(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被充填タンクに接続されるホースと、
該ホースが連通された燃料供給経路を介して供給される燃料の流量を計測する流量計と、
前記燃料供給経路に設けられ、当該燃料供給経路を流れる燃料の流量を任意の流量値に調整するように弁開度が変更される流量制御弁と、
前記流量制御弁の弁開度を全開とした場合に前記燃料供給経路を流れうる燃料の流量としての大流量値と、当該流量制御弁の弁開度を当該全開よりも小さい弁開度に絞った場合に前記燃料供給経路を流れうる燃料の流量としての小流量値とを予め記憶する記憶手段と、
前記流量制御弁の弁開度を全開にして燃料を供給している際、前記流量計により計測された流量が前記記憶手段に記憶された大流量値以上の過流量に達したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記流量計により計測された流量が過流量であると判定されたとき、前記流量制御弁の弁開度を前記全開の弁開度よりも小さい弁開度に絞ることにより流量を減少させ、当該流量を減少させてから所定時間経過後において前記流量計により計測された流量が前記記憶手段に記憶された小流量値以上であるときは前記流量制御弁を全閉状態に切り替え、当該所定時間経過後において前記流量計により計測された流量が小流量値以上でないときは前記流量制御弁を全開状態に切り替える流量調整手段と、
を備えてなることを特徴とする燃料充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料充填装置に係り、特に燃料充填ホースを被充填タンクに接続した後、ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gases）等の液化燃料が燃料充填ホースを介して被充填タンクに充填されるよう構成された燃料充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両に搭載された被充填タンクにＬＰＧを充填する燃料充填装置においては、燃料充填ホースの先端に設けられたカプラを被充填タンクに接続した後、カプラに設けられた弁を開弁させてスタート釦をオンに操作すると、筐体に収容されたポンプが駆動されると共に電磁弁が開弁してＬＰＧの充填が開始される。
【０００３】
燃料充填ホースが連通された筐体内の燃料供給管路には、上記電磁弁、ポンプの他に燃料充填量を計測する流量計と燃料充填ホースが切断されたときの安全装置として過流量防止弁が設けられている。この過流量防止弁は、例えば燃料充填ホースが破損してＬＰＧが大気中に流出すると、閉弁動作して燃料流出を防止するように構成されている。
【０００４】
過流量防止弁は、通常の燃料充填量よりも過大な流量が供給された場合、ＬＰＧの流体抵抗と、1次圧力と2次圧力との圧力差により閉止する構成であり、且つ閉止後は1次圧力と2次圧力との圧力差がなくなるとバネなどの力で開弁するようになっている。そして、過流量防止弁の内部には、閉止状態でも下流へ少量のＬＰＧを供給できるように小孔が設けられており、ＬＰＧガスの小孔を介して液充填タンクに充填されることにより、被充填タンクへのＬＰＧの充填が続行され、充填完了される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された燃料充填装置では、過流量防止弁が閉弁した状態でも小孔からＬＰＧが下流へ供給されるため、例えば、燃料充填ホースが破損することにより過流量防止弁が作動した場合においては、当該破損箇所が修理されるまで、少量のＬＰＧが流出して気化した燃料が大気中に放出してしまうという問題があった。
【０００６】
他方、殆ど空の状態の被充填タンクにＬＰＧを充填する場合、充填開始と共に比較的大流量で充填が行われるため、過流量防止弁が閉弁動作してしまうことが多い。その際、操作者は、燃料充填ホースの先端に設けられた弁を一旦閉弁させる。これにより、閉弁された過流量防止弁から少量のＬＰＧが燃料充填ホースに供給されて燃料充填ホースの圧力が1次圧力と同じ圧力に昇圧する。
【０００７】
そして、過流量防止弁は、1次圧力と2次圧力との圧力差がなくなると、開弁動作して充填を再開する。従って、操作者は、殆ど空の状態の被充填タンクにＬＰＧを充填する場合、閉弁した過流量防止弁を開弁させるために燃料充填ホースの先端に設けられた弁を閉弁させる操作必要になり、面倒であるばかりか充填時間が長く掛かり充填作業の効率を高めることが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題を解決した燃料充填装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
【００１０】
本発明は、被充填タンクに接続されるホースと、
該ホースが連通された燃料供給経路を介して供給される燃料の流量を計測する流量計と、
前記燃料供給経路に設けられ、当該燃料供給経路を流れる燃料の流量を任意の流量値に調整するように弁開度が変更される流量制御弁と、
前記流量制御弁の弁開度を全開とした場合に前記燃料供給経路を流れうる燃料の流量としての大流量値と、当該流量制御弁の弁開度を当該全開よりも小さい弁開度に絞った場合に前記燃料供給経路を流れうる燃料の流量としての小流量値とを予め記憶する記憶手段と、
前記流量制御弁の弁開度を全開にして燃料を供給している際、前記流量計により計測された流量が前記記憶手段に記憶された大流量値以上の過流量に達したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記流量計により計測された流量が過流量であると判定されたとき、前記流量制御弁の弁開度を前記全開の弁開度よりも小さい弁開度に絞ることにより流量を減少させ、当該流量を減少させてから所定時間経過後において前記流量計により計測された流量が前記記憶手段に記憶された小流量値以上であるときは前記流量制御弁を全閉状態に切り替え、当該所定時間経過後において前記流量計により計測された流量が小流量値以上でないときは前記流量制御弁を全開状態に切り替える流量調整手段と、
を備えており、下流での燃料漏れが有ることを検出して燃料漏れを防止できると共に、殆ど空の状態の被充填タンクに燃料を充填する場合でも、流量制御弁を大流量にして充填できるので、充填時間の短縮を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は本発明になる燃料充填装置の一実施例を示す構成図である。
【００１３】
図１に示されるように、燃料充填装置１０は、地下タンク（図示せず）等に貯蔵された液化石油ガス（ＬＰＧ）からなる燃料を車両１１の燃料タンク（被充填タンク）１２に充填するＬＰＧ充填用ディスペンサである。燃料充填装置１０の筐体１４には、一端が地下タンクの燃料を圧送するポンプ（図示せず）に接続された燃料供給経路１６が引き込まれている。この燃料供給経路１６には、セパレータ１８、流量計２０、背圧弁２２、２段式電磁弁からなる流量制御弁２４が配設されている。さらに、燃料供給経路１６の他端には、カプラ２６を介して充填ホース２８に連通されている。
【００１４】
充填ホース２８は、可撓性を有する樹脂製ホースにより形成されており、車両１１の停車位置に応じて移動できるように設けられている。また、充填ホース２８の先端には、燃料タンク１２の充填口３０に接続されるノズル３２とノズル開閉弁３４とが設けられている。
【００１５】
上記セパレータ１８は、ポンプから送液された燃料に含まれた気泡を分離させる気液分離器であり、燃料液を流量計２０へ吐出させると共に、気化したガスを還流経路３６を介して地下タンクへ還流させる。
【００１６】
流量計２０は、燃料タンク１２に充填される燃料の流量を計測し、パルス発信器３８から流量に比例した数の流量パルスを制御回路４０へ出力する。また、流量計２０には、燃料の充填圧力が規定圧力以上になったとき開弁して過剰な圧力を還流経路３６へ逃がすための逃がし弁４２が設けられている。
【００１７】
背圧弁２２は、流量計２０を通過した燃料に気泡が発生しないように加圧するための加圧手段である。
【００１８】
流量制御弁２４は、後述するように制御回路４０からの制御信号により開弁されて燃料の充填を開始すると共に、流量変化に応じて段階的に閉弁駆動される。また、制御回路４０は、流量計２０のパルス発信器３８から出力された流量パルスを積算して現在の瞬時流量を算出すると共に、積算流量を表示器４４に表示する。
【００１９】
還流経路３６には、ノズル接続用アタッチメント４６が取り付けられている。このノズル接続用アタッチメント４６は、例えば燃料タンク１２に試験的に燃料を吐出させる際、大気中に燃料を放出させていたが、充填ホース２８の先端に設けられたノズル３２が接続され、試験充填で吐出された燃料を地下タンクへ戻すことができ、燃料を無駄にせず、再利用することができる。また、燃料が大気中に放出されないので、大気汚染も防止できる。
【００２０】
制御回路４０は、各種データや制御プログラムを記憶するメモリ（記憶手段）４１を有する。このメモリ４１には、燃料供給経路１６を流れる燃料の流量の大流量値と小流量値と、流量計２０により計測された流量が大流量値以上の過流量に達したか否かを判定する判定制御プログラム（判定手段）と、過流量であると判定されたとき、流量制御弁２４を絞り流量を減少させ、当該流量制御弁２４を絞ってから所定時間経過後において流量計２０により計測された流量値が小流量値以上の過流量であるときは流量制御弁２４を全閉状態に切り替え、当該所定時間経過後に小流量値以上の過流量でないときは流量制御弁２４を全開状態に切り替える流量制御プログラム（流量調整手段）と、が記憶されている。
【００２１】
ここで、制御回路４０が実行する制御処理について説明する。
【００２２】
図２は制御回路４０が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００２３】
図２に示されるように、ステップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）では、燃料タンク１２に燃料を充填するのを作業者が指示するための充填指示スイッチとしてのリセットスイッチ（図示せず）がオンに操作されたかどうかをチェックする。このＳ１１において、リセットスイッチが作業者によりオンに操作されると、Ｓ１２に進み、過流量検知モードを０（検知なし）に設定する。次のＳ１３では、表示器４４への表示パルス（充填量）をゼロリセットする。
【００２４】
Ｓ１４ではポンプ（図示せず）を起動させて地下タンクに貯蔵された燃料（ＬＰＧ）を送液する。そして、Ｓ１５では、流量制御弁２４の弁開度を全開にして充填量を大流量に設定する。
【００２５】
次のＳ１６において、過流量検知モードが２（エラー検知）に設定されているかどうかをチェックする。充填開始当初は、エラー検知がないので、Ｓ１７に進み、流量計２０のパルス発信器３８から出力された流量パルスを積算して現在の瞬時流量を算出する。続いて、Ｓ１８に進み、過流量検知モードが１（検知あり）に設定されているかどうかをチェックする。
【００２６】
Ｓ１８において、過流量検知モードが１（検知あり）に設定されていないときは、Ｓ１９に進み、上記Ｓ１７で算出された瞬時流量が予め設定された過流量防止流量以上であるかどうかをチェックする。
【００２７】
Ｓ１９において、瞬時流量が過流量防止流量以上でないときは、Ｓ２０に進み、表示器４４に表示された充填量積算値を更新する。続いて、Ｓ２１において、リセットスイッチ（図示せず）がオフに操作されたかどうかをチェックする。
【００２８】
前述したＳ１１でリセットスイッチが作業者によりオンに操作されているときは、燃料タンク１２への燃料の充填を行うため、Ｓ１６に戻り、Ｓ１６〜Ｓ２１の処理を繰り返す。
【００２９】
また、上記Ｓ１６において、過流量検知モードが２（エラー検知）に設定されているときは、燃料充填中に充填ホース２８が破損して燃料漏れが発生したものと判断してＳ２３に移行し、エラー表示を行った後、Ｓ２１の処理に移行する。
【００３０】
また、上記Ｓ１８において、過流量検知モードが１（検知あり）に設定されているときは、Ｓ２４に移行して過流量復帰待ち処理（詳細は後述する）を実行した後、Ｓ２０の処理に移行する。
【００３１】
また、上記Ｓ１９において、瞬時流量が予め設定された過流量防止流量以上であるときは、Ｓ２５に移行して過流量検知処理（詳細は後述する）を実行した後、Ｓ２０の処理に移行する。
【００３２】
上記Ｓ２１において、作業者が燃料タンク１２への燃料の充填が完了したと判断し、リセットスイッチをオフに操作すると、Ｓ２２に進み、ポンプを停止させると共に、流量制御弁２４を閉弁させて燃料タンク１２への燃料充填を停止させる。その後、上記Ｓ１１に戻り、Ｓ１１以降の処理を繰り返す。
【００３３】
ここで、上記過流量検知処理について説明する。
【００３４】
図３はＳ２５の過流量検知処理を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
図３に示されるように、Ｓ３１では流量制御弁２４の弁開度を段階的に絞って充填量を小流量に設定する。続いて、Ｓ３２に進み、過流量検知モードを１（検知あり）に設定する。そして、Ｓ２０に戻る。
【００３６】
図４はＳ２４の過流量復帰待ち処理を説明するためのフローチャートである。
【００３７】
図４に示されるように、Ｓ４１では前述のＳ１９において、過流量を検知してから所定時間経過（本実施例では１秒経過）した時点での瞬時流量が予め設定された過流量防止流量以上であるかどうかをチェックする。このＳ４１において、瞬時流量が予め設定された過流量防止流量以上でないときは、Ｓ４２に進み、前述のＳ１９において、過流量を検知してから所定時間経過（本実施例では１秒経過）した時点の瞬時流量が予め設定された停止判定流量未満（流量制御弁２４の弁開度が小流量に設定された時の小流量未満）であるかどうかをチェックする。このＳ４２において、瞬時流量が予め設定された停止判定流量未満でないときは、充填ホース１８の破損などの異常がある可能性があると判断する。そして、Ｓ２０に戻る。
【００３８】
また、Ｓ４１において、瞬時流量が予め設定された過流量防止流量以上であるときは、充填ホース１８が破損して燃料が漏れて流量が増大していると判断してＳ４３に進み、ポンプを停止させると共に流量制御弁２４の弁開度を閉止して燃料の供給を停止させる。続いて、Ｓ４４では、過流量検知モードを２（エラー検知）に設定する。そして、Ｓ２０に戻る。これにより、ホース破損による燃料漏れを防止できる。
【００３９】
このように、Ｓ１８において、過流量検知モードが１（検知あり）に設定されているときは、その１秒後の状態を検知してＳ４１で瞬時流量が予め設定された過流量防止流量以上であるときは、充填ホース１８が破損して燃料漏れが発生しているので、Ｓ４３でポンプを停止させると共に、流量制御弁２４の弁開度を閉止して燃料の供給を停止させるため、燃料の流出事故を防止できる。
【００４０】
また、Ｓ４２において、瞬時流量が予め設定された停止判定流量未満であるときは、充填ホース１８が正常な状態であるので、Ｓ４５に移行して流量制御弁２４の弁開度を全開にして充填量を大流量に設定する。次の、Ｓ４６では、過流量検知モードを０（検知なし）に設定する。そして、Ｓ２０に戻る。
【００４１】
このように、Ｓ４２において、瞬時流量が予め設定された停止判定流量未満であるときは、充填ホース１８が正常であるので、例えば、殆ど空の状態の燃料タンク１２に燃料を充填する場合、流量計２０により計測された充填量（瞬時流量）が一時的に増大しても流量制御弁２４の弁開度が小流量に絞られるだけで、Ｓ４５で直ぐに流量制御弁２４の弁開度が全開状態に復帰するため、大流量による充填を再開することができ、面倒な復帰操作が不要であるばかりか、充填時間を短縮して充填効率を高めることができる。
【００４２】
尚、上記実施の形態では、ＬＰＧを被充填タンクである燃料タンク１２に充填する構成を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、ＬＰＧ以外の燃料を充填する場合にも適用することができ、車両以外のタンクに充填するようにしても良いのは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、流量制御弁の弁開度を全開にして燃料を供給している際、流量計により計測された流量が記憶手段に記憶された大流量値以上の過流量に達したか否かを判定する判定手段と、判定手段により流量計により計測された流量が過流量であると判定されたとき、流量制御弁の弁開度を前記全開の弁開度よりも小さい弁開度に絞ることにより流量を減少させ、当該流量を減少させてから所定時間経過後において流量計により計測された流量値が記憶手段に記憶された小流量値以上の過流量であるときは流量制御弁を全閉状態に切り替え、当該所定時間経過後において流量計により計測された流量が小流量値以上の過流量でないときは流量制御弁を全開状態に切り替える流量調整手段と、を備えており、下流での燃料漏れが有ることを検出して燃料漏れを防止できると共に、殆ど空の状態の被充填タンクに燃料を充填する場合でも、流量制御弁を大流量にして充填できるので、充填時間の短縮を図ることができ、充填効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる燃料充填装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】制御回路４０が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】Ｓ２５の過流量検知処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】Ｓ２４の過流量復帰待ち処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  燃料充填装置
１１  車両
１２  燃料タンク
１６  燃料供給経路
１８  セパレータ
２０  流量計
２２  背圧弁
２４  流量制御弁
２８  充填ホース
３２  ノズル
３４  ノズル開閉弁
３６  還流経路
３８  パルス発信器
４０  制御回路
４１  メモリ
４４  表示器
４６  ノズル接続用アタッチメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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