JPH0487999A - 燃料タンク用レベルゲージ付水抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料タンク内に貯蔵されている燃料のレベル
を表示すると共に、燃料タンク内に溜った水を汲み出し
て排出する燃料タンク用しベルゲジ付水抜き装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来より、燃料タンク内に貯蔵されている燃料のレベル
を表示するレベルゲージとして、特開昭６３−１３１０
２８号公報にあるように燃料タンク内に一対の電極を垂
設したものが知られている。このレベルゲージは、両電
極間に介在する燃料のレベルに応じて両電極間の静電容
量が変化するのを利用して、この静電容量の変化を電圧
の変化に変換し、その出力電圧に応じて燃料タンク内の
燃料のレベルを表示している。また、両電極間に水が介
在したときには、静電容量が大きく変化することから、
この変化を捉えて、燃料タンク内に水が溜ったことを表
示している。

一方、燃料タンク内に溜った水を排水する装置として、
実開昭６１−１２８１３３号公報にあるように、水位を
検量する水センサを設け、水センサにより検出される抵
抗の変化に基づいて、排出装置を作動させて、燃料タン
クの底に設けた電磁弁を介して水を排出するものが知ら
れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このようなレベルゲージと、水抜き装置とを、
それぞれ別個に燃料タンクに取り付けなければならず、
取付が面倒であるという問題があっん　また、燃料タン
クの底には、塵や錆などが溜り易く、底に溜った水に、
これらが混じり合っている。その為燃料タンクの底に設
けた電磁弁等からこの水を排出すると、塵や錆などが電
磁弁内に詰まり、扇電磁弁が完全に閉弁しなくなったり
して、燃料の一部が漏れ出したりする場合がある。また
、塵や錆が流路に付着して、流路が狭くなり、排水機能
が低下する恐れがあったそこで本発明は上記の課題を解
決することを目的とし、燃料タンクの底の塵や錆などに
よる排水機能の低下を防止し、燃料タンクの底に溜った
水を適正に排水できると共に、取付が容易な燃料タンク
用レベルゲージ付水抜き装置を提供すること一 にある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った　即ち、燃料を貯蔵する
燃料タンクの底に向かって一対の電極を垂設し、該両電
極間に介在する燃料のレベルによって変化する静電容量
に対応した電圧を出力する変換手段を設け、該変換手段
の出力に応じて燃料タンク内の燃料のレベルを表示する
レベル表示手段を備えると共に、 前記燃料タンク上側の口から底に向かって延出された導
水路を介して前記燃料タンク外に排出する水抜きポンプ
と、 前記両電極間に水が介在したときの静電容量の変化に応
じて、前記変換手段からの出力電圧が変化したときに、
前記水抜きポンプを駆動させる制御手段とを備えたこと
を特徴とする燃料タンク用レベルゲージ付水抜き装置の
構成がそれである。

［作用］ 前記構成を有する燃料タンク用しベルゲージ付＝４− 水抜き装置は、変換手段が、両電極間に介在する燃料の
レベルによって変化する静電容量に対応した電圧を出力
する。そして、レベル表示手段が、変換手段からの出力
電圧に応じて燃料のレベルを表示する。また、制御手段
が、両電極間に水が介在したときの静電容量の変化に応
じて、変換手段からの出力電圧が変化したときに、水抜
きポンプを駆動させる。そして、水抜きポンプが、燃料
タンクの底から導水路を介して水を汲み上げ、燃料タン
ク外に水を排出する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例である燃料タンク用レベルゲ
ージ付水抜き装置の断面図である。１は燃料タンクで、
燃料としての灯油等を貯えるものであり、本実施例では
、直方体状の形状をしている。この燃料タンク１の上側
には、筒状に形成された、燃料を内部に注入可能な供給
口２が設けられており、この供給口２に着脱可能に嵌合
する本体４が、供給口２を塞ぐようにして取り付けられ
ている。この本体４は、供給口２に嵌合する金属製の本
体下部４ａと、その上に積層された電気的絶縁性を有す
る本体上部４ｂとの二層からなっている。そして、本体
下部４ａには、燃料タンク１内に向かって開口した嵌合
孔６が形成されており、この嵌合孔６には、−直線状の
金属製の汲上げパイプ８の一端が嵌着されている。

この汲上げパイプ８（よ供給口２から燃料タンク］の底
１ａに向かって延出されており、その先端８ａには、吸
込部材１０が電気的に絶縁されて取り付けられている。

この吸込部材１０には、燃料タンク］の底１ａに向かっ
て開口した吸入口］２が、汲上げパイプ８の延長線上に
設けられており、その内部は中空にされて、吸入口１２
と汲上げパイプ８とが連通している。

そして、本体上部４ｂ、嵌合孔６、汲上げパイプ８内を
その軸方向に貫通して、その先端が吸込部材］０内にま
で達する金属製のポンプ軸１４が、本体下部４ａから電
気的に絶縁された状態で、本体上部４ｂに回転可能に支
承されている。また、ポンプ軸１４の先端には、フィン
］６が取り付けら札　他端には、カップリング］８を介
して、モタ２０の回転軸が連結されている。このモータ
２０を回転駆動することにより、ポンプ軸］４、フィン
］６を回転させて、吸入口］２から吸入し、汲上げパイ
プ８内に吐出する、水抜きポンプ２２が形成されている
。

また、ポンプ軸］４の廻りの本体上部４ｂに、ブラシガ
イド２４が設けられており、このブラシガイド２４に電
極ブラシ２６が取り付けられて、電極ブラシ２６と回転
するポンプ軸１４との間が、電気的に導通状態１こなる
ようにされている。尚、汲上げパイプ８、ポンプ軸１４
、電極ブラシ２６１こより水位検出センサ２７が形成さ
れている。

尚、本実施例では、汲上げパイプ８とポンプ軸１４とが
一対の電極を兼ねているので、供給口２からこれらを挿
入できる。よって、既設の燃料タンク１にでも、供給口
２からこれらを挿入することにより容易に取り付けるこ
とができる。

一 一方、本体下部４ａから本体上部４ｂにわたって、嵌合
孔６を介して汲上げパイプ８に連通する連通孔２８が穿
設されており、嵌合孔６、汲上げパイプ８、連通孔２８
により導水路２５が形成されている。また、連通孔２８
に第１弁座２９を介して連通し、燃料タンク］の内部に
向かって開口した戻し孔３０が形成されている。更に、
連通孔２８に第２弁座３］を介して連通し、燃料タンク
１外に開口した排水孔３２が形成されている。

前記両弁座２９，３１は、向い合わせに形成されており
、本体上部４ｂに摺動可能に支承された弁体３４が、両
弁座２９，３１にそれぞれ着座可能に設けられている。

この弁体３４には、アーマチュア３６が連結されており
、このアーマチュア３６は、スプリング３８の付勢力及
びコイル４０の電磁力により移動するようにされている
。そして、スプリング３８の付勢力により、弁体３４を
第２弁座３］に着座させる戻し位置に、コイル４０の励
磁による電磁力１こより、弁体３４を第１弁座２９に着
座させる排水位置に、それぞれ切り換えることができる
ように構成されている。これら、両弁座２９，３１、弁
体３４、アーマチュア３６、スプリング３８、コイル４
０により電磁切換弁４２が形成されている。

更（二本体上部４ｂを貫通して、連通孔２８内に先端が
露出した電極４４が、本体下部４ａに対向するようにし
て取り付けられている。この電極４４、本体下部４ａに
より水センサ４５を形成している。これら電極４４、モ
ータ２０、電極ブラシ２６、コイル４０等は、本体上部
４ｂに取り付けられた回路基板４８に接続されている。

そして、本体上部４ｂには、これらを覆うようにしてカ
バー４６が取り付けられている。

前記回路基板４８には、電子制御回路５０が形成されて
おり、電子制御回路５０は、第２図に示すように、外部
の電源５１に接続された安定化電源回路５２を備え、後
述する各回路に接続されている。そして、前記電極ブラ
シ２６が、静電容量−電圧変換回路５４（以下、Ｃ−■
変換回路５４という）に接続されており、汲上げパイプ
８は、本体下部４ａを介して接地されている。これらの
汲上げパイプ８とポンプ軸１４とで一対の電極を構成し
ており、Ｃ−■変換回路５４（ヨ　汲上げパイプ８とポ
ンプ軸１４との間の静電容量の変化を、電圧の変化に変
換して出力する周知のものである。

空気の比誘電率は燃料の比誘電率より小さいので、燃料
タンク１に貯えられている燃料のレベルが低くなるに従
って、その静電容量は小さくなる。

また、水の比誘電率は非常に大きいので、汲上げパイプ
８とポンプ軸１４との間に水が介在すると、その静電容
量は非常に大きくなる。本実施例のＣ−Ｖ変換回路５４
は、この静電容量の変化に対応して、静電容量が大きく
なるに従って、出力電圧も大きくなるようにされている
。

Ｃ−■変換回路５４は、表示用電圧比較回路５６に接続
されており、表示用電圧比較回路５６（よＣ−■変換回
路５４からの電圧と、予め設定された複数の電圧とを比
較して、比較結果に応じた信号を出力するものである。

そして、この表示用電圧比較回路５６は、燃料レベル表
示回路５８に接続されており、燃料レベル表示回路５８
は、比較結果の信号に応じて、比較結果に対応したいず
れかの発光ダイオード５９ａ〜５９ｄを発光させるもの
である。例えば、燃料タンク］が満タンのＣ−Ｖ変換回
路５４からの出力電圧が最大のときには、全ての発光ダ
イオード５９ａ〜５９ｄを発光させる。出力電圧が低く
なるに従って、発光ダイオード５９ａ〜５９ｄを１個づ
つその発光を止めていき、燃料タンク１が空のＣ−■変
換回路５４からの出力電圧が最小のときには、全ての発
光ダイオード５９ａ〜５９ｄの発光を停止させて、燃料
のレベルを表示するようにされている。

また、Ｃ−■変換回路５４は、検知用電圧比較回路６０
にも接続されており、検知用電圧比較回路６０は、第３
図に示すように、Ｃ−■変換回路５４からの出力電圧が
非常に大きな値となったときに出力電圧がローレベルか
らハイレベルになるように構成されている。この検知用
電圧比較回路６０は、水検知表示回路６２に接続されて
おり、水検知表示回路６２は、検知用電圧比較回路６０
の出力電圧がハイレベルであるときに、発光ダイオード
６４を発光させる信号を出力するよう構成されている。

一方、検知用電圧比較回路６０は、微分回路６６にも接
続されており、検知用電圧比較回路６０からの出力電圧
が微分回路６６に入力されて、微分回路６６により微分
され２　トリガパルスが出力される。このトリガパルス
は、単安定パルス発生回路６８に入力さね　単安定パル
ス発生回路６８は、このトリガパルスが入力されると、
所定時間Ｔ幅を有するパルス信号を出力する。この所定
時間Ｔは、水抜きポンプ２２が運転された際に、少なく
とも汲上げパイプ８の先端８ａに付近にある燃料、水等
が、電極４４（二連するまでの時間よりも長くなるよう
に設定されている。

前記電極４４は、排水用電圧比較回路７０に接続されて
おり、この排水用電圧比較回路７０は、電極４４と接地
された本体下部４ａとの間の抵抗値の変化に伴って、抵
抗値が減少すると、その出力電圧がローレベルからハイ
レベルになるように構成されている。そして、この出力
電圧が電磁弁駆動回路７２に入力さ札電磁弁駆動回路７
２は、この電圧の変化に応じて、電磁切換弁４２のコイ
ル４０を励磁する信号を出力するようになされている。

また、単安定パルス発生回路６８及び排水用電圧比較回
路７０からの信号は、オア回路７４（こ入力されて、単
安定パルス発生回路６８若しくは排水用電圧比較回路７
０の一方から信号が入力されると、ポンプ駆動回路７６
に信号を出力するよう構成されている。このポンプ駆動
回路７６では、信号が入力されると、モータ２０に駆動
信号を出力して、モータ２０を回転駆動するようにされ
ている。

尚、本実施例では、Ｃ−Ｖ変換回路５４からの出力信号
を外部に取り出すことができる端子８０が設けられてお
り、この端子８０と、屋内等の離れた場所に設けられた
表示用電圧比較回路（図示せず）とを接続し、前述した
と同様の燃料レベル表示回路、発光ダイオードを設けて
、屋内等で燃料のレベルを表示することができるように
してもよい。

次に前述した本実施例の燃料タンク用レベルゲージ付水
抜き装置の作動について説明する。

まず、供給口２から本体４等が外されて、燃料タンク１
に、供給口２から灯油等の燃料が注入されて、燃料が消
費さ札消費される都度に新たな燃料が追加注入される。

燃料タンク］に燃料が満タンに貯えられているときには
、汲上げパイプ８とポンプ軸１４との間の静電容量は、
燃料のレベルが最大であることから、大きい。このとき
の静電容量に応じて、Ｃ−Ｖ変換回路５４が、静電容量
に対応した電圧に変換して表示用電圧比較回路５６に出
力する。そして、表示用電圧比較回路５６は、この電圧
に応じて燃料レベル表示回路５８に所定の信号を出力し
、全ての発光ダイオード５９８〜５９ｄを発光させる。

また、燃料の消費に伴って、燃料のレベルが低下すると
、そのときの燃料のレベルに応じた発光ダイオード５９
ｂ〜５９ｄを発光させる。

また、燃料に混じり合っていた水等が分離し、燃料より
比重の大きい水は、燃料タンク］の底１ａに溜り、境界
を境にして、上層に燃料の層が、下層に水の層が生じる
。そして、燃料の消費に伴って、底１ａに溜った水の量
が増え、水位が上昇し、その水位が汲上げパイプ８の先
端８ａにまで達する検出水位になると、汲上げパイプ８
とポンプ軸］４との間の静電容量が大きく増加する。

これにより、第３図に示すように、Ｃ−■変換回路５４
からの出力電圧が大きく増加し、検知用電圧比較回路６
０は、これを受けて、ハイレベルの信号を微分回路６６
に出力し、微分回路６６からは、トリガパルスが出力さ
れる。そして、単安定パルス発生回路６８が、トリガパ
ルスを受けて、時間１幅のパルスを出力する。これによ
り、オア回路７４から、ポンプ駆動回路７６に信号が出
力さ札　ポンプ駆動回路７６（よ　モータ２０に回転駆
動信号を出力する。

よって、モータ２０が回転し、カップリング１８、ポン
プ軸１４を介してフィン］６が回転される。フィン］６
の回転により、燃料タンク１の底］ａの水が、吸入口］
２、汲上げパイプ８、嵌合孔６、連通孔２８を通って汲
上げられる。

このとき、汲上げパイプ８内でも、上層に燃料が、下層
に水が分離した状態で存在し、水が汲上げられる際に、
初めに燃料が汲上げパイプ８に沿って上昇していく。こ
の燃料が、汲上げパイプ８、嵌合孔６を通り、連通孔２
８に入り、電極４４と本体下部４ａとの間に介在しても
、その間の抵抗値は大きい。よって、排水用電圧比較回
路７０からの出力電圧は、ローレベルであり、電磁弁駆
動回路７２から駆動信号は出力されない。その為電磁切
換弁４２の弁体３４は、スプリング３８の付勢力により
、第２弁座３］に着座した状態であ吠連通孔２８と戻し
孔３０とが連通している。

これにより、燃料は、汲上げパイプ８、嵌合孔６、連通
孔２８から戻し孔３０を通って、燃料タンク１内に戻さ
れる。

一方、この汲上げに伴って、水位が汲上げパイプ８の先
端８ａよりも低下し、汲上げパイプ８とポンプ軸］４と
の間の静電容量が大きく減少する。

しかし、単安定パルス発生回路６８からは、時間１幅の
パルスが出力されるので、少なくともこの時間Ｔの間は
モータ２０の運転は継続される。

この運転が継続されている間に、燃料に続いて、水が汲
上げパイプ８内を汲上げられて、汲上げパイプ８の先端
８ａにあった水が、嵌合孔６を通って連通孔２８に供給
さね電極４４にまで達すると、電極４４と本体下部４ａ
との間の抵抗値が小さくなる。これにより、排水用電圧
比較回路７０からの出力電圧がハイレベルとなり、電磁
弁駆動回路７２は、この信号を受けて、コイル４０を励
磁する駆動信号を出力する。コイル４０が励磁されると
、アーマチュア３６がスプリング３８の付勢力に抗して
移動して、弁体３４を第１弁座２９に着座させる。

また、単安定パルス発生回路６８からの出力がローレベ
ルになる前に、排水用電圧比較回路７０からオア回路７
４にハイレベルの信号が出力される。これにより、ポン
プ駆動回路７６からモータ２０に駆動信号が出力され続
け、水抜きポンプ２２の運転が継続される。

こうして、連通孔２８と排水孔３２とが連通さ払戻し孔
３０との連通は遮断されて、連通孔２８を通った水は、
連通孔２８から排水孔３２を通って、燃料タンク１外に
排出される。そして、燃料タンク］の水位が低下し、吸
入口］２から燃料が吸入さね水に続いて燃料が、汲上げ
パイプ８から汲上げられる。その燃料が汲上げパイプ８
から嵌合孔６を通り、連通孔２８に供給されて、電極４
４に達すると、電極４４と本体下部４ａとの間の抵抗値
が犬きくなって、排水用電圧比較回路７０からの出力電
圧がローレベルとなる。

これにより、まず、電磁弁駆動回路７２によるコイル４
０の励磁が停止される。また、この間に時間Ｔが経過し
ているので、オア回路７４への、単安定パルス発生回路
６８と排水用電圧比較回路７０とからの入力信号は、共
にローレベルとなり、ポンプ駆動回路７６によるモータ
２０の駆動が停止される。よって、電磁切換弁４２によ
り、連通孔２８と排水孔３２との連通が遮断さね連通孔
２８と戻し孔３０とが連通ずる。また、水抜きポンプ２
２の運転が停止されて、汲上げが終了する。

尚、本実施例では、表示用電圧比較回路５６、燃料レベ
ル表示回路５８、発光ダイオード５９ａ〜５９ｄがレベ
ル表示手段として働き、検知用電圧比較回路６０、微分
回路６６、単安定パルス発生回路６８、オア回路７４、
ポンプ駆動回路７６が制御手段として働く。

前述した如く、本実施例の燃料タンク用レベルゲージ付
水抜き装置は、汲上げパイプ８とポンプ軸１４との間に
介在する燃料のレベルに応じた静電容量の変化に応じて
、燃料のレベルを表示する。

また、汲上げパイプ８とポンプ軸］４との間に水が介在
すると、その静電容量が大きく変化する。

そのときには、水抜きポンプ２２を駆動して、燃料タン
ク１内の水を燃料タンク］の底］ａから上側に向かって
汲み上げて、燃料タンク１外に排出する。

従って、一対の電極としての汲上げパイプ８とポンプ軸
１４との間の静電容量の変化に応じて、燃料のレベルを
表示すると共に、水を排出する。

よって、既設の燃料タンク］にでも、供給口２７’１１
ら汲上げパイプ８、ポンプ軸１４等を挿入するだけで容
易に取付ができる。また、燃料タンク１の底１ａに溜っ
た水は、水抜きポンプ２２により強制的（二、底１ａか
ら上側に向かって汲上げて、燃料タンク１外に排水する
。これにより、汲上げる水に塵や錆が混じっていても、
汲上げパイプ８、嵌合孔６、連通孔２８、排水孔３２、
弁体３４、第２弁座３１等に塵や錆が付着することなく
、外部に排出できる。よって、塵や錆が付着することに
よる排水機能の低下を防止できる。また、燃料タンク１
の底１ａから汲上げて、供給口２から外部に排出する。

よって、水抜きポンプ２２の運転を停止すると、水の汲
上げが止まり、電磁切換弁４２により連通孔２８と排水
孔３２との連通が完全に遮断されていなくても、水、燃
料が漏れ出ることはない。

以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる
態様で実施し得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の燃料タンク用レベルゲージ
付水抜き装置は、一対の電極の静電容量に基づいて、燃
料のレベルを表示すると共に、燃料タンクの底に水が溜
ったときには、水抜きポンプにより強制的に水を汲上げ
て、燃料タンク外に排水するので、燃料タンクへの取付
が容易である。

また、塵や錆が付着することがなく、排水機能の低下を
防止でき、ポンプの運転を停止すると、水の汲上げが止
まり、燃料が漏れ出ることはないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての燃料タンク用レベル
ゲージ付水抜き装置の断面図、第２図は本実施例の電子
制御回路のブロック図、第３図は本実施例の各回路にお
ける信号の状態を説明するタイムチャートである。 １・・・燃料タンク　　　　２・・・供給口６・・・嵌
合孔 １４・・・ポンプ軸 ２５・・・導水路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　燃料を貯蔵する燃料タンクの底に向かって一対の電極
   を垂設し、該両電極間に介在する燃料のレベルによつて
   変化する静電容量に対応した電圧を出力する変換手段を
   設け、該変換手段の出力に応じて燃料タンク内の燃料の
   レベルを表示するレベル表示手段を備えると共に、前記
   燃料タンク上側の口から底に向かつて延出された導水路
   を介して前記燃料タンク外に排出する水抜きポンプと、 前記両電極間に水が介在したときの静電容量の変化に応
   じて、前記変換手段からの出力電圧が変化したときに、
   前記水抜きポンプを駆動させる制御手段とを備えたこと
   を特徴とする燃料タンク用レベルゲージ付水抜き装置。