JPH09112901A - 液体燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体燃料の燃焼機器への供給量を高精度に計
測できる液体燃料供給装置を提供する。 【解決手段】 制御部は、流通量センサ２６により検出
した液体燃料の流通する量に基づいて得られる流量が所
定のしきい値以下である第１の場合には、液位センサと
してのフロートスイッチ１８により検出した液位低下に
基づいて得られる流通量を液体燃料の累積供給量として
累積演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房機、給湯機等
の燃焼機器に対して液体燃料を供給するための液体燃料
供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実公平７−１１３２１号公報等に開示さ
れているこの種の液体燃料供給装置は、石油等の液体燃
料を多量に貯蔵するメインタンク（例えば、集合住宅の
一棟に対して一基、棟近傍の地上面に設置される）と、
単数または複数の燃焼機器（例えば、集合住宅の棟内の
各世帯毎に設置される）との間に設置されるものであ
る。そして、メインタンク内の液体燃料を所定の高さ
（例えば、集合住宅の二階程度）にまで吸上げ、液体燃
料供給装置よりも低い位置にある燃焼機器に液体燃料を
供給する役目を果たす。このような液体燃料供給装置
は、一般に、液体燃料を一時的に貯蔵する貯蔵タンク
と、貯蔵タンク内に液体燃料を吸上げるポンプと、貯蔵
タンク内での液体燃料の液位を検出する液位センサとし
てのフロートスイッチと、ポンプの動作を制御する制御
部とを備えている。そして、フロートスイッチの検知信
号に基づいて、貯蔵タンク内の液面が所定の範囲内に位
置するようにポンプの作動を制御している。

【０００３】ところで、一般には一基のメインタンクを
複数の世帯が共用するので、各世帯毎の燃料使用料金を
算出する必要がある。このため、各世帯毎の液体燃料の
供給量、即ち、各液体燃料供給装置から燃焼機器への液
体燃料の累積供給量を測定することが必要となる。上述
した例をも含め、従来の液体機器装置においては、液体
燃料供給装置と燃焼機器との間、即ち、液体燃料供給装
置の貯蔵タンクの流出口側に液体燃料の少なくとも流通
する量を検出する流通量計を設け、液体燃料の累積供給
量を測定している。この流通量計は、一般に、オーバル
歯車型や膜式等の流通量センサ構造を有している。尚、
本明細書において、液体燃料の流通する量とは、時間の
パラメータを含まないものとする。一方、流量とは、単
位時間あたりの流通する量とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した液体燃料供給
装置の累積供給量の測定に用いられる流通量計の流通量
センサ構造は、流量がある程度の値よりも大きい場合に
は比較的高精度に計量できるものの、その値以下では計
量精度が極端に低いという実情にある。しかも、このよ
うな流通量計を用いて累積供給量を計測する場合には、
流量がある値以下の状態が頻繁であるか、長時間続く
程、計量誤差を含んだ値が累積されてしまうため、計測
結果が実用に適さないことはいうまでもない。図６は、
上記従来の流通量計の一例について、液体の流量に応じ
た計量誤差を得る実験の実験結果を示す。図６を参照す
ると、この実験に用いた流通量計では、流量が３ミリリ
ットル／分以下の範囲では、実用に好ましくない位に計
量誤差を生ずることがわかる。

【０００５】本発明の課題は、燃焼機器への液体燃料の
供給量を高精度に測定できる液体燃料供給装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以下の
態様（１）〜（４）が得られる。

【０００７】（１） 外部に設けられたメインタンクか
らくみ上げられる液体燃料を一時的に貯蔵可能な貯蔵タ
ンクと、前記貯蔵タンク内に液体燃料をくみ上げるポン
プと、前記貯蔵タンク内での液体燃料の少なくとも二レ
ベルの液位を検出する液位センサと、前記液位センサの
検出信号に基づいて前記ポンプの動作を制御する制御部
と、前記貯蔵タンクの液体燃料の流出口側に備えられ、
流出口側の液体燃料の流通する量を検出する流通量セン
サと、前記貯蔵タンクから流出して燃焼機器へ供給され
る液体燃料の累積供給量を表示する表示部とを有する液
体燃料供給装置において、前記制御部は、前記流通量セ
ンサにより検出した液体燃料の流通する量に基づいて得
られる流量が所定のしきい値以下である第１の場合に
は、前記液位センサにより検出した液位低下に基づいて
得られる流通量を液体燃料の累積供給量として累積演算
することを特徴とする液体燃料供給装置。

【０００８】（２） 前記制御部は、前記流通量センサ
により検出した流通する量に基づいて得られる流量が所
定のしきい値よりも大きい第２の場合には、前記流通量
センサにより得られる流通量を液体燃料の累積供給量と
して累積演算する態様（１）の液体燃料供給装置。

【０００９】（３） 前記制御部は、前記ポンプの動作
非動作についても検出し、前記ポンプが動作中には、前
記流通量センサにより得られる流通量を液体燃料の累積
供給量として累積演算する態様（１）または（２）の液
体燃料供給装置。

【００１０】（４） 前記制御部は、前記第１の場合に
前記流通量センサにより得られる流通量を流通量データ
として記憶しておく流通量データ記憶部を備え、前記第
１の場合が前記液位低下に要する期間以上に継続しない
ときには、その第１の場合が継続した期間の前記流通量
データを液体燃料の累積供給量として累積演算する態様
（１）乃至（３）のいずれかの液体燃料供給装置。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態による液体燃料供給装置を説明する。

【００１２】図１、図２、および図３はそれぞれ、本発
明の実施の形態１による液体燃料供給装置の縦断面図、
図１のフロートスイッチの拡大縦断面図、および制御装
置のブロック図である。

【００１３】まず、図１および２を参照して液体燃料供
給装置の構造について説明する。図１および２におい
て、本装置は、外部に設けられた図示しないメインタン
クからくみ上げられる液体燃料を一時的に貯蔵可能な貯
蔵タンク１と、貯蔵タンク１内に液体燃料をくみ上げる
ポンプ３と、貯蔵タンク１内での液体燃料の液位を検出
する液位センサとしてのフロートスイッチ（スイッチＳ
１〜Ｓ３を含む）１８と、フロートスイッチ１８の検出
信号に基づいてポンプ３の動作等を制御する制御部（図
１および２では示さず）とを有している。

【００１４】特に、本発明においては、制御部は、後に
詳述するように、液体燃料の累積供給量を演算し、演算
結果を後述する表示部により表示させる処理をも行うも
のである。

【００１５】貯蔵タンク１は、中空方形状を呈してお
り、その底面には、メインタンクに接続される流入口１
ａと、図示省略の燃焼機器に接続される流出口１ｂとが
設けられている。流出口１ｂ側には、貯蔵タンク１から
流出口１ｂを通して流出する液体燃料について、その少
なくとも流通する量を検出する流通量センサ２６が設け
られている。流通量センサ２６の機械部分の構造は、例
えば、前述したオーバル歯車型や膜式型である。流通量
センサ２６はまた、制御部に電気的に接続されており、
流量を示すパルス状の電気信号（例えば、１パルスが液
体燃料１ミリリットルの流通を示すようなパルス信号）
を検出信号として制御部へ出力するようになっている。
尚、流出口１ｂの上流側には、流出する液体燃料に含ま
れる不純物等が流通量センサ２６の機械部分に入り込ん
でセンサが故障することを防止するために、流出する液
体燃料からゴミ等の不純物を除去するための筒状を呈す
る流出口フィルタ２５が設けられている。一方、流入口
１ａ側には、所定の条件に基づく制御部の制御によって
液体燃料の逆流を流通／遮断するための制御弁２４が設
けられている。流入口１ａと貯蔵室１ｄとの間には、フ
ィルタ室２が介在されており、フィルタ室２には、流入
口１ａから流入された液体燃料からゴミ等の不純物を除
去するフィルタ２ａが交換可能に配置されている。

【００１６】ポンプ３は、フィルタ室２の上部開口に該
開口を塞ぐようにして配置されたロータリー式の吸上げ
ポンプであり、逆流防止弁４が連設された流入側をフィ
ルタ室２に臨み、また流出側及び回転軸３ａを貯蔵室１
ｄに臨んでいる。

【００１７】モータ５は、貯蔵タンク１の上面にゴム製
の固定台６を介して前記ポンプ３と同軸上に固定されて
おり、そのシャフト５ａは、貯蔵室１ｄ内に突出し、連
結軸７を介して前記ポンプ３の回転軸３ａに連結されて
いる。詳しくは、シャフト５ａおよび回転軸３ａの端部
に差込用のスリットをそれぞれ形成し、このスリットに
連結軸７の各端部をそれぞれ差込むことで連結を行なっ
ている。

【００１８】オイルカップ８は、貯蔵室１ｄの内底面に
ポンプ３を包囲するように立設されており、円筒形を呈
している。呼び液室９は、貯蔵室１ｄの内底面にオイル
カップ８と隣接して突設され、円筒形を呈しており、オ
イルカップ８と呼び液室９とは、漏出防止用の側板を備
え、かつ所定の底面高さを有する傾斜通路１０によって
連通されている。

【００１９】液導出用フロート１１は、呼び液室９内に
配置され、円柱形を呈している。呼び液導出用フロート
１１に連結されたシャフト１１ａは、貯蔵タンク１の上
面から突出しており、その突出端に固定された操作ボタ
ン１１ｂと貯蔵タンク１の上面との間に張設されたスプ
リング１１ｃによって上方に付勢されている。この呼び
液導出用フロート１１は、貯蔵室１ｄ内に液体燃料がな
くなった状態でポンプ３を作動させる際に使用するもの
で、操作ボタン１１ｂを押下し呼び液導出用フロート１
１を呼び液室９内に押し込むことにより、呼び液室９内
に貯留されている液体燃料を傾斜通路１０を通じてオイ
ルカップ８内に導入できるようになっている。

【００２０】流出室１３は、貯蔵室１ｄの内底面に流出
口１ｂの上部開口を包囲するように立設され、円筒形を
呈している。流出室１３内には、流出口１ｂの上部開口
を開閉可能な流出弁１４が配置されている。この流出弁
１４は、流出弁１４に連結されたシャフト１４ａを貯蔵
タンク１の上面に固定されたホルダー１５に摺動自在に
嵌挿し、このホルダー１５から突出している。また、シ
ャフト１４ａの突出端は、図示の位置から上方に引き上
げホルダー１５に係合できるようになっており、この係
合状態で流出弁１４を開放し貯蔵室１ｄ内の液体燃料を
流出口１ｂから流出することができる。尚、流出室１３
上には、筒状を呈するフィルタ２５が設けられている。
フィルタ２５は、液体燃料に含まれているゴミ等が流通
量センサ２６内へ入り込むことにより生ずるセンサ構造
部の故障を防止する。

【００２１】液位センサとしてのフロートスイッチ１８
は、貯蔵室１ｄの内上面に垂設されている。フロートス
イッチ１８は、縦長円筒形のフロート管１８ａと、フロ
ート管１８ａの外側に上下方向に移動自在に外嵌され、
ストッパ１８ｄによって下方移動を規制されたリング形
のフロート１８ｂとからなる。このフロート１８ｂ内に
は、磁石１８ｃが内蔵されている。また、フロート管１
８ａ内には、磁石１８ｃの近接によってオンになる一
方、離反によってオフになる計３個のリードスイッチＳ
１、Ｓ２、およびＳ３が配置されている。

【００２２】図２を参照して、フロートスイッチ１８を
詳しく説明する。フロート管１８ａの最下部には、フロ
ート１８ｂがストッパ１８ｄに当接している状態でオン
になる下限液面Ｌ１を検知するリードスイッチＳ１が配
置されている。また、リードスイッチＳ１の上方位置に
は、上限液面Ｌ２を検知するリードスイッチＳ２が配置
されている。さらに、リードスイッチＳ２の上方位置に
は、過剰液面Ｌ３を検知するリードスイッチＳ３が配置
されている。また、リードスイッチＳ１とリードスイッ
チＳ２とは、互いの検知領域ＳＴ１と検知領域ＳＴ２と
が重ならないように、所定の間隔をおいて配置されてい
る。また、リードスイッチＳ２とリードスイッチＳ３と
は、互いの検知領域ＳＴ２と検知領域ＳＴ３とが部分的
に重なるように配置されている。

【００２３】制御基板ケース１７は、貯蔵タンク１の上
面に配設された制御基板ケースである。制御基板ケース
１７の表面には、液体燃料の累積供給量を表示する表示
部としての液晶表示板２２ａと、ポンプ３の作動状態と
貯蔵室１ｄ内の液面位置とを選択的に表示可能なその他
の表示部等が設けられている。

【００２４】次に、図３を参照して液体燃料供給装置の
制御系について説明する。図３において、制御部２０は
例えばマイクロコンピュータにより構成され、その入力
側には電源スイッチＳＷと、フロートスイッチの構成要
素であるリードスイッチＳ１、Ｓ２、およびＳ３と、流
通量センサ２６とがそれぞれ接続されている。また、出
力側には、液晶表示板２２ａと、制御弁２４と、ポンプ
駆動用のモータ５に駆動電力を供給する駆動回路２１と
がそれぞれ接続されている。また、制御部２０は、流通
量センサ２６による後述する流通量スタックデータを一
時的に記憶するための流通量スタックデータ記憶部２０
１を備えている。

【００２５】制御部２０では、電源スイッチＳＷの開閉
信号、流通量センサ２６の検出信号、、ならびにリード
スイッチＳ１、Ｓ２、およびＳ３の検知信号に基づき、
メモリに格納されたプログラムに従って、液晶表示板２
２ａの表示制御、制御弁２４の作動、ならびにポンプ３
の作動を制御する。

【００２６】次に、本液体燃料供給装置の動作を説明す
る。

【００２７】はじめに、本液体燃料供給装置の基本動
作、即ち、貯蔵タンク１への液体燃料の汲み上げ動作を
説明する。本液体燃料供給装置では、制御部２０が液位
センサとしてのフロートスイッチ１８の検出信号に基づ
いて、ポンプ３の動作を制御する。制御部２０は、フロ
ートスイッチ１８のリードスイッチＳ１がオンの場合に
は液体燃料を貯蔵室１ｄ内へ汲み上げるように、ポンプ
３（モータ５）を駆動制御する。この後、リードスイッ
チＳ２またはＳ３のいずれかがオンになれば、貯蔵室１
ｄ内の液面が上面にまで達したと判断し、ポンプ３の作
動を停止して液体燃料の汲み上げを中断する。ポンプ３
の作動が停止された後は、リードスイッチＳ１の確認を
行い、液体燃料の燃焼機器への供給がなされることによ
って貯蔵室１ｄ内の液面が下がりリードスイッチＳ１が
オンになるまで待機状態となる。リードスイッチＳ１が
オンになると貯蔵室１ｄ内の液面が下限に達したと判断
し、ポンプ３を作動させる。以後、以上の工程を繰り返
す。

【００２８】図４は、図１に示した貯蔵タンク１（貯蔵
タンク１ｃ）内の容量とフロートスイッチ１８との関係
を示す。図４において、貯蔵タンク１では、例えば、リ
ードスイッチＳ１がオンする位置（低レベル）からリー
ドスイッチＳ２がオンする位置（高レベル）にまで変化
（変位量＝Ｄ）するとき、図中斜線で示す容量Ｐの液体
燃料をくみ上げることになる。逆にいえば、リードスイ
ッチＳ２がオンになった状態からリードスイッチＳ１が
オンになる状態まで液体燃料を供給したのであれば、そ
の供給量はＰである。ここで、本実施の形態では、貯蔵
タンク１は、容量Ｐが３００ミリリットルとなるように
設計されている。

【００２９】次に、本液体燃料供給装置における液体燃
料の累積供給量の演算および表示動作を、図５のフロー
図を参照して説明する。

【００３０】本液体燃料供給装置における液体燃料の累
積供給量の演算および表示動作のフローは、制御部２０
による基本フロー（前述したポンプ動作制御等）に対し
て、制御部２０に接続されている流通量センサ２６から
の検出信号（１パルスが液体燃料１ミリリットルの流通
を示すパルス信号）に応じて割り込む形式である。即
ち、制御部２０は、本装置から液体燃料を１ミリリット
ル供給する毎に以下のフローを処理する。

【００３１】さて、ステップＳｆ１１にて、制御部２０
は、１分間タイマをスタートし１分経過していなければ
ステップＳｆ１２にて流通量センサ２６の検出信号のパ
ルス数を１分間パルスカウンタによりカウントし、ステ
ップＳｆ２１へ移行する一方、１分経過したならばステ
ップＳｆ１３へ移行する。ステップＳｆ１３では流量Ｖ
ｆ［ミリリットル／分］にステップＳｆ１２による１分
間パルス数を代入し、ステップＳｆ１４では１分間パル
スカウンタをリセットし、ステップＳｆ１５では１分間
タイマをリセットし、ステップＳｆ２１へ移行する。即
ち、制御部２０は、１分間のパルス数をカウントし、こ
れを流量Ｖｆとし、この値は１分毎に書き換える。

【００３２】次に、制御部２０は、ステップＳｆ２１に
てポンプ３の動作非動作について検出し、動作していれ
ばステップＳｆ２２にてポンプ３の動作前まではどちら
の測定モードであったかを判別する。ステップＳｆ２２
における判別が、［流通量センサ測定モード］であった
ならばステップＳｆ３１へ移行する一方、［液位センサ
測定モード］であったならばステップＳｆ２３へ移行す
る。ステップＳｆ２３では累積供給量に前述した容量Ｐ
を加算し、ステップＳｆ２４にて測定モードを［流通量
センサ測定モード］にする。一方、ステップＳｆ２１に
てポンプ３が非動作ならば、ステップＳｆ２５にてポン
プ３が動作状態から非動作状態になって１回目か否かを
判別し、１回目であればステップＳｆ２６へ移行する一
方、２回目以上であれば前述のステップＳｆ３１へ移行
する。ステップＳｆ２６では、流量Ｖｆが３ミリリット
ル／分以下であるか否かを判別し、３ミリリットル／分
以下であればステップＳｆ２７へ移行する一方、３ミリ
リットル／分よりも大きければ前述のステップＳｆ２４
へ移行する。ステップＳｆ２７では、測定モードを［液
位センサ測定モード］にし、ステップＳｆ２８にて制御
部２０内の流通量スタックデータ記憶部２０１のデータ
をリセットする。

【００３３】続いて、制御部２０は、ステップＳｆ３１
にて測定モードを判別し、［流通量センサ測定モード］
ならばステップＳｆ３２へ移行する一方、［液位センサ
測定モード］ならばステップＳｆ３３へ移行する。ステ
ップＳｆ３２では、累積供給量に流通量センサ２６の検
出信号の１パルス分を加算し、ステップＳｆ５０へ移行
する。一方、ステップＳｆ３３では、流通量スタックデ
ータ記憶部２０１のデータに１パルス分加算し、ステッ
プＳｆ４１へ移行する。

【００３４】次に、制御部２０は、ステップＳｆ４１に
て流量Ｖｆが３ミリリットル／分以下であるか否かを判
別し、３ミリリットル／分以下であればステップＳｆ５
０へ移行する一方、３ミリリットル／分よりも大きけれ
ばステップＳｆ４２へ移行する。ステップＳｆ４２で
は、累積供給量に流通量スタックデータ記憶部２０１に
記憶した流通量スタックデータを加算し、ステップＳｆ
４３へ移行する。ステップＳｆ４３では、測定モードを
［流通量センサ測定モード］にし、ステップＳｆ５０へ
移行する。

【００３５】続く、ステップＳｆ５０においては、制御
部２０は、累積演算した液体燃料の累積供給量を液晶表
示板２２ａにより表示させる。以後、制御部２０は、以
上説明したステップを流通量センサ２６からのパルス信
号にしたがって繰り返す。

【００３６】以上説明したように、本発明による液体燃
料供給装置は、液体燃料の流量が所定値以下であって、
流通量センサの検出誤差が大きい場合には、このような
誤差を生じない液位センサを可及的用いて累積供給量を
累積演算するため、液体燃料の燃焼機器への累積供給量
を高精度に計測できる。

【００３７】尚、本実施の形態では、ポンプ３が非動作
時の測定モード切り替え（［液位センサ測定モード］、
または［流通量センサ測定モード］）を、流量Ｖｆに応
じて設定している（ステップＳｆ２６）が、本発明はこ
れに限定されるものはなく、液位センサの高レベルから
低レベルまでの液位低下に要する時間に応じて測定モー
ド切り替えを行ってもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明による液体燃料供給装置は、制御
部が、流通量センサにより検出した液体燃料の流通する
量に基づいて得られる流量が所定のしきい値以下である
場合には、液位センサにより検出した液位低下に基づい
て得られる流通量を液体燃料の累積供給量として累積演
算するため、流量が小さいときの流通量センサによる検
出誤差を補うことができ、液体燃料の累積供給量を高精
度に計測できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による液体燃料供給装置を
示す図である。

【図２】図１に示す装置におけるフロートスイッチを示
す図である。

【図３】図１に示す装置が有する制御系を示す図であ
る。

【図４】図１に示す装置の液体燃料の液位低下と供給量
との関係を説明するための図である。

【図５】図１に示す装置における液体燃料の累積供給量
の演算および表示動作処理を示すフロー図である。

【図６】図６は、上記従来の流通量計の一例について、
流量に応じた計量誤差を得る実験の実験結果を示す。

【符号の説明】

１ 貯蔵タンク １ａ 流入口 １ｂ 流出口 １ｃ 戻り流出口 １ｄ 貯蔵室 ３ ポンプ １８ フロートスイッチ ２０ 制御部 ２２ａ 液晶表示板 ２４ 制御弁 ２５ 流出口フィルタ ２６ 流通量センサ ２０１ 流通量スタックデータ記憶部 Ｓ１〜Ｓ３ リードスイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部に設けられたメインタンクからくみ
   上げられる液体燃料を一時的に貯蔵可能な貯蔵タンク
   と、前記貯蔵タンク内に液体燃料をくみ上げるポンプ
   と、前記貯蔵タンク内での液体燃料の少なくとも二レベ
   ルの液位を検出する液位センサと、前記液位センサの検
   出信号に基づいて前記ポンプの動作を制御する制御部
   と、前記貯蔵タンクの液体燃料の流出口側に備えられ、
   流出口側の液体燃料の流通する量を検出する流通量セン
   サと、前記貯蔵タンクから流出して燃焼機器へ供給され
   る液体燃料の累積供給量を表示する表示部とを有する液
   体燃料供給装置において、前記制御部は、前記流通量セ
   ンサにより検出した液体燃料の流通する量に基づいて得
   られる流量が所定のしきい値以下である第１の場合に
   は、前記液位センサにより検出した液位低下に基づいて
   得られる流通量を液体燃料の累積供給量として累積演算
   することを特徴とする液体燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、前記流通量センサにより
   検出した流通する量に基づいて得られる流量が所定のし
   きい値よりも大きい第２の場合には、前記流通量センサ
   により得られる流通量を液体燃料の累積供給量として累
   積演算する請求項１記載の液体燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記制御部は、前記ポンプの動作非動作
   についても検出し、前記ポンプが動作中には、前記流通
   量センサにより得られる流通量を液体燃料の累積供給量
   として累積演算する請求項１または２に記載の液体燃料
   供給装置。
4. 【請求項４】 前記制御部は、前記第１の場合に前記流
   通量センサにより得られる流通量を流通量データとして
   記憶しておく流通量データ記憶部を備え、前記第１の場
   合が前記液位低下に要する期間以上に継続しないときに
   は、その第１の場合が継続した期間の前記流通量データ
   を液体燃料の累積供給量として累積演算する請求項１乃
   至３のいずれかに記載の液体燃料供給装置。