JP4420570B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等における燃焼で窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制する目的で使用されるエマルション燃料を作り出せるように、給油時に乳化剤を燃料とともに車両等側の燃料タンクへ供給するようにした燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
ディーゼルエンジン等の燃焼機関で発生する窒素酸化物を低減する技術としては、燃料に乳化剤と水を加えて混合し乳濁化したエマルション燃料を使用することにより、燃焼室における最高燃焼温度を水で抑えて窒素酸化物の生成を抑制するようにしたもの（特開平７−１６６９６２号公報に記載のもの）が知られている。
このようなエマルション燃料は、車両側に設けられた燃料タンク、乳化剤タンク及び水タンクの三つの独立したタンクからそれぞれ燃料、乳化剤及び水が供給・合流させられた後、ミキサで混合されることでエマルション化され、燃焼機関へ供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料供給システムでは、車両等側に予め有している燃料タンクとは別に、専用の乳化剤タンクや水タンク、及びこれらの供給装置（配管や電動モータにより駆動される供給ポンプ）を追加設置しなければならず、狭いエンジンルームでは搭載上問題が生じることが多いし、コスト・重量の増加を招く。そこで、これらのタンクや供給装置の個数をできるだけ少なくするすることが望まれる。
また、上記各タンクへの燃料等の補充も、燃料タンクへはガソリン・スタンドで給油ノズルから軽油等の燃料を供給することが可能であるものの、水タンクと乳化剤タンクへの水、乳化剤の補充は現在のところ給油ノズルの様な設備がなく、乳化剤タンクと水タンクにもそれぞれの補充タンクから手作業で直接注ぎ込むようにするしかなく、供給時の工数が増えてしまう。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、エマルション燃料を使用する燃焼機関を搭載する車両等の側に乳化剤タンクやこの配管等の供給装置を別部品で新たに設けなくともエマルション燃料を作り出すことを可能とし、その分、車両等側のエマルション燃料供給装置を軽量・コンパト化かつ低コスト化することができるようにするとともに、ガソリンスタンドなどでの給油時、乳化剤と燃料の燃料タンクへの補充を、それぞれ個別に補充する場合に比べて、少ない工数かつ短い時間ででき、しかも燃料供給量に対する乳化剤供給量の比率調整が簡単に行えるようにした燃料供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る燃料供給装置にあっては、燃料を貯蔵しておく燃料貯蔵タンクと、乳化剤を貯蔵しておく乳化剤貯蔵タンクと、前記燃料を供給先の燃料タンクへ供給可能な給油ノズルと、前記乳化剤を前記燃料タンクへ供給可能な乳化剤供給ノズルと、前記燃料貯蔵タンクから前記給油ノズルへ燃料を送り出す電気モータ駆動の燃料ポンプと、前記乳化剤貯蔵タンクから前記乳化剤供給ノズルへ乳化剤を送り出す電気モータ駆動の乳化剤ポンプと、前記給油ノズルによる燃料の供給・供給停止に連動して前記乳化剤供給ノズルからの乳化剤の供給・供給停止を実行し、前記給油ノズルからの供給量に応じた量の乳化剤を前記燃料タンクへ供給可能に制御するコントローラと、を備え、前記乳化剤供給ノズルは、前記給油ノズルの給油筒部に設けた液面検出部の開孔を前記供給先の燃料タンクに通じる給油管内の空間へ連通させ、給油により前記給油管内で液面が上昇する燃料により前記開孔を塞ぐことが可能な形状にするとともに、前記給油筒部の外側で該給油筒部の軸方向に沿って伸ばされ前記開孔より下流側の位置で開口する乳化剤供給通路を備えていること、を特徴とする。
【０００６】
上記乳化剤貯蔵タンクには、乳化剤のみを貯蔵してもよいが、請求項２に示すように、乳化剤に燃料を加えて乳化剤を薄めた状態で貯蔵するようにしてもよい。
【０００７】
上記コントローラは、請求項３に示すように、給油ノズルからの燃料供給量を計量する流量計にて検出しされた信号、あるいは給油ノズルへ燃料を供給する燃料ポンプを駆動する電気モータの駆動状況を示す信号に基づき、乳化剤供給ノズルへ乳化剤を供給・供給停止するように乳化剤ポンプの電気モータを制御するように構成するのが望ましい。
【０００８】
上記コントローラは、請求項４に示すように、給油ノズルから供給した燃料の最終供給量とそれまで供給した乳化剤の供給量とを比較して乳化剤の供給量が不足していると判断した場合に、給油ノズルに連動して供給した分の乳化剤に加えてさらに追加分の乳化剤を供給するように構成することが望ましい。
【０００９】
上記乳化剤供給ノズルは、請求項５に示すように、給油ノズルの外側からこの給油ノズルに脱着可能とするのが望ましい。
【００１１】
上記乳化剤供給ノズルは、請求項６に示すように、乳化剤ポンプ側の圧力が所定値以上であるときこの乳化剤ポンプ側から燃料タンクへの乳化剤の流れを許容し、乳化剤ポンプ側の圧力が所定値より低いときは乳化剤の流れを阻止するチェックバルブを備えるように構成してもよい。
【００１２】
上記乳化剤ポンプの吐出側には、請求項７に示すように、コントローラにより制御されて、乳化剤ポンプから吐出された乳化剤を乳化剤貯蔵タンク側へ戻す方向と、乳化剤供給ノズル側へ供給する方向へそれぞれ切替可能な切替バルブが設けられているようにしてもよい。
【００１３】
上記乳化剤供給ノズルは、請求項８に示すように、給油ノズルから流出された燃料と乳化剤供給ノズルから供給された乳化剤とが合流する位置の下流側部分に、これらの燃料と乳化剤を混合するミキサを有するように構成してもよい。
【００１４】
上記燃料タンクの給油口あるいはこの近傍部分には、請求項９に示すように、エマルション燃料用であることを示す、マーク、注意書き、色分け、給油口形状の少なくともいずれかが施されているようにしてもよい。
【００１５】
【発明の作用・効果】
請求項１に記載の燃料供給装置にあっては、エマルション燃料を使用する車両等への給油は、ガソリンスタンドに設置された燃料貯蔵タンクから電気モータ駆動の燃料ポンプで吸い出した燃料を、給油ノズルを介して供給先である車両等側の燃料タンクへ送ることで実行される。この燃料給油と同時に、ガソリンスタンドに設置された乳化剤貯蔵タンク内に入っている乳化剤も、上記同様に電気モータ駆動の乳化剤ポンプにより吸い出され、乳化剤供給ノズルを介して燃料タンクへ供給される。この乳化剤供給ノズルからの乳化剤の供給・供給停止は、給油ノズルの給油・給油停止に連動して実行されるようにコントローラで制御される。したがって、車両等側の燃料タンクには、燃料と乳化剤とが同時に供給され、これらが混じり合った状態で貯蔵される。この結果、車両等側には乳化剤タンクやこの供給装置を新たに設けなくてもよく、その分、車両等側のエマルション燃料供給装置を軽量・コンパクト化、及び低コスト化することが可能となる。この場合、燃料タンクと水タンクとは別個に設けてあるので、エンジン等の燃焼機関の運転状態に応じて燃料供給量に対する水供給量を調節制御すれば、ＮＯｘを中心とした排気ガス浄化機能と動力性能とを両立させることが可能となる。また、給油時にあっては、燃料・乳化剤を個別にそれぞれ供給する場合に比べ、短い時間かつ少ない工数で乳化剤を補充することが可能となる。この場合、予め燃料供給量が明瞭でない、いわゆる「満タン」（燃料タンクを満杯の状態にすること）給油時等にあっても乳化剤の供給が燃料供給に連動して同時に行われるので、燃料供給量に対する乳化剤供給量の比率の調節も簡単に行うことが可能となる。すなわち、本発明の燃料供給装置では、燃料供給に連動して乳化剤が同時に供給されていくので、現在ガソリンスタンドなどで使用されている給油装置で「満タン」にする場合のように、給油開始時、燃料タンクを満杯にする燃料供給量を予め計測することができずないことから、満タンで給油停止となったそれまでの燃料累積量に乳化剤必要比率を掛けて得た乳化剤量を後から追加供給せねばならず、この結果給油口から乳化剤があふれ出てしまったり時間もかかってしまうといった不都合が発生するのを防ぐことができる。
また、請求項１に記載の燃料供給装置にあっては、乳化剤供給ノズルが給油ノズルに装着された場合、乳化剤供給ノズルの構成部分が給油ノズルの液面検出部の開孔を塞ぐことがなく、開孔を給油管内の空間に連通させる形状に形成されている。給油により給油管内の燃料の液面が上昇して開孔位置まで達すると燃料が開孔を塞ぐので、開孔から空気を吸い込むことが不可能となり給油ノズルの液面検出部に負圧が発生する。この結果、液面検出部にて「満タン」になったことを検知でき、乳化剤供給ノズルを給油ノズルに装着しても給油ノズルの液面検知機能が損なわれることはない。また、上記装着時、乳化剤供給ノズルの乳化剤供給通路が、給油ノズルの液面検出部の開孔より下流側で開口する位置関係となるようにしてあるので、乳化剤が乳化剤貯蔵タンクから供給先の乳化剤タンクに確実に導かれるのはもちろんのこと、乳化剤が乳化剤供給通路から上記液面検出部の開孔中へ流れ込むことで「満タン」状態であると誤検知するのを防止できる。
【００１６】
請求項２に記載の燃料供給装置にあっては、乳化剤貯蔵タンク内に、乳化剤を燃料で薄めた状態にして乳化剤と燃料の混合液を入れておくようにしているので、乳化剤貯蔵タンクに乳化剤のみを入れておく場合に比べ、多量の乳化剤−燃料の混合液を乳化剤貯蔵タンクから車両等側の燃料タンクへ供給するようになる。
したがって、乳化剤供給ノズルへの供給量の調節を高精度の装置や制御を用いなくても容易に実行することが可能となり、また目詰まり等による故障の虞も少なくなる。
なお、この乳化剤の供給量は、燃料量に対する所定の比率分あればよく、燃焼機関へ供給する水量に応じて追加供給する必要はない。
【００１７】
請求項３に記載の燃料供給装置にあっては、給油ノズルの給油状況、すなわち給油ノズルへ供給される燃料の流量が、流量計により計量されて、この計量信号がコントローラへ送られる。コントローラは、この計量信号をもとに、流量や流量の変化等を捉えて給油開始、給油停止を検知、及び給油量を算出し、これらに連動させて乳化剤の供給開始、供給停止及び供給量の調節を行う。この場合、燃料側の検知から乳化剤供給装置側（電気モータなど）の作動開始までの時間遅れを考慮して乳化剤側をコントロールするとよい。なお、流量計からの計量信号は、給油量や給油金額の表示器への表示に利用できることは言うまでもない。
上記とは別の方法として、燃料ポンプ駆動用電気モータの運転開始・運転停止を実行させる信号に連動させて、乳化剤ポンプ駆動用電気モータの運転開始・運転停止を行うようにするようにしてもよい。この場合は、コントローラから両モータに開始信号、停止信号を同時に発信できるので、遅れ時間を設定しなくてもよい。
なお、上記いずれの場合にあっても、乳化剤の供給流量は、燃料ポンプ駆動用電気モータの回転状況に応じて乳化剤ポンプ駆動用電気モータの回転を制御することで調節するのが望ましい。
また、上記いずれにあっても、乳化剤の供給・供給停止及び供給量が燃料供給・供給停止及び供給量に連動するので、作業時間を短くできかつ作業工数が減るだけでなく、燃料供給量を予め把握できない給油時にあっても燃料供給量に対する乳化剤供給量の比率を所定の範囲に容易に保つことが可能となり、給油管からオーバーフローする虞もなくなる。
【００１８】
請求項４に記載の燃料供給装置にあっては、コントローラが給油ノズルから燃料タンクへ供給した燃料の最終供給量を示す流量計からの信号と、乳化剤供給ノズルから燃料タンクへ供給した乳化剤のそれまでの供給量を示す流量計からの信号を受け、これらを比較する。この比較結果に基づき燃料供給量に対し乳化剤供給量が不足し所定の乳化剤比率から外れるとコントローラが判断したときは、乳化剤の追加分量を演算し、乳化剤ポンプ用の電気モータを駆動させることで乳化剤ポンプを回転駆動し、乳化剤供給ノズルから乳化剤を燃料タンクへ追加供給する。
したがって、燃料供給量に対する乳化剤供給量に誤差が生じても、適正比率となるように乳化剤量が自動的に供給・補正される。なお、この追加補正量は少量であるので、給油管からオーバーフローする虞はない。
【００１９】
請求項５に記載の燃料供給装置にあっては、エマルション燃料を使用する車両等への乳化剤供給時には、乳化剤供給ノズルを給油ノズルの外側から給油ノズルに嵌め合わせて装着し、一体化することができる。
したがって、給油ノズルと乳化剤供給ノズルとを一体的に給油管へ差し込み、燃料と乳化剤を燃料タンクへ同時に供給することができる。また、エマルション燃料を使わない車両等にあっては乳化剤供給ノズルを給油ノズルから取り外すことで、給油ノズルから乳化剤なしの燃料を供給することができる。
【００２１】
請求項６に記載の燃料供給装置にあっては、乳化剤供給ノズルにチェックバルブを設けてある。電気モータにより乳化剤ポンプを回転駆動して供給圧を所定圧以上に高めれば、チェックバルブが開いて乳化剤貯蔵タンクから乳化剤供給ノズルを介して燃料タンクへ乳化剤を供給することが可能となる。一方、電気モータを停止して乳化剤ポンプからの吐出を停止すれば、供給圧が所定値より低下することでチェックバルブが閉じ、乳化剤供給ノズルからの乳化剤供給が停止される。上記のように、乳化剤ポンプによる吐出圧を調節、したがって乳化剤ポンプ用電気モータの駆動をコントローラで制御することにより、チェックバルブの開閉作動を制御して乳化剤を供給・供給停止することが可能となる。したがって、乳化剤供給ノズルを大型化することなく、確実に乳化剤の供給・供給停止を実行することができる。
【００２２】
請求項７に記載の燃料供給装置にあっては、乳化剤ポンプから吐出された乳化剤を乳化剤貯蔵タンク側へ戻す方向と、乳化剤供給ノズル側へ供給する方向へそれぞれ切替可能な切替バルブが設けられる。コントローラは、乳化剤供給時には切替バルブを乳化剤ポンプから吐出された乳化剤を乳化剤供給ノズルへ流すように切替えて、乳化剤貯蔵タンクから燃料タンクへの乳化剤供給を可能とする。乳化剤供給を停止するときは、コントローラが切替バルブを切り替えて乳化剤ポンプの吐出口側を乳化剤貯蔵タンク側に連通させ、乳化剤ポンプから吐出された乳化剤を乳化剤貯蔵タンクへ戻す。これにより、乳化剤供給ノズルからの乳化剤の吐出は停止される。したがって、乳化剤側電気モータの駆動状況にかかわらず、コントローラの停止命令信号を受けたら即座かつ確実に乳化剤供給ノズルからの乳化剤の供給を停止することができる。また、供給開始にあっては、乳化剤ポンプによる吐出圧が高まってから切替バルブを供給方向へ切り替えるようにすれば、供給開始時の時間遅れを小さくできる。
【００２３】
請求項８に記載の燃料供給装置にあっては、給油ノズルから燃料が乳化剤供給ノズルの先端部内へ流出されるとともに、乳化剤供給ノズルからも乳化剤が流出されて合流する。これらの合流した燃料と乳化剤とは、乳化剤供給ノズルの先端部分に設けたミキサを通過する際ここで混合される。したがって、給油時に、乳化剤は燃料のほぼ全域にわたって混ぜ合わされた状態となって燃料タンクへ供給することが可能となる。
【００２４】
請求項９に記載の燃料供給装置にあっては、燃料タンクの給油口あるいはこの近傍部分に、エマルション燃料用であることを示す、マーク、注意書き、色分け、給油口形状（乳化剤供給ノズルとの嵌め合わせ形状）のいずれかが施されているので、これらにより車両等の燃焼機関がエマルション燃料用か否かを給油者が判別し、エマルション燃料用であれば乳化剤供給ノズルを給油ノズルに装着して燃料と乳化剤を燃料タンクに同時に供給でき、エマルション燃料用でなければ乳化剤供給ノズルを給油ノズルから外して給油ノズルだけで燃料を燃料タンクへ供給するようにする。したがって、乳化剤を供給すべきか否かを給油者が容易に判別でき、誤って乳化剤を入れたりあるいは入れなかったりするのを防ぐことが可能となる。
【００２５】
【実施態様】
図１は計量機１を示す。計量機１は、ハウジング２を有し、このハウジングの側面に給油ノズル１１と乳化剤供給ノズル１２を掛け置くことが可能とされるとともに、ハウジング２の内部に下記の装置類が収納されている。
まず、燃料供給系として、電気モータ３で駆動される燃料ポンプ４が設けられ、その吸込口が吸込配管５を介して地下に設置された燃料貯蔵タンク６に、またその吐出口が吐出配管７にそれぞれ接続されている。
吐出配管７の途中には流量計８が設けられ、吐出配管７内を流れる軽油（燃料）の流量が計量される。流量計８には流量パルス発信器９が設けられて、流量に応じたパルス出力信号がコントローラ１０に送られるようにしてある。
吐出配管７のハウジング２側の端部には、ホース１３を介して給油ノズル１１が接続されている。この給油ノズル１１がハウジング２に掛けられているか、あるいはハウジング２から外されているかを検出する給油ノズルスイッチ１４がハウジング２の側面に設けられ、その検出信号がコントローラ１０へ送られるようにされている。
【００２６】
一方、乳化剤供給系としては、電気モータ１５で駆動される乳化剤ポンプ１６が設けられ、この吸込口が吸込配管１７を介して地下に設置した乳化剤貯蔵タンク１８に、またその吐出口が吐出配管１９にそれぞれ接続されている。乳化剤貯蔵タンク１８内には、乳化剤に軽油を加えて乳化剤を軽油で薄めた混合液が貯蔵されている。
また、吐出配管１９の途中には流量計２０が設けられ、吐出配管１９内を流れる乳化剤の混合液の流量が計量される。流量計２０には流量パルス発信器２１が設けられ、上記混合液の流量に応じたパルス出力信号がコントローラ１０へ送られるようにしてある。
吐出配管１９のハウジング２側の端部は、ホース２３を介して乳化剤供給ノズル１２が接続されている。この乳化剤供給ノズル１２がハウジング２に掛けられているか、あるいはハウジング２から外されているかを検出する乳化剤供給ノズルスイッチ２２がハウジング２の側面に設けられ、その検出信号がコントローラ１０へ送られるようにされている。
【００２７】
コントローラ１０は、上記両ノズルスイッチ１４、２２及び上記両流量パルス発信器９、２１等からの信号等を受けて、電気モータ３、１５の運転を制御する。また、コントローラ１０は、ハウジングの正面の上方部分に設けた表示器２４へ信号を送り、流量パルス発信器９、２１等からの信号をもとに演算した給油量や給油金額等を表示することができるようにしてある。
なお、上記計量機１、燃料貯蔵タンク６、乳化剤貯蔵タンク１８、吸込配管５、１７等は、燃料供給装置を構成する。
【００２８】
上記給油ノズル１１としては、たとえば特開平２−４５３９８号公報や特開昭６３−１２５１９６号公報に記載の構造と実質同様に構成する。したがって、ここではその内部構造を示す図及びその詳細な説明は省略する。
【００２９】
図２は、給油ノズル１１に装着した乳化剤供給ノズル１２を示している。
乳化剤供給ノズル１２は、ホース２３の先端に取り付けたボディ３１を有する。このボディ３１は、給油ノズル１１をこの先端から挿入可能な大径の装着部３１ａと、給油ノズル１１の先端側に設けられた給油筒部１１ａを挿入可能な小径の筒部３１ｂとから形成されている。
【００３０】
装着部３１ａは、給油ノズル１１の挿入側（図２中、右側端）が開口され、筒部３１ｂとの連続部分から挿入口側に向けて給油ノズル本体１１ｃ及びグリップ部１１ｄの手前付近まで拡径していく筒状に形成されている。装着部３１ａの筒部３１ｂとの連続部分は、この内面が給油ノズル１１を車両側の給油管３８に挿入したとき給油管３８の鍔部３７に係止させる拡径係止部１１ｂに当接するように形成されている。したがって、この連続部分の外径ｄ２は、給油管３８の鍔部３７の内径ｄ３より大きくしてある。
装着部３１ａの側面は、給油ノズル１１のトリガ２４を引くことができるようにトリガ２４を保護するトリガ・ガード部２５内に指を入れることができるように若干切り欠かれている。なお、２６は、トリガ２４を係止するための掛け金であり、図示しないスプリングでトリガ２４の戻りを阻止する方向（図中時計回り方向）に付勢されている。
装着部３１ａの下部は、給油ノズル１１のトリガ２４を保護するプロテクト部２５の下方部分を覆うように伸ばされたやや厚みのある形状とされて、この内部に乳化剤を流す乳化剤供給通路３２が形成される。また、この下部と給油ノズル１１のグリップ部１１ｄとの間には指を入れることができる大きさの隙間ができるようにしてグリップ部１１ｄを把持可能としてある。
【００３１】
乳化剤供給通路３２中にチェックバルブ３３が介装される。
チェックバルブ３３は、内部にホース２３側に設けられた弁座に向かってスプリングで押圧される弁体（ボールなどで構成される）が挿入されており、ホース２３側の供給圧がスプリング力に打ち勝つ大きさとなっているときは、弁体を弁座から押し離して乳化剤をホース２３から開口３２ａに向けて流出させることができ、上記供給圧が小さくなってスプリング力に負けるようになると、弁体が弁座に押しつけられて閉じ乳化剤の開口３２ａからの供給が停止されるようになっている。
【００３２】
乳化剤供給通路３２は、この上流側端にホース２３に接続されて乳化剤ポンプ２０により乳化剤貯蔵タンク１８から乳化剤が供給可能とされるとともに、装着部３１ａの下方から側面を経由して筒部３１ｂの上方内面側でかつ給油ノズル１１の給油筒部１１ａの外側をこの軸に沿って伸ばされ、給油筒部１１ａの先端の開口１１ｅより下流側で開口３２ａにて筒部３１ｂ内へ開放されるように形成されている。
【００３３】
筒部３１ｂは、この装着部３１ａ側部分が径をやや大きく形成されるが、その外径ｄ１が給油管３８の鍔部３７の内径ｄ３より小さく設定され、給油管３８へ挿入可能とされている。
筒部３１ｂの先端部分には、乳化剤供給通路３２の開口３２ａより下流側の位置に静止型ミキサ３５が設けられている。このミキサ３５は、１８０°ねじった羽根が並列２本の円筒通路管に挿入したエレメントが一つずつ９０°交互にずらされて直列配置されることで構成されている。
【００３４】
一方、筒部３１ａの下面には開口３４が設けられている。この開口３４は、乳化剤供給ノズル１２の筒部３１ｂと装着部３１ａとの連続部分の内面を給油ノズル１１の拡径係止部１１ｂに当接させた状態のとき、給油ノズル１１に設けられた空気導入管２７の開孔２８にほぼ重なるような位置に来て、かつ給油管３８内で上昇してくる給油燃料の液面が開口３４を通って開孔２８へ流れ込み、開孔２８から空気を吸い込めないようにされている。
空気導入管２７へ空気が入って来なくなると、燃料供給の流れにより発生した負圧が図示しないダイアフラムを変形させてトリガ２４と給油ノズル本体１１ｃ内に設けた燃料の供給・供給停止を切り替える主弁（図示せず）側とを切り離し、主弁がスプリング（図示せず）の押圧により閉じるようにしてある。この詳細は、上記で挙げた公報に記載されているので、その説明等は省略する。
【００３５】
なお、給油管３８は燃料タンク３９に接続されている。また、給油管３８の鍔部３７には、「エマルション燃料用」と記載したプレート３６が貼り付けられている。燃料タンク３９は、エンジン稼働時に乳化剤入りの燃料を図示しない水タンクからの水とともに乳化剤入り経由をミキサへ供給する。この結果、燃料に対する水比率をエンジンの稼働状況に応じて調整したエマルション燃料を作り出すことができるようにしてある。
【００３６】
次に、上記燃料供給装置の作用につき説明する。
給油時、給油者は車両の給油管３７の鍔部３７に「エマルション燃料用」と記載されたプレート３６が貼ってあるか否か確認する。
このようなプレートが貼ってなく軽油のみを使用する車両であると認めた場合は、ハウジング２から乳化剤ノズル１２を外すことなく、給油ノズル１１のみを外す。この給油ノズル１１の取り外しをノズルスイッチ１４が検知され、その信号がコントローラ１０へ送られる。コントローラ１０は、電気モータ３を運転して燃料ポンプ４を駆動し始める。この結果、燃料貯蔵タンク６から吸込配管５を経て軽油が吸い出され、吐出配管７へ吐き出されホース１３を介して給油ノズル１１まで送られる。
しかしながら、給油ノズル１１を車両側の給油管３８に挿入していないときは、トリガ２４が引かれておらず給油ノズル本体１１ｃ内の主弁が閉じているので、軽油は給油ノズル１１の給油筒部１１ａから流出・供給されることはない。
給油ノズル１１の給油筒部１１ａを車両側の給油管３８に挿入しトリガ２４を引いて掛け金２６で係止すると、主弁が開き給油ノズル１１から給油管３８へ燃料貯蔵タンク６から経由が供給され、燃料タンク３９に軽油が蓄積されていく。
【００３７】
このとき、流量計８が吐出配管７を流れる軽油の流量を計量しており、この計量値が流量パルス発生器９にてパルス信号に変えられてコントローラ１０へ送られ、カウントされる。コントローラ１０は、軽油の供給累積量とその給油金額を表示器２４へ逐次表示させていく。
給油が進み、給油管３８内で軽油の液面が上昇し給油筒部１１ａの開孔２８の位置まで達すると、それまで開孔２８を介して給油管３８内の空間から空気を導入していた開孔２８が軽油で塞がれるようになる。したがって、空気導入管２７は、空気が導入されなくなって負圧となり、給油ノズル本体１１ｃ内のダイアフラムを変形させて主弁側部材をトリガ２４からの係合から外す。これにより主弁が閉じ、給油ノズル１１からの軽油供給が停止される。
給油ノズル１１にて軽油の供給が停止されると、吐出配管７内の軽油はもはや流れることができなくなり、その流量が落ち込んでゼロとなる。コントローラ１０は、この状態を流量パルス発生器９からの信号で検知し、電気モータ３の運転を停止する。
給油者は、トリガ２４を掛け金２６から外して給油ノズル１１を給油管３８から引き抜き、計量機１のハウジング２に掛ける。ノズルスイッチ１４が給油ノズル１１の係止を表す信号をコントローラ１０へ送くり次の給油に備える。
【００３８】
上記の場合とは異なり、給油管３８の鍔部３７に「エマルション燃料用」のプレート３６が貼ってある場合には、給油者は、給油ノズル１１と乳化剤供給ノズル１２とをハウジング２から外して、給油ノズル１１を乳化剤供給ノズル１２内へ挿入・装着する。
これらの両ノズル１１、１２のハウジング２からの取り外しは、ノズルスイッチ１４、２２で検知される。ノズルスイッチ１４、２２からの信号を受けたコントローラ１０は、電気モータ３、１５の運転を開始し、燃料ポンプ４と乳化剤ポンプ１６を駆動して、吸込配管５を介して燃料貯蔵タンク６から軽油を、また吸込配管１７を介して乳化剤貯蔵タンク１８から乳化剤をそれぞれ吸い上げ、吐出配管７、１９を介して給油ノズル１１、乳化剤ノズル１２へ送り出される。
【００３９】
しかしながら、これらのノズル１１、１２を給油管３８に挿入する前は、給油ノズル１１のトリガ２４が引かれていないので、軽油は給油ノズル本体１１ｃ内の主弁により供給停止されている。
また、この状態では軽油側の吐出配管７には軽油が流れていないので、コントローラ１０は、流量計８及び流量パルス発生器９にて軽油停止状態にあると判断している。したがって、コントローラ１０は、軽油供給停止状態を検知している間、乳化剤側の電気モータ１５の回転を低く抑えることにより、乳化剤ポンプ１６から吐き出された乳化剤が乳化剤供給ノズル１２まで送られるもののチェックバルブ３３を開くまでの圧力には至らない小さな供給圧となるように制御している。
【００４０】
この状態から給油者がトリガ２４を引いて掛け金２６に係止すると、主弁が開き、軽油が給油ノズル１１の給油筒部１１ａから給油管３８を介して燃料タンク３９内へ流れ込む。このとき、給油筒部１１ａの開孔２８が給油管３８内の空間へ開放されており、この空間内の空気を開孔２８から導入することで空気導入管２７を介して給油ノズル本体１１ｃ内のダイアフラムへ空気圧を作用する。ダイアフラムはトリガ２４と主弁側とを係合するように作用し、主弁が開いたままに保たれ、給油が続けられる。
この給油中、軽油側の吐出配管７内を軽油が流れるので、流量パルス発生器９からの信号に基づき、コントローラ１０が給油開始・給油中を検知して、乳化剤側の電気モータ１５の出力を上げて乳化剤ポンプ１６をより強力に駆動しその吐出圧にてチェックバルブ３３を押し開き、乳化剤供給通路３２を介して開口３２ａから乳化剤を流出・供給する。
【００４１】
給油ノズル１１の給油筒部１１ａの開口１１ｅから流出された軽油と乳化剤供給ノズル１２の開口３２ａから流出された乳化剤とは、合流された後、ミキサ３５へ流れ込む。ミキサ３５では、まず軽油や乳化剤がそれぞれ分流されて通路管内へ入って行き、ねじれ羽根の作用で位置移動しながら通路管内を流れ、中間室で再び合流する。同様な分流・合流による混合が実行され、乳化剤が燃料の全域にわたって拡散され混じり合わされる。
このようにして混合された乳化剤−軽油の混合液は、乳化剤供給ノズル１２から給油管３８を介して燃料タンク３９へ供給される。
【００４２】
給油に伴い、給油管３８内では燃料の液面が上昇し、燃料が乳化剤供給ノズル１２の筒部３１ｂに設けた開口３４を通過して給油ノズル１１の開孔２８を塞ぐ。
この結果、空気導入管２７に空気を導入することが出来なくなり、ダイアフラムが変形してトリガ２４と主弁側との係合がはずされ、スプリングにより主弁が閉じる。主弁が閉じると、軽油側吐出配管７内の軽油の流れも止まる。この軽油の供給停止をコントローラ１０が流量パルス発生器９から信号に基づいて検知して、電気モータ３を停止し燃料ポンプ４の駆動を止めるとともに、軽油の全供給量とそれまでの乳化剤の全供給量とを比較する。コントローラ１０は、この比較により、軽油供給量に対する乳化剤供給量が所定の比率範囲内にあると判断したら、電気モータ１５を停止し乳化剤ポンプ１６の駆動を止める。
逆に、乳化剤の供給量が不足すると判断したら、その不足量を演算し、その分だけ電気モータ１５を回し続けて乳化剤ポンプ１６を駆動し、乳化剤を燃料タンク３９へ送り込む。不足分の供給が終えたら、電気モータ１５の回転を停止し、乳化剤ポンプ１６の駆動を止める。
コントローラ１０は、軽油側の流量計８で計量した軽油量と乳化剤側の流量計２０で計測した乳化剤量とに基づき、これらの給油量と給油金額を表示器２４に表示させる。
上記両ノズル１１、１２をハウジング２に係止したら、ノズルスイッチ１４、２２にて係止信号をコントローラ１０へ送り、次の給油に備える。
【００４３】
以上のように、上記燃料給油装置では、乳化剤を軽油等の燃料に加えながら車両側等の燃料タンクへ供給できるので、車両等側には乳化剤タンクやこの供給装置を設けなくてよくなり、その分、小スペース、軽量かつ低コストとなる。
また、同時に乳化剤と燃料を供給できるので、供給時間の短縮、工数低減が可能となるばかりでなく、予め燃料の供給量が不明な給油にあっても燃料に対する乳化剤の比率を適正に保つことが容易であり、給油管からのオーバーフローの心配もない。
【００４４】
次に、本発明の別の実施態様に基づく燃料給油装置につき説明する。
この燃料供給装置１は、図１のものとほとんど同じであり、同位置の構成部分には図１のものと同じ番号を付し、その説明を省略する。
乳化剤吐出配管１９中には、切替バルブ２９を設ける。切替バルブ２９は、コントローラ１０で制御されて、吐出配管１９を連通状態にして乳化剤ポンプ２０からホース２３、乳化剤供給ノズル１２への乳化剤供給を可能にする位置と、吐出配管１９を遮断して切替バルブ２９の上流側（乳化剤ポンプ２０側）を下流側吐出配管から切り離し戻り配管３０へ連通させ乳化剤ポンプ２０から供給された乳化剤を乳化剤貯蔵タンク１８へ戻す位置とに切り替えられるように構成されている。
【００４５】
上記燃料供給装置にあっては、乳化剤供給時は、図１の燃料供給装置とほぼ同様に作動する。
すなわち、給油ノズル１１及び乳化剤供給ノズル１２がハウジング２から外されているものの給油ノズル１１のトリガ２４が引かれておらず主弁が閉じた状態では、乳化剤側電気モータ１５が運転され乳化剤ポンプ１６を駆動して乳化剤貯蔵タンク１８から乳化剤を吸い出し切替バルブ２９へ送る。切替バルブ２９が吐出配管１９を遮断してこの上流側を戻り配管３０へ連通させているので、乳化剤ポンプ１６から送られてきた乳化剤は、戻り配管３０を介して乳化剤貯蔵タンク１８へ戻され、乳化剤供給ノズル１２へ送られない。
給油ノズル１１のトリガ２４を引いて給油を始めると、給油開始を検出したコントローラ１０は、切替バルブ２９を切り替えて戻り配管３０を遮断し吐出配管１９を連通状態に保つ。これにより、乳化剤は、乳化剤貯蔵タンク１８から吐出配管１９、ホース２３を経て乳化剤供給ノズル１２から給油管３８へ流れ込む。
軽油の給油停止をコントローラ１０が検知したら、切替バルブ２９を切り替えて、吐出配管１９を遮断し戻り配管３０を吐出配管１９の上流側へ連通・接続する。これにより、乳化剤ノズル１２からの乳化剤供給は、停止される。
このように、切替バルブにて乳化剤供給ノズルからの乳化剤の供給・供給停止を切り替えるので、レスポンスよくまた確実に切り替えることが可能となる。
【００４６】
なお、上記乳化剤貯蔵タンクでは、乳化剤に燃料を加えて貯蔵しているが、乳化剤のみの貯蔵でもよいことは言うまでもない。
また、上記両実施態様では、乳化剤側の電気モータを給油ノズルのハウジングからの取り外しを検知したら運転を開始するようにしているが、給油ノズルからの燃料供給を検知したときから開始するようにしてもよい。
また、チェックバルブは、乳化剤供給ノズルの装着部下方に設けているが、装着部の側方、上方、あるいは筒部に設けてもよい。
また、切替バルブは、上記チェックバルブと合わせて用いてもよく、チェックバルブなしで用いてもよい。そして、切替バルブの切替は、電気的でも空気圧利用でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 燃料供給装置を表す図である。
【図２】 給油ノズルに装着した状態での乳化剤供給ノズルの断面図である。
【図３】 他の実施態様による燃料供給装置を表す図である。
【符号の説明】
１ 計量機
３ 電気モータ
４ 燃料ポンプ
６ 燃料貯蔵タンク
８ 流量計
９ 流量パルス発生器
１０ コントローラ
１１ 給油ノズル
１１ａ 給油筒部
１２ 乳化剤供給ノズル
１５ 電気モータ
１６ 乳化剤ポンプ
１８ 乳化剤貯蔵タンク
２０ 流量計
２１ 流量パルス発生器
２７ 空気導入管
２８ 開孔
２９ 切替バルブ
３０ 戻り配管
３１ ボディ
３１ａ 装着部
３１ｂ 筒部
３２ 乳化剤供給通路
３２ａ 開口
３３ チェックバルブ
３４ 開口
３５ ミキサ
３６ マーク板
３７ 鍔部
３８ 給油管
３９ 燃料タンク

Claims (9)

1. 燃料を貯蔵しておく燃料貯蔵タンクと、乳化剤を貯蔵しておく乳化剤貯蔵タンクと、前記燃料を供給先の燃料タンクへ供給可能な給油ノズルと、前記乳化剤を前記燃料タンクへ供給可能な乳化剤供給ノズルと、前記燃料貯蔵タンクから前記給油ノズルへ燃料を送り出す電気モータ駆動の燃料ポンプと、前記乳化剤貯蔵タンクから前記乳化剤供給ノズルへ乳化剤を送り出す電気モータ駆動の乳化剤ポンプと、前記給油ノズルによる燃料の供給・供給停止に連動して前記乳化剤供給ノズルからの乳化剤の供給・供給停止を実行し、前記給油ノズルからの供給量に応じた量の乳化剤を前記燃料タンクへ供給可能に制御するコントローラと、を備え、
   前記乳化剤供給ノズルは、前記給油ノズルの給油筒部に設けた液面検出部の開孔を前記供給先の燃料タンクに通じる給油管内の空間へ連通させ、給油により前記給油管内で液面が上昇する燃料により前記開孔を塞ぐことが可能な形状にするとともに、前記給油筒部の外側で該給油筒部の軸方向に沿って伸ばされ前記開孔より下流側の位置で開口する乳化剤供給通路を備えていること、を特徴とする燃料供給装置。
2. 前記乳化剤貯蔵タンクには、乳化剤が燃料で薄められた状態で貯蔵されていること、を特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記コントローラは、前記給油ノズルへの燃料供給量を計量する流量計にて検出された信号、あるいは給油ノズルへ燃料を供給する燃料ポンプを駆動する前記電気モータの駆動状況を示す信号に基づき、前記乳化剤供給ノズルへ乳化剤を供給・供給停止するように前記乳化剤ポンプの電気モータを制御すること、を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の燃料供給装置。
4. 前記コントローラは、前記給油ノズルから供給した燃料の最終供給量とそれまで供給した乳化剤の供給量とを比較して乳化剤の供給量が不足していると判断した場合に、前記給油ノズルに連動して供給した分の乳化剤に加えてさらに追加分の乳化剤を前記乳化剤供給ノズルから供給するように前記乳化剤ポンプの電気モータを制御すること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料供給装置。
5. 前記乳化剤供給ノズルは、前記給油ノズルの外側から該給油ノズルに脱着可能であること、を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃料供給装置。
6. 前記乳化剤供給ノズルは、前記乳化剤ポンプ側の圧力が所定値以上であるとき該乳化剤ポンプ側から前記燃料タンクへの乳化剤の流れを許容し、前記乳化剤ポンプ側の圧力が所定値より低いときは前記乳化剤の流れを阻止するチェックバルブを有すること、を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料供給装置。
7. 前記乳化剤ポンプの吐出側には、前記コントローラにより制御されて、前記乳化剤ポンプから吐出された乳化剤を前記乳化剤貯蔵タンク側へ戻す方向と、前記乳化剤供給ノズル側へ供給する方向へそれぞれ切替可能な切替バルブが設けられていること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の燃料供給装置。
8. 前記乳化剤供給ノズルは、前記給油ノズルから流出された燃料と前記乳化剤供給ノズルから流出された乳化剤とが合流する位置の下流側部分に、これらの燃料と乳化剤とを混合するミキサを備えていること、を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の燃料供給装置。
9. 前記燃料タンクに通じる給油管の給油口あるいはこの近傍部分には、エマルション燃料用であることを示す、マーク、注意書き、色分け、給油口形状の少なくともいずれかが施されていること、を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の燃料供給装置。

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