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技術 不正燃料の判別方法及び判別装置

出願人 三晃精機株式会社
発明者 笹岡逸夫
出願日 2014年1月24日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2014-011889
公開日 2015年7月30日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-138019
状態 特許登録済
技術分野 各種分光測定と色の測定 光学的手段による材料の調査、分析 内燃機関の複合的制御
主要キーワード ジャック孔 パイプ挿通孔 移動管理システム 判別作業 エンジン回路 識別センサー アラームユニット マイコンユニット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年7月30日)のものです。
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図面 (8)

課題

燃料判別する方法には、紫外線蛍光法硫黄濃度分析法屈折率測定法等があるが硫黄濃度計は装置が高価で測定方法が困難である。クマリン検出装置は安価ではあるが、溶媒による分留抽出作業が要求され判定時間がかかり、クマリン除去薬剤が添加されている場合は正確な判定を行うことができない。屈折計による測定では測定に手間と時間を要し、軽油A重油、軽油と灯油混合燃料判別は不可能である。また、燃料色相値に基づく判別する方法では誤判定が出る範囲があった。

解決手段

判別精度を高めるために、燃料の色の属性値検出と波長400nm付近紫外線吸光強度検出を組み合わせて燃料の判別を行うのである。色識別センサー光源紫外線吸光強度識別センサーと光源から成る検出部、検出結果判定部、判定結果伝達部等を有する燃料判別装置を車両の燃料回路中に設置するのである。

概要

背景

ディーゼルエンジンに使用される軽油に安価な灯油重油混入して製造販売する不正行為が横行している。このような不正軽油の製造、販売及び使用は悪質な脱行為であるばかりでなく大気汚染有害物質の排出等生活環境に悪影響を与える。又、排気ガス規制法に適合させるために開発されたコモンレールエンジン燃料として軽油の使用を前提としているため、軽油以外の燃料を使用するとエンジン自体故障の原因となる。高額な建設機械所有し、レンタルする会社からは不正軽油の使用を迅速かつ的確に発見告知、警告すると共に、不正使用者を特定しさらには不正使用を未然に防ぐ有効な手だてが求められている。

これまではレンタル期間が短いことが多く、レンタル終了後、次のレンタル先へ貸し出す短時間の間にレンタル会社作業員携帯型不正燃料判別装置で不正軽油の使用の有無を検査していたが、その他にも行わなければならない多数の点検作業があるため現場の負担が重かった。特に近年では1年を超えるような長期レンタルが増加しているため、車両搭載型判別装置へのニーズが高まっている。

一方、不正軽油の代表的な識別方法として、軽油以外の油類に添加されている指示薬クマリンを検出する紫外線蛍光法硫黄濃度分析法屈折率測定法等がある。

硫黄濃度計による軽油の判別精度は高いものの、装置自体が高価で測定方法が困難なため汎用性に欠ける。一方、クマリン検出装置は安価ではあるが、溶媒による分留・抽出という煩雑な作業が要求されまた、判定結果が出るまでに時間を要すため現場で手軽に検出作業を行えない。さらにクマリンを除去する薬剤が添加されている場合は正確な判定を行うことができない。屈折計による測定も測定時の温度影響を受けるため初期化手順を要し、且つ、20度の清水を必要とするなどの手間と時間を要する。しかもどれも作業員の手を要するため車両搭載型には適していない。また、軽油とA重油、軽油と灯油の混合燃料に関しては屈折計では全く判別不可能という結果が出ている(表1、表22)。

そこで、出願人は現場で手軽且つ短時間に不正軽油の使用の有無を判定できる識別方法を開発すべく鋭意研究を行った結果、燃料の色の属性値を検出して燃料の識別を行う不正軽油の判別方法とその装置について特許を取得した(特許文献1)。

一方、燃料の色相値を検出して判定を行う色判定工程と燃料の吸光度一次微分値スペクトルを測定し、このスペクトルの所定の波長領域の面積値を特徴量として面積しきい値と比較する面積値判定工程における比較結果を用いて不正軽油の識別を行う発明がある(特許文献2)。

また、燃料のサンプル容器配置構造を改良して、単一の分光光度計を用いて、ASTM色度値の測定、近赤外光スペクトル解析と共に、紫外線を使用したクマリン分析を高精度に行えるように軽油モニタを構成した発明がある(特許文献3)。

概要

燃料判別する方法には、紫外線蛍光法、硫黄濃度分析法、屈折率測定法等があるが硫黄濃度計は装置が高価で測定方法が困難である。クマリン検出装置は安価ではあるが、溶媒による分留・抽出作業が要求され判定時間がかかり、クマリン除去薬剤が添加されている場合は正確な判定を行うことができない。屈折計による測定では測定に手間と時間を要し、軽油とA重油、軽油と灯油の混合燃料の判別は不可能である。また、燃料の色相値に基づく判別する方法では誤判定が出る範囲があった。判別精度を高めるために、燃料の色の属性値検出と波長400nm付近の紫外線の吸光強度検出を組み合わせて燃料の判別を行うのである。色識別センサー光源紫外線吸光強度識別センサーと光源から成る検出部、検出結果判定部、判定結果伝達部等を有する燃料判別装置を車両の燃料回路中に設置するのである。

目的

具体的には検査対象が軽油、灯油、A重油、或いは軽油とA重油、軽油と灯油の混合燃料であるかを簡易、迅速且つ高い精度で判別する方法及び耐久性能の高い車両搭載型判別装置を安価に提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

紫外線吸光強度識別センサー光源を有する、燃料の紫外線吸光強度を検出する検出部と、検出結果を判定する判定部と、判定結果を伝達する伝達部と、検出結果及び判定結果を集計するデータ蓄積部を有する車両搭載型燃料の判別装置の検出部を燃料回路中に設置しエンジン始動と共に検出部内に燃料を注入して検出を行い、エンジン停止後は排出する燃料の判別方法

請求項2

色識別センサーと光源を有する、燃料の色の属性値を検出する検出部と、紫外線吸光強度識別センサーと光源を有する紫外線吸光強度を検出する検出部と、検出結果を判定する判定部と、判定結果を伝達する伝達部と、検出結果及び判定結果を集計するデータ蓄積部を有する車両搭載型燃料の判別装置の検出部を燃料回路中に設置し、エンジン始動と共に検出部内に燃料を注入して検出を行い、エンジン停止後は排出する燃料の判別方法。

請求項3

上記紫外線波長が385nmから410nmである請求項1又は2記載の燃料の判別方法。

請求項4

車両搭載型燃料の判別装置の検出部を燃料タンクへの戻り回路に設置して検出を行う請求項1から3の何れか一項に記載された燃料の判別方法。

請求項5

紫外線吸光強度識別センサーと光源を有する、燃料の紫外線吸光強度を検出する検出部と、検出結果を判定する判定部と、判定結果を伝達する伝達部と、検出結果及び判定結果を集計するデータ蓄積部を有し、燃料回路中に設置した上記検出部へエンジン始動と共に燃料を注入し、エンジン停止後は排出する構造とした車両搭載型燃料の判別装置。

請求項6

色識別センサーと光源を有する燃料の色の属性値を検出する検出部と、紫外線吸光強度識別センサーと光源を有する、紫外線吸光強度を検出する検出部と、検出結果を判定する判定部と、判定結果を伝達する伝達部と、検出結果及び判定結果を集計するデータ蓄積部を有し、燃料回路中に設置した上記検出部へエンジン始動と共に燃料を注入し、エンジン停止後は排出する構造とした車両搭載型燃料の判別装置。

請求項7

上記紫外線の波長が385nmから410nmである請求項5又は6に記載した車両搭載型燃料の判別装置。

請求項8

検出部を燃料回路中の戻し回路に設置し、エンジン始動と共に燃料を注入し、エンジン停止後に排出する構造としたことを特徴とする請求項5から7の何れか一項に記載した車両搭載型燃料の判別装置。

請求項9

車両搭載型燃料の判別装置と通信回線を介して通信監理ステムと接続したことを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載した燃料の判別方法。

請求項10

エンジンの制御をおこなうコントローラエンジン回路中に配設し、不正燃料の使用と判定されると警告を行い、又はエンジンを強制停止させる或いはその両方を行うことを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載した燃料の判別方法。

技術分野

0001

本発明は粗悪軽油判別方法及び判別に使用する装置に関するものである。より詳しくは、色相値紫外線による分光分析を利用して軽油以外の成分を含む不正軽油を識別するための不正軽油判別方法及び判別装置に関する。

背景技術

0002

ディーゼルエンジンに使用される軽油に安価な灯油重油混入して製造販売する不正行為が横行している。このような不正軽油の製造、販売及び使用は悪質な脱行為であるばかりでなく大気汚染有害物質の排出等生活環境に悪影響を与える。又、排気ガス規制法に適合させるために開発されたコモンレールエンジン燃料として軽油の使用を前提としているため、軽油以外の燃料を使用するとエンジン自体故障の原因となる。高額な建設機械所有し、レンタルする会社からは不正軽油の使用を迅速かつ的確に発見告知、警告すると共に、不正使用者を特定しさらには不正使用を未然に防ぐ有効な手だてが求められている。

0003

これまではレンタル期間が短いことが多く、レンタル終了後、次のレンタル先へ貸し出す短時間の間にレンタル会社作業員携帯型不正燃料判別装置で不正軽油の使用の有無を検査していたが、その他にも行わなければならない多数の点検作業があるため現場の負担が重かった。特に近年では1年を超えるような長期レンタルが増加しているため、車両搭載型判別装置へのニーズが高まっている。

0004

一方、不正軽油の代表的な識別方法として、軽油以外の油類に添加されている指示薬クマリンを検出する紫外線蛍光法硫黄濃度分析法屈折率測定法等がある。

0005

硫黄濃度計による軽油の判別精度は高いものの、装置自体が高価で測定方法が困難なため汎用性に欠ける。一方、クマリン検出装置は安価ではあるが、溶媒による分留・抽出という煩雑な作業が要求されまた、判定結果が出るまでに時間を要すため現場で手軽に検出作業を行えない。さらにクマリンを除去する薬剤が添加されている場合は正確な判定を行うことができない。屈折計による測定も測定時の温度影響を受けるため初期化手順を要し、且つ、20度の清水を必要とするなどの手間と時間を要する。しかもどれも作業員の手を要するため車両搭載型には適していない。また、軽油とA重油、軽油と灯油の混合燃料に関しては屈折計では全く判別不可能という結果が出ている(表1、表22)。

0006

0007

そこで、出願人は現場で手軽且つ短時間に不正軽油の使用の有無を判定できる識別方法を開発すべく鋭意研究を行った結果、燃料の色の属性値を検出して燃料の識別を行う不正軽油の判別方法とその装置について特許を取得した(特許文献1)。

0008

一方、燃料の色相値を検出して判定を行う色判定工程と燃料の吸光度一次微分値スペクトルを測定し、このスペクトルの所定の波長領域の面積値を特徴量として面積しきい値と比較する面積値判定工程における比較結果を用いて不正軽油の識別を行う発明がある(特許文献2)。

0009

また、燃料のサンプル容器配置構造を改良して、単一の分光光度計を用いて、ASTM色度値の測定、近赤外光スペクトル解析と共に、紫外線を使用したクマリン分析を高精度に行えるように軽油モニタを構成した発明がある(特許文献3)。

先行技術

0010

特許第4418845号公報
特許第5169190号公報
特開2009—249490号公報

発明が解決しようとする課題

0011

特許文献1記載の軽油の判別方法は、温度補正を必要とせず簡易に不正軽油を判別する方法として優れているが、灯油と軽油又は軽油とA重油の境界に判別が不正確になるグレーゾーンが存在している。

0012

つまり、本来A重油は褐色、軽油は淡黄色、灯油は無色透明であるが、時間がたって古
くなった灯油は酸化によって色が濃くなり判別が困難となり、色相値だけでは判定しづらくなるのである。

0013

実際に複数の燃料サンプル採取して行った実験では(表2参照)1から6までのサンプル(D0からD5)が実際には灯油であるにも関わらず、経年変化によって色が変化した結果Hue値も最初の値と異なる値が検出され、判定不可能となっている。

0014

0015

また、軽油とA重油との混合油において、A重油の混合割合が低い時は色相値だけに基づいての判定ができないという結果が出ている(表1参照)。
そこで、灯油、軽油及びA重油のそれぞれの特性について、実験と検討を重ねた結果、特定範囲の波長の紫外線を照射した場合の紫外線吸光強度が明確に相異するという事実を見出した。

0016

軽油とA重油には400nm(385nm〜410nm)付近に顕著なピーク値が存在することが判明したのである(表3から表17参照)。
グラフにおけるD0からD5までが灯油、K0からK7までが軽油、LSAがA重油である。

0017

0018

0019

0020

0021

0022

0023

0024

0025

0026

0027

0028

0029

0030

0031

0032

これらのグラフは灯油、軽油及びA重油の複数サンプルの分光分析を行い、その結果を吸光度(Abs)を縦軸、波長を横軸で表したグラフにしたものである。
従って、これを数値化して色相値と併用すればより精度の高い燃料の識別を行うことができることが分かった。表2に示すように、色相値だけでは誤判定が出ていた試料に対しても吸光強度の値に基づくと、燃料の判別が正確に行われている。

0033

又、軽油とA重油との混合燃料の判別において色相値で誤判定が出た試料番号2から5(表1)について吸光強度を測定すると以下のように400nm付近ピークが見られたので正規軽油との判別が可能であることが分かる(表18から表21)。

0034

0035

0036

0037

0038

さらに、軽油と灯油の混合燃料で検証を行ってみると(表22)色相値のみで概ね判別ができているが、軽油に灯油が33%含まれた混合燃料(番号2)については誤判定が出ている。軽油の色相値範囲は14〜40であるところ試料番号2は灯油が混入されているにも関わらずHue値は軽油を示す38.8となっている。これに合わせて吸光強度に基づく検査を行うと正確に識別ができたのである。ちなみに屈折計では灯油と軽油の混合燃料に対する判別はほとんど不可能である。

0039

0040

ところで、文献2記載の発明でも色判定工程に吸光度分析を行っているが、広範囲波長帯を対象としてスペクトル分析を行って面積値を測定しているため装置が複雑かつ高価なものとなり耐久性に乏しく車両搭載型判別機には適していない。

0041

文献3記載の発明では不正燃料の識別に紫外線が使用されているが、これはあくまでクマリン分析に使用されるものであって、装置として単一の分光光度計を使用できるとしても一のサンプルでASTM色度値、スペクトル及びクマリンの蛍光強度を検出するのではなく、サンプル燃料のほかにクマリン分析用のサンプルを煩雑な作業(アルカリ溶液への抽出、分離)を行って別途用意する必要があって手間がかかり、それぞれの判定を同時に行えるわけではない。また、クマリンの蛍光強度等をスペクトル測定しているため装置が複雑かつ高価なものとなる。

0042

また、文献2および3記載の発明はサンプルを抽出後の判定方法及び装置であるため、不正軽油識別装置設置場所を特定し、サンプルを自動的に識別装置に流入して判定を行う構成については全く言及しておらず、判定には時間がかかる。さらに検出結果を抽出して蓄積されたデータを活用する方法やシステムについても記載されていない。

0043

そこで、本願では色相値と特定波長近紫外線を利用した分光分析を併用して燃料の判別を行うのである。具体的には検査対象が軽油、灯油、A重油、或いは軽油とA重油、軽油と灯油の混合燃料であるかを簡易、迅速且つ高い精度で判別する方法及び耐久性能の高い車両搭載型判別装置を安価に提供すること、および測定データを活用する方法を提示して現場のニーズに的確に対応できる不正軽油判別システムを提供することを目的とするのである。

課題を解決するための手段

0044

上記課題を解決するために本願の請求項1では、紫外線吸光強度識別センサー光源を有する燃料の紫外線吸光強度を検出する検出部と、検出結果を判定する判定部と、判定結果を伝達する伝達部と、検出結果及び判定結果を集計するデータ蓄積部を有する車両搭載型燃料の判別装置の検出部を燃料回路中に設置して燃料の判別を行うのである。

0045

請求項2では色識別センサーと光源を有する燃料の色の属性値を検出する検出部と、紫外線吸光強度識別センサーと光源を有する紫外線の吸光強度を検出する検出部と、検出結果を判定する判定部と、判定結果を伝達する伝達部と、検出結果及び判定結果を集計するデータ蓄積部を有する車両搭載型燃料の判別装置の検出部を燃料回路中に設置して燃料の判別を行うのである。また、本願の分光分析では波長400nm付近、より詳しくは波長385nmから410nmの範囲の近紫外線を使用する。

0046

また、エンジンへの負荷を低減し、装置の耐久性を高めるために本願の請求項4では、車両搭載型判別装置の検出部を燃料タンクへの戻り回路に設置して燃料の判別を行うのである。

0047

さらに請求項9では、車両搭載型燃料の判別装置と通信回線を介して通信管理システムと接続するのである。

0048

また、請求項10ではエンジンの制御をおこなうコントローラを燃料回路中に配設し、不正燃料の使用と判定されると警告を行い、エンジンを強制停止させるのである。

発明の効果

0049

比重計や屈折計などの測定時の温度影響を受ける燃料識別装置と異なり、本願では温度の影響を受けにくい燃料の色識別方法を採用しているため、常に安定した色の属性値が得られる。これに加えて、特定波長の近紫外線を利用した分光分析を併せて行うことで、誤判定のおそれのあった灯油—軽油、軽油—A重油の境界に存在するグレーゾーンにおける精度の高い判定が可能となった。又、屈折計ではほとんど判別不可能であった軽油とA重油による混合燃料及び灯油と軽油の混合燃料の判別精度が高まったのである。

0050

出願人は多種にわたる灯油、軽油、A重油の分光分析をする中で軽油とA重油は400nm付近に顕著なピークがあることを発見し、この知見に基づいて本願の発明に至ったのである。従って、本願の分光分析は広範囲の波長帯に対するスペクトル分析を行うのではなく、近紫外線の特定範囲における、単一波長を利用して分光分析を行うため、装置を簡素且つ安価に製造できまた、分析結果の判定手順も単純なため誤差が少なく測定値に対する信頼性が高い。

0051

さらに、装置構造が簡素であるため操作や維持管理に特別な技能を必要とせず、現場で手軽に誰でも簡単且つ、迅速に測定が行えしかも判定結果が即時表示されるため検査時間を短縮できる。

0052

車両搭載型では判別装置を燃料タンクに投入するのではなく、タンク外に設置しエンジン始動と共に検出部内に燃料を注入して直ちに検出を行い、エンジン停止後は排出することとしたため、判別装置そのものは燃料に曝されておらず、また、検出部が燃料に曝されている時間も短いため、判別装置の耐久性を高めることができる。

0053

即ち、経年変化の影響を最小限に抑制できるためメンテナンスが容易でなく耐久性が要求される車両搭載型燃料の判別装置として最適である。

0054

また、エンジンを掛けるたびに自動で燃料判別作業が行われるため、識別のためのサンプル取り出し作業やクマリン分析のようなサンプルの抽出作業を行う必要がなく極めて短時間で検出及び判別作業が行われる。

0055

燃料回路における戻り回路に検出部を設置すると、燃料回路に圧力損失を与えずに燃料の識別を行うことができ、さらに、エンジン始動直後に検出が行われ、不正軽油と判断された場合はエンジンを強制停止するためエンジンへの損傷を可能な限り低減できるのである。

0056

データ蓄積部を有するので現場でデータを出力し、PCで検出結果及び判定結果を確認できるため迅速な管理対応が可能となる。

0057

また、本願の車両搭載型判別装置では、燃料の供給を遮断してエンジンを強制停止するコントローラを燃料回路中に配設したので、アラームユニット等の警告手段と共に、善意の使用者等に対して不正燃料の使用を直ちに告知して、エンジンを強制停止する。即ち、エンジンへの負担を可及的に低減するので建設機械の重機メーカー及びこれらのレンタル
業者が負担していた不要且つ過大な修理費を低減することができる。

0058

判別装置と通信管理サーバを接続することで判別装置の検査結果データ集計して一元的に集中管理でき、また、判定基準設定変更が容易である。移動管理システムと接続すると不正使用の時期や不正使用者を特定でき、不正軽油使用対策に活かす事ができる。

0059

具体的にはPCに出力すると共に、適宜プリントアウトしてこれを提示して正規燃料の使用指導、警告を行い、また、レンタル重機損傷時の責任所在を明確にする証拠書類とするのである
本願の燃料判別方法やシステムが普及すると、ディーゼルエンジンの適正燃料としての軽油の使用が促進され、軽油引取税違反等の不法行為が無くなり等法的秩序の維持に貢献でき、ひいては有害物質を含んだ排気ガスの排出量が抑制されて環境保全にも役立つのである。

図面の簡単な説明

0060

本願の判別装置の内部構造を示す平面図。
同、正面図。
判別装置本体の外観を示す平面図。
同、正面図。
車両搭載型判別装置の設置場所を示す概略説明図。
判別装置の作動システムブロック図。
燃料判別装置の判別処理を示すフローチャート

実施例

0061

次に本願の発明を実現するための最良の実施形態について図や表を参照しながら説明する。具体的な構成を示しているがこれに限定されるものではなく本願発明の趣旨を逸脱しない範囲における設計変更等は適宜可能であることは言うまでもない。

0062

本願の特許請求の範囲に記載した判別装置の燃料検出方法やそれに使用される装置は車両搭載型に限定されているが、ここでは携帯型判別装置の構造についても併せて説明する。

0063

図1が請求項3記載の不正軽油判別装置1の内部構造を示す平面図、図2が同、正面図である。

0064

燃料流入パイプ3と燃料流出パイプ4が上部に立設された透明な燃料容器2が光源と受光部を介装して一対のマイコン基板5、6により左右から挟持されている。

0065

マイコン基板6の上方にはメインスイッチ7を配設し、光源として色相値用LED8と近紫外線用LED9を縦列配置する。一方マイコン基板5には光源に対向する位置に受光部となる色相値用フォトダイオード10、近紫外線用フォトダイオード11が同じく縦列配置されている。容器2に取り込まれた燃料にそれぞれの光源から光が照射され、燃料の属性が分析されるのである。

0066

本願では灯油、軽油及びA重油における400nm付近の紫外線吸光強度に明確な差異を見出したため、これを利用して不正軽油の判別を確実に行うのである。特定範囲における単一の波長を有する光源を使用して判別を行うため、広範囲の波長帯に属する光を照射する、或いは複数の波長の光を照射してスペクトル分析を行う判別方法に比し、装置構造を簡素且つ安価に製造できる。

0067

ここで使用される近紫外線用LEDの波長は405nmであるが、前述の紫外線吸光強度グラフのピークが示すように385nmから410nmの波長範囲において使用するLEDを適宜変更可能である。

0068

市場では多種類の軽油が流通しており、また軽油に混入される灯油、A重油も同様複数存在するため現場の実情に合わせて最適な波長を選択する必要があるからである。
請求項1に記載した、400nm付近の近紫外線を照射して油種を判別する方法では上記判別装置の光源として近紫外線用LEDとこれの受光部となるフォトダイオードのみを判別装置に取り付けた装置を使用する。

0069

燃料流入パイプ3から容器内部に流入した燃料に光源となるLEDから光を照射すると、燃料を透過した光がそれぞれのフォトセンサーによって吸光度が検出され、あらかじめ測定された既知の値と比較して油種が判定されるのである。
又、マイコン基板5にはプログラミングジャック12とデータ取り出し用ジャック13が取り付けられている。

0070

図3が不正軽油判別装置の外観を示す平面図、図4が同、正面図である。

0071

上述した内部構造は上方にキャップ14で覆われた、内部点検孔(図示せず)と、燃料流入パイプ用挿通孔15と燃料流出パイプ用挿通孔16が設けられた筐体17に内装される。筐体17には電源用コネクタ18とデータ用コネクタ19の接続孔も設けられている。

0072

筐体17は経年変化に耐えうる素材であって、耐油性を有する素材(ポリアミド樹脂等)で形成されている。また、建設機械等の激しい振動による影響を抑制するために適宜樹脂モールドなどを充填して内部が封止されている。

0073

筐体17の両側面には燃料タンク近傍に取り付け固定するための取り付け孔を有する取り付けフランジ17aが設けられている。取り付け時には燃料流入パイプ3、燃料排出パイプ4が下向きになるように取り付ける。

0074

燃料が自然落下して燃料容器内から排出されるように燃料排出パイプ4を燃料容器の下部に設けていれば、燃料流入パイプは検出部の上部に設けても良い。

0075

燃料注入排出孔を有する筐体に上述の光源や、検出部を収納すれば携帯型燃料判別装置を製造することも可能である。携帯型燃料判別装置にもデータ蓄積部を備えてあるので適宜出力媒体によって判別装置から測定データ等を出力することが可能である。

0076

図5が車両搭載型判別装置(以下、「判別装置」と略する場合がある。)の設置場所を示す概略図である。

0077

判別装置24は燃料回路中20に設置する。燃料タンク21から不純物を取り除くフィルターを介してポンプで吸い上げられた燃料22はエンジンへ噴射され、余った燃料は戻り回路23を通って燃料タンク21へと戻る。この燃料の戻り回路23に判別装置24を取り付けるのである。判別装置24の燃料流入パイプと燃料供給配管からバイパスした配管液密に接続して、エンジン稼働と共に燃料油を判別装置の検出部へ注入する。

0078

エンジン始動と同時に判別装置24の燃料容器に燃料が流入され直ちに検出作業が行われる。ただし、前の燃料が残留しているおそれがあるので、これを完全に排出するまで容器内に燃料を流し込む方がより正確な判別が期待できる。

0079

そこで工場出荷時等、初期設定では測定をエンジン始動後10秒後に行うよう設定されているがこの時間は適宜変更可能である。検出後燃料は、排出孔に接続した燃料排出パイプから燃料回路供給配管へと戻るのである。エンジン停止後は下向きに設けられた燃料排出パイプより燃料が自然落下して燃料容器内から完全に排出されるため検出部に燃料が長時間滞留することがない。

0080

本発明では車両の燃料タンク投入型の判別装置については言及していないが、判別装置を透明且つ耐油性を有し、経年変化に耐えうる素材から成る筐体に収納するとともに、筐体の構造を適宜設計変更しまた、データ取り出し用ジャック孔等に十分な封止処理を行えば燃料タンク内への設置も可能である。

0081

判別装置の耐油性や経年変化を考慮し耐久性を高めるために、本願では判別装置を燃料タンクに投入せずにタンク外部に設置してエンジン稼働時にのみ検出部内に燃料を注入する構成としている。これにより優れた耐久性を有するためいったん車両に取り付けた後はメンテナンスがほとんど不要になるのである。

0082

図6が本願の燃料判別装置のシステム構成を示すブロック図、図7が判別処理の流れを示すフローチャートである。

0083

適宜、図6図7を参照しながら本願の不正軽油判別装置の作動手順について説明する。

0084

携帯型、車両搭載型装置とも電源ユニット25と接続されている。電源として携帯型は乾電池、車両搭載型はバッテリ或いは乾電池を使用する。判別装置の電源をつけると(34)判別装置のイニシャライズ(35)が行われる。判別装置の経年変化による誤差を空気のHue値で校正する必要があるからである。

0085

携帯型判別装置の検出部は測定時に燃料タンク内にこれを投入して検出作業を行う。或いは採取した燃料サンプルを判別装置の燃料投入容器に入れて検出を行うのである。

0086

本願の判別方法ではまず色相値の検出が行われる。数秒内に複数回の測定がおこなわれ、その平均値が現在の燃料のHue値として検出される。

0087

続いてあらかじめ測定された各燃料のHue値に基づいて燃料の判別が行われる。ここでは色相値13未満がA重油、42以上が灯油、14以上40以下が軽油と判定される(表23、表24参照)。

0088

0089

色相値検査だけで確実に判別ができた場合はその検査結果が表示され(36)、近紫外線検査は行われない。無駄な検査を避けることでLEDの使用回数を減らすのである。

0090

経年変化によって色相値に変化が生じ誤判定が出ている恐れのある、14以上40以下の測定データが出た燃料に対してのみ次の判別工程である、405nmの紫外線の吸光強度の測定へと進み(37)近紫外線検査の結果、又はこれに加えて色相値検査の結果も併せて表示する。

0091

すべての燃料に対して紫外線分光分析を行わず、灯油或いはA重油と明確に判定できなかった燃料(Hue値14以上40以下)に対してのみ次の判別処理を行うのは、光源となるLEDの内部電池の消耗を抑えて装置の寿命を延ばし、メンテナンスを容易にするためである。

0092

紫外線分光分析で測定されたデータについては吸光度500を超えた燃料を灯油又は灯油と軽油の混合燃料、30未満をA重油又はA重油と軽油の混合燃料、それ以外を軽油と判別するのである(表2参照)。

0093

各燃料の色相値と吸光強度のしきい値をまとめると以下の表のとおりである。

0094

0095

マイコンユニットインストールされたデータ生成手段が、検出された測定値と環境等に基づいて測定データを生成する。同様にデータ分析手段が、生成された測定データを分析して判定するものである。測定値とあらかじめ測定された閾値とを比較することで燃料の種別を判定するのである。

0096

検出ユニットで得られたデータはマイコンユニットで色の属性値に比例して変換された電気信号取得処理し、あらかじめ検出された燃料の色の属性値に基づいて燃料の識別が行われ、判定結果が伝達ユニットによって表示される。同様に近紫外線の吸光度も検出後、予め測定されデータベース化されている、灯油、軽油及びA重油のそれぞれの紫外線吸光強度と、検出吸光強度とを比較して、液体種類判別信号を出力する。

0097

検出ユニット26によって検出された結果はマイコンユニット27によって演算され、判定結果が伝達ユニット28に伝えられて正常軽油あるいは不正軽油の判定結果が油種及び測定値と共に示され、使用されている燃料の種別の推定が容易に判断できるのである(38)。

0098

マイコンユニット27で検出された値はアプリケーションユニット29によって次の動作へと利用される。

0099

即ち、適正軽油でないと判断された場合は(39)、ユーザー注意喚起するために警告灯点灯して表示し、あるいはブザーによる警告を行うのである(アラームユニット30、手順40)。さらにはエンジンへの負担や損傷を低減するためにエンジンを強制停止させるように構成しても良い(31)。たとえば、噴射ノズルに取り付けたソレノイドが燃料を遮断するように構成するのである。

0100

このように不正軽油の使用が発見されると直ちにエンジンを強制停止する構成としたことで、ディーゼル車両に搭載されている、軽油の使用を前提として設計されたコモンレールエンジンの損傷を未然に防ぎ、汚染空気の排出も防止できるのである。

0101

また、レンタル重機などに燃料のコストダウンを目的として故意に不正軽油を給油し、不正軽油との判別結果を無視して使用を継続しようとする悪質な使用者の使用を確実に防止できるのである。

0102

このアラームシステムは車両搭載型判別装置において特に有効である。即ち、携帯型識別装置では検査員が必ず検査結果を確認するが、車両搭載型の場合は知らずに不正燃料を使用する、いわゆる善意の使用者は表示された検査結果を確認しないおそれがあり、その
場合でも確実に不正燃料の使用を伝達、告知し、不正燃料の使用を直ちに中止する必要があるからである。

0103

また、検出結果と判定結果を集計、蓄積するデータ蓄積機能を付け加えたため(41)、装置に蓄積されたデータを予め収納しておいたSDカードの取り出し、あるいは、シリアルポート、USBなどの出力手段によってデータを取り出してコンピューターに出力し(42)不正軽油の使用の有無を確認するのである(32)。また、近距離無線通信機能ブルートゥース登録商標)等を使用してデータ通信を行うのである。

0104

これは車両使用者と車両の管理者が異なる場合に有効な手段となる。即ち、車両使用者が密かに、安価な不正軽油を給油していてもこの段階で不正使用を発見、データを提示して不正行為を指摘し、改善指導を行うなどの迅速な対応が可能となるからである。

0105

車両搭載型判別装置では、検出結果から使用中の燃料の適否が判断されると車内あるいは車外の、外部から視認できる場所に取り付けた表示部に判定結果が表示される。

0106

検出結果や判定結果をデータとして蓄積し(41)、前述のデータ出力手段によってコンピューターへ出力する(42)。車両の管理者は通信管理システム33を利用して、遠隔地からでも使用者が適正な燃料を使用しているか否かの確認管理が行えるのである。

0107

本願発明は車両燃料に正規軽油が使用されているかの判別に利用することができる。

0108

1、不正燃料判別装置2、燃料容器
3、燃料流入パイプ4、燃料排出パイプ
5、6、マイコン基板7、メインスイッチ
8、色相値用LED 9、近紫外線用LED
10、色相値用フォトダイオード
11、近紫外線用フォトダイオード
12、プログラミング用ジャック13、データ取り出し用ジャック
14、内部点検用キャップ15、燃料流入パイプ挿通孔
16、燃料排出パイプ挿通孔17、筐体
18、電源用コネクタ19、データ用コネクタ

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