JP6085755B2 - 制御弁ユニット - Google Patents

Description

本発明は制御弁ユニットに関し、特に複数の混合弁が一体に設けられた制御弁ユニットに関する。

近年、環境にやさしく光熱費も比較的低く抑えられる等の理由から貯湯式給湯装置が普及しつつある。この貯湯式給湯装置は、例えば自然冷媒である二酸化炭素等を使ったヒートポンプシステムによって大気中の熱を汲み上げ、給湯に必要な熱エネルギーとして利用するものであり、熱源としてのヒートポンプユニットと貯湯タンクを備える（例えば特許文献１参照）。

貯湯タンクの下部には給水管が接続され、上水道から低温水が供給される。この低温水は、ヒートポンプユニットに送られて熱交換がなされ、高温の湯となって貯湯タンクの上部に戻される。その結果、貯湯タンクには上部に高温の湯水（高温水）、中間部に中間温度の湯水（中温水）、下部に低温の湯水（低温水）が存在する温度成層が形成される。貯湯タンクの高温層には給湯管が接続され、下流側で給水管と合流する。給湯管と給水管との合流部には混合弁が設けられ、給湯管を流れる高温水と給水管を流れる低温水との混合比を調整して適温の湯水とし、下流側の給水設備へ向けて導出する。

特開２００４−１１９２９号公報

このような給湯装置は一般に、カランへ向けて湯水を供給するための混合弁と、浴槽へ向けて湯水を供給するための混合弁とを備えるが、省スペースの観点からはそれらをユニット化するなどしてコンパクトに構成するのが望ましい。一方、給湯装置の配管構成や設置環境に柔軟に対応できるよう、このような制御弁ユニットにおける湯水の導入口や導出口の配置に自由度があるのが望ましい。なお、このような問題は給湯装置に限らず、複数の混合弁を含む制御弁ユニットを備える装置であれば同様に生じうる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の混合弁を含む制御弁ユニットをコンパクトに構成し、より好ましくは、配管接続に自由度のある構成を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御弁ユニットは、第１の作動流体と第２の作動流体との混合比を調整可能な複数の混合弁が一体に設けられた制御弁ユニットであって、第１の作動流体を導入するための共用の第１配管と、第２の作動流体を導入するための共用の第２配管と、第１配管と第２配管のそれぞれに連結され、第１配管を介して導入された第１の作動流体と、第２配管を介して導入された第２の作動流体との混合比を調整して導出可能な第１混合弁と、第１配管と第２配管のそれぞれに連結され、第１配管を介して導入された第１の作動流体と、第２配管を介して導入された第２の作動流体との混合比を、第１混合弁とは独立に調整して導出可能な第２混合弁と、を備える。

第１混合弁および第２混合弁は、それぞれ、第１の作動流体を導入する第１導入管部と、第２の作動流体を導入する第２導入管部と、第１導入管部と第２導入管部との間に設けられて第１の作動流体と第２の作動流体とを混合する混合室を形成する本体部と、混合された作動流体を導出する導出管部とを有するボディと、本体部に設けられて第１導入管部と第２導入管部とを区画する一方、その作動により第１導入管部と第２導入管部との開度比率を調整することにより、第１の作動流体と第２の作動流体との混合比を調整する混合弁体と、ボディに取り付けられて混合弁体を駆動する駆動部と、を備える。

第１導入管部と第２導入管部とが本体部を間に挟むようにして並列に設けられ、かつ同方向に開口するように構成される。第１混合弁と第２混合弁とが、互いの第１導入管部の開口部が対向し、互いの第２導入管部の開口部が対向するように設けられる。第１配管は、一端開口部が第１混合弁の第１導入管部に接続される一方、他端開口部が第２混合弁の第１導入管部に接続されることにより、第１混合弁と第２混合弁との間に挟まれるように支持され、中間部に第１の作動流体を導入するための共用の第１導入口を有する。第２配管は、一端開口部が第１混合弁の第２導入管部に接続される一方、他端開口部が第２混合弁の第２導入管部に接続されることにより、第１混合弁と第２混合弁との間に挟まれるように支持され、中間部に第２の作動流体を導入するための共用の第２導入口を有する。

この態様によると、各混合弁のボディは、その第１導入管部と第２導入管部とが本体部を間に挟むように並列に配置されるため、これらを直列に配置した場合と比較して相当コンパクトになる。そして、このような混合弁同士を互いの開口部を対向させるように配置し、その間に第１配管と第２配管とを並列に配置して接続する構成とし、さらにその第１配管および第２配管を各混合弁に共用としたため、制御弁ユニット全体としてコンパクトに構成できるようになる。

本発明の別の態様は、混合弁である。この混合弁は、第１の作動流体と第２の作動流体との混合比を調整可能な混合弁において、第１の作動流体を導入する第１導入管部と、第２の作動流体を導入する第２導入管部と、第１導入管部と第２導入管部との間に設けられて第１の作動流体と第２の作動流体とを混合する混合室を形成する本体部と、混合された作動流体を導出する導出管部とを有するボディと、本体部に設けられて第１導入管部と第２導入管部とを区画する一方、その作動により第１導入管部と第２導入管部との開度比率を調整することにより、第１の作動流体と第２の作動流体との混合比を調整する混合弁体と、ボディに取り付けられて混合弁体を駆動する駆動部と、を備える。第１導入管部と第２導入管部とが、本体部を間に挟むようにして並列に設けられ、かつ同方向に開口する。

この態様によると、混合弁のボディは、その第１導入管部と第２導入管部とが本体部を間に挟むように並列に配置されるため、これらを直列に配置した場合と比較して相当コンパクトになる。このような混合弁を複数用いることにより、上述した制御弁ユニットをコンパクトに構成することも可能となる。

本発明によれば、複数の混合弁を含む制御弁ユニットをコンパクトに構成することができる。

第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の構成を表すシステム図である。 制御弁ユニットの全体構成を表す正面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。 逆止弁の構成を表す部分拡大断面図である。 第２実施形態に係る制御弁ユニットの全体構成を表す正面図である。 図８のＡ−Ａ矢視断面図である。 図８のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図８のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。 逆止弁の構成を表す部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の構成を表すシステム図である。本実施形態の給湯装置は、貯湯ユニット１０とヒートポンプユニット１２を備える。貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１４のほか、湯水を循環または供給するための配管、湯水の流れを制御する制御弁、湯水の温度や流量を検出するためのセンサ等を備える。なお、以下の給水管等の「配管」は、流体が流通可能な管路を意味し、装置や部品間をつなぐ部材のほか、装置内の流通路も含む。給湯装置は、貯湯ユニット１０にて適温に調整された湯水を、浴槽１３やカラン１５等の給水設備に供給する。

上水道から供給される低温水は、給水管１６によって貯湯ユニット１０に供給される。給水管１６は、貯湯ユニット１０内にて第１給水管１７，第２給水管１８および第３給水管１９に分岐している。このうち、第１給水管１７が貯湯タンク１４の下部に接続されている。貯湯タンク１４とヒートポンプユニット１２との間には沸上循環回路が形成されている。すなわち、貯湯タンク１４の下部に接続された導出管２０がヒートポンプユニット１２に接続され、ヒートポンプユニット１２に接続された戻り管２２が貯湯タンク１４の上部に接続されている。なお、カラン１５には、給水管１６を介して給湯装置とは別系統で低温水が供給される。

このような構成により、貯湯タンク１４には上部に高温水、中間部に中温水、下部に低温水が存在する温度成層が形成される。貯湯タンク１４の下部に溜まった冷温水は、ヒートポンプユニット１２にて熱交換されて高温水となって貯湯タンク１４に戻される。導出管２０には、このような沸上循環回路における湯水の循環を促進するためのポンプ２４が設けられている。

一方、貯湯タンク１４の上部には、高温水を導出する給湯管２５が接続されている。給湯管２５は、第１給湯管２６と第２給湯管２７に分岐している。第１給湯管２６は第２給水管１８と接続され、第２給湯管２７は第３給水管１９と接続されている。各給湯管を流れる高温水と各給水管を流れる低温水とは、それらの配管の接続部（合流部）において混合される。第１給湯管２６の高温水と第２給水管１８の冷温水との混合によって適温となった湯水は、配管３０を介して台所等のカラン１５に供給される。一方、第２給湯管２７の高温水と第３給水管１９の冷温水との混合によって適温となった湯水は、配管３２を介して浴槽１３に供給される。第１給湯管２６と第２給湯管２７との分岐点、第１給水管１７と第２給水管１８と第３給水管１９との分岐点、第１給湯管２６と第２給水管１８と配管３０との接続点、および第２給湯管２７と第３給水管１９と配管３２との接続点を含むように制御弁ユニット３４が設けられている。

制御弁ユニット３４は、第１混合弁３６、第２混合弁３８、第１逆止弁４０、第２逆止弁４２、第３逆止弁４４および第４逆止弁４６を一体に組み付けた複合弁である。第１混合弁３６は、第１給湯管２６を介して供給された高温水と、第２給水管１８を介して供給された低温水との混合比を調整し、配管３０に適温の湯水を導出する。配管３０には上流側から温度センサ４８、流量センサ５０が設けられている。図示しない制御部は、温度センサ４８の温度を取得し、使用者が図示しないリモートコントローラにて設定した給湯温度となるよう第１混合弁３６の開度を制御する。第１逆止弁４０は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第２給水管１８に逆流することを防止する。第２逆止弁４２は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第１給湯管２６に逆流することを防止する。

一方、第２混合弁３８は、第２給湯管２７を介して供給された高温水と、第３給水管１９を介して供給された低温水との混合比を調整し、配管３２に適温の湯水を導出する。配管３２には上流側から温度センサ５２、流量センサ５４が設けられている。図示しない制御部は、温度センサ５２の温度を取得し、使用者が図示しないリモートコントローラにて設定した給湯温度となるよう第２混合弁３８の開度を制御する。第３逆止弁４４は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第２給湯管２７に逆流することを防止する。第４逆止弁４６は、給水管１６における分岐点の上流側に設けられている。第４逆止弁４６は、第１給水管１７，第２給水管１８および第３給水管１９からの湯水の逆流を防止する。なお、本実施形態では、第３給水管１９への逆流を直接防止する逆止弁を設けていないが、変形例においては設けてもよい。

第４逆止弁４６の上流側には、減圧弁５６および遮断弁５８が設けられている。減圧弁５６は、給水管１６を介して供給される冷温水の圧力を適宜減圧する。すなわち、水圧により貯湯タンク１４等が破損しないように適宜圧力調整を行うものである。遮断弁５８は、貯湯タンク１４に所定の湯水が溜まったときに給水管１６を遮断し、冷温水の供給を適宜停止するものである。

また、流量センサ５４の下流側には、制御弁６０、第５逆止弁６２、大気開放弁６４および第６逆止弁６６が設けられている。制御弁６０は、モータ駆動の比例弁であり、配管３２の開度を制御することにより浴槽１３へ供給される湯水の流量を調整する。第６逆止弁６６および第５逆止弁６２は、浴槽１３から貯湯タンク１４側への湯水の逆流を段階的に防止する。大気開放弁６４は、上流側（一次側）の圧力低下に応動して第５逆止弁６２と第６逆止弁６６との間の空間を大気に開放する。

すなわち、例えば浴槽１３が貯湯ユニット１０よりも高い位置に設置されるような場合、浴槽１３の側に配置された第６逆止弁６６が異物の噛み込みなどにより水密不良となっていた場合には、浴槽１３内の汚水がその水頭圧により第６逆止弁６６を介して大気開放弁６４まで逆流してくる。このような場合であっても、その汚水は大気開放弁６４によって大気に放出されるため、浴槽１３内の汚水が貯湯ユニット１０ひいては上水道の方まで逆流することを防止できる。

一方、ヒートポンプユニット１２は、冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍サイクルを備える。この冷凍サイクルは圧縮機、熱交換器、膨張弁、蒸発器を含む冷媒循環回路を備えるが、それらの構成および動作については公知であるため、その詳細な説明を省略する。上述の沸上循環回路を流れる低温水は、その熱交換器を経る際に沸き上げられて高温水となる。

次に、制御弁ユニット３４の具体的構成について説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に部材の位置関係を表現することがある。
図２は、制御弁ユニット３４の全体構成を表す正面図である。図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図５は図２のＣ−Ｃ矢視断面図であり、図６は図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。

図２に示すように、制御弁ユニット３４は、一対の混合弁のボディを２つの配管により一体に連結して構成されている。第１混合弁３６と第２混合弁３８は、ほぼ同一の構成を有する。第１混合弁３６は、弁部を収容するボディ７１と、弁部を駆動するモータ７３（「駆動部」として機能する）とを有する。一方、第２混合弁３８は、弁部を収容するボディ７２と、弁部を駆動するモータ７４（「駆動部」として機能する）とを有する。ボディ７１の下端開口部には、配管３０の一部を構成する第３配管８０が接続されている。ボディ７２の上端開口部には、配管３２の一部を構成する第４配管８２が接続されている。これらの弁本体および配管は、それぞれ抜け止めピン８４（「接続機構」を構成する）により離脱が防止されている。

図３に示すように、第１混合弁３６のボディ７１と第２混合弁３８のボディ７２は、第１配管７６，第２配管７８を間に挟むようにして連結されている。第１配管７６と第２配管７８は、互いに平行な回転軸Ｌ１，Ｌ２を有する。図４にも示すように、第１混合弁３６は、樹脂材の一体成形により得られたボディ７１を有し、そのボディ７１の上端部にモータ７３が取り付けられている。ボディ７１の中心軸は、モータ７３の回転軸と同一軸線上に設定され、その中心軸に沿って弁駆動体９０が配設されている。ボディ７１は、低温水を導入する第１導入管部９２と、高温水を導入する第２導入管部９４と、それら第１導入管部９２と第２導入管部９４との間に設けられて混合室９５を形成する本体部９６と、混合された湯水を導出する導出管部９８とを有する。

本体部９６は、円筒状をなし、ボディ７１のほぼ中央に位置して弁駆動体９０の弁部を収容する。第１導入管部９２と第２導入管部９４は、本体部９６を間に挟むようにして互いに平行となり、かつ同方向に開口するように構成されている。第１導入管部９２は、その先端開口部がやや拡径された段付円筒状をなし、第１配管７６の一端部と接続されている。第２導入管部９４は、その先端開口部がやや拡径された段付円筒状をなし、第２配管７８の一端部と接続されている。

第１混合弁３６は、ボディ７１に回転自在に支持された段付円筒状の弁駆動体９０を備える。弁駆動体９０は、その上半部の回転軸１０２と下半部の弁体１０４（「混合弁体」として機能する）とにより構成される。回転軸１０２は、ボディ７１に摺動可能に支持され、その外周面にはボディ７１との間のシール性を確保するための２つのＯリング１０６が嵌着されている。回転軸１０２の上端部は、モータ７３の回転軸と接続されている。弁体１０４は、回転軸１０２よりも拡径された有底円筒状をなし、その弁体１０４の内方に混合室９５が形成されている。弁体１０４の側部には内外を連通させる菱形状の流量調整孔１０８が設けられている。流量調整孔１０８は弁体１０４の周方向に約２１０度にわたって形成されており、その周方向の中央部が第１導入管部９２および第２導入管部９４の一方に対向したときには他方の導入管部が遮断されるように構成されている。この流量調整孔１０８の回転位置を制御することにより、第１導入管部９２と第２導入管部９４との開度比率を調整でき、高温水と低温水との混合比を調整することができる。

モータ７３は、図示しないロータとステータとを含むステッピングモータとして構成され、ボディ７１の上端開口部を封止するように取り付けられている。弁駆動体９０の上端部はロータに連結されており、ロータの回転が弁体１０４の回転動作として表れるようになる。制御部は、温度センサ４８により検出された温度に基づき、給湯設備に供給される湯水が使用者が設定した給湯温度となるよう弁体１０４の回転位置を制御する。

第３配管８０は、Ｌ字型の配管であり、その一端部が導出管部９８に接続されている。第３配管８０の一端部にはＯリング１１０が嵌着されており、導出管部９８との間のシール性を確保している。導出管部９８の下端部に設けられた一対の取付孔１１２にＵ字状の抜け止めピン８４が挿通されている。第３配管８０は、その一端部が抜け止めピン８４に係止されることで導出管部９８からの脱落が防止されているが、その軸線周りの回動は許容されている。

第３配管８０には、流量センサ５０が配設されている。流量センサ５０は、着磁された複数枚の羽根を有する羽根車１１６と、この羽根車１１６に近接して第３配管８０に埋設された磁気センサ１１８と、上流側に配置されて通過する湯水に渦流を生起させる整流器１１９を含んで構成されるが、このようなセンサ自体は公知であるため、その詳細な説明については省略する。なお、第３配管８０には、図示略の温度センサ４８が設けられているが、その説明についても省略する。

図３および図５に示すように、第２混合弁３８は、第１配管７６および第２配管７８に対する取付方向が上下で異なるものの、第１混合弁３６とほぼ同様の構成を有する。このため、第２混合弁３８において第１混合弁３６と同様の構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。ボディ７２は、ボディ７１と同一の形状をなし、共通の金型による射出成形により同時に成形可能（いわゆる２個取りが可能）となっている。モータ７４についても、モータ７３と同一のものが用いられる。ただし、弁体１０４に形成された流量調整孔１０９については、第１混合弁３６の流量調整孔１０８と若干異なる形状を採用している。

図３に示すように、第１混合弁３６と第２混合弁３８は、互いの第１導入管部９２の開口部が対向し、互いの第２導入管部９４の開口部が対向するように配置され、第１配管７６および第２配管７８を間に挟むように連結される。第４配管８２は、段付円筒状をなし、その一端部がボディ７２の導出管部９８に接続されている。第４配管８２の一端部にはＯリング１１０が嵌着されており、導出管部９８との間のシール性を確保している。導出管部９８の上端部に設けられた一対の取付孔１１２に抜け止めピン８４が挿通されている。第４配管８２は、その一端部が抜け止めピン８４に係止されることで導出管部９８からの脱落が防止されているが、その軸線周りの回動は許容されている。

図３および図６に示すように、第１配管７６は、段付円筒状の本体１２０を有し、その本体１２０の一端部が第１混合弁３６の第１導入管部９２に接続され、他端部が第２混合弁３８の第１導入管部９２に接続されることにより、第１混合弁３６と第２混合弁３８との間に挟まれるように支持される。本体１２０の一端部および他端部には、それぞれＯリング１３０が嵌着されており、第１混合弁３６および第２混合弁３８の各第１導入管部９２との間のシール性を確保している。第１混合弁３６および第２混合弁３８の各第１導入管部９２の開口端部には一対の取付孔１１２が設けられ、抜け止めピン８４が挿通されている。第１配管７６は、本体１２０の両端部がそれらの抜け止めピン８４に係止されることで第１混合弁３６および第２混合弁３８からの脱落が防止されている。ただし、第１配管７６の軸線周りの回動は許容されている。

本体１２０の軸線方向中間部から導入管部１２２（第１導入口）が半径方向外向きに延出し、その導入管部１２２と周方向に９０度ずれた位置から導出管部１２４（第１導出口）が半径方向外向きに延出している。導入管部１２２は、給水管１６の一部を形成し、上流側から冷温水を導入する。導出管部１２４は、第１給水管１７の一部を形成し、導入管部１２２から導入された冷温水の一部を貯湯タンク１４に向けて導出する。第１配管７６の一端部には、第１逆止弁４０が設けられている。導入管部１２２には、第４逆止弁４６が配設されている。

上述のように、第１配管７６の軸線周りの回動は許容されているため、これら導入管部１２２と導出管部１２４の各開口部、つまり外部配管との接続部の向きを適宜変更することができる。なお、本実施形態では第１配管７６を連続的に回動させることができ、それにより導入管部１２２と導出管部１２４の向きを連続的に調整することができるが、変形例においては、少なくとも一方の第１導入管部９２の内周に一又は複数のストッパを設け、導入管部１２２と導出管部１２４の向きを段階的に調整可能な構成としてもよい。

一方、第２配管７８は、段付円筒状の本体１４０を有し、その本体１４０の一端部が第１混合弁３６の第２導入管部９４に接続され、他端部が第２混合弁３８の第２導入管部９４に接続されることにより、第１混合弁３６と第２混合弁３８との間に挟まれるように支持される。本体１４０の一端部および他端部には、それぞれＯリング１３２が嵌着されており、第１混合弁３６および第２混合弁３８の各第２導入管部９４との間のシール性を確保している。第１混合弁３６および第２混合弁３８の各第２導入管部９４の開口端部には一対の取付孔１１２が設けられ、抜け止めピン８４が挿通されている。第２配管７８は、本体１４０の両端部がそれらの抜け止めピン８４に係止されることで第１混合弁３６および第２混合弁３８からの脱落が防止されている。ただし、第２配管７８の軸線周りの回動は許容されている。

本体１４０の軸線方向中間部から導入管部１４２（第２導入口）が半径方向外向きに延出している。導入管部１４２は、給湯管２５の一部を形成し、上流側から高温水を導入する。第２配管７８の一端部には第２逆止弁４２が設けられ、他端部には第３逆止弁４４が設けられている。上述のように、第２配管７８の軸線周りの回動は許容されているため、導入管部１４２の開口部、つまり外部配管との接続部の向きを適宜変更することができる。なお、本実施形態では第２配管７８を連続的に回動させることができ、それにより導入管部１４２の向きを連続的に調整することができるが、変形例においては、少なくとも一方の第２導入管部９４の内周に一又は複数のストッパを設け、導入管部１４２の向きを段階的に調整可能な構成としてもよい。

図７は、逆止弁の構成を表す部分拡大断面図である。（Ａ）は第１逆止弁４０の構成を示し、（Ｂ）は第３逆止弁４４の構成を示し、（Ｃ）は第４逆止弁４６の構成を示している。なお、第２逆止弁４２については、第１逆止弁４０と同様の構成を有するため、その説明については省略又は簡略化する。

図７（Ａ）に示すように、第１逆止弁４０は、第１配管７６の開口端部に一体に設けられ、大口径の主弁（第１の弁部）と小口径の副弁（第２の弁部）とを同軸状に有する。主弁は二次圧側から一次圧側への作動流体の流れを防止し、副弁は二次圧と一次圧との差圧が設定差圧よりも大きくなったときに開弁して作動流体の一部の逆流を許容し、二次圧の急上昇を防止するものである。なお、ここでいう「一次圧側」は第２給水管１８側（上流側）が対応し、「二次圧側」は混合室９５側（下流側）が対応する。図３にも示すように、第１逆止弁４０は、第１配管７６の一端部とともに第１混合弁３６のボディ７１内に位置する。すなわち、第１導入管部９２の内方に主弁を開閉する主弁体１５０が配設され、主弁体１５０の内方に副弁を開閉する副弁体１５２が配設されている。

第１配管７６の一端部は内径が拡径され、その基端部の内方に主弁孔１５４が形成され、その開口端部に主弁座１５６が形成されている。また、第１配管７６の先端部には二重管状の軸受部材１５８が取り付けられている。軸受部材１５８は、円環状の支持部１６０の内方に円ボス状のガイド部１６２（「軸受部」として機能する）を配置し、それらを複数の接続部１６４（「架橋部」として機能する）により一体に接続したものであり、ガイド部１６２により主弁体１５０を軸線方向に摺動可能に支持する。本実施形態では図４に示したように、ガイド部１６２から支持部１６０に向けて半径方向に延在する３つの接続部１６４が設けられ、各接続部１６４の間には、湯水が通過可能な流通路が形成されている。支持部１６０の端部には爪部１６６が設けられ、第１配管７６の先端部に設けられた嵌合孔７７に爪部１６６を嵌合させることにより、軸受部材１５８が第１配管７６に固定されている。

主弁体１５０は、ガイド部１６２に摺動可能に支持される本体１７０を有する。本体１７０は段付円筒状をなし、その軸線方向中間部に半径方向外向きに延出する支持部１７２が設けられている。本体１７０の支持部１７２よりも主弁座１５６側の部分には弁部材１７４が嵌着されている。弁部材１７４は、可撓性を有する円板状のゴムからなり、半径方向の内半部よりも外半部の厚みが小さくなっており、その外半部と支持部１７２との間に間隙が形成されるようになる。この間隙は、閉弁時に弁部材１７４の外半部が適度に撓める大きさに設定されている。

本体１７０の先端部には、ばね受け１７６が嵌着されている。なお、ばね受け１７６は、本体１７０の内部通路を遮断しない形状（例えば長方形状）に形成されている。主弁体１５０は、弁部材１７４がその周縁部にて主弁座１５６に着脱することにより主弁を開閉する。支持部１７２と接続部１６４との間には、主弁体１５０を閉弁方向に付勢するスプリング１７８（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

一方、本体１７０内には、その軸線方向の貫通孔により副通路が設けられ、その軸線方向中央部に半径方向内向きに延出する区画部１８０が設けられている。そして、その区画部１８０の内周部により副弁孔１８２が形成され、その一次圧側開口端部により副弁座１８４が形成されている。副弁体１５２は、本体１７０の内方に配設され、一次圧側から副弁座１８４に着脱して副弁を開閉する。副弁体１５２は、主弁体に摺動可能に内挿される樹脂材からなる支持体１８６と、支持体１８６の端面中央に圧入された可撓性部材（本実施形態ではゴム）からなる副弁部材１８８を有する。

支持体１８６は段付円柱状をなし、その副弁座１８４との対向面中央部に円形の凹部が形成されている。副弁部材１８８は円柱状をなし、支持体１８６から一部を突出させるようにその凹部に圧入されている。すなわち、剛体からなる支持体１８６によって副弁部材１８８の変形が規制されているため、副弁の閉弁圧の大きさにかかわらず、副弁体１５２の軸線方向への安定した摺動性を維持することができる。なお、副弁部材１８８の外周面には軸線に平行な図示しない連通溝が周方向に等間隔で複数設けられており、作動流体の流通性を確保している。支持体１８６とばね受け１７６との間には、副弁体１５２を閉弁方向に付勢するスプリング１９０（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

なお、第２逆止弁４２は、上述のように第１逆止弁４０とほぼ同様の構成を有するが、図３に示されるように、その「一次圧側」は第１給湯管２６側（上流側）が対応し、「二次圧側」は混合室９５側（下流側）が対応する。第２逆止弁４２は、第２配管７８の一端部とともに第１混合弁３６のボディ７１内に位置する。すなわち、第２導入管部９４の内方に主弁を開閉する主弁体１５０が配設されている。第２逆止弁４２は、第２配管７８の一端部に取り付けられた軸受部材１５８に支持され、第２配管７８の一端開口部に設けられた主弁座１５６に着脱することにより主弁を開閉する。

図７（Ｂ）に示すように、第３逆止弁４４は、副弁を備えていない点を除いては第１逆止弁４０とほぼ同様の構成を有する。このため、第１逆止弁４０と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

第３逆止弁４４は、大口径の主弁のみを有する。主弁は二次圧側から一次圧側への作動流体の流れを防止する。なお、ここでいう「一次圧側」は第２給湯管２７側（上流側）が対応し、「二次圧側」は第２混合弁３８の混合室９５側（下流側）が対応する。図３にも示すように、第３逆止弁４４は、第２配管７８の他端部とともに第２混合弁３８のボディ７２内に位置する。すなわち、第２導入管部９４の内方に主弁を開閉する主弁体２００が配設されている。

第２配管７８の一端部には主弁孔１５４が形成され、その開口端部に主弁座１５６が形成されている。また、第２配管７８の一端部には軸受部材１５８が取り付けられている。主弁体２００は、ガイド部１６２に摺動可能に支持される本体２０２を有する。本体２０２は段付円柱状をなし、内部通路は設けられていないが、主弁の構成については第１逆止弁４０とほぼ同様である。

図７（Ｃ）に示すように、第４逆止弁４６は、固有のボディを有する点を除いては第３逆止弁４４とほぼ同様の構成を有する。このため、第３逆止弁４４と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

第４逆止弁４６は、樹脂材からなるボディ２１０の内方に大口径の主弁を収容するように構成される。主弁は二次圧側から一次圧側への作動流体の流れを防止する。なお、ここでいう「一次圧側」は給水管１６側（上流側）が対応し、「二次圧側」は第１給水管１７，第２給水管１８および第３給水管１９側（下流側）が対応する。図３にも示すように、第４逆止弁４６は、導入管部１２２に圧入されるようにして固定されている。

ボディ２１０は、円筒状をなし、その一端部が縮径されて主弁孔１５４が形成され、その二次圧側開口端縁が内方に突出することにより円環状の主弁座１５６が形成されている。本体の他端部には、軸受部材１５８が嵌着されている。

以上に説明したように、本実施形態の制御弁ユニット３４においては、第１混合弁３６および第２混合弁３８のそれぞれにおいて、第１導入管部９２と第２導入管部９４とが本体部９６を間に挟むように並列に配置されるため、これらを直列に配置した場合と比較してコンパクトになる。そして、このような混合弁同士を互いの開口部を対向させるように配置し、その間に第１配管７６と第２配管７８とを並列に配置して接続する構成とし、さらにその第１配管７６および第２配管７８を各混合弁に共用としたため、制御弁ユニット３４としてコンパクトに構成できるようになる。

また、第１配管７６および第２配管７８を両側の混合弁を支点として軸線周りに回動可能な構成としたため、導入管部１２２，導出管部１２４および導入管部１４２のレイアウトの変更が可能となる。その結果、外部の配管接続の自由度を高めることができる。さらに、第１混合弁３６および第２混合弁３８の内方にそれぞれ設置される逆止弁を各混合弁のボディにではなく、第１配管７６又は第２配管７８に一体に設ける構成としたため、逆止弁そのもののシールをその主弁に兼用させることができる。すなわち、混合弁のボディと逆止弁との間にＯリング等のシール部材を別途設ける必要がなく、逆止弁をコンパクトに構成することができ、このことも制御弁ユニット３４のコンパクト化に寄与する。また、部品点数削減による低コスト化にも寄与する。

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態に係る制御弁ユニット２３４の全体構成を表す正面図である。図９は図８のＡ−Ａ矢視断面図であり、図１０は図８のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図１１は図８のＣ−Ｃ矢視断面図であり、図１２は図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。図１３は、逆止弁の構成を表す部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁ユニットは、逆止弁の構成と、混合弁と逆止弁との配置構成とが第１実施形態と若干異なる。このため、以下では第１実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。

図８および図９に示すように、制御弁ユニット２３４は、第１混合弁３６、第２混合弁３８、第１逆止弁２４０、第２逆止弁２４２、第３逆止弁２４４および第４逆止弁２４６を一体に組み付けた複合弁である。このうち、特に第１逆止弁２４０、第２逆止弁２４２および第３逆止弁２４４の軸受部材の構造を、図１０および図１１に示すように工夫することで、隣接する混合弁と逆止弁とを近接させ、制御弁ユニット２３４をよりコンパクトに構成している。

すなわち、図１３（Ａ）に示すように、第１配管２７６の一端部から円筒状の支持部２６０が同軸状に延設され、第１逆止弁２４０のハウジングを形成している。図１０にも示すように、支持部２６０の弁体１０４（第１混合弁３６）との対向面（側面）には、長方形状の切り欠き部２６２（「開口部」に該当する）が設けられている。また、支持部２６０の軸線に対してこの切り欠き部２６２と対象な位置にも同様の切り欠き部２６２が設けられている。支持部２６０の開口端部には、その一対の切り欠き部２６２の端縁から半径方向内向きに延びるように接続部１６４が設けられている。

図１０に示すように、支持部２６０と４つの接続部１６４とにより蝶形又は扇形の軸受構造が形成され、その左右両側に切り欠き部２６２による空間が形成される。第２逆止弁２４２についても同様である。また、図１３（Ｂ）および図１１に示すように、第３逆止弁２４４についても同様である。なお、図１３（ｃ）に示すように、第４逆止弁２４６は、支持部２６５の側壁に切り欠き部２６７を設けた点で第１実施形態の第４逆止弁４６と異なるが、図示の構成においてはこれを省略することもできる。

すなわち、本実施形態においては、図１０および図１１に示したように、逆止弁のハウジングに切り欠き部２６２を設けて側方に空間を形成し、第１混合弁３６および第２混合弁３８の各弁体の一部が、その空間に位置するように構成している。これにより、各混合弁と逆止弁とを近接させることができる。このような構成により、図２と図８とを対比して明らかなように、制御弁ユニット２３４の全体がコンパクトにされている。

なお、このような構成により、制御弁ユニット２３４を一旦組み付けると、第１配管２７６と第２配管２７８の軸線周りの回転自由度は第１実施形態よりも規制されるが、その組み付けの段階では１８０度ずれた２通りの組み付け角度を選択することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

上記実施形態においては、図３に示したように、カランに向けて湯水を導出する第１混合弁３６に対して２つの逆止弁（第１逆止弁４０，第２逆止弁４２）を設け、浴槽に向けて湯水を導出する第２混合弁３８に対して１つの逆止弁（第３逆止弁４４）のみを設ける構成とした。変形例においては逆に、第１混合弁３６に対して１つの逆止弁（例えば第２逆止弁４２）のみを設け、第２混合弁３８に対して２つの逆止弁を設けてもよい。例えば、第３逆止弁４４と同様の逆止弁を、第１配管７６の他端開口部（第２混合弁３８の第１導入管部９２側）に追加してもよい。あるいは、第１混合弁３６および第２混合弁３８の双方に対して２つの逆止弁を設けてもよい。なお、上記実施形態では、第１混合弁３６側の逆止弁に副弁を設け、第２混合弁３８側の逆止弁には副弁を設けない構成としたが、第１混合弁３６および第２混合弁３８の双方の逆止弁に副弁を設けるようにしてもよい。あるいは、第１混合弁３６および第２混合弁３８の双方の逆止弁に副弁を設けない構成（主弁のみ）としてもよい。

上記実施形態では、第１給水管１７につながる導出管部１２４を第１配管７６に設ける構成としたが、これをなくし、第１給水管１７への冷温水の供給口を制御弁ユニット３４の外部、例えば給水管１６の途中に別途設けるようにしてもよい。

上記実施形態においては、本発明の制御弁ユニットを貯湯式給湯装置に適用する例を示した。変形例においては即時式給湯装置の必要箇所に適用してもよい。また、湯水以外を作動流体とし、その作動流体の流量の調整や遮断が必要となる流体循環装置に適用してもよい。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１０ 貯湯ユニット、 １２ ヒートポンプユニット、 １３ 浴槽、 １４ 貯湯タンク、 １５ カラン、 １６ 給水管、 １７ 第１給水管、 １８ 第２給水管、 １９ 第３給水管、 ２５ 給湯管、 ２６ 第１給湯管、 ２７ 第２給湯管、 ３０，３２ 配管、 ３４ 制御弁ユニット、 ３６ 第１混合弁、 ３８ 第２混合弁、 ４０ 第１逆止弁、 ４２ 第２逆止弁、 ４４ 第３逆止弁、 ４６ 第４逆止弁、 ７１，７２ ボディ、 ７３，７４ モータ、 ７６ 第１配管、 ７８ 第２配管、 ８０ 第３配管、 ８２ 第４配管、 ８４ 抜け止めピン、 ９０ 弁駆動体、 ９２ 第１導入管部、 ９３ モータ、 ９４ 第２導入管部、 ９５ 混合室、 ９６ 本体部、 ９８，１２４ 導出管部、 １３０，１３２ Ｏリング、 １４２ 導入管部、 １５０ 主弁体、 １５２ 副弁体、 １５４ 主弁孔、 １５６ 主弁座、 １５８ 軸受部材、 １６０ 支持部、 １６２ ガイド部、 １６４ 接続部、 １８２ 副弁孔、 １８４ 副弁座、 ２００ 主弁体、 ２３４ 制御弁ユニット、 ２４０ 第１逆止弁、 ２４２ 第２逆止弁、 ２４４ 第３逆止弁、 ２４６ 第４逆止弁、 ２６０ 支持部、 ２６２ 切り欠き部、 ２６５ 支持部、 ２７６ 第１配管、 ２７８ 第２配管。

Claims (9)

1. 第１の作動流体と第２の作動流体との混合比を調整可能な複数の混合弁が一体に設けられた制御弁ユニットであって、
   前記第１の作動流体を導入するための共用の第１配管と、
   前記第２の作動流体を導入するための共用の第２配管と、
   前記第１配管と前記第２配管のそれぞれに連結され、前記第１配管を介して導入された第１の作動流体と、前記第２配管を介して導入された第２の作動流体との混合比を調整して導出可能な第１混合弁と、
   前記第１配管と前記第２配管のそれぞれに連結され、前記第１配管を介して導入された第１の作動流体と、前記第２配管を介して導入された第２の作動流体との混合比を、前記第１混合弁とは独立に調整して導出可能な第２混合弁と、
   を備え、
   前記第１混合弁および前記第２混合弁は、それぞれ、
   前記第１の作動流体を導入する第１導入管部と、前記第２の作動流体を導入する第２導入管部と、前記第１導入管部と前記第２導入管部との間に設けられて前記第１の作動流体と前記第２の作動流体とを混合する混合室を形成する本体部と、混合された作動流体を導出する導出管部とを有するボディと、
   前記本体部に設けられて前記第１導入管部と前記第２導入管部とを区画する一方、その作動により前記第１導入管部と前記第２導入管部との開度比率を調整することにより、前記第１の作動流体と前記第２の作動流体との混合比を調整する混合弁体と、
   前記ボディに取り付けられて前記混合弁体を駆動する駆動部と、
   を備え、前記第１導入管部と前記第２導入管部とが前記本体部を間に挟むようにして並列に設けられ、かつ同方向に開口するように構成され、
   前記第１導入管部と前記第２導入管部が、それぞれの開口部とは反対側端部を閉じるようにして前記本体部を介して一体に設けられ、
   前記第１混合弁と前記第２混合弁とが、互いの第１導入管部の開口部が対向し、互いの第２導入管部の開口部が対向するように設けられ、
   前記第１配管は、一端開口部が前記第１混合弁の第１導入管部の開口部に接続される一方、他端開口部が前記第２混合弁の第１導入管部の開口部に接続されることにより、前記第１混合弁と前記第２混合弁との間に挟まれるように支持され、中間部に前記第１の作動流体を導入するための共用の第１導入口を有し、
   前記第２配管は、一端開口部が前記第１混合弁の第２導入管部の開口部に接続される一方、他端開口部が前記第２混合弁の第２導入管部の開口部に接続されることにより、前記第１混合弁と前記第２混合弁との間に挟まれるように支持され、中間部に前記第２の作動流体を導入するための共用の第２導入口を有し、
   互いに平行な軸線を有するように配置された前記第１配管および前記第２配管を、その軸線方向に両側から挟むように、前記第１混合弁および前記第２混合弁のそれぞれが個別に連結されていることを特徴とする制御弁ユニット。
2. 前記第１配管と前記第２配管とが、互いの軸線が平行となるように配置され、
   前記第１配管は、一端部が前記第１混合弁の第１導入管部に支持される一方、他端部が前記第２混合弁の第１導入管部に支持されることにより軸線周りに回動可能とされ、その回動により、前記第１導入口の位置を軸線周りに変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁ユニット。
3. 前記第２配管は、一端部が前記第１混合弁の第２導入管部に支持される一方、他端部が前記第２混合弁の第２導入管部に支持されることにより軸線周りに回動可能とされ、その回動により、前記第２導入口の位置を軸線周りに変更可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の制御弁ユニット。
4. 前記第１混合弁および前記第２混合弁の各第１導入管部と前記第１配管との接続状態を、前記第１配管の軸線周りの回動を許容しつつ保持する第１接続機構と、
   前記第１混合弁および前記第２混合弁の各第２導入管部と前記第２配管との接続状態を、前記第２配管の軸線周りの回動を許容しつつ保持する第２接続機構と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の制御弁ユニット。
5. 前記第１混合弁のボディと前記第２混合弁のボディとが同一の形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制御弁ユニット。
6. 前記第１配管の一端開口部、前記第１配管の他端開口部、前記第２配管の一端開口部、および前記第２配管の他端開口部の少なくともいずれかに逆止弁が設けられ、
   前記逆止弁の弁座が、対応する配管の開口端部に一体に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の制御弁ユニット。
7. 前記第１混合弁又は前記第２混合弁の混合弁体と前記逆止弁とが隣接配置され、
   前記逆止弁は、
   前記対応する配管の開口端部に一体に設けられた筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの内方に支持された軸受部と、
   前記軸受部により軸線方向に摺動可能に支持され、前記弁座に着脱して前記逆止弁を開閉する逆止弁体と、
   を含み、
   前記ハウジングの前記混合弁体との対向部に開口部が設けられ、
   前記混合弁体の一部が、前記開口部により形成された空間に位置するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の制御弁ユニット。
8. 前記軸受部は、前記ハウジングから内方に延設された複数の架橋部に支持され、
   前記開口部は、隣接する架橋部の間に空間を形成することを特徴とする請求項７に記載の制御弁ユニット。
9. 給湯装置に設置され、給水管を介して導入される前記第１の作動流体としての冷温水と、給湯管を介して導入される前記第２の作動流体としての高温水とを混合して適温の湯水とし、その湯水を第１の給湯設備と第２の給湯設備のそれぞれに向けて導出する制御弁ユニットとして構成され、
   前記第１配管の導入口が前記給水管と接続され、
   前記第２配管の導入口が前記給湯管と接続され、
   前記第１混合弁の導出口が前記第１の給湯設備に接続され、
   前記第２混合弁の導出口が前記第２の給湯設備に接続されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の制御弁ユニット。

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