(57)【要約】  信頼性のある電力源から離れた位置において使用するのに適切な、タンクの流体投与システムである。投与システムは、流体スイッチを通過する流体の流れに依存して作動されるように構成され、一定期間の非作動の後に、停止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの流体投与システムであって、
前記タンクに通じる少なくとも１つの流路と、
前記流路に接続されるスイッチ機構と、
前記タンクに対する成分の追加を制御する制御システムと、を有し、
前記スイッチ機構は、流体の流れによって作動され、前記スイッチ機構は、前記制御システムへの電力を制御する、流体投与システム。
【請求項２】
前記スイッチ機構は、流体スイッチである請求項１に記載の流体投与システム。
【請求項３】
前記スイッチ機構は、リードスイッチである請求項１に記載の流体投与システム。
【請求項４】
前記スイッチ機構は、圧力スイッチである請求項１に記載の流体投与システム。
【請求項５】
前記スイッチ機構は、リレーに接続される請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項６】
前記スイッチ機構は、ラッチ型リレーに接続される請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項７】
前記ラッチ型リレーは、前記制御回路によって電気的にラッチされるように配置される請求項５または６に記載の流体投与システム。
【請求項８】
ラッチ型リレーは、スイッチ機構を通過する流体の流れに応じて作動されるように配置される請求項６または７に記載の流体投与システム。
【請求項９】
前記スイッチ機構は、トランジスタに接続される請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１０】
トランジスタは、スイッチ機構を通過する流体の流れに応じて作動される請求項９に記載の流体投与システム。
【請求項１１】
前記タンクは第１の流体を含むように配置され、第２の貯蔵容器は第２の流体を含むように配置され、前記スイッチ機構は、前記第１の流体の流れに応じて作動されるように配置される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１２】
前記タンクに通じる前記流路は、少なくとも２つ設けられる請求項１〜１１のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１３】
前記タンクへの流体入口、および前記タンクからの流体出口をそれぞれ少なくとも１つ有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１４】
前記制御回路は、少なくとも１つのポンプに接続される請求項１〜１３のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１５】
前記スイッチ機構は、２つ以上設けられる請求項１〜１４のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１６】
前記制御システムは、ＧＳＭネットワークに接続される請求項１〜１５のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１７】
前記制御システムは、ロック可能なコンテナの内部に保管される請求項１〜１６のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１８】
第２の流体用の、前記制御システム、ポンプ、および貯蔵容器は、ロック可能なコンテナの内部に保管される請求項１〜１７のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項１９】
前記制御システムは、所定の基準に応じて自動的に動作が停止するように配置される請求項１〜１８のいずれか１項に記載の流体投与システム。
【請求項２０】
前記制御システムは、第１の流体の流れの停止に応じて自動的に動作が停止するように配置される請求項１９に記載の流体投与システム。
【請求項２１】
前記制御システムは、一定期間経過後に、自動的に動作が停止するように配置される請求項１９に記載の流体投与システム。
【請求項２２】
第２の流体をタンクに追加する方法であって、スイッチ機構を作動するために第１の流体の流れを利用して、前記スイッチ機構は、制御システムへの電力を制御する方法。
【請求項２３】
前記タンクへの入口ラインを介して第１の流体を流通させ、前記第１の流体が流体スイッチを作動させて、電気回路を完成させるスイッチ機構を作動させ、前記第２の流体を前記タンクに供給するポンプを作動させる制御システムに電力を供給する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記スイッチ機構は、ラッチ型リレーに接続される請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記スイッチ機構は、リードスイッチである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記スイッチ機構は、圧力スイッチである請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの自動流体投与システムに関し、特に遠隔位置において使用される。
【背景技術】
【０００２】
遠隔位置における定期的な使用を目的として、例えば燃料である流体を貯蔵するために、タンクまたは大型貯蔵コンテナが使用されている。それゆえ、これらは、長期間使用されていない状態がある。貯蔵タンクの水位が所定の水位を下まわった際に、原材料の供給者によって、貯蔵タンクは再充填される。例えば、一般的に１００００〜５００００リットルの燃料を保持できる貯蔵タンクは、タンク内が２０００リットルを下まわった際に、運搬用タンカーによって再充填される。貯蔵タンクは、例えば、自動車や機械に燃料を供給するために用いられることがある。タンクはしばしば、主電源から離間した場所で、屋外に位置される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タンクまたは大型コンテナに対して、添加剤を加えることが望ましくまた必要である。これを達成する１つの方法としては、単に入口を介してタンクに所定量注入する方法が挙げられるが、添加剤は潜在的に危険性（引火性、有毒性、刺激物など）を有するものがあり、この作業を手動で行うことは、要求される量によっては実用的ではない。また、他の選択肢としては、要求される量をポンプによってタンクに注入する方法が挙げられる。この方法では通常、永久的な電源への接続が要求され、添加剤の追加を開始すべきときを作業者が決定しなければならない。主電源から離れた位置に配置されている場合があるが、ソーラーパネル、風力タービンのような他の電源を用いて電力を提供することが可能である。もし、特に長期間にわたって、大量の電力を供給する必要があれば、このような電源は一般的に実用的ではない（または極めて高価となる）。
【０００４】
すなわち、電気制御された投与システムを用いて、タンクに対して添加剤を制御して投与することが望まれ、一定の電源に依存しないシステムを提供することが好ましい。また、要求に応じて自動的に作動または非作動することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、タンクの流体投与システムが提供される。流体投与システムは、前記タンクに通じる少なくとも１つの流路と、前記流路に接続されるスイッチ機構と、前記タンクに対する成分の追加を制御する制御システムと、を有し、前記スイッチ機構は、流体の流れによって作動され、前記スイッチ機構は、前記制御システムへの電力を制御する。流路を通る第１の流体の流れは、電気回路を介してシステムを電源に接続するスイッチ機構を通過する。貯蔵タンクが流体の通過によって再充填されるとき、電源は自動的に作動される。
【０００６】
好ましくは、システムは、タンクへの流体入口と、タンクからの流体出口としての少なくとも２つの流路を有する。２つ以上の入口、および／または、２つ以上の出口を有してもよい。入口および出口が離れた構成における実施形態では、流体スイッチは、入口通路に接続されている。タンクへの入口およびタンクからの出口の両方として機能する１つの流路が構成する実施形態では、流体スイッチは一方向スイッチであって、タンクへの流体の流れによってのみ作動し、タンクからの流体の流れによっては作動しない。固体物の添加に使用される入口があってもよい。
【０００７】
本明細書に記載の流体投与システムは、主容器または主容器の入口／出口に、測定された量の添加剤を送る能力を有する。システムは、例えば、スイッチ機構、流体スイッチまたは流体センサ、ラッチ型リレー、および電気回路を有する。また投与システムはさらに、電源および制御システム（例えば、ＰＬＣ（プログラマブル論理制御装置））を有してもよい。あらゆる電力を用いることができる。また、添加剤を供給するためにポンプを用いることができる。投与システムは、必要な時に自動的に作動して、使用後に作動が停止する能力を有する。本システムは、長期間不使用状態のままとなり、不使用状態では電力を使用しない。
【０００８】
本実施形態によれば、制御システムは、ラッチ型リレーに接続される流体スイッチを含む。流体入口弁が開くと、流体はタンク内に流れ、流体スイッチを切りかえる。これによって、ラッチ型リレーが作動してオンの位置に固定され、制御回路および（使用するならば）ポンプに電力を供給する。そして、制御回路の制御下で、予め決められた量の添加剤がタンクに供給される。タンクへの第１の流体の流れが終了すると、できる限り一定の非作動時間の経過後に、制御システムによってラッチ型リレーはオフの位置に切り替えられる。ラッチ型リレーは、切り替えられた位置に維持するのに電力を必要としない。それゆえ、ラッチ型リレーのスイッチを最初にオン、オフに切り替えるときのみ電力が必要となる。代わりに、同様の方法で、制御システムに供給される電力を制御するためのトランジスタと併せて、リードスイッチまたは圧力スイッチを使用することができる。代替的なシステムは、制御回路（例えばＰＬＣからの出力の使用）によって、電気的にラッチされるリレーの使用を含みうる。
【０００９】
タンクはバルク流体すなわち第１の流体を含み、例えば燃料である。固体または第２の流体である添加剤は、別の容器に保存される。複数の添加剤があってもよい。流体投与システムは、タンクへ第１の流体を追加するために運搬（例えば燃料の運搬）する時に、作動するように構成される。制御回路が作動したとき、投与システムは添加剤の投与を開始する。この投与は、予め決められた割合で実施される。また、流体の投与は、流体スイッチ（または圧力スイッチやリードスイッチのような適切な代替物）によって制御され、もし入口／出口を通る第１の流体の流れが停止すると、添加剤の投与は休止される。コントローラーは、投与が完了した後に、制御回路を自動的にオフに切り替えるように構成される。
【００１０】
リレーは低電力信号によって制御される。また、ラッチ型リレーは滞在リレーとして知られ、電流がオフに切り替えられたとき、リレーは元の状態を維持する。ラッチ型リレーのスイッチは、一の位置から他の位置に切り替えられる瞬間にのみ電力を必要とし、リレーが再度切り替えられるまで、リレーの接触は停電状態のまま、この設定を維持する。リレーは、この状態を維持するために、コイルを介する連続的な電流が不要である。ラッチ型リレーは、従来の家庭用光スイッチと同様に動作し、オンにするときおよびオフにするときに瞬間的な電力を必要とする。例えば、通常のリレーは、スイッチ機構が作動されたときにリレーを閉じるのと同様に使用され、制御回路に電力を供給する。制御回路は、リレーを開放することによって制御回路自体を切り替えるまで、例えばＰＬＣを介して、ラッチされた状態でリレーを維持する。
【００１１】
また、流体スイッチは流体センサの一種である。流体スイッチは、スイッチ内に含まれる弁を通過する流体の流れまたは通過を検知するために使用される。弁は、スイッチ機構によって読み取られた増強または減少した電気信号を送る。スイッチは、ラッチ型リレーをオンまたはオフに切り替えるために使用される。流体スイッチが圧力スイッチである場合には、流量測定よりもむしろ圧力測定に使用することができる。流体投与システムを説明する目的のため、流体スイッチおよび圧力スイッチは、同じ機能を達成すると理解すべきであって、交換可能である。
【００１２】
代替システムは、同様の正味の効果を達成するために、制御回路に接続される（ラッチ型リレーよりむしろ）トランジスタと組み合わせて、リードスイッチを使用する。トランジスタは、電気信号および電力を増幅し切り替えるために用いられる半導体装置である。トランジスタが信号を増幅するにつれて、出力電力が入力電力よりも高くなる。それゆえ、トランジスタは、低電力信号を用いて制御することができる。
【００１３】
添加剤は、多くの理由で必要である。燃料に添加剤を添加することが必要な理由の例としては、インジェクターの清浄度を改善するため、発泡を低減するため、改善された潤滑性を提供するため、燃料が水のような混入物質を含む乳剤を形成するのを防ぐため、腐食を防ぐため、エンジン性能／燃費を向上するため、寒い気候でのエンジン始動を改善するため、目詰まりを低減するため、有害物質および煙の排出を低減するためである。もし、第１の流体が燃料以外の流体である場合、添加剤は、ｐＨを調整するため、細菌の増殖を低減／防止するため、腐食を低減するため、発泡を低減するため、流体の化学的または物理的特性を変更するために、必要とされる。複数の添加剤を添加することが好ましい。要求される添加剤の割合は、添加剤自体および有効濃度に依存する。ほとんどの場合、添加剤の特性および添加剤の使用目的は、必要な割合を規定する。例えば、水溶液中で、低濃度で分散剤として作用する添加剤は、高濃度で洗浄剤または発泡剤になる。
【００１４】
タンクからディーゼル燃料を供給する例としては、（例えば農業用や軍用用の車両である）ディーゼル自動車エンジン、補助／非常用電源エンジン、独立型エンジン、ディーゼル電気システム、ディーゼルコンプレッサー、および船舶用エンジンが挙げられる。他の流体も同様に、必要に応じて供給されてもよい。本明細書に開示される投与システムは、主電源から離れた位置において、添加剤を必要とするあらゆるバルク流体に適している。
【００１５】
投与システムは、流体入口および流体出口を備えるタンクを有する。本発明の一実施形態は、流体スイッチを作動するために、タンクに第１の流体を運搬することを含み、添加剤は第１の流体に加えられる。タンクの入口または出口に添加剤を加えることによって、（乱流混合を介して）第１の流体と確実に混合され、第１の流体に対する添加剤の比率は常に維持される。なお、添加剤は、タンク内の第１の流体に直接加えられてもよい。
【００１６】
通常の貯蔵タンクは、第１の流体を５００００リットルまで貯蔵でき、タンクに対して１度に３２０００リットルまで運搬をすることができる。これらの形態は説明のみを目的として提供され、タンクのサイズおよび運搬量は要求に応じて大きくまたは小さくすることができることは、当業者に知られている。充填時間は、一般的に３０分〜１時間であって、運搬流量は、５００〜１０００リットル／分である。もし、例えば０．１％の添加剤の濃度が必要であれば、３２０００リットルの運搬に対して、約３２リットルの添加剤が必要であって、追加するのに１０分が必要である。この時間は、添加剤投与システムにとって、比較的短い時間である。
【００１７】
添加剤は、任意のサイズの容器に貯蔵される。一般的に添加剤は、第１の流体よりも実質的に少ない量が必要とされ、ドラムに貯蔵される。投与システムは、第１の流体の運搬が生じたときにいつでも作動し、システムは１週間に１度の頻度で、１時間使用される。
【００１８】
添付の概略図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】１つの添加剤が使用される場合の、第１実施形態に係る自動投与システムを示すフロー図である。
【図２】２つの添加剤が使用される場合の、第２実施形態に係る自動投与システムを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１において、添加剤は、添加剤ドラム１から、ポンプ３を経由し、ライン４を介して、大型貯蔵タンク２に供給される。添加剤の流量は、ＰＬＣ制御システム５によって制御される。ＰＬＣ制御システム５は、電気回路に接続される。流体スイッチ７が第１の流路ライン６の初期流動によって作動されるとき、電源は電気回路に接続される。流体スイッチ７は、ラッチ型リレー８をオンの位置に切り替え、これによって、電気回路、ＰＬＣ制御システム５、およびポンプ３に電力を供給する。電源９はあらゆる電源を用いることができる。ＰＬＣ制御システム５は、第１の流路ライン６の流れがストップした場合に、信号が流体スイッチ７からＰＬＣ制御システム５に送られるように構成され、第１の流体が再開するまで、ポンプ３をオフに切り替える。バルブはあらゆるものを使用でき、必ずしも仕切弁である必要はない。制御弁を用いることができる。添加剤は、流路ライン６のあらゆる位置において、または直接タンク２に供給され、３方弁は設けられなくてもよい。ポンプは、重力によって供給するシステム、または他のメカニズムであってもよい。
【００２１】
図１は、システムの一例を示す。改変例として、複数の添加剤を加える構成であってもよい。複数の添加剤の添加は、同時にまたは連続的に行ってもよい。複数の追加箇所が必要になるのと同様に、複数のポンプが必要となる。
【００２２】
図２は、２つの添加剤が使用される場合のシステムの一例を示し、２つの添加剤は、同じ入口から供給される。図２に示すように、第２の添加剤はドラム１０に貯蔵され、第２のポンプ１１を経由し、タンク２に接続されるライン１２を介して、流路ライン６に通じる。ライン１２は、流路ライン６のあらゆる位置に接続可能であり、バルブはあらゆるものを使用できる。上述したように、第２の添加剤は、タンク２に対して、第１の添加剤と異なる入口を介して加えられてもよい。第２の入口は、スイッチ機構に接続されてもよく、電気回路、電源、および制御システムに接続されてもよい。
【００２３】
簡便化のため、圧力解放弁および圧力解放器具はフロー図から省略する。本システムは、制御ループの一部として、流量測定デバイスを含むことができる。しかしながら、実施形態では簡便化のため、流体スイッチのみが含まれる。
【００２４】
様々な制御構成を用いることができる。制御システムは、通常、流量計、制御弁を有し、また水位センサを含んでもよい。ポンプおよび制御システムは、緊急停止ボタンに接続されてもよい。制御システムおよびＰＬＣは、プロセス変数の設定をアシストするために、表示画面を有してもよい。またはＰＬＣは、遠隔ディスプレイに接続されていてもよい。本システムは、設定された速度で設定された量を運ぶように構成されてもよく、または、予め決められた量の添加剤を運ぶように構成されてもよい。たとえ第１の流体の流量が変化しても、添加剤の一定の割合を維持するために、例えば、１度に加えられる添加剤の量は、第１の流体の流量に依存する。または、制御システムは、第１の流体の流量とは独立して、設定された流量で添加剤が運ばれるようにプラグラムされてもよい。
【００２５】
また、ポンプを用いる代わりに、重力提供システムを用いることによって、添加剤をタンクに供給してもよい。
【００２６】
投与システムの他の特徴としては、貯蔵タンクに追加される体積を連続的に測定することにより、添加剤の測定を提供することである。制御システムは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）ネットワークへのアクセスを提供できる。制御システムは、添加剤の使用量を監視および記録することができるように構成される。ＧＳＭを用いることによって、データは、会社の本社のような中心位置に送信される。添加剤の量が枯渇してある水位になったとき、販売員は、顧客に連絡してさらなる供給が必要か確認し、または、顧客は、添加剤が所定の水位を下まわって枯渇したときに、自動的に置き換えることを明記しておくことができる。それゆえ、添加剤システムは、顧客の最小限の努力で、維持および操作することができる。
【００２７】
ロック可能なコンテナ、戸棚、ケース、または同等の貯蔵施設は、ＰＬＣ、添加剤ドラム、またはポンプに対して、安全で耐候性の貯蔵場所を提供することができる。一度制御システムが設定されると、設定は制御システムに記憶され、システムへのさらなる調整は不要となる。流体投与システムは自動的に作動するために、ＰＬＣにアクセスするための作業者は不要である。大型貯蔵容器への流体（例えばディーゼル）の供給時に、添加剤投与システムは、自動的に適切に、タンクに適切な量の添加剤を供給する。添加剤投与システムは、専用の作業者を必要とせず、タンクの作業者は、追加の手順を実施することなく、標準的な方法で、貯蔵タンクに再充填することができる。
【００２８】
例えば、図１を用いて、大型貯蔵タンクを再充填する際の、ディーゼル燃料の運搬について説明する。ディーゼル燃料を運搬するために、タンクの作業者は、供給ホースを、タンクから入口ライン６上の流体入口ポイントに接続して、適切なバルブを開く。ディーゼル燃料が流体スイッチを通過するときに、添加剤投与システムは自動的に機能し始める。添加剤は、添加剤ドラム１から、ポンプ３、ライン４、ライン６を介して、貯蔵タンク２に注入される。ディーゼル燃料がタンカーから所定量（例えば３２０００リットル）運搬されたら、作業者は、適切なバルブを閉めて、供給ホースのライン６との接続を解除する。添加剤投与システムは、自動的に止まる。流体投与システムの停止は、制御システムのプログラミングに依存し、または例えば、入口ライン６を通る流量の不足に依存し、または投与システムは、所定量の添加剤がタンク２に投与された後に停止するようにプログラムされる。この例から分かるように、作業者は、あらゆる追加の作業や、通常の運搬の作業を越えて、追加の手順を行う必要がない。
【００２９】
上記の例は、一例としてのみ記載されており、記載した実施例は、単に例示であり、限定されるものではない。なお、記載された実施例の変形例は、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解される。
【図１】
2015535354.tif 000003
【図２】
2015535354.tif 000004
【国際調査報告】
2015535354.tif 000005
2015535354.tif 000006