JP2006151509A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はポンプが空転状態になった場合の呼び液補給によりポンプ再起動を行えることを課題とする。
【解決手段】 制御装置４８は、流量パルスの欠落により気体が検出された場合、第２電磁弁４０を閉弁させると共に、ポンプ２８を停止させる。そして、第３電磁弁４２を開弁させる。これにより、予備タンク１５の液体が呼び液としてポンプ２８の吐出側に連通された液体供給経路２０に供給される。よって、ポンプ２８内に空気が吸い込まれた空転状態となっても、呼び液補給処理により、自動的にポンプ２８を再起動させることができる。そのため、作業員がポンプ故障原因を点検したり、ポンプへの呼び液の補給作業を行わなくて済み、メンテナンス作業の負担軽減及びメンテナンス時間の短縮化が図れる。
【選択図】 図１

Description

本発明は液体供給装置に係り、特にポンプの運転状態が液体を吐出しない空転状態になった場合にポンプを正常運転状態に復帰させるよう構成された液体供給装置に関する。

液体供給装置としては、例えば、油液を配送する車両の荷台に搭載された貯蔵タンクと、貯蔵タンクの油液を送液するポンプと、ポンプからノズルへ供給された供給量を計測する流量計（供給量計測手段）と、流量計の下流に連通された給油ホースと、給油ホースの先端に連通された給油ノズルとを有する給油装置がある（例えば、特許文献１参照）。

この種の装置では、例えば、油液の供給中に貯蔵タンク内が空になった後にポンプに連通された吸い込み管路内に空気が浸入してしまった後に貯蔵タンクに油液を補給した場合や、長期間運転が行われないままの状態が続くことによりポンプに連通された吸い込み管路内に空気が浸入してしまった場合、ポンプを稼動させたとしてもポンプの羽根車（インペラー）が空転してしまい、貯蔵タンクに液体が補給されても液体を汲み上げることができなくなってしまう。

この場合、メンテナンスを行う作業員がポンプに設けられた呼び液供給口に液体を補給してポンプ内より気体を排出していた。
特開昭６１−１２７４９４号公報

しかしながら、従来の装置では、ポンプが長期間運転されなかったり、貯蔵タンクの液体が無くなっていることに気が付かない場合には、液体が吐出されない原因が分からないので、作業員が装置筐体のパネルを開いてポンプや電気系統などを点検しなければならならず、その点検作業に手間がかかるという問題があった。

そして、従来の装置では、ポンプの吸い込み管路に空気が吸引されてポンプが空転状態になっていることが判明した場合には、作業員が貯蔵タンクに液体が十分に貯蔵されていることを確認すると共に、ポンプの呼び液供給口に液体を補給してポンプの空転状態を解消することになり、その際は電気系統に液体が付着しないように注意しなければならず、ポンプの運転を再開するまでに時間がかかるという問題もあった。

そこで、本発明は上記課題を解決した液体供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

請求項１記載の発明は、液体を貯蔵する貯蔵タンクと、一端が前記貯蔵タンクに連通され、他端が被液体供給体に液体を供給するためのノズルに連通された液体供給経路と、前記液体供給経路に設けられたポンプと、前記液体供給経路に設けられ、前記ポンプにより圧送された液体の供給量を計測する供給量計測手段と、を有する液体供給装置において、前記液体が呼び液として貯留される予備タンクと、該予備タンクと前記ポンプとの間を連通する供給経路と、該供給経路に設けられ、前記予備タンクに貯留された呼び液を前記ポンプに供給する際に開弁される弁と、を備えたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、前記液体供給経路内に気体が存在するか否かを検出するための気体検出手段と、前記ポンプが駆動されている際に、前記気体検出手段により気体が存在すると判断された場合には前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する呼び液供給制御手段とを有することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、前記液体供給経路の前記ポンプと前記ノズルとの間に一端が連通し他端が前記予備タンクに連通する分岐経路と、前記ポンプにより圧送される液体を前記ノズルに供給するか或いは前記分岐経路に供給するかを切り替える経路切替手段と、前記ポンプの起動の際、前記経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を呼び液として前記分岐経路を介して前記予備タンクに補給させた後、当該経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記ノズルに供給させる呼び液補給制御手段と、を有することを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、前記供給量計測手段が、前記液体供給経路の前記ポンプと前記分岐経路の連通部との間に設けられ、前記液体の流速に比例して液体中に発生するカルマン渦を検出する度に当該カルマン渦を検出したことを示す流量パルスを出力する渦流量計からなり、前記気体検出手段は、前記渦流量計より出力される流量パルスに基づき前記液体供給経路内に液体が供給されているか否かを検出する流量パルス監視手段よりなり、
前記ポンプの起動の際、前記経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記分岐経路に供給させた後、前記流量パルス監視手段により前記液体供給経路内に気体が存在することが検出されない場合に前記経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記ノズルに供給させる経路切替制御手段と、を有するものである。

請求項５記載の発明は、前記呼び液供給制御手段が、前記ポンプが駆動されている際に、前記気体検出手段により気体が存在すると判断された場合には前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する第１の呼び液供給手段と、前記第１の呼び液供給手段による液体供給後、前記ポンプが再度駆動されている間に、前記気体検出手段により気体が存在すると再度判断された場合には、前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する第２の呼び液供給手段と、を有し、前記第１の呼び液供給手段による前記弁の開弁時間は、前記第２の呼び液供給手段による前記弁の開弁時間よりも長く設定されていることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、前記呼び液供給制御手段が、前記ポンプが駆動されている際に、前記経路切換手段を切換制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記分岐経路側に供給し、所定時間経過後あるいは所定積算流量が計測されるまでの間に前記気体検出手段により気体が存在するか否かを判定する第１の気体判定手段と、前記第１の気体検出手段により気体が検出された場合に前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する呼び液供給手段と、前記第１の気体判定手段により気体が検出されたと判定された後に前記ポンプが再度駆動されている間に、前記ポンプにより圧送された液体を前記分岐経路に供給し、所定時間経過後あるいは所定積算流量が計測されるまでの間に前記気体検出手段により気体が存在するか否かを判定する第２の気体判定手段と、を有し、前記第１の気体判定手段による前記所定時間経過後あるいは所定積算流量は、前記第２の気体判定手段による前記所定時間経過後あるいは所定積算流量よりも短くあるいは少なく設定されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、呼び液としての液体が貯留される予備タンクを設けてあるので、予備タンクに連通された供給経路の弁を開弁させることにより予備タンクに貯留された呼び液をポンプに供給することが可能になり、呼び液供給作業の負担が軽減されると共に、ポンプの運転再開までの時間を大幅に短縮することが可能になる。

また、本発明によれば、ポンプが駆動されている際に、気体検出手段により気体が存在すると判断した場合には弁を開弁させて予備タンクの液体をポンプに供給するため、ポンプが空転状態になった場合には、自動的に呼び液としての液体を供給することが可能になり、ポンプの運転再開までの時間を大幅に短縮することが可能になる。

また、本発明によれば、ポンプの起動の際、経路切替手段を切替制御してポンプにより圧送される液体を呼び液として分岐経路を介して予備タンクに補給させた後、経路切替手段を切替制御してポンプにより圧送される液体をノズルに供給させるため、予備タンクには常に液体が補給されており、ポンプが空転状態になった場合には、即座に予備タンクから呼び液としての液体を供給することが可能になり、ポンプの運転再開までの時間を大幅に短縮することが可能になる。

また、本発明によれば、供給量計測手段に渦流量計を採用し、渦流量計より出力される流量パルスに基づき液体供給経路内に気体が存在するか否かを検出するようにしたので、気体検出手段を液体供給径路に新たに設ける必要がなく、特別なセンサを設けることなく、ポンプが空転状態であるか否かを自動的に検出することが可能になると共に、液体供給経路内に気体が存在することが検出されない場合には経路切替手段を切替制御してポンプにより圧送される液体をノズルに供給させて液体の供給量を正確に計測することができる。

また、本発明によれば、第１の呼び液供給手段による弁の開弁時間を、第２の呼び液供給手段による弁の開弁時間よりも長く設定するため、吸い上げ管路に気体が存在する場合、１回目の呼び液で吸い上げ管路の気体の量は１回目よりも少なくなっているため、２回目以降については呼び液の量が一回目より少ない量で済む。よって、２回目以降の呼び液の量を少なくすることにより呼び液自体を無駄に消費することがなくなり、且つ液体をノズルから吐出開始までに要する時間を短縮することができる。

また、本発明によれば、第１の気体判定手段による所定時間経過後あるいは所定積算流量を、第２の気体判定手段による所定時間経過後あるいは所定積算流量よりも短くあるいは少なく設定することにより、ノズルから液体を吐出開始までに要する時間を短縮することができる。さらに、前回の気体検出処理で気体を検出した場合には、２回目の気体検出時間を長くすることにより、気体が存在しないことを確実に検出することができるので、正確な流量計測を行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明になる液体供給装置の一実施例を示す構成図である。図１に示されるように、液体供給装置１０は、筐体１２の下部に液体を貯蔵する貯蔵タンク１４と、貯蔵タンク１４の上方に設けられた計装部１６とを有する。貯蔵タンク１４に貯蔵される液体としては、例えば、自動車等の車両の燃料として用いられる油液、あるいは燃料以外の化学薬品（例えば、自動車の排気ガスを浄化する浄化装置で消費される尿素など）がある。

また、計装部１６には、ポンプ２８が空転した場合に供給される呼び液としての液体を貯留するための予備タンク１５が設けられている。この予備タンク１５は、ポンプ２８よりも高い位置に設けられており、ポンプ２８との高低差を利用してポンプ２８の吐出側に呼び液を供給するものである。

予備タンク１５の上部には、液体供給経路２０から分岐されて液体を補給するための第１補給管路（分岐経路）１７が連通され、予備タンク１５の底部には、ポンプ２８の吐出側に呼び液としての液体を供給するための呼び液供給管路（供給経路）１９が連通されている。また、呼び液供給管路１９の下端は、ポンプ２８の吐出側に連通された液体供給経路２０に接続されている。尚、予備タンク１５の容量は、ポンプ２８の内部容積とポンプ２８の吸い込み側に連通された管路長さ分の容積を合計した容積によって決まる。

貯蔵タンク１４と計装部１６との間には、隔壁１８が設けられており、この隔壁１８には液体供給経路２０の一端を構成する吸い上げ管路２１と、予備タンク１５の上部に連通された第２補給管路２２と、液体供給経路２０から分岐された逃がし用管路２３と、予備タンク１５の上部空間に連通された空気逃がし管路２５とが貫通している。

吸い上げ管路２１及び第２補給管路２２は、夫々貯蔵タンク１４の左右側壁近傍に挿入されており、吸い上げ管路２１及び第２補給管路２２の下端は、貯蔵タンク１４の底部近傍まで延在している。また、貯蔵タンク１４の底部には、気体の移動を遮断するバッフルプレート２４が起立している。吸い上げ管路２０の下端には、吸い上げ管路２０内の液体が下方に流出しないように逆流防止弁２１ａが設けられている。

さらに、計装部１６の液体供給経路２０には、上流から三方弁２６、ポンプ２８、逃がし用管路２３、流量計３０、経路切替手段としての第１電磁弁３２、ホース継ぎ手３４、ホース３６、ノズル３８が設けられている。また、第１補給管路１７には、経路切替手段としての第２電磁弁４０が設けられ、呼び液供給管路１９には、第３電磁弁４２(請求項１の弁に相当する)が設けられている。

各電磁弁３２，４０，４２は、夫々ノーマルクローズ方式の電磁弁であり、ソレノイドが励磁されることで、開弁動作するように構成されている。

三方弁２６は、吸い上げ管路２１が連通されたａポートと、液体供給経路２０に連通された吐出側のｂポートと、外部の補給タンク（図示せず）から液体を補給するための補給ホース（図示せず）が連通されるｃポートとを有する。三方弁２６のｃポートは、補給ホースが接続される接続口４４に連通されている。

また、三方弁２６は、制御信号の入来により切り替わる電磁式の切替弁であり、ノズル３８へ供給する際は、ａ−ｂポートを連通させ、貯蔵タンク１４に補給する際にはｃ−ｂポートを連通させるように切り替わる。尚、ノズル３８へ供給する際は、第１電磁弁３２が開弁されてポンプ２８から圧送された液体をノズル３８へ供給する。また、予備タンク１５に補給する際は、第２電磁弁４０が開弁されており、外部から補給された液体は、ポンプ２８により加圧されて流量計３０に圧送され、流量計３０により流量を計測されて予備タンク１５に補給される。そして、予備タンク１５から溢れた液体は、第２補給管路２２を介して貯蔵タンク１４に補給される。

また、ポンプ２８が空転状態になった場合には、後述するように第３電磁弁４２が開弁されて予備タンク１５に貯留された液体が呼び液供給管路１９を介してポンプ２８の吐出側に供給される。これにより、ポンプ２８の内部及び吸い込み側の液体供給経路２０に呼び液としての液体が供給され、ポンプ２８は貯蔵タンク１４の液体を汲み上げることが可能になる。

本実施例では、ポンプ２８にマグネットカップリングを介してモータの回転駆動力を羽根車に伝達するように構成されており、ポンプ２８とモータとの回転伝達部分からの液漏れが防止されている。

ノズル３８は、液体供給により発生する負圧により空気を吸引するための空気導入口を吐出口に有しており、この空気導入口が液面によって閉塞されると、ノズル３８に内蔵された弁機構が自動的に閉弁動作して液体の供給を停止するように構成されている。このような液面検知による自動閉弁機構は、周知のものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。

供給量計測手段としての流量計３０は、超音波式渦流量計からなり、流路内を流れる液体の流量に応じて発生するカルマン渦を超音波の伝播速度の変化によって検出し、２つの超音波受信器から出力される流量パルスの積算値から流速（瞬時流量）を求めるように構成されている。尚、超音波式渦流量計の構成及び検出回路、流量演算回路は、周知のものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。

超音波式渦流量計では、図２（ａ）に示されるように、液体中に気体がないと、超音波が液体中を支障なく進行することができるため、等間隔の流量パルスが得られ、流量パルスの欠落が発生しない。ところが、図２（ｂ）に示されるように、液体中に気体があると、超音波が気体によって進行することができず、等間隔の流量パルスが得られないので、流量パルスが欠落する。従って、流量計３０から出力される流量パルスの欠落を監視することにより液体中への気体の浸入を検出することが可能になる。従って、流量計３０は、供給量計測手段及び気体検出手段として兼用することができ、気体検出手段を別個に設けなくて済むので、その分構成の簡略化が図れる。

計装部１６には、上記三方弁２６、ポンプ２８、流量計３０、第１電磁弁３２、第２電磁弁４０、第３電磁弁４２の他に、流量計３０により計測された液体の供給量、または液体の補給量を表示する流量表示部４６と、各弁やポンプなどを制御するCPU（Central processing unit）を有する制御装置４８と、記憶手段としてのメモリ５８とが設けられている。

また、筐体１２の右側面には、使用しないときのノズル３８を掛止するノズル掛け５２が設けられている。そして、ノズル掛け５２には、ノズル３８を検出するノズルスイッチ５４が設けられている。このノズルスイッチ５４は、ポンプ起動スイッチとして機能するスイッチであり、ノズル３８がノズル掛け５２に掛止されているときにオンになり、ノズル３８がノズル掛け５２から外れるとオフになる。そして、ノズル３８がオフになると、ポンプ２８に駆動電圧が印加されてポンプ制御が行われる。

メモリ５８には、貯蔵タンク１４から液体をノズル３８に供給する場合には、吸い上げ管路２１とポンプ２８の吸い込み口との連通状態、及びノズル３８とポンプ２８の吐出口との連通状態を保持するように三方弁２６、電磁弁３２を切り替え、貯蔵タンク１４及び予備タンク１５に液体を補給する場合には、接続口４４とポンプ２８の吸い込み口との連通状態、及びポンプ２８の吐出口とノズル３８との連通状態を保持するように三方弁２６、電磁弁３２を切り替える制御プログラムと、ポンプの起動後、流量計３０により流量が計測されない場合に電磁弁４２を開弁させて予備タンク１５の液体(呼び液)をポンプ２８の吐出側に供給する制御プログラム（請求項２の呼び液供給制御手段）と、流量計３０により流量が計測されない場合に液体供給経路２０に気体が浸入したものと判定する制御プログラム（気体検出手段）とが格納されている。

また、メモリ５８には、ポンプ２８の起動の際、電磁弁３２，４０を切替制御してポンプ２８により圧送される液体を呼び液として予備タンク１５に補給させた後、電磁弁３２，４０を切替制御してポンプ２８により圧送される液体をノズル３８に供給させる制御プログラム(請求項３の呼び液補給制御手段)とが格納されている。

また、メモリ５８には、渦流量計３０より出力される流量パルスに基づき液体供給経路２０内に液体が供給されているか否かを検出する制御プログラム(請求項４の流量パルス監視手段)と、ポンプ３０の起動の際、電磁弁３２，４０，４２を切替制御してポンプ３０により圧送される液体を第１補給管路１７に供給させた後、液体供給経路２０内に気体が存在することが検出されない場合に電磁弁３２，４０，４２を切替制御してポンプ３０により圧送される液体をノズル３８に供給させる制御プログラム(請求項４の経路切替制御手段)とが格納されている。

また、上記液体供給装置１０において、腐食性の液体を供給することができるように、各管路が耐食性を有する塩化ビニールなどにより形成され、流量計３０が耐食性を有するPPS（ポリフェニレンサルファイド）により形成されている。

ここで、上記構成とされた液体供給装置１０の制御装置４８が実行する制御処理について図３に示すフローチャートを参照して説明する。尚、図３に示す制御処理としては、第１補給管路１７から予備タンク１５に液体を補給する補給モード処理（Ｓ１２〜Ｓ１６及びＳ２８、Ｓ２４〜Ｓ２７）と貯蔵タンク１４からノズル３８に液体を供給する供給モード処理（Ｓ１７〜Ｓ２３）と、予備タンク１５の液体をポンプ２８の吐出側に供給する呼び液供給モード処理（Ｓ２９〜Ｓ３９）とがある。

図３に示されるように、制御装置４８は、Ｓ１１でノズルスイッチ５４がオフになったかどうかをチェックする。Ｓ１１において、ノズルスイッチ５４がオフであるときは、ノズル３８がノズル掛け５２に掛止されているので、Ｓ１１に戻る。従って、液体の供給及び補給も行わない状態では、Ｓ１１の処理を繰り返す待機状態となる。

また、作業員がノズル３８をノズル掛け５２から外し、ノズル３８の吐出口を被液体供給体として容器（図示せず）の供給口に挿入してノズル３８のノズルレバーを開弁位置に操作すると、Ｓ１１でノズルスイッチ５４がオフになるため、補給モード処理が開始される。

Ｓ１１において、ノズル３８がノズル掛け５２より外されてノズルスイッチ５４がオンになると、Ｓ１２に進み、ポンプ駆動信号を出力してポンプ２８を駆動する。続いて、Ｓ１３に進み、第２電磁弁４０を開弁すると共に、三方電磁弁２６のａ−ｂポートを連通した液体供給状態に保持する(経路切替手段)。これにより、ポンプ２８により貯蔵タンク１４からくみ上げた液体が呼び液として予備タンク１５に補給され、予備タンク１５内の呼び液が満タンとなり予備タンク１５から溢れた液体は第２補給管路２２を介して貯蔵タンク１４へ還流される(呼び液補給制御手段)。従って、ポンプ起動時には、必ず予備タンク１５への液体補給が自動的に行われるため、予備タンク１５の貯留量は常に満タン状態に保たれている。

次のＳ１４では、予備タンク１５への液体補給が予め設定された所定時間行われたかどうかをチェックする。そして、Ｓ１４において、所定時間が経過すると、Ｓ１５に進み、流量計３０から出力された流量パルスを監視して液体中に気体が存在するかどうかをチェックする（気体検出手段）。このＳ１５では、前述したように、流量パルスを監視しており(流量パルス監視手段)、液体中に気体があると超音波が気体によって進行することができず、流量パルスが欠落することにより等間隔の流量パルスが検出されなくなったことをもって気体の存在が検出されるようになっている（図２（ｂ）に示す）。なお、このＳ１５においては流量パルスを監視しており、流量パルスが所定時間検出されないことによっても気体の存在が検出されるようになっている(流量パルス監視手段)。

上記Ｓ１５において、気体が検出されないときは、Ｓ１６に進み、第２電磁弁４０を閉弁させることにより補給モード処理よりＳ１７の供給モード処理に処理が移行する(経路切替手段)。

Ｓ１７では、流量表示部４６に表示される積算流量をゼロリセットする。そして、Ｓ１８に進み、第１電磁弁３２を開弁する(経路切替手段)。これにより、ポンプ２８の運転により貯蔵タンク１４からくみ上げた液体が液体供給経路２０を介してノズル３８が挿入された容器に供給される。

次のＳ１９では、流量計３０により検出された流量パルスを積算して液体の瞬時流量を計測する。続いて、Ｓ２０に進み、瞬時流量を積算して液体の供給量を演算して流量表示部４６に表示する。次のＳ２１では、ノズルスイッチ５４がオフかどうかをチェックする。Ｓ２１において、ノズルスイッチ５４がオフであるときは、液体供給が継続しているものと判断して上記Ｓ１９〜Ｓ２１の処理を繰り返す。

作業員は、ノズル３８の自動閉弁機構が動作して液体供給が停止した場合には、ノズル３８をノズル掛け５２に戻して供給作業を終了する。そして、Ｓ２１において、ノズル３８がノズル掛け５２に戻されたことをノズルスイッチ５４がオフになったことで検出すると、Ｓ２２に進み、流量表示部４６に表示された積算流量値を今回の供給量としてメモリ５８に記憶させ、次のＳ２３では、第１電磁弁３２を閉弁させることにより供給モード処理よりＳ２４の補給モード処理に移行する。

Ｓ２４では第２電磁弁４０を開弁させ、続いて、Ｓ２５に進み、予備タンク１５への液体補給が予め設定された所定時間行われたかどうかをチェックする。そして、Ｓ２５において所定時間が経過するとＳ２６に進み、第２電磁弁４０を閉弁させ、Ｓ２７でポンプ駆動信号の出力を停止することにより補給モード処理が終了する。これで、液体供給の一連の制御処理が終了する。

一方、上記Ｓ１５において、流量パルスの欠落或いは流量パルスが所定時間計測されないことにより気体が検出されたときは、Ｓ２８の処理を行ったのち、補給モード処理からＳ２９以降の呼び液供給モード処理にその処理を移行する。すなわち、Ｓ２８に移行して第２電磁弁４０を閉弁させ(経路切替手段)、Ｓ２９でポンプ駆動信号の出力を停止する。続いてＳ３０に進み、第３電磁弁４２を開弁させる。これにより、前述のＳ１５において気体が検出された場合には、第３電磁弁４２の開弁により予備タンク１５の液体が前述した高低差により呼び液としてポンプ２８の吐出側に連通された液体供給経路２０に供給される（呼び液供給制御手段）。その際、液体供給経路２０内の空気は、呼び液供給管路１９を介して予備タンク１５内に回収され、さらに、空気逃がし管路２５を介して貯蔵タンク１４に回収される。

次のＳ３１では予備タンク１５からポンプ２８への呼び水供給が予め設定された所定時間行われたかどうかをチェックする。そして、Ｓ３１において所定時間が経過すると、ポンプ２８及びポンプ２８の吸い込む側に連通された管路に液体が供給されたものと判断してＳ３２に進み、第３電磁弁４２を閉弁させ、呼び水供給を停止させる。

次のＳ３３では、ポンプ駆動信号を出力してポンプ２８を駆動する。続いて、Ｓ３４に進み、第２電磁弁４０を開弁させる。そして、Ｓ３５では流量計３０から出力された流量パルスを監視して液体中に気体が存在するかどうかをチェックする。

上記Ｓ３５において気体が検出されないときはポンプ２８から液体が圧送されているので、前述のＳ１６に移行、即ち、供給モード処理に移行する。従って、ポンプ２８内に空気が吸い込まれた空転状態となっても、上記Ｓ２９〜Ｓ３５の呼び液の補給処理により、自動的にポンプ２８を再起動させることができる。そのため、従来のように、作業員がポンプ故障原因を点検したり、ポンプへの呼び液の補給作業を行わなくて済み、メンテナンス作業の負担軽減及びメンテナンス時間の短縮化が図れる。

また、上記Ｓ３５において、気体が検出されたときは、Ｓ３６に移行して予め設定された所定時間行われたかどうかをチェックする。そして、Ｓ３６において、所定時間が経過するまでＳ３５，Ｓ３６の処理を繰り返す待機状態となる。

Ｓ３６において、所定時間が経過しても気体が検出されたときは、気体発生の原因がポンプの空転ではない可能性が高いので、Ｓ３７に進み、警報（アラーム）あるいは警告灯の点滅により何らの異常が発生していることを報知する。次にＳ３８に進み、ポンプ駆動信号の出力を停止させ、Ｓ３９で第２電磁弁４０を閉弁する。これで、呼び水補給モード処理の一連の制御処理が終了する。

実施例２の液体供給装置１０では、図１に示す構成を有するものであるので、構成の説明は省略する。また、制御装置４８においては、前述した実施例１のものと同様に気泡の存在が検出されたと判定された場合にポンプ２８への呼び液の供給を自動的に行なう呼び液供給手段(図３を参照)を有すると共に、予め設定されたリトライ回数Ｒを複数回繰り返すことにより気泡によるポンプ２８の起動不良（空転動作）を解消する呼び液供給リトライ手段を有する。

メモリ５８には、ポンプ２８が駆動されている際に、気体が存在すると判断された場合には第３電磁弁４２を開弁させて予備タンク１５の液体をポンプ２８に供給する制御プログラム（第１の呼び液供給手段）と、予備タンク１５の液体をポンプ２８に供給後、ポンプ２８が再度駆動されている間に、気体が存在すると再度判断された場合には、第３電磁弁４２を開弁させて予備タンク１５の液体をポンプ２８に供給する制御プログラム（第２の呼び液供給手段）とが格納されている。また、メモリ５８には、第３電磁弁４２を開弁時間は、次回の開弁時間よりも長く設定されているデータベース６０(図５に示す)が格納されている。

また、メモリ５８には、ポンプ２８が駆動されている際に、経路切換手段としての第２電磁弁４０を開弁してポンプ２８により圧送される液体を分岐経路１７側に供給し、所定時間経過後あるいは所定積算流量が計測されるまでの間に気体が存在するか否かを判定する制御プログラム（第１の気体判定手段）と、気体が検出されたと判定された後にポンプ２８が再度駆動されている間に、ポンプ２８により圧送された液体を分岐経路１７に供給し、所定時間経過後あるいは所定積算流量が計測されるまでの間に気体が存在するか否かを判定する制御プログラム（第２の気体判定手段）とが格納されている。また、データベース６０には、１回目の設定条件としての所定時間経過後あるいは所定積算流量が、２回目による所定時間経過後あるいは所定積算流量よりも短くあるいは少なく設定されている。

制御装置４８は、メモリ５８に格納された各制御プログラムを実行する。図４は制御装置４８が実行する実施例２の制御処理を説明するためのフローチャートである。図４に示されるように、制御装置４８は、Ｓ４１でノズルスイッチ５４がオフになったかどうかをチェックする。Ｓ４１において、ノズルスイッチ５４がオフであるときは、ノズル３８がノズル掛け５２に掛止されているので、Ｓ４１に戻る。従って、液体の供給及び補給も行わない状態では、Ｓ４１の処理を繰り返す待機状態となる。

また、作業員がノズル３８をノズル掛け５２から外し、ノズル３８の吐出口を被液体供給体として容器（図示せず）の供給口に挿入してノズル３８のノズルレバーを開弁位置に操作すると、ノズルスイッチ５４がオフになるため、Ｓ４１からＳ４２に進み、補給モード処理が開始される。

Ｓ４２では、呼び液供給のリトライ回数をカウントするリトライカウンタをリセットする。次のＳ４３では、ポンプ駆動信号を出力してポンプ２８を駆動する。続いて、Ｓ４４では、循環時間計測を行なうタイマによる計時を開始する。同時に流量計３０による流量計測も開始する。

その後、Ｓ４５に進み、第２電磁弁４０を開弁すると共に、三方電磁弁２６のａ−ｂポートを連通した液体供給状態に保持する(経路切替手段)。これにより、ポンプ２８により貯蔵タンク１４からくみ上げた液体が呼び液として予備タンク１５に補給され、予備タンク１５内の呼び液が満タンとなり予備タンク１５から溢れた液体は第２補給管路２２を介して貯蔵タンク１４へ還流される(呼び液補給制御手段)。従って、ポンプ起動時には、予備タンク１５の貯留量は常に満タン状態に保たれている。

次のＳ４６では、予めメモリ５８のデータベース６０に設定された呼び液リトライ回数に対応する所定循環時間Ｔ及び所定循環流量Ｑを読み込む。続いて、Ｓ４７に進み、流量計３０から出力された流量パルスを監視して液体中に気体が存在するか否かをチェックする（気体検出手段）。このＳ４７では、前述したように、流量パルスを監視しており(流量パルス監視手段)、液体中に気体があると超音波が気体によって進行することができず、流量パルスが欠落することにより等間隔の流量パルスが検出されなくなったことをもって気体の存在が検出されたと判定する（図２（ｂ）に示す）。

上記Ｓ４６において、気体が検出されないときは、Ｓ４８に進み、所定循環時間Ｔが経過したか否かをチェックする。Ｓ４８において、所定循環時間Ｔが経過していない場合は、Ｓ４９に進み、流量計３０により計測された積算流量値が所定循環流量Ｑに達したか否かをチェックする。Ｓ４９において、流量計３０により計測された積算流量値が所定循環流量Ｑに達していない場合は、上記Ｓ４７の処理に戻り、循環される液体に気体が存在するか否かをチェックする。

従って、所定循環時間Ｔが経過し、且つ予備タンク１５に供給される流量が所定循環流量Ｑに達するまで、流量パルスの監視(流量パルス監視手段)による気泡検出の有無を判定しており、流量パルスが所定時間検出されない場合には、気体の存在が検出されたものと判定することができる。

また、上記Ｓ４７において、１回目の気体検出処理で気体を検出し、２回目の気体検出処理を行う場合には、所定循環時間Ｔ２及び所定循環流量Ｑ２が１回目の所定循環時間Ｔ１よりも長く及び所定循環流量Ｑ１よりも多く設定されるため、気体が存在しないことを確実に検出することが可能になり、正確な流量計測を行なうことができる。

また、上記Ｓ４７において、１,２回目の気体検出処理で気体を検出し、３回目の気体検出処理を行う場合には、所定循環時間Ｔ３及び所定循環流量Ｑ３が２回目の所定循環時間Ｔ２よりも長く及び所定循環流量Ｑ２よりも多く設定されるため、さらに気体が存在しないことを確実に検出することが可能になり、正確な流量計測を行なうことができる。

また、Ｓ４９において、流量計３０により計測された積算流量値が所定循環流量Ｑに達した場合には、Ｓ５０に進み、第２電磁弁４０を閉弁させることにより補給モード処理より供給モード処理に処理が移行する(経路切替手段)と共に、第１電磁弁３２を開弁する(経路切替手段)。これにより、ポンプ２８の運転により貯蔵タンク１４からくみ上げた液体が液体供給経路２０を介してノズル３８が挿入された容器に供給される。

次のＳ５１では、流量表示部４６に表示される積算流量をゼロリセットする。そして、Ｓ５２に進み、流量計３０により検出された流量パルスを積算して液体の瞬時流量を計測する。

次のＳ５３では、ノズルスイッチ５４がオフかどうかをチェックする。Ｓ５３において、ノズルスイッチ５４がオフであるときは、液体供給が継続しているものと判断して上記Ｓ５２の流量計測の処理を繰り返す。また、Ｓ５３において、ノズル３８がノズル掛け５２に戻されてノズルスイッチ５４がオンになると、ノズル３８を用いた液体供給が終了したため、Ｓ５４に進み、第１電磁弁３２を閉弁させると共に、第２電磁弁４０を開弁させることにより供給モード処理より補給モード処理に移行する。

次のＳ５５では、予備タンク１５への液体補給を行なう補給時間ＴＡの計時を開始する。そして、Ｓ５６において、補給時間ＴＡが予め設定された所定時間に達したか否かをチェックする。Ｓ５６で補給時間ＴＡが予め設定された所定時間に達した場合には、Ｓ５７に進み、第２電磁弁４０を閉弁させ、Ｓ５８でポンプ駆動信号の出力を停止することにより補給モード処理が終了する。これで、液体供給の一連の制御処理が終了する。

一方、上記Ｓ４７において、流量パルスの欠落或いは流量パルスが所定時間計測されないことにより気体が検出された場合、あるいはＳ４８において、所定循環時間Ｔが経過した場合は、Ｓ５９の処理を行ったのち、補給モード処理からＳ５９以降の呼び液供給モード処理にその処理を移行する。すなわち、Ｓ５９に移行してポンプ駆動信号の出力を停止する。

次のＳ６０では、呼び液供給のリトライ回数Ｒに１を加算し、Ｓ６１でリトライ回数が予め設定された所定回数以上になったか否かをチェックする。Ｓ６１において、リトライ回数が所定回数未満の場合は、Ｓ６２に進み、リトライ回数に対応する呼び液供給時間ＴＲをメモリ５８から読み込む。

メモリ５８には、図５に示すようなリトライ回数（Ｒ＝０〜２）に応じた所定循環時間（Ｔ＝Ｔ１〜Ｔ３）、所定循環流量（Ｑ＝Ｑ１〜Ｑ３）、呼び液供給時間（ＴＲ＝ＴＲ１〜ＴＲ３）が設定条件として記憶されたデータベース６０が格納されている。所定循環時間（Ｔ）、所定循環流量（Ｑ）は、リトライ回数が増えるに連れて増加するように設定されており、呼び液供給時間（ＴＲ）は、リトライ回数が増えるに連れて減少するように設定されている（設定条件：Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３、ＴＲ１＞ＴＲ２＞ＴＲ３）。

次のＳ６３では、第３電磁弁４２を開弁させる。これにより、前述のＳ４７において気体が検出された場合には、第３電磁弁４２の開弁により予備タンク１５の液体が前述した高低差により呼び液としてポンプ２８の吐出側に連通された液体供給経路２０に供給される（呼び液供給制御手段）。その際、液体供給経路２０内の空気は、呼び液供給管路１９を介して予備タンク１５内に回収され、さらに、空気逃がし管路２５を介して貯蔵タンク１４に回収される。

続いて、Ｓ６４に進み、リトライ回数（Ｒ＝０〜２）に応じた呼び液供給時間（ＴＲ＝ＴＲ１〜ＴＲ３）が経過したか否かをチェックする。Ｓ６４において、リトライ回数（Ｒ＝０〜２）に応じた呼び液供給時間（ＴＲ＝ＴＲ１〜ＴＲ３）が経過すると、Ｓ６５に進み、第３電磁弁４２を閉弁させてポンプ２８の吐出側への呼び液供給を停止する。今回のＳ６３〜Ｓ６５は、第１の呼び液供給手段として機能する。その後、上記Ｓ４３に戻り、Ｓ４３以降の処理を行う。

従って、１回目の呼び液供給を行なった後にポンプ２８を再度起動させてポンプ２８が貯蔵タンク１４の液体を汲み上げてノズル３８へ液体を供給することができるようになれば、Ｓ４７で気体検出が行なわれず、Ｓ４８〜Ｓ５８の処理を行ってノズル３８からの液体供給を行なえる。また、１回目の呼び液供給によりポンプ２８が貯蔵タンク１４の液体を汲み上げることができなかった場合は、吸い上げ管路２１に空気が残っている可能性が高いので、Ｓ４７で気体検出が行なわれ、再度Ｓ５９〜Ｓ６５の処理が行われて、ポンプ２８に２回目の呼び液供給が行なわれる。

そして、２回目の呼び液供給は、リトライ回数（Ｒ＝１）に応じた所定循環時間（Ｔ＝Ｔ２＞Ｔ１）、所定循環流量（Ｑ＝Ｑ２＞Ｑ１）、呼び液供給時間（ＴＲ＝ＴＲ２＜ＴＲ１）の設定条件で行なわれる。すなわち、２回目の呼び液供給（リトライ回数が１）を行なう場合は、１回目よりも所定循環時間が長く、且つ所定循環流量が多く設定され、呼び液供給時間が１回目よりも短く設定される。

これにより、２回目の呼び液供給は、呼び液供給時間ＴＲ２が１回目よりも短縮されているので、Ｓ６３〜Ｓ６５（第２の呼び液供給手段）の処理を短時間で行なうことになる。また、１回目の呼び液供給により吸い上げ管路２１に残っている空気が少ないため、２回目の呼び液供給時間ＴＲ２を１回目よりも短くしても吸い上げ管路２１の空気を排出することが可能になる。このように、２回目の呼び液供給時間ＴＲ２が１回目より短縮されるため、呼び液供給を再度行なう場合のポンプ２８起動再開までの時間が短くなり、その分給液開始までの待ち時間を短くすることができる。

また、２回目の呼び液供給によりポンプ２８が貯蔵タンク１４の液体を汲み上げることができなかった場合は、まだ吸い上げ管路２１に空気が残っている可能性が高いので、Ｓ４７で再度気体検出が行なわるため、３回目のＳ５９〜Ｓ６５の処理が行われて、ポンプ２８に３回目の呼び液供給が行なわれる。

そして、３回目の呼び液供給は、リトライ回数（Ｒ＝２）に応じた所定循環時間（Ｔ＝Ｔ３＞Ｔ２）、所定循環流量（Ｑ＝Ｑ３＞Ｑ２）、呼び液供給時間（ＴＲ＝ＴＲ３＜ＴＲ２）の設定条件で行なわれる。すなわち、３回目の呼び液供給（リトライ回数が２）を行なう場合は、２回目よりも所定循環時間が長く、且つ所定循環流量が多く設定され、呼び液供給時間が２回目よりも短く設定される。

これにより、３回目の呼び液供給は、呼び液供給時間ＴＲ３が２回目よりも短縮されているので、Ｓ６３〜Ｓ６５の処理をさらに短時間で行なうことになる。また、２回目の呼び液供給により吸い上げ管路２１に残っている空気がさらに少ないため、３回目の呼び液供給時間ＴＲ３を２回目よりも短くしても吸い上げ管路２１の空気を排出することが可能になる。

このように、２回目の呼び液供給時間ＴＲ２が１回目より短縮され、あるいは３回目の呼び液供給時間ＴＲ３が２回目より短縮されるため、呼び液供給を再度行なう場合のポンプ２８起動再開までの時間が短くなり、その分給液開始までの待ち時間を短くすることができる。よって、２回目以降の呼び液の量を少なくすることにより呼び液自体を無駄に消費することがなくなり、且つ液体をノズルから吐出開始までに要する所要時間を短縮することができる。

また、上記Ｓ６１において、リトライ回数が所定回数（本実施例では、３回）に達した場合は、Ｓ６６に進み、第２電磁弁４０を閉弁させる。そして、気体発生の原因がポンプの空転ではない可能性が高いので、Ｓ６７に進み、異常信号を出力して警報（アラーム）あるいは警告灯の点滅等により何らの異常が発生していることを報知する。

この後、Ｓ６８において、ノズル３８がノズル掛け５２に戻されてノズルスイッチ５４がオフに切り替わると、Ｓ６９に進み、異常信号を停止して今回の制御処理を終了する。

上記実施例では、気体の浸入の有無を検出し、気体の浸入が検出された場合に予備タンク１５の液体をポンプ２８の吐出側に自動的に補給するようにしたが、これに限らず、例えば、作業員が呼び水補給のスイッチをオンに操作すると、第２電磁弁４０が開弁するように構成しても良いのは勿論である。

また、上記実施例では、気体検出手段として渦流量計より出力される流量パルスの間隔を監視する構成を採用したが、気体検出手段の構成としてはこれに限らず、例えば、流量計３０とは別個に気体そのものを直接気体を検出する検出センサ(例えば、気体によって検出信号が変化する超音波センサや光センサなど)を設けたり、或いは、ポンプ２８を駆動するモータの電流値・電圧値・回転数等を検出するセンサを設け、このセンサの検出値からモータが負荷運転状態（期待が浸入していない状態）であるのか無負荷運転状態（気体が浸入している状態）であるのかを検出する構成としても良いのは勿論である。

また、上記実施例においては、筐体１２の下部に貯蔵タンク１４が設けられた構成を一例として挙げたが、これに限らず、貯蔵タンク１４が筐体１２の外部に設置される構成のものにも本発明が適用できるのは勿論である。

また、貯蔵タンク１４に貯蔵される流体としては、ポンプにより圧送することができる液体であれば供給及び補給が可能であるので、ガソリン等の燃料や化学薬品や冷却用液や洗浄液など様々な種類の液体が考えられる。

また、上記実施例において、三方弁２６の代わりに吸い上げ管路２１と補給ホース４２が接続される接続口４４の夫々に電磁弁を設けても良い。

また、上記実施例において、電磁弁３２，４０の代わりに三方弁を設ける構成としても良い。

また、上記実施例においては、貯蔵タンク１４はポンプ２８の吐出口側に設けられ、ポンプ２８の吐出口側よりポンプ２８内部へ貯蔵タンク１４に貯蔵された流体を供給するようにしているが、貯蔵タンク１４をポンプ２８の吐出口側に設けなければならないのではなく、例えば、貯蔵タンク１４の位置をポンプ２８の流入口側に設けるようにしても良く、要は貯蔵タンク１４に貯蔵された流体がポンプ内に流入するような位置に貯蔵タンク１４を設けておけば、上記実施例と同様の効果を奏する事ができる。

また、上記実施例２においては、呼び液供給回数を３回まで行なう場合について説明したが、これに限らず、４回以上呼び液供給を行なう場合にも適用できるのは勿論である。

本発明になる液体供給装置の一実施例を示す構成図である。 超音波式渦流量計から出力される流量パルスの波形図であり、(ａ)は液体中に気体がない場合の波形図、（ｂ）は液体中に気体が浸入した場合の波形図である。 制御装置４８が実行する実施例１の制御処理を説明するためのフローチャートである。 制御装置４８が実行する実施例２の制御処理を説明するためのフローチャートである。 リトライ回数に応じた所定循環時間、所定循環流量、呼び液供給時間が設定条件として記憶されたデータベースを模式的に示した図である。

符号の説明

１０ 液体供給装置
１２ 筐体
１４ 貯蔵タンク
１５ 予備タンク
１６ 計装部
１７ 第１補給管路
１９ 呼び液供給管路
２０ 液体供給経路
２１ 吸い上げ管路
２２ 第２補給管路
２８ ポンプ
３０ 流量計
３２ 第１電磁弁
３８ ノズル
４０ 第２電磁弁
４２ 第３電磁弁
４６ 流量表示部
４８ 制御装置
５４ ノズルスイッチ

Claims (6)

1. 液体を貯蔵する貯蔵タンクと、
   一端が前記貯蔵タンクに連通され、他端が被液体供給体に液体を供給するためのノズルに連通された液体供給経路と、
   前記液体供給経路に設けられたポンプと、
   前記液体供給経路に設けられ、前記ポンプにより圧送された液体の供給量を計測する供給量計測手段と、
   を有する液体供給装置において、
   前記液体が呼び液として貯留される予備タンクと、
   該予備タンクと前記ポンプとの間を連通する供給経路と、
   該供給経路に設けられ、前記予備タンクに貯留された呼び液を前記ポンプに供給する際に開弁される弁と、
   を備えたことを特徴とする液体供給装置。
2. 前記液体供給経路内に気体が存在するか否かを検出するための気体検出手段と、
   前記ポンプが駆動されている際に、前記気体検出手段により気体が存在すると判断された場合には前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する呼び液供給制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記液体供給経路の前記ポンプと前記ノズルとの間に一端が連通し他端が前記予備タンクに連通する分岐経路と、
   前記ポンプにより圧送される液体を前記ノズルに供給するか或いは前記分岐経路に供給するかを切り替える経路切替手段と、
   前記ポンプの起動の際、前記経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を呼び液として前記分岐経路を介して前記予備タンクに補給させた後、当該経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記ノズルに供給させる呼び液補給制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体供給装置。
4. 前記供給量計測手段は、前記液体供給経路の前記ポンプと前記分岐経路の連通部との間に設けられ、前記液体の流速に比例して液体中に発生するカルマン渦を検出する度に当該カルマン渦を検出したことを示す流量パルスを出力する渦流量計からなり、
   前記気体検出手段は、前記渦流量計より出力される流量パルスに基づき前記液体供給経路内に液体が供給されているか否かを検出する流量パルス監視手段よりなり、
   前記ポンプの起動の際、前記経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記分岐経路に供給させた後、前記流量パルス監視手段により前記液体供給経路内に気体が存在することが検出されない場合に前記経路切替手段を切替制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記ノズルに供給させる経路切替制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の液体供給装置。
5. 前記呼び液供給制御手段は、
   前記ポンプが駆動されている際に、前記気体検出手段により気体が存在すると判断された場合には前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する第１の呼び液供給手段と、
   前記第１の呼び液供給手段による液体供給後、前記ポンプが再度駆動されている間に、前記気体検出手段により気体が存在すると再度判断された場合には、前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する第２の呼び液供給手段と、を有し、
   前記第１の呼び液供給手段による前記弁を開弁時間は、前記第２の呼び液供給手段による前記弁の開弁時間よりも長く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の液体供給装置。
6. 前記呼び液供給制御手段は、
   前記ポンプが駆動されている際に、前記経路切換手段を切換制御して前記ポンプにより圧送される液体を前記分岐経路側に供給し、所定時間経過後あるいは所定積算流量が計測されるまでの間に前記気体検出手段により気体が存在するか否かを判定する第１の気体判定手段と、
   前記第１の気体検出手段により気体が検出された場合に前記弁を開弁させて前記予備タンクの液体を前記ポンプに供給する呼び液供給手段と、
   前記第１の気体判定手段により気体が検出されたと判定された後に前記ポンプが再度駆動されている間に、前記ポンプにより圧送された液体を前記分岐経路に供給し、所定時間経過後あるいは所定積算流量が計測されるまでの間に前記気体検出手段により気体が存在するか否かを判定する第２の気体判定手段と、を有し、
   前記第１の気体判定手段による前記所定時間経過後あるいは所定積算流量は、前記第２の気体判定手段による前記所定時間経過後あるいは所定積算流量よりも短くあるいは少なく設定されていることを特徴とする請求項３に記載の液体供給装置。

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