JP2013249077A - 給油装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給油ポンプが停止しているときでも、油液に許容含水率以上の水が混入する可能性がある場合は水検知信号を発生し、給油中に許容含水率以上の水が油液に混入すると確実に給油を停止させることができる給油装置を提供する。
【解決手段】導電式水検知センサ１７と、静電容量式水検知センサ１５と、導電式水検知センサ１７の出力と静電容量式水検知センサ１５の出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部１９とを備える。検知信号発生部１９は、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて許容含水率以上の水が混入していることを検知すると、給油を停止させる給油停止信号を発生し、給油ポンプ３が停止しているときに、導電式水検知センサ１７の出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると水検知信号を発生する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、給油ポンプを停止しているときでも、給油中の油液に許容含水率以上の水が混入する可能性がある場合は警報信号を発生し、給油中に油液の許容含水率以上の水が混入すると確実に給油を停止させることができる給油装置に関するものである。

特開昭５８−０７３６００号公報（特許文献１）の図１及び図２には、給油ポンプの二次側流路に油液の流れを乱さない方向に電極板を配置し、この電極板間の静電容量を測ることによって油中への気泡の混入を判定する給油装置が開示されている。

また特開昭５９−０４０２４７号公報（特許文献２）の図１、図３及び図４には、油液中に水が混入することにより電気抵抗が小さくなることを利用した導電センサを、ガソリンスタンドの給油タンクに連通した油移送管に装着して水の混入を判定する給油装置が開示されている。

さらに特許第４１４９２７５号（特許文献３）の図４には、給油ポンプの内部で油液が流れる流路中の２カ所の位置に導電式の水検知センサを配置して、水の混入を検知すると、計量ユニットを停止させる給油装置が開示されている。

特開昭５８−０７３６００号公報（図１及び図２） 特開昭５９−０４０２４７号公報（図１、図３及び図４） 特許第４１４９２７５号の図４

特開昭５８−０７３６００号（特許文献１）で用いる静電容量センサはポンプから気液分離器に通じる配管内に、電極が油の流れを乱さない方向に配置されている（図１及び図２参照）ので、給油中でしか気泡及び水の混入を検知できない。なぜならば給油停止中、気泡と水はそれぞれ静電容量センサの上方、下方へ移動するためである。

また特開昭５９−０４０２４７号（特許文献２）に示された、導電センサは給油タンクから伸びる油移送管の途中に配置されている（図１、図３及び図４参照）ので、給油中においてしか水の混入を検知できない。なぜならば給油停止中、水は導電センサの下方へ移動するためである。しかも、給油中の水の混入を検知するために導電金属網の面積を大きくしたり、網目を細かくする等の工夫が必要で、水検出性能はセンサ形状に左右される。また、給油中での水検出性能を上げた大きな導電センサではセンサ内部に設けられた絶縁部材、金属網が油液の流れを阻害するのでポンプに負担がかかる問題がある。

さらに特許第４１４９２７５号（特許文献３）に示された給油装置では、導電式の水検知センサを用いて給油ポンプ内を流れている油液中に水が混入しているか否かを判定する。しかしながら油液中の水分は給油中、攪拌され微細な水滴として存在しているので、導電式の水検知センサを用いて水の混入を確実且つ高い精度で検知するためには、特許文献２に示されるような複雑な構造の導電式の水検知センサを用いる必要がある。

本発明の目的は、給油ポンプが停止しているときでも、油液に所定量以上の水が混入する可能性がある場合は水検知信号を発生し、給油中に許容含水率以上の水が油液に混入すると確実に給油を停止させることができる給油装置を提供することにある。

上記目的に加えて、本発明の他の目的は、給油する油液中に許容含水率以上の水が混入する前に警報信号を発生することができる給油装置を提供することにある。

上記目的に加えて、本発明の他の目的は、給油する油液中に許容含水率以上の水が混入する前に警報信号を発生するとともに、給油の開始を阻止することができる給油装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、油液中に気泡が混入していることを併せて検出できて、油液中の気泡の含有率が許容含有率以上あるときには、給油を停止することができる給油装置を提供することにある。

本発明は、最も広くは、給油ポンプが動作していないときに、給油経路内の水が溜まるエリアに配置されてエリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する導電式水検知センサと、給油される油液中に混入した水の含水率の変化を静電容量の変化により検知する静電容量式水検知センサと、導電式水検知センサの出力と静電容量式水検知センサの出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部と、少なくとも検知信号を入力として、給油ポンプを含む被制御機器を制御する制御信号を発生する制御信号発生部とを具備する給油装置を対象とする。より具体的には、給油ポンプ内の水が溜まるエリアに配置されて給油ポンプ内のエリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する導電式水検知センサと、給油ポンプから排出される油液中に混入した水の含水率の変化を静電容量の変化により検知する静電容量式水検知センサと、導電式水検知センサの出力と静電容量式水検知センサの出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部と、給油ポンプと開閉弁を備えたノズルとの間に配置された制御弁と、少なくとも検知信号に基づいて、給油ポンプ及び制御弁を制御する制御信号を出力する制御信号発生部とを備えた給油装置を対象とする。そして本発明においては、制御信号発生部が、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて許容含水率以上の水が混入していることを検知すると、給油を停止させる給油停止信号を発生する。また制御信号発生部は、給油ポンプが停止しているときに、導電式水検知センサの出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると水検知信号を発生する。

このような構成を採用すると、給油ポンプが停止しているときに、導電式水検知センサの出力に基づいて水が溜まるエリア（例えばポンプ）内に溜まった水の量を検知して、給油される油液中に許容含水率以上の水が含まれる可能性があることを水検知信号により報知することができるので、水の混入原因を除去する必要性を給油所の運営者に早期に知らせることができる。また本発明によれば、水検知信号が出された後またはその前でも、静電容量式水検知センサの出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知して、給油を停止できるため、可能な限り給油を継続することができ、しかも給油装置から供給する給油中に許容含水率以上の水が混入することを防止できる。なお水検知信号が発生したときに、この信号に基づいて水の存在を知らせる警報を発生する場合には、水検知信号は警報信号として利用されることになり、給油開始を阻止する場合には、水検知信号は給油開始阻止信号として利用されることになる。

給油ポンプが停止している状態から、給油ポンプが稼働すると、油液中の含水率が許容含水率以上になることが十分に予想される場合には、静電容量式水検知センサの出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプを起動させないことが好ましい。そこでこのような場合には、制御信号発生部を、給油ポンプの起動及び／または制御弁の動作を阻止して給油の開始を阻止する給油開始阻止信号を発生するように構成することができる。給油開始阻止信号を発生する前に警報信号を発生してもよい。そのためには、給油ポンプ内の水が溜まるエリアにおける導電式水検知センサの設置位置よりも下方の位置に、エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する追加導電式水検知センサを設ける。そして制御信号発生部は、給油ポンプが停止しているときに、給油開始阻止信号を発生する前に、追加導電式水検知センサが所定量よりも少ない基準量の水の存在を検知したときには、警報信号を発生する。このようにすれば許容含水率以上の油液を給油する事態が発生することをより確実に防止できる。この動作を実現するために、前述の基準量は、給油を開始したとしても、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達することがないように定められており、所定量は、給油を開始したときに、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達するように定められている。

導電式水検知センサ及び追加導電式水検知センサは、給油ポンプ内において水が溜まる領域であれば、どこでもよいが、特にこのエリアとしてポンプ内のサンプ室（空気分離装置で分離された気泡を含む油液が集まる部屋）の底壁に隣接するエリアを選択するのが好ましい。これはサンプ室がポンプ内の流路から隔離されており、混入した比重の大きい水が滞留し易いためである。なおこのエリアであれば、導電式水検知センサ及び追加導電式水検知センサの交換、取り付けが容易である。

導電式水検知センサの導電式センサ素子の構造は任意であるが、絶縁基板上に形成されて互い違い配置される一対の櫛歯状電極を備えたものを用いることができる。また導電式センサ素子は、最も簡単な構造としては、２つの棒状あるいは板状の電極を横に並べた構造のものを採用することができる。この構造であれば、簡単な構造で水の存在を検知できる。

また静電容量式水検知センサの静電容量式センサ素子は、給油ポンプの二次側に設けられた管路の内部に配置されているのが好ましい。この位置であれば、給油される油液中の含水率を確実に検知することができる。ここで用いる静電容量式水検知センサの静電容量式センサ素子としては、金属製の管路の中心部を管路に沿って延びる板状または棒状電極部と管路との間の静電容量を検知する静電容量式センサ素子を備えているものを用いるのが好ましい。金属製の管路の中心部を管路に沿って延びる板状電極または棒状電極を用いると、流路抵抗をあまり大きくすることがないので、給油に支障を生じさせることがない。また配管と電極との間に静電容量式センサ素子を形成する（配管は通常アルミ製でアース接続されているので、電極との間にコンデンサを形成する）と、センサの交換、取り付けが容易である。また、この静電容量式センサ素子であれば、簡単な構成にもかかわらず、気泡を検出することが可能である。

なお検知信号発生部は、より具体的には、静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する第１の検知信号発生回路と、温度変化に伴って周波数は変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する基準信号発生回路と、導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とを備えて構成することができる。また制御信号発生部は、第１の検知信号と基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する温度補正部と、温度補正された第１の検知信号に基づいて含水率を判定し、含水率が許容含水率を超えると給油停止信号を発生する第１の判定部とを更に備えた構成とすることができる。このように温度補正部を含めると、温度変化による検知精度の低下を防止することができる。

制御信号発生部は、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて許容含水率よりも低い予め定めた含水率以上の水の混入を検知すると、予告警報信号を発生するように構成することができる。通常の給油装置は、１つの給油ポンプに２つのノズル（給油装置の表裏に設置）が接続されているが、このように予告警報信号を発生すると、他方のノズルで給油している（給油ポンプが動作している）場合でも、予告警報を発することができるので、次回給油時に許容含水率以上の水が混入することを事前に阻止することが可能になる。

また制御信号発生部は、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて、油液中に混入している気泡の含有率が基準値以上であることを検知すると予告警報信号を発生するように構成することができる。油液中の水が増えると、静電容量式水検知センサが検出する静電容量は増加し、油液中の気泡が増加すると、静電容量は低下する。したがって静電容量式水検知センサの出力がプラス方向に変化すれば、水の存在を検知していることが判り、マイナス方向に変化すれば気泡の存在を検知していることが判る。したがって本発明によれば、静電容量式水検知センサを用いて気泡の存在をそのまま検知できる。そのため本発明では、前述のように気泡の含有率が基準値以上であることを検知すると予告警報信号を発生することにより、スタンドの運営者に注意を喚起することができる。

また制御信号発生部は、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて、油液中に混入している気泡の含有率が基準値よりも多い許容含有率値以上であることを検知すると、給油停止信号を発生するように構成することができる。

このようにすれば許容含有率以上の気泡が混入した油液を給油することを防ぐことができる。なお前述の基準値は、給油を開始したとしても、直ちに油液中の気泡の含有率が許容含有率に達することがないように定められている。

具体的な検知信号発生部は、第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路とから構成される。第１の検知信号発生回路は、静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する。基準信号発生回路は、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する。第２の検知信号発生回路は、導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とから構成することができる。この場合、制御信号発生部は、温度補正部と、第１の判定部と、第２の判定部とから構成することができる。温度補正部は、第１の検知信号と基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する。第１の判定部は、温度補正された第１の検知信号に基づいて含水率または気泡の含有率を判定し、判定した含水率または気泡の含有率に基づいて予告警報信号または給油停止信号を発生する。そして第２の判定部は、第２の検知信号に基づいて水検知信号（警報信号または給油開始阻止信）を発生する。

基準信号発生回路は、第２の検知信号が発生すると、基準信号を変化（基準信号の発振の中心電圧の変化や基準信号が停止する変化等）をさせるように構成することができる。この場合、第２の判定部は、基準信号に予め定めた変化があると水検知信号（警報信号または給油開始阻止信号）を発生するように構成することができる。このように検知信号発生部における導電式水検知センサの出力側の回路部分は、基準信号発生回路の発振を変化（基準信号の発振の中心電圧の変化や基準信号が停止する変化等）させるだけの簡単な回路で構成されており、そのため、導電式水検知センサの出力を、わざわざ別配線で取り出す必要がないので、信号線を増やすことなく、水混入の検出精度を上げることができる。

前述の追加導電式水検知センサを用いる場合、第２の検知信号発生回路は、追加導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第３の検知信号も発生するように構成される。そして基準信号発生回路は、第３の検知信号が発生すると、基準信号を変化させる。そして制御信号発生部の第２の判定部は、第２の検知信号の発生に基づく基準信号の変化を判定すると、給油開始阻止信号を発生し、第３の検知信号の発生に基づく基準信号の変化を判定すると、警報信号を発生するように構成することができる。

ガソリンステーション等で使用される本発明の給油装置の実施の形態の一例の主要部の構成を示すブロック図である。 静電容量式水検知センサ及び導電式水検知センサの実際の配置状態を示す給油ポンプの縦断面図である。 静電容量式水検知センサの静電容量センサ素子の変形例を説明するために用いる図である。 導電式水検知センサの構成の一例を説明するために用いる図である。 図１の実施の形態の第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路とを具体化した回路の回路図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、基準信号の変化を説明するために用いる図である。 第１の実施の形態の検知信号発生部の第１及び第２の検知信号発生回路と、制御信号発生部の第１の判定部と第２の判定部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。 本発明の給油装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図８の実施の形態の第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路を具体化した回路を示す回路図である。 第２の実施の形態の検知信号発生部の第１及び第２の検知信号発生回路と、制御信号発生部の第１の判定部と第２の判定部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。 本発明の給油装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図１１の実施の形態の第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路を具体化した回路を示す回路図である。 第３の実施の形態で用いる導電式水検知センサの配置構成を示す図である。 第３の実施の形態の検知信号発生部の第１及び第２の検知信号発生回路と、制御信号発生部の第１の判定部と第２の判定部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。 第３の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、ガソリンステーション等で使用される本発明の給油装置１の実施の形態の一例の主要部の構成を示すブロック図である。なお図１には、本発明と直接関係しない構成部品等は図示を省略してある。給油装置１は、地下に埋設されている地下タンクＴ内に貯蔵されたガソリン、軽油、灯油などの油液を給油ポンプ３を用いて汲み上げて流量計５及び制御弁７を介してノズル８から自動車等の燃料タンクに給油する。なお図１中において、破線で示した線Ｆは給油経路である。給油装置１には、給油ポンプ３を駆動する駆動源としてのモータの駆動を制御して給油ポンプ３の動作を制御する給油ポンプ駆動制御回路１３が配置されている。給油ポンプ駆動制御回路１３は、制御信号発生部１０からの制御信号に基づいて動作する。後に詳しく説明するが、制御信号発生部１０は、ＰＯＳ端末からの給油許可信号、ノズルスイッチ９（ノズルが図示しないノズル収納部から取り外されたことを検知するスイッチ）からの給油要求信号、後述する検知信号発生部１９からの検知信号等を入力として、モータ１１に供給するモータ電流の通電を制御するためのモータ制御信号を発生する。

図２は、静電容量式水検知センサ１５及び導電式水検知センサ１７の実際の配置状態を示す給油ポンプ３の縦断面図である。図２に示すように、本実施の形態では、給油ポンプ３の出口配管（二次側出口）１４内に静電容量式水検知センサ１５が配置され、給油ポンプ３の内部のサンプ室１６内に導電式水検知センサ１７が配置されている。出口配管は、アルミニウム等の金属材料により形成されている。

本実施の形態では、静電容量式水検知センサ１５の静電容量式センサ素子は、絶縁ブッシュ１５Ｂを介して出口配管１４に固定されて出口配管１４内に沿って延びるように配置された平板状の電極１５Ａとアースに接続された出口配管１４の内壁面とにより構成されている。平板状の電極１５Ａと出口配管１４の内壁面との間に形成されたコンデンサ部の容量は、油液中に混入した水または気泡の量によって変化する。すなわち油液中における水の含水率が大きくなると、コンデンサ部の容量は大きくなり、含水率が小さくなると、コンデンサ部の容量は小さくなる。また油液中における気泡の含有率が大きくなると、コンデンサ部の容量は小さくなり、含有率が小さくなると、コンデンサ部の容量は大きくなる。なお水の混入は、配管の途中から地下水等が浸入した場合に発生し、気泡の混入は配管の途中の接続部の緩みや破損が原因となって発生する。したがってこのコンデンサ部の容量の変化を見れば、給油ポンプ３から吐出される油液中の含水率または気泡の含有率を知ることができる。なお静電容量式水検知センサ１５の静電容量センサ素子は、図３に示すように、棒状電極１５Ａ´を出口配管１４の中心線に沿って延びるようにブッシュ１５Ｂ´を用いて出口配管に取り付けてもよい。棒状電極１５Ａ´を用いると、出口配管１４の内壁面と棒状電極１５Ａ´の電極部との間の距離Ｒをほぼ一定にすることができるので、コンデンサ部の容量を高い精度で検出することができる。なお給油ポンプ３が停止している状態では、出口配管１４内においても、水は下方に移動してコンデンサ部に均一に留まることはないため、給油ポンプ３停止中においては、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて含水率を測定することはできない。

サンプ室１６内に配置された導電式水検知センサ１７の水検知センサ素子は、例えば図４に示すように、絶縁基板１７Ａ上に形成されて互い違い配置される一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃを備えた構造を有している。絶縁基板１７Ａは、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃが形成された面がサンプ室１７内の油液の液面と平行になる姿勢で、サンプ室１６内を囲む壁部に絶縁ブッシュ１７Ｄを介して固定されている。この構造では、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃが共に水に浸かることにより、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃ間が水によって短絡されて、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃ間の抵抗値が下がる。この抵抗値の変化をみることにより、サンプ室内に所定量以上の水が溜まったことを検知できる。なお導電式水検知センサ１７の水検知センサ素子としては、２つの棒状あるいは板状の電極を所定の間隔あけて配置した単純な構造のものを用いることができるのは勿論である。

図１において、検知信号発生部１９は第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３、第２の検知信号発生回路２９とを備えている。また制御信号発生部１０は、温度補正部２５と、第１の判定部２７と、第２の判定部３０とを備えている。なお制御信号発生部１０の主要部は、図示しないマイクロコンピュータ（ＣＰＵとメモリ）を利用して実現されている。したがって制御信号発生部１０は、本実施の形態で説明する制御信号以外の制御信号も当然にして発生している。

第１の検知信号発生回路２１は、静電容量式水検知センサ１５の出力を入力として静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する。静電容量式水検知センサ１５のコンデンサ部に気泡や水が混入すると静電容量（誘電率）が変化するため、気泡や水の混入が検出可能となる（ちなみに空気、ガソリン、水の比誘電率はそれぞれ１、２、８０である）。基準信号発生回路２３は、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する。温度補正部２５は、第１の検知信号と基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する。基準信号発生回路２３は、含水率の判定の基準となる基準周波数の基準信号を発生する。温度変化などで第１の検知信号発生回路２１の出力が変化しても、基準周波数も併せて変化するので、制御信号発生部１０の温度補正部２５は基準信号に基づいて第１の検知信号を補正し、第１の判定部２７が含水率を判定する。具体的には、基準周波数に対して第１の検知信号の周波数が何倍になるかで含水率を判定すれば温度の影響は無視できるようになる。そして制御信号発生部１０の第１の判定部２７は、温度補正された第１の検知信号に基づいて含水率を判定する。含水率は、事前に求めた第１の検知信号の周波数と基準周波数との比率と、含水率との関係を予めテーブルに記憶しておき、測定した第１の検知信号の周波数と基準周波数との比率を求め、そのテーブルと比較して判定する。第１の判定部２７は、含水率が許容含水率以上になると給油停止信号（制御信号）を制御弁７に出力する。制御弁７は、電磁弁と電磁弁駆動回路とからなり、電磁弁駆動回路は、給油停止信号を受信すると、電磁弁を閉じて給油を停止する。このように温度補正部２５を含めると、温度変化による検知精度の低下を防止することができる。なお本実施の形態では、許容含水率よりも低い所定の含水率を閾値として用意しておき、含水率がこの所定の含水率を超えたら警報を発するために予告警報信号を発生するように第１の判定部２７を構成している。予告警報信号が発生されると、表示部（警報発生器）３１は、その旨を表示部３１の表示画面等に表示する。

第２の検知信号発生回路２９は、給油ポンプ３が停止しているときに、導電式水検知センサ１７の出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると第２の検知信号を発生する。第２の検知信号は、第２の判定部３０に入力されて水検知信号を発生し、警報信号または給油開始阻止信号の発生要因として利用される。なお本実施の形態では、第２の判定部３０が第２の検知信号を受けて警報信号を発生し、給油ポンプ３内に水が溜まっていることを表示部（警報発生器）３１の画面上に警告する。

図５は、図１の実施の形態の第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３と、第２の検知信号発生回路２９を具体化した回路を示している。図５の回路では、第１の検知信号発生回路２１をオペアンプＯＰ１及び抵抗Ｒ１乃至Ｒ４からなる非安定マルチバイブレータと、オペアンプＯＰ２からなるインピーダンス変換回路から構成されている。静電容量式水検知センサ１５の容量が変わると、その容量と抵抗Ｒ１乃至Ｒ４の値によって定める周波数の第１の検知信号がオペアンプＯＰ２から出力される。また基準信号発生回路２３は、固定値のコンデンサＣと、オペアンプＯＰ３と、抵抗Ｒ５乃至Ｒ８からなる非安定マルチバイブレータとから構成され、第２の検知信号発生回路２９はオペアンプＯＰ４と抵抗Ｒ９とから構成されている。この非安定マルチバイブレータは、固定値のコンデンサＣの容量と抵抗Ｒ５乃至Ｒ８の値によってきまる基準周波数で基準信号を出力する。そしてサンプ室内の水の量が少なくて、導電式水検知センサ１７の導電式センサ素子が水に触れていない状態では、導電式センサ素子の抵抗値が大きくなっており（実質無限大になっており）、オペアンプＯＰ４は図６（Ａ）に示すような０Ｖ付近までスイングするようにバイアスが定まった基準信号をそのまま出力する。第２の判定部３０は、この基準信号が入力されている間は、第２の検知信号がないものとして特に警報を発生するための制御信号を表示部３１には出力しない。サンプ室内の水の量が増えて、導電式水検知センサ１７の導電式センサ素子が水に触れる状態になると、導電式センサ素子の抵抗値は小さくなり、オペアンプＯＰ４から出力される基準信号は、図６（Ｂ）のように、バイアスが変化して、０Ｖ付近までスイングしない信号となる。本実施の形態では、このようなバイアスが変化した基準信号（第２の検知信号）が発生すると、第２の判定部３０は水検知信号（警報信号となる信号）を表示部３１に出力する。表示部３１は、図６（Ｂ）のように基準信号が出力されると、警報を発生するように構成されている。

本実施の形態では、給油ポンプ３が停止しているときに、導電式水検知センサ１７の出力に基づいてポンプ３内に溜まった水の量を検知して、給油される油液中に許容含水率以上の水が含まれる可能性があることを水検知信号（警報信号）により報知することができるので、水の混入原因を除去する必要性を給油所の運営者に早期に知らせることができる。また水検知信号が出された後でも、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知して、給油を停止できるため、可能な限り給油を継続することができて、しかも給油装置から供給する給油中に許容含水率以上の水が混入することを防止できる。

図７は、検知信号発生部１９の第１及び第２の検知信号発生回路２１及び２９と、制御信号発生部１０の第１の判定部２７と第２の判定部３０をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。このアルゴリズムでは、ステップＳＴ１で給油ポンプ３が停止状態にあるか否かを判定する。給油ポンプが停止状態にあるときには、ステップＳＴ２へと進んで、導電式水検知センサ１７からの検知信号を受信し、ステップＳＴ３で水が所定量以上有るか否かの判定をする。そして水が所定量以上あるときには、ステップＳＴ４で水検知信号を発生する。ステップＳＴ１で給油ポンプ３が動いていることを検知すると、ステップＳＴ５で静電容量式水検知センサ１５からの検知信号を受信し、ステップＳＴ６で油液中の水の含水率が予め定めた含水率を以上になると、ステップＳＴ７で予告警報信号を発生する。なお予告警報信号の発生を受けて、表示部３１には、水に対する対処を指示する表示をするのが好ましい。その後ステップＳＴ８で、含水率が許容含水率以上になったことを判定すると、ステップＳＴ９で給油停止信号を発生する。この給油停止信号９は制御弁７に送信されて、制御弁７は閉じる。なおこの場合にも表示部３１には、水の検知により、給油を停止したことを表示することが好ましい。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の給油装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図９は図８の実施の形態の第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３と、第２の検知信号発生回路２９´を具体化した回路を示している。図８及び図９においては、図５及び図６に示した構成要素と同様のものには、図５及び図６に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。なお図９に示した第２の検知信号発生回路２９´では、抵抗Ｒ１０乃至Ｒ１２とトランジスタＴＲとからなる検知回路を備えている。第２の実施の形態では、給油ポンプ３が停止している状態から、給油ポンプ３が稼働すると、給油中の油液の含水率が許容含水率以上になることが十分に予想される場合には、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプ３を起動させないようにしている。そこで第２の実施の形態では、検知信号発生部１９の第２の検知信号発生回路２９´が、所定量以上の水を検知すると、第２の判定部３０´は給油ポンプ３の起動を許可しない（または制御弁７の開動作を禁止する）給油開始阻止信号を発生する。

本実施の形態では、検知信号発生部１９の第２の検知信号発生回路２９´を、次のように構成して、所定量以上の水を検知した時点で給油開始阻止信号を発生して、給油ポンプ３の起動を阻止する。すなわち導電式水検知センサ１７がサンプ室内において所定量の水の存在を検知するまでは、オペアンプＯＰ３を含む回路が非安定マルチバイブレータとして基準信号を発生する。したがってこの状態では、静電容量式水検知センサ１５の出力を処理する第１の判定部２７が、許容含水率以上の水の混入を検知しない限り、給油ポンプ駆動制御回路１３は給油ポンプ３を駆動制御することができる。そして給油ポンプ３が動いているきに、第１の検知信号発生回路２１が、許容含水率以上の水の混入を検知すると、第１の判定部２７から出力される給油停止信号により制御弁７が閉じられて給油が停止される。給油ポンプ３が停止している状態で、サンプ室内の水の量が増えて、導電式水検知センサ１７が水に浸かると、導電式水検知センサ１７の抵抗値が下がって、トランジスタＴＲが導通し、分圧抵抗回路（Ｒ５及びＲ６）の抵抗Ｒ６に抵抗Ｒ１０の抵抗値が並列接続されて、非安定マルチバイブレータを構成するオペアンプＯＰ３の＋入力端子の入力が変化し、オペアンプＯＰ３は発振動作を停止する。その結果、オペアンプＯＰ４から出力されていた基準信号はなくなる。基準信号が無くなると（基準信号が変化すると）、第２の判定部３０´は、許容できる量以上の水が溜まったものと判断して、給油開始阻止信号を制御信号として、給油ポンプ駆動制御回路１３に出力する。また第２の判定部３０´は、給油開始阻止信号を表示部３１に入力し、表示部３１は給油ポンプ３内に水が溜まっていることにより、給油ができなくなっていることを表示する。したがって本実施の形態によれば、給油ポンプ３が停止している状態から、給油ポンプ３が稼働すると、給油中の油液の含水率が許容含水率以上になることが予想される場合に、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプ３を起動させないようにすることができる。このようにすると給油開始阻止信号が発生した時点で、給油ポンプ３の起動が阻止されるので、給油ポンプが稼働中は静電容量式水検知センサ１５の検知を優先し、給油ポンプの停止中は導電式水検知センサ１７の検知を優先して、給油動作を停止または阻止することができる。

図１０は、検知信号発生部１９の第１及び第２の検知信号発生回路２１及び２９´と、制御信号発生部１０の第１の判定部２７と第２の判定部３０´をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。このアルゴリズムでは、最初のステップＳＴ０で、給油開始阻止信号が有るか否かの判定が実施される。給油開始阻止信号がある場合には、ステップは終了し、無い場合にステップＳＴ１へと進む。そしてステップＳＴ１で給油ポンプ３が停止状態にあるか否かを判定する。給油ポンプが停止状態にあるときには、ステップＳＴ２へと進んで、導電式水検知センサ１７からの検知信号を受信し、ステップＳＴ３で水が所定量以上有るか否かの判定をする。そして水が所定量以上あるときには、ステップＳＴ１０で給油開始阻止信号（水検知信号に相当）を発生する。給油阻止信号が発生すると、給油ポンプの起動が阻止されるとともに、表示部にその旨が表示される。ステップＳＴ１で給油ポンプ３が動いていることを検知すると、ステップＳＴ５で静電容量式水検知センサ１５からの検知信号を受信し、ステップＳＴ６で油液中の水の含水率が予め定めた含水率以上になると、ステップＳＴ７で予告警報信号を発生する。なお予告警報信号の発生を受けて、表示部３１には、水に対する対処を指示する表示をするのが好ましい。その後ステップＳＴ８で、含水率が許容含水率以上になったことを判定すると、ステップＳＴ９で給油停止信号を発生する。この給油停止信号９は制御弁７に送信されて、制御弁７は閉じる。なおこの場合にも表示部３１には、水の検知により、給油を停止したことを表示することが好ましい。

［第３の実施の形態］
図１１は、本発明の給油装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１２は図１１の実施の形態の第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３と、第２の検知信号発生回路２９″を具体化した回路を示している。図１１及び図１２においては、図５及び図６に示した構成要素と同様のものには、図５及び図６に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態では、第１の導電式水検知センサ１７１と第２の導電式水検知センサ１７２（追加導電式水検知センサ）を備えている。第１及び第２の導電式水検知センサ１７１及び１７２は、図１３に示すように、給油ポンプ３のサンプ室内において上下方向に間隔をあけて配置されている。第１及び第２の導電式水検知センサ１７１及び１７２も、図４に例示したものと同様の構成を有している。第１及び第２の導電式水検知センサ１７１及び１７２の取付間隔により基準量と所定量の差分が規定される。第２の導電式水検知センサ１７２に対する閾値となる基準量は、給油ポンプ３を動作させたとしても、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達することがないように定められており、第１の導電式水検知センサ１７１に対する閾値となる所定量は、給油ポンプ３を動作させたときに、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達するように定められている。このようにすれば許容含水率以上の油液を給油する事態が発生することをより確実に防止できる。

第２の導電式水検知センサ（追加導電式水検知センサ）１７２を用いる場合には、第２の検知信号発生回路２９″は、第２の導電式水検知センサ１７２の抵抗値の変化を示す第３の検知信号を発生するように構成されている。そして基準信号発生回路２３は、第３の検知信号が発生すると、基準信号を変化させる。そして制御信号発生部１０の第２の判定部３０″は、第３の検知信号の発生に基づく基準信号の変化を判定すると、警報信号を発生する。なお図１１の回路では、第２の導電式水検知センサ１７２が水に浸かる前までは、その抵抗値が無限大であり、そのときにオペアンプＯＰ４から出力されている基準信号が、ある意味で給油ポンプに対する起動許可信号となる。サンプ室内の水の量が増えて、第２の導電式水検知センサ１７２が水に浸かって抵抗値が低くなって（第３の検知信号が出力されている状態）、基準信号は図６（Ｂ）のように０Ｖ付近までスイングしない信号となり、第２の判定部３０″は、警報信号を発生し、警報信号は表示部３１に入力される。この警報信号により、表示部３１は、水が溜まりつつあることを表示画面に表示する。この状態でも振幅が変化した基準信号は出力されているため、給油ポンプは給油動作することが可能である。サンプ室内の水の量が更に増えて、第１の導電式水検知センサ１７１が水に浸かると、第１の導電式水検知センサ１７１の抵抗値が下がって、トランジスタＴＲが導通し（第２の検知信号が出力されている状態）、分圧抵抗回路（Ｒ５及びＲ６）の抵抗Ｒ６に抵抗Ｒ１０の抵抗値が並列接続されて、非安定マルチバイブレータを構成するオペアンプＯＰ３の＋入力端子の入力が変化し、オペアンプＯＰ３は発振動作を停止する。その結果、オペアンプＯＰ４から出力されていた基準信号は停止する（基準信号が無くなる変化をする）。基準信号が無くなると、第２の判定部３０″はこの変化に基づいて、給油開始阻止信号を給油ポンプ駆動制御回路１３に出力する。同時に、第２の判定部３０″は、表示部３１に水が溜まっていることにより、給油開始が阻止されていることを表示させる。その結果、給油中の油液の含水率が許容含水率以上になることが十分に予想される場合には、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプ３を起動させることはない。

図１４は、検知信号発生部１９の第１及び第２の検知信号発生回路２１及び２９″と、制御信号発生部１０の第１の判定部２７と第２の判定部３０″をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。このアルゴリズムでは、最初のステップＳＴ０で、給油開始阻止信号が有るか否かの判定が実施される。給油開始阻止信号がある場合には、ステップは終了し、無い場合にステップＳＴ１へと進む。そしてステップＳＴ１で給油ポンプ３が停止状態にあるか否かを判定する。給油ポンプが停止状態にあるときには、ステップＳＴ２へと進んで、導電式水検知センサ１７からの検知信号を受信し、ステップＳＴ１１で水が基準量以上有るか否かの判定をする。そして水が基準量以上あるときには、ステップＳＴ４´で警報信号を発生する。次にステップＳＴ３に進んで水が基準量よりも多い所定量あることを判定すると、ステップＳＴ１０へと進んで給油開始阻止信号を発生する。給油阻止信号が発生すると、給油ポンプの起動が阻止されるとともに、表示部３１にその旨が表示される。ステップＳＴ１で給油ポンプ３が動いていることを検知すると、ステップＳＴ５で静電容量式水検知センサ１５からの検知信号を受信し、ステップＳＴ６で油液中の水の含水率が予め定めた含水率を以上になると、ステップＳＴ７で予告警報信号を発生する。なお予告警報信号の発生を受けて、表示部３１には、水に対する対処を指示する表示をするのが好ましい。その後ステップＳＴ８で、含水率が許容含水率以上になったことを判定すると、ステップＳＴ９で給油停止信号を発生する。この給油停止信号９は制御弁７に送信されて、制御弁７は閉じる。なおこの場合にも表示部３１には、水の検知により、給油を停止したことを表示することが好ましい。

上記第１乃至第３の実施の形態では、検知信号発生部１９における導電式水検知センサ１７の出力側の回路部分は、基準信号発生回路２３の発振を変化（基準信号の発振の中心電圧の変化や基準信号が停止する変化等）させるだけの簡単な回路で構成されており、そのため、導電式水検知センサ１７、１７１及び１７２の出力を、わざわざ別配線で取り出す必要がないので、信号線を増やすことなく、水混入の検出精度を上げることができる（許容含水率以上の油液の給油を確実に防止できる。）。また防爆の関係上、検知信号発生部は電流を抑制する図示しないバリア回路を介して接続されるため、信号線を少なくすることでバリア回路の部品点数を減らしコストを削減できる。

［その他の実施の形態］
上記第１乃至第３の実施の形態では、水の検知だけを実施したが、状況によっては、気泡が油液中で増えることも考えられる。気泡が増えると、静電容量式水検知センサ１５が検出する静電容量は下がることになる。そこでこのような場合にも対処するためには、気泡に対応した判定ルーチンを設ける必要がある。図１５は第３の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。このアルゴリズムでは、図１４のアルゴリズムにステップＳＴ１２乃至ＳＴ１４からなる気泡の判定ルーチンを追加している。すなわちステップＳＴ５の後のステップＳＴ１２において油液中の気泡の含有率が予め定めた値以上であるか否かの判定を行う。気泡の含有率が予め定めた値に達していないときには、ステップＳＴ６へと進んで油液中の水の存在を判定する。ステップＳＴ１２で、油液中の気泡の含有率が予め定めた値以上であることを判定すると、ステップＳＴ１３で予告警報信号を発生する。この予告警報信号の発生を受けて第２の判定部２０″は表示部３１に気泡が増えていることを示す表示をする。さらに気泡が増えて、気泡の含有率が許容含有率以上になったことをステップＳＴ１４で判定すると、ステップＳＴ９へと進んで給油停止信号を発生する。このような気泡の判定ルーチンを追加すれば、水及び気泡の両方の増加に対処することができる。

図１６は、第１の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。このアルゴリズムでは、図７のアルゴリズムにステップＳＴ１２乃至ＳＴ１４からなる気泡の判定ルーチンを追加している。図１６のアルゴリズムでも、気泡の判定ルーチンを追加すれば、水及び気泡の両方の増加に対処することができる。なお第２の実施の形態に気泡の判定ルーチンを追加してもよいのは勿論である。

［変形例］
上記実施の形態では、給油ポンプ内に導電式水検知センサを配置し、給油ポンプの二次側に静電容量式水検知センサを配置したが、給油ポンプ及び配管に水、気泡を貯めるトラップを形成し、その部分に導電式水検知センサ及び静電容量式水検知センサを配置するようにしてもよい。

ガソリンと軽油では比誘電率が異なるので、また本発明の給油装置のままで、若干設定を変えるだけで、貯油タンク内の混油の検出にも利用できるものである。その場合には、導電式水検知センサ及び静電容量式水検知センサの検出対象は、比重が重いほうの油となる。

本発明によれば、給油ポンプが停止しているときに、導電式水検知センサの出力に基づいて給油経路内の水が溜まるエリア内に溜まった水の量を検知して、給油される油液中に許容含水率以上の水が含まれる可能性があることを報知することができるので、水の混入原因を除去する必要性を給油所の運営者に早期に知らせることができる。また本発明によれば、静電容量式水検知センサの出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知して、給油を停止できるようにすることができるため、可能な限り給油を継続することができて、しかも給油装置から供給する給油中に許容含水率以上の水が混入することを防止できる。

１ 給油装置
３ 給油ポンプ
５ 流量計
７ 制御弁
８ ノズル
１１ モータ
１３ 給油ポンプ駆動制御回路
１４ 出口配管
１５ 静電容量式水検知センサ
１７ 導電式水検知センサ
１９ 検知信号発生部
２１ 第１の検知信号発生回路
２３ 基準信号発生回路
２５ 温度補正部
２７ 第１の判定部
２９ 第２の検知信号発生回路
３０ 第２の判定部
３１ 表示部（警報発生器）
１７１ 第１の導電式水検知センサ
１７２ 第２の導電式水検知センサ（追加導電式水検知センサ）
ＯＰ１乃至ＯＰ４ オペアンプ
Ｒ１乃至Ｒ１２ 抵抗
Ｃ コンデンサ
ＴＲ トランジスタ
Ｆ 給油経路

本発明は、給油ポンプを停止しているときでも、給油中の油液に許容含水率以上の水が混入する可能性がある場合は警報信号を発生し、給油中に油液の許容含水率以上の水が混入すると確実に給油を停止させることができる給油装置に関するものである。

特開昭５８−０７３６００号公報（特許文献１）の図１及び図２には、給油ポンプの二次側流路に油液の流れを乱さない方向に電極板を配置し、この電極板間の静電容量を測ることによって油中への気泡の混入を判定する給油装置が開示されている。

また特開昭５９−０４０２４７号公報（特許文献２）の図１、図３及び図４には、油液中に水が混入することにより電気抵抗が小さくなることを利用した導電センサを、ガソリンスタンドの給油タンクに連通した油移送管に装着して水の混入を判定する給油装置が開示されている。

さらに特許第４１４９２７５号（特許文献３）の図４には、給油ポンプの内部で油液が流れる流路中の２カ所の位置に導電式の水検知センサを配置して、水の混入を検知すると、計量ユニットを停止させる給油装置が開示されている。

特開昭５８−０７３６００号公報（図１及び図２） 特開昭５９−０４０２４７号公報（図１、図３及び図４） 特許第４１４９２７５号の図４

特開昭５８−０７３６００号（特許文献１）で用いる静電容量センサはポンプから気液分離器に通じる配管内に、電極が油の流れを乱さない方向に配置されている（図１及び図２参照）ので、給油中でしか気泡及び水の混入を検知できない。なぜならば給油停止中、気泡と水はそれぞれ静電容量センサの上方、下方へ移動するためである。

また特開昭５９−０４０２４７号（特許文献２）に示された、導電センサは給油タンクから伸びる油移送管の途中に配置されている（図１、図３及び図４参照）ので、給油中においてしか水の混入を検知できない。なぜならば給油停止中、水は導電センサの下方へ移動するためである。しかも、給油中の水の混入を検知するために導電金属網の面積を大きくしたり、網目を細かくする等の工夫が必要で、水検出性能はセンサ形状に左右される。また、給油中での水検出性能を上げた大きな導電センサではセンサ内部に設けられた絶縁部材、金属網が油液の流れを阻害するのでポンプに負担がかかる問題がある。

さらに特許第４１４９２７５号（特許文献３）に示された給油装置では、導電式の水検知センサを用いて給油ポンプ内を流れている油液中に水が混入しているか否かを判定する。しかしながら油液中の水分は給油中、攪拌され微細な水滴として存在しているので、導電式の水検知センサを用いて水の混入を確実且つ高い精度で検知するためには、特許文献２に示されるような複雑な構造の導電式の水検知センサを用いる必要がある。

本発明の目的は、給油ポンプが停止しているときでも、油液に所定量以上の水が混入する可能性がある場合は水検知信号を発生し、給油中に許容含水率以上の水が油液に混入すると確実に給油を停止させることができる給油装置を提供することにある。

上記目的に加えて、本発明の他の目的は、給油する油液中に許容含水率以上の水が混入する前に警報信号を発生することができる給油装置を提供することにある。

上記目的に加えて、本発明の他の目的は、給油する油液中に許容含水率以上の水が混入する前に警報信号を発生するとともに、給油の開始を阻止することができる給油装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、油液中に気泡が混入していることを併せて検出できて、油液中の気泡の含有率が許容含有率以上あるときには、給油を停止することができる給油装置を提供することにある。

本発明は、最も広くは、給油ポンプが動作していないときに、給油経路内の水が溜まるエリアに配置されてエリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する導電式水検知センサと、給油される油液中に混入した水の含水率の変化を静電容量の変化により検知する静電容量式水検知センサと、導電式水検知センサの出力と静電容量式水検知センサの出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部と、少なくとも検知信号を入力として、給油ポンプを含む被制御機器を制御する制御信号を発生する制御信号発生部とを具備する給油装置を対象とする。より具体的には、給油ポンプ内の水が溜まるエリアに配置されて給油ポンプ内のエリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する導電式水検知センサと、給油ポンプから排出される油液中に混入した水の含水率の変化を静電容量の変化により検知する静電容量式水検知センサと、導電式水検知センサの出力と静電容量式水検知センサの出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部と、給油ポンプと開閉弁を備えたノズルとの間に配置された制御弁と、少なくとも検知信号に基づいて、給油ポンプ及び制御弁を制御する制御信号を出力する制御信号発生部とを備えた給油装置を対象とする。そして本発明においては、制御信号発生部が、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて許容含水率以上の水が混入していることを検知すると、給油を停止させる給油停止信号を発生する。また制御信号発生部は、給油ポンプが停止しているときに、導電式水検知センサの出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると水検知信号を発生する。

このような構成を採用すると、給油ポンプが停止しているときに、導電式水検知センサの出力に基づいて水が溜まるエリア（例えばポンプ）内に溜まった水の量を検知して、給油される油液中に許容含水率以上の水が含まれる可能性があることを水検知信号により報知することができるので、水の混入原因を除去する必要性を給油所の運営者に早期に知らせることができる。また本発明によれば、水検知信号が出された後またはその前でも、静電容量式水検知センサの出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知して、給油を停止できるため、可能な限り給油を継続することができ、しかも給油装置から供給する給油中に許容含水率以上の水が混入することを防止できる。なお水検知信号が発生したときに、この信号に基づいて水の存在を知らせる警報を発生する場合には、水検知信号は警報信号として利用されることになり、給油開始を阻止する場合には、水検知信号は給油開始阻止信号として利用されることになる。

給油ポンプが停止している状態から、給油ポンプが稼働すると、油液中の含水率が許容含水率以上になることが十分に予想される場合には、静電容量式水検知センサの出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプを起動させないことが好ましい。そこでこのような場合には、制御信号発生部を、給油ポンプの起動及び／または制御弁の動作を阻止して給油の開始を阻止する給油開始阻止信号を発生するように構成することができる。給油開始阻止信号を発生する前に警報信号を発生してもよい。そのためには、給油ポンプ内の水が溜まるエリアにおける導電式水検知センサの設置位置よりも下方の位置に、エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する追加導電式水検知センサを設ける。そして制御信号発生部は、給油ポンプが停止しているときに、給油開始阻止信号を発生する前に、追加導電式水検知センサが所定量よりも少ない基準量の水の存在を検知したときには、警報信号を発生する。このようにすれば許容含水率以上の油液を給油する事態が発生することをより確実に防止できる。この動作を実現するために、前述の基準量は、給油を開始したとしても、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達することがないように定められており、所定量は、給油を開始したときに、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達するように定められている。

導電式水検知センサ及び追加導電式水検知センサは、給油ポンプ内において水が溜まる領域であれば、どこでもよいが、特にこのエリアとしてポンプ内のサンプ室（空気分離装置で分離された気泡を含む油液が集まる部屋）の底壁に隣接するエリアを選択するのが好ましい。これはサンプ室がポンプ内の流路から隔離されており、混入した比重の大きい水が滞留し易いためである。なおこのエリアであれば、導電式水検知センサ及び追加導電式水検知センサの交換、取り付けが容易である。

導電式水検知センサの導電式センサ素子の構造は任意であるが、絶縁基板上に形成されて互い違い配置される一対の櫛歯状電極を備えたものを用いることができる。また導電式センサ素子は、最も簡単な構造としては、２つの棒状あるいは板状の電極を横に並べた構造のものを採用することができる。この構造であれば、簡単な構造で水の存在を検知できる。

また静電容量式水検知センサの静電容量式センサ素子は、給油ポンプの二次側に設けられた管路の内部に配置されているのが好ましい。この位置であれば、給油される油液中の含水率を確実に検知することができる。ここで用いる静電容量式水検知センサの静電容量式センサ素子としては、金属製の管路の中心部を管路に沿って延びる板状または棒状電極部と管路との間の静電容量を検知する静電容量式センサ素子を備えているものを用いるのが好ましい。金属製の管路の中心部を管路に沿って延びる板状電極または棒状電極を用いると、流路抵抗をあまり大きくすることがないので、給油に支障を生じさせることがない。また配管と電極との間に静電容量式センサ素子を形成する（配管は通常アルミ製でアース接続されているので、電極との間にコンデンサを形成する）と、センサの交換、取り付けが容易である。また、この静電容量式センサ素子であれば、簡単な構成にもかかわらず、気泡を検出することが可能である。

なお検知信号発生部は、より具体的には、静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する第１の検知信号発生回路と、温度変化に伴って周波数は変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する基準信号発生回路と、導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とを備えて構成することができる。また制御信号発生部は、第１の検知信号と基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する温度補正部と、温度補正された第１の検知信号に基づいて含水率を判定し、含水率が許容含水率を超えると給油停止信号を発生する第１の判定部とを更に備えた構成とすることができる。このように温度補正部を含めると、温度変化による検知精度の低下を防止することができる。

制御信号発生部は、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて許容含水率よりも低い予め定めた含水率以上の水の混入を検知すると、予告警報信号を発生するように構成することができる。通常の給油装置は、１つの給油ポンプに２つのノズル（給油装置の表裏に設置）が接続されているが、このように予告警報信号を発生すると、他方のノズルで給油している（給油ポンプが動作している）場合でも、予告警報を発することができるので、次回給油時に許容含水率以上の水が混入することを事前に阻止することが可能になる。

また制御信号発生部は、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて、油液中に混入している気泡の含有率が基準値以上であることを検知すると予告警報信号を発生するように構成することができる。油液中の水が増えると、静電容量式水検知センサが検出する静電容量は増加し、油液中の気泡が増加すると、静電容量は低下する。したがって静電容量式水検知センサの出力がプラス方向に変化すれば、水の存在を検知していることが判り、マイナス方向に変化すれば気泡の存在を検知していることが判る。したがって本発明によれば、静電容量式水検知センサを用いて気泡の存在をそのまま検知できる。そのため本発明では、前述のように気泡の含有率が基準値以上であることを検知すると予告警報信号を発生することにより、スタンドの運営者に注意を喚起することができる。

また制御信号発生部は、給油ポンプが動作しているときに、静電容量式水検知センサの出力に基づいて、油液中に混入している気泡の含有率が基準値よりも多い許容含有率値以上であることを検知すると、給油停止信号を発生するように構成することができる。

このようにすれば許容含有率以上の気泡が混入した油液を給油することを防ぐことができる。なお前述の基準値は、給油を開始したとしても、直ちに油液中の気泡の含有率が許容含有率に達することがないように定められている。

具体的な検知信号発生部は、第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路とから構成される。第１の検知信号発生回路は、静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する。基準信号発生回路は、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する。第２の検知信号発生回路は、導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とから構成することができる。この場合、制御信号発生部は、温度補正部と、第１の判定部と、第２の判定部とから構成することができる。温度補正部は、第１の検知信号と基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する。第１の判定部は、温度補正された第１の検知信号に基づいて含水率または気泡の含有率を判定し、判定した含水率または気泡の含有率に基づいて予告警報信号または給油停止信号を発生する。そして第２の判定部は、第２の検知信号に基づいて水検知信号（警報信号または給油開始阻止信）を発生する。

基準信号発生回路は、第２の検知信号が発生すると、基準信号を変化（基準信号の発振の中心電圧の変化や基準信号が停止する変化等）をさせるように構成することができる。この場合、第２の判定部は、基準信号に予め定めた変化があると水検知信号（警報信号または給油開始阻止信号）を発生するように構成することができる。このように検知信号発生部における導電式水検知センサの出力側の回路部分は、基準信号発生回路の発振を変化（基準信号の発振の中心電圧の変化や基準信号が停止する変化等）させるだけの簡単な回路で構成されており、そのため、導電式水検知センサの出力を、わざわざ別配線で取り出す必要がないので、信号線を増やすことなく、水混入の検出精度を上げることができる。

前述の追加導電式水検知センサを用いる場合、第２の検知信号発生回路は、追加導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第３の検知信号も発生するように構成される。そして基準信号発生回路は、第３の検知信号が発生すると、基準信号を変化させる。そして制御信号発生部の第２の判定部は、第２の検知信号の発生に基づく基準信号の変化を判定すると、給油開始阻止信号を発生し、第３の検知信号の発生に基づく基準信号の変化を判定すると、警報信号を発生するように構成することができる。

ガソリンステーション等で使用される本発明の給油装置の実施の形態の一例の主要部の構成を示すブロック図である。 静電容量式水検知センサ及び導電式水検知センサの実際の配置状態を示す給油ポンプの縦断面図である。 静電容量式水検知センサの静電容量センサ素子の変形例を説明するために用いる図である。 導電式水検知センサの構成の一例を説明するために用いる図である。 図１の実施の形態の第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路とを具体化した回路の回路図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、基準信号の変化を説明するために用いる図である。 第１の実施の形態の検知信号発生部の第１及び第２の検知信号発生回路と、制御信号発生部の第１の判定部と第２の判定部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。 本発明の給油装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図８の実施の形態の第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路を具体化した回路を示す回路図である。 第２の実施の形態の検知信号発生部の第１及び第２の検知信号発生回路と、制御信号発生部の第１の判定部と第２の判定部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。 本発明の給油装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図１１の実施の形態の第１の検知信号発生回路と、基準信号発生回路と、第２の検知信号発生回路を具体化した回路を示す回路図である。 第３の実施の形態で用いる導電式水検知センサの配置構成を示す図である。 第３の実施の形態の検知信号発生部の第１及び第２の検知信号発生回路と、制御信号発生部の第１の判定部と第２の判定部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。 第３の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、ガソリンステーション等で使用される本発明の給油装置１の実施の形態の一例の主要部の構成を示すブロック図である。なお図１には、本発明と直接関係しない構成部品等は図示を省略してある。給油装置１は、地下に埋設されている地下タンクＴ内に貯蔵されたガソリン、軽油、灯油などの油液を給油ポンプ３を用いて汲み上げて流量計５及び制御弁７を介してノズル８から自動車等の燃料タンクに給油する。なお図１中において、破線で示した線Ｆは給油経路である。給油装置１には、給油ポンプ３を駆動する駆動源としてのモータの駆動を制御して給油ポンプ３の動作を制御する給油ポンプ駆動制御回路１３が配置されている。給油ポンプ駆動制御回路１３は、制御信号発生部１０からの制御信号に基づいて動作する。後に詳しく説明するが、制御信号発生部１０は、ＰＯＳ端末からの給油許可信号、ノズルスイッチ９（ノズルが図示しないノズル収納部から取り外されたことを検知するスイッチ）からの給油要求信号、後述する検知信号発生部１９からの検知信号等を入力として、モータ１１に供給するモータ電流の通電を制御するためのモータ制御信号を発生する。

図２は、静電容量式水検知センサ１５及び導電式水検知センサ１７の実際の配置状態を示す給油ポンプ３の縦断面図である。図２に示すように、本実施の形態では、給油ポンプ３の出口配管（二次側出口）１４内に静電容量式水検知センサ１５が配置され、給油ポンプ３の内部のサンプ室１６内に導電式水検知センサ１７が配置されている。出口配管は、アルミニウム等の金属材料により形成されている。

本実施の形態では、静電容量式水検知センサ１５の静電容量式センサ素子は、絶縁ブッシュ１５Ｂを介して出口配管１４に固定されて出口配管１４内に沿って延びるように配置された平板状の電極１５Ａとアースに接続された出口配管１４の内壁面とにより構成されている。平板状の電極１５Ａと出口配管１４の内壁面との間に形成されたコンデンサ部の容量は、油液中に混入した水または気泡の量によって変化する。すなわち油液中における水の含水率が大きくなると、コンデンサ部の容量は大きくなり、含水率が小さくなると、コンデンサ部の容量は小さくなる。また油液中における気泡の含有率が大きくなると、コンデンサ部の容量は小さくなり、含有率が小さくなると、コンデンサ部の容量は大きくなる。なお水の混入は、配管の途中から地下水等が浸入した場合に発生し、気泡の混入は配管の途中の接続部の緩みや破損が原因となって発生する。したがってこのコンデンサ部の容量の変化を見れば、給油ポンプ３から吐出される油液中の含水率または気泡の含有率を知ることができる。なお静電容量式水検知センサ１５の静電容量センサ素子は、図３に示すように、棒状電極１５Ａ´を出口配管１４の中心線に沿って延びるようにブッシュ１５Ｂ´を用いて出口配管に取り付けてもよい。棒状電極１５Ａ´を用いると、出口配管１４の内壁面と棒状電極１５Ａ´の電極部との間の距離Ｒをほぼ一定にすることができるので、コンデンサ部の容量を高い精度で検出することができる。なお給油ポンプ３が停止している状態では、出口配管１４内においても、水は下方に移動してコンデンサ部に均一に留まることはないため、給油ポンプ３停止中においては、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて含水率を測定することはできない。

サンプ室１６内に配置された導電式水検知センサ１７の水検知センサ素子は、例えば図４に示すように、絶縁基板１７Ａ上に形成されて互い違い配置される一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃを備えた構造を有している。絶縁基板１７Ａは、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃが形成された面がサンプ室１７内の油液の液面と平行になる姿勢で、サンプ室１６内を囲む壁部に絶縁ブッシュ１７Ｄを介して固定されている。この構造では、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃが共に水に浸かることにより、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃ間が水によって短絡されて、一対の櫛歯状電極１７Ｂ及び１７Ｃ間の抵抗値が下がる。この抵抗値の変化をみることにより、サンプ室内に所定量以上の水が溜まったことを検知できる。なお導電式水検知センサ１７の水検知センサ素子としては、２つの棒状あるいは板状の電極を所定の間隔あけて配置した単純な構造のものを用いることができるのは勿論である。

図１において、検知信号発生部１９は第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３、第２の検知信号発生回路２９とを備えている。また制御信号発生部１０は、温度補正部２５と、第１の判定部２７と、第２の判定部３０とを備えている。なお制御信号発生部１０の主要部は、図示しないマイクロコンピュータ（ＣＰＵとメモリ）を利用して実現されている。したがって制御信号発生部１０は、本実施の形態で説明する制御信号以外の制御信号も当然にして発生している。

第１の検知信号発生回路２１は、静電容量式水検知センサ１５の出力を入力として静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する。静電容量式水検知センサ１５のコンデンサ部に気泡や水が混入すると静電容量（誘電率）が変化するため、気泡や水の混入が検出可能となる（ちなみに空気、ガソリン、水の比誘電率はそれぞれ１、２、８０である）。基準信号発生回路２３は、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する。温度補正部２５は、第１の検知信号と基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する。基準信号発生回路２３は、含水率の判定の基準となる基準周波数の基準信号を発生する。温度変化などで第１の検知信号発生回路２１の出力が変化しても、基準周波数も併せて変化するので、制御信号発生部１０の温度補正部２５は基準信号に基づいて第１の検知信号を補正し、第１の判定部２７が含水率を判定する。具体的には、基準周波数に対して第１の検知信号の周波数が何倍になるかで含水率を判定すれば温度の影響は無視できるようになる。そして制御信号発生部１０の第１の判定部２７は、温度補正された第１の検知信号に基づいて含水率を判定する。含水率は、事前に求めた第１の検知信号の周波数と基準周波数との比率と、含水率との関係を予めテーブルに記憶しておき、測定した第１の検知信号の周波数と基準周波数との比率を求め、そのテーブルと比較して判定する。第１の判定部２７は、含水率が許容含水率以上になると給油停止信号（制御信号）を制御弁７に出力する。制御弁７は、電磁弁と電磁弁駆動回路とからなり、電磁弁駆動回路は、給油停止信号を受信すると、電磁弁を閉じて給油を停止する。このように温度補正部２５を含めると、温度変化による検知精度の低下を防止することができる。なお本実施の形態では、許容含水率よりも低い所定の含水率を閾値として用意しておき、含水率がこの所定の含水率を超えたら警報を発するために予告警報信号を発生するように第１の判定部２７を構成している。予告警報信号が発生されると、表示部（警報発生器）３１は、その旨を表示部３１の表示画面等に表示する。

第２の検知信号発生回路２９は、給油ポンプ３が停止しているときに、導電式水検知センサ１７の出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると第２の検知信号を発生する。第２の検知信号は、第２の判定部３０に入力されて水検知信号を発生し、警報信号または給油開始阻止信号の発生要因として利用される。なお本実施の形態では、第２の判定部３０が第２の検知信号を受けて警報信号を発生し、給油ポンプ３内に水が溜まっていることを表示部（警報発生器）３１の画面上に警告する。

図５は、図１の実施の形態の第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３と、第２の検知信号発生回路２９を具体化した回路を示している。図５の回路では、第１の検知信号発生回路２１をオペアンプＯＰ１及び抵抗Ｒ１乃至Ｒ４からなる非安定マルチバイブレータと、オペアンプＯＰ２からなるインピーダンス変換回路から構成されている。静電容量式水検知センサ１５の容量が変わると、その容量と抵抗Ｒ１乃至Ｒ４の値によって定める周波数の第１の検知信号がオペアンプＯＰ２から出力される。また基準信号発生回路２３は、固定値のコンデンサＣと、オペアンプＯＰ３と、抵抗Ｒ５乃至Ｒ８からなる非安定マルチバイブレータとから構成され、第２の検知信号発生回路２９はオペアンプＯＰ４と抵抗Ｒ９とから構成されている。この非安定マルチバイブレータは、固定値のコンデンサＣの容量と抵抗Ｒ５乃至Ｒ８の値によってきまる基準周波数で基準信号を出力する。そしてサンプ室内の水の量が少なくて、導電式水検知センサ１７の導電式センサ素子が水に触れていない状態では、導電式センサ素子の抵抗値が大きくなっており（実質無限大になっており）、オペアンプＯＰ４は図６（Ａ）に示すような０Ｖ付近までスイングするようにバイアスが定まった基準信号をそのまま出力する。第２の判定部３０は、この基準信号が入力されている間は、第２の検知信号がないものとして特に警報を発生するための制御信号を表示部３１には出力しない。サンプ室内の水の量が増えて、導電式水検知センサ１７の導電式センサ素子が水に触れる状態になると、導電式センサ素子の抵抗値は小さくなり、オペアンプＯＰ４から出力される基準信号は、図６（Ｂ）のように、バイアスが変化して、０Ｖ付近までスイングしない信号となる。本実施の形態では、このようなバイアスが変化した基準信号（第２の検知信号）が発生すると、第２の判定部３０は水検知信号（警報信号となる信号）を表示部３１に出力する。表示部３１は、図６（Ｂ）のように基準信号が出力されると、警報を発生するように構成されている。

本実施の形態では、給油ポンプ３が停止しているときに、導電式水検知センサ１７の出力に基づいてポンプ３内に溜まった水の量を検知して、給油される油液中に許容含水率以上の水が含まれる可能性があることを水検知信号（警報信号）により報知することができるので、水の混入原因を除去する必要性を給油所の運営者に早期に知らせることができる。また水検知信号が出された後でも、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知して、給油を停止できるため、可能な限り給油を継続することができて、しかも給油装置から供給する給油中に許容含水率以上の水が混入することを防止できる。

図７は、検知信号発生部１９の第１及び第２の検知信号発生回路２１及び２９と、制御信号発生部１０の第１の判定部２７と第２の判定部３０をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。このアルゴリズムでは、ステップＳＴ１で給油ポンプ３が停止状態にあるか否かを判定する。給油ポンプが停止状態にあるときには、ステップＳＴ２へと進んで、導電式水検知センサ１７からの検知信号を受信し、ステップＳＴ３で水が所定量以上有るか否かの判定をする。そして水が所定量以上あるときには、ステップＳＴ４で水検知信号を発生する。ステップＳＴ１で給油ポンプ３が動いていることを検知すると、ステップＳＴ５で静電容量式水検知センサ１５からの検知信号を受信し、ステップＳＴ６で油液中の水の含水率が予め定めた含水率を以上になると、ステップＳＴ７で予告警報信号を発生する。なお予告警報信号の発生を受けて、表示部３１には、水に対する対処を指示する表示をするのが好ましい。その後ステップＳＴ８で、含水率が許容含水率以上になったことを判定すると、ステップＳＴ９で給油停止信号を発生する。この給油停止信号は制御弁７に送信されて、制御弁７は閉じる。なおこの場合にも表示部３１には、水の検知により、給油を停止したことを表示することが好ましい。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の給油装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図９は図８の実施の形態の第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３と、第２の検知信号発生回路２９´を具体化した回路を示している。図８及び図９においては、図５及び図６に示した構成要素と同様のものには、図５及び図６に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。なお図９に示した第２の検知信号発生回路２９´では、抵抗Ｒ１０乃至Ｒ１２とトランジスタＴＲとからなる検知回路を備えている。第２の実施の形態では、給油ポンプ３が停止している状態から、給油ポンプ３が稼働すると、給油中の油液の含水率が許容含水率以上になることが十分に予想される場合には、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプ３を起動させないようにしている。そこで第２の実施の形態では、検知信号発生部１９の第２の検知信号発生回路２９´が、所定量以上の水を検知すると、第２の判定部３０´は給油ポンプ３の起動を許可しない（または制御弁７の開動作を禁止する）給油開始阻止信号を発生する。

本実施の形態では、検知信号発生部１９の第２の検知信号発生回路２９´を、次のように構成して、所定量以上の水を検知した時点で給油開始阻止信号を発生して、給油ポンプ３の起動を阻止する。すなわち導電式水検知センサ１７がサンプ室内において所定量の水の存在を検知するまでは、オペアンプＯＰ３を含む回路が非安定マルチバイブレータとして基準信号を発生する。したがってこの状態では、静電容量式水検知センサ１５の出力を処理する第１の判定部２７が、許容含水率以上の水の混入を検知しない限り、給油ポンプ駆動制御回路１３は給油ポンプ３を駆動制御することができる。そして給油ポンプ３が動いているきに、第１の検知信号発生回路２１が、許容含水率以上の水の混入を検知すると、第１の判定部２７から出力される給油停止信号により制御弁７が閉じられて給油が停止される。給油ポンプ３が停止している状態で、サンプ室内の水の量が増えて、導電式水検知センサ１７が水に浸かると、導電式水検知センサ１７の抵抗値が下がって、トランジスタＴＲが導通し、分圧抵抗回路（Ｒ５及びＲ６）の抵抗Ｒ６に抵抗Ｒ１０の抵抗値が並列接続されて、非安定マルチバイブレータを構成するオペアンプＯＰ３の＋入力端子の入力が変化し、オペアンプＯＰ３は発振動作を停止する。その結果、オペアンプＯＰ４から出力されていた基準信号はなくなる。基準信号が無くなると（基準信号が変化すると）、第２の判定部３０´は、許容できる量以上の水が溜まったものと判断して、給油開始阻止信号を制御信号として、給油ポンプ駆動制御回路１３に出力する。また第２の判定部３０´は、給油開始阻止信号を表示部３１に入力し、表示部３１は給油ポンプ３内に水が溜まっていることにより、給油ができなくなっていることを表示する。したがって本実施の形態によれば、給油ポンプ３が停止している状態から、給油ポンプ３が稼働すると、給油中の油液の含水率が許容含水率以上になることが予想される場合に、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプ３を起動させないようにすることができる。このようにすると給油開始阻止信号が発生した時点で、給油ポンプ３の起動が阻止されるので、給油ポンプが稼働中は静電容量式水検知センサ１５の検知を優先し、給油ポンプの停止中は導電式水検知センサ１７の検知を優先して、給油動作を停止または阻止することができる。

図１０は、検知信号発生部１９の第１及び第２の検知信号発生回路２１及び２９´と、制御信号発生部１０の第１の判定部２７と第２の判定部３０´をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。このアルゴリズムでは、最初のステップＳＴ０で、給油開始阻止信号が有るか否かの判定が実施される。給油開始阻止信号がある場合には、ステップは終了し、無い場合にステップＳＴ１へと進む。そしてステップＳＴ１で給油ポンプ３が停止状態にあるか否かを判定する。給油ポンプが停止状態にあるときには、ステップＳＴ２へと進んで、導電式水検知センサ１７からの検知信号を受信し、ステップＳＴ３で水が所定量以上有るか否かの判定をする。そして水が所定量以上あるときには、ステップＳＴ１０で給油開始阻止信号（水検知信号に相当）を発生する。給油阻止信号が発生すると、給油ポンプの起動が阻止されるとともに、表示部にその旨が表示される。ステップＳＴ１で給油ポンプ３が動いていることを検知すると、ステップＳＴ５で静電容量式水検知センサ１５からの検知信号を受信し、ステップＳＴ６で油液中の水の含水率が予め定めた含水率以上になると、ステップＳＴ７で予告警報信号を発生する。なお予告警報信号の発生を受けて、表示部３１には、水に対する対処を指示する表示をするのが好ましい。その後ステップＳＴ８で、含水率が許容含水率以上になったことを判定すると、ステップＳＴ９で給油停止信号を発生する。この給油停止信号は制御弁７に送信されて、制御弁７は閉じる。なおこの場合にも表示部３１には、水の検知により、給油を停止したことを表示することが好ましい。

［第３の実施の形態］
図１１は、本発明の給油装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１２は図１１の実施の形態の第１の検知信号発生回路２１と、基準信号発生回路２３と、第２の検知信号発生回路２９″を具体化した回路を示している。図１１及び図１２においては、図５及び図６に示した構成要素と同様のものには、図５及び図６に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態では、第１の導電式水検知センサ１７１と第２の導電式水検知センサ１７２（追加導電式水検知センサ）を備えている。第１及び第２の導電式水検知センサ１７１及び１７２は、図１３に示すように、給油ポンプ３のサンプ室内において上下方向に間隔をあけて配置されている。第１及び第２の導電式水検知センサ１７１及び１７２も、図４に例示したものと同様の構成を有している。第１及び第２の導電式水検知センサ１７１及び１７２の取付間隔により基準量と所定量の差分が規定される。第２の導電式水検知センサ１７２に対する閾値となる基準量は、給油ポンプ３を動作させたとしても、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達することがないように定められており、第１の導電式水検知センサ１７１に対する閾値となる所定量は、給油ポンプ３を動作させたときに、直ちに油液中の水の含水率が許容含水率に達するように定められている。このようにすれば許容含水率以上の油液を給油する事態が発生することをより確実に防止できる。

第２の導電式水検知センサ（追加導電式水検知センサ）１７２を用いる場合には、第２の検知信号発生回路２９″は、第２の導電式水検知センサ１７２の抵抗値の変化を示す第３の検知信号を発生するように構成されている。そして基準信号発生回路２３は、第３の検知信号が発生すると、基準信号を変化させる。そして制御信号発生部１０の第２の判定部３０″は、第３の検知信号の発生に基づく基準信号の変化を判定すると、警報信号を発生する。なお図１１の回路では、第２の導電式水検知センサ１７２が水に浸かる前までは、その抵抗値が無限大であり、そのときにオペアンプＯＰ４から出力されている基準信号が、ある意味で給油ポンプに対する起動許可信号となる。サンプ室内の水の量が増えて、第２の導電式水検知センサ１７２が水に浸かって抵抗値が低くなって（第３の検知信号が出力されている状態）、基準信号は図６（Ｂ）のように０Ｖ付近までスイングしない信号となり、第２の判定部３０″は、警報信号を発生し、警報信号は表示部３１に入力される。この警報信号により、表示部３１は、水が溜まりつつあることを表示画面に表示する。この状態でも振幅が変化した基準信号は出力されているため、給油ポンプは給油動作することが可能である。サンプ室内の水の量が更に増えて、第１の導電式水検知センサ１７１が水に浸かると、第１の導電式水検知センサ１７１の抵抗値が下がって、トランジスタＴＲが導通し（第２の検知信号が出力されている状態）、分圧抵抗回路（Ｒ５及びＲ６）の抵抗Ｒ６に抵抗Ｒ１０の抵抗値が並列接続されて、非安定マルチバイブレータを構成するオペアンプＯＰ３の＋入力端子の入力が変化し、オペアンプＯＰ３は発振動作を停止する。その結果、オペアンプＯＰ４から出力されていた基準信号は停止する（基準信号が無くなる変化をする）。基準信号が無くなると、第２の判定部３０″はこの変化に基づいて、給油開始阻止信号を給油ポンプ駆動制御回路１３に出力する。同時に、第２の判定部３０″は、表示部３１に水が溜まっていることにより、給油開始が阻止されていることを表示させる。その結果、給油中の油液の含水率が許容含水率以上になることが十分に予想される場合には、静電容量式水検知センサ１５の出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知するまでもなく、給油ポンプ３を起動させることはない。

図１４は、検知信号発生部１９の第１及び第２の検知信号発生回路２１及び２９″と、制御信号発生部１０の第１の判定部２７と第２の判定部３０″をコンピュータを利用して実現する場合に用いるコンピュータプログラムのアルゴリズムの一例を示す図である。このアルゴリズムでは、最初のステップＳＴ０で、給油開始阻止信号が有るか否かの判定が実施される。給油開始阻止信号がある場合には、ステップは終了し、無い場合にステップＳＴ１へと進む。そしてステップＳＴ１で給油ポンプ３が停止状態にあるか否かを判定する。給油ポンプが停止状態にあるときには、ステップＳＴ２へと進んで、導電式水検知センサ１７からの検知信号を受信し、ステップＳＴ１１で水が基準量以上有るか否かの判定をする。そして水が基準量以上あるときには、ステップＳＴ４´で警報信号を発生する。次にステップＳＴ３に進んで水が基準量よりも多い所定量あることを判定すると、ステップＳＴ１０へと進んで給油開始阻止信号を発生する。給油阻止信号が発生すると、給油ポンプの起動が阻止されるとともに、表示部３１にその旨が表示される。ステップＳＴ１で給油ポンプ３が動いていることを検知すると、ステップＳＴ５で静電容量式水検知センサ１５からの検知信号を受信し、ステップＳＴ６で油液中の水の含水率が予め定めた含水率を以上になると、ステップＳＴ７で予告警報信号を発生する。なお予告警報信号の発生を受けて、表示部３１には、水に対する対処を指示する表示をするのが好ましい。その後ステップＳＴ８で、含水率が許容含水率以上になったことを判定すると、ステップＳＴ９で給油停止信号を発生する。この給油停止信号は制御弁７に送信されて、制御弁７は閉じる。なおこの場合にも表示部３１には、水の検知により、給油を停止したことを表示することが好ましい。

上記第１乃至第３の実施の形態では、検知信号発生部１９における導電式水検知センサ１７の出力側の回路部分は、基準信号発生回路２３の発振を変化（基準信号の発振の中心電圧の変化や基準信号が停止する変化等）させるだけの簡単な回路で構成されており、そのため、導電式水検知センサ１７、１７１及び１７２の出力を、わざわざ別配線で取り出す必要がないので、信号線を増やすことなく、水混入の検出精度を上げることができる（許容含水率以上の油液の給油を確実に防止できる。）。また防爆の関係上、検知信号発生部は電流を抑制する図示しないバリア回路を介して接続されるため、信号線を少なくすることでバリア回路の部品点数を減らしコストを削減できる。

［その他の実施の形態］
上記第１乃至第３の実施の形態では、水の検知だけを実施したが、状況によっては、気泡が油液中で増えることも考えられる。気泡が増えると、静電容量式水検知センサ１５が検出する静電容量は下がることになる。そこでこのような場合にも対処するためには、気泡に対応した判定ルーチンを設ける必要がある。図１５は第３の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。このアルゴリズムでは、図１４のアルゴリズムにステップＳＴ１２乃至ＳＴ１４からなる気泡の判定ルーチンを追加している。すなわちステップＳＴ５の後のステップＳＴ１２において油液中の気泡の含有率が予め定めた値以上であるか否かの判定を行う。気泡の含有率が予め定めた値に達していないときには、ステップＳＴ６へと進んで油液中の水の存在を判定する。ステップＳＴ１２で、油液中の気泡の含有率が予め定めた値以上であることを判定すると、ステップＳＴ１３で予告警報信号を発生する。この予告警報信号の発生を受けて第２の判定部２０″は表示部３１に気泡が増えていることを示す表示をする。さらに気泡が増えて、気泡の含有率が許容含有率以上になったことをステップＳＴ１４で判定すると、ステップＳＴ９へと進んで給油停止信号を発生する。このような気泡の判定ルーチンを追加すれば、水及び気泡の両方の増加に対処することができる。

図１６は、第１の実施の形態に、気泡の判定ルーチンを追加したコンピュータプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。このアルゴリズムでは、図７のアルゴリズムにステップＳＴ１２乃至ＳＴ１４からなる気泡の判定ルーチンを追加している。図１６のアルゴリズムでも、気泡の判定ルーチンを追加すれば、水及び気泡の両方の増加に対処することができる。なお第２の実施の形態に気泡の判定ルーチンを追加してもよいのは勿論である。

［変形例］
上記実施の形態では、給油ポンプ内に導電式水検知センサを配置し、給油ポンプの二次側に静電容量式水検知センサを配置したが、給油ポンプ及び配管に水、気泡を貯めるトラップを形成し、その部分に導電式水検知センサ及び静電容量式水検知センサを配置するようにしてもよい。

ガソリンと軽油では比誘電率が異なるので、また本発明の給油装置のままで、若干設定を変えるだけで、貯油タンク内の混油の検出にも利用できるものである。

本発明によれば、給油ポンプが停止しているときに、導電式水検知センサの出力に基づいて給油経路内の水が溜まるエリア内に溜まった水の量を検知して、給油される油液中に許容含水率以上の水が含まれる可能性があることを報知することができるので、水の混入原因を除去する必要性を給油所の運営者に早期に知らせることができる。また本発明によれば、静電容量式水検知センサの出力に基づいて水の混入が許容含水率以上になったことを検知して、給油を停止できるようにすることができるため、可能な限り給油を継続することができて、しかも給油装置から供給する給油中に許容含水率以上の水が混入することを防止できる。

１ 給油装置
３ 給油ポンプ
５ 流量計
７ 制御弁
８ ノズル
１１ モータ
１３ 給油ポンプ駆動制御回路
１４ 出口配管
１５ 静電容量式水検知センサ
１７ 導電式水検知センサ
１９ 検知信号発生部
２１ 第１の検知信号発生回路
２３ 基準信号発生回路
２５ 温度補正部
２７ 第１の判定部
２９ 第２の検知信号発生回路
３０ 第２の判定部
３１ 表示部（警報発生器）
１７１ 第１の導電式水検知センサ
１７２ 第２の導電式水検知センサ（追加導電式水検知センサ）
ＯＰ１乃至ＯＰ４ オペアンプ
Ｒ１乃至Ｒ１２ 抵抗
Ｃ コンデンサ
ＴＲ トランジスタ
Ｆ 給油経路

Claims (17)

1. 給油ポンプ内の水が溜まるエリアに配置されて前記給油ポンプ内の前記エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する導電式水検知センサと、
   前記給油ポンプから排出される油液中に混入した水の含水率の変化を静電容量の変化により検知する静電容量式水検知センサと、
   前記導電式水検知センサの出力と前記静電容量式水検知センサの出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部と、
   前記給油ポンプと開閉弁を備えたノズルとの間に配置された制御弁と、
   少なくとも前記検知信号に基づいて、前記給油ポンプ及び前記制御弁を制御する制御信号を出力する制御信号発生部とを備え、
   前記制御信号発生部は、
   前記給油ポンプが動作しているときに、前記静電容量式水検知センサの出力に基づいて許容含水率以上の水が混入していることを検知すると、前記制御弁を閉じて給油を停止する給油停止信号を発生し、
   前記給油ポンプが停止しているときに、前記導電式水検知センサの出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると、前記給油ポンプの起動及び／または前記制御弁の動作を阻止して給油の開始を阻止する給油開始阻止信号を発生することを特徴とする給油装置。
2. 前記検知信号発生部は、前記静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する第１の検知信号発生回路と、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とを具備し、
   前記基準信号発生回路は、前記第２の検知信号が発生すると、前記基準信号を変化させるように構成され、
   前記制御信号発生部は、前記第１の検知信号と前記基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する温度補正部と、前記温度補正された前記第１の検知信号に基づいて前記含水率を判定し、判定した前記含水率に基づいて前記給油停止信号を発生する第１の判定部と、前記基準信号に予め定めた変化があると前記給油開始阻止信号を発生する第２の判定部とを備えている請求項１に記載の給油装置。
3. 前記給油ポンプ内の前記水が溜まるエリアにおける前記導電式水検知センサの設置位置よりも下方の位置に、前記エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する追加導電式水検知センサが設けられ、
   前記第２の検知信号発生回路は、前記追加導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第３の検知信号を発生するように構成され、
   前記基準信号発生回路は、前記第３の検知信号が発生すると、前記基準信号を変化させ、
   前記制御信号発生部の前記第２の判定部は、前記第３の検知信号の発生に基づく前記基準信号の変化を判定すると、警報信号を発生するように構成されている請求項２に記載の給油装置。
4. 給油ポンプが動作していないときに、給油経路内の水が溜まるエリアに配置されて前記エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する導電式水検知センサと、
   給油される油液中に混入した水の含水率の変化を静電容量の変化により検知する静電容量式水検知センサと、
   前記導電式水検知センサの出力と前記静電容量式水検知センサの出力を入力として検知信号を発生する検知信号発生部と、
   少なくとも前記検知信号を入力として、前記給油ポンプを含む被制御機器を制御する制御信号を発生する制御信号発生部を具備し、
   前記制御信号発生部は、
   前記給油ポンプが動作しているときに、前記静電容量式水検知センサの出力に基づいて許容含水率以上の水が混入していることを検知すると、給油を停止させる給油停止信号を発生し、
   前記給油ポンプが停止しているときに、前記導電式水検知センサの出力に基づいて所定量の水の存在を検知すると水検知信号を発生することを特徴とする給油装置。
5. 前記給油経路内の前記水が溜まるエリアにおける前記導電式水検知センサの設置位置よりも下方の位置に、前記エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する追加導電式水検知センサが設けられ、
   前記制御信号発生部は、前記給油ポンプが停止しているときに、前記導電式水検知センサが前記水検知信号を発生する前に、前記追加導電式水検知センサが前記所定量よりも少ない基準量の水の存在を検知したときには、警報信号を発生することを特徴とする請求項４に記載の給油装置。
6. 前記基準量は、給油を開始したとしても、直ちに前記油液中の水の含水率が前記許容含水率に達することがないように定められており、
   前記所定量は、給油を開始したときに、直ちに前記油液中の水の含水率が前記許容含水率に達するように定められていることを特徴とする請求項５に記載の給油装置。
7. 前記制御信号発生部は、前記水検知信号に基づいて、前記給油ポンプの起動及び／または前記制御弁の動作を阻止して給油の開始を阻止する給油開始阻止信号を発生することを特徴とする請求項４、５または６に記載の給油装置。
8. 前記制御信号発生部は、前記給油ポンプが動作しているときに、前記静電容量式水検知センサの出力に基づいて前記許容含水率よりも低い予め定めた含水率以上の水の混入を検知すると、予告警報信号を発生する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の給油装置。
9. 前記制御信号発生部は、前記給油ポンプが動作しているときに、前記静電容量式水検知センサの出力に基づいて、前記油液中に混入している気泡の含有率が基準値以上であることを検知すると予告警報信号を発生する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の給油装置。
10. 前記制御信号発生部は、記給油ポンプが動作しているときに、前記静電容量式水検知センサの出力に基づいて、前記油液中に混入している気泡の含有率が前記基準値よりも多い許容含有率値以上であることを検知すると、前記給油停止信号を発生する請求項９に記載の給油装置。
11. 前記基準値は、給油を開始したとしても、直ちに前記油液中の気泡の含有率が前記許容含有率に達することがないように定められていることを特徴とする請求項９または１０に記載の給油装置。
12. 前記導電式水検知センサが配置される前記エリアが、前記給油ポンプ内のサンプ室の底壁に隣接するエリアである請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の給油装置。
13. 前記静電容量式水検知センサの静電容量式センサ素子は、前記給油ポンプの二次側に設けられた管路の内部に配置されている請求項１または４に記載の給油装置。
14. 前記静電容量式水検知センサの前記静電容量式センサ素子は、金属製の前記管路の中心部を前記管路に沿って延びる板状または棒状電極部と前記管路との間の静電容量を検知するように構成されている請求項１３に記載の給油装置。
15. 前記検知信号発生部は、前記静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する第１の検知信号発生回路と、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とからなり、
    前記制御信号発生部は、前記第１の検知信号と前記基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する温度補正部と、前記温度補正された前記第１の検知信号に基づいて前記含水率または気泡の含有率を判定し、判定した前記含水率または前記気泡の含有率に基づいて前記予告警報信号または前記給油停止信号を発生する第１の判定部と、前記第２の検知信号に基づいて前記警報信号または前記給油開始阻止信号を発生する第２の判定部とを備えている請求項１に記載の給油装置。
16. 前記検知信号発生部は、前記静電容量式水検知センサの静電容量の変化に応じて周波数が変化する第１の検知信号を発生する第１の検知信号発生回路と、温度変化に伴って周波数が変化するが、一定温度では周波数が変化しない基準周波数の基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第２の検知信号を発生する第２の検知信号発生回路とを具備し、
    前記基準信号発生回路は、前記第２の検知信号が発生すると、前記基準信号の変化させるように構成され、
    前記制御信号発生部は、前記第１の検知信号と前記基準信号とに基づいて温度補正された第１の検知信号を出力する温度補正部と、前記温度補正された前記第１の検知信号に基づいて前記含水率を判定し、判定した前記含水率に基づいて前記給油停止信号を発生する第１の判定部と、前記基準信号に予め定めた変化があると前記給油開始阻止信号を発生する第２の判定部とを備えている請求項４に記載の給油装置。
17. 前記給油経路内の前記水が溜まるエリアにおける前記導電式水検知センサの設置位置よりも下方の位置に、前記エリアに溜まった水の存在を抵抗値の変化により検知する追加導電式水検知センサが設けられ、
    前記第２の検知信号発生回路は、前記追加導電式水検知センサの抵抗値の変化を示す第３の検知信号を発生するように構成され、
    前記基準信号発生回路は、前記第３の検知信号が発生すると、前記基準信号を変化させ、
    前記制御信号発生部の前記第２の判定部は、前記第３の検知信号の発生に基づく前記基準信号の変化を判定すると、警報信号を発生するように構成されている請求項１６に記載の給油装置。

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