JP2013076447A - 弁装置および追焚付き給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水圧導出口を有しながらも簡易な構成を有し、かつ簡易な製造プロセスで製造可能な弁装置およびそれを有する給湯装置を提供する。
【解決手段】第１の弁体１３ａは第１および第２の開口部１１ａ、１１ｂの間の流路１１Ａの開度を制御可能に構成されている。第２の弁体１３ｂは第１および第３の開口部１１ａ、１１ｃの間の流路１１Ａの開度を制御可能に構成されている。弁本体１は、樹脂よりなり、かつ第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの間で流路１１Ａに通じる第４の開口部１１ｄを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、弁装置と、それを備えた追焚付き給湯装置に関するものである。

一般的に、追焚機能付き給湯装置の構成部品には、風呂の雑水と上水とを縁切りするための安全装置があり、これは逆流防止弁と呼ばれている。この逆流防止弁は、上水の給水元側の圧力（１次圧）と供給先側の圧力（２次圧）との圧力差により通常はオーバーフロー口を閉止しているが、断水などで給水元側に負圧が発生すると開弁してオーバーフロー口から雑水を給湯装置外へ排出することにより、雑水が上水へ流れ込むことを防止する。このような逆流防止弁は、たとえば特開２００３−３２２４０４号公報（特許文献１参照）に開示されている。

特開２００３−３２２４０４号公報

この逆流防止弁には、上記のとおり１次圧を導入する必要がある。この１次圧を給湯装置の入水金具から導入することも考えられる。しかしながら、この入水金具は、給湯装置を外部の配管などと接続する必要から充分な強度を必要とするため真鍮鍛造切削品からなっている。このため、この入水金具に水圧導出口を設けるためには、入水金具にネジおよびＯリングシール部を切削加工する必要がある。また逆流防止弁と繋ぐためのパイプにも入水金具へ固定するための固定フランジが必要となる。このように入水金具に水圧導出口を設けると、構造が複雑になるとともに製造プロセスが煩雑になり、製造コストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、水圧導出口を有しながらも簡易な構成を有し、かつ簡易な製造プロセスで製造可能な弁装置およびそれを有する給湯装置を提供することである。

本発明の弁装置は、弁本体と、第１の弁体と、第２の弁体と、機構部とを備えている。弁本体は、第１の開口部と、その第１の開口部を挟むように配置された第２の開口部および第３の開口部とを有する流路を含んでいる。第１の弁体は、流路内において第１の開口部と第２の開口部との間の流路の開度を制御可能に構成されている。第２の弁体は、流路内において第１の開口部と第３の開口部との間の流路の開度を制御可能に構成されている。機構部は第１および第２の弁体を駆動させるためのものである。弁本体は、樹脂よりなり、かつ第２の開口部および第３の開口部の間で前記流路に通じる第４の開口部を有している。

本発明の弁装置によれば、弁装置は樹脂よりなっている。このため、第４の開口部をたとえば水圧導出口として用いる場合、入水金具にネジ、Ｏリングシール部などを形成する必要がなくなり、入水金具の製造プロセスが簡易となりコストを低減することができる。また弁装置が樹脂よりなっているため、第４の開口部と他のパイプとの接続構造も弁装置の樹脂成形時に同時に形成することができる。このため、弁装置の製造プロセスも簡易であり、コストを低減することができる。さらに樹脂よりなる弁装置は、金属よりなる入水金具よりも加工が容易であるため、水圧導出口をファスナ接続にすることもでき、構造および組立も簡易にすることができる。

上記の弁装置において、機構部は、流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成された軸体を含んでいる。第１および第２の弁体の各々は軸体に接続されている。第１の弁体は軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有し、かつ第２の弁体は軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有している。第１の切欠は、第２の切欠に対して軸線を中心とした点対称となるように配置されている。これにより軸体を回転させることで、第１の開口部と第２の開口部との間の流路の開度と、第１の開口部と第３の開口部との間の流路の開度との各々の変化を対称にすることが容易となる。

上記の弁装置において、第１の切欠を開閉可能に構成された第１の遮蔽部と、第２の切欠を開閉可能に構成された第２の遮蔽部とをさらに備え、第４の開口部は、第１の遮蔽部と第２の遮蔽部との間で流路に通じるように配置されている。これにより、第４の開口部を水圧導出口として用いる際に第４の開口部から安定した水圧を与えることができる。

上記の弁装置は、第１および第２の遮蔽部を有するスペーサは、流路の壁面に固定されており、かつ第１の開口部と第４の開口部とを連通させるための貫通孔を有している。これにより簡易な構成で第１および第２の切欠の開閉操作が可能となるとともに、第１の開口部から供給された流体の圧力を貫通孔を通じて第４の開口部から外部へ与えることが可能となる。

上記の弁装置において、弁本体は第４の開口部に配管を接続するための配管接続部を有している。この配管接続部は第１および第２の遮蔽部のいずれか一方の真上を跨ぐように設けられている。第４の開口部は、第１および第２の遮蔽部の間で流路に通じるように配管接続部の底部において偏心した位置に設けられている。これにより、第４の開口部を第１および第２の遮蔽部の間の流路に繋ぐことができて第４の開口部から外部へ安定した水圧を与えることができる。また配管接続部を第２の開口部から離して配置することができるため、配管接続部への配管の接続が容易となる。

上記の弁装置において、第１の開口部は、第１および第２の弁体の少なくとも一方に平行な辺を有する開口形状を有している。これにより第１の開口部の開口面積を大きく維持しながら第１および第２の弁体の間隔を小さくすることができる。このため、弁装置の小型化が可能となるとともに、圧力−流量特性の劣化も抑制することができる。

本発明の追焚付き給湯装置は、上記のいずれかの弁装置と、弁装置の第２および第３の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、弁装置の第２および第３の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路と、弁装置の第４の開口部に接続された水圧導入口を有する逆流防止弁とを備えている。

本発明の追焚付き給湯装置によれば、弁装置の第４の開口部から逆流防止弁の水圧導入口に水圧を与えることができるため、入水金具に水圧導出口を設ける場合よりも、構成および製造プロセスを簡易にすることができる。

上記の給湯装置において、第４の開口部が弁本体の鉛直上側および横側のいずれかに位置するように弁装置が配置されている。これにより、第４の開口部と逆流防止弁とを繋ぐ接続配管にトラップが生じることはなく、逆流防止弁および接続配管内の水を排水時に排出することが容易となる。

以上説明したように本発明によれば、水圧導出口を有しながらも簡易な構成を有し、かつ簡易な製造プロセスで製造可能な弁装置およびそれを備えた追焚付き給湯装置を得ることができる。

本発明の一実施の形態における弁装置およびステッピングモータの構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置およびステッピングモータにおける弁装置部分の断面を概略的に示す図である。 図１に示す弁装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる第１および第２の弁体の形状を説明するための図である。 図１に示す弁装置に用いられるスペーサの構成を下側から概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる軸体、弁体、スペーサなどの構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる弁本体の破断斜視図である。 図１に示す弁装置において弁本体にスペーサが固定された様子を示す断面図である。 図１に示す弁装置において弁体と弁本体内部の流路壁面との間の径方向の隙間を説明するための断面図である。 図１に示す弁装置の動作を説明するための図である。 図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた追焚付き給湯装置の構成を概略的に示す図である。 図１０に示す追焚付き給湯装置に用いられる逆流防止弁の構成を示す断面図である。 図１１に示す逆流防止弁の開弁状態を示す断面図である。 追焚付き給湯装置の逆流防止弁に入水金具から水圧を導入する場合の比較例の構成を示す図である。 第４の開口部が第１および第２の遮蔽部の間に開口しない場合の比較例の弁装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示す弁装置において第４の開口部が弁本体の鉛直下側に設けられた比較例における弁装置と逆流防止弁との接続配管の構成を示す図である。 図１に示す弁装置において第４の開口部が弁本体の鉛直上側に設けられた好ましい例における弁装置と逆流防止弁との接続配管の構成を示す図である。 第１の開口部が円形の開口形状を有する場合の弁装置の構成を概略的に示す図である。 第１の開口部が第１および第２の弁体に平行な対辺を有する開口形状を有する場合の弁装置の構成を概略的に示す図である。 配管接続部の底面において円形をなす第４の開口部が形成された様子を示す図である。 配管接続部の底面において円弧と弦で囲まれた形状をなす第４の開口部が形成された様子を示す図である。 第４の開口部に座グリを設けた構成を図２の領域ＲＳに対応する部分を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず本実施の形態の弁装置およびステッピングモータの構成を図１〜図９を用いて説明する。

主に図１を参照して、本実施の形態の弁装置１にはステッピングモータ２が取付け固定されている。このステッピングモータにより、後述するように弁装置１内の軸体および弁体が回転駆動可能なように構成されている。

主に図２および図３を参照して、本実施の形態の弁装置１は、弁本体１１と、軸体１２と、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂと、スペーサ１４と、弁カラー１５と、Ｏリング１６ａ、１６ｂとを主に有している。この軸体１２、弁カラー１５などは第１および第２の弁体１３ａ、１３を駆動させるための機構部を構成している。

弁本体１１は、内部に流路１１Ａを有している。その流路１１Ａは、第１の開口部１１ａと、その第１の開口部１１ａを挟むように配置された第２の開口部１１ｂおよび第３の開口部１１ｃとを有している。また弁本体１１には、第４の開口部１１ｄが流路１１Ａに通じるように形成されている。

この弁装置１は分配弁であり、第１の開口部１１ａは流体（たとえば湯水）の流入口であり、第２〜第４の開口部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々は流体の流出口である。特に第４の開口部１１ｄは、弁装置１が追焚付き給湯装置に用いられる場合には、逆流防止弁へ上水の１次圧を与えるための水圧導出口となる部分である。

軸体１２は、弁本体１１の流路１１Ａ内に配置されており、かつ仮想の軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能に構成されている。つまり軸体１２は、その外周部に取付られた弁カラー１５を介在して弁本体１１に取付けられることにより、軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能である。

軸体１２と弁カラー１５との間にはＯリング１６ａが配置されており、かつ弁カラー１５と弁本体１１との間にはＯリング１６ｂが配置されている。また軸体１２は、ステッピングモータ２により回転駆動力を与えられるように構成されている。このステッピングモータ２は、サーボ取付板３を介在して弁本体１１に取付け固定されている。

第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々は軸体１２に取付けられている。第１の弁体１３ａは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に位置している。第２の弁体１３ｂは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間に位置している。

主に図４を参照して、第１の弁体１３ａは軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第１の切欠１３ａ₁が形成された形状を有している。この第１の切欠１３ａ₁は、円盤形状の第１の弁体１３ａの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第１の切欠１３ａ₁が設けられていない第１の弁体１３ａの部分１３ａ₂は円弧形状を有している。また第１の切欠１３ａ₁が設けられた第１の弁体１３ａの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。

第２の弁体１３ｂも、第１の弁体１３ａと同様、軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第２の切欠１３ｂ₁が形成された形状を有している。この第２の切欠１３ｂ₁は、円盤形状の第２の弁体１３ｂの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第２の切欠１３ｂ₁が設けられていない第２の弁体１３ｂの部分１３ｂ₂は円弧形状を有している。また第２の切欠１３ｂ₁が設けられた第２の弁体１３ｂの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。

具体的には第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁は、軸体１２を図４の矢印ＲＤ方向に回転させたときに、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の各々の第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂから開いた部分の面積の変化が軸体１２の回転角度の２乗に比例するような形状を有している。

第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの双方は１つの軸体１２に取付けられているため、第１の弁体１３ａの中心Ｏと第２の弁体１３ｂの中心Ｏとは同一の軸線（直線）Ｃ−Ｃ上に位置している。第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ₂の中心Ｏからの半径Ｒ１は、第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ₂の中心Ｏからの半径Ｒ２と同じであってもよく、または異なっていてもよい。本実施の形態においては、半径Ｒ１は半径Ｒ２よりも小さくなっている。

第１の切欠１３ａ₁は、軸線Ｃ−Ｃ方向から見たときに、第２の切欠１３ｂ₁に対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されていることが好ましい。上述のように本実施の形態では半径Ｒ１が半径Ｒ２よりも小さくなっている場合には、軸線Ｃ−Ｃ方向から見た第１の弁体１３ａの形状は第２の弁体１３ｂの形状の相似形状を有している。

主に図３および図５を参照して、スペーサ１４は、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂと、連結部１４ｃと、２つの凸状係合部１４ｄとを主に有している。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、たとえば半円形状を有している。連結部１４ｃは、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方に接続される部分であり、かつ軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆う半円筒形状部を有している。

連結部１４ｃには軸線Ｃ−Ｃ方向と直交する方向に延びる貫通孔１４ｅが形成されている。２つの凸状係合部１４ｄは、それぞれ連結部１４ｃの両端部に配置されており、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方の外周端部よりも外周側に突き出すとともに、軸線Ｃ−Ｃ方向に延在している。

主に図２および図６を参照して、スペーサ１４は、第１の弁体１３ａと第２の弁体１３ｂとの間で挟み込まれるとともに、貫通孔１４ｅ内に第２の弁体１３ｂを挿通させることにより、軸体１２に取付けられている。この取付け状態において、連結部１４ｃの半円筒形状部は軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆っている。またこの取付け状態において、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは、軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置している。

この取付け状態においてスペーサ１４に対して軸体１２を回転させることにより、第１の切欠１３ａ₁を第１の遮蔽部１４ａで開閉可能であり、かつ第２の切欠１３ｂ₁を第２の遮蔽部１４ｂで開閉可能である。そして第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置しているため、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を閉じているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を開くことができる。また逆に、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を開いているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を閉じることもできる。

主に図７および図８を参照して、弁本体１１の流路１１Ａの壁面（以下、「流路壁面」とも称する）には、軸線Ｃ−Ｃの延びる方向に延在する直線状の溝１１ｅが形成されている。スペーサ１４は、凸状係合部１４ｄが溝１１ｅ内に嵌め込まれた状態で、溝１１ｅで案内されながら流路１１Ａ内に挿入されることにより、流路壁面に固定され得る。つまりスペーサ１４が流路１１Ａ内に挿入された状態ではスペーサ１４の両側の凸状係合部１４ｄのそれぞれが溝１１ｅ内に嵌り込んでいるため、軸体１２が軸線Ｃ−Ｃを中心として回転してもスペーサ１４が軸体１２とともに回転することはない。

主に図７および図９を参照して、弁本体１１の流路壁面には、周方向に沿って約１８０°の角度範囲で延在する溝１１ｆが形成されている。

図２に示す第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ₂と流路壁面との間の径方向の隙間の大きさＬ１が、図９に示す第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ₂と流路壁面との間の径方向の隙間の大きさＬ２よりも大きくなっていることが好ましい。

隙間の大きさＬ１を隙間の大きさＬ２よりも大きくするために、図４に示すように第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ₂の半径Ｒ１が第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ₂の半径Ｒ２よりも小さくされてもよく、また図７に示すように第１の弁体１３ａが位置する部分の流路壁面に周方向に延びる溝１１ｆが形成されてもよい。また半径Ｒ１が半径Ｒ２よりも小さくされた構成と、溝１１ｆが形成された構成とが組み合わされてもよい。

なお軸線Ｃ−Ｃに対して、第１、第２および第４の開口部１１ａ、１１ｂ、１１ｄは直交する向きに設けられており、第３の開口部１１ｃは平行な向きに設けられていることが好ましい。

弁本体１１、軸体１２、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂ、スペーサ１４および弁カラー１５の材質はたとえばＰＰＳ（polyphenylene sulfide）などの樹脂からなっており、サーボ取付板３はたとえば亜鉛めっき鋼板からなっている。また第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは軸体１２と一体的に形成されたものであってもよく、また軸体１２と別体からなり軸体１２に取付け固定されたものであってもよい。

次に、本実施の形態の弁装置１の動作について図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて説明する。

図１０（Ａ）を参照して、この状態は、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いており、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われて閉じた状態を示している。この状態では図９に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で流体（たとえば湯水）が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間で流体の流通は遮断されている。

なお第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が形成された部分のうち第１および第２の遮蔽部で覆われておらず開いた部分には図中ハッチングが付されている。このハッチングは、図１０（Ｂ）、（Ｃ）にも同様に付されている。

図１０（Ｂ）を参照して、この状態は図１０（Ａ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計周りに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の一部が第１の遮蔽部１４ａで覆われているが、残りの部分は第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いている。また第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の一部が第２の遮蔽部１４ｂで覆われているが、残りの部分は第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いている。つまり、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の双方の一部分が開いた状態となっている。このため、この状態では、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で所定量の流体が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間でも所定量の流体が流通可能である。

図１０（Ｃ）を参照して、この状態は図１０（Ｂ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計回りにさらに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われて閉じており、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いた状態となっている。この状態では図２に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で主たる流体の流通は遮断されており、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間で流体は流通可能である。

このように軸体１２を回転させることにより、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作を行なうことができる。これにより、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度とを調整することができる。このため、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流量と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流量とを同時に制御することが可能となる。

次に、本実施の形態の弁装置１を有する追焚付き給湯装置の構成について図１１を用いて説明する。

図１１を参照して、追焚付き給湯装置１００は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、給湯側熱交換器３１ａと、風呂側熱交換器３１ｂと、燃焼バーナ３２と、送風機３３と、給水配管３５と、出湯配管３６と、バイパス回路３７と、配管３８〜４４と、逆流防止弁５０と、ポンプ６０と、逆止弁８０ａ、８０ｂと、注湯電磁弁９０とを主に有している。

給湯側熱交換器３１ａには、給湯側熱交換器３１ａに給水するための給水配管３５と、給湯側熱交換器３１ａから出湯するための出湯配管３６とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）３７は、この給水配管３５と出湯配管３６とを接続している。図１〜図９に示す構成を有する本実施の形態の弁装置１は、たとえば給水配管３５とバイパス回路３７との接続部に接続されている。

風呂側熱交換器３１ｂの入口側には風呂戻り配管４３が接続されており、風呂側熱交換器３１ｂの出口側には風呂往き配管４４が接続されている。ポンプ６０は、主に浴槽（図示せず）と風呂側熱交換器３１ｂとの間で湯水を循環させるためのものであり、風呂戻り配管４３に接続されている。

給湯側熱交換器３１ａおよび風呂側熱交換器３１ｂの各々は、燃焼バーナ３２で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうためのものである。送風機３３は燃焼バーナ３２に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。

逆流防止弁５０は、風呂の雑水と上水とを縁切りするための安全装置である。この逆流防止弁５０は、上水の給水元側の圧力（１次圧）と供給先側の圧力（２次圧）との圧力差により通常はオーバーフロー口を閉止するものであり、１次圧を導入するために配管３８を通じて給水配管３５に接続され、かつ２次圧を導入するために配管３９、４０と注湯電磁弁９０と逆止弁８０ａとを通じて出湯配管３６に接続されている。この配管４０は逆止弁８０ｂと配管４２とを通じて風呂戻り配管４３に接続されている。なお注湯電磁弁９０は、風呂湯張り時に開弁して、出湯配管３６の湯水を配管４２を介して風呂回路に導くものである。

また逆流防止弁５０は、断水などで給水元側に負圧が発生すると開弁してオーバーフロー口から雑水を給湯装置１００の外部へ排出するため、そのオーバーフロー口は配管４１を通じて給湯装置１００の排水部に接続されている。

主に図２および図１１を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３５の給水側部分３５ａに接続されており、第２の開口部１１ｂは給水配管３５の熱交換器側部分３５ｂに接続されている。また第３の開口部１１ｃはバイパス回路３７に接続されている。第４の開口部１１ｄは、逆流防止弁５０の１次圧を導入するための水圧導入口に繋がる配管３８に接続されている。

次に、上記の逆流防止弁５０の構成および動作の一例を図１２および図１３を用いて説明する。

図１２を参照して、逆流防止弁５０は、ハウジング５１と、弁体５２と、バネ５３とを主に有している。ハウジング５１は、オーバーフロー口５１ｇおよび２次圧（Ｐ₂）導入口５１ｅを有する第１ハウジング５１ａと、中間位置にある第２ハウジング５１ｂと、１次圧（Ｐ₁）導入口５１ｆを有する第３ハウジング５１ｃとを有している。

１次圧導入口５１ｆ、２次圧導入口５１ｅおよびオーバーフロー口５１ｇの各々は、ハウジング５１内の収容室５１ｄに繋がっている。弁体５２は、この収容室５１ｄ内において図中上下方向に移動可能なように配置されている。バネ５３は、弁体５２を開付勢するように構成されている。つまり、弁体５２が開弁して２次圧導入口５１ｅとオーバーフロー口５１ｇとが連通するようにバネ５３は弁体５２を付勢している。

主に図１２および図１１を参照して、この逆流防止弁５０の１次圧導入口５１ｆが弁装置１に接続された配管３８に接続されており、２次圧導入口５１ｅが出湯配管３６に接続された配管４０に接続されており、かつオーバーフロー口５１ｇが排出部に繋がる配管４１に接続されている。

１次圧導入口５１ｆに１次圧が導入され、かつ２次圧導入口５１ｅに２次圧が導入された正常状態では、１次圧と２次圧との差圧（１次圧Ｐ₁＞２次圧Ｐ₂）により弁体５２は図中上側に押し付けられる。これにより２次圧導入口５１ｅとオーバーフロー口５１ｇとの間の流路は遮断されて閉弁状態となっている。

この状態から、断水などにより１次圧が減圧すると、バネ５３の付勢力により弁体５２は図１３に示すように図中下側に移動する。これにより２次圧導入口５１ｅとオーバーフロー口５１ｇとが連通して開弁状態となる。これにより、オーバーフロー口５１ｇから雑水が給湯装置１００外へ排出されることにより、雑水が上水へ流れ込むことが防止される。

次に、本実施の形態の作用効果について図１４〜図１６および図１８に示す比較例と対比して説明する。

図１４の比較例に示すように、逆流防止弁５０に１次圧を導入する場合、入水金具７０の水圧導出口７０ａから逆流防止弁５０に１次圧を導入することも考えられる。しかし、この場合、入水金具７０は、給湯装置１００を外部の配管などと接続する必要から充分な強度を必要とするため真鍮鍛造切削品からなっている。このため、この入水金具７０に水圧導出口７０ａを設けるためには、入水金具７０にネジおよびＯリングシール部を切削加工する必要がある。また逆流防止弁５０と繋ぐための配管３８にも入水金具へ固定するための固定フランジが必要となる。このように入水金具７０に水圧導出口７０ａを設けると、構造が複雑になるとともに製造プロセスが煩雑になり、製造コストが高くなるという問題がある。

これに対して本実施の形態においては、図２および図１１に示すように弁装置１の第４の開口部１１ｄから逆流防止弁５０に１次圧が導入されている。この弁装置１は、給湯装置１００の内部に配置される部品であり、給湯装置１００の外部の配管と接続する必要がない。このため、弁装置１には入水金具７０のような強度は必要とされない。よって弁装置１は樹脂により構成することができる。

このように弁装置１を樹脂で形成できるため、第４の開口部１１ｄをたとえば水圧導出口として用いる場合、上記の入水金具７０にネジ、Ｏリングシール部などを形成する必要がなくなり、入水金具７０の製造プロセスが簡易となりコストを低減することができる。また弁装置１が樹脂よりなっているため、第４の開口部１１ｄと配管３８との接続構造も弁装置１の樹脂成形時に同時に形成することができる。このため、弁装置１自体の製造プロセスも簡易であり、コストを低減することができる。さらに樹脂よりなる弁装置１は、金属よりなる入水金具よりも加工が容易であるため、水圧導出口をファスナ接続にすることもでき、構造および組立も簡易にすることができる。

また本実施の形態においては、第１の弁体１３ａに設けられた第１の切欠１３ａ₁は、第２の弁体１３ｂに設けられた第２の切欠１３ｂ₁に対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されている。これにより軸体１２を回転させることで、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度との各々の変化を対称にすることが容易となる。

またたとえば図１５の比較例に示すように、第４の開口部１１ｄが第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの間ではなく、第２の遮蔽部１４ｂよりも第３の開口部１１ｃ側で流路１１Ａに繋がる構成も考えられる。この構成においては、第２の弁体１３ｂが第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路を全閉したときに、第２の弁体１３ｂによる圧力損失によって第４の開口部１１ｄから外部に与えられる水圧が第２の弁体１３ｂが全開時の場合の水圧と比較して大きく低下する。

これに対して本実施の形態においては、図２に示すように第４の開口部１１ｄは第１の遮蔽部１４ａと第２の遮蔽部１４ｂとの間で流路１１Ａに通じるように配置されている。これにより、第２の弁体１３ｂが第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路を全閉したときに第４の開口部１１ｄから外部に与えられる水圧は、第２の弁体１３ｂが全開時の場合の水圧と比較して大きく低下することはない。このため、第４の開口部１１ｄを水圧導出口として用いる際に第４の開口部１１ｄから安定した水圧を外部へ与えることができる。

また第１の遮蔽部１４ａと第２の遮蔽部１４ｂとの間に位置する流路１１Ａは第１の開口部１１ａから入ってきた水を第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃに分配するのに必要な空間である。この空間を利用して第４の開口部１１ｄから外部へ１次圧を与えることができるため、弁装置１自体の寸法を小さく維持しながら、弁装置１に水圧導出口（第４の開口部１１ｄ）を設けることが可能となる。

またたとえば図１６の比較例に示すように、第４の開口部１１ｄが弁本体１１の鉛直下側に位置するように弁装置１を給湯装置１００内に配置する構成も考えられる。ここで、逆流防止弁５０自体には通常、排水通路がないため、逆流防止弁５０においては入口（図１２における１次圧導入口５１ｆ）から排水する必要がある。このため、弁装置１よりも上方に逆流防止弁５０を設置しなければ、逆流防止弁５０内の水を排出することができない。

しかし、逆流防止弁５０が弁装置１よりも上方に設置されると、逆流防止弁５０と弁装置１とを接続する配管３８にトラップ部ＴＲが生じる。このようなトラップ部ＴＲが配管３８に生じた場合、逆流防止弁５０と配管３８との内部の水を排水する際に、このトラップ部ＴＲに水が溜まり排水が困難となる。またトラップ部ＴＲに残った水が凍結すると配管３８が破損する可能性がある。

これに対して本実施の形態においては、図１７に示すように第４の開口部１１ｄが弁本体１１の鉛直上側および横側のいずれかに位置するように弁装置１が給湯装置１００内に配置されていることが好ましい。なお図１７は第４の開口部１１ｄが弁本体１１の鉛直上側に位置する場合を示している。

このように第４の開口部１１ｄを弁本体１１の鉛直上側および横側のいずれかに位置させることにより、逆流防止弁５０が弁装置１よりも上方に配置された場合でも、逆流防止弁５０と弁装置１とを接続する配管３８にトラップ部ＴＲが生じることはない。このため、逆流防止弁５０と配管３８との内部の水を排水することが容易となり、配管３８内での凍結による配管３８の破損を防止することができる。

またたとえば図１８の比較例に示すように、第１の開口部１１ａの開口形状を円形とすることも考えられる。しかし、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは第１の開口部１１ａを挟んで配置する必要があるため、第１の開口部１１ａの開口形状が円形では第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの間隔を小さくすることが難しい。このため、弁装置１の軸線Ｃ−Ｃ方向の寸法を小さくすることが困難である。

また第１の開口部１１ａを円形のまま円の直径を小さくすることも考えられる。しかし、この場合には第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの間隔をそれほど小さくできないにもかかわらず、第１の開口部１１ａの開口面積の減少量が大きくなる。このように開口面積が小さくなると同じ圧力をかけたときに第１の開口部１１ａを通過する流量が少なくなるため、圧力−流量特性（Ｐ−Ｑ（Pressure-Quantity of flow）特性）が大きく損なわれる。

これに対して本実施の形態においては、図１９に示すように第１の開口部１１ａは、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの少なくとも一方に平行な辺１１ａ₁を有する開口形状を有している。これにより単純に円の直径を小さくする場合よりも、第１の開口部１１ａの開口面積を大きく維持しながら第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの間隔を小さくすることが可能となり、弁装置１の小型化（特に軸線Ｃ−Ｃ方向の小型化）が可能となる。また第１の開口部１１ａの開口面積も大きく維持できるため、圧力−流量特性の悪化も抑制することができる。なお図１９は第１の開口部１１ａが、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの双方に平行な対辺１１ａ₁、１１ａ₁を有する場合を示している。ここで平行な辺とは、多少の曲がりを有したものや僅かに角度がずれているものも含む概念である。

また本実施の形態においては第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを有するスペーサ１４は、流路壁面に固定されており、かつ第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｄとを連通させるための貫通孔１４ｅを有している。これにより簡易な構成で第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作が可能となるとともに、第１の開口部１１ａから供給された流体の圧力を貫通孔１４ｅを通じて第４の開口部１１ｄから外部へ与えることが可能となる。

また本実施の形態においては弁本体１１は第４の開口部１１ｄに配管３８を接続するための配管接続部１１ｄ₁を有している。この配管接続部１１ｄ₁は第２の遮蔽部１４ｂの真上を跨ぐように設けられている。第４の開口部１１ｄは、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの間で流路１１Ａに通じるように配管接続部１１ｄ₁の底部において偏心した位置に設けられている。これにより、第４の開口部１１ｄを第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの間の流路１１Ａに繋ぐことができて第４の開口部１１ｄから外部へ安定した水圧を与えることができる。また配管接続部１１ｄ₁を第２の開口部１１ｂから離して配置できるため、配管３８の接続が容易となる。

なお本実施の形態における第４の開口部１１ｄの形状は、図２０に示すように配管接続部１１ｄ₁の底面において円形（丸型）であってもよいが、この円形に限定されるものではなく、円の一部を切り取った形状であってもよい。たとえば第４の開口部１１ｄの配管接続部１１ｄ₁の底面における形状は、図２１に示すように円弧と弦で囲まれたような形状であってもよく、また円弧と円の中心を通る２本の線分とで囲まれた扇形形状であってもよい。

また図２２に示すように、配管接続部１１ｄ₁の底面に座グリ１１ｄａが形成されて、第４の開口部１１ｄと接続されてもよい。この座グリ１１ｄａは、配管接続部１１ｄ₁の底面において第４の開口部１１ｄよりも内周側に位置していることが好ましい。これにより配管接続部１１ｄ₁内に配管３８が奥まで挿入された場合に、配管３８自体の肉厚などにより第４の開口部１１ｄが閉塞されるといった不具合を防止することができる。

また本実施の形態においては、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置している場合について説明した。しかし、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置していてもよい。この場合、第１の遮蔽部１４ａは、第２の遮蔽部１４ｂに対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されていることが好ましい。この場合にも、軸体１２を回転させることで、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度との各々の変化を対称にすることが可能かつ容易となる。

また図１１に示すように、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を閉じているときに第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を開くことができ、かつ第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を開いているときに第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を閉じることができるのであれば、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁と第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂとの位置は特に制限されるものではない。

なお上記実施の形態においては、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々に設けられる第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁はともに約１８０°の角度範囲で形成されている。この第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の形成角度範囲は、ともに１８０°未満であってもよく、また１８０°を超えていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、逆流防止弁に１次圧を導入するための水圧導出口を有する弁装置およびそれを備えた追焚付き給湯装置に有利に適用され得る。

１ 弁装置、２ ステッピングモータ、３ サーボ取付板、１１ 弁本体、１１Ａ 流路、１１ａ 第１の開口部、１１ａ₁ 辺、１１ｂ 第２の開口部、１１ｃ 第３の開口部、１１ｄ 第４の開口部、１１ｄ₁ 配管接続部、１１ｄａ 座グリ、１１ｅ，１１ｆ 溝、１２ 軸体、１３ａ₂ 第１の円弧部、１３ｂ₂ 第２の円弧部、１３ａ₁ 第１の切欠、１３ｂ₁ 第２の切欠、１３ａ 第１の弁体、１３ｂ 第２の弁体、１４ スペーサ、１４ａ 第１の遮蔽部、１４ｂ 第２の遮蔽部、１４ｃ 連結部、１４ｄ 凸状係合部、１４ｅ 貫通孔、１５ 弁カラー、１６ａ，１６ｂ Ｏリング、３１ａ 給湯側熱交換器、３１ｂ 風呂側熱交換器、３２ 燃焼バーナ、３３ 送風機、３５ 給水配管、３５ａ 給水側部分、３５ｂ 熱交換器側部分、３６ 出湯配管、３７ バイパス回路、３８〜４２ 配管、４３ 風呂戻り配管、４４ 風呂往き配管、５０ 逆流防止弁、５１ ハウジング、５１ａ 第１ハウジング、５１ｂ 第２ハウジング、５１ｃ 第３ハウジング、５１ｄ 収容室、５１ｅ ２次圧導入口、５１ｆ １次圧導入口、５１ｇ オーバーフロー口、５２ 弁体、５３ バネ、６０ ポンプ、７０ 入水金具、７０ａ 水圧導出口、８０ａ，８０ｂ 逆止弁、９０ 注湯電磁弁、１００ 給湯装置。

Claims (8)

1. 第１の開口部と、前記第１の開口部を挟むように配置された第２の開口部および第３の開口部とを有する流路を含む弁本体と、
   前記流路内において前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の前記流路の開度を制御可能な第１の弁体と、
   前記流路内において前記第１の開口部と前記第３の開口部との間の前記流路の開度を制御可能な第２の弁体と、
   前記第１および第２の弁体を駆動させるための機構部とを備え、
   前記弁本体は、樹脂よりなり、かつ前記第２の開口部および前記第３の開口部の間で前記流路に通じる第４の開口部を有する、弁装置。
2. 前記機構部は、前記流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成された軸体を含み、
   前記第１および第２の弁体の各々は前記軸体に接続されており、
   前記第１の弁体は前記軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有し、かつ前記第２の弁体は前記軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有し、
   前記第１の切欠は、前記第２の切欠に対して前記軸線を中心とした点対称となるように配置されている、請求項１に記載の弁装置。
3. 前記第１の切欠を開閉可能に構成された第１の遮蔽部と、
   前記第２の切欠を開閉可能に構成された第２の遮蔽部とをさらに備え、
   前記第４の開口部は、前記第１の遮蔽部と前記第２の遮蔽部との間で前記流路に通じるように配置されている、請求項１または２に記載の弁装置。
4. 前記第１および第２の遮蔽部を有するスペーサは、前記流路の壁面に固定されており、かつ前記第１の開口部と前記第４の開口部とを連通させるための貫通孔を有している、請求項３に記載の弁装置。
5. 前記弁本体は、前記第４の開口部に配管を接続するための配管接続部を有し、
   前記配管接続部は、前記第１および第２の遮蔽部のいずれか一方の真上を跨ぐように設けられており、
   前記第４の開口部は、前記第１および第２の遮蔽部の間で前記流路に通じるように前記配管接続部の底部において偏心した位置に設けられている、請求項４に記載の弁装置。
6. 前記第１の開口部は、前記第１および第２の弁体の少なくとも一方に平行な辺を有する開口形状を有している、請求項１〜５のいずれかに記載の弁装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の前記弁装置と、
   前記弁装置の前記第２および第３の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、
   前記弁装置の前記第２および第３の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路と、
   前記弁装置の前記第４の開口部に接続された水圧導入口を有する逆流防止弁とを備えた、追焚付き給湯装置。
8. 前記第４の開口部が前記弁本体の鉛直上側および横側のいずれかに位置するように前記弁装置が配置されている、請求項７に記載の追焚付き給湯装置。

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