JP2006003039A - 切替弁ユニット、ドレン排出方法及びドレン排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路の切替えに関し、流体が持つ特性を切替情報に用いて弁切替えを実現した切替弁ユニットを提供し、また、熱交換により加熱される温水の循環路をドレン回路の一部に用いることにより、ドレン排出を容易化したドレン排出方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 切替弁ユニットは、弁室（１５８）に設置されて流体圧を受け、流体圧が所定圧を越えると、第１の状態に移行し又は第１の状態を維持し、流体圧が所定圧未満又は解除されると、第１の状態とは異なる第２の状態に移行する弁部（１６０）と、弁室に流れ込む流体の温度を感知する感温部（１８６）と、この感温部が第１の温度を感知すると、弁部に第１の状態又は第２の状態を維持させ、感温部が第１の温度とは異なる第２の温度を感知すると、弁部の前記状態の維持を解除する制弁部（１７４）とを備えた構成である。ドレン排出方法及びその装置は、このような切替弁ユニットを用いた構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体が持つ温度や圧力等の情報を用いて弁を切り替える切替弁ユニット、熱交換により発生するドレンを排出するドレン排出方法及びドレン排出装置に関する。

燃料ガス等の燃焼熱を熱源とする熱交換器では熱交換によりドレンが発生するが、燃焼ガスの顕熱を回収する一次熱交換器と、燃焼ガスの潜熱を回収する二次熱交換器とを併設して効率的な熱交換を可能にしたコンデンシング（高効率）給湯器ではドレンの発生が顕著である。ドレンは、専用の排水配管を設けて外部に排水したり、浴槽に導いて浴槽水とともに排水したり、また、強酸性であることを活用する用途もある。

ドレンの専用の排水配管を設けて排水する場合には、例えば、熱交換器から流れるドレンをドレン受けで集水し、これを中和器に導いて中和処理した後、排水配管に流される。また、熱源機の近傍に排水設備がない場合には、浴室内のドレンパンにドレンを排出する方法もある。

このドレンの排水に関し、次のような先行特許文献が存在する。
特開２００３−１５６２５６号公報 この特許文献１には、ドレン排出用のドレン配管を風呂給湯配管に併設して浴室に導き、浴室内にドレンを排出させるものが開示されている。また、このドレン排出には、風呂給湯配管の往き配管が使用され、往き配管を浴槽手前で分岐してドレンを排出することも開示されている。

ところで、ドレン配管を風呂給湯配管に併設する場合には、これらを通すための配管工事が必要であり、また、風呂給湯配管の往き配管をドレン排出に使用する場合には、ドレン排出のための分岐部の設置や、ポンプも必要となる。分岐部は、その設置に制限を受ける。また、集合住宅等では、ドレンの専用の排水配管の設置が困難な場合があり、また、設置できても設置コストが問題になる。

また、温水を循環させる循環路の一部をドレン排出に用いる場合には、両者の混合を避けるためにそれぞれを流すタイミングと管路の切替えが必要となり、通常、切替弁を設置して管路を切り替えることが行われる。切替弁に電磁弁を用いれば、電気的に弁を開閉し、流路を切り替えることが可能である。しかしながら、電気的に切り替える場合には配線が必要となる。

そこで、本発明の第１の目的は、流路の切替えに関し、流体が持つ特性を切替情報に用いて弁切替えを実現した切替弁ユニットを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、熱交換により加熱される温水の循環路をドレン回路の一部に用いることにより、ドレン排出を容易化したドレン排出方法及びその装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の切替弁ユニットは、弁室に設置されて流体圧を受け、この流体圧が所定圧を越えると、第１の状態に移行し又は第１の状態を維持し、前記流体圧が所定圧未満又は解除されると、前記第１の状態とは異なる第２の状態に移行する弁部と、前記弁室に流れ込む流体の温度を感知する感温部と、この感温部が第１の温度を感知すると、前記弁部に前記第１の状態又は前記第２の状態を維持させ、前記感温部が前記第１の温度とは異なる第２の温度を感知すると、前記弁部の前記状態の維持を解除する制弁部とを備えた構成である。斯かる構成により、電気的な制御や機械的な操作を全く要することなく、流路を流れる流体の温度及び圧力を切替情報に用いて第１又は第２の状態の切替えを可能にしている。

上記目的を達成するためには、前記弁部に重力又は重力以外の強制力を作用させて前記第１の状態から前記第２の状態に移行させる構成としてもよい。

上記目的を達成するためには、前記弁室は、前記弁部の前記第１の状態で流路を開、前記第２の状態で流路を閉とする構成としてもよい。

上記目的を達成するためには、前記制弁部は、前記感温部の温度感知に基づき、固定ピンを進退させる進退機構を備え、前記第１の温度で前記固定ピンを突出させて前記弁部の移動を制限し、前記第２の温度で前記固定ピンを後退させることにより前記弁部の移動制限を解除する構成としてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の切替弁ユニットは、流体を流す第１の流路を備えるとともに、この第１の流路から分岐された第２の流路を備えるユニット本体と、このユニット本体の前記第１の流路側に設置され、前記第１の流路に流れる前記流体の流れ方向を規制する第１の逆止弁と、前記ユニット本体の前記第２の流路側に設置され、前記第１の逆止弁と異なる開弁圧を設定したことにより前記第１の逆止弁を通過させる流れ方向と逆方向の流れ方向からの流体を前記第１の流路から前記第２の流路に流す第２の逆止弁とを備える構成としてもよい。

上記目的を達成するために、本発明のドレン排出方法は、熱交換により発生するドレンのドレン排出方法であって、前記熱交換により発生したドレンをドレンタンクに溜める処理と、熱交換部で加熱した温水を浴槽に循環させる際に用いる循環路の一部を含むドレン回路を通じて前記ドレンタンクから前記ドレンを流す処理と、前記ドレン以外の温水循環では前記循環路を開通させ、前記循環路をドレン排出に用いる際には前記浴槽側の前記循環路を閉じて排水側回路に開通させることにより、前記循環路を含む前記ドレン回路を通じて前記排水側回路側にドレンを排出させる処理とを含む構成である。

上記目的を達成するために、本発明のドレン排出装置は、熱交換部に発生するドレンのドレン排出装置であって、前記熱交換部により加熱した温水を浴槽に循環させる際に用いる循環路の一部を含んで前記ドレンを溜めるドレンタンクに接続されたドレン回路と、前記循環路の途上に設置されて温水循環では前記循環路を開通させ、前記循環路をドレン排出に用いる際には前記浴槽側の前記循環路を閉じるとともに排水側回路に開通させることにより、ドレンを排出させる切替弁ユニットとを備える構成である。

本発明の切替弁ユニットによれば、流体が持つ特性に応じて弁切替えができ、流体に応じた流路を選択することができ、弁切替えの電気配線が不要であり、弁切替えの切替えの容易化を図ることができる。

本発明のドレン排出方法又はドレン排出装置によれば、既設の循環路の一部をドレン排出に兼用させるので、専用のドレン配管の設置やその工事が不要であり、ドレン排出の容易化を図ることができる。

第１の実施形態
本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、ドレン排出装置の実施形態として、ドレン回路に逆止弁を用いた給湯・追焚装置の概要を示す図である。

この給湯・追焚装置２は、上水を加熱して給湯する給湯機能、浴槽水を再加熱するふろ追焚機能等を備えており、熱媒に温水を用いる温水暖房装置の熱源機に用いることができる。

この給湯・追焚装置２において、給水口４に供給された水Ｗは、給水回路６を通って給湯側の二次熱交換器８を通過した後、一次熱交換器１０を経て給湯回路１２の給湯口１４に至る。熱交換器１０に跨がるバイパス回路１６が形成されているとともに、バイパス制御弁１８が設置されており、バイパス制御弁１８の開閉に応じて熱交換器１０で加熱されていない温水が加熱後の温水に混合されて給湯口１４に至る。ＨＷは給湯口１４から出湯される温水である。また、給水回路６及び給湯回路１２に流れる水量は、水制御弁２０によって調整される。給水回路６の入水温は温度センサ２２、給水量は流量センサ２４、混合湯温は温度センサ２６で検出される。２８は過圧逃し弁である。熱交換器１０に跨がってバイパス制御弁１８が設置され、水制御弁２０が設置されているのは、湯の設定温度に対する応答性を高めるためである。

給湯回路１２には注湯回路３０を介して追焚回路３２が連結され、注湯回路３０は給湯回路１２の給湯口１４の内側で分岐されて温水ＨＷを追焚回路３２を介して浴槽３３に供給する。注湯回路３０には注湯電磁弁３４、注湯量センサ３６及び逆止弁３８が設置されている。注湯量は注湯電磁弁３４で制御されるとともに、注湯量センサ３６で検出され、逆止弁３８は追焚回路３２側の浴槽水ＢＷが給湯回路１２側に逆流するのを防止するために設置され、浴槽水ＢＷと上水とが逆止弁３８で分離される。

追焚回路３２には戻り管４０と往き管４２とが備えられ、浴槽水ＢＷは戻り管４０、切替弁４４、循環ポンプ４６を通して追焚用熱交換器４８に導かれて加熱された後、切替弁５０を経て往き管４２から浴槽３３に至る。浴槽３３には戻り管４０及び往き管４２が循環アダプタ５２を介して接続されている。また、追焚回路３２は温水としての浴槽水ＢＷを循環させる循環路を構成している。そして、追焚回路３２には温度センサ５４、５６、水位センサ５８、流水スイッチ６０等が設置され、浴槽水ＢＷの温度が温度センサ５４、５６で検出され、浴槽水ＢＷの水位が圧力によって水位センサ５８に検出され、循環ポンプ４６を駆動した際に流水の有無が流水スイッチ６０により検出される。浴槽３３に循環可能な浴槽水ＢＷが存在しているとき、流水スイッチ６０が導通する。矢印Ａ、Ｂは浴槽水ＢＷの循環方向を示している。

燃焼室６２には熱交換器８、１０が設置されているとともに、バーナ６４及び給気ファン６６が設置され、燃焼室６８には熱交換器４８が設置されているとともに、バーナ７０及び給気ファン７２が設置されている。バーナ６４、７０には燃料ガスＧが燃料ガス管７４を通して供給され、この燃料ガス管７４には元ガス電磁弁７６、ガス比例弁７８が設置されているとともに、バーナ６４側には切替電磁弁８０、ガス電磁弁８２、切替電磁弁８４、バーナ７０側にはガス電磁弁８６が設置されている。そして、バーナ６４、７０に対し、燃焼に必要な空気はそれぞれ給気ファン６６、７２で供給される。

そして、熱交換器８の熱交換により発生したドレンＤはドレン受け９０で集水され、ドレン受け９０からドレン回路９２に流れる。このドレン回路９２は、ドレン受け９０からドレンパン９４に至る管路で構成され、温水を循環する循環路である追焚回路３２の戻り管４０の一部を含んで構成されている。即ち、ドレン回路９２は、この実施形態の場合、切替弁４４、循環ポンプ４６、熱交換器４８、切替弁５０及び戻り管４０に至る管路である。ドレンパン９４に流されたドレンＤは排水部９５を通じて外部の排水設備に排出される。そして、このドレン回路９２において、ドレン受け９０と切替弁４４との間に設置された管路９６には中和器９８及びドレンタンク１００が設置されており、中和器９８で中和されたドレンＤがドレンタンク１００に溜められる。

また、ドレン回路９２の一部を構成する戻り管４０には切替弁ユニット１０２が設置されており、この切替弁ユニット１０２は、開弁圧の異なる逆止弁１０４、１０６を備えており、逆止弁１０４は矢印Ａで示すように、循環ポンプ４６の動作で浴槽３３から浴槽水ＢＷを通過させ、矢印Ａと逆方向に流れるドレンＤが浴槽３３側に流れるのを阻止する。逆止弁１０６は矢印Ａと逆方向に流れるドレンＤがドレンパン９４に流出するのを許可し、矢印Ａで示すように、循環ポンプ４６の動作で浴槽３３から高圧の浴槽水ＢＷが流れる場合には、閉弁してドレンパン９４のドレンＤが排水管１０８を通じて戻り管４０側に流れ込むのを阻止する。

また、給湯・追焚装置２には循環ポンプ４６等の各種機能部を制御するための制御装置１１０が設置され、センサ出力やリモコン装置１１２からの制御情報を受け、給湯制御、追焚制御、ドレン排出制御等の各種の制御が行われる。

次に、中和器９８及びドレンタンク１００について、図２を参照して説明する。

中和器９８には酸性のドレンＤを中和する中和剤１１４が装填されているとともに、未中和のドレンＤの排出を防止するため、ドレン導入側とドレン排出側を分離する分離壁１１６が設置されている。中和されたドレンＤの上澄み液が中和器９８からドレン回路９２の管路１１８を介してドレンタンク１００に導かれる。

ドレンタンク１００にはドレンＤの水位を検出する水位センサ１２０が設置されており、この実施形態では、長大な共通電極１２２に対し、下限レベルＬの水位を検出する水位電極１２４、上限レベルＨの水位を検出する水位電極１２６が設置されている。即ち、共通電極１２２のみがドレンＤに没していれば、下限レベル以下の空レベル、共通電極１２２と水位電極１２４とが没していれば、下限レベルＬから上限レベル未満の排水可能レベル範囲、共通電極１２２、水位電極１２４及び水位電極１２６が没していれば、上限レベルＨが検出されることになる。そして、ドレンタンク１００の底側にはドレン回路９２の管路１２８が形成され、この管路１２８は切替弁４４に連結されている。また、ドレンタンク１００には、溜められたドレンＤが許容量を越える水位としてオーバーフローレベルを越えたとき、ドレンＤを排出するためのオーバーフロー排出口１３０が設けられている。

次に、切替弁ユニット１０２について、図３を参照して説明する。

この切替弁ユニット１０２は、図３（Ａ）に示すように、Ｔ字形のユニット本体１３２にポート１３４、１３６、１３８を備えるとともに、ポート１３６側に逆止弁１０４、ポート１３８側に逆止弁１０６を備えている。ポート１３４、１３６側を第１の流路とすれば、ポート１３８は第１の流路を分岐して形成された第２の流路を構成している。逆止弁１０６には、開弁圧の高いものが使用される。そして、ポート１３４には戻り管４０が連結され、ポート１３６には浴槽３３の循環アダプタ５２が接続され、また、ポート１３８には排水管１０８が接続される。

斯かる構成とすれば、追焚時、循環ポンプ４６の駆動により、流体である浴槽水ＢＷが矢印Ａで示す方向に流れる場合には、逆止弁１０４がその通流を許可し、ポート１３６からポート１３４側に浴槽水ＢＷが流れる。このとき、逆止弁１０６は、その開弁圧が高いため、閉止状態を維持し、排水管１０８側からドレンＤを引き込むことはない。

また、ドレン排出時、ドレンＤはポート１３４からユニット本体１３２に流れ込むが、逆止弁１０４はその通流を阻止する閉止状態となり、逆止弁１０６がその通流を許可するため、図３（Ｂ）の矢印Ｃで示すように、ポート１３８側にドレンＤが流れる。

次に、制御装置１１０について、図４を参照して説明する。

この制御装置１１０において、制御部１４０は例えば、マイクロコンピュータ等で構成され、この制御部１４０には、ドレンタンク１００の水位センサ１２０、その他のセンサ１４２等から検出信号が制御入力として加えられ、制御部１４０の制御出力が切替弁４４、５０、循環ポンプ４６、その他の機能部１４４等に加えられる。制御部１４０に接続されたリモコン装置１１２には、制御部１４６、キースイッチ等の操作部１４８、表示部１５０、音報知部１５２等が備えられ、制御部１４０、１４６の相互の通信等が可能であるとともに、操作部１４８から操作入力が加えられ、制御出力が表示部１５０、音報知部１５２等に加えられる。

次に、給湯動作、追焚動作及びドレン排出動作を説明する。

給湯モードでは、給水回路６に供給された水Ｗが熱交換器８、１０で加熱された後、給湯口１４から温水ＨＷとして出湯される。また、この給湯動作において、注湯電磁弁３４を開き、切替弁５０を往き管４２側に切り替えることにより、注湯回路３０を通して追焚回路３２に温水ＨＷが流れ、浴槽３３に供給される。

また、追焚モードでは、循環ポンプ４６を動作させることにより、浴槽水ＢＷを切替弁４４を通して循環ポンプ４６に流し、熱交換器４８で加熱した後、切替弁５０から往き管４２を通して浴槽３３に循環させる。

バーナ６４の燃焼熱による熱交換器８の熱交換で発生したドレンＤはドレン受け９０に溜められ、中和器９８で中和された後、ドレンタンク１００に蓄積される。

そして、ドレンタンク１００の水位センサ１２０が下限レベルＬから上限レベルＨ未満の排水レベルを検出しているとき、ドレン排出モードに移行する。循環ポンプ４６を駆動し、切替弁４４、５０を切り替えることにより、ドレンタンク１００のドレンＤは切替弁４４、循環ポンプ４６、切替弁５０を介して戻り管４０側に流れ、切替弁ユニット１０２により排水管１０８に流れ、ドレンパン９４に排出される。ドレンタンク１００の水位センサ１２０が下限レベルＬ以下を検出したとき、この排水動作が停止され、循環ポンプ４６の駆動を停止する。そして、切替弁４４を追焚回路３２の浴槽水ＢＷの循環側に切り替え、これに伴って注湯回路３０から注水を行う。この注水作業が管路内洗浄である。そして、この注水洗浄を完了した後、切替弁５０を通常の往き管４２側に切り替え、ドレン排出及び管路洗浄を完了し、通常の追焚動作が可能な状態に移行する。

このドレン排出方法について、図５を参照して説明する。図５は、逆止弁１０４、１０６を備える切替弁ユニット１０２を用いた場合のドレン排水方法及びそのプログラム動作を示している。

ドレン排出モードに移行する場合、ドレンＤの排出が可能か否かをチェックする（ステップＳ１）。注湯動作や追焚動作を実行している場合には、原則としてドレン排出は行わないが、ドレン排出の緊急性があるか否かをチェックする。即ち、ドレンタンク１００の水位が上限レベルＨにあるか否かをチェックし（ステップＳ２）、上限レベルＨにある場合には、ドレンタンク１００がオーバーフローするおそれがあるので、ふろ回路動作を一時停止し（ステップＳ３）、ドレン排出動作に移行する。ここで、ふろ回路動作とは、注湯動作や追焚動作である。

そして、ステップＳ１において、ドレンＤが排出可能である場合には、ドレンＤは排水レベルであるか否かを判定する（ステップＳ４）。この場合、ドレンタンク１００の水位が排水レベル、即ち、下限レベルＬから上限レベルＨ未満の場合には、ドレンＤは排水レベルとなり、その排水を開始する。そこで、循環路中の切替弁５０を切り替え、循環ポンプ４６より送り出されたドレンＤが戻り管４０へ流れるようにし（ステップＳ５）、ドレンタンク１００からドレンＤが循環ポンプ４６に流れるように切替弁４４を切り替える（ステップＳ６）。そして、循環ポンプ４６を駆動し、ドレンタンク１００内のドレンＤを戻り管４０に流し、戻り管４０の切替弁ユニット１０２を通して排水管１０８からドレンパン９４に排出する（ステップＳ７）。この排出の際、逆止弁１０４があるため、ドレンＤは浴槽３３に流れ込むことはなく、排水設備側のみに流れる。

このようなドレン排出は、ドレンタンク１００の水位が下限レベルＬ以下になるまで継続して行われ（ステップＳ８）、ドレンＤの水位が下限レベルＬ未満になると、循環ポンプ４６を停止させ（ステップＳ９）、ドレンＤの排出が停止する。ドレンタンク１００からのドレンＤが循環路に流出しないように、戻り管４０から循環ポンプ４６が連通するように切替弁４４を切り替え（ステップＳ１０）、注湯回路３０から所定量の注水を行い、ドレンＤの排出に使用した管路の洗浄を行う（ステップＳ１１）。この場合、循環路中の切替弁５０を戻し、通常状態、即ち、往き管４２の使用状態にする。

そして、既述したように、排水が可能でない状態であっても、ドレンタンク１００の水位が上限レベルＨに到達した場合には、強制的に排出を行い、浴槽３３への自動湯張りや追焚動作を一時中断し、排出処理を開始し、ドレン排出完了時には再び中断した動作を再開するようにしてもよい。

このように、コンデンシング（高効率）給湯・追焚装置において発生するドレンＤの排水配管が不用になるとともに、ドレンタンク１００に溜まったドレンＤは循環ポンプ４６を駆動し、循環路を経由して浴槽３３付近まで搬送され、切替弁ユニット１０２を通してドレンパン９４に排出させている。

第２の実施形態
本発明の第２の実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、ドレン排出装置の実施形態として、ドレン回路に切替弁ユニットを用いた給湯・追焚装置の概要を示す図である。

この実施形態の給湯・追焚装置２では、往き管４２側に切替弁ユニット１５４を備えたものであり、この切替弁ユニット１５４に接続された排水管１０８には逆止弁１５６が設置されている。この場合、切替弁ユニット１５４は、往き管４２側に設置されているので、流体である温水ＨＷ、浴槽水ＢＷとドレンＤとの温度差を切替情報に用いることにより、ドレンＤをドレンパン９４に排出し、温水ＨＷは浴槽３３に流し込む構成である。このように、往き管４２に切替弁ユニット１５４を設置した場合、第１の実施形態で設置されていた切替弁５０（図１）は不要であり、切替弁５０を介して戻り管４０と往き管４２との結合路は不要となる。その他の構成は、第１の実施形態と同一であり、同一符号を付し、その説明を省略する。

次に、切替弁ユニット１５４について、図７を参照して説明する。

この切替弁ユニット１５４は例えば、図７（Ａ）に示すように、弁室１５８に流路を変更する弁部１６０を備えるとともに、弁部１６０によって選択的に開閉される弁座部１６２、１６４を備えている。弁室１５８に流体を流入させ又は流出させるための開口部としてポート１６６、１６８、１７０を備え、ポート１６８側には弁座部１６２、ポート１７０側には弁座部１６４が設けられている。ポート１６６、１６８側を第１の流路とすれば、ポート１７０は第１の流路を分岐した第２の流路を構成する。弁部１６０は、その支持端側を支持軸１７２で回動可能に支持され、その自由端側には制弁部１７４が設けられている。この制弁部１７４は、弁室１５８に流れ込む流体の温度が第２の温度として所定温度以上例えば、８０℃を越えるとき、その温度情報により弁部１６０を回動可能にするとともに、流体の圧力を受けて弁部１６０を第１の状態として例えば、弁座部１６２側に移動させ、その圧力解除により第２の状態として例えば、弁座部１６４側に移動させる圧力及び温度を制御情報に用いる弁制御部である。この実施形態では、ポート１６６からの流体圧を受ける受圧片１７６が弁部１６０の自由端側に設けられており、この受圧片１７６に流体圧を受けることにより、弁部１６０が弁座部１６２側に移行する。また、第１の温度として所定温度未満に温度が低下したとき、弁部１６０を固定する手段として弁室１５８の壁部にはポート１６８側に固定ピン受け部１８０、ポート１７０側に固定ピン受け部１７８が形成されている。

そして、この流体圧を持つ流体温度が既述の通り所定温度以上である場合には、その流体圧を保持し、流体温度を所定温度未満にすることにより、固定ピン受け部１８０に固定ピン１８８（図９）が突出し、弁部１６０が弁座部１６２側に保持される。また、流体温度が所定温度以上で流体圧が解除されると、弁部１６０は弁座部１６２から重力により回動し、図７（Ｂ）に示すように、第２の状態である弁座部１６４側に移動し、流体温度が所定温度未満に低下すると、その位置で保持されることになる。即ち、弁座部１６２が閉状態から開状態に移行し、弁座部１６４が開状態から閉状態に移行するので、ポート１６６から弁室１５８に流入した流体の流路はポート１７０側からポート１６８側に切り替えられ、その状態が固定ピン受け部１７８で保持される。

斯かる構成とすれば、追焚時、図７（Ａ）に示すように、循環ポンプ４６の駆動により、高温流体として例えば、８０℃に一時的に加熱した浴槽水ＢＷを弁室１５８内に流し込むと、その熱によって弁部１６０の固定状態が解除され、その流体圧により弁部１６０は立ち上がり、弁座部１６２側に密着し、ポート１６８側の流路を閉じる。この結果、弁座部１６４側が開かれ、ポート１７０側の流路が開かれる。この状態で浴槽水ＢＷの温度を８０℃未満に低下させると、弁部１６０は弁座部１６２側に固定され、ポート１７０側の流路を開いた状態が維持される。この状態で追焚きが行われると、浴槽３３の循環アダプタ５２（図６）の浴槽水ＢＷは、循環ポンプ４６を通り、熱交換器４８で加熱された後、往き管４２を通してポート１６６から弁室１５８に入り、ポート１７０から循環アダプタ５２を通して浴槽３３に循環する。

また、同様に、給湯時にも図７（Ａ）に示すように、高温流体として例えば、８０℃の一時的な温水により弁部１６０を立ち上げ、浴槽３３に給湯することができる。

そして、給湯によって生じたドレンＤの排出には、追焚きや給湯が終了すると、弁室１５８内の温度が低下し、弁部１６０が弁座部１６２側に閉じているので、この状態で高温流体として例えば、８０℃の温水ＨＷを流し、それを停止すると、制弁部１７４の機能によって弁部１６０の固定が解除された状態となる。このとき、弁部１６０は、重力により弁座部１６４側に切り替わるとともに、固定ピン受け部１７８に固定される。この結果、ポート１６６、１６８側が開通する。この場合、ドレンＤの通流が許可される。なお、このポート切替えについて、検出手段として例えば、受圧片１７６に磁石を設置し、この磁石の磁力を受けて開閉するリードスイッチを切替弁ユニット１５４の外壁部に取り付ければ、このリードスイッチのＯＮ、ＯＦＦにより、ポート切替えを電気的に検出することができる。

次に、この切替弁ユニット１５４の概要及びその動作原理を図８、図９及び図１０を参照して説明する。図８は、切替弁ユニット１５４の概要を示す断面図、図９は、制弁部１７４の動作を示す図、図１０は、弁部の動作を示す図である。

この切替弁ユニット１５４には、ユニット本体１８２に弁室１５８が形成されており、この弁室１５８には、弁部１６０の一端部が支持軸１７２によって回動可能に支持されているとともに、ポート１６６、１６８、１７０が形成されている。弁部１６０の自由端側には受圧片１７６が形成されているとともに制弁部１７４が取り付けられ、この制弁部１７４を収納可能な凹部１８４が弁室１５８の弁座部１６４の近傍に形成されている。また、弁室１５８の壁部には、弁座部１６２、１６４のそれぞれの近傍に固定ピン受け部１７８、１８０が形成されている。各固定ピン受け部１７８、１８０は凹部で形成されている。

そして、弁部１６０に取り付けられている制弁部１７４は、図９（Ａ）に示すように、流体温度を検出する感温部１８６と、固定ピン１８８を進退させる進退機構１９０とを備えている。進退機構１９０は、感温部１８６が第１の温度である所定温度未満例えば、８０℃未満を検出した場合（低温状態）には、固定ピン１８８を進出させ、その先端部を固定ピン受け部１７８、１８０のいずれかに挿入させ、弁部１６０の移動を阻止し、その状態を維持させる。また、第２の温度である所定温度以上例えば、８０℃以上の場合（高温状態）には、図９（Ｂ）に示すように、固定ピン１８８を後退させ、弁部１６０の回動可能な状態に移行させる。この場合、弁部１６０は弁室１５８に支持された支持軸１７２を中心に回動するが、弁部１６０が流体圧を受けている場合には、その流体圧にその移動が委ねられる。

そこで、このような切替弁ユニット１５４を用いてポート１６８、１７０の切替動作について説明する。この切替動作には、流体圧と温度が制御情報として用いられ、ポート１６８側を閉じる状態を第１の状態、ポート１７０側を閉じる状態を第２の状態とする。

弁部１６０が例えば、図１０（Ａ）の状態（第２の状態）にあるものとすると、この状態で所定圧Ｐの流体１９２が流れ込み、この流体１９２の温度が所定温度以上例えば、８０℃以上であるとすると、既述した図９（Ｂ）に示すように、制弁部１７４の固定ピン１８８が後退し、弁部１６０は回動可能な状態になる。流体１９２が連続的に供給されているものとすれば、受圧片１７６に流体１９２が作用して弁部１６０を起き上がらせ、図１０（Ｂ）に示すように、弁座部１６２に接してポート１６８を閉じ、ポート１７０側を開く。この状態で、流体１９２の温度を所定温度未満例えば、８０℃未満に移行させると、制弁部１７４の固定ピン１８８は、図９（Ａ）に示すように、進出して固定ピン受け部１８０に係合し、弁部１６０がポート１６８を閉じ、ポート１７０側を開いた状態で維持される。流体１９２はポート１７０側に流れる。この場合、他の流路から流体１９２とは異なる流体１９４に切り替えれば、その流体１９４をポート１６６からポート１７０に流すことができる。即ち、給湯又は追焚きの通路が形成されることになる。

そして、図１０（Ｂ）に示す状態で、所定温度以上例えば、８０℃以上の流体１９２を流し込むと、制弁部１７４の感温部１８６はその熱を感知し、固定ピン１８８を後退させることになる。この状態で流体圧が低下すると、弁部１６０は重力作用により、図１０（Ｃ）に示すように、ポート１７０側に回動し、ポート１７０を閉じ、ポート１６８を開く。この場合、制弁部１７４は弁部１６０の片面側に取り付けられており、弁部１６０が重力を受けてポート１７０側に回動するような重心が設定されている。その後、自然放熱等により弁室１５８の温度が所定温度未満に移行すると、固定ピン１８８が進出し、固定ピン受け部１７８に係合して固定される。この結果、ポート１６８側が開くので、ポート１６６から流入した流体１９２又は流体１９４はポート１６８側に流れることになる。この場合、ドレンＤの排出路が形成されることになる。

このように、切替弁ユニット１５４では、流体圧と流体温度とを切替情報に用いて弁部１６０を操作し、流路を切り替えることができる。

次に、ドレン排出方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、切替弁ユニット１５４を用いた給湯・追焚装置２（図６）のドレン排出方法及びそのプログラムを示している。

ドレン排出モードに移行する場合、ドレンＤの排出が可能か否かをチェックする（ステップＳ２１）。注湯動作や追焚動作を実行している場合には、原則としてドレン排出は行わないが、ドレン排出の緊急性があるか否かをチェックする。即ち、ドレンタンク１００の水位が上限レベルＨにあるか否かをチェックし（ステップＳ２２）、上限レベルＨにある場合には、ドレンタンク１００がオーバーフローするおそれがあるので、ふろ回路動作を一時停止し（ステップＳ２３）、ドレン排出動作に移行する。

そして、ステップＳ２１において、ドレンＤが排出可能である場合には、ドレンＤは排水レベルであるか否かを判定する（ステップＳ２４）。この場合、ドレンタンク１００の水位が排水レベル、即ち、下限レベルＬから上限レベルＨ未満の場合には、ドレンＤは排水レベルとなり、その排水を開始する。そこで、切替弁ユニット１５４を切り替え（ステップＳ２５）、切替弁４４をドレン回路９２から循環ポンプ４６の入側に連通するように切り替え（ステップＳ２６）、循環ポンプ４６を駆動し、ドレンＤの排出を開始する（ステップＳ２７）。そして、ドレンタンク１００内のドレンＤを往き管４２に流し、往き管４２の切替弁ユニット１５４を通して排水管１０８からドレンパン９４に排出する。

このようなドレン排出は、ドレンタンク１００の水位が下限レベルＬ以下になるまで継続して行われ（ステップＳ２８）、ドレンＤの水位が下限レベルＬ未満になると、循環ポンプ４６を停止させ（ステップＳ２９）、ドレンＤの排出が停止される。ドレンタンク１００からのドレンＤが循環路に流出しないように、切替弁４４を戻り管４０から循環ポンプ４６に連通するように切り替え（ステップＳ３０）、注湯回路３０から所定量の注水を行い、ドレンＤの排出に使用した管路の洗浄を行う（ステップＳ３１）。この場合、循環路中の切替弁ユニット１５４を切り替え（ステップＳ３２）、即ち、往き管４２を通常の使用状態にする。

そして、排水が可能でない状態であっても、ドレンタンク１００内の水位が上限レベルＨに達した場合には、強制的に排出を行うこととし、浴槽３３への自動湯張りや追焚動作を一時中断し、排出処理を開始し、排出完了時は、再び中断した動作を再開するようにしてもよい。

次に、切替弁ユニット１５４の切替えについて、図１２を参照して説明する。図１２は、メインルーチンのステップＳ２５の切替弁ユニット１５４の切替処理を示すフローチャートである。

ドレンＤの排出モードでは、ドレン回路９２をドレンタンク１００からドレンパン９４に開放させる必要がある。この処理では、往き管４２と排水管１０８とを連通させている。

ドレンＤの排出モードに移行すると、例えば、注湯回路３０から往き管４２側に所定温度以上の温水例えば、８０℃以上の高温水ＨＷを流し（ステップＳ２５１）、切替弁ユニット１５４の固定ピン１８８を後退させる｛ステップＳ２５２、図９（Ｂ）｝。固定ピン１８８を後退させると、高温水ＨＷの流体圧に応じて弁部１６０は図１０（Ｂ）、図７（Ａ）の状態となり、この状態で高温水ＨＷの注湯が停止される（ステップＳ２５３）。切替弁ユニット１５４の感温部１８６の検出温度が低下すると、固定ピン１８８が進出し、弁部１６０は図１０（Ｂ）、図７（Ａ）の状態から図１０（Ｃ）、図７（Ｂ）の状態に移行し（ステップＳ２５４）、ドレンＤの通過が許可される。

次に、切替弁ユニット１５４の切替えについて、図１３を参照して説明する。図１３は、メインルーチンのステップＳ３２の切替弁ユニット１５４の切替処理を示すフローチャートである。

ドレンＤの排出モードを完了すると、ドレン回路９２を遮断する必要がある。この処理では、往き管４２と排水管１０８との連通を解除する。

ドレンＤの排出モードが完了すると、例えば、注湯回路３０から往き管４２側に所定温度以上の温水例えば、８０℃以上の高温水ＨＷを流し（ステップＳ３２１）、切替弁ユニット１５４の固定ピン１８８を後退させ｛ステップＳ３２２、図９（Ｂ）｝、弁部１６０を図１０（Ｂ）、図７（Ａ）の状態に移行させる。そして、固定ピン１８８を後退させた後、高温水ＨＷの温度を下げて注湯を継続し（ステップＳ３２３）、切替弁ユニット１５４の感温部１８６の検出温度を低下させる（ステップＳ３２４）。固定ピン１８８が進出し、弁部１６０は図１０（Ｂ）、図７（Ａ）の状態が維持されることとなるので、この状態で往き管４２への注湯を停止し（ステップＳ３２５）、この結果、給湯又は浴槽水ＢＷの循環が許可される。

以上述べたように、この実施形態では、コンデンシング（高効率）給湯・追焚装置において発生するドレンＤの排水配管が不用となり、ドレンタンク１００に溜まったドレンＤは循環ポンプ４６を駆動し、循環路の一部を経由して浴槽３３付近まで搬送し、往き管４２の循環アダプタ５２付近に設置された切替弁ユニット１５４を以て給湯又は追焚時の循環とドレンＤの排出を切替え可能な構成とし、給湯器から浴槽３３に給湯や浴槽水循環を行うとともに、給湯器からドレンパン９４にドレンＤを流すようにしている。

次に、上記実施形態の変形例について、図１４、図１５を参照して説明する。図１４は、第１の実施形態の変形例を示す図、図１５は、第２の実施形態の変形例を示す図である。

第１の実施形態では、熱交換器４８を介してドレンＤを戻り管４０に流したが、図１４に示すように、切替弁１９６を設置し、熱交換器４８を介することなく、ドレンＤを循環ポンプ４６を介して戻り管４０に流し、排出するようにしてもよい。

第２の実施形態では、熱交換器４８を介してドレンＤを往き管４２に流したが、図１５に示すように、切替弁１９８を設置し、熱交換器４８を介することなく、ドレンＤを循環ポンプ４６を介して往き管４２に流し、排出するようにしてもよい。

第２の実施形態では、ドレンＤを流すため、切替弁ユニット１５４を高温水ＨＷによって弁部１６０の切替えを行っているが、ドレンＤを高温加熱することにより、その排出と弁切替えの双方を同時に行うようにしてもよい。

なお、切替弁ユニット１０２、１５４の用途として、上記実施形態では、熱交換器８の熱交換によって生じたドレンＤの排出を切り替える場合を説明したが、本発明の切替弁ユニットは、このような給湯・追焚装置以外の流体の切替えに用いることができるものであり、実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、給湯・追焚装置２を例示して説明したが、本発明は、熱媒に温水を用いる暖房装置にも適用できるものであり、実施形態に限定されるものではない。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明は、流体が持つ温度や圧力等の情報を用いて弁を切り替える切替弁ユニットを用いて熱交換により発生するドレンの排出制御を行っており、効率的な排出制御が可能である。

本発明の第１の実施形態に係る給湯・追焚装置を示す図である。 中和器、ドレンタンク及び水位センサを示す図である。 第１の切替弁ユニットの構成及び動作を示す図である。 制御装置の概要を示す図である。 ドレンの排出方法及びプログラムを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る給湯・追焚装置を示す図である。 第２の切替弁ユニットの構成及び動作を示す図である。 第２の切替弁ユニットの動作原理の概要を示す断面図である。 第２の切替弁ユニットの動作原理の概要を示す断面図である。 第２の切替弁ユニットの動作の概要を示す断面図である。 ドレンの排出方法及びプログラムを示すフローチャートである。 切替弁ユニットの切替えを示すフローチャートである。 切替弁ユニットの切替えを示すフローチャートである。 給湯・追焚装置の変形例を示す図である。 給湯・追焚装置の変形例を示す図である。

符号の説明

１００ ドレンタンク
１０２、１５４ 切替弁ユニット
１０４、１０６、１６ 逆止弁
１３２ ユニット本体
１５８ 弁室
１６０ 弁部
１７４ 制弁部
１８６ 感温部
１８８ 固定ピン
１９０ 進退機構

Claims (7)

1. 弁室に設置されて流体圧を受け、この流体圧が所定圧を越えると、第１の状態に移行し又は第１の状態を維持し、前記流体圧が所定圧未満又は解除されると、前記第１の状態とは異なる第２の状態に移行する弁部と、
   前記弁室に流れ込む流体の温度を感知する感温部と、
   この感温部が第１の温度を感知すると、前記弁部に前記第１の状態又は前記第２の状態を維持させ、前記感温部が前記第１の温度とは異なる第２の温度を感知すると、前記弁部の前記状態の維持を解除する制弁部と、
   を備えたことを特徴とする切替弁ユニット。
2. 前記弁部に重力又は重力以外の強制力を作用させて前記第１の状態から前記第２の状態に移行させることを特徴とする請求項１記載の切替弁ユニット。
3. 前記弁室は、前記弁部の前記第１の状態で流路を開、前記第２の状態で流路を閉とする構成を備えることを特徴とする請求項１記載の切替弁ユニット。
4. 前記制弁部は、前記感温部の温度感知に基づき、固定ピンを進退させる進退機構を備え、前記第１の温度で前記固定ピンを突出させて前記弁部の移動を制限し、前記第２の温度で前記固定ピンを後退させることにより前記弁部の移動制限を解除する構成としたことを特徴とする請求項１記載の切替弁ユニット。
5. 流体を流す第１の流路を備えるとともに、この第１の流路から分岐された第２の流路を備えるユニット本体と、
   このユニット本体の前記第１の流路側に設置され、前記第１の流路に流れる前記流体の流れ方向を規制する第１の逆止弁と、
   前記ユニット本体の前記第２の流路側に設置され、前記第１の逆止弁と異なる開弁圧を設定したことにより前記第１の逆止弁を通過させる流れ方向と逆方向の流れ方向からの流体を前記第１の流路から前記第２の流路に流す第２の逆止弁と、
   を備えたことを特徴とする切替弁ユニット。
6. 熱交換により発生するドレンのドレン排出方法であって、
   前記熱交換により発生したドレンをドレンタンクに溜める処理と、
   熱交換部で加熱した温水を浴槽に循環させる際に用いる循環路の一部を含むドレン回路を通じて前記ドレンタンクから前記ドレンを流す処理と、
   前記ドレン以外の温水循環では前記循環路を開通させ、前記循環路をドレン排出に用いる際には前記浴槽側の前記循環路を閉じて排水側回路に開通させることにより、前記循環路を含む前記ドレン回路を通じて前記排水側回路側にドレンを排出させる処理と、
   を含むことを特徴とするドレン排出方法。
7. 熱交換部に発生するドレンのドレン排出装置であって、
   前記熱交換部により加熱した温水を浴槽に循環させる際に用いる循環路の一部を含んで前記ドレンを溜めるドレンタンクに接続されたドレン回路と、
   前記循環路の途上に設置されて温水循環では前記循環路を開通させ、前記循環路をドレン排出に用いる際には前記浴槽側の前記循環路を閉じるとともに排水側回路に開通させることにより、ドレンを排出させる切替弁ユニットと、
   を備えることを特徴とするドレン排出装置。

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