TW201422519A - 供油裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題是提供可檢測燃料油中水的混入，且檢測水的混入的感測器不需要做為防爆構造的供油裝置。本發明之解決手段是在危險區設置用以檢測有水混入油中的檢測用感測器的檢測部，在非危險區設置處理來自檢測用感測器的檢測部的光信號的機器。檢測用感測器可包含有在前端具有檢測部的光纖，光纖貫通危險區及非危險區的邊界部之處是藉由電纜夾來密封。
Description
本發明是有關供給燃料油給汽車的供油裝置，特別是有關具有可檢測燃料油中有水混入的功能的供油裝置。
在供油所，從供油裝置供給給汽車的燃料油是貯藏在貯油槽中。此貯油槽，因為埋設在供油所的地下，會混入因為空氣中水蒸氣結露所造成的水分，或因為貯油槽的腐蝕而浸入的地下水。又，因為貯油槽和供油裝置是利用埋設在地下的送油管連接，如果由於腐蝕使送油管上打開小孔，會從此小孔吸入地下水使燃料油中有水混入。
接著，如果供給有水混入的燃料油給汽車，會有因為燃燒不良而使引擎破損的重大事故。因為這樣的事情，希望有具有可檢測燃料油中混入的水的功能的供油裝置。
因此，考慮使用各種感測器來檢測是否有水混入。然而，使用供油裝置操作的燃料油為可燃性，因為泵單元及流量計等的燃料油供給系統是被配置在有可能存在燃料油蒸氣的領域即所謂危險區，所以各種感測器也必須配置
在危險區。因此，為了在用電力信號傳送感測器的檢測結果時不要產生火花，必須將感測器及處理其檢測結果的電力機器做成防爆構造。接著，因為做成防爆構造的感測器和電力機器大型化，設置在供油裝置的狹窄殼體內部會有困難。
作為其他的習知技術，存在將不是防爆構造的供油控制機器及供油量顯示器設置在不會充滿燃料油蒸氣的領域(非危險區)內的技術(參照專利文獻1)
然而，用於檢測有水混入燃料油中的感測器必須設置在燃料油供給系統，該燃料油供給系統是配置在存在燃料油蒸氣的危險區。因此，於上述的習知技術，必須將用於檢測有水混入燃料油中的感測器做成防爆構造，沒有解決上述的問題。
[專利文獻1]日本特開平11-106000號公開公報
本發明是有鑑於上述習知技術的問題點而提案，目的為提供可檢測燃料油中的水的混入，且檢測水的混入的感測器不需要做成防爆構造的供油裝置。
為了達成上述目的，本發明之供油裝置特徵是包含有：具有用以檢測是否燃料油中有水混入的檢測部，且
該檢測部設置在危險區的檢測用感測器，及設置在非危險區，處理來自前述檢測用感測器的檢測部的光信號的處理機器。
根據本發明，因為位於危險區內部不使用電力信號所以不會產生火花，檢測用感測器的檢測部不用防爆構造。
上述之供油裝置，前述檢測用感測器更可包含有在前端具有前述檢測部的光纖，該光纖貫通前述危險區及前述非危險區的邊界部之處是藉由電纜夾來密封。藉此，可防止危險區內的燃料油蒸氣侵入非危險區。
上述供油裝置更可包含有：被密閉而使內部成為前述危險區的機器殼體、設置在該機器殼體的內部的流量計、連接於該流量計，其周圍成為危險區的供油管、以連接處連接於該供油管的供油軟管、設置在該供油軟管前端的供油噴嘴、被密閉而使內部成為前述非危險區的顯示殼體；及設置在該顯示殼體內部的供油控制裝置、顯示器、水混入檢測用的控制裝置以及光電變換裝置，前述光纖是連接於前述光電變換裝置，且從前述顯示殼體延伸至前述危險區的內部，該光纖貫通前述危險區及前述顯示殼體的邊界部之處是藉由電纜夾來密封。因為顯示殼體內部的水混入檢測用的控制裝置及光電變換裝置不需要做成防爆構造，可保持各種機器的配置的餘裕。
上述供油裝置更可包含有連接埋設在地下的貯油槽和前述流量計的送油管及設置在該送油管的泵單元，
前述檢測部配設在該泵單元、及前述供油管之與前述供油軟管的連接處之間。因為於此檢測部的配設處，會藉由泵單元使燃料油及水均勻地混合呈白色混濁狀態(水會以微小的粒子存在於燃料油中的狀態)，混入燃料油的水變得易於檢測。
上述之供油裝置更可包含有連接埋設在地下的貯油槽和前述流量計的送油管及設置在前述貯油槽內部的前述送油管的潛水泵，前述檢測部配設在該潛水泵單元、及前述供油管之與前述供油軟管的連接處之間。
上述之供油裝置，更包含有攪拌器，該攪拌器設置在前述潛水泵及前述流量計之間的送油管，前述檢測部配設在該攪拌器、及前述供油管之與前述供油軟管的連接處之間。因為於此檢測部的配設處，會藉由泵單元使燃料油及水呈均勻混合的白色混濁狀態，混入燃料油的水變得易於檢測。
如以上所述，如果依照本發明，可提供可檢測燃料油中的水的混入，且檢測水的混入的感測器不需要做成防爆構造的供油裝置。
1‧‧‧供油裝置
2‧‧‧機器殼體
3‧‧‧馬達
4‧‧‧泵單元
4A‧‧‧流入口
4B‧‧‧泵
4C‧‧‧吐出口
5‧‧‧流量計
6‧‧‧過濾器
7‧‧‧送油管
8‧‧‧貯油槽
9‧‧‧供油管
9A‧‧‧連接口
10‧‧‧支柱
11‧‧‧供油軟管
12‧‧‧供油噴嘴
13‧‧‧噴嘴架
15‧‧‧顯示殼體
15A‧‧‧蒸氣障壁
16‧‧‧供油控制裝置
17‧‧‧顯示器
18‧‧‧信號線
19‧‧‧電纜夾
21‧‧‧水檢測用的控制裝置
22‧‧‧光電變換裝置
23‧‧‧水混入檢測用感測器
23a‧‧‧檢測用感測器的檢測部
23b‧‧‧光纖
231、232‧‧‧光纜線
24‧‧‧電纜夾
25‧‧‧基體
26‧‧‧螺帽
27、35‧‧‧填料
29‧‧‧樹脂管
30‧‧‧夾具
31‧‧‧蓋體
34、36‧‧‧中空螺栓
40‧‧‧記憶方塊
41‧‧‧光量運算方塊
42‧‧‧水混入率運算方塊
43‧‧‧判定方塊
44‧‧‧通知處理方塊
45‧‧‧通知機構
46‧‧‧供油停止處理方塊
47‧‧‧為供油停止的機構
48‧‧‧維護檢查處理方塊
49‧‧‧為維護檢查的機構
50‧‧‧顯示機構
51‧‧‧供油裝置
52‧‧‧潛水泵
53‧‧‧攪拌器
53a‧‧‧螺絲孔
53b‧‧‧葉片
54‧‧‧過濾器
α‧‧‧反射光量曲線
β‧‧‧透過光量曲線
γ‧‧‧點
δ‧‧‧該時刻的水混入率
L1-L6‧‧‧線路
S1-S5‧‧‧步驟
圖1是表示有關本發明第1實施型態之供油裝置的一部分剖面正面圖。
圖2是說明用在圖1供油裝置的電纜夾的安裝狀態的放大剖面圖。
圖3是例示於用在圖1供油裝置的泵單元安裝光纖前端檢測部的狀態的斜視圖。
圖4是於圖3之泵單元安裝光纖前端檢測部的部分放大剖面圖。
圖5是在檢測是否燃料油中有水混入的時候使用的特性圖。
圖6是利用圖5所示特性來判定是否燃料油中有水混入的有關本發明之供油裝置的控制裝置的方塊圖。
圖7是表示利用圖5所示特性來判定是否燃料油中有水混入時的有關本發明之供油裝置的控制的流程圖。
圖8是表示有關本發明第2實施型態之供油裝置的一部分剖面正面圖。
圖9是於用在圖8的供油裝置的攪拌器安裝光纖前端檢測部的部分放大剖面圖。
以下就有關本發明的實施型態，參照附加的圖面進行說明。首先，參照圖1~圖4，就有關本發明第1實施型態之供油裝置來進行說明。
在圖1中，供油裝置1具有機器殼體2及顯示殼體15。機器殼體2內部是可能存在燃料油蒸氣的高危險區。機器殼體2內部的機器是做成防爆構造。機器殼體2內部設置有用馬達3來驅動的泵單元4，測量供油量的流量計5等。
此泵單元4設置流入口4A、泵4B、吐出口4C，且
在流入口4A及吐出口4C設置過濾器6。泵單元4的流入口4A是透過送油管7與地下的貯油槽8連通。吐出口4C是連接於流量計5。如上所述，泵4B(圖1中是齒輪泵)是用馬達3來驅動。
在圖1的供油裝置1，連接於流量計5的供油管9是向上立於支柱10的內部。然後，於供油管9前端的連接口9A連接供油軟管11，於供油軟管11前端安裝供油噴嘴12，將供油噴嘴12掛在噴嘴架13。又，供油管9的周圍是可能存在燃料油蒸氣的高危險區。
位於機器殼體2上方的顯示殼體15是不存在燃料油蒸氣的非危險區。與機器殼體2內部的機器相異，設置在顯示殼體15內部的供油控制裝置16及顯示器17等不做成防爆構造。設置在顯示殼體15內部的供油控制裝置16是與機器殼體2內部的馬達3、流量計5與信號線18連接。
顯示殼體15具有蒸氣障壁15A。在前述信號線18貫通蒸氣障壁15A的部分設置電纜夾19。換言之，前述信號線18貫通蒸氣障壁15A的部分是用電纜夾19來密封。由於信號線18貫通蒸氣障壁15A的部分是用電纜夾19來密封，防止於機器殼體2內部的燃料油蒸氣沿著信號線18浸入顯示殼體15內部。
在顯示殼體15內部是設置水檢測用的控制裝置21、及連接於控制裝置21的光電變換裝置22，於光電變換裝置22連接光纖23b。於是，水檢測用感測器是用符號23來包括表示，且具有光纖23b。接著，該感測器23是具有檢測
燃料油中有水混入的功能的檢測用感測器，其檢測部23a(參照圖4)是光纖23b前端的受光部分。
如上所述，在顯示殼體15的蒸氣障壁15A設置電纜夾24，光纖23b貫通電纜夾24導入至機器殼體2內部，並將光纖23b配設於泵單元4的油流路。由於光纖23b貫通蒸氣障壁15A的部分藉由電纜夾24來密封，防止在機器殼體2內部的燃料油蒸氣沿著光纖23b浸入到顯示殼體15內部。
也就是說，防止在機器殼體2內部的燃料油蒸氣沿著信號線18浸入到顯示殼體15內部，且防止該蒸氣沿著光纖23b浸入到顯示殼體15內部。因此，顯示殼體15是對機器殼體2內部的燃料油蒸氣密封，成為即使發生電力火花等也不會發生事故的安全區域(非危險區)。
如圖4所示，在光纖23b(受光用光纜線232)的前端設置水混入檢測用感測器23的檢測部23a。如後所述，可使水混入檢測用感測器23為受光感測器，且將檢測用感測器23的檢測部23a配置在從連通於供油所地下的貯油槽8的送油管7與供油軟管11的連接處(連接口)9A之間的領域，尤以配置於圖1附上陰影的領域，也就是從泵4B的齒輪(旋轉體)的收納處到連接口9A(供油軟管11的連接處)為止的領域任一處為佳。
另外，於圖1，有關機器殼體2的內部及顯示殼體15的內部只表示與右側的供油軟管11關聯的機器而已，與左側的供油軟管11關聯的機器的構造，因為圖示的簡略化而省略。
圖2是詳細表示光纖23b貫通顯示殼體15的蒸氣障壁15A的狀態。如上所述，光纖23b貫通蒸氣障壁15A的部分是用電纜夾24來密封。
於圖2，電纜夾24的基體25是藉由螺帽26固定於蒸氣障壁15A。通過電纜夾24內部的光纖23b是藉由填料27來密封。
如圖2所明確表示，用電纜夾24密封的光纖23b是由2條光纜線構成。
2條纜線之一方是光照射用光纜線231，具有從其前端(於圖4檢測部23a側的端部)照射光的功能。2條的光纖23b的另一方是受光用光纜線232，參照圖4如後所述，在前端具有檢測部23a，並具有將用檢測部23a接受到的光往顯示殼體15內部的光電變換裝置22傳達的功能。
雖然沒有圖示，但是藉由1條的光纖23b，也可能達成發光用光纜線和受光用光纜線雙方的作用。
於圖2，機器殼體2內部的光纖23b(發光用光纜線231及受光用光纜線232)用樹脂管29包覆，樹脂管29的前端藉由夾具30固定於支架62。然後，支架62藉由螺帽26固定於蒸氣障壁15A。藉由用夾具30固定住光纖23b，可保護光纖23b免於振動。於是，光纖23b只在機器殼體2內部用樹脂管29包覆。換言之，萬一在事故等使樹脂管29破損的情況，可防止機器殼體2內部的燃料油經由樹脂管29內部壁面與光纖23b之間的空間而浸入顯示殼體15內部的事態。
圖3、圖4是例示光纖23b前端的檢測部23a被配設
在泵單元4的吐出口4C附近的狀態。但是如上所述，檢測部23a可設置在表示於圖1附上陰影的領域(從泵4B的齒輪收納處到供油軟管11的連接處即連接口9A為止的領域)的任一處。
在後述的狀態，為了使用水混入檢測用感測器23來檢測水的混入，必須使水及燃料油呈均勻混和的白色混濁狀態。比起泵4B的齒輪收納處在供油噴嘴12側的領域設置感測器23的檢測部23a是因為可在相關領域用泵4B的齒輪攪拌水及燃料油而使水均勻混入燃料油中成為白色混濁狀態，來檢測水混入的有無。
於圖3、圖4，在泵4吐出口4C的附近設置蓋體31，將蓋體31使用螺栓32固定於泵單元4。中空螺栓34與開在蓋體31的孔33螺合，在中空螺栓34中插入填料35且與中空螺栓36螺合。接著，在中空螺栓36的中空部分插入通過光纖23b。
換言之，在與蓋體31螺合的中空螺栓34中擰入中空螺栓36，在中空螺栓36的中空部中插入光纖23b，且中空螺栓34的中空部分是用填料35來密封。然後，如圖4所示，在光纖23b(受光用光纜線232)的前端部(圖4中是下端部)設置感測器23的檢測部23a。
接著，參照圖5~圖7，就本發明之供油裝置檢測是否燃料油中有水混入的控制的一例來進行說明。
如上所述，混入燃料油中的水會在使用泵單元4的泵4B加壓輸送時被攪拌，變成微小粒子的燃料油與水的
混合物是白色混濁的。從光照射用光纜線231的前端照射的光，其一部分會碰撞到微小的水粒子並反射，藉由受光用光纜線232前端的(感測器23的)檢測部23a來接收光。該受光量(藉由水粒子而反射的光量)會在燃料油中的水混入率變大時增加(圖5的曲線α)。
另一方面，從光照射用光纜線231前端照射的光的一部分(沒有碰撞到水粒子的光)會穿透混入微小水粒子的燃料油直線前進，在對向的壁面(無圖示)反射，再次穿透燃料油中直線前進，藉由受光用光纜線232前端的檢測部24a來接收光。該受光量(穿透燃料油中直線前進，在對向的壁面反射藉由檢測部23a接收的光)會在燃料油中的水混入率變大時減少(圖5的曲線β)。
然後，使用受光用光纜線232前端的檢測部23a接收的全部受光量為圖5曲線α的光量及曲線β的光量的總和，其特性以圖5的曲線「α+β」來表示。
於是，圖5的縱軸為受光量，橫軸為水混入率。求出使用檢測部23a接收的全部受光量(以圖5的「感測器檢測結果」為例)，如以圖5的鎖線表示般對應來求出特性曲線「α+β」上的點γ，則點γ橫軸的數值δ是該時刻的水混入率。
圖6是表示實行在圖5說明過之控制的控制裝置21的方塊圖，圖7是表示在圖5說明過之控制的流程圖。控制裝置21的構造及在圖5說明過之控制為主要參照圖6、圖7來進行說明。
透過受光用光纜線232輸入到光電變換裝置22的光(用檢測部23a接受的光量)會變換成電力信號，透過信號線路L3被光量運算方塊41讀取(步驟S1)，運算檢測部23a的全部受光量(步驟S2)。運算完的受光量會透過線路L4往水混入率運算方塊42傳達，利用來自記憶方塊40傳達的受光量及水混入率的特性(參照圖5)，運算水混入率(步驟S3)。
運算完的水混入率透過線路L5往判定方塊43傳達。接著，在判定方塊43的判定結果會透過線路L6，向通知處理方塊44、通知機構45、供油停止處理方塊46、為供油停止的機構47、維護檢查處理方塊48、用以維護檢查的機構49、顯示機構50發送信號。
判定方塊43會比較水混入運算方塊42的水混入率及從記憶方塊40透過線路L2傳達的「臨界值」(是否達到應該通知水混入率的程度的臨界值：是否水混入率是正常程度的臨界值)(步驟S4)。
假如水混入率是臨界值以下(步驟S4為NO)，判斷水混入率是正常程度(沒有問題的程度)，返回步驟S1。此時，感測器23檢測出燃料油中沒有水混入。如果水混入率比臨界值大(步驟S4為YES)，進入步驟S5。此時，感測器23檢測出燃料油中有水混入。
步驟S5為藉由供油控制裝置16(參照圖1)來判斷是進行通知即可、必須通知及/或供油停止處理、必須通知及/或供油停止處理及/或為維護檢查的處理。
也就是說，如果水混入率為進行通知即可的程度，
不會進行供油停止處理及為維護檢查的處理。如果水混入率為必須供油停止處理的程度，藉由供油控制裝置16來進行供油停止處理。此時，也可進行通知。更進一步在水混入率很大的情況，會實行供油停止處理及/或為維護檢查的處理。在此時，也可進行通知。
根據圖示之實施型態，感測器23的檢測部23a設置在危險區的機器殼體2，處理來自感測器23的檢測部23a的光(光信號)的控制裝置21、光電變換裝置22設置在非危險區的顯示殼體15內部。
於是，機器殼體2內部的感測器23的檢測部23a只授受光，不進行電力信號的傳送接收。於是，就算感測器23的檢測部23a設置在有充滿燃料油蒸氣之虞的機器殼體2內部，於該檢測部23a也不會藉由電力信號而發生火化。
又，因為來自感測器23的檢測部23a的光信號會藉由顯示殼體15內部的光電變換裝置22變換成電力信號並由控制裝置處理，所以只在顯示殼體15內部傳送接收對應檢測部23a檢測結果的電力信號。於是，可依據圖示之實施型態，維持高安全性的狀態，並使用檢測用感測器23來檢測是否燃料油中有水混入。
與其相關之圖示的實施型態為機器殼體2內部的感測器23的檢測部23a只進行光的授受，處理來自檢測部23a的光信號的控制裝置21、光電變換裝置22設置在非危險區的顯示殼體15內部。於是，感測器23的檢測部23a、控制
裝置21、光電變換裝置22不需要做成防爆構造。
接著，參照圖8及圖9，就有關本發明的第2實施型態之供油裝置進行說明。此供油裝置51在具備以貯油槽8中的潛水泵52來取代供油裝置1的泵單元4，及在供油裝置1的泵單元4的位置具備有攪拌器52、過濾器54這些點上與供油裝置1相異。另外，有關其他與上述供油裝置1同樣的構造要素是附上同樣的參照編號或省略圖示並省略詳細的說明。
潛水泵52在內部具備葉輪。又，於攪拌器53，如圖9所示，穿過設置螺絲孔53a，中空螺栓34與此螺絲孔53a螺合，在中空螺栓34插入填料35，在中空螺栓36的中空部分插入通過光纖23b。在此光纖23b(受光用光纜線232)的前端部(下端部)設置感測器23的檢測部23a。在攪拌器53的內部複數地配置攪拌用的葉片53b。
又，與上述實施型態相同，因為在信號線18及光纖23b貫通機器殼體2與顯示殼體15的邊界部的蒸氣障壁15A之處，使用電纜夾19、24來密封，防止機器殼體2內部的燃料油蒸氣沿著信號線18及光纖23b浸入顯示殼體15內部的情形。因此，顯示殼體15內部經常保持作為非危險區的安全性。
本實施型態是與上述第1實施型態相同，可在將燃料油向汽車供油之前的階段掌握水混入的有無。然後，可在變成引擎停止之前的階段採取通知、供油停止等必要的措施。
注意圖示的實施型態只是舉例，並非限定本發明技術範圍的旨趣的說明。舉例來說，也可將感測部23的檢測部23a配置在從連通於供油所地下的貯油槽8的送油管7與供油軟管11的連接處(連接口)9A之間的領域。
又，感測器23的檢測部23a配置在供油管9(參照圖1)內部的情況，必須在光纖23b貫通顯示殼體15的蒸氣障壁15A之處藉由電纜夾來密封。
1‧‧‧供油裝置
2‧‧‧機器殼體
3‧‧‧馬達
4‧‧‧泵單元
4A‧‧‧流入口
4B‧‧‧泵
4C‧‧‧吐出口
5‧‧‧流量計
6‧‧‧過濾器
7‧‧‧送油管
8‧‧‧貯油槽
9‧‧‧供油管
9A‧‧‧連接口
10‧‧‧支柱
11‧‧‧供油軟管
12‧‧‧供油噴嘴
13‧‧‧噴嘴架
15‧‧‧顯示殼體
15A‧‧‧蒸氣障壁
16‧‧‧供油控制裝置
17‧‧‧顯示器
18‧‧‧信號線
19‧‧‧電纜夾
21‧‧‧水檢測用的控制裝置
22‧‧‧光電變換裝置
23‧‧‧水混入檢測用感測器
23b‧‧‧光纖
24‧‧‧電纜夾
Claims (6)
- 一種供油裝置，包含有：檢測用感測器，具有用以檢測是否燃料油中有水混入的檢測部，且該檢測部設置在危險區；及處理機器，設置在非危險區，處理來自前述檢測用感測器的檢測部的光信號。
- 如請求項1之供油裝置，其中前述檢測用感測器包含有在前端具有前述檢測部的光纖，該光纖貫通前述危險區及前述非危險區的邊界部之處是藉由電纜夾來密封。
- 如請求項2之供油裝置，更包含有：被密閉而使內部成為前述危險區的機器殼體；設置在該機器殼體的內部的流量計；連接於該流量計，其周圍成為危險區的供油管；以連接處連接於該供油管的供油軟管；設置在該供油軟管前端的供油噴嘴；被密閉而使內部成為前述非危險區的顯示殼體；及設置在該顯示殼體內部的供油控制裝置、顯示器、水混入檢測用的控制裝置以及光電變換裝置，前述光纖是連接於前述光電變換裝置，且從前述顯示殼體延伸至前述危險區的內部，該光纖貫通前述危險區及前述顯示殼體的邊界部之處是藉由電纜夾來密封。
- 如請求項3之供油裝置，更包含有： 送油管，連接埋設在地下的貯油槽和前述流量計；及泵單元，設置在該送油管，前述檢測部配設在該泵單元、及前述供油管之與前述供油軟管的連接處之間。
- 如請求項3之供油裝置，更包含有：送油管，連接埋設在地下的貯油槽和前述流量計；及潛水泵，設置在前述貯油槽內部的前述送油管，前述檢測部配設在該潛水泵單元、及前述供油管之與前述供油軟管的連接處之間。
- 如請求項5之供油裝置，更包含有設置在前述潛水泵及前述流量計之間的前述送油管的攪拌器，前述檢測部配設在該攪拌器、及前述供油管之與前述供油軟管的連接處之間。
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