JP4437263B2

JP4437263B2 - 燃料添加剤供給装置

Info

Publication number: JP4437263B2
Application number: JP2006133799A
Authority: JP
Inventors: 秀人曲木
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: JP2007303413A

Description

この発明は、建設機械に使用する燃料に添加剤を供給／混合する装置に関するものである。

近年、建設機械でも燃料をそのまま使用せずに燃料に添加剤を添加して燃料の性質を改良して使用するようになってきた。例えば、特許文献１に記載されている燃料供給装置は燃料に添加剤を添加して燃料の潤滑性を向上させて、噴射ポンプの異常磨耗を抑制している。また、この他に、排ガス成分の改良を図ることを目的とする場合もある。添加剤は液状のものと固形状のものが有り、それによって添加方法や装置も異なってくる。特許文献１、特許文献２に記載されている添加剤供給装置は何れも液状の添加剤を供給するものである。固形の添加剤を添加するものとしては、例えば、特許文献３に記載されているものがある。
公開特許公報、特開２００２−３７１９３７号、ディーゼルエンジン燃料供給装置公開特許公報、特開２００５−９８１７５号、燃料添加剤供給装置及びこれを用いて添加剤を供給する方法公開特許公報、特開２００５−１７１９６６号、燃料添加剤の供給装置、供給方法等

特許文献１，２に示す添加剤供給装置は、何れも「ベンチュリ管の原理」を利用して燃料と添加剤を混合・攪拌するようにした装置である。即ち、特許文献２に示す添加剤供給装置は図４に示すように、燃料を給油するノズルガン５１の先端側にベンチュリ管５２を設け、更にその先端に給油管路５３を設ける。又、ベンチュリ管５２の先端の負圧になる部分に添加剤タンク５５からの連通路５４を接続する。上記構成により、燃料貯留タンク（図示省略）から燃料タンク５６にノズルガン５１を用いて燃料を給油する際に燃料が噴出され、同時にこのとき連通路５４は負圧になるため、添加剤が吸入され、かつ、燃料と添加剤が混合・攪拌されて給油が行われる。

また、特許文献１に示す添加剤供給装置は図５に示すように、ディゼルエンジンの燃料噴射装置において、燃料タンク６１から燃料噴射ノズル６２への管路６３の途中に混合タンク６４を設ける。混合タンク６４には添加剤タンク６５から開閉弁６７を介してパイプ６６によって接続されている。開閉弁６７はコントローラ６８によって開閉制御されている。なお、管路６３にはポンプ（図示省略）が複数個設けられており、燃料が噴射ノズル６２から噴射される際に混合タンク６４内部は負圧になるように構成になっている。上記の構成により、例えばエンジンが始動されるとオイル圧力スイッチ６９が信号を検出して開閉弁６７が連通し、同時に燃料タンク６１から燃料が管路６３、混合タンク６４を通過して燃料噴射ノズル６２から噴射される。従って、管路６６には負圧が生じ、添加剤が混合室６４、管路６３を経て十分に混合された状態で燃料噴射ノズル６２から噴射される。

以上に説明したように、液状添加剤を用いた上記の添加剤供給装置は何れも「ベンチュリ管の原理」を利用しており、構造が複雑化するという課題がある。更に、特許文献１に示す添加剤供給装置は、例えば、給油ステーションのような場所で燃料給油を行う場合にそのステーションでベンチュリ管付きのノズルガンや添加剤及び添加剤タンクが用意されていることが必要であり、給油ができない場合も起こり、課題である。また、特許文献１、２に示す添加剤供給装置は、「ベンチュリ管の原理」を利用しているために添加剤流量が必ずしも一定の割合で（燃料流量に比例して）流入されないために添加剤流量と燃料流量の比を正確に一定に維持することができないという課題が生じる。

本願発明は添加剤流量と燃料流量の比を所定の比率で正確に混合可能な添加剤供給装置を提供することを課題としている。

本発明は上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、請求項１に記載の発明は、建設機械の燃料タンク内に添加剤を供給する添加剤供給装置において、燃料タンク内の燃料油量を計測するセンサーと、添加剤貯留タンクと、該添加剤貯留タンクの底部に設けられたモータ付開閉バルブと、該開閉バルブの出口と前記燃料タンクの上部に設けられた添加剤供給口とを接続するパイプと、前記添加剤タンクの残量を計測する添加剤残量計測センサーと、燃料油と添加剤の混合比率を記録したメモリーと、添加剤供給量を制御するコントローラと、該コントローラの入力側に接続された燃料油量計測センサー及び添加剤残量計測センサー並びに燃料油選択釦及び添加剤選択釦と、該コントローラの出力側に接続された前記モータの制御端子を具備し、該コントローラは燃料油量の増加開始が検出された後、燃料タンク内の選択された燃料油量の増加量を算出し、選択された燃料油の増加量に対して選択された添加剤の適量を算出し、前記モータ付開閉バルブのモータに電気信号を出力して前記算出された適量の添加剤を該燃料タンク内に投与するように制御することを特長としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記コントローラは前記添加剤タンクの残量が所定レベル以下になったときに警報音を鳴らすように構成したことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れか１に記載の発明において、前記燃料タンク内の液の揺動によって燃料と添加液を攪拌・混合するための攪拌板を設けたことを特徴としている。

本願発明は燃料タンク内の増加した燃料量を計算して、添加剤の量を所定の割合で供給量を算出するようにして制御しているので、混合比を正確に維持することができるという効果が得られる。また、簡単な構造で燃料と添加剤の混合が可能になるという効果が得られる。なお、請求項１〜請求項３に記載の発明は燃料タンク内の液の揺動によって燃料と添加液を攪拌・混合し、請求項４に記載の発明は攪拌板により混合を容易化している。

以下本発明の実施形態１を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本願発明を実施した実施形態の全体構成を示す。図１において、燃料タンク１０には燃料供給口１１にキャップ１２が設けられている。更に、タンク内の液量を計測するためのフロート１３を備えた液面計１４が装着されており、液面計の測定データはコントローラ２０に入力される。燃料タンク１０の底面にはクリナー１５と燃料供給管１６が設けられている。また、燃料タンク１０の上面或いは上方側面に添加剤供給管１７と添加剤供給装置２１が設けられている。添加剤供給装置は添加剤タンク２２、モータ付開閉バルブ２３、添加剤残量計測センサー２４とを備えている。添加剤残量計測センサー２４の出力はコントローラ２０の入力端に接続されている。コントローラ２０の出力端には警報用ブザー２６、モータ２３ａの制御端子に接続されている。

コントローラ２０は以下の手順を実行する。燃料タンク１０に燃料の給油が開始されたときは給油開始時の液面高さと給油終了時の液面高さから、増加した燃料量を算出する。なお、燃料タンク１０の断面積等のデータはコントローラに接続されているメモリ２７等に記録されている。添加剤供給量がメモリ２７に記録されている所定の比率に基づいて算出され、電気信号がモータ２３ａに送信されて算出された所定量の添加剤が燃料タンク１０に供給される。燃料タンク１０内の添加剤と燃料は作業中や走行中の燃料タンク１０の揺動エネルギーによって攪拌され、混合される。

また、コントローラ２０は添加剤残量計測センサー２４からの計測データにより、添加剤の残量が所定量（又は所定レベル）以下になったときは警報用ブザー２６によって警報音を発生し、オペレータに報せる。

図２はモータ（２３ａ）付開閉バルブ２３の詳細を示す。図２（Ａ）において、開閉バルブ２３は枠体２３ｂと回転体２３ｃ、蓋２３ｄから構成され、枠体２３ｂの内部には中空の円筒が形成され、中空円筒は孔２３ｇと連通しており、この中空円筒に回転体２３ｃが回転自在に嵌合されている。回転体２３ｃの内部にはＬ字形状の連通孔２３ｆが形成されており、回転体２３ｃを回転することにより連通孔２３ｆを開閉できる。また、反対側の突起した軸にはステップモータ２３ａが連結されている。図２（Ｂ）は図２（Ａ）の矢印Ｘから見た断面図を示す。

図３は攪拌板の一例を示す。図３（Ａ）は全体の斜視図を示し、図（Ｂ）は上平面図を示し、図（Ｃ）は正面（又は側面）図を示す。攪拌板３１は、例えば、図１の底部３１に固設される。攪拌板３１は、例えば２枚の攪拌用羽根３３，３４を前後方向及び左右方向に傾けて固定柱３２に固設した構成になっており、燃料タンク１０内の液体（燃料、添加剤）が前後、左右に揺動することにより液体が羽根３３，３４によってガイドされ、燃料タンク１０内部を上昇し、或いは、下降する。図３の例では羽根３３，３４は略半円状に形成され、切り欠き縁線３３ａ、３４ａが水平になるように固設されている。図３の実線はタンク１０内の液体が右側方向に移動したとき、点線は左側方向に移動したときの液体の流れを示す。即ち、攪拌羽根３３，３４は液の揺動エネルギを左右方向、上下方向の運動に変換して液の混合・攪拌をより有効に行わせるようにしている。液が前後方向に陽動した場合も同様である。なお、攪拌板３１はこのような形状、構成に限定されるものではない。

以上に説明したように、この実施形態によれば、燃料タンク内の燃料増加量に従って、添加剤の量を算出し、供給制御しているので正確な割合の添加剤供給が可能になっている。また、攪拌羽を設けた場合は揺動エネルギを有効利用して混合攪拌を行っている。

以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、実質的に同一技術と見られる改良や変更があっても本発明の技術的範囲に属する。

本発明を実施した実施形態の全体構成図を示す。モータ付開閉バルブ２３の詳細を示す。攪拌板の一例を示す。従来装置を示す。別の従来装置を示す。

符号の説明

１０燃料タンク
１４液面計
１５フィルター
１７添加剤供給管
２０コントローラ
２１添加剤供給装置
２２添加剤タンク
２３モータ付開閉弁
２５警報機
２７メモリ
３２固定支柱
３３，３４拡販用羽根

Claims

建設機械の燃料タンク内に添加剤を供給する添加剤供給装置において、燃料タンク内の燃料油量を計測するセンサーと、添加剤貯留タンクと、該添加剤貯留タンクの底部に設けられたモータ付開閉バルブと、該開閉バルブの出口と前記燃料タンクの上部に設けられた添加剤供給口とを接続するパイプと、前記添加剤タンクの残量を計測する添加剤残量計測センサーと、燃料油と添加剤の混合比率を記録したメモリーと、添加剤供給量を制御するコントローラと、該コントローラの入力側に接続された燃料油量計測センサー及び添加剤残量計測センサー並びに燃料油選択釦及び添加剤選択釦と、該コントローラの出力側に接続された前記モータの制御端子を具備し、該コントローラは燃料油量の増加開始が検出された後、燃料タンク内の選択された燃料油の増加量を算出し、選択された燃料油の増加量に対して選択された添加剤の適量を算出し、前記モータ付開閉バルブのモータに電気信号を出力して前記算出された適量の添加剤を該燃料タンク内に投与するように制御することを特長とする燃料添加剤供給装置。
前記コントローラは前記添加剤タンクの残量が所定レベル以下になったときに警報音を鳴らすように構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料添加剤供給装置。
前記燃料タンク内の液の揺動によって燃料と添加液を攪拌・混合するための攪拌板を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１に記載の燃料添加剤供給装置。