JPH0238191Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は圧送された流体を開口から噴射する噴
射量可変ノズルに関する。

［従来の技術］ 乾燥機や給湯器等に用いられるバーナには、供
給された燃料を開口から噴射するための噴射ノズ
ルが設けられており、バーナの燃焼量はノズルか
らの燃料噴射量すなわち供給する燃料の圧力を調
節することで制御されている。

この種の燃料供給には、回転駆動源を必要とせ
ず、駆動周波数を変化させることで燃料圧力即ち
燃料供給量の調節が可能な電磁式ポンプが一般に
使用されている。

しかしながら、電磁式ポンプは電磁コイルへの
通電を断続的に行つて燃料を供給するという構造
上、燃料供給量が少ない場合すなわち駆動周波数
が低い場合には脈流を起し易い。さらに、駆動周
波数の変化に対し燃料供給量が急激に変化し、一
時的に燃料供給量が不安定となる。このため電磁
式ポンプの駆動周波数変化によつて燃料供給量を
調節するという従来の制御手段では、連続する安
定した燃料噴射量調節がなされにくいという問題
がある。さらに燃料供給圧力が高い場合すなわち
大燃焼時には噴霧される燃料粒子が細かくなり燃
えやすくなる反面、燃料供給圧力が低い場合すな
わち小燃焼時には噴霧される燃料粒子が大きくな
り不完全燃焼を起しやすいという欠点がある。

また電磁式ポンプは低駆動周波数時に騒音を発
生し易いため、これをストーブやフアンヒータに
用いた場合には遮音材を設ける必要があり、さら
に駆動周波数を変化させるための発振装置等、他
の補助装置が必要であり、総じて高価なものにな
るという欠点もあつた。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は上記事実を考慮し、簡単な構造で少噴
射量状態から大噴射量状態まで連続的に安定した
噴射量調節が可能な噴射量可変ノズルを得ること
が目的である。

［問題点を解決するための手段］ 本考案に係る噴射量可変ノズルは、ノズル内に
位置し移動されることによりノズルの開口面積を
可変な弁体と、弁体に係合し熱変形することによ
り弁体を連続的に移動させる熱変形部材と、を備
えている。

［作用］ 本考案による上記構成の噴射量可変ノズルで
は、弁体に係合する熱変形部材によつて弁体がノ
ズルの噴射口の接離方向に移動し噴射口の開口面
積が連続的に変化する。このため、噴射口の開口
面積の変化に伴なつて噴射量は少量状態から大量
状態まで連続的に安定して変化する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に
説明する。

第１図には本考案の第１の実施例に係る噴射量
可変ノズル１０がガンタイプバーナの燃料噴射装
置として適用された場合の断面図が示されてい
る。また、第２図には第１図要部拡大断面図が示
されており、第３図には要部斜視図が示されてい
る。さらに第４図には要部作動説明図が示されて
いる。

ノズル基部１２は略円筒形で、内孔１３の先端
部（第１図左片側）は大きく広がり第２図に示さ
れる如く雌ねじ部１４が形成され、後端部にはや
や大きな内径となつたばね受部１５が形成されて
いる。さらに、ノズル基部１２の後端部外周には
雄ねじ部１７が形成されている。ノズル基部１２
の先端部（雌ねじ部１４側端部）にはノズル１６
が取付けられている。

第２図に示される如くノズル１６は軸心に沿つ
た断面形状が略Ｕ字形で、先端には噴射口１８が
形成されている。ノズル１６の開口側（噴射口１
８と反対側）の外周には雄ねじ部２０が形成され
ている。この雄ねじ部２０が前記雌ねじ部１４と
係合してノズル基部１２とノズル１６とが結合さ
れるようになつている。さらに雄ねじ部２０の基
端部にはＯリング２２がノズル基部１２とノズル
１６との間に挟み込まれるようにして配置されて
いる。ノズル１６の開口側内周には雌ねじ部２４
が形成されている。雌ねじ部２４にはデイストリ
ビユータ２６が取付けられている。

デイストリビユータ２６は第３図に示される如
く略円柱形で、外周には雄ねじ部２８が形成され
ている。この雄ねじ部２８が前記雌ねじ部２４と
係合してデイストリビユータ２６がノズル１６内
に収納されるようになつている。デイストリビユ
ータ２６の外周一部には、ねじ溝を除去するよう
にデイストリビユータ２６の軸線方向に燃料通過
部３０が切欠形成されている。またデイストリビ
ユータ２６の先端部には放射状に溝３２が形成さ
れている。このため、ノズル１６内にデイストリ
ビユータ２６が収納された後は、供給された燃料
が燃料通過部３０を通過し溝３２を経てノズル１
６の噴射口１８から噴射されるようになつてい
る。

デイストリビユータ２６には軸心上に貫通孔３
４が穿設されており、さらに貫通孔３４内には弁
体３６が摺動可能に挿入されている。弁体３６は
棒状で先端は先細に形成されたニードル部３８と
なつている。弁体３６が貫通孔３４内を摺動する
ことによりニードル部３８がノズル１６に形成さ
れた噴射口１８の開口面積を実質的に変化させる
ようになつている。これらの構成は一般的に知ら
れているニードル弁の構成と同じである。

弁体３６の後端部には輪状の止め具４０が取付
けられており、止め具４０とデイストリビユータ
２６の後端面２９との間に圧縮コイルスプリング
４２が配置されている。このため弁体３６は常に
噴射口１８と反対方向（第１図右方向）へ付勢さ
れている。

ノズル基部１２の内孔１３にはロツド部材４４
が摺動可能に配置されている。ロツド部材４４は
棒状で先端側（第１図左片側）は内孔１３よりや
や小径に形成された小径部４６とされ、弁体３６
の後端に当接している。ロツド部材４４の中央部
にはリング状の凹部４８が形成され、Ｏリング５
０が嵌入されている。

また、ノズル基部１２から突出したロツド部材
４４の後端部にはねじ部５２が形成されている。
ねじ部５２の基端近傍には最少噴射量調節ナツト
５４がロツクナツト５６と伴に螺合している。最
少噴射量調節ナツト５４とロツクナツト５６とは
互に締め付け合つてダブルロツクナツトとしてね
じ部５２に固定されている。最少噴射量調節ナツ
ト５４は、ロツド部材４４が第１図左方向へ設定
量摺動した場合にノズル基部１２の後端面と当つ
てロツド部材４４の摺動量を制御するようになつ
ている。

最少噴射量調節ナツト５４と前記ノズル基部１
２に形成されたばね受部１５の底壁１５Ａとの間
に圧縮コイルスプリング５８が配置されている。
このためロツド部材４４は圧縮コイルスプリング
５８によつて常にノズル基部１２から突出する方
向（第１図右方向）へ付勢されている。

ノズル基部１２の雄ねじ部１７には一対の取付
ナツト６０によつて取付部材６２が固定されてい
る。取付部材６２は略円筒形で底壁６４の中央に
は透孔６６が形成されている。この透孔６６内に
雄ねじ部１７が挿入され取付ナツト６０によつて
底壁６４を挟み込んで固定されている。

取付部材６２の側壁には透孔６８が形成されて
おり、後端部にはフランジ部７０が形成されてい
る。フランジ部７０には支持部材７２がボルト７
４及びナツト７６を介して取付けられている。支
持部材７２は略円筒形で底壁７８の中央には透孔
８０が形成されており、後端部にはフランジ部８
２が形成されている。透孔８０内を前記ロツド部
材４４のねじ部５２が貫通し後方（第１図右方）
へ突出している。

透孔８０よりも前方側のねじ部５２には、最大
噴射量調節ナツト８４がロツクナツト８６と伴に
螺合している。最大噴射量調節ナツト８４とロツ
クナツト８６とは互に締め付け合つてダブルロツ
クナツトとしてねじ部５２に固定されている。最
大噴射量調節ナツト８４は、ロツド部材４４が後
方へ設定量摺動した場合に支持部材７２の底壁７
８と係合してロツド部材４４の摺動量を制限する
ようになつている。

支持部材７２のフランジ部８２には、弁体３６
の作動機構であり熱変形部材としてのバイメタル
８８が取付けられている。バイメタル８８は常温
では後方へ凸に湾曲して形成されており、さらに
圧縮コイルスプリング５８の付勢力によつて常に
ロツド部材４４（ねじ部５２）の後端が当接する
ようになつている。バイメタル８８の後方面には
ヒータ９０が取付けられ、さらにヒータ９０は電
源９２に接続されている。ヒータ９０は電源９２
からの通電量に応じて発熱し、バイメタル８８を
熱膨張により前方へ凸に湾曲させるようになつて
いる。このため、バイメタル８８はヒータ９０が
通電されることで圧縮コイルスプリング５８の付
勢力に抗してロツド部材４４を押圧し前方（第１
図左方）へ摺動させ、さらにロツド部材４４は圧
縮コイルスプリング４２の付勢力に抗して弁体３
６をデイストリビユータ２６内で摺動させ、これ
によつて弁体３６のニードル部３８を噴射口１８
へ接近する方向へ移動させるようになつている。

ノズル基部１２の側壁にはロツド部材４４の小
径部４６を対応する位置に燃料供給エルボ９４が
連結されている。燃料供給エルボ９４は断面形状
略Ｌ字形で、内部にはノズル基部１２の内孔１３
へ連通する燃料供給孔９６が形成されている。こ
の燃料供給エルボ９４は図示しない圧力リリーフ
弁を介して電磁ポンプに連結されている。このた
め、電磁ポンプによつて圧送された燃料は圧力リ
リーフ弁によつて一定圧力に保たれつつ燃料供給
エルボ９４から内孔１３へ至り、さらにデイスト
リビユータ２６の燃料通過部３０及び溝３２を経
てノズル１６の噴射口１８から噴射されるように
なつている。

ノズル基部１２には直上へ点火プラグ９８がホ
ルダー１００を介して取付けられている。点火プ
ラグ９８は高電圧による放電着火部で先端の放電
部は噴射口１８の直前上方に位置している。この
点火プラグ９８は、図示しない高電圧発生用の点
火トランスと連結されている。

以上の構成による噴射量可変ノズル１０は円筒
形のドラフトチユーブ１０２によつて被い囲まれ
ている。

次に上記構成の噴射量可変ノズル１０の作用を
説明する。

運転ボタンを操作してガンタイプバーナを始動
させると、点火トランスが作動して点火プラグ９
８が放電を始める。さらに設定時間経過後に電磁
ポンプが作動して燃料が供給され始める。電磁ポ
ンプから供給される燃料は圧力リリーフ弁によつ
て一定圧力に保たれつつ燃料供給エルボ９４から
内孔１３へ至り、さらにデイストリビユータ２６
の燃料通過部３０及び溝３２を経てノズル１６の
噴射口１８から噴射されて着火体制に入り、点火
プラグ９８によつて着火される。ガンタイプバー
ナの着火後は、点火プラグ９８による放電は停止
され次回の点火に備え、噴射口１８からの燃料噴
射は連続して行なわれる。また、ロツド部材４４
の中央部には燃料シール用のＯリング５０が配置
されているため、燃料供給エルボ９４から内孔１
３に至つた燃料がノズル基部１２の後方から洩れ
出すことは無い。

さてこの場合、噴射口１８から噴射する燃料量
は弁体３６のニードル部３８を移動させ噴射口１
８の実質的開口面積を変化させることで調節され
る。

始めに噴射口１８から噴射する燃料量を減少さ
せる場合について説明する。

燃料噴射量の減少が必要な場合には電源９２か
らの通電でヒータ９０が発熱する。ヒータ９０の
発熱によつて第４図に示される如くバイメタル８
８が熱膨張しロツド部材４４側（第１図左方）へ
凸に湾曲する。このためバイメタル８８は圧縮コ
イルスプリング５８の付勢力に抗してロツド部材
４４を前方へ押圧し、さらにこれと同時にロツド
部材４４は圧縮コイルスプリング４２の付勢力に
抗して弁体３６を前方へ摺動させる。従つて弁体
３６の先端に形成されたニードル部３８は噴射口
１８方向へ移動し、開口面積を減少させるように
なる。ノズル１６内へ供給される燃料圧力は一定
に保たれているため、噴射口１８の開口面積の減
少に伴つて燃料噴射量は減少することになる。こ
の場合、バイメタル８８の熱膨張によつてニード
ル部３８を移動させるため、噴射口１８の開口面
積は断続的に変化することなく連続して減少す
る。従つて通電圧又は通電量に応じた開口面積の
変化に伴つて噴射口１８から噴射される燃料量も
連続して変化する。

バイメタル８８の湾曲によつてさらに弁体３６
が摺動しニードル部３８が噴射口１８内に押し込
まれて設定した最少噴射量に達すると、最少噴射
量調節ナツト５４がノズル基部１２の後端面に係
合当接してロツド部材４４の摺動が阻止される。
このためニードル部３８の移動も停止して噴射口
１８から噴射する必要最少限の燃料が確保され
る。

次に噴射口１８から噴射する燃料量を増加させ
る場合について説明する。

燃料噴射量の増加が必要な場合には電源９２か
らの電流が停止又は減少しヒータ９０の発熱が停
止又は減少するようになる。ヒータ９０の発熱量
の停止又は減少によつてバイメタル８８はロツド
部材４４と反対側（第１図右方）へ凸に湾曲す
る。このためロツド部材４４は圧縮コイルスプリ
ング５８の付勢力によつて後方へ摺動し、さらに
これと同時に弁体３６は圧縮コイルスプリング４
２の付勢力によつて後方へ摺動する。従つて弁体
３６の先端に形成されたニードル部３８は噴射口
１８から離反する方向へ移動し、開口面積を増加
させるようになる。ノズル１６内へ供給される燃
料圧力は一定に保たれているため、噴射口１８の
開口面積の増加に伴つて燃料噴射量は増加するこ
とになる。この場合にもバイメタル８８によつて
ニードル部３８を移動させるため、噴射口１８の
開口面積は断続的に変化することなく連続して増
加する。従つて開口面積の変化に伴つて噴射口１
８から噴射される燃料量も速続して変化する。

バイメタル８８の湾曲によつてさらに弁体３６
が摺動しニードル部３８が噴射口１８から離反し
て設定した最大噴射量に達すると、最大噴射量調
節ナツト８４が支持部材７２の底壁７８に係合当
接してロツド部材４４の摺動が阻止される。この
ためニードル部３８の移動も停止して噴射口１８
から噴射する燃料の最大量が制限される。

このように本実施例においては、噴射口１８の
実質的開口面積を決定するニードル部３８をバイ
メタル８８の熱膨張によつて連続的に移動させる
ため、噴射口１８の開口面積によつて決定される
燃料噴射量は断続的に安定して調節でき、しかも
任意の噴射量に設定することができる。

尚本実施例においてはバイメタル８８が常温で
後方へ凸に湾曲して形成される構成としたが、こ
れに限らず常温で平板に形成するかあるいは前方
へ凸に湾曲して形成する構成であつてもよい。

また、バイメタル８８を形状記憶合金とする構
成としてもよい。

次に本考案の他の実施について説明する。

第５図乃至第１１図には本考案の他の実施例が
示されている。尚前述第１の実施例と基本的に同
一の部品には同一の符号を付与しその説明を省略
する。

第５図には第２の実施例が示されている。すな
わち、弁体３６の作動機構を有した作動部１１０
はモータ（ステツプモータ）１１２とモータ１１
２の出力軸に固定されたカム１１４とから構成さ
れており、カム１１４がモータ１１２によつて回
転されると弁体３６と係合するロツド部材４４が
移動するようになつている。

第６図には第３の実施例が示されている。すな
わち、弁体３６の作動機構を有した作動部１１６
は、シリンダ１１８内にオイル１２０が注入さ
れ、前述第１の実施例と同様のヒータ９０を発熱
させるとオイル１２０が膨張し、ピストン１２２
を介してロツド部材４４が移動するようになつて
いる。

第７図には第４の実施例が示されている。すな
わち、弁体３６の作動機構を有した作動部１２４
は、ピニオン１２６がモータ（ステツプモータ）
１２８により回転されラツク１３０が直線運動を
してロツド部材４４が移動するようになつてい
る。

第８図には第５の実施例が示されている。すな
わち、弁体３６の作動機構を有した作動部１３２
は、空気圧装置１３４から送給された空気によつ
てダイヤフラム１３６がピストン１３８を動か
し、これによつてロツド部材４４が移動するよう
になつている。

第９図には第６の実施例が示されている。すな
わち、弁体３６の作動機構を有した作動部１４０
は、油圧装置１４２からシリンダー１４４内へ油
を送給し送給された油によつてシリンダー１４４
内に配置されたピストン１４６を動かし、このピ
ストン１４６へ連結されたロツド部材４４が移動
するようになつている。

第１０図には第７の実施例が示されている。す
なわち、弁体３６の作動機構を有した作動部１４
８は、ステツプモータを利用したものでステータ
コイル１５０への通電を電子制御回路の信号によ
つて変えることによりロータ１５２が正転または
逆転しスクリユウジヤツキ機構を介してロツド部
材４４が移動するようになつている。

第１１図には第８の実施例が示されている。す
なわち、弁体３６の作動機構を有した作動部１５
４は、モータ（ステツプモータ）１５６の出力軸
に連結された円柱部材１５８の表面に螺旋溝１６
０を設け、円柱部材１５８がモータ１５６によつ
て回転することによりロツド部材４４上のピン１
６２が溝１６０に沿つて動き、これによつてロツ
ド部材４４が移動するようになつている。

以上説明した各実施例においても、前述第１の
実施例と同様にロツド部材４４すなわち弁体３６
のニードル部３８を移動させて噴射口１８の開口
面積を連続して変化させるため、燃料噴射量は連
続的に調節できることになる。

［考案の効果］ 以上説明した如く本考案は、ノズル内に位置す
る弁体の移動によつてノズルから噴射される流体
の噴射量を調節する噴射量可変ノズルであつて、
前記弁体と係合し弁体を連続的に移動させる熱変
形部材が設けられているので、少噴射量状態から
大噴射量状態まで噴射量を滑らかに連続しかつ正
確に変化させることができるのみならず、噴射量
の制御が容易であり、かつ極めて低コストとなつ
て商品価値や市場性も向上するという優れた効果
を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例に係る噴射量可
変ノズルの断面図、第２図は第１図要部拡大断面
図、第３図は第１図要部斜視図、第４図は第１図
要部作動説明図、第５図は第２の実施例を示す正
面図、第６図は第３の実施例を示す断面図、第７
図は第４の実施例を示す正面図、第８図は第５の
実施例を示す断面図、第９図は第６の実施例を示
す断面図、第１０図は第７の実施例を示す断面
図、第１１図は第８の実施例を示す正面図であ
る。 １０……噴射量可変ノズル、１６……ノズル、
１８……噴射口、２６……デイストリビユータ、
３６……弁体、３８……ニードル部、４４……ロ
ツド部材、８８……バイメタル、９０……ヒー
タ、１１０，１１６，１２４，１３２，１４０，
１４８，１５４……作動部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ノズル内に位置し移動されることによりノズル
   の開口面積を可変な弁体と、弁体に係合し熱変形
   することにより弁体を連続的に移動させる熱変形
   部材と、を備えた噴射量可変ノズル。