ガソリンポンプ

ガソリンポンプまたは燃料ディスペンサーは、ガソリン、ディーゼル、またはその他の種類の液体燃料を車両に注入するために使用される給油所の機械です。ガソリンポンプは、ボウザーまたはペトロールボウザー（オーストラリアと南アフリカ）、^{[2] [3]}ペトロールポンプ（英連邦諸国）、またはガスポンプ（北米）とも呼ばれます。

最初のガソリンポンプは、自動車産業よりも古い1885年9月5日にインディアナ州フォートウェインでシルバヌス・バウザーによって発明され販売されました。 ^{[4]このポンプは、}ランプやストーブで使われる灯油を注入するためによく使用されていました。彼は後に、安全対策を追加し、自動車に直接燃料を注入するためのホースを追加することで、ポンプを改良しました。しばらくの間、^{[曖昧] [いつ? ]、}バウザーという用語は垂直ガソリンポンプを指すために使用されていました。米国では現在、この用語は空港で大型航空機に燃料を運搬して注入するトラックにのみ使用されていますが、^[要出典]、オーストラリアとニュージーランドでは今でも時々使用されています。^[5]

最初のガソリンポンプは、1901年にノルウェーのジョン・J・トクハイムによって特許を取得しました。トクハイムポンプは彼にちなんで名付けられました。燃料小売業界の大手OPW（ドーバーの子会社）は2016年にトクハイムを買収しました。^{[引用が必要]}

初期のガソリンポンプの多くは、上部に目盛り付きのガラスシリンダーを備えていた。目盛りに示された量の燃料がシリンダーに汲み上げられた。その後、汲み上げが停止され、ガソリンは重力によって顧客のタンクに排出された。定量ポンプが使用されるようになると、内部にタービンを備えた小さなガラス球がメスシリンダーに取って代わり、ガソリンが実際にタンクに流れ込んでいることを顧客に示すようになった。^{[要出典] 1911年に}ギルバルコ社によって商業的に製造された最初の計量ガスポンプにはこの球がなく、顧客はガソリンスタンドの所有者が正確に校正していることに頼らざるを得なかった。^{[6] [7]}

現代のガソリン ポンプは、2 つの主要部分に分かれています。1 つは、ポンプの動作を制御し、ポンプのディスプレイを駆動し、屋内販売システムと通信するための組み込みコンピューターを含む電子「ヘッド」です。もう 1 つは、燃料の流れを物理的にポンプで送り、制御するための電気モーター、ポンプ ユニット、メーター、パルサー、バルブを備えた機械部分 (自己完結型ユニット) です。

場合によっては、実際のポンプが密閉され、現場の燃料タンク内に沈められることがあり、その場合は水中ポンプと呼ばれます。一般的に、ヨーロッパの水中ソリューションは、高温の国に設置されます。そのような国では、吸引ポンプでは高温の燃料によるキャビテーションを克服できない場合があります。また、タンクからポンプまでの距離が吸引ポンプの対応距離よりも長い場合もあります。

現代のポンプの主な違いは、供給できるホースの数やグレード、物理的な形状、およびポンプでの支払いや付属のタグ リーダーなどのサービス用の追加ハードウェアにあります。

軽乗用車は毎分約50リットル（13米ガロン）の給油が可能です^[8]（米国では毎分10米ガロン（38リットル）に制限されています^[9]）。トラックやその他の大型車両に給油するポンプの流量はより高く、英国では毎分130リットル（34米ガロン）^[8]、米国では毎分40米ガロン（150リットル）です。この流量は車両の燃料給油パイプの直径に基づいており、流量がこの量に制限されます。

航空機の燃料補給は1分間に1,000米ガロン（3,800リットル）に達することがあります。^[10]流量がこれより高いと、強化蒸発ガス排出制御^[11]（米国では1996年以降義務化）を装備した車両の蒸気回収システムに過負荷がかかり、過剰な蒸気排出を引き起こし、安全上の危険をもたらす可能性があります。

歴史的に、ガソリンポンプは、ポンピング、信頼性の高い測定、安全性、美観などの機械的な問題を解決するために、非常に幅広いデザインを持っていました。これにより、特に米国ではアンティークディスペンサーの収集が人気を博しました。^[12]

ノズルはフレキシブル ホースでポンプに取り付けられており、車両の給油口に届きます。ホースは、天候にさらされたり、車で乗り上げられたりしても、激しい摩耗や損傷に耐えられるよう頑丈に作られており、多くの場合、強度を高めるために重いバネやコイルを使用して取り付けられています。また、ノズルが給油口に付いたまま運転者が走り去ると、ノズルとホースが外れて燃料の流れが止まるように、ホースには分離バルブも取り付けられています。

ノズルは通常、どのグレードの燃料を噴射するかを示すために色分けされていますが、色分けは国や小売店によって異なります。たとえば、ヨーロッパのほとんどの国では、黒いホースとハンドルは噴射される燃料がディーゼル燃料であることを示し、緑のディスペンサーは無鉛燃料であることを示します。米国ではその逆が一般的です。

一部のノズルは、運転手が間違った燃料を選択しないように設計されている。ディーゼル ポンプのノズルは、ガソリン用に設計された車両タンクの給油パイプに入らないように、大きめに設計されている。しかし、より大きな直径のディーゼル ノズルは実際の要件ではなく、多くのディーゼル ポンプには標準のガソリン ノズルが取り付けられている。また、有鉛ガソリン用のノズルは無鉛ガソリン用のノズルよりも幅が広く、無鉛専用車両の給油パイプは、誤給油を防ぐために狭く作られている。一部のディーゼル燃料タンクは、間違ったタイプのノズルが使用されないように設計されている。

国によっては、ポンプで 2 種類の燃料製品を混合してから供給することができます。これはブレンディングまたはミキシングと呼ばれます。典型的な用途は、2 ストローク バイクのガソリンにオイルを追加する「ミックス」ポンプ、高オクタン価と低オクタン価の燃料を別々に混合して中間オクタン価を生成する、または水素と圧縮天然ガス( HCNG ) を混合することです。小売業者は、2 種類の燃料のみを在庫して 3 種類の燃料を提供できるという利点があります。これにより、運転資本とタンク容量の両方が解放され、燃料回転率が向上します。

装置はポンプで汲み上げた燃料の量を正確に測定する必要があります。流量測定は、ほとんどの場合、電子エンコーダに接続された4ストロークピストンメーターによって行われます。^{[8]古いガソリンポンプでは、メーターはリール式の数字表示（側面に数字が付いた動くホイールまたはシリンダー）に物理的に結合されていますが、新しいポンプは、}ロータリーエンコーダを使用してメーターの動きを電気パルスに変換します。

ガソリンは、体積単位で公平かつ一貫した方法で販売することが困難です。ガソリンは温度変化によって大きく膨張したり収縮したりします。20 °C での熱膨張率は水の約 4.5 倍です。

米国では、国立標準技術研究所（NIST）がハンドブック44で測定精度を規定していますが、^[13]各州が独自の法的基準を設定しています。標準精度は0.3％であり、10米ガロン（37.9リットル）を購入した場合、実際には9.97〜10.03米ガロン（37.7〜38.0リットル）が供給される可能性があります。

ガソリンの体積測定の基準温度は60°Fまたは15°Cです。^[14]この温度のガソリン10ガロンは、85°F（29°C）で約10.15米ガロン（38.4L）に膨張し、30°F（-1°C）で約9.83米ガロン（37.2L）に収縮します。 3つの体積はそれぞれ、同じ理論上のエネルギー量を表しています。ある意味では、30°Fで購入した一定量のガソリンは、85°Fで購入した同じ量よりも約3.2%多くの位置エネルギーを持っています。 ほとんどのガソリンは、ガソリンスタンドの地下のタンクに貯蔵されています。現代のタンクは非金属製で、漏れを防ぐために密閉されています。タンクの周りの土壌にガソリンが入らないようにするという主な目的を追求しながら、断熱性の副次的な利点も提供する二重壁やその他の構造のタンクもあります。そのため、気温は 30 ～ 85 °F (-1 ～ 29 °C) の間で簡単に変化しますが、特に地下では、深部土壌の温度は気温に関係なく年間を通じて狭い範囲に留まる傾向があるため、ガソリンの温度上昇や冷却ははるかに遅くなります。

温度補正は、米国および他のほとんどの国では卸売レベルでは一般的です。小売レベルでは、カナダは自動温度補正に移行しており、英国も移行中ですが、米国はまだ移行していません。英国では標準温度計算として知られる自動温度補正により、測定に約0.1％のわずかな不確実性が加わる可能性があります。^[14]

現在、米国ではガソリンの小売店の数は 1980 年に比べて大幅に減少しています。大規模な小売店では、遠隔地であっても 1 日で 30,000 米ガロン (110,000 リットル) ものガソリンを急速に販売しています。完成ガソリンのほとんどは 8,000 から 16,000 ガロンのタンクローリーで配達されるため、24 時間に 2 回の配達が一般的です。ガソリンが小売販売システムで過ごす時間は非常に短いため、販売時点での温度は冬から夏、または地域によって大きく変わりません。カナダは米国と比較して全体的な人口密度が低く、ガソリン流通システムが地理的に大規模です。小売レベルでの温度補償により、これらの条件下での公平性が向上します。

アメリカでは、各州に独自の計量局があり、すべてのテストと認証を行う権限を持ち、違反に対して罰金を科す。例えば、2007年にアリゾナ州では、すべてのポンプの9％が少なくとも2.5％（罰金の基準）の誤差があり、燃料の過大カウントと過小カウントが均等に分かれていることがわかった。^[15]

多くの管轄区域では、ガソリン ポンプの精度を確保するために、定期的な検査が実施されています。たとえば、フロリダ州農業消費者サービス局は、個々のディスペンサーで定期的に校正と燃料品質のテストを行っています。また、ディスペンサーの精度をチェックできる特別に設計された車両を使用して、ランダムに覆面検査も実施しています。同局は、不正確なポンプが見つかったスタンドに、修正要求通知を発行します。^[16]他のほとんどの米国の州でも同様の検査が行われています。カナダでは、連邦政府機関である計測カナダによって定期的に検査が行われています。検査日とテスト結果は、法律により、ガソリン ポンプのステッカーで消費者に表示することが義務付けられています。2011 年のガソリン ポンプ公正法では、改造されたディスペンサーやメンテナンスが不十分なディスペンサーを持つ販売業者には、最高 5 万ドルの罰金が科せられます。ただし、カナダで検査に合格しないポンプのほとんどが、長期間の使用による一般的な校正エラーが原因です。消費者を欺く目的で意図的に改造することは非常にまれであり、起訴されることも同様です。^[17]

水素ステーションで使用されている水素燃料ディスペンサー^[18]は、キログラム単位で燃料を供給します。^[19]米国では、国立標準技術研究所（NIST）がハンドブック44で、測定の許容誤差は2.0％と規定しています。^{[20]世界的な規制は、} OIML R 139（圧縮水素）で議論されています。^[21]

水素ポンプは、業界技術規格SAE J2601の規定に基づいて規制される可能性がある。^[22]

ガソリンポンプとPOSや他のコントローラとの通信技術は多岐にわたり、さまざまなハードウェア（RS-485、RS-422、電流ループなど）と独自のソフトウェアプロトコルが関係しています。過去には、ポンプメーカーだけがプロトコルを理解していたため、ポンプメーカーは自社のPOSシステムにベンダーロックインすることができました。 ^[23]

1990 年代の標準化の取り組みの結果、国際ガソリンスタンド標準フォーラムが設立されました。このフォーラムはヨーロッパではかなりの成功を収めましたが、他の地域ではそれほどの成功はありませんでした。

2017年10月までに、クレジットカードリーダーを備えた米国のすべてのガソリンスタンドはEMV決済をサポートする必要がありました。この規則が施行される1年前、75万台のガソリンスタンドの3分の1がアップグレードする必要があり、1台あたり6,000～17,000ドルの費用がかかりました^[24]。さらに、新しいEPOSハードウェアとソフトウェアの費用もかかりました。一部のソフトウェアの準備が整わない見込み、一部のフリートカードのチップ技術が間に合わず、設置のための技術者が不足し、多くの企業がアップグレードに資金を投じることができなかったため、移行には2021年までかかると予想されました^[25]。

遮断弁は、1939年にニューヨーク州オーリアンでリチャード・C・コーソンによって発明された。ソコニー・バキューム石油会社の荷積み場で、コーソンは作業員が樽にガソリンを注ぐのを見て、非効率だと思った。後にトイレの水を流す音から「バタフライフロート」のアイデアが浮かんだ。助手のポール・ウェンケとともに試作品を開発した後、コーソンはそのアイデアを会社に伝え、会社は後に彼の名前で特許を申請した。この装置の当初の目的は、「1人が同時に複数の樽にガソリンを注ぐことを可能にする」ことだった。^[26]このメカニズムは、最終的に現代のガソリンポンプ遮断弁に発展した。^[27]

現代のポンプのほとんどには、タンクが満杯になると流れを止める自動遮断機能が備わっています。これは、ノズルの口のすぐ内側からポンプハンドルのベンチュリーポンプまで伸びる補助感知管によって行われます。ポンプハンドルの機械式バルブが圧力の変化を感知して閉じ、燃料の流れを止めます。^{[28] [29]}

現代の燃料ポンプには、ガソリン蒸気が空気中に漏れるのを防ぐ蒸気回収システムの制御装置が組み込まれていることがよくあります。たとえば英国では、1 か月あたり 500 m ³を超える処理量が予測される新しいガソリンスタンドには、アクティブ蒸気回収装置を設置することが義務付けられています。

• 
  修復されたガソリンクワッサー、オーストラリア、ガンダガイ
• 
  オーストリア、ウィーンの燃料ポンプ。
• 
  フィンランド、クリスティネスタッドのオモッサ村にある燃料ポンプの 1991 年の写真。
• 
  フランス、キヤンのアンティーク燃料ポンプ。
• 
  ドイツ、コンツのロシャイダー・ホフ野外博物館にあるアンティークのディーゼル燃料ポンプ。
• 
  ドイツ、ミュンヘンのドイツ博物館でさまざまなアンティーク燃料ポンプが展示されています。
• 
  ドイツのシュトゥットガルトで開催された Retro Classics 2018 でのさまざまなアンティーク燃料ポンプの展示。
• 
  旧ソ連の燃料ポンプ。
• 
  アリゾナ州グレンデールの歴史あるモルコムズ サービス ステーションでかつて使用されていたガソリン ポンプ。1918 年製の Visi Bowl ポンプも含まれています (左)
• 
  コネチカット州ウィルトンにあるTokheim社が製造したアンティークの「モービルガス」ポンプ。
• 
  ジョージア州サバンナのアンティークガソリンポンプ。
• 
  イリノイ州マウントオリーブのソウルズビーサービスステーションにある2 種類のシェルガソリンポンプ。
• 
  2012 年グレーター・ミルウォーキー・オートショーに展示された 4 つの旧式ガソリン ポンプ。
• 
  ロンドン科学博物館にある、1923 年製 BP 塗装のウェイン ポンプ

ガソリンスタンドは一般市民に燃料を供給する中心拠点であり、燃料は危険物であるため、安全性、正確性、セキュリティに関する厳しい要件が適用されます。正確な詳細は管轄区域によって異なり、ある程度は政治に左右される可能性があります。

例えば、メキシコのような汚職と闘っている国では^[30]、顧客を騙そうとする行為を検知するために、政府当局がガソリンスタンドをより厳しく監視している場合があります。

通常、個々のポンプは設置後に計量検査官によって動作認定を受ける必要があり、計量検査官はポンプが吐出する量と同じ量を表示するかどうかをテストします。

台湾では、セルフサービスポンプでは連続的な燃料供給は許可されておらず、運転者は希望量の燃料が供給されるか遮断スイッチが作動するまでノズルを握らなければならない。これはオーストラリアと英国でも同様である。^{[31] [要出典]}

• 高速燃料システム
• 電気自動車充電器
• カスケードストレージシステム
• HCNGディスペンサー
• フィゾーニ博物館

ウィキメディア・コモンズには、ガソリンポンプに関連するメディアがあります。

• ガソリンスタンドはどうやって電源を切るのか？The Straight Dopeより