JP2016008048A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料中に混入している水に異常が無いのにも関わらず、過量な水分が混入している異常状態であると誤判定することを防止し、燃料の流れがある状態で、供給している燃料中に水が異常に混入しているのを確実に検出できる燃料供給装置を提供する。【解決手段】水検出装置５０は、供給対象に供給される燃料が流入する流入口５２、供給対象に供給される燃料が流出する流出口５３、及び、流入口と流出口との間を連通し、途中に流れ向き変換部５５が形成された検出流路５４を備えた装置筐体５１と、検出流路における流れ向き変換部の流路壁５９に、流れ向き変換部への燃料流入方向に向けて開口する凹部７２として形成された水溜部７０と、水溜部に収容されて設けられたセンサ部８１を有し、水溜部内に所在する燃料中に含まれた水分の量を検出する水検出器８０とを有し、水溜部の凹部開口７１が水平方向を向くようにして燃料供給経路に設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、貯液タンクに貯留されている燃料を車両等の供給対象に供給する燃料供給装置に係り、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入しているか否かを判別する燃料供給装置に関する。

燃料供給装置の一種として、ガソリンスタンド等の給油所に設置され、給油ノズルの筒先を車両等の給油口に挿入し、ガソリン、軽油等といった燃料を車両等に補給する給油装置が知られている。給油装置は、車両等への燃料補給の際、地下タンクからポンプで汲み上げた燃料を、給油配管、給油ホース、及び給油ホース先端に設けられた給油ノズルといった燃料供給経路を介して、供給対象である車両等へ供給する構成になっている。

このような給油装置を含む燃料供給装置の中には、燃料供給経路を流れる燃料中に混入している水の量を検出する水検出機構を備え、供給対象に供給する燃料中に混入している水の量に異常がある場合には、その旨を報知するものがある。

例えば、特許文献１には、燃料供給経路に設けられた水溜部に、水と燃料との中間の比重を有し、水溜部における水と燃料との境界面の変位に応動して変位するフロートを備えた水検出機構が配備され、水溜部に貯留された水が所定量以上になってフロートが所定高さ位置まで上昇したことが検知されたときには、供給対象に供給する燃料中に水が異常に混入していることを判別し、その旨を報知する技術が示されている。

実公昭６１−３８６４５号公報

ところで、給油装置をはじめとする燃料供給装置において、供給対象に供給する燃料中に混入している水としては、例えばタンクローリ車から地下タンクに荷卸しする燃料中に僅かながら予め存在する水分と、地下タンクと給油装置との間の配管の腐食や亀裂によって外部から配管内に侵入してくる水のように、異常状態の発生により外部から燃料中に混入してしまった水とがある。

従来の燃料供給装置における水検出機構は、特許文献１に記載のように、貯液タンクから供給対象への燃料供給経路の途中に、燃料供給経路に対して垂直方向の上部が開口する凹み形状の水溜部を設け、この水溜部に燃料供給経路中の燃料に含まれる水が貯留される構成になっている。すなわち、燃料供給が行われていない場合は、燃料中の水分は燃料との比重の違いから、燃料供給経路中の下方へ移動し、垂直方向の上部が開口した水溜部の凹みに溜まることになる。そして、水検出機構は、水溜部に貯留された水が所定量以上になったことを検出したときには、例えば報知手段により報知する構成となっており、それにより、作業員は貯液タンクと燃料供給装置との間の配管の腐食や亀裂が生じたことを認識できる。

しかし、上述した水溜部を有する水検出機構を備えた燃料供給装置においては、車両等の供給対象に供給する燃料中に混入している水分が燃料中に予め存在している水だけで僅かであっても、燃料供給作業が繰り返される度にこの僅かな水分が徐々に水溜部の凹みに貯留蓄積されることになる。この結果、水検出機構は、供給対象に供給する燃料中に、貯液タンクと燃料供給装置との間の配管の腐食や亀裂に起因して外部から混入した水が含まれていなくても、燃料供給作業の繰り返しで水溜部に貯留蓄積された水が所定量以上になってしまった場合には異常が報知されるので、作業員は貯液タンクと燃料供給装置との間の配管等に腐食や亀裂が生じたものと誤判断してしまう。

具体的には、上述した特許文献１に記載の給油装置では、車両等に供給される燃料中に混入している水が燃料中に予め存在している水分だけで僅かであっても、車両等に対する給油作業が行われる度に、給油作業が終わった後の燃料の流れが無い状態で、水溜部内や水溜部と連通状態で高さ位置が上方の下流側配管内の燃料中に混入している水が、比重の違いによって水溜部の凹みに徐々に溜まることになる。その結果、特許文献１に記載の給油装置にあっては、地下タンクと給油装置との間の配管に腐食や亀裂といった異常状態が発生しておらず、地下タンクから配管を介してポンプにより汲み上げられた燃料中に所定の含水率を超える水分が混入していない平時であっても、給油作業が行われる度に水溜部に貯留されている水が徐々に増加してしまうため、この水溜部に貯留されている水が所定液位になった場合には、外部からの水の異常混入状態の警報がなされてしまう。

その結果、作業員は、警報が発せられる度に、実際には地下タンクと給油装置との間の配管に腐食や亀裂といった異常が無くても、地下タンクと給油装置との間の配管について点検・調査等のメンテナンスを行わなければならず、作業員にとって非常に手間がかかることになっていた。また、外部からの異常な水の混入が無いことがメンテナンスで判明するまでの間は、給油装置が使用できなくなるので、燃料供給サービスも低下することにもなっていた。

本発明は、上述した問題点を鑑みなされたものであって、通常の燃料供給作業が繰り返し行われることに伴い、供給対象に供給する燃料中に僅かながら予め存在している水分が水溜部に徐々に溜まってしまうことによって、配管の腐食や亀裂といった異常では無いにも関わらず、配管の腐食や亀裂に起因して外部からの水が燃料中に混入している異常状態であると誤判定してしまうことを防止し、供給対象に供給している燃料中に水が異常に混入しているのを検出できる燃料供給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料供給装置は上記した課題を解決するために、貯液タンクから供給対象に燃料を供給する燃料供給経路に設けられたポンプと、燃料供給経路を介して供給対象に供給される燃料中に混入している水の量を検出する水検出装置と、水検出装置の検出出力に基づいて供給対象に供給される燃料中に水の異常な混入が有るか否かを検出する異常混入検出部とを備え、水検出装置は、供給対象に供給される燃料が流入する流入口、供給対象に供給される燃料が流出する流出口、及び、流入口と流出口との間を連通するとともに途中に流路屈曲部若しくは流路湾曲部からなる流れ向き変換部が形成された検出流路を備えた装置筐体と、検出流路における流れ向き変換部の流路壁に、流れ向き変換部への燃料流入方向に対向して開口する凹部として形成された水溜部と、水溜部に収容されて設けられたセンサ部を有し、水溜部内に所在する燃料中に含まれた水分の量を検出する水検出器とを有し、水溜部の凹部が水平方向に開口するように燃料供給経路に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、燃料供給作業を繰り返すことにより、燃料中に僅かながら予め存在している水分が徐々に燃料供給経路内に溜まることがないので、配管に腐食や亀裂の異常が無いのにも関わらず、配管の腐食や亀裂に起因して外部からの水が燃料中に混入していると誤判定してしまうことを防止し、誤判定に基づくメンテナンスを作業員が行うこともなくなり、燃料供給サービスが向上する。

上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る燃料供給装置の一実施の形態としての給油装置の一実施例の概略構成図である。 図１に示した水検出装置の一実施例の概略構成図である。 図２に示した水検出装置の一実施例の正面概略断面図である。 センサ部を含めた水検出器の一実施例の概略構成図である。 本実施例の給油装置により行われる異常判定処理及び異常時対策処理を含めた給油作業処理の手順を示したフローチャートである。 図３に示した水検出装置の作用についての説明図である。 水検出装置の装置筐体についての変形例を示した図である。 水検出装置の装置筐体についての別の変形例を示した図である。 水検出装置についてのさらに別の変形例を示した図である。 図４に示した電気容量型の水検知センサの別な実施例の概略構成図である。

本発明に係る燃料供給装置の一実施の形態について、ガソリンスタンド等の給油所に設置され、給油ノズルの筒先を車両等の給油口に挿入し、ガソリン、軽油といった燃料を車両等に補給する給油装置を例に説明する。

図１は、本発明に係る燃料供給装置の一実施形態としての給油装置の一実施例の概略構成図である。

図示の例では、給油装置１は、地上設置式の給油装置を示している。給油装置１は、給油装置本体２内に、ポンプモータ１２により駆動されるポンプ１１、ポンプ１１から吐出された燃料の液量を計測する流量計１３が収納されている一方、給油装置本体２からは、流量計１３の流出側と内部配管１５を介して連通され、先端に給油ノズル１７が接続された給油ホース１６が導出された構造になっている。ポンプ１１の吸い込み側は、地下配管４１を介して、燃料油液を貯溜する地下タンク４２内の液中に連通接続されている。

給油装置１において、ポンプ１１により地下タンク４２内から汲み上げられた油液は流量計１３に供給され、その液量が計測される。流量計１３には流量発信器１４が付設され、単位流量毎の油液の流れに比例した流量パルスが出力される。

給油ノズル１７は、給油作業で使用されないときは、給油装置本体２に設けられたノズル収納部１８に格納されている。給油ノズル１７は、給油作業時、ノズル収納部１８から取り出され、先端の吐出パイプを車両等の給油口に挿入し、操作レバーを操作して内蔵された開閉弁を開弁して、燃料の補給が行えるようになっている。ノズル収納部１８には、給油ノズル１７の取り出し及び掛け戻しを検知するためのノズルスイッチ１９が設けられている。給油作業の際における給油量等の給油情報は、その表示面を給油装置本体２から外部に臨ませて設けられた表示器２１に表示される。

給油装置本体２内には、ポンプ１１、流量計１３等といった機器に加え、給油装置各部を制御する制御装置３０が設けられている。制御装置３０は、メモリ、入出力インタフェース等を備えたマイクロコンピュータ装置を含んで構成されている。制御装置３０には、ノズルスイッチ１９の検出信号等が入力され、これら信号入力に基づいて、給油装置各部を制御する。

具体的に、制御装置３０は、ノズルスイッチ１９からの検出信号に基づき、給油ノズル１７のノズル収納部１８からの取り出しによりポンプモータ１２を駆動し、給油ノズル１７のノズル収納部１８への掛け戻しによりポンプモータ１２の駆動を停止させ、給油ノズル１７への油液の送液を制御する油液供給制御部として機能する。また、制御装置３０は、流量発信器１４からの流量パルスの入力に基づき、給油作業時の給油量を演算して表示器２１に表示する給油量演算表示部として機能する。

さらに、給油装置１では、制御装置３０は、給油所内ローカルエリアネットワーク（いわゆる、給油所ＬＡＮ）を介して図示せぬ給油所用ＰＯＳ端末機（販売時点情報管理機）と通信接続され、給油所用ＰＯＳ端末機から供給される給油作業許可信号や給油作業禁止信号の受信に基づいて、上述した給油ノズル１７の操作に基づくポンプモータ１２の駆動をはじめとする装置各部の作動を許可又は禁止し、給油作業が終了した際には給油量等の給油情報を給油所用ＰＯＳ端末機に伝票発行等のために送信するようになっている。

本実施例に係る給油装置１では、上述した構成に加えて、地下タンク４２から給油ノズル１７に到る燃料供給経路の適所に、水検出装置５０が設けられている。水検出装置５０は、ポンプ１１により地下タンク４２内から汲み上げられて給油ノズル１７に供給される燃料中に混入している水の量を検出する。

そして、制御装置３０は、この水検出装置５０の検出出力に基づいて供給対象に供給される燃料中に水の異常な混入が有るか否かを検出する異常混入検出部としても機能するようになっている。これに伴って、制御装置３０には、水検出装置５０の検出出力が入力されるようになっている。

異常混入検出部としての制御装置３０は、給油ノズル１７に送液される油液中に所定の含水率を超える水分が混入されている異常時を判定する異常判定処理を行い、その結果、送液燃料中に所定の含水率を超える水分が混入されている異常時を判別した場合は、さらに異常時対策処理を行うようになっている。

水検出装置５０は、図示の例では、ポンプ１１の吸い込み側に設けられ、ポンプ１１の吸い込み口は、この水検出装置５０を介して、一端が地下タンク４２内に連通された地下配管４１の他端と連通接続された構成になっている。

水検出装置５０は、給油装置１の燃料供給経路の適宜位置、図示の実施例では、ポンプ１１の吸い込み口に気液密に着脱可能に取り付けられている。水検出装置５０は、位置調整用配管４９を適宜必要に応じて使用することにより、如何様な燃料供給経路の構成であっても、後述する水溜部７０の凹部開口７１を、燃料供給経路を流れる燃料の水平方向に沿った流れ向きに対して正対できるようになっている。

図２は、図１に示した水検出装置の一実施例の概略構成図である。図２（Ａ）は、図１に示した水検出装置の正面外観の概略構成図を、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した水検出装置の左側面外観の概略構成図をそれぞれ示す。

図３は、図２に示した水検出装置の一実施例の正面概略断面図である。

図２及び図３に示すように、水検出装置５０の装置筐体５１の筐体面には、供給対象に供給される燃料が流入する流入口５２と、供給対象に供給される燃料が流出する流出口５３とが別々に設けられている。また、装置筐体５１の筐体内部には、流入口５２と流出口５３との間を連通するように、途中に流路の屈曲部分若しくは湾曲部分からなる流れ向き変換部５５が備えられた検出流路５４が延設されている。

具体的に、図２及び図３に示す水検出装置５０においては、装置筐体５１は、流入側の円筒直管筐体部５１ｉと流出側の円筒直管筐体部５１ｏとを、互いの管流路同士が連通するように、一体的にＬ字状に連結したエルボ配管継手形状になっている。また、流入口５２、流出口５３がそれぞれ形成された装置筐体５１の開口周縁部分は、水検出装置５０が接続される相手配管、すなわち図１に示した給油装置１の場合は、ポンプ１１の吸い込み口、位置調整用配管４９との接続のための締結用端面になり、締結用フランジ６１（６１ｉ，６１ｏ）が形成された構造になっている。

ここで、検出流路５４に備えられている流れ向き変換部５５について、詳述する。

流れ向き変換部５５は、燃料の流入方向Ｆｉ（水平方向）に対し、燃料の流出方向Ｆｏ（垂直方向）を変える検出流路５４における流路部分を指す。図３に示すように、流れ向き変換部５５は、図中、例えば、水平方向（Ｘ方向）に沿って流入する燃料の流れを、垂直方向（Ｚ方向）に沿って流出する燃料の流れに切り換えることができればよく、具体的には流路を切り換え案内するための流れ向き変換部５５の流路の形状が屈曲形状若しくは湾曲形状であればよい。なお、燃料の流入方向Ｆｉと燃料の流出方向Ｆｏとの間の流れ向きの変換角度θについては鋭角又は鈍角であってもよい。

図２及び図３に示した水検出装置５０においては、装置筐体５１の流入側の円筒直管筐体部５１ｉと流出側の円筒直管筐体部５１ｏとの管流路同士の連通・連結部分が、屈曲部分５６からなる流れ向き変換部５５に該当する。そして、この装置筐体５１の検出流路５４を形成する流路壁５８の中、流れ向き変換部５５の流路壁部分が、流れ向き変換部５５の流路壁５９に該当し、この流路壁５９は屈曲形状若しくは湾曲形状となっている。流れ向き変換部５５の流路壁５９には、流れ向き変換部５５の流入側と流出側との間で燃料の流れ向きを変える（Ｆｉ→Ｆｏ）ため、流入側の円筒直管筐体部５１ｉの検出流路５４部分に沿って流入する燃料の流体圧に抗する流路壁部分５９ｐも含まれる。

その上で、装置筐体５１の流路壁部分５９ｐには、この流路壁部分５９ｐに凹部開口７１を臨ませるようにして、水溜部７０を構成する凹部７２が形成されている。図示の例では、水溜部７０は、流入側の円筒直管筐体部５１ｉを、その延設方向に係り、流出側の円筒直管筐体部５１ｏとの管流路同士の連通・連結部分よりも奥部側に突設して、流入側の円筒直管筐体部５１ｉの管流路と一体的に形成されている。

この結果、水溜部７０では、水溜部７０を構成する凹部７２が、凹部開口７１を流れ向き変換部５５の流入部５５ｉと対向するように、流れ向き変換部５５の流路壁部分５９ｐに設けられているので、凹部７２の凹部周壁７３の中、流れ向き変換部５５の流出部５５ｏと近い側の上方側周壁７３ｕが、凹部底面７４と流れ向き変換部５５の流出部５５ｏとの間で段差面となって、凹部７２内に流入した燃料がそのまま垂直すなわち高さ方向（Ｚ方向）の上向きに流れ向きを変えて、凹部７２から流出できないようになっている。

これに対し、凹部７２の凹部周壁７３の中、流れ向き変換部５５の流出部５５ｏと遠い側の下方側周壁７３ｄは、流れ向き変換部５５の流路壁５９の中の流出部５５ｏと対向する流路壁部分５９ｑとの間で、段差を形成しないようになっている。

このように構成された水溜部７０の凹部７２内には、下方側周壁７３ｄから所定距離だけ離間させて、水検出器８０のセンサ部８１が収容、配設されている。図示の例では、センサ部８１は、凹部底面７４を形成する装置筐体５１部分に貫通形成されたセンサ部取付孔６２に、図示せぬシール部材により凹部７２すなわち装置筐体５１内の液密性を保ちながら、センサ部８１の先端側を凹部７２内に収容、配置させるように着脱可能に装着されている。これにより、水検出装置５０は、その流れ向き変換部５５を備えた装置筐体５１を、燃料供給経路から取り外して離脱させなくとも、装置筐体５１のセンサ部取付孔６２から、水検出器８０のセンサ部８１を凹部７２内から取り出して、センサ部８１のメンテンス等が行い得るようになっている。

図４は、センサ部を含めた水検出器の一実施例の概略構成図である。

水検出器８０は、図示の例では、電気容量型の水検知センサになっている。水検出器８０は、一対のセンサ電極８２，８３と出力回路８４とを有し、センサ電極８２，８３それぞれに対する燃料中に含まれた水の接触具合やセンサ電極８２，８３間に入り込んで介在する水の量に応じて、このセンサ電極８２，８３間の電気的特性が変化する構造になっている。電気容量型の水検知センサでは、供給対象に供給される燃料中に含まれる水の量を静電容量Ｃの変化で検出する構成になっている。

図示の例では、水検出器８０の一対のセンサ電極８２，８３の中、一方のセンサ電極８２は、検出電極として、センサ部取付孔６２から水溜部７０の凹部７２内に収容、配設されるセンサ部８１の先端側に取り付けられている。また、他方のセンサ電極８３は、接地電極として、センサ部８１の先端側の電極８２と対向する装置筐体５１の下方側周壁７３ｄに設けられている。

なお、この接地電極としてのセンサ電極８３については、検出電極となるセンサ部８１の先端側のセンサ電極８２が対向する、装置筐体５１の下方側周壁７３ｄが導電性部材で構成されている場合には、この装置筐体５１の下方側周壁７３ｄ自体で接地電極としてのセンサ電極８３を構成することも可能である。

水検出器８０の出力回路８４は、一対のセンサ電極８２，８３それぞれと接続され、一対のセンサ電極８２，８３間の静電容量Ｃの変化を検出して、異常混入検出部としての制御装置３０に検出信号を出力する。

水検出器８０の絶縁部８５は、図示の例では、センサ部８１がセンサ部取付孔６２に取り付けられた状態での、一対のセンサ電極８２，８３同士の短絡、すなわち、センサ部８１の先端側のセンサ電極（検出電極）８２と、センサ電極（接地電極）８３を構成する装置筐体５１の下方側周壁７３ｄ自体との短絡を防ぐためのものである。

なお、水検出器８０の出力回路８４は、図示の例では、センサ電極８２及び絶縁部８５とともに、センサ部８１として一体的に構成したが、センサ電極８２及び絶縁部８５からなるセンサ部８１と別途離間して、例えば制御装置３０に付設された構成であってもよい。

また、この水検出器８０としての電気容量型の水検知センサの具体的な構成は、図４に示した実施例に限られるものではない。例えば、他方のセンサ電極（接地電極）８３については、一方のセンサ電極（検出電極）８２との間を短絡させないようにして、センサ部８１と一体に設けられた構成とすることも可能である。その場合には、センサ電極８２，８３間には空間部からなる絶縁部８６を備え、両センサ電極８２，８３は共に、凹部７２内に収納されることになる。両センサ電極８２，８３間の絶縁部８６には、凹部７２内で燃料が介在可能になっている。

図１０は、図４に示した電気容量型の水検知センサの別な実施例の概略構成図である。

本実施例の水検出器８０としての電気容量型の水検知センサは、センサ部８１に一対のセンサ電極８２，８３の双方が一緒に設けられ、センサ電極（検出電極）８２及びセンサ電極（接地電極）８３は、センサ部８１として一体的に凹部７２内に対して着脱可能できる構成になっている。一対のセンサ電極８２，８３を凹部７２内に収容、配置させたセンサ部８１の取付状態で、センサ電極（検出電極）８２は装置筐体５１の下方側周壁７３ｄに対して図示省略した絶縁部８５によって絶縁され、他方のセンサ電極８３とも絶縁部８６によって絶縁されている。この実施例によれば、一対のセンサ電極８２，８３間の絶縁部８６には、凹部７２内に貯溜している燃料が介在できるようになっている。そのため、水検出器８０は、凹部周壁７３とセンサ部８１との間に介在する水の溜り状態に応じて、センサ電極８２，８３間の静電容量が変化することにより、水を検出することができる。また、センサ電極（接地電極）８３については、接地電位に保たれているならば、装置筐体５１の下方側周壁７３ｄに対して絶縁されていても導通接触されていても構わない。

この場合、一対のセンサ電極８２，８３間には、凹部７２内の燃料が介在できるようになっており、供給対象に供給される燃料中に含まれる水の量を静電容量Ｃの変化で検出できる。一対のセンサ電極８２，８３間には、燃料中に混入している水分を捕集可能な絶縁部材を設けてもよい。一対のセンサ電極８２，８３は、燃料中に含まれる水の量の変化を静電容量変化として取り出せるように、凹部７２内で水平方向（Ｘ方向若しくはＹ方向は）、又は垂直方向（Ｚ方向、すなわち高さ方向は）に、所定距離だけ離間されて対向配置されている。

以上、水検出器８０の水検知センサについて、電気容量型の水検知センサを用いた構成を例に説明したが、燃料中に混入する水の量を検出することができるものであるならば、電気容量型の水検知センサに限られるものではない。例えば、燃料中における水の混入具合を、例えば一対のセンサ電極８２，８３の間の抵抗値Ｒや信号伝搬時間等といった電気的特性の変化で検出することができるものであればよい。

このように構成された本実施例の給油装置１にあっては、異常混入検出部としての制御装置３０は、車両等の供給対象への給油作業の実行に伴って、図５に示すようにして、給油ノズル１７に供給される油液中に所定の含水率を超える水分が混入されている異常時を判定する異常判定処理、及び所定の含水率を超える水分が供給油液中に混入されている異常時と判定されたときの異常時対策処理を行うようになっている。

図５は、本実施例の給油装置により行われる異常判定処理及び異常時対策処理を含めた給油作業処理の手順を示したフローチャートである。

制御装置３０は、給油作業処理を実行開始すると、ステップＳ１０で、給油作業が開始されたか否かを監視するともに、ステップＳ２０では、給油作業の待機中において、供給対象に供給される燃料中に含まれる水の監視タイミングであるか否かを監視する。給油作業開始の検出は、ノズルスイッチ１９の取り出し検出信号や給油所用ＰＯＳ端末機からの給油作業許可信号等の入力によって検出可能である。また、燃料中に含まれる水の監視タイミングの検出は、制御装置３０自身による予め設定された監視インターバルの計時等によって検出可能である。

ここで、給油作業の開始が検出された場合は、制御装置３０は、ステップＳ３０以下の給油作業処理を実行する。また、制御装置３０は、給油作業の待機中における、供給対象に供給される燃料中に含まれる水の監視タイミングが検出された場合は、ステップＳ２２以下の、給油作業の待機中における、燃料中への水の異常混入の確認処理を実行する。

この場合、給油作業の待機中では、給油装置１は、ポンプ１１が停止状態にあるので、水検出装置５０における検出流路５４は燃料の流れが無い状態になっている。そのため、水検出装置５０の水溜部７０には、検出流路５４内、及び検出流路５４と連通状態で高さ位置が上方の上流側配管内に満たされた燃料中に含まれる水が燃料との比重の違いにより燃料から分離して、水留部７０内の凹部７２の底部に貯留可能な状況になっている。

そこで、制御装置３０は、ステップＳ２２以下の燃料中への水の異常混入の確認処理では、まず、水検出装置５０における水検出器８０の検出出力に、予め設定してある基準出力に対して変化があるか否かを確認する（Ｓ２２）。この基準出力の値は、水検出器８０の出力特性等により予め設定された値である。例えば、水検出器８０の一対のセンサ電極８２，８３間に、タンクローリ車から地下タンクに荷卸しする燃料が介在する場合の水検出器８０の検出出力の値が利用可能である。

そして、制御装置３０は、水検出器８０の検出出力に、この基準出力に対して変化があった場合は、その検出出力の変化が所定値以上であるか否かを確認する（Ｓ２４）。この場合の所定値は、水検出装置５０と連通状態にある上流側の燃料液量等により予め設定された値である。例えば、検出流路５４内、及び検出流路５４と連通状態で高さ位置が上方の上流側配管内に満たされた燃料中に僅かながら予め存在している水分が、水検出装置５０の水溜部７０に貯留した場合を基に、予め設定された値である。

制御装置３０は、水検出器８０の検出出力の基準出力に対する変化が所定値以上であることを確認した場合は、ステップＳ６４以下の異常時対策処理を実行して、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入していることをエラー報知し（Ｓ６４）、給油装置１を用いた給油作業を禁止する（Ｓ６６）。

これに対し、制御装置３０は、水検出器８０の検出出力に、この基準出力に対して変化がなく、又、変化があっても所定値を超えていない場合は、ステップＳ１０に戻り、給油作業の待機中を継続する。

一方、制御装置３０は、ステップＳ１０で給油作業が開始されたことを確認した場合は、ポンプ１１を起動し、給油量等の計測表示をゼロリセットする等して、供給対象への燃料供給開始処理を行う（Ｓ３０）。したがって、給油ノズル１７が開弁されれば、供給対象への燃料供給が開始され、水検出装置５０における検出流路５４には燃料の流れが生じる。

制御装置３０は、給油作業が開始された後は、ステップＳ４０以下の、給油作業中における、燃料中への水の異常混入の確認処理を実行するとともに、ステップＳ５０では、給油作業が終了したか否かを監視する。給油作業終了の検出は、ノズルスイッチ１９からの掛け戻し検知信号や給油所用ＰＯＳ端末機からの給油作業禁止信号等の入力によって検出可能である。

ここで、給油作業中における、燃料中への水の異常混入の確認処理では、制御装置３０は、まず、ステップＳ２２と同様にして、水検出装置５０における水検出器８０の検出出力に、予め設定してある基準出力に対して変化があるか否かを確認する（Ｓ４０）。そして、制御装置３０は、水検出器８０の検出出力に、この基準出力に対して変化があった場合は、その検出出力の変化が所定値以上であるか否かを確認する（Ｓ６０）。

制御装置３０は、ステップＳ６０で、水検出器８０の検出出力の基準出力に対する変化が所定値以上であることを確認した場合は、ステップＳ６２以下の異常時対策処理を実行する。この場合、制御装置３０は、異常時対策処理として、ポンプ１１の駆動を停止して現在行っている給油作業を中断終了させるとともに（Ｓ６２）、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入していることをエラー報知し（Ｓ６４）、給油装置１を用いた給油作業を禁止する（Ｓ６６）。

さらに、ステップＳ６０にて、水検出器８０の検出出力の基準出力に対する変化が所定値以上であることが確認された場合には、ステップＳ６４でのエラー報知は、燃料供給停止によるポンプの駆動の停止により、凹部７２内の隅部に寄り集まって滞留していた水が流路壁５９の底面部に溜まり、水検出器８０による検出出力の変化が所定値以下に変化した場合でも、作業員が所定の復帰操作するまで報知され続けられる構成となっているので、作業員は配管等のメンテナンスを確実に行うことができる。

これに対し、制御装置３０は、水検出器８０の検出出力が、基準出力に対して変化がなく、又、変化があっても所定値を超えていない場合、及び給油作業も終了していない場合は、ステップＳ４０に戻り、現在の給油作業を継続する。

一方、制御装置３０は、ステップＳ５０で給油作業が終了したことを確認した場合は、ポンプ１１の駆動を停止し、給油量等の給油情報を伝票発行のために給油所用ＰＯＳ端末機に送信する等の給油作業処理を実行する（Ｓ５２）。そして、制御装置３０は、次の給油作業に備えてステップＳ１０に戻り、給油作業が開始されたか否かを監視するともに、ステップＳ２０では、給油作業の待機中において、供給対象に供給される燃料中に含まれる水の監視タイミングであるか否かを監視する。

なお、上記ステップＳ６０の所定値は、ステップＳ２４の場合の所定値とは異なるものとしてもよい。具体的には、水検出器８０における検出流路５４に燃料の流れがある場合を前提に、地下タンク４２から供給対象に供給する燃料中に予め存在しているごく僅かな水分だけではなく、例えば地下タンク４２と給油装置１との間の地下配管４１の腐食や亀裂によって外部から燃料中に混入した異常な水もある場合においての、センサ電極８２，８３それぞれに対する燃料中に含まれた水の接触具合や一対のセンサ電極８２，８３間に入り込んで介在する水の量を基に、予め設定された値である。したがって、ステップＳ６０の場合は動的状態の燃料中の水を検出するため、その所定値は、ステップＳ２２の静的状態の燃料中の水を検出する場合よりも計測に使用できる時間が短くなるので、ステップＳ２４の場合よりも小さい値にするのが好ましい。

本実施例の給油装置１では、上述したような手順で、車両等の供給対象に対しての給油作業すなわち燃料供給作業が行われるが、次に、この給油作業中（燃料供給時）並びに給油作業の待機中（燃料非供給時）における、図２及び図３に示した水検出装置５０の作用について説明する。

図６は、図３に示した水検出装置の作用についての説明図である。

水検出装置５０は、図１に示したように、水溜部７０の凹部開口７１が水平方向の燃料の流れ向きに対向するようにして、給油装置１の燃料供給経路に配設されている。そのため、図５において、ステップＳ１０〜２０〜１０の流れで示した給油作業の待機中状態では、給油装置１の燃料供給経路には燃料の流れが無いため、水検出装置５０の検出流路５４内、及び検出流路５４と連通状態で高さ位置が上方の上流側配管内に満たされた燃料中に含まれる水は、燃料よりも比重が重いので、この待機中状態が続くと、燃料中への混入状態から分離して水溜部７０の凹部７２の凹部周壁７３の中の下方側周壁７３ｄ上に集まり、水溜部７０の凹部７２に図６に示したように溜るようになる。

一方、図５の給油作業処理の手順で、ステップＳ３０の供給対象への燃料供給開始処理でポンプ１１が起動され、給油ノズル１７が開弁された後の供給対象への燃料供給中は、給油装置１の燃料供給経路、すなわち水検出装置５０の検出流路５４には、図６に示すような、流れ向き変換部５５で流れ向きが変換される燃料の流れＦ１が生じることになる。そして、このような燃料が流れている状態においては、通常、燃料中に含まれる水は、上述した給油作業の待機中のように分離して溜ることなく、燃料中に分散して水泡状に混入した状態になる。

その際、流れ向き変換部５５の流入部５５ｉに流れ込んだ燃料の一部は、水溜部７０の凹部開口７１がこの流れ向き変換部５５の流入部５５ｉと対向するように開口しているため、水溜部７０の凹部７２内にも流れ込むことになる。これにより、水溜部７０の凹部７２に、給油作業の待機中に図示したように分離して溜っていた水も、再び流動する燃料中に分散して水泡状に混入した状態になる。

ところが、この水溜部７０の凹部７２内に流れ込んだ燃料は、この凹部７２内が行き止まりとなっており、流れ向き変換部５５の流出部５５ｏと近い側の上方側周壁７３ｕが、凹部底面７４と流れ向き変換部５５の流出部５５ｏとの間で段差面となっているため、そのまま垂直方向、すなわち高さ方向（Ｚ方向）に流れ向きを変えて、流れ向き変換部５５の流出部５５ｏから流出することができない。その結果、凹部７２内に流れ込んだ燃料の流れＦ２は、図６に示すように凹部７２内での凹部周壁７３の上方側周壁７３ｕ、凹部底面７４、凹部周壁７３の下方側周壁７３ｄとの衝突によってその流れ向きを変えられて凹部７２内を回流しながら、凹部開口７１から凹部７２の外部に流出することになる。この凹部７２内に流れ込んだ燃料の流れＦ２の凹部７２内での回流により、凹部７２内に流れ込んだ燃料中に水泡状に分散して混入している水は、その比重により、回流する燃料の流れＦ２の外側を流れるものが相対的に増加することになる。そして、この回流する燃料の流れＦ２中に混入している水は、凹部７２内の角部に寄り集まって滞留しだすとともに、この滞留している水の一部は再び回流する燃料の流れＦ２中に分散して混入することになる。

これにより、水溜部７０の凹部７２内に下方側周壁７３ｄから所定距離だけ離間させて設けられた水検出器８０のセンサ部８１には、その一対のセンサ電極８２，８３間をこの回流する燃料の流れＦ２の外側部分が通過することになり、供給対象への燃料供給中は、水溜部７０の凹部７２内の燃料の回流によって、センサ電極８２，８３それぞれに対する燃料中に含まれた水の接触具合やセンサ電極８２，８３間に入り込んで介在する水の量を増加させることができ、給油作業中における、水検出装置５０における検出流路５４に燃料の流れが生じている状況であっても、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入している場合は、燃料の流れが生じている中で正確かつ迅速に検出することができる。

また、ここで燃料供給開始（＝ポンプ駆動開始）前に凹部７２内に水が滞留していたとしても、燃料供給が開始（＝ポンプ駆動開始）された場合に、上述した凹部７２内に流入した燃料の回流により、当初、凹部７２内にあった水は燃料中に分散されて流出され、その後、凹部７２内の角部に寄り集まって滞留する水の量は、回流する燃料の流れＦ２中における水の混入具合とその回流具合に依存する。その結果、燃料供給作業が繰り返される度に、水留部内の水が徐々に溜まって増加し続けることがなく、燃料中に所定の含水率を超える水分が混入していない平時であるにも関わらず、水が混入したと誤判定することを防止できる。

次に、このような特徴を有する水検出装置５０を備えた本実施例の給油装置１の作用について、従前の水検出装置を備えた給油装置と比較しながら説明する。なお、比較例の構成に係り、図２及び図３に示した水検出装置５０の構成と対応する構成については、両者の構成の対比理解をはかるため、ダッシュ'を付した同一符号を用いて説明することとし、図示は省略する。

従前の水検出装置を備えた給油装置の第１の比較例として、水溜部を構成する凹部を備えていない流れ向き変換部５５'だけの水検出装置５０'の構成（単に流路内に水検出装置５０'を設けたもの）がある。また、第２の比較例として、先行技術文献に見られるように水溜部７０'を構成する凹部７２'の凹部開口７１'が流れ向き変換部５５'の流入部５５ｉ'と対向せず、流出部５５ｏ'と対向した水検出装置５０'の構成がある。

第１の比較例の水検出装置５０'においては、本実施例のような、凹部開口７１が流れ向き変換部５５の流入部５５ｉと対向する凹部７２が、流れ向き変換部５５に水溜部７０として設けられておらず、流れ向き変換部５５'内に水検出器８０'が直接収容配置されただけの構成なので、水検出器８０'の一対のセンサ電極８２'，８３'間（図示省略）には、流れ向き変換部５５'の流入部５５ｉ'から流入した燃料が流出部５５ｏ'に向かって通過するだけで、センサ電極８２'，８３'それぞれに対する燃料中に含まれた水の接触具合によっては、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入していても的確に検知できない場合があった。

具体的には、センサ電極８２'，８３'間に入り込んで通過する燃料中に水が異常に混入していることを検知する第１の比較例の水検出装置８０'の場合は、一対のセンサ電極８２'，８３'間を通過する燃料中に混入している水を検知するため、一対のセンサ電極８２'，８３'間を通過する燃料の水の混入具合や燃料の流速等により、通過する燃料中に混入している水を検出できない場合がある。また、燃料が流れている最中に通過する燃料中の水分を検出することになるので、燃料が通過する間の極めて短時間で通過した燃料に混入していた水の量を検出する必要があり、水検出装置８０'には高い精度が求められることになる。

また、第２の比較例の水検出装置５０'においては、水溜部７０'を構成する凹部７２'の凹部開口７１'が流れ向き変換部５５'の流出部５５ｏ'と対向するようになっており、凹部周壁７３'が流れ向き変換部５５'の流路壁部分５９ｑ'との間で段差部となっているので、流れ向き変換部５５'で流れ向きが変換される燃料の流れＦ１が凹部７２'内に流れ込みにくい。また、燃料中に所定の含水率を超える水分が混入していない平時であっても、給油作業が行われる度に水溜部７０'としての凹部７２'に水が徐々に溜まって凹部７２'の水位が増加し続けるだけなので、水溜部７０'の水位が所定液位になった場合には異常時の警報がなされてしまう。

これに対して、本実施例の給油装置１では、図６に基づいて説明したように、これらの問題が改善され、給油作業中における、水検出装置５０における検出流路５４に燃料の流れが生じている状況であっても、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入している場合は、燃料の流れが生じている中で的確に検出することができる。また、燃料中に所定の含水率を超える水分が混入していない平時における誤警報の発生も抑制することができるので、誤警報に基づくメンテナンスを作業員が行うこともなくなり、給油装置１を用いた燃料供給サービスの低下も防止できる。

次にこのように構成された本実施例の水検出装置５０を備えた給油装置１の変形例について、図面に基づき説明する。なお、上述した実施例では、給油装置の型式は、地上設置式の給油装置を例に説明したが、上述した水検出装置５０の構成及び作用は、懸垂式給油装置等、他の型式の燃料供給装置であっても変わることはない。

図７は、水検出装置の装置筐体についての変形例を示した図である。

図８は、水検出装置の装置筐体についての別の変形例を示した図である。

図２及び図３に示した水検出装置５０では、装置筐体５１は、流入側の円筒直管筐体部５１ｉと流出側の円筒直管筐体部５１ｏとを、互いの管流路同士が連通するように、一体的にＬ字状に連結したエルボ配管継手形状に形成し、流入側の円筒直管筐体部５１ｉ部分の検出流路５４の断面形状、流れ向き変換部５５のその流入部５５ｉ側から眺めた形状、及び水溜部７０としての凹部７２の凹部開口７１側から眺めた形状は、いずれも円形で、各部の境界には段差がない構成とした。

これに対し、図７に示した水検出装置５０では、装置筐体５１は、流入側の方形（菱形）直管筐体部５１ｉと流出側の方形（菱形）直管筐体部５１ｏとを、互いの管流路同士が連通するように、一体的にＬ字状に連結したエルボ配管継手形状に形成してある。これにより、流入側の円筒直管筐体部５１ｉ部分の検出流路５４の断面形状、流れ向き変換部５５のその流入部５５ｉ側から眺めた形状、及び水溜部７０としての凹部７２の凹部開口７１側から眺めた形状は、いずれも菱形形状となっている。

これにより、水検出器８０の図示省略したセンサ電極８２，８３間に入り込んで介在する水の量の変化が、これら検出流路５４、流れ向き変換部５５、及び凹部７２が菱形形状になっているため、センサ電極８２，８３間のより顕著な水位変化として現れ、水検出器８０の検出性能を一層引き出せる構造になっている。

図８は、図７に示した水検出装置５０と同様に水検出器８０の検出性能を一層引き出せる目的で、流入側の直管筐体部５１ｉ部分の下方側周壁、流れ向き変換部５５の下方側周壁としての流出部５５ｉと対向する流路壁部分５９ｑ、凹部７２の下方側周壁７３ｄそれぞれに、各部の境界に段差がない溝流路をさらに延設した構成の装置筐体５１を示したものである。図示の例では、流入側の直管筐体部５１ｉ部分の検出流路５４の断面形状、流れ向き変換部５５のその流入部５５ｉ側から眺めた形状、及び水溜部７０としての凹部７２の凹部開口７１側から眺めた形状は、図示のような、大径の半円形状と、溝流路の小径の半円形状とを組み合わせた形状になっている。

図９は、水検出装置についてのさらに別の変形例を示した図である。

本実施例の水検出装置５０は、図２及び図３に示した水検出装置５０の構成と異なり、装置筐体５１の水溜部７０としての凹部７２の下方位置に、凹部７２の下方側周壁７３ｄの奥部に形成された連通孔７５を介して連通された水排出準備室９０を一体的に形成したことを特徴とする。

さらに、本実施例の水検出装置５０では、この構成の相違に伴い、凹部７２の下方側周壁７３ｄを、流れ向き変換部５５の下方側周壁としての流出部５５ｉと対向する流路壁部分５９ｑに対して下方に位置するようにし、凹部７２の下方側周壁７３ｄと流れ向き変換部５５の流路壁部分５９ｑとの境界で段差が生じないように、変換部５５の流路壁部分５９ｑが凹部７２側に向かって傾斜させたことを特徴とする。

加えて、水排出準備室９０の底面には、水排出準備室９０内に貯溜されている水を外部に排出すための排出管９１が連通され、排出管９１には、マニュアル操作又は制御装置３０からの開閉指示により開閉可能な排出弁９２が設けられている。

なお、これら以外の構成については、図２及び図３に示した水検出装置５０、図１に示した給油装置１と同様である。以下では、この同様構成については同一符号を付し、その重複説明は省略する。

本実施例の水検出装置５０を用いた給油装置１は、図６に基づいて説明したとおり、給油作業中における、水検出装置５０における検出流路５４に燃料の流れが生じている状況であっても、供給対象へ供給する燃料中に水が異常に混入している場合は、燃料の流れが生じている中で正確かつ迅速に検出することができることを特徴とする。また、給油作業の繰り返しの度に、燃料中に自然に混入している水分が徐々に水溜部に貯留蓄積されることがないことを特徴とする。

ところが、例えば、検出流路５４内、及び検出流路５４と連通状態で高さ位置が上方の上流側配管内に満たされた燃料の容量が多量であり、かつ想定される給油作業の待機中若しくは給油装置１自体の稼動休止中の時間が長時間に及ぶような場合は、燃料中に混入している水分が自然に混入している水分だけであっても、この間に、燃料中への混入状態から分離して水溜部７０の凹部７２に集まり溜まった水の水位が、水検出装置５０の水検出器８０の誤作動を誘う水位に到る恐れが生じる。

そこで、本実施例では、このような状況で水溜部７０の凹部７２に集まり溜まる水が、連通孔７５を介して水排出準備室９０内に貯溜できるようにして、水溜部７０の凹部７２に集まり溜まった水の水位が水検出装置５０の水検出器８０を誤作動を誘う水位に到らないように構成されている。

水排出準備室９０内に貯溜された水は、排出弁９２のマニュアル操作又は自動操作によって定期的に排出可能である。例えば、制御装置３０からの開閉指示により排出弁９２を駆動する場合は、例えば、給油作業の待機中若しくは給油装置１自体の稼動休止中の延べ時間が所定時間になる毎、又は水排出準備室９０内の水位を直接計測して所定水位に達する毎に、排出弁９２を開弁すればよい。

以上のように、本発明に係る燃料供給装置の一実施形態としての給油装置１は構成されるが、本発明に係る燃料供給装置の実施形態は上記説明した実施例の構成に限定されるものではなく、これ以外にも種々の変形例の採用が可能である。

１ 給油装置、 ２ 給油装置本体、 １１ ポンプ、 １２ ポンプモータ、
１３ 流量計、 １４ 流量発信器、 １５ 内部配管、 １６ 給油ホース、
１７ 給油ノズル、 １８ ノズル収納部、 １９ ノズルスイッチ、
２１ 表示器、 ３０ 制御装置、 ４１ 地下配管、 ４２ 地下タンク、
４９ 位置調整用配管、 ５０ 水検出装置、 ５１ 装置筐体、
５１ｉ 流入側の円筒直管筐体部、 ５１ｏ 流出側の円筒直管筐体部、
５２ 流入口、 ５３ 流出口、 ５４ 検出流路、
５５ 流れ向き変換部、 ５５ｉ 流入部、 ５５ｏ 流出部、
Ｆｉ 燃料の流入方向、 Ｆｏ 燃料の流出方向、
５６ 流路の屈曲部分、
θ 流れ向き変換角度、 ５８ 流路壁、 ５９ 流路壁、
６１ 締結用フランジ、 ６２ センサ部取付孔、
７０ 水溜部、 ７１ 凹部開口、 ７２ 凹部、 ７３ 凹部周壁、
７３ｕ 上方側周壁、 ７３ｄ 下方側周壁、 ７４ 凹部底面、
７５ 連通孔、 ８０ 水検出器、 ８１ センサ部、
８２，８３ センサ電極、 ８４ 出力回路、 ８５ 絶縁部、
９０ 水排出準備室、 ９１ 排出管、 ９２ 排出弁、

Claims (4)

1. 貯液タンクから供給対象に燃料を供給する燃料供給経路に設けられたポンプと、
   前記燃料供給経路を介して供給対象に供給される燃料中に混入している水の量を検出する水検出装置と、
   前記水検出装置の検出出力に基づいて供給対象に供給される燃料中に水の異常な混入が有るか否かを検出する異常混入検出部と
   を備え、
   前記水検出装置は、
   供給対象に供給される燃料が流入する流入口、供給対象に供給される燃料が流出する流出口、及び、該流入口と該流出口との間を連通するとともに途中に流路屈曲部若しくは流路湾曲部からなる流れ向き変換部が形成された検出流路を備えた装置筐体と、
   前記検出流路における前記流れ向き変換部の流路壁に、前記流れ向き変換部への燃料流入方向に対向して開口する凹部として形成された水溜部と、
   前記水溜部に収容されて設けられたセンサ部を有し、前記水溜部内に所在する燃料中に含まれた水分の量を検出する水検出器と
   を有し、
   前記水溜部の凹部が水平方向に開口するように前記燃料供給経路に設けられている
   ことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記水検出器は、一対の電極を有する静電容量式のセンサで構成され、
   該一対の電極の一方は、前記水溜部に収容されて設けられた前記センサ部で構成され、
   該一対の電極の他方は、前記センサ部が対向する前記水溜部の凹部周壁の、導電体で形成された周壁部分で構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記装置筐体には、前記水検出器の前記センサ部を前記水溜部に収容するための挿入孔が備えられ、
   前記水検出器の前記センサ部は、該挿入孔を介して前記水溜部に収容され、前記装置筐体に着脱自在に取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
4. 前記水溜部の凹部周壁の下方位置部分には、開閉弁を備えた水排出管が接続されて設けられている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。

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