JP2009121810A - 貯湯タンク - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンクの構造を、あらゆる角度の傾斜に対して不用意な湯の排出を防止するようにする。
【解決手段】湯沸し機構の出湯管を直結して送り込まれる湯を蓄える貯湯タンク３０において、一方の開放端４１を当該貯湯タンク３０内の上部の所定位置に設け、中間部４３を当該貯湯タンク３０の内または外で、一方の開放端を含む当該貯湯タンク３０の上部の略平面上を周回し、当該貯湯タンク３０の底面３３に向かって垂下して配管し、他方の開放端４２を当該貯湯タンク３０の底面から外部に露出させた通気パイプ４０を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、列車、船舶、航空機などの移動体に搭載して有効な構造を提供する貯湯タンクに関するものである。

列車、船舶、航空機などの移動体に搭載して使用する貯湯タンクには、軽量で比較的小型にするため、大気開放の通気手段を備え外殻の強度を抑えたものが使用される。また、貯湯タンクは、移動体の揺れ、衝撃、姿勢により使用中傾きを生じるので、湯を外部へ容易に排出させない構造とすることが要求される。そのため、上部に位置させたボイラーから下部に位置させた貯湯タンクに湯を滴下させて溜めるようにした航空機用湯沸し器の貯湯器（貯湯タンク）の構造として、ボイラーから滴下する湯を受ける滴湯口に、小孔が明けられた先端部を有する筒体を、当該先端を下に向けて貯湯タンク内に垂下せるよう取り付けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６０−４７４１８号公報（第２図）

従来の貯湯タンクは、以上のように構成されているので、飛行中の揺れや着陸時の衝撃に対して貯湯タンクの滴湯口から湯が吐出するのを防止することができる。しかし、従来の貯湯タンクの構造は、短い期間の衝撃や貯湯タンク内の湯量が少ない場合には有効であろうが、船舶のように、長く続く揺れや大きな揺れの場合、小孔から筒体内に一度浸入した湯が貯湯タンク内に十分戻らないうちに次の湯が浸入するため、やがて上部から溢れ出てしまうことが有る。特に、ジェット航空機のように、離陸時に比較的長い時間を角度を持たせて急上昇する場合には、貯湯タンク内の湯を少なくしておかなければ対応できないし、さらに、その間加速による力がかかるので、ボイラーからの湯の滴下動作を停止させなければならないなどの問題が考えられる。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、あらゆる角度の傾斜に対して不用意な湯の排出を防止することが可能な貯湯タンクを得ることを目的とする。

この発明に係る貯湯タンクは、湯沸し機構の出湯管から送り込まれる湯を蓄える貯湯タンクにおいて、一方の開放端を当該貯湯タンク内の上部の所定位置に設け、中間部を当該貯湯タンクの内または外で、一方の開放端を含む当該貯湯タンクの上部の略平面上を周回し、当該貯湯タンクの底面に向かって垂下して配管し、他方の開放端を当該貯湯タンクの底面から外部に露出させた通気パイプを備えたものである。

この発明によれば、貯湯タンクがいかなる角度に傾斜しても内部から不用意に湯を排出させない効果がある。

この発明の実施の形態１による貯湯タンクを適用した電気湯沸し装置の外観構造を示す一部切り欠け斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る貯湯タンクの傾斜時の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態２による貯湯タンクの概略構造を示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係る貯湯タンクの動作を示す説明図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による貯湯タンクを適用した電気湯沸し装置の外観構造を示す一部切り欠け斜視図である。図２は実施の形態１に係る貯湯タンクの傾斜時の動作を説明するための説明図である。
図において、１０は金属で形成された円筒状の湯沸しタンク（湯沸し機構）で、内部に、例えばＵ字状からなる電気ヒータを備えている。湯沸しタンク１０の円筒体の一端に設けられた注水口には注水管１４が取り付けられている。また、円筒体の他端に設けられた出湯口には加熱された湯を送り出す出湯管１５の一端が取り付けられている。ここで、注水管１４と出湯管１５の上下位置関係は、注水管１４が円筒体の下部に位置し、出湯管１５が円筒体の上部に位置するように設定されている。このことにより、湯沸しタンク１０を水平に配置して使用する際、注水管１４から注入された水が下から円筒体内部に満たされるようになっている。満水後、長手方向に延びた電気ヒータにより加熱され、温度が最も高い状態の湯が出湯管１５から取り出される。

１６は水道または貯水槽（図示せず）から引き込んだ給水管で、注水管１４と水流量調節手段１７を介して接続されている。この水流量調節手段１７は、電気的に動作する電磁弁や絞り機能を有する一般的に使用される構造を有し、湯沸しタンク１０の湯が所望の温度（例えば９０℃）になると注水を行い、かつ湯温状況応じてその水流量の制御を行う。この注水動作に応じて湯沸しタンク１０内の所望の温度に達した湯が出湯管１５を介して連続的に押し出され、出湯管１５の他端部が直結された貯湯タンク３０内に流入し蓄えられる。貯湯タンク３０には、底面３３の中央のくぼみ部３４に電気ヒータ（図２を参照）５０が設けられており、蓄えられた湯を保温する。貯湯タンク３０に蓄えられた湯は、必要に応じて貯湯タンク３０の底部側に取り付けられた給湯管３６を通して外部へ給湯されるようになっている。

貯湯タンク３０の形状は直方体からなり、その一側面３１の上部から出湯管１５を介した湯が注入される。貯湯タンク３０には大気開放手段となる通気パイプ４０が配管されている。この通気パイプ４０は、その一方の開放端４１を貯湯タンク３０内の上面３２の角部に位置させ、中間部４３を一方の開放端４１を含む貯湯タンク３０の上部の略平面上で周回させる。すなわち、図１の例では、貯湯タンク３０の上面３２の縁部に沿い、かつ上面３２の概略四隅を経由し一方の開放端４１のところに戻る。そして、一方の開放端４１の付近で貯湯タンク３０の底面３３に向かって垂下し、他方の開放端４２を貯湯タンク３０の外部に露出するように配管される。また、貯湯タンク３０の上部で通気パイプ４０の開放端４１の付近には水位センサ６０が設けられている。なお、通気パイプ４０は、貯湯タンク３０の底面３３に向かって垂下させずにその開放端４２を貯湯タンク３０の上部で外部へ露出させるようにしてもよい。

図２に示すように貯湯タンク３０が傾斜した場合、通気パイプ４０の開放端４１側は水面Ｗに対して下側に位置するので水没する。しかし、反対側に位置する通気パイプ４０の中間部４３は水面Ｗより上に位置しているので、湯が外部に流出することはない。また、この構造によれば、貯湯タンク３０がどのように傾斜したとしても、空気だまりが水面Ｗより上にできるため、湯の流出を防ぐことができる。
一方、貯湯タンク３０が傾斜して通気パイプ４０の開放端４１が水没した状態で、貯湯タンク３０が順次注水された場合、やがて通気パイプ４０を介して開放端４２から湯が外部へ流出することが考えられる。しかし、この実施の形態１では、開放端４１が水没した場合、水位センサ６０が水位を検出し、その検出出力によって、湯沸しタンク１０からの出湯を停止させるように制御する。また、貯湯タンク３０が正常な姿勢にある場合においても、満水時には湯沸しタンク１０側から湯が送り込まれないようにすることができる。

なお、上記例では、通気パイプ４０の配管の殆どは貯湯タンク３０内に設定されているが、他の例として、通気パイプ４０の開放端４１だけを貯湯タンク３０の内部に位置させ、残りはすべて貯湯タンク３０の外部に取り出し上面３２の延長面下に沿わせて貯湯タンク３０の外周を回り、開放端４１付近から底部に向かって配管する構造としても同様な動作が期待できる。
また、貯湯タンクは、形状を直方体として説明したが、設置時に所定の面積の上面を持つ形状、例えば円筒体や逆円錐としてもよいし、さらに、貯湯タンクの上面の平面でなくても、貯湯タンクとして使用でき、かつ通気パイプが周回できる略平面のスペースを持つことが可能なものであれば、同様な動作が期待できる。
さらに、通気パイプは、貯湯タンクの上部を周回する部分を、出発点から終点に行くに従って下または上に若干傾斜するように配管すれば、貯湯タンクが正常な姿勢に置かれたとき、浸入した湯を外部または内部に容易に導くこともできる。

以上のように、この実施の形態１によれば、通気パイプを貯湯タンクの大気開放手段として設け、その一方の開放端を貯湯タンク内の上部の所定位置に設け、中間部を当該貯湯タンクの内または外で、一方の開放端を含む当該貯湯タンクの上部の略平面上を周回して当該貯湯タンクの外部に向かって配管し、他方の開放端を当該貯湯タンクの外部に露出させるようにしたので、貯湯タンクがいかなる角度に傾斜しても内部から不用意に湯を排出させない効果が得られる。また、通気パイプの一方の開放端の付近に水位センサを設け、当該水位センサが水位を検出した場合に、その検出出力によって湯沸し機構からの注湯を停止させるようにしたので、一方の開放端が水没した場合、湯沸し機構から送り込まれた湯が通気パイプを通して不用意に流出するのを防止できる効果が得られる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による貯湯タンクの概略構造を示す説明図で、図１および図２と同一部分には同一符号を付して示す。この実施の形態２は、上記実施の形態１で説明した構成に追加したものであるが、実施の形態１ですでに説明した部分については、説明を簡略化するために省略しているものとする。
貯湯タンク３０の中心を上下に通る垂線を立て、その垂線上の所定の間隔に位置する複数の点Ａ，Ｂ，Ｃを想定する。これらの点Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの点を含む水平断面上にあり、各点Ａ，Ｂ，Ｃに関して対称となる一対の側面３１，３１上に水検知センサをそれぞれ設ける。具体的には、図３で、Ａ点に関して対称な水検知センサａ１，ａ２が、Ｂ点に関して対称な水検知センサｂ１，ｂ２が、またＣ点に関して対称な水検知センサｃ１，ｃ２が側面３１，３１上にそれぞれ設けられている。

図４は実施の形態２に係る貯湯タンクの動作を示す説明図で、貯湯タンク３０がある角度に傾斜した状態を表している。
貯湯タンク３０が傾いた状態で、内部の湯量が水位Ｗ１にあった場合、水検知センサａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２が水を検知し、ａ１だけが検知しない状態となる。この状態は殆ど満水なので、水検知センサの検出出力数が５の場合、図示してない判定回路により満水として判定し、湯沸し機構からの送湯を制限するよう制御する。次に、水位Ｗ２の場合、水検知センサｂ２，ｃ２が水を検知し、他は検知しない状態となる。この状態は湯量が減っているが未だ電気ヒータ５０をカバーしているので、水検知センサの検出出力数が２以上の場合、安全状態として判定する。また、水位Ｗ３の場合、水検知センサｃ２だけが水を検知し、他は検知しない状態となる。この状態は湯量がかなり減り、電気ヒータ５０が水面上に露出しているので、ヒータ断線のおそれが生じている。すなわち、水検知センサの検出出力数が１の場合、異常状態（渇水）と判定し、電気ヒータ５０への通電を停止するよう制御する。
なお、貯湯タンク３０内に取り付ける水検知センサの数は、上記数に限定されず、タンクの容量や使用用途に応じて定めればよく、その判定方法の検出出力数も適切なものを選択すればよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、貯湯タンクの中心を上下に通る垂線上の所定の間隔で位置する複数の点のそれぞれの点を含む水平断面上で、それぞれの点に関して対称な当該貯湯タンクの一対の側面の内側に水検知センサをそれぞれ設けており、当該水検知センサの検出出力数によって当該貯湯タンク内の水量の状態を判定するようにしたので、貯湯タンクの正常な姿勢は勿論のこと、傾斜している場合においても満水と判定された場合には湯沸し機構からの送湯を制限し、また底部に設けられた保温用の電気ヒータが水面上へ露出する場合にはその電気ヒータへの通電を停止してヒータ断線を防止することができる。

１０ 湯沸しタンク（湯沸し機構）、１５ 出湯管、３０ 貯湯タンク、３１ 側面、３２ 上面、３３ 底面、３４ 中央のくぼみ部、４０ 通気パイプ、４１，４２ 開放端、４３ 中間部、５０ 電気ヒータ、６０ 水位センサ、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２ 水検知センサ。

Claims (5)

1. 湯沸し機構の出湯管から送り込まれる湯を蓄える貯湯タンクにおいて、一方の開放端を当該貯湯タンク内の上部の所定位置に設け、中間部を当該貯湯タンクの内または外で、一方の開放端を含む当該貯湯タンクの上部の略平面上を周回し、当該貯湯タンクの底面に向かって垂下して配管し、他方の開放端を当該貯湯タンクの底面から外部に露出させた通気パイプを備えたことを特徴とする貯湯タンク。
2. 貯湯タンクの底面にくぼみ部を有し、蓄えられた湯を保温する電気ヒータを当該くぼみ部に設けたことを特徴とする請求項１記載の貯湯タンク。
3. 貯湯タンクの形状が直方体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯湯タンク。
4. 通気パイプの一方の開放端の付近に設けられた水位センサを備え、当該水位センサが水位を検出した場合に、その検出出力によって湯沸し機構からの注水を停止させるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の貯湯タンク。
5. 貯湯タンクの中心を上下に通る垂線上の所定の間隔で位置する複数の点のそれぞれの点を含む水平断面上で、それぞれの点に関して対称な当該貯湯タンクの一対の側面に水検知センサをそれぞれ設け、当該水検知センサの検出出力数によって当該貯湯タンク内の水量の状態を判定するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の貯湯タンク。

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