JPH0623748Y2 - 電磁ポンプの圧力上昇時間調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、例えばガンタイプ油バーナを用いる小形ボ
イラの油圧送用として利用される電磁ポンプにおいて、
バーナの着火初期における爆発音の軽減と発煙の防止を
計るために立ち上がりの圧力特性を調整するための装置
に関するものである。

（従来の技術） この種の電磁ポンプの吐出圧力特性に対する要求は、不
燃吐出油をなくすために着火ポイントまでの吐出圧力の
上昇を速くすること、着火による爆発音を小さくするた
めに着火ポイント付近では吐出圧力の上昇を緩やかにす
ること、効率を良く電磁ポンプを駆動するために定常時
のポンプからの漏れ量を少なくすること、次の着火の準
備をするために停止後は直ちにポンプ内の残圧を逃がす
ようにすること等である。

このような要求を満足させるため、本願出願人は、先に
特願昭５７−１１７４７０号として出願し、これは特願
昭５９−７７８７号公報として公知となつている。この
従来例は、シリンダにプランジヤを摺動自在に挿入して
シリンダ内を高圧側室と低圧側室とに区画し、該高圧側
室と低圧側室とをプランジヤに形成されたオリフイスを
介して連通してある。高圧側室は電磁ポンプの吐出弁の
後流側と接続され、また、低圧側室は電磁ポンプの吸入
弁の上流側に接続されている。そして、高圧側室の圧力
が上昇してプランジヤが所定値まで移動するまでは高圧
側室と低圧側室との連通を遮断する第１の弁と、さらに
高圧側室の圧力が上昇した場合に僅かな液体の漏れを許
して高圧側室と低圧側室との連通を遮断する第２の弁と
が設けられている。

したがつて、電磁ポンプを駆動すると、最初は高圧側室
と低圧側室との連通が第１の弁により遮断されているの
で、吐出圧力が急激に所定値まで上昇し、次に第１の弁
が開いて高圧側室と低圧側室とがオリフイスを介して連
通するので、吐出圧力の上昇が緩やかになり、この時に
着火が行われる。さらに高圧側室の圧力が上昇すると、
第２の弁により高圧側室と低圧側室とが僅かの液体の漏
れを許して閉じるので、予め設定された所定値まで吐出
圧力が上昇する。そして、この後に電磁ポンプの駆動が
停止すると、プランジヤがメインスプリングにより高圧
側室へ付勢されているので、プランジヤが元の位置に戻
り、次に電磁ポンプを駆動した場合には同様の吐出圧力
上昇特性を得られるようになつている。

上記第２の弁の閉鎖時における液体の漏れは、吐出圧力
を減じてポンプ能力の増大化を招くのでなるべく少ない
方がよいが、これを全くなくすとポンプ停止時の残圧に
よりプランジヤが戻らなくなり、次のポンプ駆動時には
上述した過渡期の吐出圧力上昇特性を得られなくする虞
がある。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来例においては、第２の弁は、プ
ランジヤの中心のオリフイス付き連通孔の低圧側室に開
口する周囲に形成された可動シート部と、この可動シー
ト部に対向する調整ロツドの端面に設けられた固定シー
ト部とから構成され、上記調整ロツドがメインスプリン
グの一端を受けるスプリング受兼ストツパにねじ止めさ
れており、このスプリング受兼ストツパにプランジヤが
当接して可動シート部と固定シート部との間に形成され
た間隙によりプランジヤの最大移動時の液体の漏れ量を
確保するようになつている。したがつて、その漏れ量
は、プランジヤをスプリング受兼ストツパに当接させた
ときのプランジヤの可動シート部と調整ロツドの固定シ
ート部との位置に応じて定まるので、スプリング受兼ス
トツパ及び調整ロツドを動かすことにより調節すること
ができるが、シート部の径を３mmとすれば適切な漏れ量
に対応する間隙は僅か１μ程度である。このため、従来
においては、この液体の漏れ量を適正に確保するための
調節が困難であるという問題点があつた。

そこで、この考案は、上述した第２の弁の構造を改善
し、外部からの調節をなんらせず自動的に適切なる液体
の漏れ量を確保、規制することができる圧力上昇時間調
整装置を提供することを課題としている。

（問題点を解決するための手段） しかして、この考案の電磁ポンプの圧力上昇時間調整装
置は、電磁コイル２への断続的な通電によりピストン７
を往復動させてポンプ室９の容積に変化を与え、このポ
ンプ室９の容積変化により吸入弁１０及び吐出弁１１と
協動して液体を圧送するようにした電磁ポンプ１におい
て、シリンダ２９内にプランジャ３９を摺動自在に配し
て、前記シリンダ２９内を前記吐出弁１１よりも後流側
の高圧通路に接続する高圧側室４２と前記吸入弁１０よ
りも上流側の低圧通路に接続する低圧側室４３とに区画
すると共に、シリンダ２９内のプランジャ３９は低圧側
室４３に配されたメインスプリング５０で高圧側室方向
に付勢され、さらに、該プランジャ３９には軸方向に連
通孔５１が形成され、該連通孔５１にはオリフイス５３
が設けられており、連通孔５１の高圧側は、スプリング
５７で付勢され且つ変位量が制限された第１の弁５４の
弁体５６にて閉じられて成り、連通孔５１の低圧側は低
圧側室４３に開放されており、前記プランジャ３９の低
圧側室４３に臨む端面周縁付近にプランジャ３９の径よ
り小さい径の第２の弁６０の可動シート部６１が設けら
れていると共に、前記メインスプリング５０のプランジ
ャ３９から遠ざかる側には前記プランジャ３９がメイン
スプリング５０に抗して移動して前記可動シート部６１
が密着し得るような第２の弁６０の固定シート部６２を
設けたことにある。

（作用） したがつて、電磁ポンプ１が駆動されると、最初は高圧
側室４２と低圧側室４３との連通が第１の弁５４の弁体
５６により遮断されているので、吐出圧力が急激に上昇
し、次に所定値までプランジヤ３９が移動すると第１の
弁５４が開かれ、高圧側室４２と低圧側室４３とがオリ
フイス５３を介して連通し、吐出圧力の上昇を緩やかに
し、次にプランジヤ３９が最大まで移動すると、第２の
弁６０の可動シート部６１と固定シート部６２との間よ
り僅かな液体の漏れを許して低圧側室４２と低圧通路と
の連通を遮断し、吐出圧力を定常圧力まで上昇させる。

このような作動は従来例と同様であるが、第２の弁６０
の作動原理を異にするものである。即ち、可動シート部
６１が固定シート部６２に当接すると、低圧側室４３が
低圧通路から遮断され、オリフイス５３を介して高圧側
室４２と連通されている低圧側室４３の圧力が高圧側室
４２の圧力と略等しくなるまで上昇し、このため、プラ
ンジヤ３９の両側の圧力が略等しくなつてプランジヤ３
９がメインスプリング５０により高圧側室４２へ戻され
るようになり、これにより可動シート部６１が固定シー
ト部６２から離れて低圧側室４３と低圧通路とが連通し
て低圧側室４３の圧力が低下する。すると今度は高圧側
室４２の圧力によりメインスプリング５０に抗してプラ
ンジヤ３９の可動シート部６１を固定シート部６２に当
接するようにし、このような作動を繰り返す。これは微
視的に見た場合であり、実際には可動シート部６１が固
定シート部６２から僅かに離れるようにプランジヤ３９
が静止し、可動シート部６１と固定シート部６２との間
隙から僅かの液体を低圧通路へ漏らすようになるもので
ある。

このように、この考案においては、高圧側室４２の圧力
を積極的に利用してプランジヤ３９の最大移動時におけ
る液体の漏れ量を規制するようにしているが、これを可
能としたのは可動シート部６１をプランジヤ３９の端面
周縁付近（プランジヤ３９の直径より少し小さい）に形
成したことによる。即ち、上述した従来例のように可動
シート部６１をプランジヤ３９の中心付近に形成する
と、高圧側室４２の臨むプランジヤ３９の受圧面積と低
圧側室４３に臨むプランジヤ３９の受圧面積との差が大
きく、可動シート部６１が固定シート部６２に当接する
とメインスプリング５０の戻し力よりも高圧側室４２か
らの押圧力が大きくなつてプランジヤ３９が戻らなくな
るのに対し、この考案においては可動シート部６１を周
縁付近（プランジヤ３９の直径より少し小さい）に形成
して受圧面積の差を少なくしたので、メインスプリング
５０の戻し力により容易にプランジヤ３９を戻すことが
できるものである。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面により説明する。

第２図、第３図において、電磁ポンプ１は、電磁コイル
２の断続電磁力により往復動する電磁プランジヤ３が上
部保持ばね４と下部保持ばね５とより電磁プランジヤ作
動室６内に保持されている。そして、電磁プランジヤ３
の下方にはピストン７が電磁プランジヤ３と一体に接続
されてシリンダ８内に嵌挿され、このピストン８の往復
動によりポンプ室９が容積変化し、吸入弁１０及び吐出
弁１１と協動してポンプ作用を行う。即ち、吸入孔１２
から吸入弁１０を介してポンプ室９に吸入された液体
（例えば石油）は、吐出弁１１を介して電磁プランジヤ
作動室６内に吐出され、さらに電磁プランジヤ３に形成
の孔１３、固定磁気ロツド１４に形成の孔１５から電磁
弁１６に至り、電磁コイル２に吸引されて開かれた電磁
弁１６を介して、吐出継手１７に形成の吐出孔１８から
吐出されるものである。吐出圧は、ノズル１９、このノ
ズル１９を閉鎖するリターンバルブ２０及びこのリター
ンバルブ２０をノズル１９側へ押付けるスプリング２１
から構成された圧力調整装置２２により調整され、吐出
圧の上昇分を吸入側へ戻して例えば７kg/cm²の定常圧を
もつようにする。

圧力上昇時間調整装置２３は、第１図、第５図乃至第７
図に示されているように、ポンプ本体２４と一体のボデ
イ部２５を有し、このボデイ部２５は一端が開口し、こ
のボデイ部２５の一端が蓋体２６により閉鎖され、この
蓋体２６がボルト２７によりボデイ部２５にねじ止めさ
れている。上記ボデイ部２５内にはバルブケース２８と
シリンダ２９とが挿入され、このバルブケース２８の左
端が蓋体２６の内面に当接し、また、バルブケース２８
及びシリンダ２９の外周面とボデイ部２５の内周面との
間にＯリング３０，３１がそれぞれ介在されている。

上記バルブケース２８とシリンダ２９とは、カセツト式
に連結されている。即ち、第４図に最もよく示されてい
るように、バルブケース２８の右端には凸部３２と凹部
３３とが周方向に交互に連続して複数形成され、凸部３
２の先端やや手前の内面に嵌合突起３４が内側へ突出す
るよう形成され、一方、シリンダ２９の外周面に形成さ
れたフランジ３５よりも左側の底部３６には切断部３７
がバルブケース２８の凸部３２に対応して形成されてい
ると共に、底部３６の外周面には嵌合溝３８が形成され
ており、バルブケース２８の凸部３２をシリンダ２９の
切断部３７に噛み合わせ、両者を回転させることによつ
てバルブケース２８の嵌合突起３４をシリンダ２９の嵌
合溝３８に嵌合させるようにしてある。

プランジヤ３９は、シリンダ２９内にＯリング４０，４
１を介して摺動自在に挿入され、このプランジヤ３９に
よりシリンダ２９内が高圧側室４２と低圧側室４３とに
区画されている。高圧側室４２は、前述した吐出弁１１
よりも上流側に接続された高圧通路４４に前述したバル
ブケース２８の凹部３３とシリンダ２９の切断部３７と
を介して連通している。また、低圧側室４３は、シリン
ダ２９の右端に形成された連通用溝４５を前介して前述
した吸入弁１０よりも後流側に接続された低圧通路４６
に連通している。このプランジヤ３９は、円筒上のプラ
ンジヤ本体４７内にオリフイスノズル本体４８がＯリン
グ４９を介して嵌合して構成され、このオリフイスノズ
ル本体８と前述したボデイ部２５との間に弾装されたメ
インスプリング５０により高圧側室４２方向へ押圧され
ている。また、このプランジヤ３９には、その中心軸方
向に連通孔５５がプランジヤ本体４７とオリフイスノズ
ル本体４８の両者に渡つて形成され、該連通孔５１に
は、プランジヤ本体４７とオリフイスノズル本体４８と
の間にフイルタ５２が配置されていると共に、オリフイ
スノズル本体４８側にオリフイス５３が形成されてい
る。

第１の弁５４は、前述したバルブケース２８の中央で円
筒状に突出して形成された弁収納部５５内に設けられて
いる。この第１の弁５４は、弁体５６とこの弁体５６を
シリンダ２９側へ押圧する押圧スプリング５７とを有
し、この弁体５６は、プランジヤ３９が所定値移動して
該弁体５６がシリンダ２９の底部３６に当接するまで
は、シリンダ２９の底部３６の中心に形成の中心孔５８
から突出するようプランジヤ３９に形成された弁座部５
９に当接し、この弁座部５９に延びた連通孔５１の一端
を閉鎖するようになつている。

第２の弁６０は、低圧側室４３にあつてプランジヤ３９
とボデイ部２５との間で構成され、プランジヤ３９の右
端周縁付近に可動シート部６１が形成されていると共
に、この可動シート部６１に対向して固定シート部６２
がボデイ部２５側に設けられている。この固定シート部
６２は、ゴム又はプラスチツク等の軟性材から成るリン
グ状のパツキンで構成され、ボデイ部２５に形成された
段部とシリンダ２９の右端との間に挟まれて固定されて
いる。

上記構成において、電磁コイル２に半波整流された駆動
電流を供給すると、電磁プランジヤ３及びピストン７が
上下動し吸入弁１０と吐出弁１１が交互に開閉してポン
プ室９の容積が変化し、これにより加圧された液体が吐
出孔１８から吐出される。

この加圧された液体の一部は圧力上昇時間調整装置２３
に導かれ、この圧力上昇時間調整装置２３においては、
吐出側負荷（吐出する機器のノズルにより発生する。）
により吐出圧力が上昇するに従つて吐出側と連通する高
圧側室４２の圧力も上昇する。これによりプランジヤ３
９の左端面が押圧され、第１図に示す状態からプランジ
ヤ３９がメインスプリング５０に抗して右側へ移動す
る。この場合、第１の弁５４の弁体５６が押圧スプリン
グ５７に押圧されてプランジヤ３９の弁座部５７に着座
したままとなつているので、高圧側室４２と低圧側室４
３との連通が遮断されて液体の漏れが防止され、ポンプ
能力が液体の吐出とプランジヤ３９の移動のみに費やさ
れるため、第８図に示すように吐出圧力が急激に上昇す
る。

そして、プランジヤ３９がさらに移動すると、第５図に
示すように、第１の弁５４の弁体５６がシリンダ２９の
底部３２に当接する。これが第８図に示すＰ_１ポイント
である。

その後は、第６図に示すように、プランジヤ３９の弁座
部５７が第１の弁５４の弁体５６から離れるので、第１
の弁５４が開かれて高圧側室４２と低圧側室４３とが連
通孔５１を介して連通される。このため、オリフイス５
３の口径で定まる割合で高圧側室４２の液体が低圧側室
４３に漏れ、吐出圧力Ｐの上昇速度が低下し、この状態
となつているｔ_２時間（例えば１秒）経過時に着火ポイ
ントＰ_２に至つて着火が行われ、この時の吐出圧力は例
えば3.5kg/cm²である。この着火ポイントにおける吐出
圧力の上昇速度が緩やかであるため爆発的な着火が防止
されて静かに着火する。

さらに高圧側室４２の圧力が上昇すると、第７図に示す
ように、ついにはプランジヤ３９の可動シート部６１が
ボデイ部２５側の固定シート部６２に当接して第２の弁
６０が閉じる。これが第８図に示すＰ_３ポイントであつ
て、このＰ_３ポイント以降は吐出圧力が再び急激に上昇
し、前述した圧力調整装置２２で予め設定した定常圧
（例えば７kg/cm²）となる。

ただし、このＰ_３ポイントから定常圧となるまでの間に
おいては、可動シート部６１が固定シート部６２に完全
に密着すると、低圧側室４３が密閉されるので、低圧側
室４３の圧力が高圧側室４２の圧力に等しくなつてプラ
ンジヤ３９の両側から受ける力が略等しくなり（可動シ
ート部６１が周縁付近に形成されていてプランジヤ３９
の両側の受圧面積が略等しいため）、プランジヤ３９が
メインスプリング５０の戻し力により左方向へ移動しよ
ううとする。すると今度は低圧側室４３が低圧通路４６
と連通して低圧側室４３の圧力が低下し、再びプランジ
ヤ３９の可動シート部６１が固定シート部６２に当接し
ようとし、このため、実際には可動シート部６１と固定
シート部６２との間には極めて僅かの間隙が存在し、高
圧側室４２の液体が連通孔５１と低圧側室４３とを介し
て低圧通路４６へ漏れるようになり、高圧側室４２と低
圧側室４３とには僅かな圧力差Δｐが存在するようにな
る。

このとき漏れる液体の流量Δｑは、オリフイス５３を通
る液体の通過量に等しいので、 となる。

ここで、Ａはオリフイス５３の断面積、Ｖはオリフイス
５３を通過する液体の流速、ｄはオリフイス５３の口
径、ｇは重力加速度、γは液体の比重である。

このように構成した結果、プランジヤ３９の最大移動時
の液体の漏れ量を極めて微量にすることができ、オリフ
イス５３で絞る量の４分の１程度に規制することができ
た。

尚、上記実施例においては、固定シート部をゴム等のパ
ツキンから構成したが、他の実施例として、可動シート
部側を軟性材から構成することもできる。

（考案の効果） 以上述べたように、この考案によれば、プランジヤの最
大移動時における液体の漏れ量を設定する第２の弁を、
プランジヤの低圧側室に臨む端面周縁付近に形成された
可動シート部とこれに対向する固定シート部とから構成
し、プランジヤの最大移動時に高圧側室と低圧側室との
間に生成される僅かな圧力差を利用して液体の漏れ量を
規制するようにしたので、この微細な漏れ量の調整を正
確にしかも自動的に行うことができる。

また、プランジヤの最大移動時に高圧側室と低圧側室と
の圧力差を少なくすることで、ポンプ停止時に、プラン
ジヤをメインスプリングにて確実に戻すことができる利
点がある。

さらに、自動的に漏れ量を調整するので可動シート部又
は固定シート部が摩耗しても漏れ量が変動するのを防止
することができ、寿命を延長させることができる等の効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例における圧力上昇時間調整
装置を示す断面図、第２図は同上の圧力上昇時間調整装
置を有する電磁ポンプの縦断面図、第３図は同上の圧力
上昇時間調整装置を有する電磁ポンプの横断面図、第４
図は同上の圧力上昇時間調整装置に用いたバルブケース
とシリンダとを示す斜視図、第５図乃至第７図はそれぞ
れ作動状態を異にする同上の圧力上昇時間調整装置を示
す断面図、第８図は同上の電磁ポンプの吐出圧力特性を
示す特性線図である。 １……電磁ポンプ、２……電磁コイル、７……ピスト
ン、９……ポンプ室、１０……吸入弁、１１……吐出
弁、２３……上昇圧力時間調整装置、２４……ポンプ本
体、２５……ボデイ部、２８……バルブケース、２９…
…シリンダ、３９……プランジヤ、４２……高圧側室、
４３……低圧側室、４４……高圧通路、４６……低圧通
路、５０……メインスプリング、５３……オリフイス、
５４……第１の弁、６０……第２の弁、６１……可動シ
ート部、６２……固定シート部。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁コイル２への断続的な通電によりピス
   トン７を往復動させてポンプ室９の容積に変化を与え、
   このポンプ室９の容積変化により吸入弁１０及び吐出弁
   １１と協動して液体を圧送するようにした電磁ポンプ１
   において、 シリンダ２９内にプランジャ３９を摺動自在に配して、
   前記シリンダ２９内を前記吐出弁１１よりも後流側の高
   圧通路に接続する高圧側室４２と前記吸入弁１０よりも
   上流側の低圧通路に接続する低圧側室４３とに区画する
   と共に、シリンダ２９内のプランジャ３９は低圧側室４
   ３に配されたメインスプリング５０で高圧側室方向に付
   勢され、さらに、該プランジャ３９には軸方向に連通孔
   ５１が形成され、該連通孔５１にはオリフイス５３が設
   けられており、連通孔５１の高圧側は、スプリング５７
   で付勢され且つ変位量が制限された第１の弁５４の弁体
   ５６にて閉じられて成り、連通孔５１の低圧側は低圧側
   室４３に開放されており、前記プランジャ３９の低圧側
   室４３に臨む端面周縁付近にプランジャ３９の径より小
   さい径の第２の弁６０の可動シート部６１が設けられて
   いると共に、前記メインスプリング５０のプランジャ３
   ９から遠ざかる側には前記プランジャ３９がメインスプ
   リング５０に抗して移動して前記可動シート部６１が密
   着し得るような第２の弁６０の固定シート部６２を設け
   たことを特徴とする電磁ポンプの圧力上昇時間調節装
   置。
2. 【請求項２】固定シート部６２はポンプ本体２４と一体
   のボディ部２５に設けられたことを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の電磁ポンプの圧力上昇時間
   調整装置。
3. 【請求項３】固定シート部６２は軟性材のパッキンから
   構成されたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２記載の電磁ポンプの圧力上昇時間調整装
   置。