燃料タンクの残油量検知装置
【課題】
燃料タンクを「満量」にすること及び燃料タンクの大きさに応じた定数を算出することなしにキャリブレーションを行える燃料タンクの残油量検知装置を提供する。
【解決手段】
燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、前記送油管内の油圧を検出する圧力センサ４と、圧力センサ４の出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、前記残油量を表示する表示器８とを有する残油量検知装置において、前記制御部は、前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最高油圧」という。）を記憶する記憶部１２；記憶部１２に前記最大圧が記憶されていない状態で、前記燃料タンクに給油された場合、圧力センサ４が検出する油圧（以下「検出圧」という。）の最大値を前記最高油圧として記憶部１２に記憶する最高油圧更新部１３；及び、前記最高油圧及び圧力センサ４が検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部１４；を備える。
燃料タンクを「満量」にすること及び燃料タンクの大きさに応じた定数を算出することなしにキャリブレーションを行える燃料タンクの残油量検知装置を提供する。
【解決手段】
燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、前記送油管内の油圧を検出する圧力センサ４と、圧力センサ４の出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、前記残油量を表示する表示器８とを有する残油量検知装置において、前記制御部は、前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最高油圧」という。）を記憶する記憶部１２；記憶部１２に前記最大圧が記憶されていない状態で、前記燃料タンクに給油された場合、圧力センサ４が検出する油圧（以下「検出圧」という。）の最大値を前記最高油圧として記憶部１２に記憶する最高油圧更新部１３；及び、前記最高油圧及び圧力センサ４が検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部１４；を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、別置タイプの燃料タンクの残油量検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
灯油は家庭用の暖房機や給湯機（以下、本明細書では燃料を燃焼させて得た熱を利用する暖房機・給湯機等の装置を総称して「燃焼機」と呼ぶ）の燃料として広く使用されている。灯油は都市ガス等に比べて廉価であるが、補給管理を需要家自身が行わなければならない。つまり、需要家の敷地の中に設置されたタンクに貯蔵した灯油の残量を需要家が監視して、残量が少なくなると、灯油の購入を手配しなければならない。しかしながら、一般に燃料タンクは屋外に設置されているから、燃料タンクのゲージ等を日常的に監視するのは、煩わしいものである。
【０００３】
そこで、燃料タンクに残油量検知装置を取り付け、残量が所定の水準を下回った場合に灯油の補給を促すアラームを屋内に設置した遠隔操作パネルに表示することが行われている（特許文献１〜３）。
【０００４】
また従来は、燃料タンク内に揺動自在に取り付けられたアームの先端にフロートを取り付けて、燃料タンク内の液面の上下に従って前記アームが揺動するようにした残油量検知装置が多用されていたが、このような装置は汎用性がなく、タンクの寸法や形状に合わせて専用の装置を設計する必要があった。そこで、燃料タンクあるいは燃料タンクと燃焼機の間の送油管に圧力センサを取り付け、この圧力センサで検出される圧力に基づいて、燃料タンク内の液面高さを検出する残油量検知装置が提案されている（特許文献４，５）。
【０００５】
この圧力センサを使用する残油量検知装置は汎用性が高く、タンクの寸法や形状にかかわらず、共通の装置を使用できるという利点がある。しかしながら、タンクの寸法や形状および圧力センサの取り付け高さによって、タンクの「満量」、「空量」に対応する圧力が異なるので、キャリブレーションを行って、圧力センサの出力と残油量との関係を設定する必要がある。
【０００６】
例えば、特許文献３に記載の残油量検知装置では、複数種類の燃料タンクに対応した最大液面設定値をデータ記憶部に記憶して、この複数種類の最大液面設定値の中から実際に使用する燃料タンクに対応した最大液面設定値を選択している。
【０００７】
また、特許文献４に記載の残油量検知装置では、燃料タンクを「満量」にした状態で、メータの振れが「満量」位置になるように、可変抵抗器を調整している。
【０００８】
また、特許文献５に記載の残油量検知装置では、燃料タンクを「空量」にした状態での圧力センサの出力を初期値として設定するとともに、燃料タンクの大きさに応じて予め定めたタンク定数を入力している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３４９８４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４８７２９号公報
【特許文献３】特開２００３−３２１０９９号公報
【特許文献４】特許第３１３６７１９号
【特許文献５】特許第３０３３３９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献３に記載の残油量検知装置は、予めデータ記憶部に記憶された複数の最大液面設定値の中から実際に使用する燃料タンクに対応した最大液面設定値を選択するので、最大液面設定値の設定を容易にできるが、データ記憶部に記憶されていない燃料タンク、つまり非標準の燃料タンクには対応できないという問題がある。また、残油量検知センサとして超音波液面計を用いているが、超音波液面計の取り付け位置は燃料タンクの底面に限られるので、超音波液面計と残油量検知装置の制御装置の配線が長くなり、配線工事が煩雑になるという問題もある。
【００１１】
特許文献４に記載の残油量検知装置におけるキャリブレーション操作は、メータの振れ角を見ながら可変抵抗器を調整するだけなので、特別な知識や熟練を必要せず、素人でも容易にできる点で優れている。しかしながら、燃料タンクを灯油で満たし「満量」にするので、キャリブレーション後に燃料タンクから灯油を除去しなければならいという問題がある。新築工事に伴う燃焼機の設置工事などの場合、設置工事の完了から入居（つまり、燃焼機の供用開始）までの期間が、数週間に及ぶ場合があり、かかる期間において灯油を燃料タンクに残置することは、防火管理上好ましくないからである。
【００１２】
特許文献５に記載の残油量検知装置におけるキャリブレーション操作は、「空量」の状態で行うので、キャリブレーション後の灯油除去は不要であるが、タンク定数の入力を行わなければならないという問題がある。タンク定数の入力を設置工事の現場で行うことは煩わしく、入力ミスなどのヒューマンエラーの可能性も除去できない。
【００１３】
本発明は、このような背景の下でなされたものであり、燃料タンクを「満量」にすること及び燃料タンクの大きさに応じたタンク定数を算出することなしにキャリブレーションを行える燃料タンクの残油量検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第１の構成は、燃料タンクと、前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、前記残油量を表示する表示部とを有する燃料タンクの残油量検知装置において、前記制御部は、
前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；前記油圧記憶部に前記最大圧が記憶されていない状態で、前記燃料タンクに給油された場合、前記圧力センサが検出する油圧（以下「検出圧」という。）の最大値を前記最大圧として油圧記憶部に記憶する最大圧設定部；及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、燃料タンクに最初に給油する際に読み込まれる圧力センサの出力を最大圧として設定するので、残油量検知装置のキャリブレーションに際して、燃料タンクに灯油を上限まで満たすことも、タンク常数を計算することも不要なので、キャリブレーションが容易になる。
【００１６】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第２の構成は、燃料タンクと、前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、前記残油量を表示する表示部とを有する燃料タンクの残油量検知装置において、前記制御部は、前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；前記検出圧が前記最大圧を超えた場合に、当該最大圧を前記検出圧で逐次更新する最大圧更新部；及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、圧力センサの検出圧が最大圧より大きい場合に前記検出圧を最大圧として更新設定するので、例えば、初回は試運転に必要な最低限の給油を行い、２回目以降に燃料タンクの上限まで給油を行うような場合に、２回目以降の給油に基づいて最大圧が自動的に更新設定される。そのため、マニュアルによる更新設定が不要になり、残油量検知装置の使い勝手が向上する。
【００１８】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記燃料タンクの油面高さが下限にある時に前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記油圧記憶部に記憶する最小圧設定部を備え、前記残油量演算部は、前記最大圧及び前記最小圧並びに前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、燃料タンクの油面高さが下限にある時に圧力センサが検出する油圧を最小圧として記憶手段に記憶する最小圧設定部を備えるので、圧力センサを燃料タンクに対して任意の位置に設置できる。
【００２０】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第４の構成は、前記第３の構成において、初期設定スイッチを備え、前記最小圧設定部は、前記初期設定スイッチが有効とされたときに前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記油圧手段に保存することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、燃料タンクの油面高さが下限になるように、灯油を注入（つまり、最小限の給油を）して、初期設定スイッチを操作すれば、最小圧を容易に設定できる。そのため、キャリブレーションが更に容易になる。
【００２２】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第５の構成は、前記第３又は第４の構成において、前記最小圧を数値入力する最小圧入力手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、最小圧を作業者が数値入力することができるので、最小限の給油も不要になる。そのため、キャリブレーションが更に容易になる。
【００２４】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第６の構成は、前記第３又は第４の構成において、前記圧力センサと前記燃料タンクの高低差を数値入力する高低差入力手段を備え、前記制御部は、前記高低差に基づいて前記最小圧を算出する最小圧算出手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、作業者が数値入力した圧力センサと燃料タンクの高低差に基づいて、最小圧を算出するので、前記最小圧のマニュアルによる算出が不要になる。そのため、キャリブレーションが更に容易になる。
【００２６】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第７の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記圧力センサは、前記燃料タンクに固定されていることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、圧力センサを燃料タンクに固定しているので、最小圧の値は、燃焼機や送油管の配置の如何に関わらず、一定の値になる。そのため、最小圧の設定が不要になり、残油量検知装置のキャリブレーションが更に容易になる。
【００２８】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第８の構成は、前記第１乃至第７のいずれかの構成において、前記制御部は前記残油量演算部が算出する残油量の値が所定の閾値を下回った場合に、給油アラームを出力する給油アラーム手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、残油量の値が所定の閾値を下回った場合に給油アラームを出力するので、残油量検出装置の使い勝手が向上する。なお、給油アラーム手段とはユーザの五感に訴えて、ユーザの注意を喚起する注意喚起手段であり、文字、図形の表示、ランプの点灯、ブザーの奏鳴など視角や聴覚に訴えるものが一般的だが、点字表示器のような触覚に訴える手段も選択できる。
【００３０】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第９の構成は、前記第１乃至第８のいずれかの構成において、前記制御部は、前記燃焼機の運転／停止を判別する運転状態判別手段と、前記燃焼機が停止している場合に前記圧力センサの検出圧の減少を検出すると、燃料漏れアラームを出力する燃料漏れアラーム手段を備えていることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、前記圧力センサの検出圧の減少によって「燃料漏れ」を検出するので、新たなハードウェアを追加することなしに、残油量検知装置に燃料漏れ検出機能を付加することができる。なお、給油アラーム手段と同様に、燃料漏れアラーム手段には各種の注意喚起手段を選択することができる。
【００３２】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第１０の構成は、前記第１乃至第９のいずれかの構成において、前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵し、前記表示部を前記燃焼機の表示装置で構成するとともに、前記燃焼制御装置は、前記燃焼機の燃焼状態と前記燃料タンクの残油量を交互に切り替えて前記表示装置に表示する表示切替部を備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、燃焼機が本来備えている燃焼制御装置および表示部装置を利用して残油量検知装置の制御部および表示部を構成するので、最小限のハードウェアの追加で、燃焼機に残油量検知装置を付加することができる。
【００３４】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第１１の構成は、前記第１乃至第１０のいずれかの構成において、前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵するとともに、前記圧力センサと前記制御部を結ぶ信号線に着脱可能な接続部を備えることを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、前記制御部を燃焼制御装置の中に内蔵するとともに、前記圧力センサと前記制御部の間の接続部を着脱可能にするので、燃料タンクの残油量検知装置を燃焼機のオプションとすることができる。つまり、必要に応じて圧力センサを燃焼機に接続することにより、前記燃焼機に残油量検知装置を付加することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように本発明によれば、設置工事の段階においてキャリブレーションのために燃料タンクを満量にする作業が不要になり、しかも使用開始時の給油によって残油量検知装置の最高油圧が自動的に設定されるので、キャリブレーションに際して特別な知識や注意を必要としない。そのため、操作が容易な使い勝手のよい燃料タンクの残油量検知装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００３８】
図１は、本発明の実施例に係る燃料タンクの残油量検知装置の全体配置図である。図１において、１は給湯機であり、２は燃料タンク、３は送油管、４は圧力センサ、５は給湯機１の遠隔操作盤（リモコン）である。
【００３９】
給湯機１は、バーナ６と燃焼制御装置７を備えている。バーナ６は灯油を燃焼して、図示しない水管内の水を加熱する熱源である。また、燃焼制御装置７は、その内部にインストールされた制御プログラムに従って、所望の温度・流量の給湯が得られるようにバーナ６に送給する灯油の流量を調整する制御装置である。
【００４０】
燃料タンク２は、バーナ６の燃料である灯油を貯蔵する容器であり、燃料タンク２内の灯油は送油管３を通ってバーナ６に送給される。また、燃料タンク２とバーナ６の間の灯油の送給は重力を利用するので、一般的に燃料タンク２はバーナ６より高い位置に設置されるが、燃料タンク２とバーナ６の高低差は設置場所によって異なるので、一定しない。
【００４１】
圧力センサ４は、送油管３内の灯油の圧力を電圧に変換して出力するセンサであり、送油管３の適所にＴ字管を介して取り付けられている。また、圧力センサ４の出力信号線は後述する制御装置９に図示しないコネクターを介して、着脱自在に接続されている。なお、図１では圧力センサ４を給湯機１の近傍に配置しているが、燃料タンク２の底面、給湯機１の内部等に配置してもよい。
【００４２】
遠隔操作盤５は、給湯機１に対して、点火・消火の指令および給湯温度の設定などを行う操作盤である。また、遠隔操作盤５は給湯機１の運転状況等及び燃料タンク２内の灯油の残量等を表示する表示器８を備えている。
【００４３】
また、９は圧力センサ４の出力に基づいて燃料タンク２内の灯油の残量を算出する制御装置であり、燃焼制御装置７の中に一体に組み込んである。また、制御装置９で算出された灯油の残量は、遠隔操作盤５の表示器８に表示される。前記残量が所定の水準を下回ると、給油を促すための警告が、表示器８に表示される。
【００４４】
図２は、制御装置９の制御ブロック図である。図２に示すように、制御装置９は、Ａ／Ｄ入力部１０、初期設定部１１、記憶部１２、最高油圧更新部１３、残油量演算部１４、リミッタ１５及びタイマー部１６を備えている。
【００４５】
Ａ／Ｄ入力部１０は、圧力センサ４の出力電圧をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器である。
【００４６】
初期設定部１１は、燃料タンク２と圧力センサ４の間の高低差を補正するための最小値Ｚ０を設定するモジュールである。燃料タンク２の底から測った油面高さが同一であっても、燃料タンク２と圧力センサ４の間の高低差によって、圧力センサ４から測った油面高さは変化するので、燃料タンク２が圧力センサ４に対して高い位置にあれば圧力センサ４の出力は大きくなり、低い位置にあれば小さくなる。そこで、燃料タンク２の油面高さが下限にある状態、つまり油面が燃料タンク２の底面と同じ高さにある状態における圧力センサ４の出力（最小値）Ｚ０を求めて、圧力センサ４の出力Ｚと最小値Ｚ０の差に基づいて、燃料タンク２の残量を算出する。なお、最小Ｚ０を決定する具体的な手順は後述する。
【００４７】
記憶部１２は、最小値Ｚ０および後述する最大値Ｚ１を記憶するバックアップ用の不揮発性メモリーである。制御装置９の駆動電源ＯＦＦ時にも、最小値Ｚ０および最大値Ｚ１は記憶部１２において保持され、駆動電源が投入されると初期設定部１１および最高油圧更新部１３にコピーされる。
【００４８】
最高油圧更新部１３は、燃料タンク２の油面高さが上限にある状態における圧力センサ４の出力を最大値Ｚ１として設定するとともに、圧力センサ４が先に設定された最大値Ｚ１より大きな値を出力した場合に、その値を新たな最大値Ｚ１として更新設定するモジュールである。
【００４９】
残油量演算部１４は、Ａ／Ｄ入力部１０から圧力センサ４の出力Ｚを、初期設定部１１から最小値Ｚ０を、最高油圧更新部１３から最大値Ｚ１をそれぞれ読み込み、下式に基づいて、燃料タンク２の残油量Ｈを算出するモジュールである。
【００５０】
Ｈ＝（Ｚ−Ｚ０）／（Ｚ１−Ｚ０） （式１）
【００５１】
上式から明らかなように、燃料タンク２の油面が上限にあるとき、つまりＺ＝Ｚ１のとき、残油量Ｈは１．０になり、下限にあるとき、つまりＺ＝Ｚ０のとき、残油量Ｈは０．０になる。この残油量Ｈは遠隔操作盤５の表示器８に表示される。
【００５２】
リミッタ１５は、残油量Ｈと所定の閾値を比較して、残油量Ｈが前記閾値より小さい場合にユーザに給油を促すアラームを表示部８に表示させるモジュールである。
【００５３】
タイマー部１６は、残油量Ｈの算出周期を設定するタイマーモジュールであり、残油量演算部１４に残油量Ｈの算出演算の実行を命じるトリガー信号を所定の周期で出力する。
【００５４】
なお１７は、燃焼制御装置７に備えられた表示切替部である。表示切替部１７は遠隔操作盤５の表示器８の表示内容を、通常の燃焼表示（例えば、給湯機１の運転／停止の別、給湯温度などを表示する）と残油量表示の切り替えを行うと共に、初期設定動作信号を出力するモジュールである。
【００５５】
図３は、残油量検知装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら残油量検知装置の動作を説明する。
【００５６】
まず、燃料タンク２の下限まで灯油を注入する。つまり、送油管３を完全に灯油で満たし油面が燃料タンク２の底面と一致するようにする。
【００５７】
（ステップ１）遠隔操作盤５上の表示切替スイッチ（図示せず）をＯＮして、表示切替部１７により、表示器８の表示モードを燃焼表示モードから残油量表示モードに変更するとともに、初期設定部１１に初期設定動作信号を送って、圧力センサ４の出力をＡ／Ｄ入力部１０を介して読み込む。
【００５８】
（ステップ２）表示器８に表示される圧力センサ４の出力値が安定しているのを確認し、遠隔操作盤５上の初期設定スイッチ（図示せず）をＯＮする。
【００５９】
（ステップ３）以上により、表示器８に表示された圧力センサ４の出力値が最小値Ｚ０として、初期値設定部１１に設定される。また、最小値Ｚ０はバックアップのために記憶部１２にも記憶される。
【００６０】
（ステップ４）以上の操作により、初期設定が完了するので、前記初期設定スイッチをＯＦＦにする。また、前記表示切替スイッチを操作して、表示器８の表示を燃焼表示モードに切り替える。
【００６１】
以上の操作は、給湯機１、燃料タンク２、送油管３および圧力センサ４の設置工事の完了後、つまり、給湯機１、燃料タンク２および圧力センサ４の相対的な位置関係が確定した後に行う。また、人手による操作を必要とするのはここまでであり、後述するステップ５以下の動作は制御装置９によって自動的に処理される。
【００６２】
なお、送油管３の中に注入された灯油は極めて少量（せいぜい１００〜２００ｍｌ）なので、そのまま残置しても構わないが、必要があれば適当な手段（例えば吸引ポンプ）で排出する。少量なので、排出に要する手間は小さい。
【００６３】
また、次のようにすれば、送油管３の中に灯油を注入することなく、初期設定を行うことができる。
（１）まず、圧力センサ４（正確に言うと、圧力センサ４の圧力検出基準面）に対する燃料タンク２の底面の相対高さを計測する。給湯機１及び燃料タンク２が、実用上水平と見なし得る共通の基盤（例えば、コンクリート製の床面）に固定されていれば、曲尺等を使って、前記基盤から圧力センサ４までの高さと前記基盤から燃料タンク２の底面までの高さを計測すれば、実用上十分な精度で相対高さを知ることが出来る。また、共通の基盤がない場合は、レベラや水盛り管を利用すれば良い。
（２）相対高さと灯油の密度等に基づいて、燃料タンク２の油面が下限にある時の圧力センサ４の圧力検出基準面に於ける油圧を算出する。この油圧の値と圧力センサ４の圧力−出力特性に基づいて、燃料タンク２の油面が下限にある時の圧力センサ４の出力値を推定する。
（３）ステップ３において、表示器８に表示された計測値に代えて前記推定値を入力し、前記「確認」ボタンを押下する。推定値の入力は、遠隔操作盤５上にテンキー等を備えて、前記テンキーから入力しても良いし、制御装置９にデジスイッチ等を備えても良い。
【００６４】
また、制御装置９の内部に相対高さと灯油の密度等に基づいて、燃料タンク２の油面が下限にある時の圧力センサ４の出力を算出する演算モジュールを設けて、テンキー等によって入力された前記相対高さに基づいて最小値Ｚ０を制御装置９の内部で算出するようにしてもよい。
【００６５】
また、圧力センサ４を燃料タンク２の底面に取り付けて、圧力センサ４の圧力検出基準面が燃料タンク２の底面と同一高さになるようにすれば、送油管３に灯油を注入する操作は不要になる。ステップ３において、表示器８に計測値０が表示されるから、そのまま前記「確認」ボタンを押下すればよい。
【００６６】
さて、次に、給湯機１を実際に使用する場面での残油量検知装置の動作を説明する。設置工事の段階において、ステップ１〜ステップ４までの操作、すなわち初期設定は完了している。この状態で燃料タンク２に灯油を給油する。給油作業は、燃料タンク２に装置された図示しないゲージ等を監視しながら行う。つまり、給油作業においては、残油量検知装置による油面高さの表示を参照しないから、この時、残油量検知装置のキャリブレーションが完了していなくても、灯油が燃料タンク２から溢れるような事は無い。
【００６７】
（ステップ５）給油が行われると、圧力センサ４の出力が大きくなるから、制御装置９は給油が行われている事を検知する。制御装置９は圧力センサ４の出力の監視を続け、圧力センサ４の出力の増加が停止し、所定の時間、同一の出力が続いたら、給油が終了したと判断する（給油作業が続いて居れば、圧力センサ４の出力は増加を続けるし、給油作業の終了後しばらくは油面の揺動による圧力センサ４の出力の変動が続くからである）。なお、前記所定の時間は少なくとも３０秒〜１２０秒の間に設定すると、よい結果が得られる。
【００６８】
（ステップ６）給油が終了した時の圧力センサ４の出力は最大値Ｚ１として、最高油圧更新部１３に設定される。また、最大値Ｚ１はバックアップのために記憶部１２にも記憶される。
【００６９】
（ステップ７）圧力センサ４の出力Ｚを読み込む。
【００７０】
（ステップ８）ステップ６で読み込んだ圧力センサ４の出力Ｚと最大値Ｚ１を比較して、ＺがＺ１より大きければ、ステップ９に進み、そうでなければステップ１０に飛ぶ。
【００７１】
（ステップ９）圧力センサ４の出力Ｚを最大値Ｚ１として、最高油圧更新部１３に更新設定する。また、最大値Ｚ１はバックアップのために記憶部１２にも記憶される。この処理は、初回に試運転を行うための最小限の給油をして、２回目以降の給油で満量給油を行うような運用をする場合に意味を持つ。つまり、前回給油時より大きな圧力を検出した場合には、前回の給油においては「真の満量」給油が行われなかったと考え、今回検出された値を「真の最大値」として取り扱うのである。
【００７２】
（ステップ１０）Ｚ、Ｚ０、及びＺ１を式１に代入して、残油量Ｈを算出する。
【００７３】
（ステップ１１）ステップ１０で算出した残油量Ｈを閾値ＨLOWと比較し、Ｈ≧ＨLOWであれば、ステップ１３に進み、Ｈ＜ＨLOWであれば、ステップ１２に飛ぶ。なお、閾値ＨLOWは
予めリミッタ１５内に設定される値である。
【００７４】
（ステップ１２）表示器８に「給油！」の警告表示を行う。なお、残油量が少ない場合に給油を促す警告は、文字によるものには限られない。ランプの点滅によるもの、音声によるもの、ブザーやチャイムの奏鳴によるもの、あるいは点字表示器によるものであってもよい。
【００７５】
（ステップ１３）表示器８に残油量Ｈの値を棒グラフの形式で表示する。なお、残油量Ｈの表示は数秒連続して行われ、その後、表示切替部１７の働きにより通常の燃焼表示に戻る。
【００７６】
（ステップ１４）タイマー部１６を起動し、所定時間が経過したらステップ７に戻り、ステップ７〜ステップ１４を繰り返し実行する。
【００７７】
また、バーナ６が運転しているか否かを示す信号を燃焼制御装置７から受け取って、バーナ６が停止している間に残油量Ｈを周期的にモニタして、残油量Ｈが前回に比べて減少している場合に「燃料漏れ！」の文字を表示器８に表示するモジュールを制御装置９に備えてもよい。なお、残油量Ｈに代えて圧力センサ４の出力Ｚをモニタすることによって、燃料漏れを検出するようにしてもよい。また、外乱等による誤検出を排除するために、所定回数あるいは所定時間に渡って残油量Ｈまたは出力Ｚの減少を連続して検出することを「燃料漏れ」判定の条件にしてもよい。
【００７８】
なお、制御装置９は専用ハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェア的に実現してもよい。また、制御装置９と燃焼制御装置７のハードウェアを共通化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例に係る燃料タンクの残油量検知装置の全体配置図である。
【図２】前記残油量検知装置の制御装置の制御ブロック図である。
【図３】前記残油量検知装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１ 給湯機
２ 燃料タンク
３ 送油管
４ 圧力センサ
５ 遠隔操作盤
６ バーナ
７ 燃焼制御装置
８ 表示器
９ 制御装置
１０ Ａ／Ｄ入力部
１１ 初期値設定部
１２ 記憶部
１３ 最高油圧更新部
１４ 残油量演算部
１５ リミッタ
１６ タイマー部
１７ 表示切替部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、別置タイプの燃料タンクの残油量検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
灯油は家庭用の暖房機や給湯機（以下、本明細書では燃料を燃焼させて得た熱を利用する暖房機・給湯機等の装置を総称して「燃焼機」と呼ぶ）の燃料として広く使用されている。灯油は都市ガス等に比べて廉価であるが、補給管理を需要家自身が行わなければならない。つまり、需要家の敷地の中に設置されたタンクに貯蔵した灯油の残量を需要家が監視して、残量が少なくなると、灯油の購入を手配しなければならない。しかしながら、一般に燃料タンクは屋外に設置されているから、燃料タンクのゲージ等を日常的に監視するのは、煩わしいものである。
【０００３】
そこで、燃料タンクに残油量検知装置を取り付け、残量が所定の水準を下回った場合に灯油の補給を促すアラームを屋内に設置した遠隔操作パネルに表示することが行われている（特許文献１〜３）。
【０００４】
また従来は、燃料タンク内に揺動自在に取り付けられたアームの先端にフロートを取り付けて、燃料タンク内の液面の上下に従って前記アームが揺動するようにした残油量検知装置が多用されていたが、このような装置は汎用性がなく、タンクの寸法や形状に合わせて専用の装置を設計する必要があった。そこで、燃料タンクあるいは燃料タンクと燃焼機の間の送油管に圧力センサを取り付け、この圧力センサで検出される圧力に基づいて、燃料タンク内の液面高さを検出する残油量検知装置が提案されている（特許文献４，５）。
【０００５】
この圧力センサを使用する残油量検知装置は汎用性が高く、タンクの寸法や形状にかかわらず、共通の装置を使用できるという利点がある。しかしながら、タンクの寸法や形状および圧力センサの取り付け高さによって、タンクの「満量」、「空量」に対応する圧力が異なるので、キャリブレーションを行って、圧力センサの出力と残油量との関係を設定する必要がある。
【０００６】
例えば、特許文献３に記載の残油量検知装置では、複数種類の燃料タンクに対応した最大液面設定値をデータ記憶部に記憶して、この複数種類の最大液面設定値の中から実際に使用する燃料タンクに対応した最大液面設定値を選択している。
【０００７】
また、特許文献４に記載の残油量検知装置では、燃料タンクを「満量」にした状態で、メータの振れが「満量」位置になるように、可変抵抗器を調整している。
【０００８】
また、特許文献５に記載の残油量検知装置では、燃料タンクを「空量」にした状態での圧力センサの出力を初期値として設定するとともに、燃料タンクの大きさに応じて予め定めたタンク定数を入力している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３４９８４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４８７２９号公報
【特許文献３】特開２００３−３２１０９９号公報
【特許文献４】特許第３１３６７１９号
【特許文献５】特許第３０３３３９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献３に記載の残油量検知装置は、予めデータ記憶部に記憶された複数の最大液面設定値の中から実際に使用する燃料タンクに対応した最大液面設定値を選択するので、最大液面設定値の設定を容易にできるが、データ記憶部に記憶されていない燃料タンク、つまり非標準の燃料タンクには対応できないという問題がある。また、残油量検知センサとして超音波液面計を用いているが、超音波液面計の取り付け位置は燃料タンクの底面に限られるので、超音波液面計と残油量検知装置の制御装置の配線が長くなり、配線工事が煩雑になるという問題もある。
【００１１】
特許文献４に記載の残油量検知装置におけるキャリブレーション操作は、メータの振れ角を見ながら可変抵抗器を調整するだけなので、特別な知識や熟練を必要せず、素人でも容易にできる点で優れている。しかしながら、燃料タンクを灯油で満たし「満量」にするので、キャリブレーション後に燃料タンクから灯油を除去しなければならいという問題がある。新築工事に伴う燃焼機の設置工事などの場合、設置工事の完了から入居（つまり、燃焼機の供用開始）までの期間が、数週間に及ぶ場合があり、かかる期間において灯油を燃料タンクに残置することは、防火管理上好ましくないからである。
【００１２】
特許文献５に記載の残油量検知装置におけるキャリブレーション操作は、「空量」の状態で行うので、キャリブレーション後の灯油除去は不要であるが、タンク定数の入力を行わなければならないという問題がある。タンク定数の入力を設置工事の現場で行うことは煩わしく、入力ミスなどのヒューマンエラーの可能性も除去できない。
【００１３】
本発明は、このような背景の下でなされたものであり、燃料タンクを「満量」にすること及び燃料タンクの大きさに応じたタンク定数を算出することなしにキャリブレーションを行える燃料タンクの残油量検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第１の構成は、燃料タンクと、前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、前記残油量を表示する表示部とを有する燃料タンクの残油量検知装置において、前記制御部は、
前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；前記油圧記憶部に前記最大圧が記憶されていない状態で、前記燃料タンクに給油された場合、前記圧力センサが検出する油圧（以下「検出圧」という。）の最大値を前記最大圧として油圧記憶部に記憶する最大圧設定部；及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、燃料タンクに最初に給油する際に読み込まれる圧力センサの出力を最大圧として設定するので、残油量検知装置のキャリブレーションに際して、燃料タンクに灯油を上限まで満たすことも、タンク常数を計算することも不要なので、キャリブレーションが容易になる。
【００１６】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第２の構成は、燃料タンクと、前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、前記残油量を表示する表示部とを有する燃料タンクの残油量検知装置において、前記制御部は、前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；前記検出圧が前記最大圧を超えた場合に、当該最大圧を前記検出圧で逐次更新する最大圧更新部；及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、圧力センサの検出圧が最大圧より大きい場合に前記検出圧を最大圧として更新設定するので、例えば、初回は試運転に必要な最低限の給油を行い、２回目以降に燃料タンクの上限まで給油を行うような場合に、２回目以降の給油に基づいて最大圧が自動的に更新設定される。そのため、マニュアルによる更新設定が不要になり、残油量検知装置の使い勝手が向上する。
【００１８】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記燃料タンクの油面高さが下限にある時に前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記油圧記憶部に記憶する最小圧設定部を備え、前記残油量演算部は、前記最大圧及び前記最小圧並びに前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、燃料タンクの油面高さが下限にある時に圧力センサが検出する油圧を最小圧として記憶手段に記憶する最小圧設定部を備えるので、圧力センサを燃料タンクに対して任意の位置に設置できる。
【００２０】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第４の構成は、前記第３の構成において、初期設定スイッチを備え、前記最小圧設定部は、前記初期設定スイッチが有効とされたときに前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記油圧手段に保存することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、燃料タンクの油面高さが下限になるように、灯油を注入（つまり、最小限の給油を）して、初期設定スイッチを操作すれば、最小圧を容易に設定できる。そのため、キャリブレーションが更に容易になる。
【００２２】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第５の構成は、前記第３又は第４の構成において、前記最小圧を数値入力する最小圧入力手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、最小圧を作業者が数値入力することができるので、最小限の給油も不要になる。そのため、キャリブレーションが更に容易になる。
【００２４】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第６の構成は、前記第３又は第４の構成において、前記圧力センサと前記燃料タンクの高低差を数値入力する高低差入力手段を備え、前記制御部は、前記高低差に基づいて前記最小圧を算出する最小圧算出手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、作業者が数値入力した圧力センサと燃料タンクの高低差に基づいて、最小圧を算出するので、前記最小圧のマニュアルによる算出が不要になる。そのため、キャリブレーションが更に容易になる。
【００２６】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第７の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記圧力センサは、前記燃料タンクに固定されていることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、圧力センサを燃料タンクに固定しているので、最小圧の値は、燃焼機や送油管の配置の如何に関わらず、一定の値になる。そのため、最小圧の設定が不要になり、残油量検知装置のキャリブレーションが更に容易になる。
【００２８】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第８の構成は、前記第１乃至第７のいずれかの構成において、前記制御部は前記残油量演算部が算出する残油量の値が所定の閾値を下回った場合に、給油アラームを出力する給油アラーム手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、残油量の値が所定の閾値を下回った場合に給油アラームを出力するので、残油量検出装置の使い勝手が向上する。なお、給油アラーム手段とはユーザの五感に訴えて、ユーザの注意を喚起する注意喚起手段であり、文字、図形の表示、ランプの点灯、ブザーの奏鳴など視角や聴覚に訴えるものが一般的だが、点字表示器のような触覚に訴える手段も選択できる。
【００３０】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第９の構成は、前記第１乃至第８のいずれかの構成において、前記制御部は、前記燃焼機の運転／停止を判別する運転状態判別手段と、前記燃焼機が停止している場合に前記圧力センサの検出圧の減少を検出すると、燃料漏れアラームを出力する燃料漏れアラーム手段を備えていることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、前記圧力センサの検出圧の減少によって「燃料漏れ」を検出するので、新たなハードウェアを追加することなしに、残油量検知装置に燃料漏れ検出機能を付加することができる。なお、給油アラーム手段と同様に、燃料漏れアラーム手段には各種の注意喚起手段を選択することができる。
【００３２】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第１０の構成は、前記第１乃至第９のいずれかの構成において、前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵し、前記表示部を前記燃焼機の表示装置で構成するとともに、前記燃焼制御装置は、前記燃焼機の燃焼状態と前記燃料タンクの残油量を交互に切り替えて前記表示装置に表示する表示切替部を備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、燃焼機が本来備えている燃焼制御装置および表示部装置を利用して残油量検知装置の制御部および表示部を構成するので、最小限のハードウェアの追加で、燃焼機に残油量検知装置を付加することができる。
【００３４】
本発明に係る燃料タンクの残油量検知装置の第１１の構成は、前記第１乃至第１０のいずれかの構成において、前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵するとともに、前記圧力センサと前記制御部を結ぶ信号線に着脱可能な接続部を備えることを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、前記制御部を燃焼制御装置の中に内蔵するとともに、前記圧力センサと前記制御部の間の接続部を着脱可能にするので、燃料タンクの残油量検知装置を燃焼機のオプションとすることができる。つまり、必要に応じて圧力センサを燃焼機に接続することにより、前記燃焼機に残油量検知装置を付加することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように本発明によれば、設置工事の段階においてキャリブレーションのために燃料タンクを満量にする作業が不要になり、しかも使用開始時の給油によって残油量検知装置の最高油圧が自動的に設定されるので、キャリブレーションに際して特別な知識や注意を必要としない。そのため、操作が容易な使い勝手のよい燃料タンクの残油量検知装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００３８】
図１は、本発明の実施例に係る燃料タンクの残油量検知装置の全体配置図である。図１において、１は給湯機であり、２は燃料タンク、３は送油管、４は圧力センサ、５は給湯機１の遠隔操作盤（リモコン）である。
【００３９】
給湯機１は、バーナ６と燃焼制御装置７を備えている。バーナ６は灯油を燃焼して、図示しない水管内の水を加熱する熱源である。また、燃焼制御装置７は、その内部にインストールされた制御プログラムに従って、所望の温度・流量の給湯が得られるようにバーナ６に送給する灯油の流量を調整する制御装置である。
【００４０】
燃料タンク２は、バーナ６の燃料である灯油を貯蔵する容器であり、燃料タンク２内の灯油は送油管３を通ってバーナ６に送給される。また、燃料タンク２とバーナ６の間の灯油の送給は重力を利用するので、一般的に燃料タンク２はバーナ６より高い位置に設置されるが、燃料タンク２とバーナ６の高低差は設置場所によって異なるので、一定しない。
【００４１】
圧力センサ４は、送油管３内の灯油の圧力を電圧に変換して出力するセンサであり、送油管３の適所にＴ字管を介して取り付けられている。また、圧力センサ４の出力信号線は後述する制御装置９に図示しないコネクターを介して、着脱自在に接続されている。なお、図１では圧力センサ４を給湯機１の近傍に配置しているが、燃料タンク２の底面、給湯機１の内部等に配置してもよい。
【００４２】
遠隔操作盤５は、給湯機１に対して、点火・消火の指令および給湯温度の設定などを行う操作盤である。また、遠隔操作盤５は給湯機１の運転状況等及び燃料タンク２内の灯油の残量等を表示する表示器８を備えている。
【００４３】
また、９は圧力センサ４の出力に基づいて燃料タンク２内の灯油の残量を算出する制御装置であり、燃焼制御装置７の中に一体に組み込んである。また、制御装置９で算出された灯油の残量は、遠隔操作盤５の表示器８に表示される。前記残量が所定の水準を下回ると、給油を促すための警告が、表示器８に表示される。
【００４４】
図２は、制御装置９の制御ブロック図である。図２に示すように、制御装置９は、Ａ／Ｄ入力部１０、初期設定部１１、記憶部１２、最高油圧更新部１３、残油量演算部１４、リミッタ１５及びタイマー部１６を備えている。
【００４５】
Ａ／Ｄ入力部１０は、圧力センサ４の出力電圧をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器である。
【００４６】
初期設定部１１は、燃料タンク２と圧力センサ４の間の高低差を補正するための最小値Ｚ０を設定するモジュールである。燃料タンク２の底から測った油面高さが同一であっても、燃料タンク２と圧力センサ４の間の高低差によって、圧力センサ４から測った油面高さは変化するので、燃料タンク２が圧力センサ４に対して高い位置にあれば圧力センサ４の出力は大きくなり、低い位置にあれば小さくなる。そこで、燃料タンク２の油面高さが下限にある状態、つまり油面が燃料タンク２の底面と同じ高さにある状態における圧力センサ４の出力（最小値）Ｚ０を求めて、圧力センサ４の出力Ｚと最小値Ｚ０の差に基づいて、燃料タンク２の残量を算出する。なお、最小Ｚ０を決定する具体的な手順は後述する。
【００４７】
記憶部１２は、最小値Ｚ０および後述する最大値Ｚ１を記憶するバックアップ用の不揮発性メモリーである。制御装置９の駆動電源ＯＦＦ時にも、最小値Ｚ０および最大値Ｚ１は記憶部１２において保持され、駆動電源が投入されると初期設定部１１および最高油圧更新部１３にコピーされる。
【００４８】
最高油圧更新部１３は、燃料タンク２の油面高さが上限にある状態における圧力センサ４の出力を最大値Ｚ１として設定するとともに、圧力センサ４が先に設定された最大値Ｚ１より大きな値を出力した場合に、その値を新たな最大値Ｚ１として更新設定するモジュールである。
【００４９】
残油量演算部１４は、Ａ／Ｄ入力部１０から圧力センサ４の出力Ｚを、初期設定部１１から最小値Ｚ０を、最高油圧更新部１３から最大値Ｚ１をそれぞれ読み込み、下式に基づいて、燃料タンク２の残油量Ｈを算出するモジュールである。
【００５０】
Ｈ＝（Ｚ−Ｚ０）／（Ｚ１−Ｚ０） （式１）
【００５１】
上式から明らかなように、燃料タンク２の油面が上限にあるとき、つまりＺ＝Ｚ１のとき、残油量Ｈは１．０になり、下限にあるとき、つまりＺ＝Ｚ０のとき、残油量Ｈは０．０になる。この残油量Ｈは遠隔操作盤５の表示器８に表示される。
【００５２】
リミッタ１５は、残油量Ｈと所定の閾値を比較して、残油量Ｈが前記閾値より小さい場合にユーザに給油を促すアラームを表示部８に表示させるモジュールである。
【００５３】
タイマー部１６は、残油量Ｈの算出周期を設定するタイマーモジュールであり、残油量演算部１４に残油量Ｈの算出演算の実行を命じるトリガー信号を所定の周期で出力する。
【００５４】
なお１７は、燃焼制御装置７に備えられた表示切替部である。表示切替部１７は遠隔操作盤５の表示器８の表示内容を、通常の燃焼表示（例えば、給湯機１の運転／停止の別、給湯温度などを表示する）と残油量表示の切り替えを行うと共に、初期設定動作信号を出力するモジュールである。
【００５５】
図３は、残油量検知装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら残油量検知装置の動作を説明する。
【００５６】
まず、燃料タンク２の下限まで灯油を注入する。つまり、送油管３を完全に灯油で満たし油面が燃料タンク２の底面と一致するようにする。
【００５７】
（ステップ１）遠隔操作盤５上の表示切替スイッチ（図示せず）をＯＮして、表示切替部１７により、表示器８の表示モードを燃焼表示モードから残油量表示モードに変更するとともに、初期設定部１１に初期設定動作信号を送って、圧力センサ４の出力をＡ／Ｄ入力部１０を介して読み込む。
【００５８】
（ステップ２）表示器８に表示される圧力センサ４の出力値が安定しているのを確認し、遠隔操作盤５上の初期設定スイッチ（図示せず）をＯＮする。
【００５９】
（ステップ３）以上により、表示器８に表示された圧力センサ４の出力値が最小値Ｚ０として、初期値設定部１１に設定される。また、最小値Ｚ０はバックアップのために記憶部１２にも記憶される。
【００６０】
（ステップ４）以上の操作により、初期設定が完了するので、前記初期設定スイッチをＯＦＦにする。また、前記表示切替スイッチを操作して、表示器８の表示を燃焼表示モードに切り替える。
【００６１】
以上の操作は、給湯機１、燃料タンク２、送油管３および圧力センサ４の設置工事の完了後、つまり、給湯機１、燃料タンク２および圧力センサ４の相対的な位置関係が確定した後に行う。また、人手による操作を必要とするのはここまでであり、後述するステップ５以下の動作は制御装置９によって自動的に処理される。
【００６２】
なお、送油管３の中に注入された灯油は極めて少量（せいぜい１００〜２００ｍｌ）なので、そのまま残置しても構わないが、必要があれば適当な手段（例えば吸引ポンプ）で排出する。少量なので、排出に要する手間は小さい。
【００６３】
また、次のようにすれば、送油管３の中に灯油を注入することなく、初期設定を行うことができる。
（１）まず、圧力センサ４（正確に言うと、圧力センサ４の圧力検出基準面）に対する燃料タンク２の底面の相対高さを計測する。給湯機１及び燃料タンク２が、実用上水平と見なし得る共通の基盤（例えば、コンクリート製の床面）に固定されていれば、曲尺等を使って、前記基盤から圧力センサ４までの高さと前記基盤から燃料タンク２の底面までの高さを計測すれば、実用上十分な精度で相対高さを知ることが出来る。また、共通の基盤がない場合は、レベラや水盛り管を利用すれば良い。
（２）相対高さと灯油の密度等に基づいて、燃料タンク２の油面が下限にある時の圧力センサ４の圧力検出基準面に於ける油圧を算出する。この油圧の値と圧力センサ４の圧力−出力特性に基づいて、燃料タンク２の油面が下限にある時の圧力センサ４の出力値を推定する。
（３）ステップ３において、表示器８に表示された計測値に代えて前記推定値を入力し、前記「確認」ボタンを押下する。推定値の入力は、遠隔操作盤５上にテンキー等を備えて、前記テンキーから入力しても良いし、制御装置９にデジスイッチ等を備えても良い。
【００６４】
また、制御装置９の内部に相対高さと灯油の密度等に基づいて、燃料タンク２の油面が下限にある時の圧力センサ４の出力を算出する演算モジュールを設けて、テンキー等によって入力された前記相対高さに基づいて最小値Ｚ０を制御装置９の内部で算出するようにしてもよい。
【００６５】
また、圧力センサ４を燃料タンク２の底面に取り付けて、圧力センサ４の圧力検出基準面が燃料タンク２の底面と同一高さになるようにすれば、送油管３に灯油を注入する操作は不要になる。ステップ３において、表示器８に計測値０が表示されるから、そのまま前記「確認」ボタンを押下すればよい。
【００６６】
さて、次に、給湯機１を実際に使用する場面での残油量検知装置の動作を説明する。設置工事の段階において、ステップ１〜ステップ４までの操作、すなわち初期設定は完了している。この状態で燃料タンク２に灯油を給油する。給油作業は、燃料タンク２に装置された図示しないゲージ等を監視しながら行う。つまり、給油作業においては、残油量検知装置による油面高さの表示を参照しないから、この時、残油量検知装置のキャリブレーションが完了していなくても、灯油が燃料タンク２から溢れるような事は無い。
【００６７】
（ステップ５）給油が行われると、圧力センサ４の出力が大きくなるから、制御装置９は給油が行われている事を検知する。制御装置９は圧力センサ４の出力の監視を続け、圧力センサ４の出力の増加が停止し、所定の時間、同一の出力が続いたら、給油が終了したと判断する（給油作業が続いて居れば、圧力センサ４の出力は増加を続けるし、給油作業の終了後しばらくは油面の揺動による圧力センサ４の出力の変動が続くからである）。なお、前記所定の時間は少なくとも３０秒〜１２０秒の間に設定すると、よい結果が得られる。
【００６８】
（ステップ６）給油が終了した時の圧力センサ４の出力は最大値Ｚ１として、最高油圧更新部１３に設定される。また、最大値Ｚ１はバックアップのために記憶部１２にも記憶される。
【００６９】
（ステップ７）圧力センサ４の出力Ｚを読み込む。
【００７０】
（ステップ８）ステップ６で読み込んだ圧力センサ４の出力Ｚと最大値Ｚ１を比較して、ＺがＺ１より大きければ、ステップ９に進み、そうでなければステップ１０に飛ぶ。
【００７１】
（ステップ９）圧力センサ４の出力Ｚを最大値Ｚ１として、最高油圧更新部１３に更新設定する。また、最大値Ｚ１はバックアップのために記憶部１２にも記憶される。この処理は、初回に試運転を行うための最小限の給油をして、２回目以降の給油で満量給油を行うような運用をする場合に意味を持つ。つまり、前回給油時より大きな圧力を検出した場合には、前回の給油においては「真の満量」給油が行われなかったと考え、今回検出された値を「真の最大値」として取り扱うのである。
【００７２】
（ステップ１０）Ｚ、Ｚ０、及びＺ１を式１に代入して、残油量Ｈを算出する。
【００７３】
（ステップ１１）ステップ１０で算出した残油量Ｈを閾値ＨLOWと比較し、Ｈ≧ＨLOWであれば、ステップ１３に進み、Ｈ＜ＨLOWであれば、ステップ１２に飛ぶ。なお、閾値ＨLOWは
予めリミッタ１５内に設定される値である。
【００７４】
（ステップ１２）表示器８に「給油！」の警告表示を行う。なお、残油量が少ない場合に給油を促す警告は、文字によるものには限られない。ランプの点滅によるもの、音声によるもの、ブザーやチャイムの奏鳴によるもの、あるいは点字表示器によるものであってもよい。
【００７５】
（ステップ１３）表示器８に残油量Ｈの値を棒グラフの形式で表示する。なお、残油量Ｈの表示は数秒連続して行われ、その後、表示切替部１７の働きにより通常の燃焼表示に戻る。
【００７６】
（ステップ１４）タイマー部１６を起動し、所定時間が経過したらステップ７に戻り、ステップ７〜ステップ１４を繰り返し実行する。
【００７７】
また、バーナ６が運転しているか否かを示す信号を燃焼制御装置７から受け取って、バーナ６が停止している間に残油量Ｈを周期的にモニタして、残油量Ｈが前回に比べて減少している場合に「燃料漏れ！」の文字を表示器８に表示するモジュールを制御装置９に備えてもよい。なお、残油量Ｈに代えて圧力センサ４の出力Ｚをモニタすることによって、燃料漏れを検出するようにしてもよい。また、外乱等による誤検出を排除するために、所定回数あるいは所定時間に渡って残油量Ｈまたは出力Ｚの減少を連続して検出することを「燃料漏れ」判定の条件にしてもよい。
【００７８】
なお、制御装置９は専用ハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェア的に実現してもよい。また、制御装置９と燃焼制御装置７のハードウェアを共通化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例に係る燃料タンクの残油量検知装置の全体配置図である。
【図２】前記残油量検知装置の制御装置の制御ブロック図である。
【図３】前記残油量検知装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１ 給湯機
２ 燃料タンク
３ 送油管
４ 圧力センサ
５ 遠隔操作盤
６ バーナ
７ 燃焼制御装置
８ 表示器
９ 制御装置
１０ Ａ／Ｄ入力部
１１ 初期値設定部
１２ 記憶部
１３ 最高油圧更新部
１４ 残油量演算部
１５ リミッタ
１６ タイマー部
１７ 表示切替部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、
前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、
前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、
前記残油量を表示する表示部と
を有する燃料タンクの残油量検知装置において、
前記制御部は、
前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；
前記油圧記憶部に前記最大圧が記憶されていない状態で、前記燃料タンクに給油された場合、前記圧力センサが検出する油圧（以下「検出圧」という。）の最大値を前記最大圧として油圧記憶部に記憶する最大圧設定部；
及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；
を備えていることを特徴とする燃料タンクの残油量検知装置。
【請求項２】
燃料タンクと、
前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、
前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、
前記残油量を表示する表示部と
を有する燃料タンクの残油量検知装置において、
前記制御部は、
前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；
前記検出圧が前記最大圧を超えた場合に、当該最大圧を前記検出圧で逐次更新する最大圧更新部
及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；
を備えていることを特徴とする燃料タンクの残油量検知装置。
【請求項３】
前記燃料タンクの油面高さが下限にある時に前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記記憶手段に記憶する最小圧設定部を備え、
前記残油量演算部は、前記最大圧及び前記最小圧並びに前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の残油量検知装置。
【請求項４】
初期設定スイッチを備え、
前記最小圧設定部は、前記初期設定スイッチが有効とされたときに前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記油圧記憶部に保存することを特徴とする請求項３に記載の残油量検知装置。
【請求項５】
前記最小圧を数値入力する最小圧入力手段
を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の残油量検知装置。
【請求項６】
前記圧力センサと前記燃料タンクの高低差を数値入力する高低差入力手段を備え、
前記制御部は、
前記高低差に基づいて前記最小圧を算出する最小圧算出手段
を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の残油量検知装置。
【請求項７】
前記圧力センサは、前記燃料タンクに固定されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の残油量検知装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記残油量演算部が算出する残油量の値が所定の閾値を下回った場合に、給油アラームを出力する給油アラーム手段
を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記燃焼機の運転／停止を判別する運転状態判別手段；
前記燃焼機が停止している場合に前記圧力センサの検出圧の減少を検出すると、燃料漏れアラームを出力する燃料漏れアラーム手段；
を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項１０】
前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵し、
前記表示部を前記燃焼機の表示装置で構成するとともに、
前記燃焼制御装置は、
前記燃焼機の燃焼状態と前記燃料タンクの残油量を交互に切り替えて前記表示装置に表示する表示切替部
を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項１１】
前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵するとともに、
前記圧力センサと前記制御部を結ぶ信号線に着脱可能な接続部
を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項１】
燃料タンクと、
前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、
前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、
前記残油量を表示する表示部と
を有する燃料タンクの残油量検知装置において、
前記制御部は、
前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；
前記油圧記憶部に前記最大圧が記憶されていない状態で、前記燃料タンクに給油された場合、前記圧力センサが検出する油圧（以下「検出圧」という。）の最大値を前記最大圧として油圧記憶部に記憶する最大圧設定部；
及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；
を備えていることを特徴とする燃料タンクの残油量検知装置。
【請求項２】
燃料タンクと、
前記燃料タンクから燃焼機に燃料を供給する送油管と、
前記送油管内の油圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に基づいて前記燃料タンクの残油量を算出する制御部と、
前記残油量を表示する表示部と
を有する燃料タンクの残油量検知装置において、
前記制御部は、
前記燃料タンクが満量時の油圧（以下「最大圧」という。）を記憶する油圧記憶部；
前記検出圧が前記最大圧を超えた場合に、当該最大圧を前記検出圧で逐次更新する最大圧更新部
及び、前記最大圧及び前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出する残油量演算部；
を備えていることを特徴とする燃料タンクの残油量検知装置。
【請求項３】
前記燃料タンクの油面高さが下限にある時に前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記記憶手段に記憶する最小圧設定部を備え、
前記残油量演算部は、前記最大圧及び前記最小圧並びに前記圧力センサが検出する油圧に基づいて残油量を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の残油量検知装置。
【請求項４】
初期設定スイッチを備え、
前記最小圧設定部は、前記初期設定スイッチが有効とされたときに前記圧力センサが検出する油圧を最小圧として前記油圧記憶部に保存することを特徴とする請求項３に記載の残油量検知装置。
【請求項５】
前記最小圧を数値入力する最小圧入力手段
を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の残油量検知装置。
【請求項６】
前記圧力センサと前記燃料タンクの高低差を数値入力する高低差入力手段を備え、
前記制御部は、
前記高低差に基づいて前記最小圧を算出する最小圧算出手段
を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の残油量検知装置。
【請求項７】
前記圧力センサは、前記燃料タンクに固定されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の残油量検知装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記残油量演算部が算出する残油量の値が所定の閾値を下回った場合に、給油アラームを出力する給油アラーム手段
を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記燃焼機の運転／停止を判別する運転状態判別手段；
前記燃焼機が停止している場合に前記圧力センサの検出圧の減少を検出すると、燃料漏れアラームを出力する燃料漏れアラーム手段；
を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項１０】
前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵し、
前記表示部を前記燃焼機の表示装置で構成するとともに、
前記燃焼制御装置は、
前記燃焼機の燃焼状態と前記燃料タンクの残油量を交互に切り替えて前記表示装置に表示する表示切替部
を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の残油量検知装置。
【請求項１１】
前記制御部を燃焼機の燃焼制御装置の中に内蔵するとともに、
前記圧力センサと前記制御部を結ぶ信号線に着脱可能な接続部
を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の残油量検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−４０６２２（Ｐ２００７−４０６２２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２５８９４（Ｐ２００５−２２５８９４）
【出願日】平成１７年８月３日（２００５．８．３）
【出願人】（３９０００２８８６）株式会社長府製作所 (197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３日（２００５．８．３）
【出願人】（３９０００２８８６）株式会社長府製作所 (197)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]