(57)【要約】【課題】正規燃料か不正燃料かを正確に判定可能にする。【解決手段】軽油に重油が混入された不正燃料は、重油中に含まれる蒸留残渣の粒子により光が散乱されるため、高温側設定温度Ｔｂより高い燃料温度域での光透過率が正規燃料や灯油に比べ低下する。従って、その高温域での光透過率に基づいて重油が混入されているか否かを判定する。また、燃料を冷却すると、燃料中の成分がワックスとして析出し、析出したワックスにより光が散乱されるため、ある温度以下になると光透過率が急激に低下する。この光透過率が急激に低下するときの温度（＝光透過率低下時燃料温度）は、正規燃料、重油混入軽油、および灯油混入軽油によって、それぞれ異なる。従って、光透過率低下時燃料温度に基づいて、正規燃料、重油混入軽油、灯油混入軽油のいずれであるかを判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象燃料（２）の光透過率を検出する光透過率検出手段（３、４）と、
検査対象燃料（２）を冷却する冷却器（５）と、
検査対象燃料（２）の温度を検出する温度検出器（６）と、
前記光透過率検出手段（３、４）で検出した光透過率、および前記温度検出器（６）で検出した燃料温度とに基づいて、軽油に重油または灯油が混入されているか否かを判定する燃料性状判定手段（Ｓ１０３、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１２）とを備える燃料性状判定装置であって、
前記燃料性状判定手段は、高温側設定温度を超える燃料温度域での検査対象燃料（２）の光透過率である高温時光透過率と、前記高温側設定温度より高い燃料温度域から冷却される際に検査対象燃料（２）の光透過率が前記高温時光透過率よりも所定値以上低下したときの燃料温度である光透過率低下時燃料温度とに基づいて、燃料性状を判定することを特徴とする燃料性状判定装置。
【請求項２】
前記燃料性状判定手段は、前記高温時光透過率が閾値よりも低い場合に、重油の混入有りと判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料性状判定装置。
【請求項３】
前記燃料性状判定手段は、前記光透過率低下時燃料温度が前記高温側設定温度よりも高い場合に、重油の混入有りと判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料性状判定装置。
【請求項４】
前記燃料性状判定手段は、前記高温側設定温度よりも低い低温側設定温度が設定されており、前記光透過率低下時燃料温度が前記低温側設定温度よりも低い場合に、規定量以上の灯油の混入有りと判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料性状判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽油に重油または灯油が混入されているか否かを判定する燃料性状判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光の全反射から光屈折率を検出し燃料の種類を判定するもの（以下、第１従来例という。例えば、特許文献１参照）、光検出装置で燃料の着色状態を検出し燃料性状を判定するもの（以下、第２従来例という。例えば、特許文献２参照）、重油中の蒸留残渣分により光が散乱することにより光透過率が低くなることを利用して重油を検出するもの（以下、第３従来例という。例えば、特許文献３参照）が提案されている。また、石油メーカ（石油協会）においては、軽油に重油または灯油が不正に混入された不正燃料の判定のため、軽油識別材（クマリン）を重油、灯油に添加するようにしている（以下、第４従来例という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４２０７９号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２２８９号公報
【特許文献３】特開平９−２６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第１従来例では、光屈折率は燃料密度と相関があるため、重油と灯油を混入することにより軽油相当の密度とした不正燃料を検出することは困難である。第２従来例では、不正燃料に軽油相当の着色がされた場合、検出は困難である。第３従来例では、軽油と灯油の光透過率は略等しいため、軽油への灯油混入の検出は困難である。第４従来例では、不正燃料の中には軽油識別材を除去処理した例もあり、そのような不正燃料を検出することは困難である。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、軽油に重油または灯油が混入されているか否かを正確に判定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、検査対象燃料（２）の光透過率を検出する光透過率検出手段（３、４）と、検査対象燃料（２）を冷却する冷却器（５）と、検査対象燃料（２）の温度を検出する温度検出器（６）と、光透過率検出手段（３、４）で検出した光透過率、および温度検出器（６）で検出した燃料温度とに基づいて、軽油に重油または灯油が混入されているか否かを判定する燃料性状判定手段（Ｓ１０３、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１２）とを備える燃料性状判定装置であって、燃料性状判定手段は、高温側設定温度を超える燃料温度域での検査対象燃料（２）の光透過率である高温時光透過率と、高温側設定温度を超える燃料温度域から冷却される際に検査対象燃料（２）の光透過率が高温時光透過率よりも所定値以上低下したときの燃料温度である光透過率低下時燃料温度とに基づいて、燃料性状を判定することを特徴とする。
【０００７】
これによると、軽油に重油が混入された不正燃料は、重油中に含まれる蒸留残渣の粒子により光が散乱されるため、高温時光透過率が正規燃料や灯油に比べ低下する。従って、高温時光透過率に基づいて重油が混入されているか否かを判定することができる。
【０００８】
また、燃料を冷却すると、燃料中の成分がワックスとして析出し、析出したワックスにより光が散乱されるため、ある温度以下になると光透過率が急激に低下する。この光透過率が急激に低下するときの温度（＝光透過率低下時燃料温度）は、正規燃料、重油混入軽油、および灯油混入軽油によって、それぞれ異なる。従って、光透過率低下時燃料温度に基づいて、検査対象燃料（２）が、正規燃料、重油混入軽油、灯油混入軽油のいずれであるかを判定することができる。
【０００９】
よって、高温時光透過率と光透過率低下時燃料温度とに基づいて、軽油に重油または灯油が混入されているか否かを正確に判定することができる。
【００１０】
前述したように、軽油に重油が混入された不正燃料は、高温時光透過率が正規燃料や灯油に比べ低下するため、請求項２に記載の発明のように、高温時光透過率が閾値よりも低い場合に、重油の混入有りと判定することができる。
【００１１】
ここで、光透過率低下時燃料温度は、それぞれの燃料の曇り点などに代表される低温特性に従う。そして、光透過率低下時燃料温度は、灯油混入軽油、正規燃料、重油混入軽油の順に、高くなる。従って、請求項３に記載の発明のように、光透過率低下時燃料温度が高温側設定温度よりも高い場合に、重油の混入有りと判定することができる。また。請求項４に記載の発明のように、光透過率低下時燃料温度が低温側設定温度よりも低い場合に、規定量以上の灯油の混入有りと判定することができる。
【００１２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料性状判定装置の全体構成を示す模式的な図である。
【図２】燃料の温度と光透過率との関係を示す図である。
【図３】図１の制御装置にて実行される制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について説明する。図１は一実施形態に係る燃料性状判定装置の全体構成を示す模式的な図である。
【００１５】
この燃料性状判定装置は、ディーゼルエンジンに使用される燃料（すなわち軽油）に重油または灯油が混入されているか否かを判定するものであり、例えば整備工場にて用いられる。
【００１６】
図１に示すように、燃料性状判定装置は、検査対象燃料２を入れるセル１を備え、このセル１は、光透過率を低下させ難い材料（例えば石英ガラス）よりなる。
【００１７】
このセル１の外部には、光透過率検出手段を構成する発光素子３および受光素子４が、セル１を挟んで対向して配置されている。発光素子３は、例えばＬＥＤよりなり、制御装置７によって通電が制御される。そして、発光素子３は、通電時にセル１内の検査対象燃料２に向けて一定量の光（例えば近赤外の光）を発光する。受光素子４は、例えばＰＤ（フォトダイオード）よりなり、発光素子３から発光されて検査対象燃料２を透過した光を受光し、透過量に応じた電気信号を制御装置７に出力する。
【００１８】
セル１の周囲には、制御装置７によって通電が制御される冷却器５が配置されている。この冷却器５は、例えばペルチェ素子で構成され、通電時に検査対象燃料２を冷却する。
【００１９】
セル１の内部には、検査対象燃料２の温度を計測する熱電対などの温度検出器６が配置されている。そして、温度検出器６は、検査対象燃料２の温度に応じた電気信号を制御装置７に出力する。
【００２０】
制御装置７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種演算や処理を行う。この制御装置７は、受光素子４からの電気信号に基づいて検査対象燃料２の光透過量を演算する。さらに、制御装置７は、既知である発光素子３の発光量と、演算にて求めた光透過量とに基づいて、光透過率を演算する。なお、光透過率＝光透過量／発光量、である。
【００２１】
図２に、以下の７種類の燃料の温度と光透過率との関係を示している。７種類の燃料は、２号軽油、特３号軽油、灯油、Ａ重油、２号軽油に規定量以上の灯油を混入した燃料、２号軽油にＡ重油を混入した燃料、Ａ重油と灯油を混合した燃料である。因みに、特３号軽油は、規定量未満の灯油が混入された正規燃料である。
【００２２】
燃料を冷却すると、燃料中の成分がワックスとして析出し、析出したワックスにより光が散乱されるため、図２に示すように、燃料がある温度以下になると光透過率が急激に低下する。この光透過率が急激に低下するときの温度（以下、光透過率低下時燃料温度という）は、それぞれの燃料の曇り点などに代表される低温特性に従う。具体的には、光透過率低下時燃料温度は、重油が最も高く、次に軽油が高く、灯油が最も低い。従って、光透過率低下時燃料温度に基づいて、正規燃料か、重油混入燃料か、或いは、灯油混入燃料であるかを、判定することができる。なお、図２に示す低温側設定温度Ｔａ〜高温側設定温度Ｔｂ（但し、Ｔａ＜Ｔｂ）は、正規燃料の光透過率低下時燃料温度の範囲である。
【００２３】
また、燃料に重油が混入されていると重油中に含まれる蒸留残渣の粒子により光が散乱されるため、高温側設定温度Ｔｂよりもさらに高い温度域（本例では、例えば０℃以上）での光透過率（以下、高温時光透過率という）は、重油を混入した燃料の方が重油を混入していない燃料よりも低くなる。従って、高温時光透過率に基づいて、重油の混入有無を判定することができる。
【００２４】
次に、検査対象燃料２の性状判定について説明する。図３は制御装置７にて実行される性状判定処理のフローチャートである。
【００２５】
まず、高温側設定温度Ｔｂよりもさらに高い温度に調整された検査対象燃料２をセル１に入れる。そして、図示しない電源スイッチを入れると、制御装置７に通電され、制御装置７は性状判定処理を開始する。
【００２６】
図３に示すように、制御装置７は、まず、Ｓ１０１（Ｓはステップを表す）にて発光素子３を駆動して発光させ、Ｓ１０２では、受光素子４からの電気信号に基づいて光透過量を測定して、検査対象燃料２の高温時光透過率Ｖ１を演算する。
【００２７】
続いて、Ｓ１０３では、Ｓ１０２で求めた高温時光透過率Ｖ１に基づいて検査対象燃料２への重油の混入の有無を判定する。具体的には、高温時光透過率Ｖ１が閾値Ｖ０（図２参照）よりも低いときに重油の混入有りと判定し（Ｓ１０３がＹＥＳ）、Ｓ１０４で重油混入フラグをＯＮする。なお、閾値Ｖ０は、制御装置７のＲＯＭに記憶されている。
【００２８】
そして、Ｓ１０３がＹＥＳの場合はＳ１０４からＳ１０５に進み、Ｓ１０３がＮＯの場合はＳ１０５に進む。このＳ１０５では、冷却器５を駆動して検査対象燃料２を冷却する。
【００２９】
続いて、Ｓ１０６にて冷却過程での検査対象燃料２の冷却時光透過率Ｖ２を演算し、Ｓ１０７にて冷却過程での検査対象燃料２の温度Ｔ１を計測する。
【００３０】
続くＳ１０８では、Ｓ１０２で求めた高温時光透過率Ｖ１からＳ１０６で求めた冷却時光透過率Ｖ２を減算した値である光透過率低下量ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を求め、さらに、その光透過率低下量ΔＶが所定値ΔＶａ以上か否かを判定する。なお、所定値ΔＶａは、制御装置７のＲＯＭに記憶されている。
【００３１】
光透過率低下量ΔＶが所定値ΔＶａ未満の場合は（Ｓ１０８がＮＯ）、Ｓ１０９に進んで、Ｓ１０７で計測した燃料温度Ｔ１が低温側設定温度Ｔａより高いか否かを判定し、燃料温度Ｔ１が低温側設定温度Ｔａより高い場合は（Ｓ１０９がＹＥＳ）、Ｓ１０６に戻る。
【００３２】
すなわち、Ｓ１０８で肯定判定されるか、Ｓ１０９で否定判定されるまで、Ｓ１０６〜Ｓ１０９の処理が繰り返し実行される。なお、低温側設定温度Ｔａは、制御装置７のＲＯＭに記憶されている。
【００３３】
そして、光透過率低下量ΔＶが所定値ΔＶａ以上になり、Ｓ１０８で肯定判定されると、Ｓ１１０に進む。このＳ１１０では、Ｓ１０７で最後に計測した燃料温度Ｔ１（すなわち、光透過率低下時燃料温度）が高温側設定温度Ｔｂより高いか否かを判定し、光透過率低下時燃料温度Ｔ１が高温側設定温度Ｔｂより高い場合は（Ｓ１１０がＹＥＳ）、図２から明らかなように重油が混入されていると判断されるため、Ｓ１１１にて不正燃料であることを図示しない表示部に表示させる。なお、高温側設定温度Ｔｂは、制御装置７のＲＯＭに記憶されている。
【００３４】
一方、Ｓ１１０で否定判定された場合、すなわち光透過率低下時燃料温度Ｔ１が高温側設定温度Ｔｂ以下である場合は、Ｓ１１２にて重油混入フラグがＯＮしているか否かを判定する。そして、光透過率低下時燃料温度Ｔ１が高温側設定温度Ｔｂ以下で（Ｓ１１０がＮ０）、且つ重油混入フラグがＯＮしている場合は（すなわち、高温時光透過率Ｖ１が閾値Ｖ０よりも低いとき。Ｓ１１２がＹＥＳ）、図２から明らかなように重油と灯油の混入により調整されていると判断されるため、Ｓ１１１にて不正燃料であることを表示部に表示させる。
【００３５】
また、Ｓ１０８およびＳ１０９でともに否定判定された場合、すなわち光透過率低下量ΔＶが所定値ΔＶａ未満のまま（Ｓ１０８がＮＯ）、燃料温度Ｔ１が低温側設定温度Ｔａ以下まで低下した場合は（Ｓ１０９がＮＯ）、図２から明らかなように灯油が混入されていると判断されるため、Ｓ１１１にて不正燃料であることを表示部に表示させる。
【００３６】
さらに、燃料温度Ｔ１が低温側設定温度Ｔａより高い状況下で（Ｓ１０９がＹＥＳ）、光透過率低下量ΔＶが所定値ΔＶａ以上になった場合に（Ｓ１０８がＹＥＳ）、Ｓ１１０に進み、燃料温度Ｔ１が高温側設定温度Ｔｂ以下の場合に（Ｓ１１０がＮ０）、Ｓ１１２に進む。
【００３７】
従って、Ｓ１１２にて否定判定される（すなわち、重油混入フラグがＯＮしていない）検査対象燃料２は、低温側設定温度Ｔａ〜高温側設定温度Ｔｂの温度域で光透過率低下量ΔＶが所定値ΔＶａ以上となり、且つ高温時光透過率Ｖ１が閾値Ｖ０よりも高い特性のものである。そして、このような特性の検査対象燃料２は、図２から明らかなように正規燃料と判断されるため、Ｓ１１３にて正規燃料であることを表示部に表示させる。なお、Ｓ１０３、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、およびＳ１１２は、燃料性状判定手段を構成する。
【００３８】
Ｓ１１１、Ｓ１１３にて表示部に表示させた後、Ｓ１１４にて冷却器５を停止させ、Ｓ１１５にて発光素子３を停止させて、性状判定処理を終了する。
【００３９】
本実施形態によると、高温時光透過率Ｖ１と光透過率低下時燃料温度Ｔ１とに基づいて、軽油に重油または灯油が混入されているか否かを正確に判定することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態のＳ１１１においては、単に不正燃料であることを表示させるようにしたが、Ｓ１１１の代わりに、Ｓ１０９で否定判定された場合に灯油が混入された不正燃料であることを表示させるステップと、Ｓ１１０で肯定判定された場合に重油が混入された不正燃料であることを表示させるステップと、Ｓ１１２で肯定判定された場合に重油と灯油が混入された不正燃料であることを表示させるステップとを設けてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
２  検査対象燃料
３  発光素子（光透過率検出手段）
４  受光素子（光透過率検出手段）
５  冷却器
６  温度検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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