JP6919362B2

JP6919362B2 - タンクへの注水方法

Info

Publication number: JP6919362B2
Application number: JP2017124971A
Authority: JP
Inventors: 昭憲平田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: JP2019007883A

Description

本発明は、タンクへの注水方法に関する。

下記特許文献１には、タンク（高圧ガス容器）へ注水するための注水装置が開示されている。この文献に記載された注水装置では、タンクへ注水する際に気泡が発生することを抑制するために、注水ノズルをタンクの底付近まで挿入した状態で、タンクへの注水を行っている。

特開２００５−０６１９８９号公報

ところで、注水装置を用いてタンクへ注水する場合、タンクへ注水する際に気泡が発生することを抑制すると共に、タンクへの注水時間を短縮できることが望ましい。

本発明は上記事実を考慮し、注水する際に気泡が発生することを抑制できると共に、タンクへの注水時間を短縮できるタンクへの注水方法を得ることが目的である。

第１の態様のタンクへの注水方法は、先端部から水が流出すると共に空気が吸引される吸引部を有し、長手方向の一部分が屈曲するノズルを有する注水装置と、前記ノズルが挿入される挿入孔を有する頂壁部と、該頂壁部と対向して配置された底壁部と、前記頂壁部と前記底壁部とをつなぐ側壁部と、を有するタンクと、を用い、前記頂壁部が前記底壁部に対して水平方向一方側へ配置されるように前記タンクを寝かせた状態で、前記ノズルを前記挿入孔から前記タンクの内部に挿入し、前記タンクの内部に挿入された前記ノズルの一部を屈曲させることで、前記ノズルの先端部を前記側壁部側へ変位させるノズル挿入工程と、前記ノズルの先端部から前記タンクの内部に水を注水しながら、前記頂壁部が前記底壁部に対して上方側へ配置されるように前記タンクを起こす第１注水工程と、前記頂壁部側へ向けられた前記ノズルの吸引部から、前記タンクの内部における前記頂壁部側に残存している空気を吸引しながら前記ノズルの先端部から水を注水する第２注水工程と、を有する。

第１の態様のタンクへの注水方法によれば、先ず、頂壁部が底壁部に対して水平方向一方側へ配置されるようにタンクを寝かせた状態で、ノズルを挿入孔からタンクの内部に挿入する。また、タンクの内部に挿入されたノズルの一部を屈曲させることで、ノズルの先端部を側壁部側へ変位させる（ノズル挿入工程）。これにより、ノズルの先端部が側壁部側へ近づけられる。

次いで、ノズルの先端部からタンクの内部に水を注水しながら、頂壁部が底壁部に対して上方側へ配置されるようにタンクを起こす（第１注水工程）。このように、ノズルの先端部が側壁部側へ近づけられた状態でタンクの内部に水が注水されることで、気泡の発生が抑制される。また、本工程では、タンクの内部に水を注水する工程とタンクを起こす工程とが同時に進行する。これにより、タンクの内部に水を注水する工程とタンクを起こす工程とがそれぞれ独立している場合と比べて、タンクへの注水時間が短縮される。

次いで、頂壁部側へ向けられたノズルの吸引部から、タンクの内部における頂壁部側に残存している空気を吸引しながらノズルの先端部から水を注水する（第２注水工程）。以上の工程を経て、タンク内に水が注水される。

本発明に係るタンクへの注水方法は、注水する際に気泡が発生することを抑制できると共に、タンクへの注水時間を短縮できる、という優れた効果を有する。

注水装置の一部を構成するノズルを模式的に示す側面図である。図１Ａに示された状態から一部分が屈曲されたノズルを示す側面図である。吸引部が先端部に対して変位した状態のノズルを示す側面図である。タンクが寝かされた状態で当該タンクにノズルが挿入された状態を示す側断面図である。タンクに挿入されたノズルが屈曲された状態を示す側断面図である。タンクに挿入されたノズルから水が注水され始めた状態を示す側断面図である。タンクに挿入されたノズルから水が注水されながらタンクが起こされてゆく過程を示す側断面図である。図２Ｅに示された状態からタンクが直立状態まで起こされた状態を示す側断面図である。ノズルの先端部から吸引部が出された状態を示す側断面図である。ノズルの吸引部からタンクの内部における頂壁部側に残存している空気が吸引されながら当該ノズルの先端部から水が注水される過程を示す側断面図である。

図１Ａ〜図２Ｇを用いて、本発明の実施形態に係るタンクへの注水方法について説明する。なお、各図に適宜記す矢印Ｕ及び矢印Ｈは、タンクに注水がなされる場所の上方向及び水平方向一方側をそれぞれ示している。

図１Ａに示されるように、本実施形態では、注水装置１０のノズル１２を後述するタンク１４（図２Ａ等参照）に挿入した状態でタンク１４の内部に注水を行う。

（注水装置１０のノズル１２の構成及びタンク１４の構成）
図１Ａには、注水装置１０の一部を構成するノズル１２において後述するタンク１４に挿入される部分が模式的に示されている。この図に示されるように、ノズル１２は、当該ノズル１２の先端部１６（先端１８）から水が流出する筒状に形成されている。なお、本実施形態では、ノズル１２の内部に柔軟性を有する樹脂製の管が通っており、この樹脂製の管を通じてノズル１２の先端部１６（先端１８）から水が流出するようになっている。

また、ノズル１２の先端部１６よりも基端側（先端部１６とは反対側）は、蛇腹状に形成された蛇腹部２０とされている。そして、図１Ｂに示されるように、この蛇腹部２０は、当該蛇腹部２０に外力が加わっていない状態において緩やかに屈曲（湾曲）するようになっている。なお、

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、ノズル１２の内部には、一端部が二股状に分岐されていると共に当該ノズル１２の先端部１６に係止された第１ワイヤ２２が挿通されている。そして、この第１ワイヤ２２がノズル１２の基端側から引っ張られている状態では、図１Ａに示されるように、ノズル１２の蛇腹部２０が直線状に延在するようになっている。また、図１Ｂに示されるように、第１ワイヤ２２が緩められた状態（第１ワイヤ２２にテンションが掛かっていない状態）では、ノズル１２の蛇腹部２０が屈曲するようになっている。

図１Ｃに示されるように、ノズル１２の先端部１６には、タンク１４の内部に残存している空気を吸引するための吸引部としての吸引孔２４を有する筒状の吸引パイプ２６が取付けられている。この吸引パイプ２６の基端側（吸引孔２４とは反対側）は、ノズル１２の先端部１６における蛇腹部２０とは反対側の端部に傾動可能に取付けられている。なお、吸引パイプ２６は、ノズル１２内に挿通された図示しない吸引管に接続されている。また、吸引パイプ２６は、図示しない付勢部材によって、当該吸引パイプ２６がノズル１２の先端部１６に対して傾く方向へ付勢されている。

また、ノズル１２の内部には、一端部がノズル１２の先端部１６から当該ノズル１２の外側へ延出されると共に吸引パイプ２６に係止された第２ワイヤ２８が挿通されている。そして、この第２ワイヤ２８がノズル１２の基端側から引っ張られている状態では、側面視で吸引パイプ２６の先端部１６と吸引パイプ２６とが重なるようになっている。また、第２ワイヤ２８が緩められた状態（第２ワイヤ２８にテンションが掛かっていない状態（図１Ｃに示された状態））では、吸引パイプ２６がノズル１２の先端部１６に対して傾動されて、当該吸引パイプ２６の吸引孔２４が、ノズル１２の先端部１６に対して当該ノズル１２の先端部１６の径方向外側へオフセットして配置されるようになっている。

図２Ａに示されるように、本実施形態のタンク１４は、樹脂材料を用いて形成された樹脂タンクである。具体的には、タンク１４は、ノズル１２（図１Ａ等参照）が挿入される挿入孔３０を有する頂壁部３２を備えている。この頂壁部３２におけるタンク１４の内側の面は半球面状に形成されている。また、頂壁部３２の中心部には、内周部が挿入孔３０とされた筒状部３４が立設されている。

また、タンク１４は、頂壁部３２と対向して配置された底壁部３６を備えている。この底壁部３６におけるタンク１４の内側の面は頂壁部３２と同様に半球面状に形成されている。さらにタンク１４は、頂壁部３２と底壁部３６とをつなぐ筒状の側壁部３８を備えている。

（注水装置１０を用いたタンク１４への注水方法）
そして、本実施形態では、図２Ａに示されるように、先ず、頂壁部３２が底壁部３６に対して水平方向一方側へ配置されるようにタンクを寝かせた状態で、ノズル１２を挿入孔３０からタンク１４の内部に挿入する。ここで、本実施形態では、タンク１４の側壁部３８が水平方向と平行となる姿勢（略平行となる姿勢）まで、即ち、タンク１４の頂壁部３２と底壁部３６とが上下方向の同じ位置となる姿勢（ほぼ同じ位置となる姿勢）まで、タンク１４が寝かされている。また、図２Ｂに示されるように、タンク１４へのノズル１２の挿入が完了した後に、第１ワイヤ２２（図１Ｂ参照）が緩められる。これにより、タンク１４の内部に挿入されたノズル１２の蛇腹部２０が屈曲して、ノズル１２の先端部１６がタンク１４の側壁部３８側へ変位される（ノズル挿入工程）。また、本実施形態では、ノズル１２の蛇腹部２０が屈曲することで、ノズル１２の先端１８がタンク１４の側壁部３８に当接するように蛇腹部２０の屈曲角度等が設定されている。

次いで、図２Ｃに示されるように、ノズル１２の先端部１６からタンク１４の内部に水４０を注水する。そして、ノズル１２の先端１８がタンク１４内に注水された水４０に浸かり始めたら、図２Ｄに示されるように、タンク１４の頂壁部３２が底壁部３６に対して上方側へ配置されるように当該タンク１４を起こす（第１注水工程）。ここで、本実施形態では、当該第１注水工程において、ノズル１２の先端部１６からタンク１４の内部に水を注水しながらタンク１４を起こす。そして、図２Ｅに示されるように、本実施形態では、タンク１４の側壁部３８が上下方向と平行となる姿勢まで、即ち、タンク１４の頂壁部３２と底壁部３６とが水平方向の同じ位置となる姿勢まで、タンク１４が起こされる。

そして、タンク１４内の水４０の水位が、頂壁部３２の中央部に設けられた筒状部３４の下端３４Ａに到達すると、第１ワイヤ２２（図１Ａ参照）が張られると共に第２ワイヤ２８（図１Ｃ参照）が緩められる。これにより、図２Ｆに示されるように、ノズル１２の蛇腹部２０が直線状に延在すると共に、吸引パイプ２６の吸引孔２４がノズル１２の先端部１６に対して当該ノズル１２の先端部１６の径方向外側へオフセットして配置される。

次いで、図２Ｇに示されるように、吸引パイプ２６の吸引孔２４がタンク１４の内部における筒状部３４の下端３４Ａよりも上方側に配置される位置までノズル１２がタンク１４から引き抜かれる。そして、タンク１４の内部における筒状部３４の下端３４Ａよりも上方側に残存している空気を吸引パイプ２６の吸引孔２４から吸引しながら、ノズル１２の先端部１６から水を注水する（第２注水工程）。

以上の工程を経てタンク１４内へ水が注水される。

以上説明したように、本実施形態では、図２Ｃに示されるように、ノズル１２の先端１８がタンク１４の側壁部３８に当接した状態で、ノズル１２の先端部１６から水４０が注水される。これにより、ノズル１２からタンク１４の内面までの水４０の落下距離が短くなる。その結果、本実施形態では、タンク１４への注水時における気泡の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、図２Ｄ及び図２Ｅに示されるように、タンク１４の内部に水４０を注水する工程とタンクを起こす工程とが同時に進行する。これにより、タンク１４の内部に水４０を注水する工程とタンク１４を起こす工程とがそれぞれ独立している場合と比べて、タンク１４への注水時間を短縮することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０注水装置
１２ノズル
１４タンク
１６先端部
２４吸引孔（吸引部）
３０挿入孔
３２頂壁部
３６底壁部
３８側壁部

Claims

先端部から水が流出すると共に空気が吸引される吸引部を有し、長手方向の一部分が屈曲するノズルを有する注水装置であって、前記ノズルの先端部には、前記吸引部を有する筒状の吸引パイプが取付けられており、該吸引パイプにおける前記吸引部とは反対側が前記ノズルの先端部に傾動可能に取付けられた前記注水装置と、
前記ノズルが挿入される挿入孔を有する頂壁部と、該頂壁部と対向して配置された底壁部と、前記頂壁部と前記底壁部とをつなぐ側壁部と、を有するタンクであって、前記頂壁部には、内周部が前記挿入孔とされた筒状部が前記底壁部側へ向けて立設されている前記タンクと、
を用い、
前記頂壁部が前記底壁部に対して水平方向一方側へ配置されるように前記タンクを寝かせた状態で、前記ノズルを前記挿入孔から前記タンクの内部に挿入し、前記タンクの内部に挿入された前記ノズルの一部を屈曲させることで、前記ノズルの先端部を前記側壁部側へ変位させるノズル挿入工程と、
前記ノズルの先端部から前記タンクの内部に水を注水しながら、前記頂壁部が前記底壁部に対して上方側へ配置されるように前記タンクを起こす第１注水工程と、
前記頂壁部側へ向けられた前記ノズルの吸引部から、前記タンクの内部における前記頂壁部側に残存している空気を吸引しながら前記ノズルの先端部から水を注水する第２注水工程と、
を有し、
前記第２注水工程で、
前記タンク内の水の水位が、前記筒状部の下端に到達した際に、前記ノズルを直線状にすると共に、前記吸引パイプを前記ノズルの先端部に対して傾動させることにより該吸引パイプの前記吸引部を前記ノズルの先端部に対して径方向外側へオフセットさせ、
前記吸引パイプの前記吸引部が前記タンクの内部における前記筒状部の下端よりも上方側に配置される位置まで前記ノズルを前記タンクから引き抜き、該タンクの内部における前記筒状部の下端よりも上方側に残存している空気を前記吸引パイプの前記吸引部から吸引しながら、前記ノズルの先端部から水を注水するタンクへの注水方法。
前記ノズルの先端部よりも基端側は、蛇腹状に形成された蛇腹部とされ、該蛇腹部は、該蛇腹部に外力が加わっていない状態において屈曲するようになっており、
前記ノズルの内部には、該ノズルの先端部に係止された第１ワイヤが挿通されおり、該第１ワイヤが前記ノズルの基端側から引っ張られている状態では、前記蛇腹部が直線状に延在するようになっており、前記第１ワイヤが緩められた状態では、前記蛇腹部が屈曲するようになっている前記注水装置を用い、
前記ノズル挿入工程で、前記第１ワイヤを緩めて、前記蛇腹部を屈曲させた状態にして、前記ノズルの先端部を前記側壁部側へ変位させ、
前記第２注水工程で、前記第１ワイヤを引っ張って、前記蛇腹部を直線状にする
請求項１に記載のタンクへの注水方法。
前記吸引パイプは、付勢部材によって、該吸引パイプが前記ノズルの先端部に対して傾く方向へ付勢されており、
前記ノズルの内部には、一端部が前記ノズルの先端部から該ノズルの外側へ延出されると共に前記吸引パイプに係止された第２ワイヤが挿通されており、該第２ワイヤが前記ノズルの基端側から引っ張られている状態では、側面視で前記吸引パイプの先端部と前記吸引パイプとが重なるようになっており、前記第２ワイヤが緩められた状態では、前記吸引パイプが前記ノズルの先端部に対して傾動されて、該吸引パイプの前記吸引部が、前記ノズルの先端部に対して該ノズルの先端部の径方向外側へオフセットして配置される前記注水装置を用い、
前記第２注水工程で、前記第２ワイヤを引っ張った状態から緩めて、前記吸引パイプの前記吸引部を前記ノズルの先端部に対して該ノズルの先端部の径方向外側へオフセットして配置させる請求項１又は請求項２に記載のタンクへの注水方法。