JP5093016B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給装置に関するものである。

従来より、建設現場で作業する建設機械に供給するための燃料は、タンクローリから直接建設機械に供給される場合と、建設現場に設置された燃料貯留タンクやドラム缶等に一旦貯留させ、この燃料貯留タンクから必要に応じて建設機械の燃料タンクに供給する場合とがある。

ところで、建設現場に設置された燃料貯留タンク内には、現場環境で生じる砂塵や土埃等の異物が混入することがある。このように、異物が混入した燃料を建設機械のエンジンにそのまま供給してしまうと、異物によってエンジンが損傷を受けやすく、エンジンの故障を引き起こす原因となるため、燃料中の異物を除去する必要がある。

特許文献１には、燃料タンクから濾過手段としてのサイクロンに向けて燃料を圧送し、燃料に旋回運動を行わせて燃料と異物とを遠心分離させることで燃料を浄化し、浄化された燃料をリザーバータンクに貯留して、このリザーバータンクから必要に応じてエンジンに燃料を供給するようにした燃料浄化供給装置が開示されている。

また、特許文献２には、異物が混入されたままの燃料を建設機械の燃料タンクに供給して貯留させた後で、燃料タンク内の燃料を循環させてフィルタで濾過することで自動的に燃料を清浄化するようにしたタンク内燃料清浄処理装置が開示されている。
特開２００７−３２４６０号公報 特開２００５−１０４３９２号公報

しかしながら、特許文献１の燃料浄化供給装置では、建設機械内に、浄化前の燃料を貯留する燃料タンクと、浄化後の燃料を貯留するリザーバータンクとの２種類のタンクを設ける必要があることから、建設機械が大型化するおそれがある。また、建設機械の大型化を避けるために、燃料タンク及びリザーバータンクの容量を少なくした場合には、燃料消費が多い建設機械では給油回数が増えるために、作業効率が低下するおそれがある。

また、特許文献２のタンク内燃料清浄処理装置では、異物が混入されたままの燃料を燃料タンクに貯留した後で燃料タンク内の燃料を循環清浄する機能しか搭載しておらず、燃料タンク内の燃料の残量が少なくなって燃料を給油する場合には、燃料タンク内で既に浄化済みの燃料に対して異物が混入された未浄化の燃料が継ぎ足されることとなり、燃料の浄化効率が低下してしまうという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、給油時及び給油後における燃料中の異物の除去を、比較的簡単な構成で実現できる燃料供給装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、燃料給油時には、給油ノズルから燃料タンクに向かって燃料を供給する途中で燃料フィルタにおいて異物を除去する一方、燃料給油後には、給油ノズルを燃料タンクの接続口に接続させて循環流路を形成し、燃料タンク内の燃料を循環流路内で循環させることで、燃料給油時に除去しきれなかった異物を除去するようにした。

具体的に、本発明は、エンジンに供給するための燃料を貯留する燃料タンクを備えた燃料供給装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１の発明は、先端部に給油ノズルが設けられるとともに、基端部が前記燃料タンクに接続された給油配管と、
装置外部に配設された給油元の外部タンクから前記給油配管を介して吸入した燃料を前記燃料タンクに向かって圧送する燃料ポンプと、
前記燃料タンクに向かって圧送された燃料中の異物を除去して該燃料を浄化する燃料フィルタとを備え、
前記燃料タンクには、前記給油ノズルを接続可能な接続口が設けられ、
前記給油ノズルを前記接続口に接続させることで、前記燃料タンクから前記燃料フィルタを介して再び該燃料タンクに至る循環流路を形成し、前記燃料ポンプにより該燃料タンク内の燃料を該循環流路内で循環させることで、該燃料タンク内の燃料を浄化するようにしたことを特徴とするものである。

請求項１の発明では、燃料給油時には、燃料ポンプにより給油元の外部タンクから給油配管を介して燃料タンクに向かって圧送された燃料中の異物が燃料フィルタで除去される。そして、燃料タンクには、給油ノズルを接続可能な接続口が設けられており、給油ノズルを接続口に接続させることで、燃料タンクから燃料フィルタを介して再び燃料タンクに至る循環流路が形成される。燃料給油後には、燃料ポンプにより燃料タンク内の燃料が循環流路内で循環され、燃料タンク内の燃料が浄化される。

このような構成とすれば、燃料給油時に、燃料中の異物が燃料フィルタで除去されるため、燃料タンク内には浄化された燃料が貯留されることとなり、異物によってエンジンが損傷を受けたり、エンジンの故障を引き起こすことが抑制できる。さらに、燃料給油時に燃料中の異物を除去しきれなかったとしても、燃料給油後に、給油ノズルと燃料タンクの接続口とを接続するだけで、燃料タンク内の燃料を循環させる循環流路を形成することができるから、燃料タンク内の燃料中に残留している異物を確実に除去して燃料の浄化性能を向上させることができる。

このように、燃料タンク側に設けられた交換容易な燃料フィルタで、燃料中の異物のほとんどを除去することができるから、本来、エンジン側に設けられているエンジンフィルタに異物が付着することが少なくなるため、エンジンフィルタの交換等のメンテナンスを行う頻度を少なくすることができ、エンジンの稼働率の低下を抑制したり、作業効率を向上することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、
所定の設定時間が経過した後に前記燃料ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項２の発明では、制御手段により、所定の設定時間が経過した後で燃料ポンプの駆動が停止される。このような構成とすれば、燃料タンク内の燃料の浄化を図るとともに、オペレータが操作することなく自動的に燃料ポンプの停止作業を行うことができ、作業効率が向上する。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、
前記接続口は、前記燃料タンクの底部に連通していることを特徴とするものである。

請求項３の発明では、燃料タンクの底部に連通するように接続口が設けられる。これにより、給油ノズルと燃料タンクの接続口とを接続して燃料タンク内の燃料を循環流路内で循環させる際に、燃料タンクの底部に堆積していた異物を回収して燃料フィルタで除去することができる。

本発明によれば、燃料給油時に、燃料中の異物が燃料フィルタで除去されるため、浄化された燃料を燃料タンク内に貯留することができる。さらに、燃料給油時に燃料中の異物を除去しきれなかったとしても、燃料給油後に、給油ノズルと燃料タンクの接続口とを接続するだけで、燃料タンク内の燃料を循環させる循環流路を形成することができるから、燃料タンク内の燃料中に残留している異物を確実に除去して燃料の浄化性能を向上させることができる。これにより、燃料中の異物によってエンジンが損傷を受けたり、エンジンの故障を引き起こすことが抑制できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料供給装置の構成を示す概略図である。この燃料供給装置１０は、土木工事や建設工事を行う建設現場で土砂の掘削、砕石、建物の解体を行う油圧ショベル等の建設機械に搭載されている。

図１に示すように、この燃料供給装置１０は、エンジン３０に供給するための燃料を貯留する燃料タンク１１と、給油元の外部タンク３５から給油配管１２を介して燃料を吸入して燃料タンク１１に向かって圧送する燃料ポンプ１３と、燃料タンク１１に向かって圧送途中の燃料に含まれる異物を除去して燃料を浄化する燃料フィルタ１４とを備えている。燃料ポンプ１３及び燃料フィルタ１４は、保護カバー２１により覆われている。

前記燃料タンク１１の上部には、燃料タンク１１に貯留されている燃料の残量を検出するフローセンサ１７が設けられている。具体的に、このフローセンサ１７は、貯留した燃料が上限量に達したときに燃料の液面レベルを検出する上限液面センサで構成されている。また、燃料タンク１１の底部には接続口１６が連通するように設けられており、この接続口１６には、給油配管１２の先端部に設けられた給油ノズル１２ａを接続可能な接続ノズル１６ａが取り付けられている。

なお、本実施形態では、接続ノズル１６ａと給油ノズル１２ａとを接続可能な構成としているが、この形態に限定するものではなく、燃料タンク１１に設けた接続口１６に給油ノズル１２ａを直接接続可能な構成としても構わない。

前記給油配管１２の先端部には、給油ノズル１２ａが設けられている。また、給油配管１２の基端部は、燃料タンク１１に接続されている。そして、給油配管１２の配管途中には、燃料ポンプ１３と燃料フィルタ１４とが先端側から順に接続されている。

前記給油ノズル１２ａは、燃料給油時には、外部タンク３５に接続されて外部タンク３５から給油配管１２を介して燃料を吸入するようになっている。一方、燃料給油後には、図２に示すように、給油ノズル１２ａと接続ノズル１６ａとを接続することで、燃料タンク１１から燃料フィルタ１４を介して再び燃料タンク１１に至る循環流路２０を形成するようになっている。このように、循環流路２０が形成された状態で燃料ポンプ１３を駆動させると、燃料タンク１１内に貯留された燃料が循環流路２０内を循環し、燃料に含まれる異物が燃料フィルタ１４で除去されて、燃料タンク１１内の燃料が浄化される。

このような構成とすれば、燃料給油時に、燃料中の異物が燃料フィルタ１４で除去されるため、浄化された燃料を燃料タンク１１内に貯留することができる。さらに、燃料給油時に燃料中の異物を除去しきれなかったとしても、燃料給油後に、給油ノズル１２ａと燃料タンク１１の接続ノズル１６ａとを接続するだけで、燃料タンク１１内の燃料を循環させる循環流路２０を形成することができるから、燃料タンク１１内の燃料中に残留している異物を確実に除去して燃料の浄化性能を向上させることができる。

ここで、燃料タンク１１の底部に連通するように接続口１６が設けられているから、給油ノズル１２ａと接続ノズル１６ａとを接続して燃料タンク１１内の燃料を循環流路２０内で循環させる際に、燃料タンク１１の底部に堆積していた異物を回収して燃料フィルタ１４で除去することができるようになっている。

前記外部タンク３５は、建設現場に設置された燃料貯留用のタンクやドラム缶で構成されており、タンクローリ等で建設現場まで搬送された燃料が貯留されている。

前記燃料ポンプ１３は、電気モータで駆動させる電動ポンプで構成され、ポンプ駆動時に外部タンク３５から燃料を吸入し、燃料フィルタ１４に向かって燃料を一定の流量で圧送するようになっている。この燃料ポンプ１３には、コントローラ１５（制御手段）が接続されており、コントローラ１５から出力された駆動制御信号に基づいて、燃料ポンプ１３の駆動又は停止が制御されるようになっている。

なお、本実施形態では、燃料ポンプ１３は、電動モータで駆動させる電動ポンプで構成されているが、この形態に限定するものではなく、油圧を利用して駆動する油圧駆動ポンプで構成しても構わない。

前記コントローラ１５は、燃料ポンプ１３を駆動又は停止させる駆動制御信号を出力するものである。さらに、このコントローラ１５は、燃料給油後に燃料ポンプ１３を駆動させて循環流路２０内における燃料の循環を開始してから現在までの経過時間に基づいて、燃料ポンプ１３の動作を制御するように構成されている。

具体的に、コントローラ１５では、駆動制御信号を出力して燃料ポンプ１３を駆動させることで燃料タンク１１内の燃料を循環流路２０内で循環させ、その経過時間をカウントしておく。そして、経過時間が所定の設定時間以上となったときに、燃料ポンプ１３に対して駆動制御信号を出力して、燃料ポンプ１３を停止させるように制御している。このような制御を行うことで、オペレータが操作することなく自動的に燃料ポンプ１３の停止作業を行うことができ、作業効率が向上する。

前記燃料フィルタ１４は、燃料ポンプ１３から圧送された燃料中に含まれる異物を除去して燃料を浄化するものである。この燃料フィルタ１４の性能は、燃料タンク１１に供給される燃料の清浄度や、燃料タンク１１の容量、異物除去までに要求される時間等を考慮して設定される。なお、本実施形態では、１つの燃料フィルタ１４のみで燃料を浄化する構成としているが、この形態に限定するものではなく、複数の燃料フィルタ１４を用いて燃料を浄化する構成としてもよい。

前記燃料フィルタ１４には、フィルタ内を流通する燃料の圧力を検出する圧力センサ１８が設けられている。圧力センサ１８により検出された圧力値が所定値以下の場合には、燃料フィルタ１４が正常に機能しており、所定値以上の場合には、燃料フィルタ１４が目詰まりを起こしていることとなる。コントローラ１５には、圧力センサ１８の圧力値が入力され、圧力値が所定値以下の場合には、図示しない警報ブザーを鳴らしたり、警報モニタに警報内容を表示させる等の警報動作を行うことで、オペレータに燃料フィルタ１４の交換を促すことができるようになっている。また、駆動制御信号を出力して、燃料ポンプ１３を強制停止させるように制御してもよい。

次に、燃料給油時及び燃料給油後における燃料中の異物を除去する手順について、図１及び図２を用いて説明する。まず、図１に示すように、燃料給油時には、外部タンク３５に給油ノズル１２ａを接続する。そして、エンジン３０の始動とともに、コントローラ１５から燃料ポンプ１３に対して駆動制御信号を出力して燃料ポンプ１３を駆動する。燃料ポンプ１３が駆動すると、給油ノズル１２ａから給油配管１２を介して外部タンク３５内に貯留されている燃料を吸入し、燃料フィルタ１４に向けて所定の流量で圧送する。

前記燃料ポンプ１３により圧送された燃料は、燃料フィルタ１４において異物が除去さて浄化される。この浄化された燃料は、燃料タンク１１に搬送されて貯留される。

ここで、燃料フィルタ１４に設けられた圧力センサ１８により、燃料フィルタ１４内を流通する燃料の圧力を検出する。圧力センサ１８で検出された圧力値は、コントローラ１５に送信される。コントローラ１５では、圧力値が所定値以上であれば、燃料フィルタ１４が目詰まりを起こしていると判断して、警報ブザーを鳴らしたり警報モニタに警報内容を表示させる等の各種の警報動作を行うように制御する。

そして、燃料タンク１１内の燃料が増加して、予め設定された上限量に達すると、フローセンサ１７が燃料の液面を検出する。このフローセンサ１７で燃料が上限量に達したことが検出されると、フローセンサ１７の検出信号がコントローラ１５に送信される。そして、コントローラ１５から燃料ポンプ１３に対して駆動制御信号を出力して燃料ポンプ１３を停止する。

一方、図２に示すように、燃料給油後には、外部タンク３５から給油ノズル１２ａを取り外して、給油ノズル１２ａを燃料タンク１１の接続ノズル１６ａに接続する。これにより、燃料タンク１１から燃料フィルタ１４を介して再び燃料タンク１１に至る循環流路２０を形成する。

そして、コントローラ１５から燃料ポンプ１３に対して駆動制御信号を出力して燃料ポンプ１３を駆動する。燃料ポンプ１３が駆動すると、給油ノズル１２ａから給油配管１２を介して、燃料タンク１１内に貯留されている燃料を吸入し、燃料フィルタ１４に向けて所定の流量で圧送する。燃料ポンプ１３により圧送された燃料は、燃料フィルタ１４において異物が除去さて浄化される。この浄化された燃料は、燃料タンク１１に搬送されて再び貯留される。

ここで、コントローラ１５は、燃料ポンプ１３が駆動して循環流路２０内における燃料の循環が開始してから現在までの経過時間をカウントする。そして、コントローラ１５は、経過時間が所定の設定時間以上となった場合に、燃料ポンプ１３に対して駆動制御信号を出力して燃料ポンプ１３を停止する。このような制御を行うことで、循環流路２０内を繰り返し循環させて燃料の浄化を行った後、オペレータが操作することなく自動的に燃料ポンプ１３の停止作業を行うことができ、作業効率が向上する。

ここで、燃料フィルタ１４では、燃料給油時と同様に圧力センサ１８により燃料フィルタ１４内を流通する燃料の圧力を検出する。そして、検出された圧力値に基づいて、コントローラ１５が各種の警報動作を行う。

以上のように、本実施形態に係る燃料供給装置１０によれば、燃料給油時に、燃料中の異物が燃料フィルタ１４で除去されるため、浄化された燃料を燃料タンク１１内に貯留することができる。さらに、燃料給油時に燃料中の異物を除去しきれなかったとしても、燃料給油後に、給油ノズル１２ａと燃料タンク１１の接続ノズル１６ａとを接続するだけで、燃料タンク１１内の燃料を循環させる循環流路２０を形成することができるから、燃料タンク１１内の燃料中に残留している異物を確実に除去して燃料の浄化性能を向上させることができる。これにより、燃料中の異物によってエンジン３０が損傷を受けたり、エンジン３０の故障を引き起こすことが抑制できる。

以上説明したように、本発明は、給油時及び給油後における燃料中の異物の除去を、比較的簡単な構成で実現できる燃料供給装置を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

本発明の実施形態に係る燃料供給装置の構成を示す概略図である。 給油ノズルを燃料タンクに接続して循環流路を形成した状態を示す概略図である。

符号の説明

１０ 燃料供給装置
１１ 燃料タンク
１２ 給油配管
１２ａ 給油ノズル
１３ 燃料ポンプ
１４ 燃料フィルタ
１５ コントローラ（制御手段）
１６ 接続口
１６ａ 接続ノズル
２０ 循環流路
３０ エンジン
３５ 外部タンク

Claims (3)

1. エンジンに供給するための燃料を貯留する燃料タンクを備えた燃料供給装置であって、
   先端部に給油ノズルが設けられるとともに、基端部が前記燃料タンクに接続された給油配管と、
   装置外部に配設された給油元の外部タンクから前記給油配管を介して吸入した燃料を前記燃料タンクに向かって圧送する燃料ポンプと、
   前記燃料タンクに向かって圧送された燃料中の異物を除去して該燃料を浄化する燃料フィルタとを備え、
   前記燃料タンクには、前記給油ノズルを接続可能な接続口が設けられ、
   前記給油ノズルを前記接続口に接続させることで、前記燃料タンクから前記燃料フィルタを介して再び該燃料タンクに至る循環流路を形成し、前記燃料ポンプにより該燃料タンク内の燃料を該循環流路内で循環させることで、該燃料タンク内の燃料を浄化するようにしたことを特徴とする燃料供給装置。
2. 請求項１において、
   所定の設定時間が経過した後に前記燃料ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする燃料供給装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記接続口は、前記燃料タンクの底部に連通していることを特徴とする燃料供給装置。

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