液体収容タンク

【課題】タンク配設スペースの省スペース化を図る。
【解決手段】液体を収容するタンク２の底板部５の径を上板部４の径よりも大きく形成して、タンク２の側周部３はタンク水平方向の径が上側に向かうにつれて連続的に小さくなるように、タンク２の形状を円錐台形状に形成する。タンク２を断熱材６により覆って、タンク２の側周上部側に設けられている断熱材６の厚みを側周下部側に設けられている断熱材６の厚みよりも厚く形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に湯水等の液体を収容する液体収容タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンク内に湯水を収容する貯湯水タンクや、その貯湯水タンクを備えた熱源装置が様々に提案されている（例えば、特許文献１〜４、参照）。
【０００３】
図１０には貯湯水タンク（貯湯タンク）１の例が示されており、同図に示されるように、貯湯水タンク１は、縦長の円筒形状の側板部３と、その上面を覆う上板部４と底面を覆う底板部５とを有するタンク２を備えている。上板部４と底板部５は、互いに等しい大きさの鏡板に形成されており、タンク２の周りには、その保温効果を高めるために、断熱材（図示せず）が設けられている。貯湯水タンク１は、一般に、設置用の基礎としての鉄筋コンクリートの置き基礎１１上に設置され、土台１０を介して置き基礎１１上に固定されており、それにより、貯湯水タンク１の転倒防止対策が施されている。
【０００４】
図１２には、貯湯水タンク１を備えた熱源装置の一例が示されており、この熱源装置において、貯湯水タンク１には、その下部側に管路２０，２１，２８が接続され、貯湯水タンク１の上部側には管路２３，２４，２５が接続されている。貯湯水タンク１には、給水供給源からの水が、管路２０を介して貯湯水タンク１の下側から導入され、燃料電池２２の排熱によって加熱された湯が、管路２３を介して貯湯水タンク１の上側から導入される。そのため、貯湯水タンク１内において、例えば境界線Ｂの上部側には湯（温度が高い水）が収容され、境界線Ｂの下部側には水（温度が低い水）が収容されるといった如く、貯湯水タンク１内に温度の層が形成される。なお、図１２において、符号２７は、管路２５と管路２９とを接続する接続ユニットを示し、電磁弁２６を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０８３３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６５９２号公報
【特許文献３】特開２００６−５２９０１号公報
【特許文献４】特開２０００−１３０８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図１０に示したような貯湯水タンク１の配設スペースの省スペース化を図るために、貯湯水タンク１の容量を変えずに径（タンク径）を小さくしようとすると、図１１に示すように、重心が高くなる。このように、貯湯水タンク１の重心が高くなると、貯湯水タンク１の転倒防止のために、置き基礎１１のサイズを大きくしなければならなくなり、かえって、設置に要する面積が大きくなってしまう。
【０００７】
また、貯湯水タンク１のタンク径を小さくすると、径が大きい貯湯水タンク１に比べて相対的にその表面積が大きくなり、放熱ロスが大きくなってしまう。そのため、この放熱ロスを低減しようとすると、断熱材の厚みが増えてしまい、省スペース化を図ることができないといった問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、設置スペースを省スペース化することができる貯湯水タンク等の液体収容タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、液体を収容するタンクの底部の径が頂部の径よりも大きく形成され、前記タンクの側周部はタンク水平方向の径が上側に向かうにつれて連続的または段階的に小さくなるように形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１０】
また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記タンクの形状は円錐台形状または多段円筒形状あるいは多段円錐台形状に形成されていることを特徴とする。なお、タンクは、内部に液体を収容するための収容スペースがあるものであり、本発明で述べている円錐台形状とは、その外観形状が略円錐台で中は空洞の形状を示す。また、円筒形状の液体収容タンクも、その底面および上面を覆う板部が設けられているものを示している。
【００１１】
さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記タンクの少なくとも側周を覆う断熱材が設けられて該断熱材によりタンクが覆われており、該タンクの側周上部側に設けられている断熱材の厚みが側周下部側に設けられている断熱材の厚みよりも厚く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、第４の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記タンクの側周上部側にはタンク側周を覆う断熱材が設けられ、前記タンクの側周下部側には断熱材が設けられていないことを特徴とする。
【００１３】
さらに、第５の発明は、前記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記湯水を収容する貯湯水タンクと成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、タンクの底部の径を頂部の径よりも大きく形成し、側周部をタンク水平方向の径が上側に向かうにつれて連続的または段階的に小さくなるように形成することにより、水平方向の径が高さ方向で均一の形状（略円筒形状）のタンクに比べ、同じ高さとした場合には、重心を低くすることができる。つまり、例えば図８に示すように、省スペース化のためにタンクを細長くしても、重心の変化が少ない（重心があまり高くならない）ので、設置用の基礎（置き基礎）を大きくする必要が無く、設置スペースの省スペース化を図ることができる。
【００１５】
また、タンク水平方向の径が上側に向かうにつれて段階的に小さくなる形状は様々であるが、タンクの形状を円錐台形状や多段円筒形状あるいは多段円錐台形状に形成することにより、タンクの作製が容易となる。
【００１６】
さらに、液体収容タンクに収容される液体は、例えば湯水であるが、タンクの上部側には温度の高い液体が収容され、タンクの下部側には温度の低い液体が収容されるものであり、例えば、前記特許文献１には、貯湯タンク（貯湯槽）において、タンク内に収容される水と湯との境界線が形成されることが記載されている（図１２の破線Ｂ、参照）。そのため、主にタンク上部に収容される温度が高い液体を外部と断熱するためには断熱材を設ける必要があるが、その一方で、タンク下部に収容される低温の液体と外部との断熱は不要または、断熱の必要性が低い。
【００１７】
したがって、タンクの少なくとも側周を覆う断熱材のうち、タンクの側周上部側に設けられている断熱材の厚みを側周下部側に設けられている断熱材の厚みよりも厚く形成することにより、タンク上部側を効率的に断熱し、タンク上部側の温度が高い液体の温度を高く保つことができるし、断熱の必要性が低いタンク下部側の断熱材を薄く形成することにより、無駄を省くこともできる。また、タンクの側周上部側にタンク側周を覆う断熱材を設け、タンクの側周下部側には断熱材を設けない場合も、同様の効果を奏することができる。そして、タンク側周下部側に設ける断熱材の厚みを薄くしたり、タンク側周下部側には断熱材を設けなかったりすることにより、断熱材を含めた外形の大きさを小さくできるので、液体収容タンクの省スペース化を図ることができる。
【００１８】
つまり、例えば円筒形状のタンクの側周がわに厚みが均一の断熱材を設けて、その外側に筐体（ケース）を設けた構成の液体収容タンクを考えた場合、そのケースを利用して本発明の液体収容タンクを形成すると、タンク側周下部側に設ける断熱材の厚みを薄くしたり、タンク側周下部側には断熱材を設けなかったりすることにより、前記円筒形状のタンクと均一の厚みの断熱材とを有する形態におけるケース内の底部側のデッドスペース（断熱材を設けるために用いられていて、タンクとして利用ができていないスペース）を、タンクとして有効利用することができるので、例えば同じケースを利用した場合には、タンクの底面積を大きくすることができ、タンク容量を大きくできる。また、タンク容量を同じにする場合には、前記ケースの径を小さくしたり、ケースの高さを小さくしたりすることができる。
【００１９】
さらに、液体収容タンクを、湯水を収容する貯湯水タンクと成すことによって、給湯等の様々な用途に幅広く利用可能な貯湯水タンクを提供することができる。そして、その貯湯水タンクの液体収容タンクを設けて、給水通路から貯湯水タンクに導入される水をタンク内で加熱し、加熱された湯を貯湯水タンクから導出したり、貯湯水タンクから導出した水をタンク外部で加熱して貯湯水タンクに導入し、また、タンク上部側から給湯通路を通して導出したりすることにより、給湯が可能な効率の良い熱源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る液体収容タンクの第１実施例を示す模式的な断面構成図である。
【図２】第１実施例の液体収容タンクにおけるタンク重心を説明するための模式図である。
【図３】第１実施例の変形例１の液体収容タンクを示す模式的な断面構成図である。
【図４】第１実施例の変形例２の液体収容タンクを示す模式的な断面構成図である。
【図５】第２実施例の液体収容タンクを示す模式的な断面構成図である。
【図６】第３実施例の液体収容タンクを示す模式的な断面構成図である。
【図７】液体収容タンクのその他の実施例を示す模式的な斜視図である。
【図８】円筒形状のタンクを円錐台形状にして高さを高くしたときの重心の変化を説明するための模式図である。
【図９】比較例の液体収容タンクを示す模式的な断面図である。
【図１０】従来の貯湯水タンクとその設置例を示す模式的な説明図である。
【図１１】従来の貯湯水タンクの径を小さくして高さを高くしたときの重心の変化と問題点を説明するための模式図である。
【図１２】貯湯水タンク内に湯水の温度の層が形成される例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【実施例１】
【００２２】
図１には、本発明に係る液体収容タンクの第１実施例が模式的な断面図により示されている。この液体収容タンクは、湯水を収容する貯湯水タンク１であり、液体（湯水）を収容するタンク２の底部としての底板部５の径が頂部としての上板部４の径よりも大きく形成されている。上板部４は、その外縁部側が丸みを帯びて下側に突出しており、底板部５は、その外縁部側が丸みを帯びて上側に突出している。タンク２の側周部３は斜めに形成されており、タンク２の形状は、その水平方向の径が上側に向かうにつれて連続的に小さくなる円錐台形状を呈している。
【００２３】
なお、図２には、本実施例に適用されているタンク２と同じ底面積の円錐の断面図が鎖線により示されている。この円錐の重心Ｇ’は底面からの高さが全体の高さの４分の１のところに形成されるが、本実施例では、円錐台形状とすることにより、その重心Ｇを円錐の重心Ｇ’よりも低くすることができる。つまり、重心Ｇを図９に示す重心Ｇ”よりも低くすることが容易にできる。
【００２４】
また、図１に示すように、本実施例において、タンク２の側周と上面と底面とを覆う断熱材６が設けられており、その断熱材６の周りには直方体形状のケース（筐体）７が設けられている。ケース７とタンク２の外周側との間には、ほぼ隙間無く断熱材６が設けられており、タンク２の側周上部側に設けられている断熱材６の厚みが側周下部側に設けられている断熱材６の厚みよりも厚く形成されている。このように、本実施例の貯湯水タンク１は、タンク２の側周上部側に設けられている断熱材６の厚みを厚く形成（例えば厚みをＡより厚く形成）することにより、例えば図示されていない管路を通してタンク２に導入されてタンク２の上部側に貯留される湯の保温性を高めることができる。
【００２５】
また、側周下部側に設けられている断熱材６の厚みを薄くすることにより、タンク２の底面積を大きくでき、図９に示されている比較例（従来型）の貯湯水タンク１におけるケース７（７ａ）内の底部側のデッドスペース（断熱材６を設けるために用いられていて、タンクとして利用ができていないスペース）を、タンク２として有効利用することができるので、スペースの有効利用ができ、比較例に適用されているケース７ａと本実施例に適用しているケース７とは底面積が同じであるにもかかわらず、本実施例では、比較例に比べてタンク２の容量を約１．２倍に大きくすることができる。
【００２６】
なお、図３、図４には、それぞれ、本実施例の変形例として、タンク２の容量を、図９に示した比較例と同じに形成した液体収容タンクの例が示されている。図３に示す変形例１では、ケース７の底面積を比較例のケース７ａに比べて小さくできており、このように、ケース７の底面積を小さくできることにより、変形例１は、貯湯水タンク１の省スペース化を図ることができる。また、図４に示す変形例２では、タンク２の高さを低くでき、ケース７の高さも比較例のケース７ａに比べて小さくできている。このように、タンク２やケース７の高さを小さくできることにより、変形例２は、貯湯水タンクの重心をより低くできて設置を安定化でき、置き基礎１１の大きさを小さくできて省スペース化を図ることができる。
【実施例２】
【００２７】
図５には、本発明に係る液体収容タンクの第２実施例が模式的な断面図により示されている。なお、第２実施例の説明において、前記第１実施例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。第２実施例は、前記第１実施例とほぼ同様に構成されているが、第２実施例は、タンク２の水平方向の径が上側に向かうにつれて段階的に小さくなる多段円筒形状に形成されている。なお、この例では、４段の円筒形状に形成されている。
【実施例３】
【００２８】
図６には、本発明に係る液体収容タンクの第３実施例が模式的な断面図により示されている。なお、第３実施例の説明において、前記第１、第２実施例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。第３実施例は、前記第２実施例と同様に、タンク２の水平方向の径が上側に向かうにつれて段階的に小さくなる多段円筒形状に形成されているが、第３実施例では２段円筒形状であり、また、第３実施例では、断熱材６をタンク２の側周上部側に設けてタンク側周を覆い、タンク２の側周下部側には断熱材を設けていない。なお、第３実施例では、ケース７を断熱材６の配設領域にのみ設けており、タンク２の側周下部側と底部には設けていないが、これらの領域にもケース７を設けてもよい。
【００２９】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、図７（ａ）に示すように、タンク２の側周下部側に小タンク９を設けた形状として、タンク２の水平方向の径が上側に向かうにつれて段階的に小さくなる形状としてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、タンク２の下部側は直方体形状として上部側は円筒形状としてもよいし、破線に示すような三角柱形状としてもよい。さらに、図７（ｃ）に示すように、タンク２の水平方向の径が上側に向かうにつれて段階的に小さくなる多段円錐台形状としてもよい。
【００３０】
さらに、前記実施例のような円錐台形状のタンク２を適用する場合にも、断熱材６をタンク２の側周上部側にのみ設けてタンク側周を覆い、タンク２の側周下部側には断熱材を設けない構成とすることもできる。
【００３１】
さらに、これまでの説明は貯湯水タンクを例にして述べたが、本発明の液体収容タンクは貯湯水タンクに限定されるものではなく、湯水以外の液体を収容するタンクとしても利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の液体収容タンクは、設置スペースを省スペース化することができ、スペースを効率的に利用できるので、廃熱利用熱源装置等の熱源装置において液体を収容する液体収容タンクとして利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１貯湯水タンク
２タンク
３側周部
４上板部
５底板部
６断熱材
７，７ａケース

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容するタンクの底部の径が頂部の径よりも大きく形成され、前記タンクの側周部はタンク水平方向の径が上側に向かうにつれて連続的または段階的に小さくなるように形成されていることを特徴とする液体収容タンク。
【請求項２】
タンクの形状は円錐台形状または多段円筒形状あるいは多段円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体収容タンク。
【請求項３】
タンクの少なくとも側周を覆う断熱材が設けられて該断熱材によりタンクが覆われており、該タンクの側周上部側に設けられている断熱材の厚みが側周下部側に設けられている断熱材の厚みよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液体収容タンク。
【請求項４】
タンクの側周上部側にはタンク側周を覆う断熱材が設けられ、前記タンクの側周下部側には断熱材が設けられていないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液体収容タンク。
【請求項５】
湯水を収容する貯湯水タンクと成していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の液体収容タンク。

【図１】