JP5962951B2 - 液体燃料センサー、並びに、燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体燃料の有無を短時間で確実に検知する液体燃料センサーに関する。また、同時に提案される本発明は、液体燃料センサーを用いて液体燃料の漏洩検知を行う燃焼装置に関する。

都市ガスやプロパンガスが普及した現在でも、ランニングコストの低減のために、安価な灯油等の液体燃料を使用する燃焼装置が多用されている。このような液体燃料を用いた燃焼装置では、装置内部で液体燃料が漏洩した場合の危険を回避するために、液体燃料センサーを内蔵して燃料の漏れの報知や燃焼運転の遮断を行うものがある。

このような液体燃料センサーは、短時間で燃料の漏れを検知可能であり、且つ、構造が簡単で製造が容易であることが望ましい。この要件を満たす液体燃料センサーとして、本件出願人が以前に提案した液体燃料センサーが特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された液体燃料センサーは、毛管現象によって液体燃料を浸透させる吸油性の高い素材で製されたハウジング部材の内部に膨張部材が収納されており、膨張部材がハウジング部材を介して漏洩した液体燃料を吸収する。そして、液体燃料を吸収した膨張部材が膨張することによって受圧移動部材が押圧されて移動し、受圧移動部材の移動に伴って検知スイッチが押圧され、検知スイッチがオンの状態となる。つまり、膨張部材が膨張するにつれて受圧移動部材が検知スイッチ側へと移動していき、膨張部材が一定量以上膨張することで受圧移動部材が規定の位置へと移動して、受圧移動部材が検知スイッチを押圧する状態となる。このことにより、受圧移動部材に押圧された検知スイッチがオンの状態となる。

ここで上記したように、特許文献１に開示された液体燃料センサーでは、膨張部材が漏洩した液体燃料と直接接触せず、ハウジング部材に浸透した液体燃料を吸収する構造となっている。具体的には、ハウジング部材の一部が液体燃料に浸ると、液体燃料は毛管現象によって微小空間に流動して短時間にハウジング部材全体に浸透する。このとき、ハウジング部材の内部に収容された膨張部材は、周囲をハウジング部材によって囲まれた状態となっている。そして、膨張部材は、周囲を取り囲むハウジング部材に浸透した液体燃料をその表面部分から吸収する。このような構成によると、膨張部材を漏洩した液体燃料に直接接触させる構成に比べて、膨張部材の略全体から液体燃料を吸収できるため、短時間で十分な膨張量を確保できる。

このことについて具体的に説明すると、膨張部材を液体燃料に直接接触させる構成では、膨張部材の液体燃料に浸った部分のみが局部的に膨張してしまうので、膨張部材に膨張している部分と、膨張していない部分とが形成されてしまう。そして、時間の経過に伴って膨張していない部分にも液体燃料が浸透していき、膨張していなかった部分も膨張する。そのため、検知スイッチを十分に押圧するために必要な膨張量を確保するためには、長い時間が必要となる。
これに対して、特許文献１のような構成によると、膨張部材は、周囲をハウジング部材によって囲まれており、ハウジング部材全体に浸透した液体燃料を外側表面から吸収できる。即ち、膨張部材の略全体で液体燃料を吸収できる。このため、短時間により多くの液体燃料を吸収することができる。また、膨張部材全体から液体燃料を吸収することにより、膨張部材全体を均一に膨張させることができる。このことにより、検知スイッチを十分に押圧するために必要な膨張量を短時間で確保できる。

そして、特許文献１に開示されている液体燃料センサーは、シリコーン樹脂粉末等を使用する漏洩検出装置に比べて製造が容易となっている。

特許第４３２４８５４号公報

近年、より安全な燃焼装置が要求されており、この要求を満たすべく、より短時間で燃料の漏洩を検知する必要が生じている。

そこで本発明は、このような事情に鑑みて提案されるものであり、より短時間で燃料の漏洩を検知可能な液体燃料センサーを提供することを課題とする。また、このような液体燃料センサーを備えることで、安全性を向上させた燃焼装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、液体燃料を燃焼させる燃焼装置において、装置内部の燃料供給経路から漏洩する液体燃料を検知する液体燃料センサーであって、内部に多数の連通する微小空間を有し毛管現象によって液体燃料が浸透するハウジング部材と、前記ハウジング部材の内部に収容され、当該ハウジング部材に浸透する液体燃料を吸収して膨張する膨張部材と、前記膨張部材の膨張力を受けて移動する受圧移動部材と、前記受圧移動部材の移動に伴う押圧力によってオンオフされる検知スイッチを備えるものであり、前記膨張部材は、当該膨張部材の一部を欠落して形成される欠落部を有し、前記ハウジング部材は、内部に膨張部材を収容するための空間が形成されており、当該空間に面する部分には内側へと突出する突起部が形成されるものであって、前記膨張部材は、前記欠落部に前記突起部が嵌入された状態で収容されることを特徴とする液体燃料センサーである。

本発明の液体燃料センサーは、膨張部材に、膨張部材の一部を欠落して形成される欠落部を有している。このため、欠落部を設けない構造に比べて膨張部材の表面積を大きくすることができる。ここで膨張部材は、上記したように、その外側表面から液体燃料を吸収する。このため、膨張部材の表面積を大きくすると、外部から液体燃料を吸収できる部分がより多く形成されることとなり、膨張部材の時間当たりの液体燃料の吸収量が向上する。このことにより、検知スイッチを十分に押圧するために必要な膨張量をより短時間で確保できる。つまり、規定量だけ膨張するまでの時間をより短縮することができる。そして、膨張部材が液体燃料の吸収を開始してから検知スイッチを十分に押圧するまでの時間が短縮されると、液体燃料センサーが漏洩した液体燃料と接触してから検知スイッチがオン状態になるまでの時間が短縮されるので、より短時間で燃料の漏洩を検知可能となる。

請求項２に記載の発明は、前記膨張部材の膨張方向を規制する膨張規制手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液体燃料センサーである。

ここで、受圧移動部材は膨張部材が検知スイッチ側へと膨張することにより、膨張部材に押圧されて検知スイッチ側へと移動する。従って、膨張部材が多方向不規則に膨張してしまうと、検知スイッチ側へ向かう膨張のみが受圧移動部材の検知スイッチ側への移動に寄与し、その他の方向へ向かう膨張は受圧移動部材の検知スイッチ側への移動に寄与しないこととなる。
これに対して、本発明の液体燃料センサーは、膨張規制手段によって膨張部材の膨張方向を検知スイッチ側へ向かう方向へと規制することができる。このため、膨張部材が膨張するとき、検知スイッチ側へ向かう方向の膨張量を他の方向への膨張量に比べて多くすることができる。別言すると、膨張部材が膨張するとき、膨張部材全体の膨張量に占める検知スイッチ側へと向かう膨張量の割合を高くすることができる。このことから、本発明の液体燃料センサーでは、膨張規制手段を設けない構成と比べて、時間当たりの受圧移動部材の移動量が大きくなる。そのため、膨張部材が液体燃料の吸収を開始してから検知スイッチをオン状態になるまでの時間をより短縮することができるので、より短時間で燃料の漏洩を検知可能となる。
つまり、本発明の液体燃料センサーは、膨張部材が膨張するときの膨張力をより検知スイッチ側へと集中させることが可能であるため、膨張部材の膨張力を検知スイッチ側へ受圧移動部材を押圧する押圧力へと効率よく転換できる。

請求項３に記載の発明は、前記欠落部の少なくとも一つは、前記膨張部材を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体燃料センサーである。

請求項４に記載の発明は、前記欠落部の少なくとも一つは、外側から内側へ向かって凹んだ切欠きであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体燃料センサーである。

請求項５に記載の発明は、前記欠落部の少なくとも一つは、外側から内側へ向かって延びる切込みであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料センサーである。

これらの構成によると、膨張部材に欠落部を比較的容易に形成することが可能となる。

本発明では、前記ハウジング部材は、内部に膨張部材を収容するための空間が形成されており、当該空間に面する部分には内側へと突出する突起部が形成されるものであって、前記膨張部材は、前記欠落部に前記突起部が嵌入された状態で収容される。

本発明の液体燃料センサーでは、膨張部材の欠落部にハウジング部材の一部である突起部が嵌り込んだ状態となっている。つまり、膨張部材は欠落部を設けることでその表面積がより大きくなり、ハウジング部材は突起部を設けることでその表面積がより大きくなる。そして、膨張部材とハウジング部材の表面積をそれぞれ大きくした状態でこれらを接触させることにより、膨張部材とハウジング部材の接触面積をより大きくすることできる。
そして、膨張部材はハウジング部材と接触している部分から液体燃料を吸収する。このため、膨張部材とハウジング部材の接触面積を大きくすると、膨張部材の時間当たりの液体燃料の吸収量が向上する。このことにより、検知スイッチを十分に押圧するために必要な膨張量をより短時間で確保できるため、液体燃料センサーが漏洩した液体燃料と接触してから検知スイッチがオン状態になるまでの時間が短縮され、より短時間で燃料の漏洩を検知可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の液体燃料センサーを備えたことを特徴とする燃焼装置である。

本発明の燃焼装置は、上記した請求項１乃至５のいずれかに記載の液体燃料センサーを備えており、液体燃料の漏洩をいち早く検知することができる。そのため、燃料漏れの報知や燃焼運転の遮断といった、液体燃料の漏洩に起因して発生する危険を回避するための動作を素早く実行できるので、安全性が高い。

本発明の液体燃料センサーは、膨張部材が欠落部を有しており、膨張部材の表面積が大きくなっている。このため、膨張部材はより多くの部分で外部から液体燃料を吸収可能となり、膨張部材の時間当たりの液体燃料の吸収量を向上できるので、所定の膨張量をより短時間で確保できる。このことにより、膨張部材が膨張を開始してから受圧移動部材を介して検知スイッチを十分に押圧するまでの時間が短縮されるので、短時間で燃料の漏洩を検知できるという効果がある。
また、本発明の燃焼装置は、短時間で燃料の漏洩を検知可能な液体燃料センサーを備えており、液体燃料の漏洩に起因して発生する危険を回避するための動作を素早く実行できるので、安全性を高くすることができるという効果がある。

第１実施形態に係る液体燃料センサーを示す斜視図である。 図１の液体燃料センサーの上部側に位置する部材を示す部分分解斜視図である。 図１の液体燃料センサーの内部側に位置する部材を示す部分分解斜視図である。 図３のハウジング部材を示す一部破断斜視図である。 図１の液体燃料センサーに用いるフレーム部材を示す斜視図である。 図１の液体燃料センサーを示す分解斜視図である。 （ａ）は図１の液体燃料センサーを示すＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図１の液体燃料センサーを示すＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１の液体燃料センサーが液体燃料と接触してから検知スイッチをオン状態とするまでの動作を示す説明図であり、（ａ）は検知スイッチがオンとなる前の状態を示し、（ｂ）は検知スイッチがオンとなった状態を示す。 第１実施形態に係る液体燃料センサーを備えた燃焼装置を内蔵する給湯装置を示す正面図である。 図９のオイルトレー及び液体燃料センサーを示す斜視図である。 第２実施形態に係る液体燃料センサーの内部側に位置する部材を示す部分分解斜視図である。 図１１のハウジング部材を示す一部破断斜視図である。 第３実施形態に係る液体燃料センサーで採用する膨張部材を示す斜視図である。 第４実施形態に係る液体燃料センサーで採用する膨張部材を示す斜視図である。 第５実施形態に係る液体燃料センサーで採用する膨張部材を示す斜視図である。

以下、本発明又は本発明の参考例の各実施形態に係る液体燃料センサー１０について詳細に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。また以下の説明において、前後上下左右の位置関係については特に断りのない限り通常の設置状態を基準として説明する。

第１実施形態の液体燃料センサー１０は、図１で示されるように、フレーム部材２０、ハウジング部材３０、中継部材１１、保持部材４０及び検知スイッチ５０を備えており、ハウジング部材３０の内部に、後述する膨張部材１３及び受圧移動部材１２（図１では図示せず）が収容されている。
そして、この液体燃料センサー１０は、給湯装置等の燃焼装置の内部に固定され、灯油等の液体燃料を検知して検知スイッチ５０を作動させる機能を有するセンサーである。

以下に、各部材の構成及び組み立て手順を示しつつ、液体燃料センサー１０の構造を詳細に説明する。
保持部材４０は、図２で示されるように、平面視が略菱形の台座４１と、台座４１の天面から略垂直上方に突出するように立設される方形板状のスイッチ固定部４２とを有する部材である。この保持部材４０は、検知スイッチ５０をフレーム部材２０に対して位置決めしつつ固定する機能を備えた部材であり、合成樹脂材を成形加工して製される。

スイッチ固定部４２は、台座４１の側縁に位置しており、台座４１の長手方向中心線に対して傾斜させた状態で垂直に立設されている。そして、このスイッチ固定部４２には検知スイッチ５０を固定するための二つの固定孔４６，４６が開けられている。
台座４１の下面中央部には、下方へ突出する円柱状の位置決め部４３が設けられており、台座４１の上面中央部から位置決め部４３の下端までの部分を上下方向に沿って貫通する貫通孔４４が開けられている。また、台座４１の長手両端部近傍には、それぞれ固定用貫通孔４５，４５が設けられており、固定用貫通孔４５は、台座４１を上下方向に沿って貫通している。

検知スイッチ５０は、略直方体形の部材であり、保持部材４０のスイッチ固定部４２よりも僅かに高さが低くなっている。検知スイッチ５０の下面中央には小さい押圧片５２が下方へ突出して設けられ、上面には３つの端子５３ａ〜５３ｃが設けられている。押圧片５２は常時下方へ付勢されて突出しており、押圧片５２が突出した状態では端子５３ａ，５３ｃ間が導通する。一方、押圧片５２が付勢力に抗して上方へ押し込まれると端子５３ａ，５３ｃ間の導通が遮断され、端子５３ｂ，５３ｃ間が導通する。本実施形態では、検知スイッチ５０に汎用のマイクロスイッチを用いている。

検知スイッチ５０には、図２で示されるように、本体部分を前後方向へ貫通する二つの固定用貫通孔５７が設けられている。また、検知スイッチ５０の端子５３ａ，５３ｃは、先端部にコネクタ５１を設けたリード線５５がそれぞれ接続されると共に、絶縁カバー５４で覆われた状態となっている。

中継部材１１は、図２で示されるように、円柱状の本体部１１ａの上端に円板状の座部１１ｂを一体に形成してなる小さな部材であり、合成樹脂材を成形加工して製される。この中継部材１１の本体部１１ａの外径は、座部１１ｂの外径に比べて小さくなっている。また、本体部１１ａの外径は、保持部材４０の台座４１に設けられた貫通孔４４の内径より僅かに小さくなっており、本体部１１ａを貫通孔４４に挿入したときに、本体部１１ａが摺動可能となるように形成されている。そして、本体部１１ａの下端は半球状とされている。

保持部材４０、中継部材１１及び検知スイッチ５０は、次の手順によって予備組み立てが行われる。具体的には、図２で示されるように、中継部材１１の本体部１１ａを保持部材４０の台座４１に設けた貫通孔４４に挿入した状態とする。このとき、座部１１ｂの下面が台座４１の上面に当接し、本体部１１ａは保持部材４０の位置決め部４３の下端から下方へ僅かに突出する。

次に、中継部材１１を保持部材４０に挿入した状態において、検知スイッチ５０を保持部材４０のスイッチ固定部４２へ当接する。そして、固定ネジ５６を検知スイッチ５０の固定用貫通孔５７を貫通させた状態で、スイッチ固定部４２の固定孔４６にねじ込んで固定する。本実施形態では、固定ネジ５６にセルフタッピングビスを用いており、樹脂材で成るスイッチ固定部４２に設けた固定孔４６にネジを刻みつつねじ込んで固定している。

このようにして、保持部材４０に中継部材１１及び検知スイッチ５０を取り付けると、中継部材１１の座部１１ｂの上方に検知スイッチ５０の押圧片５２が近接して位置し（図６等参照）、中継部材１１が保持部材４０の貫通孔４４から抜け落ちることがなく一体化される。

次に、本実施形態における液体燃料センサー１０の特徴的構成であるハウジング部材３０と、膨張部材１３について詳細に説明する。

ハウジング部材３０は、図３、図４で示されるように、略有底円筒形の部材であり、内部には底部３１側に小径空間部３３が形成され、開口部３２側に大径空間部３４が形成されている。これら小径空間部３３と大径空間部３４は互いに連続しており、その境界部分には上方へ向かって僅かに傾斜する段部３５が形成されている。また、ハウジング部材３０の上端には全周に渡って径方向外方へ広がるフランジ部３６が形成されている。

ここで、ハウジング部材３０の内部空間である小径空間部３３には、図４で示されるように、突起部３７（膨張規制手段）が形成されている。この突起部３７は、小径空間部３３の底面から略垂直上方へ突出する外形略円柱状の突起部分となっている。別言すると、突起部３７は上下方向に沿って延びる柱状の突起となっている。

また本実施形態では、ハウジング部材３０を、略３００μｍの粒子径を有するポリプロピレン樹脂粒材を焼結成形加工して製している。焼結成形されたハウジング部材３０は、全体に渡って略５０μｍの平均径を有する無数の孔が形成された多孔質体であり、撥水性と高い吸油性を有する部材となっている。

膨張部材１３は、図３で示されるように、天面から底面までを貫通する貫通孔１４（欠落部）を有する略円筒形の部材である。貫通孔１４は断面形状が円形であり、膨張部材１３の中心部分を貫通している。また、この膨張部材１３の外径は、ハウジング部材３０の小径空間部３３の内径と略等しくなっており、膨張部材１３の高さは、小径空間部３３の高さよりも僅かに低くなっている。
本実施形態では、この膨張部材１３は、シリコーンゴムを成形加工して製されるものであり、灯油を吸収して膨張する性質を有している。

受圧移動部材１２は、図３で示されるように、周縁に丸みを持たせた略円板形の部材となっている。ここで、受圧移動部材１２は、後述するようにハウジング部材３０の内部に中心軸に対して垂直に収容されて膨張部材１３の膨張によって軸方向へ移動する。従って、受圧移動部材１２の周縁に丸みを持たせることにより、移動する際に受圧移動部材１２が斜めに傾斜してハウジング部材３０の内壁につかえることを防止する形状となっている。本実施形態では、受圧移動部材１２は、合成樹脂材を成形加工して製されている。

膨張部材１３及び受圧移動部材１２は、組み立てに際して予めハウジング部材３０の内部へ順次挿入される。則ち、膨張部材１３がハウジング部材３０の小径空間部３３へ挿入され、その上に蓋をするように受圧移動部材１２が大径空間部３４へ挿入される。このとき、膨張部材１３の貫通孔１４（欠落部）にハウジング部材３０の突起部３７が挿通され、膨張部材１３が突起部３７の側方を環状に囲んだ状態となる。そして、膨張部材１３の貫通孔１４の内周面と突起部３７の側面とが接触した状態、又は微細な隙間を空けて近接した状態となる。
このように、ハウジング部材３０の内部に膨張部材１３及び受圧移動部材１２が挿入されると、受圧移動部材１２の下部周縁がハウジング部材３０の段部３５に当接し、受圧移動部材１２と膨張部材１３との間には僅かなクリアランスが形成される。このクリアランスについては後述する。

フレーム部材２０は、図５で示されるように、４つの壁部２１で囲まれる略方形筒状の部材であり、型抜きされた金属板をプレス成形して製される。
４つの壁部２１は連続した状態で型抜きされ、管状となるように折曲される。このとき、型抜きされた状態における両端部分が重ね合わせられた状態となるが、この重ね合わされた部分の外側に位置する重ね合わせ部２６には、上下に２個の位置決め開口２１ａが開けられている。そして重ね合わせ部２６の内側に位置する壁部２１には、位置決め突起２１ｂが設けられている。そして、連続した４つの壁部２１が管状となるように折曲されたとき、重ね合わせ部２６の位置決め開口２１ａを位置決め突起２１ｂに嵌入させた状態で中央部にスポット溶接Ｓを施され、重ね合わせ部２６とその内側に位置する壁部２１とが固定される。

壁部２１の上縁には、壁部２１から延びる一対の支持部２２，２２と一対の位置決め部２３，２３が設けられている。また、壁部２１の下縁には、壁部２１から延びる一対の固定部２５，２５と一対の当接部２４，２４が設けられている。

支持部２２は、壁部２１の上縁を延出させて形成され、延出部位は外方へ向けて水平及び垂直へ折曲され再度水平方向へ折曲されている。延出部位が最初に水平方向へ折曲された上面によって段部２２ａが形成されている。また、支持部２２の上端の水平部には固定孔２２ｂが設けられている。この支持部２２は、対向する壁部２１の上縁に各々設けられている。

位置決め部２３は、壁部２１の上縁の一部を僅かに延出させて形成され、延出部位は外方へ向けて水平方向へ折曲されている。位置決め部２３は、支持部２２の設けられた壁部２１に隣接する壁部２１の上縁に各々設けられている。また、この位置決め部２３の上面と、支持部２２の段部２２ａの上面とは略同一平面に含まれるように形成されている。

固定部２５は、壁部２１の下縁の一部を延出させて形成され、延出部位は外方へ向けて水平方向へ折曲されて、先端に固定孔２５ａが設けられている。固定部２５は、前記位置決め部２３が設けられた壁部２１の下縁に各々設けられる。
当接部２４は、壁部２１の下縁を僅かに延出させて形成され、延出部位は外方へ向けて水平方向へ折曲されている。当接部２４は、支持部２２の設けられた壁部２１の下縁に各々設けられている。なお、フレーム部材２０は、金属板をプレス成形して作られているが、樹脂等の素材を加工して作ったものであっても良い。

引き続いて、上述した各部材を組み合わせて液体燃料センサー１０を組み立てる手順を説明する。

図６に示されるように、膨張部材１３及び受圧移動部材１２を内部に収容したハウジング部材３０（図３参照）を、底部３１側からフレーム部材２０の壁部２１で囲まれる部位へ挿入した状態とする。そしてハウジング部材３０をフレーム部材２０へ挿入した状態とすると、ハウジング部材３０のフランジ部３６がフレーム部材２０の位置決め部２３及び段部２２ａに当接して支持された状態となる。

そして、上記したように予備組み立てされた保持部材４０（図２参照）を、ハウジング部材３０を覆うように配し、フレーム部材２０に当接させた状態とする。当接に際しては、保持部材４０の位置決め部４３をハウジング部材３０の開口部３２へ嵌入させ、保持部材４０の固定用貫通孔４５とフレーム部材２０の固定孔２２ｂとが上下方向で重なった状態とする。そして、固定ネジ４７を保持部材４０の固定用貫通孔４５を貫通した状態でフレーム部材２０の固定孔２２ｂにねじ込むことで、保持部材４０とフレーム部材２０を固定する。
なお、本実施形態では、固定ネジ４７にセルフタッピングビスを用い、フレーム部材２０の固定孔２２ｂにネジを刻みつつねじ込んで固定している。

以上で、本実施形態の液体燃料センサー１０の組み立て手順の説明を終了する。

組み立てられた液体燃料センサー１０は、図７（ａ）で示されるように、ハウジング部材３０に収容された膨張部材１３と受圧移動部材１２との間にクリアランスｄ１が形成される。

ここで、膨張部材１３を実際に製造するとき、製造に際して膨張部材１３の寸法偏差が生じることがある。このため、膨張部材１３の高さが規定寸法に対して大きい場合には、液体燃料センサー１０を組み立てた時点で受圧移動部材１２が上方へ押圧されて検知スイッチ５０が作動する不具合が生じるおそれがある。
しかし、本実施形態のように、膨張部材１３と受圧移動部材１２との間にクリアランスｄ１を設けることで、製造に際して膨張部材１３の寸法偏差による作動不良を回避することが可能となる。

また、本実施形態の液体燃料センサー１０は、図７（ａ）で示されるように、フレーム部材２０の下部に設けた当接部２４を、ハウジング部材３０の底部３１よりも下方へ突出させた構成としている。即ち、ハウジング部材３０の底部３１と当接部２４の下面との間にクリアランスｄ２を設けた構造としている。従って、液体燃料センサー１０の当接部２４をオイルパンの窪み部分といった漏洩燃料の滞留する面に当接させて固定すると、漏洩燃料の液位がクリアランスｄ２の高さに至るまで漏洩燃料の検知動作が行われない。これにより、液体燃料センサー１０を内蔵した燃焼装置などの設置や点検に際して、誤って僅かな液体燃料がこぼれてしまった場合、即ち、特に異常が発生していないにも関わらず液体燃料センサー１０の設置位置付近に液体燃料がこぼれてしまった場合等に、液体燃料センサー１０が誤ってこぼれてしまった液体燃料を漏洩燃料として誤検知することがない。

また、本実施形態の液体燃料センサー１０は、図７（ｂ）で示されるように、フレーム部材２０の固定部２５と当接部２４との間にクリアランスｄ３を設けている。即ち、液体燃料センサー１０を固定する際に、当接部２４が当接する液体燃料の滞留面と固定部２５が当接する固定面との間に高さｄ３の段差を設けて固定する構造を採用している。これにより、液体燃料の滞留面と固定面との間に高低差が形成されるので、液体燃料の滞留面にネジ孔等の固定部２５を固定するための部分を設けずに液体燃料センサー１０を固定することができる。このように、液体燃料の滞留面に固定のための加工をしない構成によると、固定のための加工をした部分（例えばネジ孔）からの液体燃料の漏洩を防止できる。

なお、本実施形態の液体燃料センサー１０は、図７（ｂ）で示されるように、フレーム部材２０の固定部２５と当接部２４との間にクリアランスｄ３を設けた構成としたが、クリアランスｄ３を設けない構成を採ることも可能である。また、当接部２４を設ける代わりに、固定部２５によって図７（ａ）に示したクリアランスｄ２を設ける構成とすることも可能である。

次に、図８を参照しつつ、本実施形態の液体燃料センサー１０の動作原理について説明する。
なお、図８は、液体燃料センサー１０の当接部２４を、漏洩した液体燃料Ｌが滞留するオイルトレー１１０（図８では図示せず、詳しくは後述する）の底面Ｍに当接させて固定した状態を示している。

図８（ａ）で示されるように、底面Ｍに滞留する液体燃料Ｌの高さがクリアランスｄ２に至るまではハウジング部材３０が液体燃料Ｌに浸らないので、前記したように液体燃料Ｌの検知動作は行われない。この状態では、検知スイッチ５０の端子５３ａ，５３ｃ間が導通している。

一方、底面Ｍに滞留する液体燃料Ｌが増大して高さがクリアランスｄ２を超えると、図８（ａ）で示されるように、ハウジング部材３０の底部３１が局部的に液体燃料Ｌに浸る。ここで、前記したように、ハウジング部材３０は無数の孔が形成された多孔質体である。従って、ハウジング部材３０の底部３１が液体燃料Ｌに浸ると、液体燃料Ｌはハウジング部材３０の内部に浸透し、小径空間部３３の周壁に沿って液体燃料Ｌが短時間に浸透しつつ上昇する。これにより、小径空間部３３に収容された膨張部材１３は、小径空間部３３の底部３１及び周壁に沿って浸透した液体燃料Ｌを吸収して膨張する。

具体的には、上述のように、膨張部材１３は上下方向に沿って中心部分を貫通する貫通孔１４（図３参照）を有しており、貫通孔１４にハウジング部材３０の突起部３７が挿通された状態となっている。このとき、膨張部材１３の底面と外周面とが、ハウジング部材３０の小径空間部３３の内壁部分と微細な隙間を空けて近接した状態（又は接触した状態）となっている。また、膨張部材１３の貫通孔１４の内周面と突起部３７の外周面とが接触した状態（又は微細な隙間を空けて近接した状態）となっている。このように、膨張部材１３の外周面と内周面とがハウジング部材３０と略接触（又は接触）した状態であることにより、膨張部材１３は、ハウジング部材３０に浸透した液体燃料Ｌを外周面と内周面の両方から吸収する構造となっている。即ち、膨張部材１３は外周面、内周面、底面から液体燃料Ｌを吸収して膨張する。このように多くの面から同時に液体燃料Ｌを吸収可能な構成であると、時間当たりに吸収できる液体燃料Ｌの量を多くすることができる。

また、膨張部材１３は、液体燃料Ｌを吸収して膨張していくとき、上方へ向けて一方向に膨張していく。具体的に説明すると、膨張部材１３の外周面が外側側方へ向かって膨張していくと、ハウジング部材３０の内壁部分に当接する。また、膨張部材１３の内周面が内側へ向かって膨張していくと、突起部３７に当接する。この状態において、膨張部材１３がさらに膨張を続けようとすると、外側側方へ向かう膨張をハウジング部材３０の内壁部分が阻止し、内側へ向かう膨張を突起部３７が阻止する。このとき、膨張部材１３の上方部分には、膨張部材１３の膨張を妨げるもののない構造となっている。従って、膨張部材１３の膨張の方向は、妨げになるもののない上側へと向かうこととなり、膨張部材１３がハウジング部材３０の内壁部分や突起部３７に沿って上側へと膨張する。このことにより、膨張部材１３は、上方へ向けて一方向に膨張することとなる。換言すると、ハウジング部材３０の内壁部分と、突起部３７とが膨張部材１３の膨張を規制する膨張規制手段として機能することにより、膨張部材１３は、上方へ向けて一方向に膨張することとなる。

膨張部材１３の上面が段部３５に至るまでは、前記したクリアランスｄ２の範囲内であるため、図８（ａ）の様に、受圧移動部材１２は押圧されない。しかし、膨張が進行して、図８（ｂ）の様に、膨張部材１３の上面が段部３５に至ると、膨張部材１３の膨張に応じて受圧移動部材１２が上方に押圧されて移動する。これにより、中継部材１１が上方に移動して検知スイッチ５０の押圧片５２を押圧して燃料検知が行われる。この状態では、検知スイッチ５０の端子５３ａ，５３ｃ間の導通が遮断され、端子５３ｂ，５３ｃ間が導通した状態となる。

従って、液体燃料センサー１０を燃焼装置などに内蔵し、検知スイッチ５０の端子５３ａ，５３ｃ間が導通している期間だけ燃焼を許容する回路構成とすることにより、燃料検知が行われると同時に燃焼を停止させることが可能となる。また、検知スイッチ５０の端子５３ｂ，５３ｃ間の導通によって燃料漏れの報知を行う構成とすることも可能となる。

このように、本実施形態の液体燃料センサー１０によれば、膨張部材１３に貫通孔１４を形成し、ハウジング部材３０に突起部３７を形成することにより、膨張部材１３とハウジング部材３０とがより多くの部分で略接触（又は接触）する構造とすることで、膨張部材１３の外側側面、内周面、底面から短時間に大量の液体燃料Ｌを吸収させている。これにより、短時間に充分な膨張を行わせて安定した燃料検知を行うことが可能となる。

なお、前記実施形態では、受圧移動部材１２の押圧力を中継部材１１を介して検知スイッチ５０へ伝達する構成を採用したが、受圧移動部材１２によって直接検知スイッチ５０を作動させる構成を採ることも可能である。

また、前記実施形態では、図７（ａ）のように、フレーム部材２０の当接部２４とハウジング部材３０の底部３１との間にクリアランスｄ２を設けて、敷設や点検に際しての微小な燃料漏れに対する不必要な作動を防止する構成としたが、クリアランスｄ２を設けない構成を採ることも可能である。

次に、前記した本実施形態の液体燃料センサー１０を給湯装置１００に内蔵して、液体燃料の漏洩検知を行う場合の実施形態について説明する。

給湯装置１００は、図９で示されるように、長方形状の筐体１０２の内部に燃焼装置１０１、熱交換器１０３を含む各部材を収納して形成されている。そして、燃焼装置１０１の燃焼動作によって燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスを熱交換器１０３の内部を通過させることで、給水口１０５から供給される湯水との間で熱交換を行う。このことにより、湯水を加熱し、加熱した湯水を水と混合して温度調節した後に給湯口１０６からカラン等の給湯端末（図示せず）へ送出することが可能となっている。

燃焼装置１０１は、バーナ１０７、燃料供給手段１０８（燃料供給経路）、ファン１０９、オイルトレー１１０、液体燃料センサー１０を備えて形成されている。

バーナ１０７は、公知のガンタイプバーナであって加圧噴霧した液体燃料（本実施形態では灯油を使用）を燃焼させるものである。また本実施形態のバーナ１０７は、所謂逆燃式と称される形式であって下方に向かって火炎を噴射するものである。

燃料供給手段１０８は主に流量制御弁ユニット１１１、電磁ポンプ１１２、燃料供給配管１１３、燃料循環用配管１１４によって形成され、バーナ１０７に液体燃料を供給するものである。
より具体的には、流量制御弁ユニット１１１、電磁ポンプ１１２、バーナ１０７は、燃料循環用配管１１４等の部材で接続されて循環回路（回路の詳細については図示せず）を形成している。そして、当該循環回路には外部から燃料供給配管１１３を介して液体燃料が供給される。外部から供給された液体燃料は、循環回路内を循環し、バーナ１０７で使用される。このとき、電磁ポンプ１１２からバーナ１０７へ液体燃料を供給し、バーナ１０７のバイパスノズル（リターンノズル）から電磁ポンプ１１２への液体燃料の戻り量を流量制御弁ユニット１１１で制御し、循環回路内の液体燃料の流速及び流量を調整する。そのことにより、バーナ１０７に供給される液体燃料の時間当たりの供給量が調整される。

ファン１０９は、公知の送風機であってバーナ１０７に燃焼用空気を送り込むものである。

オイルトレー１１０は、図１０で示されるように、底面部１１７の縁部分を立壁部１１８で囲んだ角皿状の部材であり、底面部１１７の一部を下方へ窪ませて形成される燃料溜まり部１１９を備えている。

ここで、本実施形態の燃焼装置１０１において、燃料漏れの生じるおそれのある部位を考察する。燃料漏れの生じる部位としては、外部からの燃料を供給するための燃料供給配管１１３が流量制御弁ユニット１１１に連結する接続部分（図９参照）や、流量制御弁ユニット１１１と電磁ポンプ１１２との接続部分、流量制御弁ユニット１１１や電磁ポンプ１１２とバーナ１０７との接続部分（図示せず）、及びそれらを繋ぐ燃料循環用配管１１４等の各種配管自身が燃料漏れのおそれがある部位として挙げられる。加えて、流量制御弁ユニット１１１それ自身も燃料漏れのおそれがある部位として挙げられる。

本実施形態の燃焼装置１０１では、これら燃料漏れのおそれがある部位の下側にオイルトレー１１０を配している。このため、これら燃料漏れのおそれがある部位から漏洩した液体燃料を確実にオイルトレー１１０内へ導入することができる。

液体燃料センサー１０は、図１０で示されるように、オイルトレー１１０の燃料溜まり部１１９の上方に位置するように、オイルトレー１１０と一体に取り付けられている。
より具体的には、燃料溜り１１９の底面に液体燃料センサー１０の当接部２４が接触し、燃料溜り１１９に形成された丘状部分１２０に液体燃料センサー１０の固定部２５が接触するように液体燃料センサー１０が取り付けられている。即ち、燃料溜り１１９の底面から丘状部分１２０の上面までの間隔は上述のクリアランスｄ３（図７参照）と略同一となっている。
そして、燃料溜り１１９に滞留する燃料が増大していき、液体燃料センサー１０のハウジング部材３０が浸る液位となると、液体燃料センサー１０が前述の動作（図８参照）を実施して液体燃料の漏洩が検知され、異常報知や燃焼停止などの必要な異常対応処理が行われる。

つまり、本実施形態の燃焼装置１０１によれば、液体燃料センサー１０を内蔵することによって装置内部の燃料漏れを短時間に確実に検知することができ、安全性を著しく向上させることが可能となる。また、液体燃料センサー１０のハウジング部材３０と燃料溜り１１９の底面との間に、所定のクリアランスが設けられるので、敷設や点検に際して誤って僅かな燃料漏れを発生させても不必要に検知されることがなく、敷設性、メンテナンス性を向上させることが可能となる。

ところで、本発明の液体燃料センサーに採用される膨張部材、ハウジング部材は上記した実施形態のものに限られるものではない。
以下で、第１実施形態とは異なる内部構造を有する液体燃料センサーについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、上記した第１実施形態と同様の部分については、同じ符号を付して説明を省略する。

第２実施形態の液体燃料センサーは、図１１で示されるように、膨張部材２１３と、ハウジング部材２３０が第１実施形態とは異なる形状となっている。

膨張部材２１３は、外形が略円柱状であって、その外側部分に複数の切欠き２１４（欠落部）が形成されている。より具体的には、膨張部材２１３の周方向に間隔を空けて４つの切欠き２１４が形成されており、いずれの切欠き２１４も断面略長方形状で膨張部材２１３の天面から底面まで延びている。このとき、切欠き２１４の深さ、即ち、切欠き２１４の膨張部材２１３の径方向における長さは、膨張部材２１３の径方向の長さの略４分の１程度の長さとなっている。別言すると、切欠き２１４は、膨張部材２１３の側面を内側へ窪ませて形成される溝状の部分であり、膨張部材２１３の天面、底面、側面の一部を欠落して形成されている。
この膨張部材２１３もまた、先の実施形態と同様にシリコーンゴムを成形加工して製されるものである。

ハウジング部材２３０は、図１１、図１２で示されるように、略有底円筒形の部材であり、内部には底部３１側に小径空間部３３が形成され、開口部３２側に大径空間部３４が形成されている。小径空間部３３と大径空間部３４とはそれぞれ略円柱状の空間となっている。

ハウジング部材２３０の内部空間である小径空間部３３には、複数の突起部２３７（膨張規制手段）が形成されている。この突起部２３７は、小径空間部３３の内壁の周方向に間隔を空けて４つ設けられた略直方体状の突起であり、いずれも小径空間部３３の内壁と一体に形成され、小径空間部３３の内側へ向かって突出している。つまり、突起部２３７は、小径空間部３３の外側端部から内側へ向かって突出する突起となっている。そして、突起部２３７は、断面略長方形状で小径空間部３３の下端から上端近傍までの間で延びている。

本実施形態においても、液体燃料センサーの組み立てに際して、膨張部材２１３及び受圧移動部材１２を予めハウジング部材２３０の内部へ順次挿入する。則ち、膨張部材２１３がハウジング部材２３０の小径空間部３３へ挿入され、その上に蓋をするように受圧移動部材１２が大径空間部３４へ挿入される。このとき、膨張部材２１３の切欠き２１４にハウジング部材２３０の突起部２３７が嵌入された状態となる。そして、膨張部材２１３の切欠き２１４の外表面と突起部２３７の側面とが接触した状態、又は略接触した状態（微細な隙間を空けて近接した状態）となる。
このことにより、膨張部材２１３とハウジング部材２３０の接触部分（又は近接した部分）がより多くなり、膨張部材２１３の時間当たりの液体燃料の吸収量が向上する。

第３実施形態の液体燃料センサーは、図１３で示されるように、膨張部材３１３が第１実施形態とは異なる形状となっている。

本実施形態の膨張部材３１３は、外形が略円柱状であって、その外側部分に複数の切込み３１４（欠落部）が形成されている。より具体的には、切込み３１４は、膨張部材３１３の周方向に略等しい間隔を空けて８つ設けられており、膨張部材３１３の天面から底面まで延びている。この切込み３１４の切込み深さは、膨張部材３１３の径方向の長さの４分の１より小さくなっている。
この膨張部材３１３もまた、先の実施形態と同様にシリコーンゴムを成形加工して製されるものである。

第４実施形態の液体燃料センサーは、図１４で示されるように、膨張部材４１３が第１実施形態とは異なる形状となっている。

本実施形態の膨張部材４１３は、外形が略円柱状であって、その側面に膨張部材４１３の径方向を深さ方向とする複数の切込み４１４（欠落部）が形成されている。即ち、切込み４１４は、いずれも膨張部材４１３の側面部分に、膨張部材４１３の上下方向と略直交する方向に入れられるものであり、膨張部材４１３の上下方向に間隔を空けて設けられている。ここで、上下方向で連続する２つの切込み４１４（例えば最も上側に位置する切込み４１４ａと、上側から２番目となる切込み４２４ｂ）に注目すると、一方側の切込み４１４ａの深さ方向（切り込み方向）と、他方側の切込み４１４ｂの深さ方向（切り込み方向）とは異なる方向となっている。つまり、これらは膨張部材４１３の周方向における異なる位置から、膨張部材４１３の径方向の中心側へとそれぞれ切り込まれたものであり、より具体的には、膨張部材４１３の径方向において対向する２つの位置から、膨張部材４１３の径方向の中心側へとそれぞれ切り込まれたものとなっている。

第５実施形態の液体燃料センサーは、図１５で示されるように、膨張部材５１３が第１実施形態とは異なる形状となっている。

本実施形態の膨張部材５１３は、外形が略円柱状であって、その上側部分に切込み５１４（欠落部）が形成されている。より具体的には、切込み５１４は、膨張部材５１３の上端から下方へ向かって延びており、延び方向の長さが膨張部材５１３の上下方向の長さより短くなっている。このとき、この切込み５１４は放射状に入れられており、膨張部材５１３の上側部分のみを複数の小片（図１５では８つの小片）に分割した状態となっている。

上記した各実施形態によると、貫通孔、切欠き、切込み等を形成しない従来の構成と比べ、検知スイッチ５０の押圧片５２を押圧して燃料検知が行われるまでの時間を、２０パーセント乃至３０パーセント程度短縮することができる。

なお、本発明の膨張部材に形成する貫通孔の延び方向、切欠き、切込みの深さ方向及び延び方向は上記したものに限るものではない、これらは膨張部材の上下方向（高さ方向）、径方向（左右方向であり幅方向）、周方向に沿う方向でなくてもよく、例えば、これらは膨張部材の上下方向、径方向、周方向に交差する方向であってもよい。

上記した実施形態では、液体燃料センサー１０をオイルトレー１１０の燃料溜り１１９上に取り付ける例を示したが、本発明の液体燃料センサーを給湯装置等の内部に取り付けるときの位置、並びに方法はこれに限るものではない。例えば、給湯装置の筐体の内部底面部分を加工して窪みを形成し、筐体に形成した窪みを燃料溜りとして、形成した窪みの上方に液体燃料センサーを取り付けてもよい。即ち、オイルトレーを設けずに液体燃料センサーを筐体に直接取付ける構成であってもよい。

また、上記した実施形態では、燃料溜まり１１９の上方に液体燃料センサー１０を取り付けたが、本発明はこのような構成に限らず、燃料溜まり１１９を省略した構成とすることも可能である。即ち、オイルトレーや筐体の平面構造となった部分に液体燃料センサー１０を取り付けてもよい。このような構成を採用する場合は、図７（ｂ）に示したような液体燃料センサー１０において、フレーム部材２０の固定部２５の高さを当接部２４の高さに一致させ、クリアランスｄ３を除いた構成であってもよい。

１０ 液体燃料センサー
１２ 受圧移動部材
１３，２１３，３１３，４１３，５１３ 膨張部材
１４ 貫通孔（欠落部）
３０，２３０ ハウジング部材
３７、２３７ 突起部（膨張規制手段）
５０ 検知スイッチ
１０１ 燃焼装置
１０８ 燃料供給経路（燃料供給手段）
２１４ 切欠き（欠落部）
３１４，４１４，５１４ 切込み（欠落部）

Claims (6)

1. 液体燃料を燃焼させる燃焼装置において、装置内部の燃料供給経路から漏洩する液体燃料を検知する液体燃料センサーであって、
   内部に多数の連通する微小空間を有し毛管現象によって液体燃料が浸透するハウジング部材と、前記ハウジング部材の内部に収容され、当該ハウジング部材に浸透する液体燃料を吸収して膨張する膨張部材と、前記膨張部材の膨張力を受けて移動する受圧移動部材と、前記受圧移動部材の移動に伴う押圧力によってオンオフされる検知スイッチを備えるものであり、
   前記膨張部材は、当該膨張部材の一部を欠落して形成される欠落部を有し、
   前記ハウジング部材は、内部に膨張部材を収容するための空間が形成されており、当該空間に面する部分には内側へと突出する突起部が形成されるものであって、
   前記膨張部材は、前記欠落部に前記突起部が嵌入された状態で収容されることを特徴とする液体燃料センサー。
2. 前記膨張部材の膨張方向を規制する膨張規制手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液体燃料センサー。
3. 前記欠落部の少なくとも一つは、前記膨張部材を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体燃料センサー。
4. 前記欠落部の少なくとも一つは、外側から内側へ向かって凹んだ切欠きであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体燃料センサー。
5. 前記欠落部の少なくとも一つは、外側から内側へ向かって延びる切込みであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料センサー。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の液体燃料センサーを備えたことを特徴とする燃焼装置。

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