JP3968336B2 - 逆流防止装置及び一缶多水路型給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、一缶多水路型の給湯器に使用される過圧・逆流防止技術に関する。

従来、風呂の追い焚きと台所の給湯栓等への給湯を１台のボイラーで行う一缶多水路型（一缶二水路型、一缶三水路型等）の給湯器が知られている。かかる一缶多水路型の給湯器としては、例えば、特許文献１記載のものがある。

図７は特許文献１に記載の一缶二水路型給湯器である。図７において、一缶二水路型給湯器１００は、熱交換器１０３、燃焼バーナ１０４、及び送風ファン１０５を備えた加熱部１０２を有している。この加熱部１０２の熱交換器１０３には、給湯栓に供給する水（以下、「給湯水」という。）が通水する給湯水回路１０６と、浴槽１０７との間で浴槽内の水（以下、「浴槽水」という。）が循環する浴槽水回路１０８とが通されている。これにより、１つの燃焼バーナ１０４によって、給湯水回路１０６内の水と浴槽水回路１０８内の水の双方に、熱供給を行うことが可能である。

給湯水回路１０６の上流側は上水道に接続され、下流側は給湯栓（図示せず）に接続されている。そして、給湯水回路１０６の水は、上水道の水圧により給湯水回路１０６内を流れる。一方、浴槽水回路１０８には、熱交換器１０３の上流側に循環ポンプ１０９が設けられている。そして、浴槽水回路１０８の水は、循環ポンプ１０９の運転により発生する差圧によって、浴槽水回路１０８内を循環する。

給湯水回路１０６の熱交換器１０３下流側と浴槽水回路１０８の循環ポンプ１０９下流側（熱交換器１０３上流側）とは、連絡水路１１０により接続されている。この連絡水路１１０は、浴槽１０７内に水又は湯を供給する場合に、給湯水回路１０６から浴槽水回路１０８へ水（又は湯）を供給するために設けられているものである。

連絡水路１１０には、上流側（給湯水回路１０６側）から、開閉弁１１１、流量調節弁１１２、逆流防止装置１１３、逆止弁１１４，１１５が設けられている。逆流防止装置１１３は、上水道が断水した場合等において、浴槽水回路１０８内の浴槽水が、給湯水回路１０６に逆流するのを確実に防止するために設けられている安全装置である。

すなわち、給湯水回路１０６内の水圧が浴槽水回路１０８内の水圧よりも高い場合には、連絡水路１１０を通って浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６に浴槽水が逆流することはない。一方、上水道が断水した場合や他水栓を開放した場合のように、給湯水回路１０６内の水圧が浴槽水回路１０８内の水圧よりも下がった場合、通常は逆止弁１１４，１１５により、浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６への浴槽水の逆流は防止される。しかし、逆止弁１１４，１１５が十分に機能していないような場合には、浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６への浴槽水の逆流が生じる。これにより、浴槽水が給湯栓に流れ、汚染された水が給湯栓から流出するというような事故が発生する。そこで、かかる事故を防止すべく、連絡水路１１０には逆流防止装置１１３が設けられている。

逆流防止装置１１３は、内部に逆流防止室１２１と圧力室１２２が設けられたケーシング１２０を有している。逆流防止室１２１上部のケーシング１２０には流入口１２３が穿孔されており、流入口１２３の下方位置には逆流防止室１２１側部のケーシング１２０に流出口１２４が穿孔されている。これらの流入口１２３及び流出口１２４には、連絡水路１１０が接続されている。

また、流入口１２３の下方からずれた位置の逆流防止室１２１底部のケーシング１２０に、圧力開放口１２６が穿孔されている。この逆流防止室１２１内の圧力開放口１２６には、上下に移動する弁体１２７が挿嵌されている。また、弁体１２７上部のケーシング１２０には加圧口１２８が穿孔されている。

加圧口１２８と逆流防止室１２１とは、ダイヤフラム１２９により水密に区画されている。ダイヤフラム１２９は、弾性を有する薄膜である。そのため、ダイヤフラム１２９は、加圧口１２８内の水圧と逆流防止室１２１内の水圧とがほぼ平衡するように変形する。加圧口１２８は、圧伝細管１２８ａにより、熱交換器１０３出口の給湯水回路１０６に連通されている。従って、ダイヤフラム１２９は、熱交換器１０３出口の給湯水回路１０６内の水圧と逆流防止室１２１内の水圧の大小により、変形する。

弁体１２７は、上部弁体１２７ａ及び下部弁体１２７ｂから構成されている。上部弁体１２７ａはキャップ状に形成されており、下部弁体１２７ｂの上部が嵌入されている。また、上部弁体１２７ａと下部弁体１２７ｂとの間には、下部弁体１２７ｂを上部弁体１２７ａから抜出する方向に付勢するバネ１３０と、下部弁体１２７ｂを上部弁体１２７ａに嵌入する方向に付勢するバネ１３１とが挟入されている。下部弁体１２７ｂが上部弁体１２７ａ内に最も嵌入したときに、下部弁体１２７ｂと上部弁体１２７ａとは水密に嵌合し、下部弁体１２７ｂと上部弁体１２７ａの間を通って逆流防止室１２１内の水は流出しない。一方、下部弁体１２７ｂが上部弁体１２７ａに対して抜出方向に移動すると、逆流防止室１２１内の水は、下部弁体１２７ｂと上部弁体１２７ａの間を通って、圧力開放口１２６にドレンとして流出する。

また、上部弁体１２７ａの上部は、ダイヤフラム１２９の中央に固定されている。従って、ダイヤフラム１２９の動きに連動して上部弁体１２７ａは上下する。下部弁体１２７ｂが最も下がった状態では、下部弁体１２７ｂは圧力開放口１２６を閉塞する。また、下部弁体１２７ｂは、圧力開放口１２６から離反する方向にバネ１３２により付勢されている。

以上のような逆流防止装置１１３において、給湯水回路１０６に上水道から通常の水圧が加わっており、他水栓の開放等による水圧の極端な減少もない場合、給湯水回路１０６内の水圧は浴槽水回路１０８内の水圧よりも十分に高いため、連絡水路１１０を通って浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６に水が逆流することはない。このとき、加圧口１２８内には上水道から通常の水圧が加わる。加圧口１２８内の水圧は浴槽水回路１０８内の水圧よりも十分に高いため、上部弁体１２７ａと下部弁体１２７ｂとは水密に嵌合し、また、下部弁体１２７ｂは圧力開放口１２６を完全に閉塞するため、逆流防止室１２１内の水は、圧力開放口１２６へは流出しない。

給湯水回路１０６に上水道から通常の水圧が加わった状態で、他水栓の開放等により、連絡水路１１０の分岐点付近の給湯水回路１０６内の水圧が大きく低下した場合、給湯水回路１０６内の水圧と浴槽水回路１０８内の水圧とがほぼ等しくなる。このとき、ダイヤフラム１２９が圧力開放口１２６内に向かって変形し、バネ１３１の弾性力により、上部弁体１２７ａと下部弁体１２７ｂとが離反していく。これにより、逆流防止室１２１内の水は圧力開放口１２６から僅かずつ流出する。これにより、連絡水路１１０を通って浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６に水が逆流することが防止される。

給湯水回路１０６が断水した場合、連絡水路１１０の分岐点付近の給湯水回路１０６内の水圧は、浴槽水回路１０８内の水圧よりも大きく低下する。このとき、ダイヤフラム１２９が圧力開放口１２６内に向かって大きく変形し、バネ１３２の弾性力により下部弁体１２７ｂは圧力開放口１２６から離反する。そのため、逆流防止室１２１から圧力開放口１２６へ流出する水量が多くなり、逆流防止室１２１内の水圧は大きく低下する。これにより、連絡水路１１０を通って浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６に水が逆流することが防止される。

また、上記逆流防止装置を更に小型化したものとしては、特許文献２，３に記載のものが知られている。図８は特許文献２，３に記載の逆流防止装置の断面図である。図８の逆流防止装置１１３’は、中空のケーシング１４１の内部に弁体１４２を備えている。ケーシング１４１には、連絡水路１１０（図７参照）に接続される入水口１４３、大気に開放された圧力開放口１４４、及び圧伝細管１２８ａ（図７参照）に接続される加圧口１４５が設けられている。ケーシング１４１の内部の弁室は、ダイヤフラム１４６で区画されており、ダイヤフラム１４６の加圧口１４５の側に、圧力室１４９が形成されている。

弁体１４２の先端はダイヤフラム１４６の中央部にボルト１４２ａ及びリテーナ１４７により固定されている。また、弁体１４２は、バネ１４８により加圧口１４５の方向に付勢されている。

加圧口１４５から加わる水圧が高い場合には、圧力室１４９内の水圧により働く力がバネ１４８の弾性力よりも大きく、ダイヤフラム１４６は、圧力室１４９が膨張する向きに変形する。そして、入水口１４３は弁体１４２の基部に設けられたパッキン１５０により閉塞される。これにより、入水口１４３から圧力開放口１４４へは水は流出しない。

一方、加圧口１４５から加わる水圧が低い場合には、バネ１４８の弾性力により、弁体１４２は加圧口１４５の方向に移動し、ダイヤフラム１４６は、圧力室１４９が縮小する向きに変形する。これにより、入水口１４３と圧力開放口１４４とが連通し、入水口１４３から圧力開放口１４４へ水が流出する。これにより、図７の逆流防止装置１１３と同様に、連絡水路１１０を通って浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６に水が逆流するのを防止することができる。

一方、一缶多水路型の給湯器では、給湯が行われていない場合において、追い焚き時（浴槽水回路の循環加熱時）又は他の温水循環回路の使用（加熱）時に、給湯水回路内に密封された水が同時に加熱されるため、給湯水回路内の水圧が上昇する。従って、この給湯水回路内の水圧の開放先（手段）を設ける必要がある。

すなわち、一缶多水路型の給湯器では浴槽水回路１０８内の水を加熱するときには、同時に給湯水回路１０６内の水も加熱される。逆に、給湯水回路１０６内の水を加熱するときには、同時に浴槽水回路１０８内の水も加熱される。また、給湯を停止した直後において、加熱部１０２内の配管が熱交換器１０３の余熱により熱せられ、温度上昇・圧力上昇が生じる、いわゆる「後沸き」と呼ばれる現象が生じることもある。一般に、浴槽水回路１０８は、浴槽１０７に開放されているために、配管内の水圧上昇という問題は生じない。しかし、給湯水回路１０６は、給湯栓を閉止すると水圧を開放する手段がなくなる。そのため、給湯栓を閉止した状態で給湯水回路１０６内の水が加熱されると、配管内の水圧上昇が顕著となり、漏水等の原因となる。そこで、一缶多水路型の給湯器では、かかる場合に、給湯水回路１０６内の水圧を開放する圧力開放手段を設ける必要がある。

圧力開放手段を設けた一缶多水路型給湯器としては、例えば、特許文献４に記載のものが知られている。図９は特許文献４記載の一缶多水路型給湯器の配管構成図である。図９において、加熱部１０２、熱交換器１０３、燃焼バーナ１０４、送風ファン１０５、給湯水回路１０６、浴槽水回路１０８、連絡水路１１０、開閉弁１１１、逆止弁１１４，１１５は図７のものと同様である。

図９の一缶多水路型給湯器においては、開閉弁１１１下流側（浴槽水回路１０８側）の連絡水路１１０と給湯水回路１０６とを連通する圧力開放管１６０を設け、この圧力開放管１６０の途中に、浴槽水回路１０８側の連絡水路１１０と給湯水回路１０６との差圧により開閉する過圧防止弁１６１が設けられている。これにより、給湯の非使用時の追い焚き等により給湯水回路１０６内の水圧が上昇すると、過圧防止弁１６１が開放し、給湯水回路１０６から浴槽水回路１０８に少量の水（湯）が流出することで、給湯水回路１０６内の水圧が放圧される。従って、給湯水回路１０６内の水圧が過度に上昇することが防止される。
特開平７−１０３３５８号公報 特開２０００−３０４１４４号公報 特開２００３−３５３７６号公報 特開２０００−３３７７００号公報

以上のような従来の技術の組み合わせにより、逆流防止機能と追い焚きや後沸き等による給湯水回路の過圧防止機能とを併せ持つ一缶二水路型給湯器を構成した場合、例えば、図１０のような構成が考えられる。図１０において、加熱部１０２、熱交換器１０３、燃焼バーナ１０４、送風ファン１０５、給湯水回路１０６、浴槽水回路１０８、循環ポンプ１０９、連絡水路１１０、開閉弁１１１、逆流防止弁１１３’、逆止弁１１４，１１５、圧伝細管１２８ａ、圧力開放管１６０、及び過圧防止弁１６１は、図７〜図９で説明したものと同様のものである。

ところで、逆流防止弁１１３’や過圧防止弁１６１は、正常な運転状態では動作することのない安全装置であり、見方を変えれば、正常時では、いわば余分な装置であるということができる。しかし、図１０のような一缶二水路型給湯器の構成では、圧伝細管１２８ａや圧力開放管１６０のような安全確保のための配管及び配管のための分岐が多く、配管構成が複雑となる。従って、製造時の不良率が高くなり、歩留まり低下の要因となる。また、配管の分岐が多いと、設置後に腐食等により水漏れなどの事故を生じる確率（故障率）を大きくする要因となる。また、配管が複雑化すると、給湯器の修理・点検等の保守・管理を行いにくくなる。

また、配管構成中に、逆流防止装置１１３’や過圧防止弁１６１のような安全弁を個別に設けるため、これらの弁を備えるための空間が給湯器内部に必要とされる。従って、これら安全装置による空間占有容積が大きく、必然的に給湯器の小型化が困難となる。

また、一缶二水路型給湯器が建物の一階に設置され、浴槽水回路１０８に接続されている浴槽が建物の二階又は三階に設置されている場合、循環ポンプ１０９の出力は大きく、浴槽水回路１０８内の水圧もかなり大きくなる。かかる状況において、逆止弁１１４，１１５が十分機能していないときに上水道が断水すると、連絡水路１１０の両端には大きな差圧が生じる。一方、開閉弁１１１が開弁している場合には、逆流防止装置１１３’と給湯水回路１０６との間の差圧は小さい。従って、逆流防止装置１１３’が十分に開弁して圧力開放口１４４から放水する前に、浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６に多少の水が流入するおそれがある。

更に、開閉弁１１１が開弁している場合には、逆流防止装置１１３’の入水口１４３と過圧口１４５との間の差圧が小さくなり、弁体１４２が十分に開弁せず、逆流防止が十分になされないおそれもある。

そこで、本発明の目的は、逆止弁が正常に動作しない場合でも、浴槽水回路１０８から給湯水回路１０６への水の逆流を確実に防止することが可能な逆流防止技術を提供することにある。

また、本発明の目的は、一缶多水路型給湯器内部における安全装置のための配管をできるだけ少なくし、一缶多水路型給湯器の小型化を可能にする逆流防止装置、及びそれを用いた一缶多水路型給湯器を提供することにある。

本発明に係る逆流防止装置の第１の構成は、浴槽の水が循環する一又は複数の浴槽水回路と、給湯用の水が通水する給湯水回路と、前記浴槽水回路を循環する水と前記給湯水回路を通水する水とを一つの加熱装置で加熱する熱交換器と、前記熱交換器の下流側の前記給湯水回路と前記浴槽水回路とを連結し、前記給湯水回路から前記浴槽水回路へ前記給湯水回路内の水を供給する連絡水路と、を備えた一缶多水路型給湯器において、前記連絡水路を前記浴槽水回路から前記給湯水回路へ水が逆流することを防止するための逆流防止装置であって、前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁よりも前記浴槽水回路側の前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第２の逆止弁と、前記第１の逆止弁と前記第２の逆止弁との間の前記連絡水路に連通して設けられた弁体内室、前記給湯水回路に連通され前記給湯水回路の水圧が与えられる加圧室、前記弁体内室内の水圧を開放するための圧力開放口、及び前記弁体内室内の水圧が前記加圧室内の水圧よりも高いときに開弁して前記弁体内室と前記圧力開放口とを連通させる弁体、を有する逆流防止弁と、を備えていることを特徴とする。

この構成により、逆流防止装置の弁体内室と給湯水回路とは、第１の逆止弁を介して連絡水路により連通された状態となる。従って、仮に第１の逆止弁が正常に動作しない場合でも、第１の逆止弁が大きな水流抵抗となるため、逆流防止装置の弁体内室と給湯水回路との水流抵抗は大きくなる。従って、給湯水回路に連通している逆流防止装置の加圧室と逆流防止装置の弁体内室との差圧は大きくなる。

また、第１の逆止弁と第２の逆止弁とが共に正常に動作しない場合において、浴槽水回路内の水圧が給湯水回路内の水圧よりも大きくなった場合、第１の逆止弁を逆流する水流が殆どなくても弁体内室と加圧室の差圧により逆流防止弁が開弁する。従って、浴槽水回路内の水は、圧力開放口を通って外部に流出し、弁体内室内の水圧が開放される。これにより、浴槽水回路内の水が給湯水回路内に流入するのをほぼ完全に防止することが可能となる。

本発明に係る逆流防止装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記第１及び第２の逆止弁並びに前記逆流防止弁を内部に収容するケーシングと、一端が前記第１の逆止弁の前記給湯水回路側の入水口に連通し、他端が加圧室に連通するとともに、前記加圧室の水圧が前記入水口内の水圧よりも所定の値以上に大きくなったときに開弁する過圧防止弁と、を備えていることを特徴とする。

この構成により、逆流防止弁と過圧防止弁とを共通の加圧室に連通したことで、従来は逆流防止弁と過圧防止弁のそれぞれに対して給湯水回路に接続する配管を行っていたところが、１本の配管を行えばすむこととなる。従って、一缶多水路型給湯器内部における配管を少なくすることができる。また、逆流防止弁と過圧防止弁を一体の逆流防止装置として構成したことで、これらの弁が占める空間容積が小さくなり、配管に要する空間容積を減らすことが可能となる。

本発明に係る一缶多水路型給湯器の第１の構成は、浴槽の水が循環する一又は複数の浴槽水回路と、給湯用の水が通水する給湯水回路と、前記浴槽水回路を循環する水と前記給湯水回路を通水する水とを一つの加熱装置で加熱する熱交換器と、前記熱交換器の下流側の前記給湯水回路と前記浴槽水回路とを連結し、前記給湯水回路から前記浴槽水回路へ前記給湯水回路内の水を供給する連絡水路と、を備えた一缶多水路型給湯器において、前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁よりも前記浴槽水回路側の前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第２の逆止弁と、前記第１の逆止弁と前記第２の逆止弁との間の前記連絡水路に連通して設けられた弁体内室、前記給湯水回路に連通され前記給湯水回路の水圧が与えられる加圧室、前記弁体内室内の水圧を開放するための圧力開放口、及び前記弁体内室内の水圧が前記加圧室内の水圧よりも高いときに開弁して前記弁体内室と前記圧力開放口とを連通させる弁体、を有する逆流防止弁と、を有していることを特徴とする。

この構成により、上記本発明に係る逆流防止装置の第１の構成の場合と同様、第１の逆止弁と第２の逆止弁とが共に正常に動作しない場合において、浴槽水回路内の水圧が給湯水回路内の水圧よりも大きくなった場合、わずかな差圧で逆流防止弁が敏感に開弁する。そのため、浴槽水回路内の水が給湯水回路内に流入することをほぼ完全に防止することが可能となる。

本発明に係る一缶多水路型給湯器の第２の構成は、前記第１の構成において、前記加圧室は、前記熱交換器よりも上流側位置において前記給湯水回路に連通していることを特徴とする。

このように、逆流防止弁の加圧室を給湯水回路の熱交換器よりも上流側位置に接続することで、逆流防止弁の弁体内室から連絡水路、給湯水回路を経て加圧室に至る水路の水路抵抗が大きくなる。そのため、加圧室内の水圧は、弁体内室内の水圧変化の影響を受けにくい。従って、第１の逆止弁と第２の逆止弁とが共に正常に動作しない場合において、浴槽水回路内の水圧が給湯水回路内の水圧よりも大きくなった場合に、逆流防止弁を敏感に開弁させて弁体内室内の水圧を放圧させ、浴槽水回路内の水が給湯水回路内に流入することを防止することができる。

本発明に係る一缶多水路型給湯器の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記第１及び第２の逆止弁並びに前記逆流防止弁を内部に収容するケーシングと、一端が前記第１の逆止弁の前記給湯水回路側の入水口に連通し、他端が加圧室に連通するとともに、前記加圧室の水圧が前記入水口内の水圧よりも所定の値以上に大きくなったときに開弁する過圧防止弁と、を備えていることを特徴とする。

このように、逆流防止弁と過圧防止弁とを共通の加圧室に連通したことで、従来は逆流防止弁と過圧防止弁のそれぞれに対して給湯水回路に接続する配管を行っていたところが、１本の配管を行えばよくなるため、配管を少なくすることができる。また、逆流防止弁と過圧防止弁を一体の逆流防止装置として構成したことで、これらの弁が占める空間容積が小さくなり、配管に要する空間容積を減らすことが可能となる。

以上のように、本発明に係る逆流防止装置によれば、加圧室を給湯水回路に連通させ、第１の逆止弁と第２の逆止弁との間に逆流防止弁の弁体内室を連通させた構成としたことで、逆止弁が正常に動作しない場合において、浴槽水回路内の水圧が給湯水回路内の水圧よりも高くなったときに、第１の逆止弁の水路抵抗により加圧室と弁体内室の差圧が大きくなりやすい。従って、小さい差圧でも逆流防止弁が感度よく開弁するため、浴槽水回路から給湯水回路への水の逆流を確実に防止することが可能となる。

また、逆流防止弁と過圧防止弁とを共通の加圧室に連通したことで、一缶多水路型給湯器内部における配管を減少させ、一缶多水路型給湯器の小型化が可能となる。また、配管が少なくなることにより一缶多水路型給湯器の修理・点検等の保守・管理が容易となる。

本発明に係る一缶多水路型給湯器によれば、加圧室を給湯水回路に連通させ、第１の逆止弁と第２の逆止弁との間に逆流防止弁の弁体内室を連通させた構成としたことで、小さい差圧でも逆流防止弁が感度よく開弁するため、浴槽水回路から給湯水回路への水の逆流を確実に防止することが可能となる。

また、逆流防止弁と過圧防止弁とを共通の加圧室に連通したことで、一缶多水路型給湯器内部における配管を減少させ、一缶多水路型給湯器の小型化が可能となる。また、配管が少なくなることにより一缶多水路型給湯器の修理・点検等の保守・管理が容易となる。更に、従来よりも配管及び配管のための分岐が少なくなるため、製造コストが下がり、製造時の不良率が下がり、歩留まりが向上する。また、設置後に配管の腐食等により水漏れなどの事故を生じる確率（故障率）も下がる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例１に係る一缶二水路型給湯器の配管構成図である。本実施例に係る一缶二水路型給湯器は、給湯用の水が通水する給湯水回路１、浴槽の水が循環する浴槽水回路２を有する。給湯水回路１の上流側端部は、上水道に接続され、下流側端部は給湯栓に接続されている。浴槽水回路２は、両端が浴槽（図示せず）に接続された閉回路である。

給湯水回路１には、上水道に接続されている側から、水流センサ３、熱交換器４、混合比例弁５が設けられている。水流センサ３は、上水道から給湯水回路１に流入した水（以下、「給湯水」という。）の流量を検出するセンサである。熱交換器４は、燃焼バーナ６により加熱され、給湯水回路１内の給湯水に熱を供給する。

熱交換器４には、給湯水回路１のほかに浴槽水回路２も通されている。そして、熱交換器４は、１つの燃焼バーナ６により給湯水回路１と浴槽水回路２の双方に熱を供給する一缶二水路型の熱交換器である。

尚、燃焼バーナ６は、石油やガスを燃料とするバーナである。燃焼バーナ６には、燃料配管７から燃料が供給される。また、燃焼のために必要な空気は、燃焼ファン８により燃焼バーナ６に供給される。燃料配管７には、開閉弁９及び比例弁１０が設けられている。開閉弁９により、燃焼バーナ６に供給される燃料の供給・停止が制御され、比例弁１０により、燃焼バーナ６に供給される燃料の量が制御される。

また、混合比例弁５は三方弁である。水流センサ３と熱交換器４との間の給湯水回路１と混合比例弁５はバイパス管１１により接続されている。バイパス管１１には、水流センサ３と熱交換器４との間の給湯水回路１から混合比例弁５の方向にのみ通水する逆止弁１２が設けられている。混合比例弁５は、熱交換器４側の給湯水回路１から流入する水とバイパス管１１から流入する水とを混合する。混合された水は、混合比例弁５から給湯栓側の給湯水回路１に流出する。また、両者の混合割合は、混合比例弁５の弁体を回転させることにより自在に調節することができる。

一方、浴槽水回路２には、上流側から、熱交換器４、循環ポンプ１３、及び水流スイッチ１４が設けられている。循環ポンプ１３は、浴槽水回路２内の水（以下、「浴槽水」という。）を循環させる水ポンプである。水流スイッチ１４は、循環ポンプ１３により循環吸入される浴槽水の水流を検知するスイッチである。

混合比例弁５の下流側の給湯水回路１と、水流スイッチ１４の下流側の浴槽水回路２とは、連絡水路１５により接続されている。この連絡水路１５は、給湯水回路１から浴槽水回路２へ給湯水回路１内の給湯水を供給するための水路である。

連絡水路１５には、給湯水回路１の側から浴槽水回路２の側にかけて、水流センサ１６、注湯電磁弁１７、及び逆流防止装置１８が設けられている。水流センサ１６は、連絡水路１５を流れる水の流量を検出するためのセンサである。注湯電磁弁１７は、開閉弁と比例弁の機能を併せ持つ弁であり、連絡水路１５の開閉を行うと共に、連絡水路１５を流れる水量の調節を行う。逆流防止装置１８は、連絡水路１５を通して浴槽水回路２から給湯水回路１へ水が逆流するのを防止するための装置である。この逆流防止装置１８のケーシング内には、後述する加圧室が設けられている。そして、この加圧室と熱交換器４の上流側の給湯水回路１とは、圧伝細管１９により連通されている。

図２は図１の逆流防止装置１８の断面図である。逆流防止装置１８は、ケーシング２０の内部に、逆止弁２１，２２及び逆流防止弁２３を備えている。また、逆流防止弁２３と並んで、逆止弁２１の側に過圧防止弁２４が設けられており、これらの弁が一体にブロック化された構成からなる。

ケーシング２０には、流入口２５と流出口２６が同軸上に設けられている。流入口２５は、給湯水回路１側の連絡水路１５に連結され、流出口２６は、浴槽水回路２側の連絡水路１５に連結される。また、逆止弁２１，２２も流入口２５及び流出口２６と同軸上に設けられている。逆止弁２１は流入口２５側、逆止弁２２は流出口２６側に位置する。これらの逆止弁２１，２２は、流入口２５側から流出口２６側へのみ通水する一方向性の弁である。

すなわち、逆止弁２１は、弁体２１ａと弁座２１ｂを有し、弁体２１ａは流入口２５の方向に向かって弁座２１ｂにバネ２１ｃで付勢されている。従って、流入口２５側から水圧が加わった場合には、弁体２１ａが水圧により押されてバネ２１ｃが圧縮され、弁体２１ａと弁座２１ｂとの間に隙間ができる。この隙間を通って通水する。一方、流出口２６側から水圧が加わった場合、弁体２１ａは弁座２１ｂに押しつけられ、逆止弁２１は閉止される。従って、流出口２６側から流入口２５の側には通水できない。

同様に、逆止弁２２は、弁体２２ａと弁座２２ｂを有し、弁体２２ａは流入口２５の方向に向かって弁座２２ｂにバネ２２ｃで付勢されている。

逆止弁２１と逆止弁２２との間には、圧力調整室２７が形成されている。この圧力調整室２７と連通して、逆止弁２１，２２の弁軸と垂直な方向に弁軸を向けて、逆流防止弁２３が設けられている。

逆流防止弁２３は、ケーシング２０内に形成され、圧力調整室２７側に開口する弁室２８内に弁体２９が設けられている。弁室２８は、圧力調整室２７への開口端が段差状に狭まっており、当該段差の段差面が弁座３０となっている。また、弁室２８は、ダイヤフラム３１により区画されており、ダイヤフラム３１の開口端と反対側が第１加圧室３２となっている。

弁体２９は、流入口２５及び流出口２６の中心軸に垂直な軸に沿って移動することができる。この弁体２９は、その内部に弁体内室２９ｆが形成されている。弁体内室２９ｆは、圧力調整室２７側に開口している。また、弁体内室２９ｆの開口端付近には、切欠溝２９ａが形成されている。弁体２９の中央付近の外周には環状の着座部２９ｂが設けられている。この着座部２９ｂは、弁体２９が最も圧力調整室２７側に移動した位置で弁座３０に着座し、圧力調整室２７から弁室２８への水の流入を遮断する。

また、弁体２９は、着座部２９ｂの外側にフランジ２９ｃが形成されている。このフランジ２９ｃと圧力調整室２７側の弁室２８の段差面との間に、調圧バネ３３が挟入されている。調圧バネ３３は、弁体２９が弁座３０から離れる向きに付勢している。第１加圧室３２側の弁体２９の端部は、リテーナ２９ｄでダイヤフラム３１の中央部を挟んで、ボルト２９ｅにより固定されている。

弁室２８の側部のケーシング２０には、圧力開放口３４が形成されている。この圧力開放口３４を通して弁室２８は大気に開放されている。弁体２９が弁座３０から離れる向きに移動すると、圧力調整室２７は、切欠溝２９ａを介して弁室２８と連通する。従って、弁体２９が弁座３０から離間すると、圧力調整室２７内の水は弁室２８から圧力開放口３４を経て外部に放出される。

また、ケーシング２０の内部には、第１加圧室３２に隣接して、円筒状の第２過圧室３５が形成されている。第２加圧室３５と第１加圧室３２とは、細い連通孔３６により連通されている。第２加圧室３５の一端は、加圧口３７によりケーシング２０の外に開放されている。この加圧口３７には、図１の圧伝細管１９が接続される。

一方、第２加圧室３５と流入口２５との間には、過圧防止弁２４が設けられている。過圧防止弁２４は、内部に弁室３９が形成された円筒状の弁筒３８を有する。弁室３９内には、環状の調圧ネジ４０が螺合されている。また、弁室３９の第２加圧室３５側は、段差状に細く形成されており、この段差面が弁座４１となっている。弁室３９内の弁座４１と調圧ネジ４０との間には、弁筒３８の中心軸に沿って弁室３９内を移動可能に、弁体４２が設けられている。そして、弁体４２と調圧ネジ４０との間には、加圧バネ４３が挟入されている。この加圧バネ４３は、弁体４２を弁座４１に押しつける方向に付勢する。調圧ネジ４０の位置は、調整することが可能であり、弁座４１と調圧ネジ４０との距離を適当に調節することにより、弁体４２が弁座４１に押しつけられている圧力を調節することができる。

このように、逆流防止弁２３と過圧防止弁２４とを共通の加圧室（第１加圧室３２及び第２加圧室３５）に連通したことで、これら加圧室と給湯水回路１とを連結する配管は、圧伝細管１９が１本あればすむこととなる。従って、一缶多水路型給湯器内部における配管を少なくすることができる。また、逆流防止弁２３と過圧防止弁２４を一体の逆流防止装置１８として構成したことで、これらの弁が占める空間容積が小さくなり、配管に要する空間容積を減らすことが可能となる。

次に、本実施例に係る一缶二水路型給湯器において、以下その動作を説明する。
まず、給湯水回路１から浴槽水回路２へ水の補給を行う場合、注湯電磁弁１７を開弁する。通常の場合、上水道の水圧は浴槽水回路２内の水圧よりも大きい。そのため、注湯電磁弁１７を開弁すると、逆流防止装置１８の流入口２５側には流出口２６側よりも高い水圧が加わる。この差圧により、逆止弁２１，２２が開弁し、給湯水回路１から浴槽水回路２へ水が流れる。

図３は注湯電磁弁１７を開弁したときの逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。このとき、第１加圧室３２には、熱交換器４の上流側の給湯水回路１内の水圧（図１のＡ点の水圧）が加わっている。一方、連絡水路１５の入口（図１のＢ点）の水圧は、Ａ点の水圧よりも、熱交換器４及び混合比例弁５の流路抵抗による水圧降下分だけ降圧された水圧となる。更に、逆流防止装置１８の流入口２５（図１のＣ点）における水圧は、Ｂ点の水圧よりも、水流センサ１６及び注湯電磁弁１７の流路抵抗による水圧降下分だけ降圧された水圧となる。圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内の水圧は、流入口２５内の水圧よりも更に逆止弁２１の流路抵抗による水圧降下分だけ降圧された水圧となる。従って、弁体内室２９ｆ内の水圧は、第１加圧室３２内の水圧よりも低く、逆流防止弁２３は閉止した状態となる。また、このとき、第２加圧室３５の水圧と流入口２５内の水圧との差圧は、過圧防止弁２４の加圧バネ４３の付勢力に抗して、弁体４２を弁座４１から離間させるほどには大きくないため、過圧防止弁２４も閉止した状態となる。

次に、注湯電磁弁１７を閉止した状態において、給湯水回路１に給湯水を通水しながら燃焼バーナ６で熱交換器４を加熱して給湯栓への給湯を行った後に給湯栓を閉止した場合について説明する。図４は注湯電磁弁１７と給湯栓が閉止されている場合に給湯水回路１内の水圧が上昇したときの逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。

この場合、給湯栓を閉止することによって給湯水回路１内の水流が停止すると、それを水流センサ３により検知して、燃焼バーナ６は燃焼を停止する。しかしながら、熱交換器４はある程度の熱容量を有するため、燃焼バーナ６が停止した後も、一定の時間は熱交換器４に蓄熱された熱が給湯水回路１内の給湯水に供給され続ける。これにより、給湯水回路１内の水が膨張し水圧が上昇し始める。

給湯水回路１内の水圧は、圧伝細管１９を通して、逆流防止装置１８の第２加圧室３５に伝達される。一方、逆流防止装置１８の流入口２５には、浴槽水回路２内の水圧とほぼ同じ水圧がかかっている。

そして、給湯水回路１内の水圧が逆流防止装置１８の流入口２５内の水圧よりも一定圧以上大きくなった場合、第２加圧室３５の水圧と流入口２５内の水圧との差圧により、過圧防止弁２４の加圧バネ４３の付勢力に抗して、弁体４２が弁座４１から離間し、過圧防止弁２４が開弁する。過圧防止弁２４が開弁すると、流入口２５内の水圧が上昇し、逆止弁２１，２２が開弁する。そして、第２加圧室３５内の水は、過圧防止弁２４、逆止弁２１，２２、連絡水路１５を経由して、浴槽水回路２に流出する。これにより、第２加圧室３５内の水圧、すなわち、給湯水回路１内の水圧が降下する。そのため、給湯水回路１内の水圧は、一定の値以上に上昇することが防止される。

次に、逆流防止装置１８の逆止弁２２のみが故障して十分に閉止しなくなった場合において、上水道が断水する等の原因により給湯水回路１内の水圧が浴槽水回路２内の水圧よりも低下した場合について説明する。図５は逆止弁２２のみが故障したときに給湯水回路１内の水圧が浴槽水回路２内の水圧よりも低下した場合の逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。

この場合、第１加圧室３２内の水圧は、給湯水回路１内の水圧と等しい。また、逆止弁２２は閉止しないため、圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内の水圧は、浴槽水回路２内の水圧に等しい。

給湯水回路１内の水圧は浴槽水回路２内の水圧よりも低いので、逆止弁２１は閉止した状態に保たれる。一方、第２加圧室３２内の水圧が、弁体内室２９ｆ内の水圧よりも低くなると、逆流防止弁２３の弁体２９は、第２加圧室３２の方向に動く。そのため、着座部２９ｂは弁座３０から離間し、逆流防止弁２３が開弁する。これにより、圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内の水は、ドレンとして圧力開放口３４から流出する。従って、圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内の水圧が低下し、最終的に、浴槽水回路２内の水圧は給湯水回路１内の水圧とほぼ等しくなる。

次に、逆流防止装置１８の逆止弁２１，２２がともに故障して十分に閉止しなくなった場合において、上水道が断水する等の原因により給湯水回路１内の水圧が浴槽水回路２内の水圧よりも低下した場合について説明する。図６は逆止弁２１，２２が両方故障したときに給湯水回路１内の水圧が浴槽水回路２内の水圧よりも低下した場合の逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。

この場合、第１加圧室３２内の水圧は、給湯水回路１内の水圧と等しい。また、逆止弁２２は閉止しないため、圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内には、浴槽水回路２内の水圧が加わる。

このとき、給湯水回路１内の水圧は浴槽水回路２内の水圧よりも低いので、逆止弁２１を通って浴槽水回路２の水が給湯水回路１のほうに流れようとする。

しかし、第１加圧室３２内の水圧は、弁体内室２９ｆ内の水圧よりも低いので、逆流防止弁２３の弁体２９は調圧バネ３３で押され、第１加圧室３２の方向に動く。そのため、着座部２９ｂは弁座３０から離間し、逆流防止弁２３が開弁する。これにより、圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内の水は、ドレンとして圧力開放口３４から流出する。従って、圧力調整室２７及び弁体内室２９ｆ内の水圧が低下する。

弁体内室２９ｆ内の水圧が低下すると、流出口２６側の水は、圧力調整室２７を通って圧力開放口３４に流出する。また、逆流防止装置１８の流入口２５側の水は圧力調整室２７に向かって流れる。これにより、浴槽水回路２から給湯水回路１へ水が逆流することを確実に防止することができる。

本実施例の逆流防止装置１８では、弁体内室２９ｆと給湯水回路１とは、逆止弁２１を介して連絡水路１５により連通された状態となる。従って、仮に逆止弁２１が正常に動作しない場合でも、逆止弁２１が大きな水流抵抗となるため、弁体内室２９ｆと給湯水回路１との水流抵抗は大きくなる。従って、給湯水回路１に連通している逆流防止装置１８の第１加圧室３２と弁体内室２９ｆとの差圧は大きくなる。

そのため、逆止弁２１，２２が共に正常に動作しない場合において、浴槽水回路２内の水圧が給湯水回路１内の水圧よりも大きくなった場合、逆止弁２１を逆流する水流が殆どなくても弁体内室２９ｆと加圧室３２の差圧により逆流防止弁２９が開弁する。従って、浴槽水回路１内の水は、圧力開放口３４を通って外部に流出し、弁体内室２９ｆ内の水圧が開放される。これにより、浴槽水回路２内の水が給湯水回路１内に流入するのをほぼ完全に防止することが可能となる。

また、逆流防止弁２３の第１加圧室３２を給湯水回路１の熱交換器４よりも上流側位置に接続することで、弁体内室２９ｆ及び圧力調整室２７から連絡水路１５、給湯水回路１、圧伝細管１９を経て第１加圧室３２に至る水路の水路抵抗が大きくなる。そのため、第１加圧室３２内の水圧は、弁体内室２９ｆ及び圧力調整室２７内の水圧変化の影響を受けにくい。従って、逆止弁２１，２２が共に正常に動作しない場合において浴槽水回路２内の水圧が給湯水回路１内の水圧よりも大きくなった場合に、逆流防止弁２３を敏感に開弁させて弁体内室２９ｆ及び圧力調整室２７の水圧を放圧させ、浴槽水回路２内の水が給湯水回路１内に流入することを防止することができる。

尚、本実施例においては一缶二水路型給湯器を例として説明したが、本発明は一缶二水路型に限られるものではなく、一缶三水路型等、一般の一缶多水路型給湯器に適用することが可能である。

本発明の実施例１に係る一缶二水路型給湯器の配管構成図である。 本発明の実施例１に係る逆流防止装置１８の断面図である。 注湯電磁弁１７を開弁したときの逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。 注湯電磁弁１７と給湯栓が閉止されている場合に給湯水回路１内の水圧が上昇したときの逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。 逆止弁２２のみが故障したときに給湯水回路１内の水圧が浴槽水回路２内の水圧よりも低下した場合の逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。 逆止弁２１，２２が両方故障したときに給湯水回路１内の水圧が浴槽水回路２内の水圧よりも低下した場合の逆流防止装置１８の各弁の状態及び水流を示す図である。 特許文献１に記載の一缶二水路型給湯器である。 特許文献２，３に記載の逆流防止装置の断面図である。 特許文献４記載の一缶多水路型給湯器の配管構成図である。 従来技術の組み合わせにより構成される一缶多水路型給湯器の配管構成図である。

符号の説明

１ 給湯水回路
２ 浴槽水回路
３ 水流センサ
４ 熱交換器
５ 混合比例弁
６ 燃焼バーナ
７ 燃料配管
８ 燃焼ファン
９ 開閉弁
１０ 比例弁
１１ バイパス管
１２ 逆止弁
１３ 循環ポンプ
１４ 水流スイッチ
１５ 連絡水路
１６ 水流センサ
１７ 注湯電磁弁
１８ 逆流防止装置
１９ 圧伝細管
２０ ケーシング
２１，２２ 逆止弁
２１ａ，２２ａ 弁体
２１ｂ，２２ｂ 弁座
２１ｃ，２２ｃ バネ
２３ 逆流防止弁
２４ 過圧防止弁
２５ 流入口
２６ 流出口
２７ 圧力調整室
２８ 弁室
２９ 弁体
２９ａ 切欠溝
２９ｂ 着座部
２９ｃ フランジ
２９ｄ リテーナ
２９ｅ ボルト
２９ｆ 弁体内室
３０ 弁座
３１ ダイヤフラム
３２ 第１加圧室
３３ 調圧バネ
３４ 圧力開放口
３５ 第２加圧室
３６ 連通孔
３７ 加圧口
３８ 弁筒
３９ 弁室
４０ 調圧ネジ
４１ 弁座
４２ 弁体
４３ 加圧バネ

Claims (5)

1. 浴槽の水が循環する一又は複数の浴槽水回路と、給湯用の水が通水する給湯水回路と、前記浴槽水回路を循環する水と前記給湯水回路を通水する水とを一つの加熱装置で加熱する熱交換器と、前記熱交換器の下流側の前記給湯水回路と前記浴槽水回路とを連結し、前記給湯水回路から前記浴槽水回路へ前記給湯水回路内の水を供給する連絡水路と、を備えた一缶多水路型給湯器において、前記連絡水路を前記浴槽水回路から前記給湯水回路へ水が逆流することを防止するための逆流防止装置であって、
   前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第１の逆止弁と、
   前記第１の逆止弁よりも前記浴槽水回路側の前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第２の逆止弁と、
   前記第１の逆止弁と前記第２の逆止弁との間の前記連絡水路に連通して設けられた弁体内室、前記給湯水回路に連通され前記給湯水回路の水圧が与えられる加圧室、前記弁体内室内の水圧を開放するための圧力開放口、及び前記弁体内室内の水圧が前記加圧室内の水圧よりも高いときに開弁して前記弁体内室と前記圧力開放口とを連通させる弁体、を有する逆流防止弁と、
   を備えていることを特徴とする逆流防止装置。
2. 前記第１及び第２の逆止弁並びに前記逆流防止弁を内部に収容するケーシングと、
   一端が前記第１の逆止弁の前記給湯水回路側の入水口に連通し、他端が加圧室に連通するとともに、前記加圧室の水圧が前記入水口内の水圧よりも所定の値以上に大きくなったときに開弁する過圧防止弁と、
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の逆流防止装置。
3. 浴槽の水が循環する一又は複数の浴槽水回路と、給湯用の水が通水する給湯水回路と、前記浴槽水回路を循環する水と前記給湯水回路を通水する水とを一つの加熱装置で加熱する熱交換器と、前記熱交換器の下流側の前記給湯水回路と前記浴槽水回路とを連結し、前記給湯水回路から前記浴槽水回路へ前記給湯水回路内の水を供給する連絡水路と、を備えた一缶多水路型給湯器において、
   前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第１の逆止弁と、
   前記第１の逆止弁よりも前記浴槽水回路側の前記連絡水路に設けられ、前記給湯水回路側から前記浴槽水回路側へのみ通水する第２の逆止弁と、
   前記第１の逆止弁と前記第２の逆止弁との間の前記連絡水路に連通して設けられた弁体内室、前記給湯水回路に連通され前記給湯水回路の水圧が与えられる加圧室、前記弁体内室内の水圧を開放するための圧力開放口、及び前記弁体内室内の水圧が前記加圧室内の水圧よりも高いときに開弁して前記弁体内室と前記圧力開放口とを連通させる弁体、を有する逆流防止弁と、
   を有していることを特徴とする一缶多水路型給湯器。
4. 前記加圧室は、前記熱交換器よりも上流側位置において前記給湯水回路に連通していることを特徴とする請求項３記載の一缶多水路型給湯器。
5. 前記第１及び第２の逆止弁並びに前記逆流防止弁を内部に収容するケーシングと、
   一端が前記第１の逆止弁の前記給湯水回路側の入水口に連通し、他端が加圧室に連通するとともに、前記加圧室の水圧が前記入水口内の水圧よりも所定の値以上に大きくなったときに開弁する過圧防止弁と、
   を備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の一缶多水路型給湯器。

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