JP2008145340A

JP2008145340A - 燃料油の判別方法、及び燃料油の判別装置

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Publication number: JP2008145340A
Application number: JP2006334625A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Funaki; 公孝舩木; Hideaki Chiba; 英明千葉; Kiyonobu Hirose; 清信廣瀬
Original assignee: Mito Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mito Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: JP4742020B2

Abstract

【課題】ディーゼルエンジンの燃料油として、正規の軽油もしくは不正の軽油の場合にその添加物をも確認することができる燃料油の判別方法、及び燃料油の判別装置を提供する。
【解決手段】燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別方法であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出し、この検出した燃料油の屈折率値及び温度値と、予め用意した燃料油の屈折率と温度とによる正規の軽油の範囲と灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合された燃料油の範囲とを特定した判定表図Ｐとに基づいて、軽油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行うことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに使用されている燃料油が正規のものであるか否かの判定を行うことができる燃料油の判別方法、及び燃料油の判別装置に関する。

近年、ディーゼルエンジンを搭載したトラック、建設機械等の車両の燃料油として、軽油に灯油や重油を混ぜたものを使用する不正軽油の使用が社会的問題となっている。この不正軽油の使用を防止するために、排気ガス中の硫黄酸化物量を検出し、この硫黄酸化物量が所定量以上の場合に、燃料油として不正な軽油が使用されていると判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、別な判定方法として、灯油とＡ重油には、クマリンの添加が義務付けられていることから、このクマリンの含有の有無を調べて、正規の軽油か不正な軽油かを判別するものがある（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００４−２１９２６９号公報特開平１０−３８８７８号公報

ディーゼルエンジンを搭載した車両として、例えば油圧ショベル等の建設機械があるが、この種の建設機械は、例えば掘削バケットにより土砂を掘削し、この掘削した土砂をダンプ等の運搬車に排出する作業を繰り返すものであるが、掘削バケットによる掘削量がその掘削作業性に影響を与える。このため、ディーゼルエンジンには、過酷な稼働条件となるので、その燃料の消費量も多大となることから、前述したように経費削減のために、軽油に比べて税金の安い灯油やＡ重油を、軽油に混入して使用することがある。

このような不正燃料をディーゼルエンジンに使用した場合、例えば、軽油に灯油を混ぜた燃料を使用すると、燃料の粘度が低下し、燃料ポンプなどの内部機器の摩耗が促進し、機器の寿命を短くさせることがある。また、軽油に灯油やＡ重油を混ぜた燃料を使用すると、灯油やＡ重油に含まれる硫黄成分が多く発生し、排気ガス中のＳＯＸ濃度を上昇させ、環境への悪影響を与える。

このような背景に基づき、正規な軽油が使用されているか、灯油やＡ重油を混ぜた軽油を使用しているかを、速やかに判別する方策の提供が望まれている。

本発明は、上述した背景に基づいてなされたもので、ディーゼルエンジンの燃料油として、正規の燃料油もしくは不正の燃料の場合にその混入物をも確認することができる燃料油の判別方法、及び燃料油の判別装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、燃料油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別方法であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出し、この検出した燃料油の屈折率値及び温度値と、予め用意した燃料油の屈折率と温度とによる正規の燃料油の範囲と混合燃料油の範囲を特定した判定表図とに基づいて、燃料油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行うことを特徴とする。

また、第２の発明は、燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別方法であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出し、この検出した燃料油の屈折率値及び温度値と、予め用意した燃料油の屈折率と温度とによる正規の軽油の範囲と灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合された燃料油の範囲とを特定した判定表図とに基づいて、軽油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行うことを特徴とする。

更に、第３の発明は、燃料油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別装置であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出計器と、この検出計器によって検出した燃料油の屈折率値及び温度値とに基づいて、正規の燃料油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行える判定表図とを備えたことを特徴とする。

また、第４の発明は、燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別装置であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出計器と、この検出計器によって検出した燃料油の屈折率値及び温度値とに基づいて、正規の軽油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行える判定表図とを備えたことを特徴とする。

更に、第５の発明は、燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別装置であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出部と、検出した燃料油の屈折率値及び温度値と予め記憶した判定表図とに基づいて、正規の軽油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行う判定部と、この判定部の判定結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。

本発明の燃料油の判別方法及び燃料油の判別装置によれば、ディーゼルエンジンの燃料油として、正規のもの、もしくは不正の場合にその混入物をも確認することができる。その結果、不正使用している場合には、エンジンを使用しているユーザに対して、正規の燃料油の使用を指導することができる。この指導により、ディーゼルエンジンの早期磨耗や、環境への悪影響等の不具合の発生を抑止することができる。

以下、本発明の燃料油の判別方法及び燃料油の判別装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図４は、本発明の燃料油の判別装置の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の燃料油の判別装置の一実施の形態を構成する試料の屈折率と温度を検出する検出計器の正面図、図２は図１に示す検出計器の側面図、図３は図１に示す検出計器の回路構成図、図４は本発明に用いる判定表Ｐを示す図である。

図１及び図２において、１は試料の屈折率と温度を検出する検出計器、２はその筐体である。この筐体２の上面の長手方向の一方側には、判別すべき燃料である試料滴下窓部３が開口形成されている。この試料滴下窓部３には、プリズム４が対応するように筐体２内に液密に接合されている。また、筐体２の上面の長手方向の中間部には、液晶の表示部５が設けられている。更に、筐体２の上面の長手方向の他方側（把持部側）には、スタートスイッチ６、及び表示値を零調整する零スイッチ７が設けられている。

図３は、図１及び図２に示す検出計器１の回路構成を示す図で、この図２において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。検出計器１の回路構成は、筐体２内に内蔵されている。前述した試料滴下窓部３に位置させたプリズム４は、上下反転の台形状断面を有するブロック状であり、試料滴下窓部３に滴下された試料Ｓと直接に接するプリズム界面（プリズム４と試料Ｓとの媒質境界面）４Ａと、このプリズム界面の左右両側に位置する入射面と、出射面と、の少なくとも３面を有している。

プリズム４の入射面の側には、光源８、光を集光させるコンデンサレンズ９が配置されている。プリズム４の出射面の側には、対物レンズ１０、反射光の光信号を電気信号に変換するイメージセンサ１１が配置されている。光源８は透明樹脂モールドのＬＥＤによって構成されている。光源８の発光面はプリズム４の入射面と平行となるように配置されている。光源８の発光面とコンデンサレンズ９との間には、拡散板１２と遮光部材１３とがこの順で配置されている。拡散板１２は、光源８からの光強度を均一化する。遮光部材１３は、光を透過しない材料により構成され、スリット状の開口（細長開口）等の如き開口１４を有している。

前述した光源８の発光面より出射された光は、拡散板１２で拡散され、遮光部材１３の開口１４で均一化される。この均一化された光は、コンデンサレンズ９によって集光されて、プリズム４の入射面からプリズム界面４Ａにスリット状の光束として入射する。プリズム４のプリズム界面４Ａに入射する光束の入射角は、開口１４のスリット透過位置に応じて連続的に変化する。光源８よりプリズム４のプリズム界面４Ａに照射される光量は、遮光部材１３の開口１４のスリット幅形状によって均一化される。これにより、プリズム４のプリズム界面４Ａに入射するスリット状の光束の光強度は入射角に依らず一定となる。

プリズム４のプリズム界面４Ａより反射した反射光は、プリズム４の出射面、対物レンズ１０を通して、イメージセンサ１１に投射される。イメージセンサ１１は、プリズム４のプリズム界面４Ａよりの反射光を受光し、受光光量（反射光量）に応じた電気信号を各ビット毎に出力する。この出力信号は後述する回路によってデジタル信号処理されて、試料Ｓの屈折率が算出される。

イメージセンサ１１には、増幅器１５が接続されている。この増幅器１５は、イメージセンサ１１によって変換された電気信号を一定レベルの電気信号に増幅させる。ピークホールド回路１６は、増幅回路１６に入力された同一信号が或る所定のレベル値にアッチネートされて入力され、ピークホールドする。比較回路１７は、増幅回路１５によって一定レベルに増幅せしめられた元の電気信号とピークホールド回路１６によってアッチネートされたピークホールド信号とが比較され、元の電気信号がピークホールド信号のレベルを超えた時を全反射点即ち臨界点としてその信号をＣＰＵ回路１８に入力する。

プリズム４には、温度センサ１９が設けられている。この温度センサ１９は、プリズム４の温度を試料Ｓの温度として計測する。温度センサ１９で計測された温度変化は、先ず抵抗電圧変換回路２１によって抵抗変化から電圧変化に変換され、電圧周波数変換回路２２によってデジタル信号に変換され、更にＣＰＵ回路１８に入力される。

このＣＰＵ回路１８に於いては、イメージセンサ１１のビット数から試料Ｓの屈折率を演算するプログラムと、温度センサ１９に接続する電圧周波数変換回路２２にからのデジタル信号を試料Ｓの温度を演算するプログラムとを備えている。これらのプログラムによる変換の結果は、試料Ｓの屈折率と温度との値を、例えば、デジタル値として表示部５に順次出力される。

ＣＰＵ回路１８には、各回路部への電圧を供給する定電圧回路２２が接続されている。この定電圧回路２２は、測定が終了した際には表示部５とＣＰＵ回路１８だけに電圧が供給され、更に一定時間経過すると、ＣＰＵ回路１８だけにその電圧が供給するようにしてある。また、ＣＰＵ回路１８には、前述したスタートスイッチ６、及び零スイッチ７が接続されている。零スイッチ７は、試料滴下窓部３へ試料を滴下した際にその試料のビット位置をＣＰＵ回路１８内へ保持するためのものであり、試料Ｓの滴下以後、次に零スイッチ７が押されるまで、そのビット位置が保持され続けることにより、本装置の較正が行われるようにしてある。スタートスイッチ６は、定電圧回路２２と電気回路部に通電するためのものである。

図４は、試料が軽油か、この軽油に灯油、Ａ重油の他の燃料が混合されているかを判別するための判別表図Ｐを示すもので、この図４において、横軸は温度、縦軸は屈折率であり、この図４中の特性線Ｋ１とＫ２との間は、正規の軽油であることを示す範囲、特性線Ｋ２より上の特性線Ｊ１とその上の特性線Ｊ２との間は、軽油にＡ重油が混合された燃料であることを示す範囲、特性線Ｋ１より下の特性線Ｔ１とその下の特性線Ｔ２との間は、軽油に灯油が混合された燃料であることを示す範囲である。

なお、この図４における特性線Ｊ１と特性線Ｊ２との間で、特性線Ｊ２側に行く程、Ａ重油の混合量が多いことを示し、また、特性線Ｔ１とその下の特性線Ｔ２との間で、特性線Ｔ２側に行く程、灯油の混合量が多いことを示している。

したがって、図１に示す検出計器１によって、試料Ｓの屈折率と温度を検出し、この検出した屈折率値と温度値とを、図４の判別表図Ｐの縦軸及び横軸に照合させ、その交点が特性線Ｋ１とＫ２との間にあれば、試料は、正規の軽油であり、また、その交点が特性線Ｊ１とＪ２との間にあれば、試料は、軽油にＡ重油が混合された燃料であり、更に、その交点が特性線Ｔ１とＴ２との間にあれば、試料は、軽油に灯油が混合された燃料であることを判別することができる。また、交点の位置により、その混合度合も判別することができる。

次に、上述した本発明の燃料油の判別装置の一実施の形態を用いた燃料油の判別方法を説明する。
先ず、試料Ｓである燃料を、図１に示す検出計器１の試料滴下窓部３上に滴下した後、スタートスイッチ６を押して光源４を点灯させる。この時、光源８から発した入射光線は図３に示すように、拡散板１２で拡散され、遮光部材１３の開口１４で均一化される。この均一化された光は、コンデンサレンズ９によって集光されて、プリズム４の入射面からプリズム４のプリズム界面４Ａにスリット状の光束として入射する。

プリズム４のプリズム界面４Ａより反射した反射光は、プリズム４の出射面、対物レンズ１０を通して、イメージセンサ１１に投射される。イメージセンサ１１は、プリズム４のプリズム界面４Ａよりの反射光を受光し、受光光量（反射光量）に応じた電気信号を各ビット毎に出力する。この出力信号は、増幅回路１５によって一定レベルの電気信号に増幅されて比較回路１７に入る。

更に、増幅回路１５からの同一電気信号が、或るレベル値にアッチネートされてピークホールド回路１６へ入力される。そこで、ピークホールド回路１６によって得られたピークホールド信号は、比較回路１７に入る。比較回路１７は、増幅回路１５によって一定レベルに増幅せしめられた元の電気信号とピークホールド回路１６によってアッチネートされたピークホールド信号とが比較され、元の電気信号がピークホールド信号のレベルを超えた時を全反射点即ち臨界点としてその信号をＣＰＵ回路１８に入力する。

ＣＰＵ回路１８は、イメージセンサ１１のビット数から試料Ｓの屈折率を演算するプログラムに基づいて、試料Ｓの屈折率の値を演算し、この試料Ｓの屈折率値を、デジタル表示信号として、図１に示す検出計器１の表示部５に出力する。これにより、検出計器１による試料Ｓの屈折率値が、表示部５に表示される。

また、温度センサ１９は、プリズム４の温度を試料Ｓの温度として計測する。温度センサ１９で計測された温度変化は、先ず抵抗電圧変換回路２１によって抵抗変化から電圧変化に変換され、電圧周波数変換回路２２によってデジタル信号に変換され、更にＣＰＵ回路１８に入力される。このＣＰＵ回路１８は、温度センサ１９に接続する電圧周波数変換回路２２にからのデジタル信号を試料Ｓの温度を演算するプログラムに基づいて、試料Ｓの温度の値を演算し、この試料Ｓの温度値を、デジタル表示として表示部５に出力する。これにより、検出計器１による試料Ｓの温度値が、表示部５に表示される。この試料Ｓの温度値は、前述した試料Ｓの屈折率値の表示後に、表示される。

検出計器１によって計測した試料Ｓの屈折率値及び温度値が、表示部５に表示される。この試料Ｓの温度値は、前述した試料Ｓの屈折率値がＡで、温度値がＢであった場合、試料Ｓの屈折率値Ａと温度値Ｂとを、図４の判定表図Ｐの縦軸及び横軸にそれぞれ対応させ、その交点Ｃが、例えば、特性線Ｔ１とＴ２との間にあれば、試料は、軽油に灯油が混合された燃料であることを判別することができる。また、交点の位置により、その混合度合も判別することができる。

上述した本発明の実施の形態によれば、ディーゼルエンジンの燃料油として、正規の軽油もしくは不正の軽油の場合にその混入物をも確認することができる。その結果、不正使用している場合には、ユーザーに対して正規の軽油の使用を指導することができる。この指導により、ディーゼルエンジンの早期磨耗や、環境への悪影響等の不具合の発生を抑止することができる。

また、本発明の実施の形態によれば、検出計器と判別表図Ｐ（データ）との使用により、正規の軽油もしくは不正の軽油の場合にその混入物をも速やかに確認することができる。

また、検出計器１は、人間の手の大きさであり、重量も計量であるので、容易に持ち運びできる。従って、ディーゼルエンジンを使用している稼働現場で、燃料の混合判別の作業を行うことができる。

更に、検出計器と判別表図Ｐ（データ）とを、燃料採取用ホース、スポイト、サンプリング用ボトル、アルコール用ボトル等の備品とともに、キット化することができるので、可搬性が良好であり、判別作業の利便性も向上する。

なお、上述の実施の形態においては、図４に示す判定表図Ｐを用いて、試料Ｓが正規の軽油か、軽油に灯油、Ａ重油の他の燃料が混合されているかを判別するようにしたが、検出計器１を、図４に示す判定表図のデータを予め記憶する記憶部と、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出部と、検出した燃料油の屈折率値及び温度値と予め記憶した判定表図とに基づいて、正規の軽油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行う判定部と、この判定部の判定結果を表示する表示部５とを備えた構成とし、検出計器１の表示部５に、図４に示す判定表図と、この判定表図上に計測した屈折率値及び温度値、またはその交点を表示するように構成することも可能である。

また、検出計器１で計測した屈折率値及び温度値を、パソコンに移し変えて、パソコンに予め記憶した図４に示す判定表図のデータと共に、印刷出力するように構成することも可能である。この場合における出力印刷物は、例えば、計測対象の燃料を使用している稼動機械の使用者、所有者、又は燃料提供者に対する証拠書類として供される。

更に、上述の実施の形態においては、温度センサ１９をプリズム４の部分に設けたが、試料滴下窓部３近傍の筐体２に設けることも可能である。また、温度センサ１９は、必須のものではなく、試料Ｓの温度は、ほぼ周囲環境の温度と等しいので、温度計等によって得られる温度を用いてもよい。

本発明の燃料油の判別装置の一実施の形態を構成する試料の屈折率と温度を検出する検出計器の正面図である。図１に示す本発明の燃料油の判別装置の一実施の形態を構成する試料の屈折率と温度を検出する検出計器の右側面図である。図１及び図２に示す検出計器の回路構成図である。本発明に用いる判定表を示す図である。

符号の説明

１検出計器
２筐体
３試料滴下窓部
４プリズム
５表示部
６スタートスイッチ
Ｓ試料
Ｐ判別表図

Claims

燃料油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別方法であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出し、この検出した燃料油の屈折率値及び温度値と、予め用意した燃料油の屈折率と温度とによる正規の燃料油の範囲と混合燃料油の範囲を特定した判定表図とに基づいて、燃料油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行うことを特徴とする燃料油の判別方法。
燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別方法であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出し、この検出した燃料油の屈折率値及び温度値と、予め用意した燃料油の屈折率と温度とによる正規の軽油の範囲と灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合された燃料油の範囲とを特定した判定表図とに基づいて、軽油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行うことを特徴とする燃料油の判別方法。
燃料油に他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別装置であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出計器と、この検出計器によって検出した燃料油の屈折率値及び温度値とに基づいて、正規の燃料油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行える判定表図とを備えたことを特徴とする燃料油の判別装置。
燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別装置であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出計器と、この検出計器によって検出した燃料油の屈折率値及び温度値とに基づいて、正規の軽油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行える判定表図とを備えたことを特徴とする燃料油の判別装置。
燃料油である軽油に、灯油、Ａ重油の他の種類の燃料が混合されているか否かの判定を行う燃料油の判別装置であって、対象とする燃料油の屈折率及びその温度を検出する検出部と、検出した燃料油の屈折率値及び温度値と予め記憶した判定表図とに基づいて、正規の軽油の範囲内であるか、混合燃料油の範囲内であるかの判定を行う判定部と、この判定部の判定結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする燃料油の判別装置。