弁装置および給湯装置
【課題】弁体が設けられた軸の回転のみによって開閉操作でき、かつ弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止できる弁装置およびそれを備えた給湯装置を提供する。
【解決手段】弁装置は、入力された指令に応じて操作可能であって、弁本体１１と、軸体１２と、第１の弁体１３ａと、第２の弁体１３ｂとを備えている。第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能であり、入力された指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように位置した後に、軸線ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くように停止する。
【解決手段】弁装置は、入力された指令に応じて操作可能であって、弁本体１１と、軸体１２と、第１の弁体１３ａと、第２の弁体１３ｂとを備えている。第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能であり、入力された指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように位置した後に、軸線ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くように停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置と、それを備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弁装置を備えた給湯装置が停止すると弁装置の内部に残水が生じる。気温が低い冬季などにおいて弁装置の内部の残水が凍結することがある。そして弁装置の内部の残水が凍結することによって弁装置が破損することがある。
【０００３】
凍結防止のために弁装置の内部の残水を排出する技術は、たとえば特開平７−２１３４５０号公報（特許文献１）、特開２００６−１０５３３４号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
特開平７−２１３４５０号公報のシャワー装置においては、シャワー吐水の終了指示によって流調止水弁が閉じられる。その後、切換え弁駆動装置が切換え弁を排水側吐水口側に自動的に切換える。その際、切換え弁はシャワー流路側には開放状態であるのでシャワー流路内の残湯はヘッド圧により排水側吐出口内に流れ排水される。
【０００５】
また特開２００６−１０５３３４号公報の吐水経路切替装置においては、弁体が設けられた軸の先端に排水弁が設けられている。弁体が移動して吐水方向が第１吐水口に切り替わった時に排水弁が開放されて装置内の残水が排水される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１３４５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１０５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開平７−２１３４５０号公報のシャワー装置および特開２００６−１０５３３４号公報の吐水経路切替装置は、ともに弁体が設けられた軸をスライド移動させる構成に関するものである。したがって、弁体が設けられた軸をスライドさせずに、軸の回転のみによって開閉操作する弁装置において内部の残水を排水することは上記２つの公報に何ら開示されていない。
【０００８】
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、弁体が設けられた軸の回転のみによって開閉操作でき、かつ弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止できる弁装置およびそれを備えた給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の弁装置は、入力された指令に応じて操作可能であって、弁本体と、軸体と、第１の弁体と、第２の弁体とを備えている。弁本体は、第１の開口部と、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。軸体は、弁本体の流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成されている。第１の弁体は、流路内において第１の開口部と第２の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ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の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ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および第２の弁体は、軸線を中心とした第１および第２の弁体の回転により第１および第２の切欠の開閉操作が可能であり、入力された指令によって、軸線を中心とした軸体の回転により第１の切欠が全閉しかつ第２の切欠が全開するように位置した後に、軸線を中心とした軸体の回転により少なくとも第１の切欠が開くように停止する。
【００１０】
本発明の弁装置によれば、第１および第２の弁体は、軸線を中心とした第１および第２の弁体の回転により第１および第２の切欠の開閉操作が可能である。このため、第１および第２の弁体が接続された軸体の回転のみによって開閉操作することができる。
【００１１】
また、第１および第２の弁体は、入力された指令によって、軸線を中心とした軸体の回転により第１の切欠が全閉しかつ第２の切欠が全開するように位置した後に、軸線を中心とした軸体の回転により少なくとも第１の切欠が開くように停止する。少なくとも第１の切欠が開くため、第１の開口部と第２の開口部との間で流体を流すことができる。これにより、弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止することができる。
【００１２】
また軸体を回転させる駆動手段は定期的にゼロ点調整を行わないと脱調のおそれがある。そこで本発明の弁装置では停止指令の後に第１の切欠が全閉し第２の切欠が全開するように第１および第２の弁体が位置する。これにより、停止指令の後にゼロ点調整が可能となる。このため、ゼロ点調整を行うことによって脱調を防止することができる。
【００１３】
本発明の給湯装置は、上記の弁装置と、第２の開口部に接続された熱交換器と、第３の開口部に接続されたバイパス回路とを備えている。
【００１４】
本発明の給湯装置によれば、主に残水が生じる熱交換器側の第２の開口部側の残水を第１の開口部を通じて排水することができる。これにより、凍結を防止することができる。
【００１５】
また、熱交換器側が全閉となりバイパス回路側が全開となった後に、熱交換器側を開くため、停止動作中に再出湯指令が出された場合、再出湯される湯が高温にならないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、弁体が設けられた軸の回転のみによって開閉操作でき、かつ弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止できる弁装置およびそれを備えた給湯装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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などの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す弁装置およびステッピングモータなどにおける弁装置部分の断面を概略的に示す図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた給湯装置の構成を概略的に示す図である。
【図１１】図１に示す弁装置の動作を説明するための図である。
【図１２】図１０に示す給湯装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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２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。ステッピングモータ２には制御部４０が接続されている。制御部４０にはスイッチ４１が接続されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
この弁装置１が分配弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体（たとえば湯水）のたとえば流入口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流出口である。また弁装置１が混合弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体のたとえば流出口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流入口である。
【００２３】
また第４の開口部１１ｄが流路１１Ａに通じるように形成されていてもよい。弁装置１が分配弁である場合には、この第４の開口部１１ｄは流体の流出口であることが好ましい。
【００２４】
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、軸体１２の一方端側の外周部に取付られた弁カラー１５を介在して弁本体１１に支持されることにより、軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能である。
【００２５】
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（駆動源）２により回転駆動力を与えられるように、軸体１２の一方端にはステッピングモータ２が接続されている。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。
【００２６】
ステッピングモータ２にはステッピングモータ２の回転を制御可能な制御部４０が接続されている。制御部４０は、ステッピングモータ２の回転を制御することによって軸体１２の回転を制御可能に構成されている。制御部４０には制御部４０を操作可能なスイッチ４１が接続されている。スイッチ４１は、制御部４０を操作することによってステッピングモータ２の回転を操作可能に構成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能に構成されている。そして、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、入力された指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように位置した後に、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1を開くように停止するように制御部４０によって制御可能に構成されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
次に、本実施の形態の弁装置１を有する給湯装置の構成について図１０を用いて説明する。
【００４５】
図１０を参照して、給湯装置２０は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、熱交換器２１と、バイパス回路２２と、燃焼バーナ２３と、送風機２４と、給水配管３１と、出湯配管３２と、制御部４０と、スイッチ４１とを主に有している。
【００４６】
なお、給湯装置２０はリモートコントローラ４２を有していてもよい。リモートコントローラ４２は、たとえば無線通信によってスイッチ４１を操作可能に構成されている。この場合、スイッチ４１は受信機を有しており、リモートコントローラ４２は受信機と通信可能な送信機を有している。また、リモートコントローラ４２と給湯装置２０は、通信ケーブル等により有線で接続されていてもよい。
【００４７】
給湯装置２０では、弁装置１は入力された指令に応じて操作可能に構成されている。給湯装置２０においては、制御部４０からの指令よってステッピングモータ２を回転させることで弁装置１を操作することができる。
【００４８】
熱交換器２１には、熱交換器２１に給水するための給水配管３１と、熱交換器から出湯するための出湯配管３２とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）２２は、この給水配管３１と出湯配管３２とを接続している。
【００４９】
熱交換器２１は、燃焼バーナ２３で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行うものであり、送風機２４は、燃焼バーナ２３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。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３１とバイパス回路２２との接続部に接続されている。
【００５０】
主に図２および図１０を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３１の給水側部分３１ａに接続されており、第２の開口部１１ｂは給水配管３１の熱交換器側部分３１ｂに接続されている。また第３の開口部１１ｃはバイパス回路２２に接続されている。なお第４の開口部１１ｄは、この弁装置１を追焚付き給湯装置に使用した場合などに、その追焚付き給湯装置に含まれる水圧導入口を有する逆流防止弁（図示せず）などに接続されることが好ましい。
【００５１】
この給湯装置２０においては、弁装置１が給水配管３１とバイパス回路２２との接続部に配置されているため、熱交換器２１およびバイパス回路２２への分配比を弁装置１により調整することができる。
【００５２】
つまり給湯装置２０においては、当該装置への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【００５３】
次に、本実施の形態の弁装置１の動作について図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）を用いて説明する。
【００５４】
図１１（Ａ）を参照して、この状態は、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ており（全開）、かつ第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われて閉じた（全閉）状態を示している。この状態では図２に示すように、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃ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２の開口部１１ｂとの間で流体の流通は遮断されている。
【００５５】
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１４ａ、１４ｂ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１１（Ｂ）、（Ｃ）にも同様に付されている。
【００５６】
図１１（Ｂ）を参照して、この状態は図１１（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（半開）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。
【００５７】
図１１（Ｃ）を参照して、この状態は図１１（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で覆われて閉じており（全閉）、かつ第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た（全開）状態となっている。この状態では図９に示すように、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃ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２の開口部１１ｂとの間で流体は流通可能である。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、本実施の形態の給湯装置２０の動作について図１０および図１２を用いて説明する。
【００６０】
図１０および図１２を参照して、給湯装置２０の使用が開始される際には、スイッチ４１によって運転スイッチが入れられる（ステップＳ１０）。運転スイッチが入れられると制御部４０によって通常の運転制御が行われる（ステップＳ１１）。この通常運転制御では、制御部４０がステッピングモータ２の回転を制御することで弁装置１が操作される。そして、弁装置１によって入水の熱交換器２１側とバイパス回路２２側との分配比が調整されることにより出湯が所望の温度に制御される。
【００６１】
給湯装置２０の使用が終了される際には、スイッチ４１によって運転スイッチが切られる（ステップＳ１２）。運転スイッチが切られると制御部４０によって、図１１（Ａ）に示すように熱交換器２１側（缶体側）が全閉しバイパス回路２２側が全開となるように弁装置１が操作される（ステップＳ１３）。つまり、停止指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが位置する。バイパス回路２２側が全開となるよう弁装置１が操作されることによって、停止動作中に再出湯指令が出された場合、再出湯される湯が高温にならないようにすることができる。
【００６２】
バイパス回路２２側が全開となる位置が０ステップ位置に設定されている。０ステップ位置はステッピングモータ２の回転が０°の位置である。この給湯装置２０では、ステッピングモータ２の回転が０°の位置であることを検出可能な位置検出装置（図示せず）が設けられている。運転スイッチが切られたタイミングでステッピングモータ２の回転が０°の位置であることを検出することで制御部４０の制御値とステッピングモータ２のステップ数とのずれ（脱調）をなくすようにゼロ点調整を行うことができる。位置検出装置がステッピングモータ２の回転が０°の位置であることを検出するとリミッタ信号が制御部４０に送信される。
【００６３】
制御部４０は、リミッタ信号の検知を判定する（ステップＳ１４）。制御部４０がリミッタ信号を検知しないと、給湯装置２０の表示部（図示せず）に故障が表示される（ステップＳ１５）。制御部４０がリミッタ信号を検知すると、熱交換器２１側（缶体側）およびバイパス回路２２側のうち少なくとも缶体側が開くように弁装置１が操作される（ステップＳ１６）。つまり、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが停止する。この際、バイパス回路２２側の弁体が約３０°〜１８０°の任意の位置へ移動する。これにより、弁装置１から残水が排水可能な状態になる。実際の排水は給湯装置２０の給水配管３１の給水側部分３１ａに設けられた排水栓（図示せず）を開放することによりなされてもよい。
【００６４】
弁本体１１の流路壁面と第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの円弧部１３ａ2、１３ｂ2との間には隙間が設けられているが、この隙間が残水の表面張力によって覆われて排水できない場合がある。この残水の表面張力を決壊させるために弁本体１１の流路壁面と第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの円弧部１３ａ2、１３ｂ2との間には充分な隙間が設けられることが好ましい。そこで、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂがたとえば３０°回転すると上記隙間での残水の表面張力は生じない。したがって、残水を排水することができる。
【００６５】
また、バイパス回路２２側が全閉（缶体側が全開）で停止しても給湯装置２０内の残水は主に缶体側にあるため、残水を排水することができる。この場合のバイパス回路２２側の弁体の回転角度は１８０°となる。そのため、バイパス回路２２側の弁体をたとえば３０°以上１８０°以下の任意の位置に移動させように弁装置１が操作されることが好ましい。
【００６６】
なお、弁装置１は第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが９０°回転するように操作されることが好ましい。この場合、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの開口面積はそれぞれ最大となるので、両方での排水の効果を最大化することができる。そして、このバイパス動作が行われると待機状態となる（ステップＳ１７）。
【００６７】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の弁装置１によれば、図２および図３に示すように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能である。このため、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが接続された軸体１２の回転のみによって開閉操作することができる。
【００６８】
また、図１１および図１２に示すように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、停止指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように位置した後に、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くように停止する。少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くため、第１の開口部１３ａと第２の開口部１３ｂとの間で流体を流すことができる。これにより、弁装置１の内部の残水を排水して凍結を防止することができる。
【００６９】
また軸体１２を回転させる駆動手段は定期的にゼロ点調整を行わないと脱調のおそれがある。そこで本実施の形態の弁装置１では停止指令の後に第１の切欠１３ａ1が全閉し第２の切欠１３ｂ1が全開するように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが位置する。これにより、停止指令の後にゼロ点調整が可能となる。このため、ゼロ点調整を行うことによって脱調を防止することができる。
【００７０】
また、本実施の形態の弁装置１によれば、弁体が設けられた軸をスライド移動させる構成に比べて、軸体１２の回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能であるため、弁装置１を小型化することができる。
【００７１】
本実施の形態の弁装置１を図１０に示す給湯装置２０に用いることにより、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが接続された軸体１２の回転のみによって開閉操作することができ、かつ弁装置１の内部の残水を排水して凍結を防止することができる。
【００７２】
また、本実施の形態の給湯装置２０によれば、第２の開口部１１ｂに熱交換器２１が接続され、第３の開口部１１ｃにバイパス回路２２が接続されているため、主に残水が生じる熱交換器２１側の第２の開口部１１ｂ側の残水を第１の開口部１１ａを通じて排水することができる。これにより、凍結を防止することができる。
【００７３】
また、熱交換器２１側が全閉となりバイパス回路２２側が全開となった後に、熱交換器２１側を開くため、停止動作中に再出湯指令が出された場合、再出湯される湯が高温にならないようにすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態の給湯装置２０においては、当該装置２０への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【００７５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、入力された指令に応じて操作可能な弁装置とそれを備えた給湯装置に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００７７】
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、１１ｂ 第２の開口部、１１ｃ 第３の開口部、１１ｄ 第４の開口部、１１ｅ 溝、１２ 軸体、１３ａ 第１の弁体、１３ｂ 第２の弁体、１３ａ1 第１の切欠、１３ｂ1 第２の切欠、１３ａ2，１３ｂ2 円弧部、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、２０ 給湯装置、２１ 熱交換器、２２ バイパス回路、２３ 燃焼バーナ、２４ 送風機、３１ 給水配管、３１ａ 給水側部分、３１ｂ 熱交換器側部分、３２ 出湯配管、４０ 制御部、４１ スイッチ、４２ リモートコントローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置と、それを備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弁装置を備えた給湯装置が停止すると弁装置の内部に残水が生じる。気温が低い冬季などにおいて弁装置の内部の残水が凍結することがある。そして弁装置の内部の残水が凍結することによって弁装置が破損することがある。
【０００３】
凍結防止のために弁装置の内部の残水を排出する技術は、たとえば特開平７−２１３４５０号公報（特許文献１）、特開２００６−１０５３３４号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
特開平７−２１３４５０号公報のシャワー装置においては、シャワー吐水の終了指示によって流調止水弁が閉じられる。その後、切換え弁駆動装置が切換え弁を排水側吐水口側に自動的に切換える。その際、切換え弁はシャワー流路側には開放状態であるのでシャワー流路内の残湯はヘッド圧により排水側吐出口内に流れ排水される。
【０００５】
また特開２００６−１０５３３４号公報の吐水経路切替装置においては、弁体が設けられた軸の先端に排水弁が設けられている。弁体が移動して吐水方向が第１吐水口に切り替わった時に排水弁が開放されて装置内の残水が排水される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１３４５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１０５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開平７−２１３４５０号公報のシャワー装置および特開２００６−１０５３３４号公報の吐水経路切替装置は、ともに弁体が設けられた軸をスライド移動させる構成に関するものである。したがって、弁体が設けられた軸をスライドさせずに、軸の回転のみによって開閉操作する弁装置において内部の残水を排水することは上記２つの公報に何ら開示されていない。
【０００８】
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、弁体が設けられた軸の回転のみによって開閉操作でき、かつ弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止できる弁装置およびそれを備えた給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の弁装置は、入力された指令に応じて操作可能であって、弁本体と、軸体と、第１の弁体と、第２の弁体とを備えている。弁本体は、第１の開口部と、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。軸体は、弁本体の流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成されている。第１の弁体は、流路内において第１の開口部と第２の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ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の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ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および第２の弁体は、軸線を中心とした第１および第２の弁体の回転により第１および第２の切欠の開閉操作が可能であり、入力された指令によって、軸線を中心とした軸体の回転により第１の切欠が全閉しかつ第２の切欠が全開するように位置した後に、軸線を中心とした軸体の回転により少なくとも第１の切欠が開くように停止する。
【００１０】
本発明の弁装置によれば、第１および第２の弁体は、軸線を中心とした第１および第２の弁体の回転により第１および第２の切欠の開閉操作が可能である。このため、第１および第２の弁体が接続された軸体の回転のみによって開閉操作することができる。
【００１１】
また、第１および第２の弁体は、入力された指令によって、軸線を中心とした軸体の回転により第１の切欠が全閉しかつ第２の切欠が全開するように位置した後に、軸線を中心とした軸体の回転により少なくとも第１の切欠が開くように停止する。少なくとも第１の切欠が開くため、第１の開口部と第２の開口部との間で流体を流すことができる。これにより、弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止することができる。
【００１２】
また軸体を回転させる駆動手段は定期的にゼロ点調整を行わないと脱調のおそれがある。そこで本発明の弁装置では停止指令の後に第１の切欠が全閉し第２の切欠が全開するように第１および第２の弁体が位置する。これにより、停止指令の後にゼロ点調整が可能となる。このため、ゼロ点調整を行うことによって脱調を防止することができる。
【００１３】
本発明の給湯装置は、上記の弁装置と、第２の開口部に接続された熱交換器と、第３の開口部に接続されたバイパス回路とを備えている。
【００１４】
本発明の給湯装置によれば、主に残水が生じる熱交換器側の第２の開口部側の残水を第１の開口部を通じて排水することができる。これにより、凍結を防止することができる。
【００１５】
また、熱交換器側が全閉となりバイパス回路側が全開となった後に、熱交換器側を開くため、停止動作中に再出湯指令が出された場合、再出湯される湯が高温にならないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、弁体が設けられた軸の回転のみによって開閉操作でき、かつ弁装置の内部の残水を排水して凍結を防止できる弁装置およびそれを備えた給湯装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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などの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す弁装置およびステッピングモータなどにおける弁装置部分の断面を概略的に示す図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた給湯装置の構成を概略的に示す図である。
【図１１】図１に示す弁装置の動作を説明するための図である。
【図１２】図１０に示す給湯装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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２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。ステッピングモータ２には制御部４０が接続されている。制御部４０にはスイッチ４１が接続されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
この弁装置１が分配弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体（たとえば湯水）のたとえば流入口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流出口である。また弁装置１が混合弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体のたとえば流出口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流入口である。
【００２３】
また第４の開口部１１ｄが流路１１Ａに通じるように形成されていてもよい。弁装置１が分配弁である場合には、この第４の開口部１１ｄは流体の流出口であることが好ましい。
【００２４】
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、軸体１２の一方端側の外周部に取付られた弁カラー１５を介在して弁本体１１に支持されることにより、軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能である。
【００２５】
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（駆動源）２により回転駆動力を与えられるように、軸体１２の一方端にはステッピングモータ２が接続されている。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。
【００２６】
ステッピングモータ２にはステッピングモータ２の回転を制御可能な制御部４０が接続されている。制御部４０は、ステッピングモータ２の回転を制御することによって軸体１２の回転を制御可能に構成されている。制御部４０には制御部４０を操作可能なスイッチ４１が接続されている。スイッチ４１は、制御部４０を操作することによってステッピングモータ２の回転を操作可能に構成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能に構成されている。そして、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、入力された指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように位置した後に、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1を開くように停止するように制御部４０によって制御可能に構成されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
次に、本実施の形態の弁装置１を有する給湯装置の構成について図１０を用いて説明する。
【００４５】
図１０を参照して、給湯装置２０は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、熱交換器２１と、バイパス回路２２と、燃焼バーナ２３と、送風機２４と、給水配管３１と、出湯配管３２と、制御部４０と、スイッチ４１とを主に有している。
【００４６】
なお、給湯装置２０はリモートコントローラ４２を有していてもよい。リモートコントローラ４２は、たとえば無線通信によってスイッチ４１を操作可能に構成されている。この場合、スイッチ４１は受信機を有しており、リモートコントローラ４２は受信機と通信可能な送信機を有している。また、リモートコントローラ４２と給湯装置２０は、通信ケーブル等により有線で接続されていてもよい。
【００４７】
給湯装置２０では、弁装置１は入力された指令に応じて操作可能に構成されている。給湯装置２０においては、制御部４０からの指令よってステッピングモータ２を回転させることで弁装置１を操作することができる。
【００４８】
熱交換器２１には、熱交換器２１に給水するための給水配管３１と、熱交換器から出湯するための出湯配管３２とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）２２は、この給水配管３１と出湯配管３２とを接続している。
【００４９】
熱交換器２１は、燃焼バーナ２３で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行うものであり、送風機２４は、燃焼バーナ２３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。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３１とバイパス回路２２との接続部に接続されている。
【００５０】
主に図２および図１０を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３１の給水側部分３１ａに接続されており、第２の開口部１１ｂは給水配管３１の熱交換器側部分３１ｂに接続されている。また第３の開口部１１ｃはバイパス回路２２に接続されている。なお第４の開口部１１ｄは、この弁装置１を追焚付き給湯装置に使用した場合などに、その追焚付き給湯装置に含まれる水圧導入口を有する逆流防止弁（図示せず）などに接続されることが好ましい。
【００５１】
この給湯装置２０においては、弁装置１が給水配管３１とバイパス回路２２との接続部に配置されているため、熱交換器２１およびバイパス回路２２への分配比を弁装置１により調整することができる。
【００５２】
つまり給湯装置２０においては、当該装置への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【００５３】
次に、本実施の形態の弁装置１の動作について図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）を用いて説明する。
【００５４】
図１１（Ａ）を参照して、この状態は、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ており（全開）、かつ第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われて閉じた（全閉）状態を示している。この状態では図２に示すように、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃ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２の開口部１１ｂとの間で流体の流通は遮断されている。
【００５５】
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１４ａ、１４ｂ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１１（Ｂ）、（Ｃ）にも同様に付されている。
【００５６】
図１１（Ｂ）を参照して、この状態は図１１（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（半開）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。
【００５７】
図１１（Ｃ）を参照して、この状態は図１１（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で覆われて閉じており（全閉）、かつ第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た（全開）状態となっている。この状態では図９に示すように、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃ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２の開口部１１ｂとの間で流体は流通可能である。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、本実施の形態の給湯装置２０の動作について図１０および図１２を用いて説明する。
【００６０】
図１０および図１２を参照して、給湯装置２０の使用が開始される際には、スイッチ４１によって運転スイッチが入れられる（ステップＳ１０）。運転スイッチが入れられると制御部４０によって通常の運転制御が行われる（ステップＳ１１）。この通常運転制御では、制御部４０がステッピングモータ２の回転を制御することで弁装置１が操作される。そして、弁装置１によって入水の熱交換器２１側とバイパス回路２２側との分配比が調整されることにより出湯が所望の温度に制御される。
【００６１】
給湯装置２０の使用が終了される際には、スイッチ４１によって運転スイッチが切られる（ステップＳ１２）。運転スイッチが切られると制御部４０によって、図１１（Ａ）に示すように熱交換器２１側（缶体側）が全閉しバイパス回路２２側が全開となるように弁装置１が操作される（ステップＳ１３）。つまり、停止指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが位置する。バイパス回路２２側が全開となるよう弁装置１が操作されることによって、停止動作中に再出湯指令が出された場合、再出湯される湯が高温にならないようにすることができる。
【００６２】
バイパス回路２２側が全開となる位置が０ステップ位置に設定されている。０ステップ位置はステッピングモータ２の回転が０°の位置である。この給湯装置２０では、ステッピングモータ２の回転が０°の位置であることを検出可能な位置検出装置（図示せず）が設けられている。運転スイッチが切られたタイミングでステッピングモータ２の回転が０°の位置であることを検出することで制御部４０の制御値とステッピングモータ２のステップ数とのずれ（脱調）をなくすようにゼロ点調整を行うことができる。位置検出装置がステッピングモータ２の回転が０°の位置であることを検出するとリミッタ信号が制御部４０に送信される。
【００６３】
制御部４０は、リミッタ信号の検知を判定する（ステップＳ１４）。制御部４０がリミッタ信号を検知しないと、給湯装置２０の表示部（図示せず）に故障が表示される（ステップＳ１５）。制御部４０がリミッタ信号を検知すると、熱交換器２１側（缶体側）およびバイパス回路２２側のうち少なくとも缶体側が開くように弁装置１が操作される（ステップＳ１６）。つまり、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが停止する。この際、バイパス回路２２側の弁体が約３０°〜１８０°の任意の位置へ移動する。これにより、弁装置１から残水が排水可能な状態になる。実際の排水は給湯装置２０の給水配管３１の給水側部分３１ａに設けられた排水栓（図示せず）を開放することによりなされてもよい。
【００６４】
弁本体１１の流路壁面と第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの円弧部１３ａ2、１３ｂ2との間には隙間が設けられているが、この隙間が残水の表面張力によって覆われて排水できない場合がある。この残水の表面張力を決壊させるために弁本体１１の流路壁面と第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの円弧部１３ａ2、１３ｂ2との間には充分な隙間が設けられることが好ましい。そこで、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂがたとえば３０°回転すると上記隙間での残水の表面張力は生じない。したがって、残水を排水することができる。
【００６５】
また、バイパス回路２２側が全閉（缶体側が全開）で停止しても給湯装置２０内の残水は主に缶体側にあるため、残水を排水することができる。この場合のバイパス回路２２側の弁体の回転角度は１８０°となる。そのため、バイパス回路２２側の弁体をたとえば３０°以上１８０°以下の任意の位置に移動させように弁装置１が操作されることが好ましい。
【００６６】
なお、弁装置１は第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが９０°回転するように操作されることが好ましい。この場合、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの開口面積はそれぞれ最大となるので、両方での排水の効果を最大化することができる。そして、このバイパス動作が行われると待機状態となる（ステップＳ１７）。
【００６７】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の弁装置１によれば、図２および図３に示すように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能である。このため、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが接続された軸体１２の回転のみによって開閉操作することができる。
【００６８】
また、図１１および図１２に示すように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、停止指令によって、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により第１の切欠１３ａ1が全閉しかつ第２の切欠１３ｂ1が全開するように位置した後に、軸線Ｃ−Ｃを中心とした軸体１２の回転により少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くように停止する。少なくとも第１の切欠１３ａ1が開くため、第１の開口部１３ａと第２の開口部１３ｂとの間で流体を流すことができる。これにより、弁装置１の内部の残水を排水して凍結を防止することができる。
【００６９】
また軸体１２を回転させる駆動手段は定期的にゼロ点調整を行わないと脱調のおそれがある。そこで本実施の形態の弁装置１では停止指令の後に第１の切欠１３ａ1が全閉し第２の切欠１３ｂ1が全開するように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが位置する。これにより、停止指令の後にゼロ点調整が可能となる。このため、ゼロ点調整を行うことによって脱調を防止することができる。
【００７０】
また、本実施の形態の弁装置１によれば、弁体が設けられた軸をスライド移動させる構成に比べて、軸体１２の回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能であるため、弁装置１を小型化することができる。
【００７１】
本実施の形態の弁装置１を図１０に示す給湯装置２０に用いることにより、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが接続された軸体１２の回転のみによって開閉操作することができ、かつ弁装置１の内部の残水を排水して凍結を防止することができる。
【００７２】
また、本実施の形態の給湯装置２０によれば、第２の開口部１１ｂに熱交換器２１が接続され、第３の開口部１１ｃにバイパス回路２２が接続されているため、主に残水が生じる熱交換器２１側の第２の開口部１１ｂ側の残水を第１の開口部１１ａを通じて排水することができる。これにより、凍結を防止することができる。
【００７３】
また、熱交換器２１側が全閉となりバイパス回路２２側が全開となった後に、熱交換器２１側を開くため、停止動作中に再出湯指令が出された場合、再出湯される湯が高温にならないようにすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態の給湯装置２０においては、当該装置２０への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【００７５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、入力された指令に応じて操作可能な弁装置とそれを備えた給湯装置に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００７７】
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、１１ｂ 第２の開口部、１１ｃ 第３の開口部、１１ｄ 第４の開口部、１１ｅ 溝、１２ 軸体、１３ａ 第１の弁体、１３ｂ 第２の弁体、１３ａ1 第１の切欠、１３ｂ1 第２の切欠、１３ａ2，１３ｂ2 円弧部、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、２０ 給湯装置、２１ 熱交換器、２２ バイパス回路、２３ 燃焼バーナ、２４ 送風機、３１ 給水配管、３１ａ 給水側部分、３１ｂ 熱交換器側部分、３２ 出湯配管、４０ 制御部、４１ スイッチ、４２ リモートコントローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された指令に応じて操作可能な弁装置であって、
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、
前記弁本体の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の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ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する第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の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ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する第２の弁体とを備え、
前記第１および第２の弁体は、前記軸線を中心とした前記第１および第２の弁体の回転により前記第１および第２の切欠の開閉操作が可能であり、
前記入力された指令によって、前記軸線を中心とした前記軸体の回転により前記第１の切欠が全閉しかつ前記第２の切欠が全開するように位置した後に、前記軸線を中心とした前記軸体の回転により少なくとも前記第１の切欠が開くように停止する、弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前記弁装置と、
前記第２の開口部に接続された熱交換器と、
前記第３の開口部に接続されたバイパス回路とを備えた、給湯装置。
【請求項１】
入力された指令に応じて操作可能な弁装置であって、
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、
前記弁本体の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の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ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する第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の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ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する第２の弁体とを備え、
前記第１および第２の弁体は、前記軸線を中心とした前記第１および第２の弁体の回転により前記第１および第２の切欠の開閉操作が可能であり、
前記入力された指令によって、前記軸線を中心とした前記軸体の回転により前記第１の切欠が全閉しかつ前記第２の切欠が全開するように位置した後に、前記軸線を中心とした前記軸体の回転により少なくとも前記第１の切欠が開くように停止する、弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前記弁装置と、
前記第２の開口部に接続された熱交換器と、
前記第３の開口部に接続されたバイパス回路とを備えた、給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９６４８０（Ｐ２０１３−９６４８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８８１１（Ｐ２０１１−２３８８１１）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]