多方弁および貯湯式給湯機
【課題】流体の圧力が印加されたときに弁体を回転させるために必要なトルクが増大することを抑制することができる多方弁およびこれを備えた貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明の多方弁は、複数のポート（２０２，２０４）が設けられた本体２１０と、本体２１０内で回転可能に設置され、内部に流路２３１が形成された弁体２３０と、弁体２３０とポートとの間をシールするシール部材（２１５，２１７，２２５，２２７）と、本体２１０と弁体２３０とシール部材とに囲まれた閉空間２６０と弁体２３０内部の流路２３１または複数のポートのうちの何れか１つのポートとを連通させる連通路（２３０ｂ）とを備える。
【解決手段】本発明の多方弁は、複数のポート（２０２，２０４）が設けられた本体２１０と、本体２１０内で回転可能に設置され、内部に流路２３１が形成された弁体２３０と、弁体２３０とポートとの間をシールするシール部材（２１５，２１７，２２５，２２７）と、本体２１０と弁体２３０とシール部材とに囲まれた閉空間２６０と弁体２３０内部の流路２３１または複数のポートのうちの何れか１つのポートとを連通させる連通路（２３０ｂ）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多方弁および貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体が流れる循環経路を複数有する例えば給湯機等の機器において、循環経路を切り替える目的で、多方弁が用いられている。従来、この多方弁において、外部から印加される流体の圧力により、シートパッキン（シール部材）がボール等の弁体に押圧され、シートパッキンと弁体との間のシール効果を向上させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−７１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成を用いても、多方弁の構造によっては、以下のような課題を生じる。例えば、多方弁の各ポートに大気開放状態から流体の圧力が印加された場合に、流体の圧力によりシートパッキンが弁体に押し当てられ、シートパッキンと弁体との間はシールされる。このとき、多方弁の本体内部において、シートパッキンと弁体とに囲まれた空間は、閉空間となるため、大気圧の状態を保つ。このため、各ポートと前述した閉空間との間に差圧が生じ、この差圧により、シートパッキンが弁体を締め付けて拘束する力を発生する。その結果、弁体を回転させるために必要なトルクが増大し、弁体の円滑な回転が妨げられ、動作不良が発生する場合がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、流体の圧力が印加されたときに弁体を回転させるために必要なトルクが増大することを抑制することができる多方弁およびこれを備えた貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る多方弁は、複数のポートが設けられた本体と、本体内で回転可能に設置され、内部に流路が形成された弁体と、弁体とポートとの間をシールするシール部材と、本体と弁体とシール部材とに囲まれた閉空間と弁体内部の流路または複数のポートのうちの何れか１つのポートとを連通させる連通路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流体の圧力が印加されたときに弁体を回転させるために必要なトルクが増大することを抑制することができ、初回使用時や使用再開時の多方弁の動作不良を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の多方弁を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の多方弁を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の多方弁を示す平面図である。
【図４】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の多方弁が備える弁体を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の多方弁が備える弁体を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の多方弁が備えるシートパッキンを拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４の多方弁が備えるシートパッキンを拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明の多方弁を備えた貯湯式給湯機の実施の形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１、図２および図３は、それぞれ、本発明の実施の形態１の多方弁を示す斜視図、側面図および平面図である。図４は、図２中のＡ−Ａ線断面図であり、図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図１乃至図３に示すように、本実施形態の多方弁である四方弁２００は、本体２１０と、流路切替の動力となるステッピングモータ２０１とを備え、この両者がモータ取付板２５０を介して連結固定された構成となっている。本体２１０には、第１ポート２０２、第２ポート２０３、第３ポート２０４および第４ポート２０５が設けられている。第１〜第４ポート２０２〜２０５は、それらの中心線が９０°間隔となり、全体として十字状となるように配置されている。
【００１１】
図４に示すように、本体２１０の内部の中心部には、略球形状の弁体２３０が配置されている。弁体２３０は、図４の紙面に垂直な直線を中心に回転可能になっている。弁体２３０の内部には、Ｌ字状の流路２３１が形成されている。四方弁２００では、弁体２３０の向き（回転位置）に応じて、第１〜第４ポート２０２〜２０５のうちの隣り合う任意の二つのポートを流路２３１を介して連通させるとともに他の二つのポートを遮断することができる。
【００１２】
本体２１０の内側であって、第１〜第４ポート２０２〜２０５の基端部と弁体２３０との間には、シール部材としての円環状のシートパッキン２２５，２２６，２２７，２２８が弁体２３０に接してそれぞれ設置されている。また、これらシートパッキン２２５〜２２８と、第１〜第４ポート２０２〜２０５の基端部との間には、シール部材としてのＯリング２１５，２１６，２１７，２１８が圧縮した状態で設置されている。これらのシール部材により、第１〜第４ポート２０２〜２０５と弁体２３０との間は、液密にシールされ、第１〜第４ポート２０２〜２０５間の内部漏れが防止されている。
【００１３】
なお、本実施形態では、第１〜第４ポート２０２〜２０５の先端部には、それぞれ、フランジ２１１，２１２，２１３，２１４が形成されている。また、第１〜第４ポート２０２〜２０５と本体２１０との間には、Ｏリング２１９，２２０，２２１，２２２が設置され、液密性が確保されている。
【００１４】
図５に示すように、本体２１０の上部には、弁体２３０の回転中心線と同心的にシャフト挿入穴２１０ａが貫通形成されており、このシャフト挿入穴２１０ａにシャフト２４０が挿入されている。シャフト２４０は、モータ取付板２５０により押さえられ、抜け止めされている。モータ取付板２５０は、図示しないネジ等により本体２１０と固定されている。
【００１５】
図６は、弁体２３０を拡大して示す断面図である。図６に示すように、弁体２３０には、シャフト係合穴２３０ａと、導通穴２３０ｂ（連通路）とが形成されている。導通穴２３０ｂは、弁体２３０の外面と流路２３１との間を貫通する貫通穴として形成されている。
【００１６】
図５に示すように、シャフト２４０の弁体２３０側の端部２４０ａは、弁体２３０のシャフト係合穴２３０ａに挿入して係合（嵌合）する形状となっている。シャフト２４０が回転すると弁体２３０も一体となって回転する。シャフト２４０のステッピングモータ２０１側の端部２４０ｂは、ステッピングモータ２０１と嵌合する。シャフト２４０の外周部には、Ｏリング２２３，２２４が配置されて液密性が確保され、本体２１０内からの外部漏れが防止されている。ステッピングモータ２０１に回転指示を与えることにより、シャフト２４０はステッピングモータ２０１の回転に連動して回転し、弁体２３０がこれと一体となって回転する。これにより、第１ポート２０２と第２ポート２０３とを連通させて他のポートを遮断する状態と、第２ポート２０３と第３ポート２０４とを連通させて他のポートを遮断する状態と、第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させて他のポートを遮断する状態と、第４ポート２０５と第１ポート２０２とを連通させて他のポートを遮断する状態との４つの切替状態の間で切り替えを行うことができる。このような四方弁２００では、本体２１０の内壁と、弁体２３０の外面と、シール部材であるシートパッキン２２５〜２２８およびＯリング２１５〜２１８とで囲まれた閉空間２６０が形成される。本実施形態では、弁体２３０に導通穴２３０ｂを設けたことにより、弁体２３０内部の流路２３１と閉空間２６０とが導通穴２３０ｂを介して連通する。
【００１７】
ここで、本実施形態の四方弁２００の作用効果を理解し易くするため、弁体２３０に導通穴２３０ｂが設けられていない場合を比較例として説明する。四方弁２００を備えた機器の初回使用時あるいは使用再開時などにおいて、四方弁２００の第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力（水圧等）が最初に印加されたとき、第１〜第４ポート２０２〜２０５と連通していない閉空間２６０には流体の圧力が作用しないため、閉空間２６０の圧力は大気圧の状態を保つ。これにより、第１〜第４ポート２０２〜２０５内の圧力が閉空間２６０の圧力より高くなるため、その差圧によってシートパッキン２２５〜２２８が弁体２３０に強く押し付けられ、シートパッキン２２５〜２２８が弁体２３０を締め付けて拘束する力が発生する。その結果、弁体２３０とシートパッキン２２５〜２２８との間の摩擦力が増大し、弁体２３０の回転に必要なトルクが増大するため、ステッピングモータ２０１に回転指示を入力した際、弁体２３０の円滑な回転が妨げられ、動作不良となる場合がある。
【００１８】
これに対し、本実施形態の四方弁２００では、四方弁２００を備えた機器の初回使用時あるいは使用再開時などにおいて、四方弁２００の第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が最初に印加された状態では、弁体２３０の流路２３１に作用した流体の圧力が導通穴２３０ｂを介して閉空間２６０にも作用するので、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。このため、シートパッキン２２５〜２２８が弁体２３０を締め付けて拘束する力の発生を抑制することができる。その結果、弁体２３０の回転に必要なトルクの増加を確実に抑制することができるので、ステッピングモータ２０１に回転指示を入力した際、動作不良に至ることなく、弁体２３０のスムーズな回転動作が可能となる。
【００１９】
また、本実施形態では、四方弁２００の４つの切替状態のうちの何れの状態であっても、印加された流体の圧力を導通穴２３０ｂを介して閉空間２６０にも作用させることができるので、上記の効果が確実に得られる。また、本実施形態の四方弁２００では、第１〜第４ポート２０２〜２０５に接続された流体回路のうち弁体２３０の流路２３１を介して導通状態となる流体回路と閉空間２６０とを導通穴２３０ｂにより連通させるものであり、第１〜第４ポート２０２〜２０５の間が導通穴２３０ｂによって短絡することはないため、四方弁２００の４つの切替状態のうちの何れの状態であっても、遮断状態（非導通状態）となる流体回路の流体が漏れることはない。
【００２０】
また、本実施形態では、導通穴２３０ｂは、弁体２３０とシートパッキン２２５〜２２８との摺動部を避けた位置に配置されており、弁体２３０が回転しても導通穴２３０ｂとシートパッキン２２５〜２２８とが接触することはない。このため、導通穴２３０ｂとの接触によるシートパッキン２２５〜２２８の異常磨耗を確実に防止することができる。
【００２１】
なお、本実施形態では、本発明を四方弁に適用した形態について説明したが、本発明は、四方弁以外に、三方弁等の複数のポートを有する多方弁に適用しても同様の効果が得られる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２３】
図７は、本発明の実施の形態２の多方弁（四方弁２００）が備える弁体２３０を拡大して示す断面図である。図７に示すように、本実施形態の四方弁２００が備える弁体２３０には、実施の形態１における導通穴２３０ｂに代えて、導通穴２３０ｃ（連通路）が形成されている。この導通穴２３０ｃは、シャフト係合穴２３０ａを延長して、流路２３１と連通させたものである。すなわち、導通穴２３０ｃとシャフト係合穴２３０ａとは、共通の穴で構成されている。シャフト係合穴２３０ａとこれに挿入するシャフト２４０の端部２４０ａとの間には多少の隙間がある。このため、第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が印加されたとき、弁体２３０の流路２３１に作用した流体の圧力が導通穴２３０ｃおよびシャフト係合穴２３０ａを介して閉空間２６０にも作用し、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。本実施形態では、このようにして、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、導通穴２３０ｃとシャフト係合穴２３０ａとを共通の穴で構成したことにより、弁体２３０の製造が容易となり、コストの低減が図れる。
【００２４】
実施の形態３．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図８は、本発明の実施の形態３の多方弁（四方弁２００）が備えるシートパッキン２２５を拡大して示す斜視図である。本実施形態の四方弁２００が備える弁体２３０には、前述した実施形態における導通穴２３０ｂ，２３０ｃは形成されていない。一方、本実施形態の四方弁２００が備えるシートパッキン２２５には、図８に示すように、弁体２３０との摺動部を横断するようにして溝２２５ａ（連通路）が形成されている。第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が印加されたとき、第１ポート２０２に作用した流体の圧力は、溝２２５ａを介して閉空間２６０にも作用する。このため、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。これにより、本実施形態では、実施の形態１と同様の効果が得られる。シートパッキン２２５に代えてシートパッキン２２６〜２２８の何れかに同様の溝（連通路）を設けた場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２６】
実施の形態４．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２７】
図９は、本発明の実施の形態４の多方弁（四方弁２００）が備えるシートパッキン２２５を拡大して示す断面図である。本実施形態の四方弁２００が備える弁体２３０には、前述した実施形態における導通穴２３０ｂ，２３０ｃは形成されていない。一方、本実施形態の四方弁２００が備えるシートパッキン２２５には、図９に示すように、その内周面と弁体２３０側の端面との間を貫通する導通穴２２５ｂ（連通路）が形成されている。第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が印加されたとき、第１ポート２０２に作用した流体の圧力は、導通穴２２５ｂを介して閉空間２６０にも作用する。このため、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。これにより、本実施形態では、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、導通穴２２５ｂは、弁体２３０との摺動部を避けた位置に配置されており、弁体２３０が導通穴２２５ｂと接触することはない。このため、摺動による異常摩耗を確実に防止することができる。シートパッキン２２５に代えてシートパッキン２２６〜２２８の何れかに同様の導通穴（連通路）を設けた場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】
実施の形態５．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態５について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図１０は、本発明の多方弁を備えた貯湯式給湯機の実施の形態を示す構成図である。
【００２９】
図１０に示す本実施形態の貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とは、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類およびポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００３０】
ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた低温水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱した高温水の温度を検出するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
【００３１】
一方、貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部には、市水を供給するための給水配管２が接続されており、貯湯タンク１０の上部には、貯留した湯を給湯機外部へ供給するための給湯湯側配管３がタンク上部配管４３から分岐されて接続されている。なお、貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管２を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、タンク内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。
【００３２】
タンク上部配管４３から分岐されて接続されている給湯湯側配管３は、給水配管２から分岐した給湯水側配管４とともに給湯混合弁３３に接続され、給湯湯側配管３からの湯と給湯水側配管４からの水とを混合し、所定の温度に調整された湯水を給湯配管５から外部水栓へ供給する。
【００３３】
また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水など）を加熱するための熱交換器である。なお、本実施形態では、利用側熱交換器２２の２次側の構成として、浴槽５０内の湯水を循環させる浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器２２は、浴槽水循環回路５１の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検出するための浴槽出口側サーミスタ５３とが設置されている。
【００３４】
次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類について説明する。貯湯タンクユニット１は、三方弁３１と、四方弁２００とを有している。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁２００は、湯水が流入する２つの入口（第２ポート２０３、第４ポート２０５）と、湯水が流出する２つの出口（第１ポート２０２、第３ポート２０４）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、第１ポート２０２と第２ポート２０３とを連通させる経路と、第１ポート２０２と第４ポート２０５とを連通させる経路と、第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させる経路との間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００３５】
四方弁２００は、実施の形態１で説明したように、弁体２３０の回転トルク増加を抑制する構成を備えている。また、図示を省略するが、三方弁３１も、四方弁２００と同様、弁体の回転トルク増加を抑制する構成を備えている。
【００３６】
また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側（熱源側）入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を更に備えている。
【００３７】
タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の下部と、三方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートと、ヒートポンプユニット６０の入口側とを接続する流路である。ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と、四方弁２００の第４ポート２０５とを接続する流路である。タンク上部配管４３は、四方弁２００の第３ポート２０４と貯湯タンク１０上部とを接続する流路である。タンク戻し配管４４は、四方弁２００の第１ポート２０２と、貯湯タンク１０の中央部と下部との間に設けられた戻し口とを接続する流路である。利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３における貯湯タンク上部１０と四方弁２００との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される流路である。利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。バイパス配管４７は、ヒートポンプ出口配管４２における三方弁３１とヒートポンプユニット６０の入口側との間から分岐し、四方弁２００の第２ポート２０３に接続される流路である。
【００３８】
貯湯タンク１０内の低温水を加熱する沸き上げ運転時には、三方弁３１はａポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１およびヒートポンプユニット６０が運転される。これにより、貯湯タンク１０の下部の低温水がタンク下部配管４０、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１を通って沸き上げ用熱交換器６２に流入し、沸き上げ用熱交換器６２で沸き上げられた高温水がヒートポンプ出口配管４２、四方弁２００、タンク上部配管４３を通って貯湯タンク１０の上部に戻る。
【００３９】
沸き上げ運転の開始前等に実施されるバイパス運転時には、三方弁３１はａポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第１ポート２０２と第４ポート２０５とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１が運転される。これにより、貯湯タンク１０の下部から導出された水が、タンク下部配管４０、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、沸き上げ用熱交換器６２、四方弁２００、タンク戻し配管４４を通って、戻し口から貯湯タンク１０内に戻る。
【００４０】
貯湯タンク１０に蓄えられた熱を利用して浴槽５０を追い焚きする第１の追焚運転時には、三方弁３１はｂポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第１ポート２０２と第２ポート２０３とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１および２次側循環ポンプ５２が運転される。これにより、貯湯タンク１０上部の高温水がタンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を通って利用側熱交換器２２に流入し、浴槽循環水と熱交換する。この熱交換後の温度低下した水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、バイパス配管４７、四方弁２００、タンク戻し配管４４を通って、戻し口から貯湯タンク１０内に戻る。
【００４１】
ヒートポンプユニット６０で沸き上げられた高温水を直接利用して浴槽５０を追い焚きする第２の追焚運転時には、三方弁３１はｂポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１、２次側循環ポンプ５２およびヒートポンプユニット６０が運転される。これにより、沸き上げ用熱交換器６２で沸き上げられた高温水がヒートポンプ出口配管４２、四方弁２００、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を通って利用側熱交換器２２に流入し、浴槽循環水と熱交換する。この熱交換後の温度低下した水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１を通って沸き上げ用熱交換器６２に戻り、沸き上げられて再循環する。
【００４２】
以上説明した貯湯式給湯機１００では、貯湯タンクユニット１を住宅等の屋外やマンション等の屋内に設置した後の初回給水後、あるいは使用再開時の給水後において、システム全体に水圧が印加されたときに、三方弁３１や四方弁２００の弁体の回転トルクの増大を確実に抑制し、弁体のスムーズな回転が可能となるので、三方弁３１や四方弁２００の動作不良を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 貯湯タンクユニット
２ 給水配管
３ 給湯湯側配管
４ 給湯水側配管
５ 給湯配管
１０ 貯湯タンク
２１ 循環ポンプ
２２ 利用側熱交換器
３１ 三方弁
３３ 給湯混合弁
４０ タンク下部配管
４１ ヒートポンプ入口配管
４２ ヒートポンプ出口配管
４３ タンク上部配管
４４ タンク戻し配管
４５ 利用側熱交換器１次側入口配管
４６ 利用側熱交換器１次側出口配管
４７ バイパス配管
５０ 浴槽
５１ 浴槽水循環回路
５２ ２次側循環ポンプ
５３ 浴槽出口側サーミスタ
６０ ヒートポンプユニット
６１ 圧縮機
６２ 沸き上げ用熱交換器
６３ 膨張弁
６４ 空気熱交換器
６５ 冷媒循環配管
６６ ＨＰ出口側サーミスタ
７０ 制御部
１００ 貯湯式給湯機
２００ 四方弁
２０１ ステッピングモータ
２０２ 第１ポート
２０３ 第２ポート
２０４ 第３ポート
２０５ 第４ポート
２１０ 本体
２１０ａ シャフト挿入穴
２１１，２１２，２１３，２１４ フランジ
２１５，２１６，２１７，２１８，２１９，２２０，２２１，２２２，２２３，２２４ Ｏリング
２２５，２２６，２２７，２２８ シートパッキン
２２５ａ 溝
２２５ｂ 導通穴
２３０ 弁体
２３０ａ シャフト係合穴
２３０ｂ，２３０ｃ 導通穴
２３１ 流路
２４０ シャフト
２４０ａ，２４０ｂ 端部
２５０ モータ取付板
２６０ 閉空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多方弁および貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体が流れる循環経路を複数有する例えば給湯機等の機器において、循環経路を切り替える目的で、多方弁が用いられている。従来、この多方弁において、外部から印加される流体の圧力により、シートパッキン（シール部材）がボール等の弁体に押圧され、シートパッキンと弁体との間のシール効果を向上させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−７１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成を用いても、多方弁の構造によっては、以下のような課題を生じる。例えば、多方弁の各ポートに大気開放状態から流体の圧力が印加された場合に、流体の圧力によりシートパッキンが弁体に押し当てられ、シートパッキンと弁体との間はシールされる。このとき、多方弁の本体内部において、シートパッキンと弁体とに囲まれた空間は、閉空間となるため、大気圧の状態を保つ。このため、各ポートと前述した閉空間との間に差圧が生じ、この差圧により、シートパッキンが弁体を締め付けて拘束する力を発生する。その結果、弁体を回転させるために必要なトルクが増大し、弁体の円滑な回転が妨げられ、動作不良が発生する場合がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、流体の圧力が印加されたときに弁体を回転させるために必要なトルクが増大することを抑制することができる多方弁およびこれを備えた貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る多方弁は、複数のポートが設けられた本体と、本体内で回転可能に設置され、内部に流路が形成された弁体と、弁体とポートとの間をシールするシール部材と、本体と弁体とシール部材とに囲まれた閉空間と弁体内部の流路または複数のポートのうちの何れか１つのポートとを連通させる連通路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流体の圧力が印加されたときに弁体を回転させるために必要なトルクが増大することを抑制することができ、初回使用時や使用再開時の多方弁の動作不良を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の多方弁を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の多方弁を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の多方弁を示す平面図である。
【図４】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の多方弁が備える弁体を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の多方弁が備える弁体を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の多方弁が備えるシートパッキンを拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４の多方弁が備えるシートパッキンを拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明の多方弁を備えた貯湯式給湯機の実施の形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１、図２および図３は、それぞれ、本発明の実施の形態１の多方弁を示す斜視図、側面図および平面図である。図４は、図２中のＡ−Ａ線断面図であり、図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図１乃至図３に示すように、本実施形態の多方弁である四方弁２００は、本体２１０と、流路切替の動力となるステッピングモータ２０１とを備え、この両者がモータ取付板２５０を介して連結固定された構成となっている。本体２１０には、第１ポート２０２、第２ポート２０３、第３ポート２０４および第４ポート２０５が設けられている。第１〜第４ポート２０２〜２０５は、それらの中心線が９０°間隔となり、全体として十字状となるように配置されている。
【００１１】
図４に示すように、本体２１０の内部の中心部には、略球形状の弁体２３０が配置されている。弁体２３０は、図４の紙面に垂直な直線を中心に回転可能になっている。弁体２３０の内部には、Ｌ字状の流路２３１が形成されている。四方弁２００では、弁体２３０の向き（回転位置）に応じて、第１〜第４ポート２０２〜２０５のうちの隣り合う任意の二つのポートを流路２３１を介して連通させるとともに他の二つのポートを遮断することができる。
【００１２】
本体２１０の内側であって、第１〜第４ポート２０２〜２０５の基端部と弁体２３０との間には、シール部材としての円環状のシートパッキン２２５，２２６，２２７，２２８が弁体２３０に接してそれぞれ設置されている。また、これらシートパッキン２２５〜２２８と、第１〜第４ポート２０２〜２０５の基端部との間には、シール部材としてのＯリング２１５，２１６，２１７，２１８が圧縮した状態で設置されている。これらのシール部材により、第１〜第４ポート２０２〜２０５と弁体２３０との間は、液密にシールされ、第１〜第４ポート２０２〜２０５間の内部漏れが防止されている。
【００１３】
なお、本実施形態では、第１〜第４ポート２０２〜２０５の先端部には、それぞれ、フランジ２１１，２１２，２１３，２１４が形成されている。また、第１〜第４ポート２０２〜２０５と本体２１０との間には、Ｏリング２１９，２２０，２２１，２２２が設置され、液密性が確保されている。
【００１４】
図５に示すように、本体２１０の上部には、弁体２３０の回転中心線と同心的にシャフト挿入穴２１０ａが貫通形成されており、このシャフト挿入穴２１０ａにシャフト２４０が挿入されている。シャフト２４０は、モータ取付板２５０により押さえられ、抜け止めされている。モータ取付板２５０は、図示しないネジ等により本体２１０と固定されている。
【００１５】
図６は、弁体２３０を拡大して示す断面図である。図６に示すように、弁体２３０には、シャフト係合穴２３０ａと、導通穴２３０ｂ（連通路）とが形成されている。導通穴２３０ｂは、弁体２３０の外面と流路２３１との間を貫通する貫通穴として形成されている。
【００１６】
図５に示すように、シャフト２４０の弁体２３０側の端部２４０ａは、弁体２３０のシャフト係合穴２３０ａに挿入して係合（嵌合）する形状となっている。シャフト２４０が回転すると弁体２３０も一体となって回転する。シャフト２４０のステッピングモータ２０１側の端部２４０ｂは、ステッピングモータ２０１と嵌合する。シャフト２４０の外周部には、Ｏリング２２３，２２４が配置されて液密性が確保され、本体２１０内からの外部漏れが防止されている。ステッピングモータ２０１に回転指示を与えることにより、シャフト２４０はステッピングモータ２０１の回転に連動して回転し、弁体２３０がこれと一体となって回転する。これにより、第１ポート２０２と第２ポート２０３とを連通させて他のポートを遮断する状態と、第２ポート２０３と第３ポート２０４とを連通させて他のポートを遮断する状態と、第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させて他のポートを遮断する状態と、第４ポート２０５と第１ポート２０２とを連通させて他のポートを遮断する状態との４つの切替状態の間で切り替えを行うことができる。このような四方弁２００では、本体２１０の内壁と、弁体２３０の外面と、シール部材であるシートパッキン２２５〜２２８およびＯリング２１５〜２１８とで囲まれた閉空間２６０が形成される。本実施形態では、弁体２３０に導通穴２３０ｂを設けたことにより、弁体２３０内部の流路２３１と閉空間２６０とが導通穴２３０ｂを介して連通する。
【００１７】
ここで、本実施形態の四方弁２００の作用効果を理解し易くするため、弁体２３０に導通穴２３０ｂが設けられていない場合を比較例として説明する。四方弁２００を備えた機器の初回使用時あるいは使用再開時などにおいて、四方弁２００の第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力（水圧等）が最初に印加されたとき、第１〜第４ポート２０２〜２０５と連通していない閉空間２６０には流体の圧力が作用しないため、閉空間２６０の圧力は大気圧の状態を保つ。これにより、第１〜第４ポート２０２〜２０５内の圧力が閉空間２６０の圧力より高くなるため、その差圧によってシートパッキン２２５〜２２８が弁体２３０に強く押し付けられ、シートパッキン２２５〜２２８が弁体２３０を締め付けて拘束する力が発生する。その結果、弁体２３０とシートパッキン２２５〜２２８との間の摩擦力が増大し、弁体２３０の回転に必要なトルクが増大するため、ステッピングモータ２０１に回転指示を入力した際、弁体２３０の円滑な回転が妨げられ、動作不良となる場合がある。
【００１８】
これに対し、本実施形態の四方弁２００では、四方弁２００を備えた機器の初回使用時あるいは使用再開時などにおいて、四方弁２００の第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が最初に印加された状態では、弁体２３０の流路２３１に作用した流体の圧力が導通穴２３０ｂを介して閉空間２６０にも作用するので、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。このため、シートパッキン２２５〜２２８が弁体２３０を締め付けて拘束する力の発生を抑制することができる。その結果、弁体２３０の回転に必要なトルクの増加を確実に抑制することができるので、ステッピングモータ２０１に回転指示を入力した際、動作不良に至ることなく、弁体２３０のスムーズな回転動作が可能となる。
【００１９】
また、本実施形態では、四方弁２００の４つの切替状態のうちの何れの状態であっても、印加された流体の圧力を導通穴２３０ｂを介して閉空間２６０にも作用させることができるので、上記の効果が確実に得られる。また、本実施形態の四方弁２００では、第１〜第４ポート２０２〜２０５に接続された流体回路のうち弁体２３０の流路２３１を介して導通状態となる流体回路と閉空間２６０とを導通穴２３０ｂにより連通させるものであり、第１〜第４ポート２０２〜２０５の間が導通穴２３０ｂによって短絡することはないため、四方弁２００の４つの切替状態のうちの何れの状態であっても、遮断状態（非導通状態）となる流体回路の流体が漏れることはない。
【００２０】
また、本実施形態では、導通穴２３０ｂは、弁体２３０とシートパッキン２２５〜２２８との摺動部を避けた位置に配置されており、弁体２３０が回転しても導通穴２３０ｂとシートパッキン２２５〜２２８とが接触することはない。このため、導通穴２３０ｂとの接触によるシートパッキン２２５〜２２８の異常磨耗を確実に防止することができる。
【００２１】
なお、本実施形態では、本発明を四方弁に適用した形態について説明したが、本発明は、四方弁以外に、三方弁等の複数のポートを有する多方弁に適用しても同様の効果が得られる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２３】
図７は、本発明の実施の形態２の多方弁（四方弁２００）が備える弁体２３０を拡大して示す断面図である。図７に示すように、本実施形態の四方弁２００が備える弁体２３０には、実施の形態１における導通穴２３０ｂに代えて、導通穴２３０ｃ（連通路）が形成されている。この導通穴２３０ｃは、シャフト係合穴２３０ａを延長して、流路２３１と連通させたものである。すなわち、導通穴２３０ｃとシャフト係合穴２３０ａとは、共通の穴で構成されている。シャフト係合穴２３０ａとこれに挿入するシャフト２４０の端部２４０ａとの間には多少の隙間がある。このため、第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が印加されたとき、弁体２３０の流路２３１に作用した流体の圧力が導通穴２３０ｃおよびシャフト係合穴２３０ａを介して閉空間２６０にも作用し、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。本実施形態では、このようにして、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、導通穴２３０ｃとシャフト係合穴２３０ａとを共通の穴で構成したことにより、弁体２３０の製造が容易となり、コストの低減が図れる。
【００２４】
実施の形態３．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図８は、本発明の実施の形態３の多方弁（四方弁２００）が備えるシートパッキン２２５を拡大して示す斜視図である。本実施形態の四方弁２００が備える弁体２３０には、前述した実施形態における導通穴２３０ｂ，２３０ｃは形成されていない。一方、本実施形態の四方弁２００が備えるシートパッキン２２５には、図８に示すように、弁体２３０との摺動部を横断するようにして溝２２５ａ（連通路）が形成されている。第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が印加されたとき、第１ポート２０２に作用した流体の圧力は、溝２２５ａを介して閉空間２６０にも作用する。このため、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。これにより、本実施形態では、実施の形態１と同様の効果が得られる。シートパッキン２２５に代えてシートパッキン２２６〜２２８の何れかに同様の溝（連通路）を設けた場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２６】
実施の形態４．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２７】
図９は、本発明の実施の形態４の多方弁（四方弁２００）が備えるシートパッキン２２５を拡大して示す断面図である。本実施形態の四方弁２００が備える弁体２３０には、前述した実施形態における導通穴２３０ｂ，２３０ｃは形成されていない。一方、本実施形態の四方弁２００が備えるシートパッキン２２５には、図９に示すように、その内周面と弁体２３０側の端面との間を貫通する導通穴２２５ｂ（連通路）が形成されている。第１〜第４ポート２０２〜２０５に流体の圧力が印加されたとき、第１ポート２０２に作用した流体の圧力は、導通穴２２５ｂを介して閉空間２６０にも作用する。このため、第１〜第４ポート２０２〜２０５と閉空間２６０とは等圧となる。これにより、本実施形態では、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、導通穴２２５ｂは、弁体２３０との摺動部を避けた位置に配置されており、弁体２３０が導通穴２２５ｂと接触することはない。このため、摺動による異常摩耗を確実に防止することができる。シートパッキン２２５に代えてシートパッキン２２６〜２２８の何れかに同様の導通穴（連通路）を設けた場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】
実施の形態５．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態５について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図１０は、本発明の多方弁を備えた貯湯式給湯機の実施の形態を示す構成図である。
【００２９】
図１０に示す本実施形態の貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とは、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類およびポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００３０】
ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた低温水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱した高温水の温度を検出するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
【００３１】
一方、貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部には、市水を供給するための給水配管２が接続されており、貯湯タンク１０の上部には、貯留した湯を給湯機外部へ供給するための給湯湯側配管３がタンク上部配管４３から分岐されて接続されている。なお、貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管２を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、タンク内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。
【００３２】
タンク上部配管４３から分岐されて接続されている給湯湯側配管３は、給水配管２から分岐した給湯水側配管４とともに給湯混合弁３３に接続され、給湯湯側配管３からの湯と給湯水側配管４からの水とを混合し、所定の温度に調整された湯水を給湯配管５から外部水栓へ供給する。
【００３３】
また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水など）を加熱するための熱交換器である。なお、本実施形態では、利用側熱交換器２２の２次側の構成として、浴槽５０内の湯水を循環させる浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器２２は、浴槽水循環回路５１の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検出するための浴槽出口側サーミスタ５３とが設置されている。
【００３４】
次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類について説明する。貯湯タンクユニット１は、三方弁３１と、四方弁２００とを有している。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁２００は、湯水が流入する２つの入口（第２ポート２０３、第４ポート２０５）と、湯水が流出する２つの出口（第１ポート２０２、第３ポート２０４）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、第１ポート２０２と第２ポート２０３とを連通させる経路と、第１ポート２０２と第４ポート２０５とを連通させる経路と、第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させる経路との間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００３５】
四方弁２００は、実施の形態１で説明したように、弁体２３０の回転トルク増加を抑制する構成を備えている。また、図示を省略するが、三方弁３１も、四方弁２００と同様、弁体の回転トルク増加を抑制する構成を備えている。
【００３６】
また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側（熱源側）入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を更に備えている。
【００３７】
タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の下部と、三方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートと、ヒートポンプユニット６０の入口側とを接続する流路である。ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と、四方弁２００の第４ポート２０５とを接続する流路である。タンク上部配管４３は、四方弁２００の第３ポート２０４と貯湯タンク１０上部とを接続する流路である。タンク戻し配管４４は、四方弁２００の第１ポート２０２と、貯湯タンク１０の中央部と下部との間に設けられた戻し口とを接続する流路である。利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３における貯湯タンク上部１０と四方弁２００との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される流路である。利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。バイパス配管４７は、ヒートポンプ出口配管４２における三方弁３１とヒートポンプユニット６０の入口側との間から分岐し、四方弁２００の第２ポート２０３に接続される流路である。
【００３８】
貯湯タンク１０内の低温水を加熱する沸き上げ運転時には、三方弁３１はａポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１およびヒートポンプユニット６０が運転される。これにより、貯湯タンク１０の下部の低温水がタンク下部配管４０、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１を通って沸き上げ用熱交換器６２に流入し、沸き上げ用熱交換器６２で沸き上げられた高温水がヒートポンプ出口配管４２、四方弁２００、タンク上部配管４３を通って貯湯タンク１０の上部に戻る。
【００３９】
沸き上げ運転の開始前等に実施されるバイパス運転時には、三方弁３１はａポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第１ポート２０２と第４ポート２０５とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１が運転される。これにより、貯湯タンク１０の下部から導出された水が、タンク下部配管４０、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、沸き上げ用熱交換器６２、四方弁２００、タンク戻し配管４４を通って、戻し口から貯湯タンク１０内に戻る。
【００４０】
貯湯タンク１０に蓄えられた熱を利用して浴槽５０を追い焚きする第１の追焚運転時には、三方弁３１はｂポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第１ポート２０２と第２ポート２０３とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１および２次側循環ポンプ５２が運転される。これにより、貯湯タンク１０上部の高温水がタンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を通って利用側熱交換器２２に流入し、浴槽循環水と熱交換する。この熱交換後の温度低下した水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、バイパス配管４７、四方弁２００、タンク戻し配管４４を通って、戻し口から貯湯タンク１０内に戻る。
【００４１】
ヒートポンプユニット６０で沸き上げられた高温水を直接利用して浴槽５０を追い焚きする第２の追焚運転時には、三方弁３１はｂポートとｃポートとを連通させるように切り替えられ、四方弁２００は第３ポート２０４と第４ポート２０５とを連通させるように切り替えられて、循環ポンプ２１、２次側循環ポンプ５２およびヒートポンプユニット６０が運転される。これにより、沸き上げ用熱交換器６２で沸き上げられた高温水がヒートポンプ出口配管４２、四方弁２００、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を通って利用側熱交換器２２に流入し、浴槽循環水と熱交換する。この熱交換後の温度低下した水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１を通って沸き上げ用熱交換器６２に戻り、沸き上げられて再循環する。
【００４２】
以上説明した貯湯式給湯機１００では、貯湯タンクユニット１を住宅等の屋外やマンション等の屋内に設置した後の初回給水後、あるいは使用再開時の給水後において、システム全体に水圧が印加されたときに、三方弁３１や四方弁２００の弁体の回転トルクの増大を確実に抑制し、弁体のスムーズな回転が可能となるので、三方弁３１や四方弁２００の動作不良を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 貯湯タンクユニット
２ 給水配管
３ 給湯湯側配管
４ 給湯水側配管
５ 給湯配管
１０ 貯湯タンク
２１ 循環ポンプ
２２ 利用側熱交換器
３１ 三方弁
３３ 給湯混合弁
４０ タンク下部配管
４１ ヒートポンプ入口配管
４２ ヒートポンプ出口配管
４３ タンク上部配管
４４ タンク戻し配管
４５ 利用側熱交換器１次側入口配管
４６ 利用側熱交換器１次側出口配管
４７ バイパス配管
５０ 浴槽
５１ 浴槽水循環回路
５２ ２次側循環ポンプ
５３ 浴槽出口側サーミスタ
６０ ヒートポンプユニット
６１ 圧縮機
６２ 沸き上げ用熱交換器
６３ 膨張弁
６４ 空気熱交換器
６５ 冷媒循環配管
６６ ＨＰ出口側サーミスタ
７０ 制御部
１００ 貯湯式給湯機
２００ 四方弁
２０１ ステッピングモータ
２０２ 第１ポート
２０３ 第２ポート
２０４ 第３ポート
２０５ 第４ポート
２１０ 本体
２１０ａ シャフト挿入穴
２１１，２１２，２１３，２１４ フランジ
２１５，２１６，２１７，２１８，２１９，２２０，２２１，２２２，２２３，２２４ Ｏリング
２２５，２２６，２２７，２２８ シートパッキン
２２５ａ 溝
２２５ｂ 導通穴
２３０ 弁体
２３０ａ シャフト係合穴
２３０ｂ，２３０ｃ 導通穴
２３１ 流路
２４０ シャフト
２４０ａ，２４０ｂ 端部
２５０ モータ取付板
２６０ 閉空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポートが設けられた本体と、
前記本体内で回転可能に設置され、内部に流路が形成された弁体と、
前記弁体と前記ポートとの間をシールするシール部材と、
前記本体と前記弁体と前記シール部材とに囲まれた閉空間と、前記弁体内部の前記流路または前記複数のポートのうちの何れか１つのポートとを連通させる連通路と、
を備える多方弁。
【請求項２】
前記連通路は、前記弁体に形成され、前記閉空間と前記弁体内部の前記流路とを連通させる請求項１記載の多方弁。
【請求項３】
前記弁体に形成された係合穴に係合し、前記弁体を回転駆動させるシャフトを備え、
前記連通路と前記係合穴とが共通の穴で構成されている請求項２記載の多方弁。
【請求項４】
前記連通路は、前記シール部材に形成されている請求項１記載の多方弁。
【請求項５】
前記連通路は、前記弁体と前記シール部材との摺動部を避けた位置に形成されている請求項２乃至４の何れか１項記載の多方弁。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項記載の多方弁を有し、
前記多方弁の前記複数のポートに水圧が印加される状態で使用するように構成され、前記多方弁により湯水の流路を切り替える貯湯式給湯機。
【請求項１】
複数のポートが設けられた本体と、
前記本体内で回転可能に設置され、内部に流路が形成された弁体と、
前記弁体と前記ポートとの間をシールするシール部材と、
前記本体と前記弁体と前記シール部材とに囲まれた閉空間と、前記弁体内部の前記流路または前記複数のポートのうちの何れか１つのポートとを連通させる連通路と、
を備える多方弁。
【請求項２】
前記連通路は、前記弁体に形成され、前記閉空間と前記弁体内部の前記流路とを連通させる請求項１記載の多方弁。
【請求項３】
前記弁体に形成された係合穴に係合し、前記弁体を回転駆動させるシャフトを備え、
前記連通路と前記係合穴とが共通の穴で構成されている請求項２記載の多方弁。
【請求項４】
前記連通路は、前記シール部材に形成されている請求項１記載の多方弁。
【請求項５】
前記連通路は、前記弁体と前記シール部材との摺動部を避けた位置に形成されている請求項２乃至４の何れか１項記載の多方弁。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項記載の多方弁を有し、
前記多方弁の前記複数のポートに水圧が印加される状態で使用するように構成され、前記多方弁により湯水の流路を切り替える貯湯式給湯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７９７０５（Ｐ２０１３−７９７０５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１１１６（Ｐ２０１１−２２１１１６）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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