JPH0767960B2 - 燃料タンク用レベルゲージ付水抜き装置 - Google Patents

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レベルゲー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63−131028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、水位を検出する
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た。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、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汲
上げパイプに該汲上げパイプと絶縁されて挿入されたポ
ンプ軸を回転して前記汲上げパイプを介して前記燃料タ
ンク外に排出する水抜きポンプを有し、 前記一対の電極を前記汲上げパイプと前記ポンプ軸とに
より形成し、 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レベルゲージ付水抜き装
置は、変換手段が、汲上げパイプとポンプ軸とにより形
成される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汲上
げパイプ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、一直線状の金属
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は、供給口２から燃料タンク１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１の底1aに向かって開口した
吸入口12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10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16が取り付け
られ、他端には、カップリング18を介して、モータ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14、フィン16を回転させて、吸入
口12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14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、電気的に導通状態に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26に
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１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31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29,3
1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31に着座させる戻し
位置に、コイル40の励磁による電磁力により、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40により電磁切換弁42が形成されている。

更に、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−Ｖ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−Ｖ変換
回路54は、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−Ｖ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は、Ｃ−Ｖ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１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−Ｖ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−Ｖ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−Ｖ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、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に入力され、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付近にある燃料、水等が、電極44に達するま
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に入力され、電磁弁駆動回路72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に入力されて、単安定パル
ス発生回路68若しくは排水用電圧比較回路70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
費され、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１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59a〜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59b〜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１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14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−Ｖ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60
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Ｔ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に信号が出力され、ポン
プ駆動回路76は、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16が回転される。フィン16の回転によ
り、燃料タンク１の底1aの水が、吸入口12、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28
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31に
着座した状態であり、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14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Ｔ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
れ、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74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とが連通され、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１の水位が低下し、吸入口12か
ら燃料が吸入され、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44に達する
と、電極44と本体下部4aとの間の抵抗値が大きくなっ
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40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との連通が遮断され、連通孔28と戻し孔30とが連
通する。また、水抜きポンプ22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14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１の底1a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１にでも、供給口２から汲上げパイプ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
的に、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、外部に排出てきる。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、汲上げパイプとポンプ軸とにより一対
の電極を形成し、この両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汲上げパイプを介し
て強制的に水を汲上げて、燃料タンク外に自動的に排水
する。汲上げパイプとポンプ軸とが電極と水を排出する
通路とを兼用するので、装置が小型化され、燃料タンク
への取付が容易、特に既設の燃料タンクであっても、供
給口に挿入して取り付けできるので、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、８……汲上げパイプ 14……ポンプ軸、22……水抜きポンプ 25……導水路、50……電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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汲
   上げパイプに該汲上げパイプと絶縁されて挿入されたポ
   ンプ軸を回転して前記汲上げパイプを介して前記燃料タ
   ンク外に排出する水抜きポンプを有し、 前記一対の電極を前記汲上げパイプと前記ポンプ軸とに
   より形成し、 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。