定の長さだけ離間するように設定され、プランジャ６は、その下端が上記磁性体５３の上端から所定寸法離間した位置となるように設定されている。これにより、電磁コイル５に通電されると、プランジャ６を下方移動させるための磁束が生成される。

【0030】

各磁性体５２、５３には、側面視でコ字状の磁性材料から成るヨーク５４が外嵌されている。ヨーク５４は、外部磁路を形成し、電磁ポンプ１の構造材の一部として機能する（図３（ａ）も参照）。ヨーク５４は、上下に対峙する一対の水平板部５４ａと、一側面でこれら水平板部５４ａに架設された鉛直板部５４ｂと、を有する。上下の水平板部５４ａの中央位置には、磁性体５２、５３に夫々外嵌される貫通孔が形成されている。これらの貫通孔に、磁性体５２、５３を介してシリンダ４が嵌挿される。また、磁性体５２、５３の相反する周縁部には、夫々フランジ５２ａ、５３ａが設けられ、ヨーク５４は、これら上下のフランジ５２ａ、５３ａによって挟持される。

【0031】

電磁コイル５の外周のうち、ヨーク５４の鉛直板部５４ｂを除く４面には、電磁コイル５がシリンダ４を軸として回転しないように、回り止め部５５が取り付けられている（図３（ａ）乃至（ｃ）も参照）。回り止め部５５は、上側の水平板部５４ａの上部に所定の隙間を介して配される上部止板５５ａと、下側の水平板部５４ａの下部に所定の隙間を介して配される下部止板５５ｂと、鉛直板部５４ｂの隣り合う２鉛直面に配される側面板部５５ｃと、を有する。下部止板５５ｂが、水平に配置された板状の取付金具５５ｄとビスで連結され、電磁ポンプ１は取付金具５５ｄを介して石油ファンヒータ１０の所定位置に取り付けられる。

【0032】

コイルボビン５１の上方の鍔部には、外方に向かって突設された端子台５６ａが設けられている。この端子台５６ａには、２本の接続端子５６ｂが設けられ、これらの接続端子５６ｂには、制御装置１０Ｃから出力される駆動パルス信号を伝送するためのリード線が接続される。各接続端子５６ｂには、コイルボビン５１に巻き付けられた線材の両端末が夫々接続され、受信した駆動パルス信号に従って、電磁コイル５が間欠的に励磁される。

【0033】

また、電磁ポンプ１は、プランジャ６を軸心方向に往復動させる付勢部４１（スプリング）を有する。付勢部４１は、シリンダ４に内装され、プランジャ６の底部と、シリンダ４の下端に設けられた狭隘部７（詳細については後述する）との間に圧縮状態で配置され、プランジャ６を上方（吐出ジョイント３側）に向けて押圧する。

【0034】

プランジャ６は、液体を流動させるための略円筒状に形成されており、その外径がシリンダ４の内径より若干小さめに設定される。その内部の吸入ジョイント２側の端部には、プランジャ６の下方移動時に開弁し、上方移動時に閉止し、吸入ジョイント２側から流体を吸引し、吐出ジョイント３側へ流動させる吸入逆止弁部６１が設けられている。吸入逆止弁部６１は、プランジャ６内の吸入ジョイント２側の位置に内装される円柱状の吸入弁６１ａと、プランジャ６の下端部に内嵌され吸入弁６１ａの受け座となる吸入弁座６１ｂと、吸入弁６１ａを吸入弁座６１ｂ側に付勢する吸入弁スプリング６１ｃと、を有する。吸入弁座６１ｂの下端部には、付勢部４１（スプリング）の上端部が保持されている。

【0035】

また、プランジャ６は、吐出ジョイント３側の端部に設けられ、電磁コイル５によるプランジャ６の駆動が停止したとき、吐出ジョイント３への液体の流れを抑制する閉止弁６２ａを有する。シリンダ４内の吐出ジョイント３側の端部には、吐出弁座３３ｃの下面に当接するように、閉止弁座６２ｂが設けられている。閉止弁６２ａは、その内部に側面断面視でＴ字形状となるように形成されたＴ字流路を有し、Ｔ字流路の上部開口は夫々外周方向に開口している。閉止弁座６２ｂは、貫通孔を有する円筒部材であり、その外周において吐出ジョイント３の下円筒孔３２ａに内嵌される中太部と、閉止弁６２ａを受ける下細部と、吐出弁座３３ｃと当接する上細部と、を有する。閉止弁座６２ｂは、上細部が弁ホルダ３３ａに内嵌され、中太部が弁ホルダ３３ａ及びシリンダ４の各縁部によって挟持されることで、吐出ジョイント３の下円筒孔３２ａ内に保持される。

【0036】

また、電磁ポンプ１は、シリンダ４の吸入ジョイント２側の端部に設けられ、プランジャ６に流れる液体の流量を抑制する狭隘部７を有する。狭隘部７は、吸入ジョイント２の上円筒孔２２ａに内嵌され、その上端部がシリンダ４の下縁部に当接している。狭隘部７は、中央に設けられた細管７１と、細管７１から吸入ジョイント２の円錐孔２２ｃに向けて広がるように形成された下円錐孔７２と、シリンダ４内に向けて広がるように形成された上円錐孔７３と、を有する。上円錐孔７３の上部開口は、下円錐孔７２の下部開口よりも小さくなるよう設定されている。

【0037】

また、狭隘部７の上面には、上円錐孔７３の上部開口の周縁が突出した鉢状部７４が設けられており、この鉢状部７４の外周が、付勢部４１（スプリング）の下端部を保持する受け座となる。すなわち、狭隘部７は、付勢部４１の受け座と一体的に構成されている。こうすることで、部材が簡略化され、製造、組み立てが容易になり、生産性を向上させることができる。

【0038】

吸入ジョイント２は、狭隘部７との間に設けられ、液体のごみ粒子を濾過するフラットフィルタ８を有する。フラットフィルタ８の外寸は、吸入ジョイント２の上円筒孔２２ａに内寸に対応するよう設定され、また、フラットフィルタ８の濾過部分は、狭隘部７の下円錐孔７２の下部開口に対応するよう設定される。従来は、吸入ジョイント２に筒状フィルタを内装していたが、吸入ジョイント２が大型化する問題があり、石油ファンヒータ１０といった製品自体に組み込まれる電磁ポンプは小型化が求められている。筒状フィルタはゴミや粉塵の濾過性能は高いものの、必ずしも電磁ポンプ１に内装されている必要はない。本実施形態では、液体の吸入方向と直交するように、フラットフィルタ８を設けることで、簡易な構成で一定の濾過性能を確保すると共に、電磁ポンプ１を小型化することができる。なお、従来の筒状フィルタは、図１に示した送油管１２のいずれかの箇所に設けられていてもよい。

【0039】

上記のように構成された電磁ポンプ１の動作について、図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。まず、制御装置１０Ｃ（図４参照）が電磁ポンプ１に向けて駆動パルス信号を出力すると、駆動パルス信号のオンタイミングで電磁コイル５が励磁されて、磁性体５２、５３間に磁束が発生する。プランジャ６は、磁気吸引力を受けて、付勢部４１の付勢力に抗して下降し、閉止弁６２ａが閉止弁座６２ｂから離れる。このとき、シリンダ４上方における閉止弁座６２ｂ及びプランジャ６の吸入弁６１ａ上端で挟まれた空間（以下、ポンプ室４０Ａ（図４（ｂ）参照））が略真空状態となる。一方、シリンダ４下方におけるプランジャ６下端及び狭隘部７で挟まれた空間４０Ｂが高圧になるので、吸入弁６１ａは、吸入弁スプリング６１ｃの付勢力に抗して吸入弁座６１ｂから離れ、シリンダ４下方の液体が、吸入弁座６１ｂの貫通孔を介してポンプ室４０Ａに供給される。

【0040】

一方、駆動パルス信号のオフタイミングでは、電磁コイル５からの磁束が消えると、付勢部４１の付勢力によって、プランジャ６が下死点から上方に向かって押し上げられる（図４（ａ）参照）。このとき、シリンダ４上方のポンプ室４０Ａ内が昇圧され、吸入弁６１ａは吸入弁座に着座し閉止する。吐出弁３３ｂは上方に押圧され、吐出弁スプリング３３ｄの付勢力に抗して、吐出弁３３ｂが吐出弁座３３ｃから離れ、液体は、オリフィス部３４から吐出管１０Ｂ（図１参照）へ吐出される。

【0041】

駆動パルス信号の周波数（オン・オフタイミング）及び付勢部４１の付勢力は、オフタイミングでプランジャ６が上動して、閉止弁６２ａが閉止弁座６２ｂに当接する前に、次のオンタイミングに切り替わって、プランジャ６が上死点から下動に転じるように、調整される。従って、電磁ポンプ１の通常駆動において、プランジャ６の上端にある閉止弁６２ａは、閉止弁座６２ｂに衝突することなく上下動し、所定流量の液体を吐出管１０Ｂへ吐出することができる。

【0042】

本実施形態において、制御装置１０Ｃから出力され電磁コイルが受信する駆動パルス信号は、直流矩形波であることが好ましい。従来の電磁ポンプは、商用周波数６０又は５０Ｈｚの正弦波を半波整流した駆動パルス信号が用いられてきた。しかしながら、この場合、脈動による振動音、弁の開閉による衝突音が大きく、静音性に問題があった。これに対して、本実施形態では、駆動パルス信号を、直流矩形波とすることで、要求される流量と振動音等の低減を考慮しながら、任意の周波数及びパルス幅を設定することができる。

【0043】

また、上記駆動パルス信号の周波数は、商用周波数の約数の倍数以外であることが好ましい。電磁ポンプ１が設置される機器（石油ファンヒータ１０）には、ファン等の他の動作機器が複数、組み込まれており、それらには商用周波数の６０又は５０Ｈｚで駆動されることが多い。そのため、電磁ポンプを商用周波数と同じか、又はその約数の倍数の周波数で駆動させると、他の動作機器、更には筺体、配管等との間で共振が起こり、騒音の原因になることがあった。これに対して、本実施形態では、商用周波数の約数の倍数以外の周波数で駆動制御することで、６０又ｈ５０Ｈｚの周波数で駆動する他の機器との共振を避け、共振による騒音の発生を抑制することができる。例えば、電圧はＤＣ２４Ｖ、周波数は２３Ｈｚ、パルス幅は１０ｍｓとなる。

【0044】

本実施形態の電磁ポンプ１によれば、シリンダ４の吸入側端部に狭隘部７が設けられているので、シリンダ４内に流れる液体が律速され、シリンダ４内にかかるヘッド圧が低減される。そのため、電磁ポンプ１自体に、通常よりも高いプラスヘッド配置によるヘッド圧が恒常的にかかっても、シリンダ４内のヘッド圧は抑えられ、プランジャ６の往復動位置が吐出方向に移動することもない。従って、電磁ポンプの駆動時に、閉止弁６２ａが閉止弁座６２ｂに衝突することもなく、駆動時における振動音の発生が少なく静音性に優れた電磁ポンプ１を得ることができる。また、狭隘部７は、他の流通経路よりも液体の通路面積が小さいので、シリンダ４への液体の吸入流を律速すると共に、電磁ポンプ１からの吐出流を律速することができ、電磁ポンプ１の吐出流量の精度を向上させることができる。

【0045】

また、電磁ポンプ１は、吸入口に狭隘部７を、吐出口にオリフィス部３４を設けているので、それらの細管の口径を調整することで、吸入流及び吐出流を夫々律速することができ、プランジャ６の往復動が安定し、プランジャ６端部に設けた閉止弁６２ａが閉止弁座６２ｂに衝突することを効果的に抑制することができる。

【0046】

更に詳述すると、吐出口に設けられるオリフィス部３４の通路面積及びその精度は、電磁ポンプ１の吐出流量精度を制御する目的で、プランジャ６の摺動抵抗、吸入逆止弁部６１、吐出逆止弁部３３の閉止性能、及び付勢部４１（スプリング荷重）のバラツキ等といった、吐出口となるオリフィス部３４に至るまでのバラツキを吸収し、シリンダ４内から吐出される液体を律速させて電磁ポンプの吐出流量の調整と精度を得られるように設定される。一方、吸入口に設けされる狭隘部７は、プラスヘッド配置によるヘッド圧が設置条件によって様々となる場合に、その影響を吸収するように、シリンダ４内に流入する液体を律速させて、狭隘部７によってプランジャ６にプラスヘッド圧が直接かからないように設定される。なお、本実施形態では、狭隘部７を別構成としているので、ヘッド圧が設置条件によって異なる場合でも、通路面積が異なる狭隘部７を適宜に交換することで対応することができる。

【0047】

本件出願人らが行った実験によれば、狭隘部７の細管７１の通路面積は、シリンダ４の通路面積の４／１００以下であることが好ましい。なお、ここでいうシリンダ４の通路面積は、シリンダ４の内径に基づく面積であり、付勢部４１やプランジャ６等が内装により狭められる面積を含まないものとする。狭隘部７の細管７１の通路面積を、シリンダ４の通路面積の４／１００以下とすることで、シリンダ４内にかかるヘッド圧を低減し、プランジャ６の往復動位置を吐出方向に移動させないという効果を現実的に得ることができる。なお、例えば、図示した構成において、吸入ジョイント２の下円筒孔２２ｂの内径は、シリンダ４（上円筒孔２２ａ）の内径よりも小さくなっているので、下円筒孔２２ｂは、広義には狭隘部に相当し得るが、本実施形態における狭隘部には含まれない。

【0048】

また、実験によれば、狭隘部７の細管７１の通路面積は、オリフィス部３４の細管の通路面積より小さくなるように設定されることが好ましい。プラスヘッド配置において、吸入側にある狭隘部７を、吐出側にあるオリフィス部３４よりも小径にすることで、プランジャ６の下動時に、シリンダ４下方空間にある流体燃料の一部が、吸入ジョイント２側へ逆流することを抑制できるので、シリンダ４上方のポンプ室内への液体の流入を助成し、要求流量を確保し易くすることができる。

【0049】

制御装置１０Ｃから電磁コイル５へ出力される駆動パルス信号が停止されると、プランジャ６は、付勢部４１の付勢力によって上動し、閉止弁６２ａが閉止弁座６２ｂに当接して、液体の流路が閉止される（図２参照）。また、吐出弁３３ｂが、吐出弁スプリング３３ｄの付勢力により吐出弁座３３ｃに押圧されるので、吐出ジョイント３内部において、液体の流路は、二重に閉止された状態となる。しかも、狭隘部７及び閉止弁６２ａにより、プラスヘッド配置によるヘッド圧は、吐出ジョイント３の吐出弁３３ｂにまでは影響しないので、吐出弁スプリング３３ｄの付勢力は必要最低限であっても、液体が、吐出弁３３ｂをすり抜けて流出することはなく、石油ファンヒータ１０（燃焼装置）の油タンク１０Ｔ（図１参照）から溢れ出ることもない。

【0050】

本発明の第２の実施形態に係る電磁ポンプについて、図５を参照して説明する。本実施形態の電磁ポンプ１は、吸入ジョイント２が、第１吸入ジョイント２Ａ及び第２吸入ジョイント２Ｂから構成されている。また、狭隘部７Ａが、第１吸入ジョイント２Ａと一体化されている。シリンダ４、プランジャ６及び吐出ジョイント３等の他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。

【0051】

第１吸入ジョイント２Ａは、第１吸入筒２１Ａを主体とし、上部に形成された大径部２１ａ、中部に一体形成された中径部２１ｃ、及び下部に一体形成された小径部２１ｂから成る三段構造とされる。狭隘部７Ａは、大径部２１ａを貫通する上円筒孔２２ａと、中径部２１ｃ及び小径部２１ｂを貫通する下円筒孔２２ｂとの間に形成される。大径部２１ａの頂面には円形のリング嵌合部２２ｄが凹設され、このリング嵌合部２２ｄには、環状シール部材２２ｅが嵌め込まれて、環状シール部材２２ｅを介して第１吸入ジョイント２Ａとシリンダ４とが互いに連結される。中径部２１ｃの大径部２１ａ側外周には、第２吸入ジョイント２Ｂと連結するための凹溝部２３が形成されている。

【0052】

第２吸入ジョイント２Ｂは、第２吸入筒２１Ｂを主体とし、上部に形成された大径部２１ｄ及びその下部に一体形成された小径部２１ｅから成る二段構造とされる。また、第２吸入ジョイント２Ｂは、大径部２１ｄを貫通する上円筒孔２２ｆと、小径部２１ｅを貫通して大径部２１ｄよりも小径の下円筒孔２２ｇと、大径部２１ｄと小径部２１ｅとを繋ぐ円錐孔２２ｈと、を有する。上円筒孔２２ｆは、第１吸入ジョイント２Ａの凹溝部２３に設けられた環状シール部材２２ｉを介して第１吸入ジョイント２Ａの中径部２１ｃに外嵌される。

【0053】

上円筒孔２２ｆには、筒状フィルタ８Ａが内装される。筒状フィルタ８Ａは、上面が開口した有底の筒状体８１と、この筒状体８１の内に設けられたメッシュ材８２とから成る。筒状体８１はメッシュ材８２を保持できればよく、その側周面及び底面には複数の液体流入開口（不図示）が形成されている。上記のように構成された筒状フィルタ８Ａは、第１吸入ジョイント２Ａの小径部２１ｂに外嵌される。従って、第２吸入ジョイント２Ｂの上円筒孔２２ｆに流入した液体は、筒状フィルタ８Ａを通過する際に濾過されて、第１吸入ジョイント２Ａの下円筒孔２２ｂに流入する。

【0054】

本実施形態によれば、狭隘部７Ａが、第１吸入ジョイント２Ａと一体化されているので、狭隘部７が別構成であった第１の実施形態に比べて、電磁ポンプ１の組み立て工程が簡略化され、生産性を向上させることができる。また、第２吸入ジョイント２Ｂに筒状フィルタ８Ａを設けたので、フラットフィルタ８を設けた第１の実施形態に比べて、濾過性能を向上させることができる。

【0055】

本発明は、シリンダ４内へのプラスヘッド配置におけるヘッド圧の影響を低減する効果を現実的に得られる意味において、狭隘部７をシリンダ４の吸入側に設けたものであれば、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。また、本発明は、プラスヘッド配置において好適に採用され得るが、電磁ポンプ１の設置位置が、燃料タンクの油面よりも高くなることにより、電磁ポンプに逆（マイナス）方向圧がかかる、いわゆるマイナスヘッド配置、又は燃料タンクの油面と同等で、ヘッド圧がかからない条件でも過不足なく採用される。なお、上記実施形態では、燃焼装置として、屋内に設置される石油ファンヒータを例示したが、例えば、屋外に設置する石油給湯器、温水ルームヒータ用ボイラ等であってもよい。更には、電磁ポンプ１は、燃焼装置に限らず、配管を用いて液体を供給する種々の機器に採用され得る。また、電磁ポンプ１により供給される液体は、灯油等の液体燃料以外の液体であってもよい。

【符号の説明】

【0056】

１ 電磁ポンプ
１０ 石油ファンヒータ（燃焼装置）
１０Ａ 吸入管
１０Ｂ 吐出管
１０Ｃ 制御装置
２ 吸入ジョイント
３ 吐出ジョイント
３３ 吐出逆止弁部
３４ オリフィス部
４ シリンダ
４１ 付勢部
５ 電磁コイル
６ プランジャ
６１ 吸入逆止弁部
６２ａ 閉止弁
７ 狭隘部
８ フラットフィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】