(57)【要約】      （修正有）【課題】流体の状態の変化による破損又は変形が起こりにくい逃し弁一体型減圧弁及び給湯器を提供する。【解決手段】逃し弁一体型減圧弁１０は、流体が流れる流路を有する弁箱と、流路に設けられ、下流側の流体の圧力に応じて第一弁体を開閉して下流側の流体の圧力を減圧する減圧弁と、流路の、減圧弁よりも下流に設けられ、下流側の流体の圧力が高いときに第二弁体を開けて流体を排出する逃し弁と、流路に配置され、流体の状態を検出する温度センサ６０と、温度センサ６０が検出した流体の状態に基づいて、逃し弁が有する第二弁体を開閉する制御部と、を備える。【選択図】図１
2020187621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流路を有する弁箱と、
前記流路に設けられ、下流側の前記流体の圧力に応じて第一弁体を開閉して前記下流側の前記流体の圧力を減圧する減圧弁と、
前記流路の、前記減圧弁よりも下流に設けられ、前記下流側の前記流体の圧力が高いときに第二弁体を開けて前記流体を排出する逃し弁と、
前記流路に配置され、前記流体の状態を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記流体の状態に基づいて、前記逃し弁が有する前記第二弁体を開閉する制御部と、
を備える逃し弁一体型減圧弁。
【請求項２】
前記センサは、前記流体の温度を検出する温度検出部を有し、
前記制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項１に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項３】
前記制御部は、前記温度検出部が検出した温度が前記流体の凝固点以下に設定された設定温度値よりも小さい場合に、前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項２に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項４】
前記センサは、前記流体の圧力を検出する圧力検出部を有し、
前記制御部は、前記圧力検出部が検出した圧力に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項１から３のいずれか１項に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項５】
前記圧力検出部は、前記流路内の、前記減圧弁よりも上流側に配置され、
前記制御部は、前記圧力検出部が検出した、前記上流側の前記流体の圧力に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項４に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項６】
前記圧力検出部は、前記流路内の、前記減圧弁よりも下流側に配置され、
前記制御部は、前記圧力検出部が検出した、前記下流側の前記流体の圧力に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項４に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項７】
前記減圧弁は、
前記流路に設けられた第一弁座、該第一弁座よりも前記下流側の前記流体の圧力によって弾性変形するダイヤフラム及び、該ダイヤフラムが弾性変形することにより、前記第一弁座との隙間を開閉する前記第一弁体を有し、
前記下流側の前記流体の圧力が第一閾値以下のときに前記隙間が開き、前記下流側の前記流体の圧力が前記第一閾値よりも大きいときに前記隙間が閉じ、
前記逃し弁は、
前記ダイヤフラムに設けられた第二弁座、該第二弁座を貫通する貫通孔に通された弁軸及び、前記弁軸が接続され、前記第二弁座に付勢された前記第二弁体を有し、
前記下流側の前記流体の圧力が第二閾値よりも大きいときに前記ダイヤフラムが弾性変形することによって前記弁軸が移動して、前記弁箱に設けられたストッパーに当たり、前記第二弁座と前記第二弁体との隙間を開ける、
請求項１から６のいずれか１項に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項８】
前記ストッパーを移動させて、前記ダイヤフラムに対する前記ストッパーの位置を変更する駆動部をさらに備え、
前記制御部は、前記センサが検出した前記流体の状態に基づいて、前記駆動部を駆動して前記ダイヤフラムに対する前記ストッパーの位置を変更する、
請求項７に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項９】
前記ストッパーは、外周部に、前記弁箱を貫通するネジ孔に螺合するネジ部を有するロッドの形状を有し、
前記駆動部は、前記ストッパーを回転させるモータを有し、
前記制御部は、前記モータの回転量を制御して、前記ダイヤフラムに対する前記ストッパーの位置を変更する、
請求項８に記載の逃し弁一体型減圧弁。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の逃し弁一体型減圧弁と、
前記逃し弁一体型減圧弁に接続された給水管と、
を備える給湯器。
【請求項１１】
前記流路には、前記給水管から水が供給され、
前記センサは、前記給水管に供給された水の温度を測定する温度センサであり、
前記温度センサに基づいて、前記給水管から供給された水を加熱する熱源装置の発熱量を制御する制御装置を備える、
請求項１０に記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は逃し弁一体型減圧弁及び給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧弁には、流体が異常に高い圧力となった場合に、その圧力を下げるため、流体を外部に排出する逃し弁を備えるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、下流側の流体の圧力によって弾性変形するダイヤフラムを有し、ダイヤフラムが弾性変形することにより、第一弁体を開閉する減圧弁と、ダイヤフラムに設けられた第二弁体及び、補助バネによってダイヤフラムに付勢された弁座を有する逃し弁と、を備える逃し弁一体型減圧弁が開示されている。
【０００４】
特許文献１、２に記載の逃し弁一体型減圧弁では、ダイヤフラムが、異常に高い圧力の流体に押されて、補助バネの自然長よりも弾性変形すると、逃し弁の第二弁体と弁座の間に隙間が開いてその隙間から流体が排出される。これにより、この逃し弁一体型減圧弁では、流体が異常な圧力となることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平３−１７４８７号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０１８０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
流体が水である場合、温度が０℃以下となると凍結して体積が増加する。その結果、逃し弁一体型減圧弁に異常な圧力がかかることがある。
【０００７】
一般に減圧弁は、第一弁体の下流側の圧力に応じて弁を開閉して減圧する。このため、水の凍結が、減圧弁の第一弁体よりも上流側で発生した場合、減圧弁で減圧することが難しい。その結果、減圧弁の第一弁体よりも上流側で水が凍結した場合に、逃し弁一体型減圧弁が変形又は破損してしまうことがある。
【０００８】
そこで、逃し弁一体型減圧弁の変形又は破損を防ぐため、低温になった場合に、逃し弁の第二弁体を開けて水を排出することが考えられる。また、減圧弁の第二弁体よりも上流側で圧力が異常に高まった場合に、逃し弁の第二弁体を開けて水を排出することが考えられる。
【０００９】
しかし、特許文献１、２に記載の逃し弁一体型減圧弁では、ダイヤフラムが弾性変形することにより、逃し弁の第二弁体が開閉する。このため、流体の温度によって逃し弁の第二弁体が開閉することができない。その結果、この逃し弁一体型減圧弁は、低温になった場合に、第二弁体を開けて水を排出して、変形又は破損を防ぐことが難しい。
【００１０】
また、ダイヤフラムが下流側の流体の圧力によって弾性変形する。このため、上流側の流体の圧力によって逃し弁の第二弁体が開閉することができない。その結果、第二弁体よりも上流側で圧力が異常に高まった場合に、逃し弁一体型減圧弁の変形又は破損を防ぐことが難しい。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、流体の状態の変化による破損又は変形が起こりにくい逃し弁一体型減圧弁及び給湯器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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明に係る逃し弁一体型減圧弁は、流体が流れる流路を有する弁箱と、流路に設けられ、下流側の流体の圧力に応じて第一弁体を開閉して下流側の流体の圧力を減圧する減圧弁と、流路の、減圧弁よりも下流に設けられ、下流側の流体の圧力が高いときに第二弁体を開けて流体を排出する逃し弁と、を備える。さらに、逃し弁一体型減圧弁は、流路に配置され、流体の状態を検出するセンサと、センサが検出した流体の状態に基づいて、逃し弁が有する第二弁体を開閉する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、制御部が、センサによって検出された流体の状態に基づいて、逃し弁の第二弁体を開閉する。このため、流体の状態に起因する逃し弁一体型減圧弁の破損又は変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る給湯器の配管経路の概略図
【図２】本発明の実施の形態１に係る給湯器のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る給湯器が備える逃し弁一体型減圧弁の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１に係る給湯器が備える逃し弁一体型減圧弁を２つに切断したときの逃し弁一体型減圧弁の斜視図
【図５】本発明の実施の形態１に係る給湯器が備える逃し弁一体型減圧弁の断面図
【図６】本発明の実施の形態１に係る給湯器が備える逃し弁一体型減圧弁に設けられた制御装置のハードウエア構成図
【図７】本発明の実施の形態１に係る給湯器の逃し弁一体型減圧弁が備える制御装置の弁開閉処理のフロー図
【図８】本発明の実施の形態２に係る給湯器のブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る給湯器の配管経路の概略図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る給湯器の配管経路の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る逃し弁一体型減圧弁及び給湯器について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、弁一体型減圧弁が備える筐体の流路を上下方向に向け、弁一体型減圧弁が備えるモータを筐体に対して左側に位置させたときの、その左右方向がＸ軸、上下方向がＺ軸、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向がＹ軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る給湯器は、外部機器から給水される水の圧力を減圧するために、逃し弁一体型減圧弁を備えている。そして、低温時に内部で水が凍結して逃し弁一体型減圧弁それ自体が破損することを防ぐため、逃し弁一体型減圧弁が、温度を測定する温度センサと、逃し弁を開けて内部の水を排水する制御部と、を有する。
【００１７】
まず、図１及び図２を参照して、給湯器の構成について説明する。次に、図３−図６を参照して、給湯器が備える逃し弁一体型減圧弁の構成について説明する。
【００１８】
図１は、実施の形態１に係る給湯器１Ａの配管経路の概略図である。図２は、給湯器１Ａのブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、給湯器１Ａは、装置外部から給水された水の圧力を減圧する逃し弁一体型減圧弁１０と、逃し弁一体型減圧弁１０によって減圧された水を貯蔵する貯水タンク２と、貯水タンク２の水を加熱して貯水タンク２に戻すことにより貯水タンク２の水を湯にする熱源装置３と、貯水タンク２に貯蔵された湯と、逃し弁一体型減圧弁１０によって減圧された水を混合して、外部に排水する混合弁４と、を備える。
【００２０】
逃し弁一体型減圧弁１０は、水道管に接続されている。逃し弁一体型減圧弁１０は、水道管から供給された水の圧力を予め設定された設定圧に減圧する。なお、本明細書では、水道管のことを給水管ともいう。
【００２１】
また、逃し弁一体型減圧弁１０は、貯水タンク２から延在すると共に、混合弁４に分岐する接続管につながれている。逃し弁一体型減圧弁１０は、減圧した水を貯水タンク２と混合弁４に供給する。さらに、逃し弁一体型減圧弁１０は、貯水タンク２の水圧が上昇した場合に、水道管からの水の供給を停止させて貯水タンク２の水圧を減圧する。なお、逃し弁一体型減圧弁１０の詳細な構成は後述する。
【００２２】
貯水タンク２は、逃し弁一体型減圧弁１０から減圧された水の供給を受けると共に、後述するポンプ９によって熱源装置３に水を送る。一方、熱源装置３は、送られた水を加熱して湯を沸かし、その湯を貯水タンク２に戻す。貯水タンク２は、貯蔵した湯をポンプ９で混合弁４に供給する。
【００２３】
混合弁４は、貯水タンク２から供給された湯と逃し弁一体型減圧弁１０から供給された水を、後述する制御ユニット７が決定した割合で混合する。これにより、混合弁４は、所望の温度の湯を作る。そして、その湯を外部機器へ給湯する。
【００２４】
給湯器１Ａは、上述した各機器に水と温水を流通させて、所望の温度の湯を給湯する。給湯器１Ａは、その所望の温度の湯を沸かすため、図２に示すように、給湯する湯の温度設定をするための操作ユニット５と、操作ユニット５に設定された温度に基づいて熱源装置３の発熱量、ポンプ９の流量等を制御する制御ユニット７と、をさらに備えている。
【００２５】
操作ユニット５は、図示しないが、電源ボタン、温度設定ボタン等の各種操作ボタンと、給湯器１Ａの動作状態、設定した温度等の各種情報を表示する液晶ディスプレイと、を有している。操作ユニット５は、ユーザーが電源ボタンを押した後、温度設定ボタンを用いて設定温度を入力すると、その設定温度データを制御ユニット７に送信する。
【００２６】
制御ユニット７は、図示しないが、外部電源から電力の供給を受ける。一方、上述した貯水タンク２には、温度センサ８が設けられている。制御ユニット７は、温度センサ８が検出した温度のデータを受信する。制御ユニット７は、受信した温度データに基づいて、熱源装置３の発熱量を決めて熱源装置３に必要な電力を供給する。また、制御ユニット７は、熱源装置３に供給する水の流量を決めてポンプ９を駆動する。
【００２７】
また、逃し弁一体型減圧弁１０には、温度センサ６０が設けられている。制御ユニット７は、上記の温度センサ８のほか、温度センサ６０の温度のデータを受信して、混合弁４で混合する水と湯の割合を決定する。制御ユニット７は、混合弁４に決定した割合を送信して、混合弁４に所望の温度の湯を作らせる。なお、本明細書では、制御ユニット７のことを制御装置ともいう。また、温度センサ６０のことを温度検出部ともいう。
【００２８】
給湯器１Ａでは、上述したように、逃し弁一体型減圧弁１０が水道管に接続されている。水道管は、一般に屋外を通ることが多い。このため、水道管を流れる水の温度は、屋外の気温の影響を受けやすい。その結果、主として冬季に、水道管内で水が凍結してしまうことがある。そして、水道管の接続先の逃し弁一体型減圧弁１０の内部で、凍結により水の体積が増加して、逃し弁一体型減圧弁１０が変形又は破損してしまうことがある。そこで、逃し弁一体型減圧弁１０は、低温時に逃し弁を開けて水を排水する。次に、図３−図６を参照して、逃し弁一体型減圧弁１０の構成について説明する。
【００２９】
図３は、実施の形態１に係る給湯器１Ａが備える逃し弁一体型減圧弁１０の斜視図である。図４は、逃し弁一体型減圧弁１０を２つに切断したときの逃し弁一体型減圧弁１０の斜視図である。図５は、逃し弁一体型減圧弁１０の断面図である。図６は、逃し弁一体型減圧弁１０に設けられた制御部７０のハードウエア構成図である。なお、図４は、図３に示す逃し弁一体型減圧弁１０を左右方向かつ上下方向に延在する平面、すなわちＸＺ平面に平行な平面で切断した場合の、逃し弁一体型減圧弁１０を示している。図５は、図４の切断面を示している。また、図４及び図５では、理解を容易するため、減圧弁３０及び逃し弁４０が閉じた状態の、逃し弁一体型減圧弁１０を示している。
【００３０】
図４及び図５に示すように、逃し弁一体型減圧弁１０は、筐体２０と、筐体２０に収容された減圧弁３０及び逃し弁４０と、筐体２０に隣接するモータ５０と、を備えている。また、図２に示すように、逃し弁一体型減圧弁１０は、上述した温度センサ６０と、温度センサ６０が検出した温度に基づいてモータ５０を駆動する制御部７０と、をさらに備えている。
【００３１】
筐体２０は、図３に示すように、円管状に形成され、その管軸を左右方向に向けた本体部２１と、本体部２１の左右方向中央に設けられた直方体状の箱部２２と、を有する。なお、本明細書では、筐体２０のことを弁箱ともいう。
【００３２】
本体部２１は、図４及び図５に示すように、中空であり、その左右方向両端は、塞がれている。本体部２１の内部には、減圧弁３０が組み込まれている。そして、減圧弁３０に水を供給するため、本体部２１の右側部分には、下方向に延在し、その下端に、上述した水道管が接続される流入口２３０が形成された円管状の流入管２３が設けられている。また、本体部２１の右側部分には、減圧弁３０から水を排出するため、上に延在し、上端に、給湯器１Ａの上述した接続管が接続される流出口２４０が形成された円管状の流出管２４が設けられている。
【００３３】
また、箱部２２も、中空である。箱部２２の内部空間は、左右方向両端の壁面が開口されることにより、本体部２１の内部空間とつながっている。その内部空間は、後述するダイヤフラム３３によって、左右方向に仕切られている。そして、ダイヤフラム３３には、逃し弁４０が組み付けられている。箱部２２には、逃し弁４０からの水を排水するため、下に延在し、その下端に排水口２５０が形成された円管状の排水管２５が設けられている。これにより、箱部２２は、逃し弁４０からの水を排水可能である。
【００３４】
一方、上述した本体部２１の内部空間は、流入管２３の内周壁と連続し、流出管２４に向かって延在する隔壁２１０で仕切られている。
【００３５】
隔壁２１０は、流出管２４の内周壁とは連続せず、本体部２１と流出管２４の境界まで延在している。また、隔壁２１０の端部は、流出管２４の管軸近傍に位置している。これにより、隔壁２１０は、その右側に位置し、流入管２３から流出管２４までつながる流路２１１と、その左側に位置し、流出管２４から、箱部２２内のダイヤフラム３３までつながる流路２１２と、を形成している。
【００３６】
また、隔壁２１０は、本体部２１の上下方向中央で左右方向に延在する円筒壁２１３に接続されている。これにより、上述した流路２１１は、左右方向に分岐している。この流路２１１の分岐先には、流路２１１の水圧を減圧するため、減圧弁３０が設けられている。また、上記の流路２１２には、流出管２４側の水圧が高すぎる場合に、減圧弁３０の破損を防ぐため、逃し弁４０が設けられている。
【００３７】
次に、減圧弁３０と逃し弁４０のうち、減圧弁３０について説明する。
【００３８】
減圧弁３０は、図４に示すように、流路２１１に設けられた第一弁座３１と、第一弁体３２と、第一弁体３２を動作させるダイヤフラム３３と、を備えている。
【００３９】
第一弁座３１は、上述した円筒壁２１３によって形成されている。詳細には、円筒壁２１３は、流路２１１と接続するため、下側の一部領域が切り欠かれた切り欠き部２１４を有する。第一弁座３１は、切り欠き部２１４と隣接する円環状の円筒壁２１３の部分によって形成されている。
【００４０】
これに対して、第一弁体３２は、図５に示すように、円柱軸方向中央部の外径が細い円柱の形状に形成されている。その最大外径は、円筒壁２１３の内径よりも摺動可能な程度に小さい。そして、第一弁体３２は、円筒軸を左右方向に向け、円筒壁２１３内に嵌め込まれている。その右側先端の外周部は、第一弁座３１よりも右側に位置している。第一弁体３２の右側先端の外周部には、第一弁体３２が摺動して第一弁座３１との隙間を塞いだときに水密性を高めるため、第一弁座３１よりも外径が大きい円環状のシール部材３４が取り付けられている。
【００４１】
第一弁体３２の右端は、第一バネ３５に接続されている。第一バネ３５は、第一弁体３２と本体部２１の右壁との間に、自由長から圧縮された状態で配置されている。これにより、第一弁体３２は、第一バネ３５から左方向に押圧されている。
【００４２】
一方、第一弁体３２の左端には、逃し弁４０が備える第二弁座４１が位置している。その第二弁座４１は、ダイヤフラム３３に固定されている。
【００４３】
ダイヤフラム３３は、金属の薄い板によって形成されている。その左面には、底をダイヤフラム３３に向けたバネ台座３７が当接している。そのバネ台座３７には、第二バネ３６が嵌め込まれている。
【００４４】
第二バネ３６は、第一バネ３５よりもバネ定数が大きい。そして、第二バネ３６は、バネ台座３７と、本体部２１の内部に嵌め込まれた調整ブロック３８と、に挟み込まれている。
【００４５】
ここで、調整ブロック３８は、円柱軸中央に円板状の鍔がある円柱の形状に形成されている。図示しないが、その鍔の外周には、雄ネジが形成されている。この雄ネジは、本体部２１の内壁に形成された雌ネジに螺合している。調整ブロック３８は、回転することにより左右方向に移動して位置が変更可能である。調整ブロック３８は、第二バネ３６を自由長よりも小さい長さに圧縮する位置に位置が調整されている。
【００４６】
第二バネ３６は、バネ台座３７と調整ブロック３８により、自由長から圧縮されている。そして、第二バネ３６は、第一バネ３５よりもバネ定数が大きいので、第一バネ３５よりも弾性力が大きい。これにより、ダイヤフラム３３は、第二バネ３６によって右方向に押圧されている。
【００４７】
一方、上述したように、ダイヤフラム３３は、金属の薄い板によって形成されている。このため、ダイヤフラム３３は、弾性変形可能である。そして、上述したように、ダイヤフラム３３は、箱部２２の内部空間を仕切っている。ダイヤフラム３３で仕切られた箱部２２の右側内部空間は、上記の流路２１２によって流出管２４とつながっている。これにより、ダイヤフラム３３は、流出管２４に水が充満することにより、水と接触する。その場合、ダイヤフラム３３には、その水圧が加えられる。
【００４８】
また、第一バネ３５の弾性力によって左側に押圧された第一弁体３２が第二弁座４１を押すことから、ダイヤフラム３３には、上記水圧に加え、第一バネ３５の弾性力の圧力がかかる。
【００４９】
これに対して、ダイヤフラム３３の左側には、第二バネ３６が位置している。これにより、ダイヤフラム３３には、第二バネ３６の弾性力の圧力がかかる。その結果、ダイヤフラム３３は、水圧と第一バネ３５の押圧の合計圧力と、第二バネ３６の弾性力の圧力と、の差圧によって、右側又は左側に凸の形状に変形して、その位置が変動する。
【００５０】
このように、ダイヤフラム３３は、流出管２４側の水圧に依存して、その位置が変動する。ダイヤフラム３３は、流出管２４側の水圧と第一バネ３５の押圧の合計圧力が、第二バネ３６の押圧による圧力よりも小さい場合、右側に凸状に変形する。この場合、ダイヤフラム３３は、第一弁体３２を右方向に押して、その方向に移動させる。第一弁体３２が右方向に移動すると、第一弁体３２のシール部材３４は、圧縮される。これにより、第一弁体３２と第一弁座３１の隙間が開く。その結果、ダイヤフラム３３は、減圧弁３０を開ける。なお、本明細書では、減圧弁３０が開く流出管２４側の水圧のことを第一閾値という。
【００５１】
一方、ダイヤフラム３３は、流出管２４側の水圧と第一バネ３５の押圧の合計圧力が、第二バネ３６の押圧による圧力より大きい場合、左側に凸状に変形する。この場合、ダイヤフラム３３は、第一弁体３２を左方向に押して、その方向に移動させる。第一弁体３２が右側に移動すると、圧縮されていたシール部材３４が復元する。これにより、シール部材３４が第一弁座３１に密着して、第一弁体３２と第一弁座３１の隙間が塞がれる。その結果、ダイヤフラム３３は、減圧弁３０を閉じる。
【００５２】
減圧弁３０では、流出管２４側の水圧が高まることにより、ダイヤフラム３３を弾性変形させて、第一弁体３２と第一弁座３１の隙間を閉じる。これにより、水の減圧弁３０の通過を遮断して、流出管２４側の水圧を下げる。しかし、減圧弁３０を閉じても、流出管２４の接続先の、例えば、貯水タンク２の水圧が高い場合、流出管２４側の水圧が下がらないことがある。そこで、水圧が下がらないで減圧弁３０が故障することを防ぐため、ダイヤフラム３３には、上述したように、逃し弁４０が設けられている。次に、逃し弁４０について説明する。
【００５３】
逃し弁４０は、ダイヤフラム３３に固定された第二弁座４１と、弁軸４２を有する第二弁体４３と、第二弁体４３を第二弁座４１に付勢する小バネ４４と、ダイヤフラム３３が弾性変形して弁軸４２が移動することにより、弁軸４２に当接するストッパー４５と、を備えている。
【００５４】
第二弁座４１は、図４及び図５に示すように、頂角が鈍角の円錐状に形成されている。そして、頂角部分に貫通孔を有している。ダイヤフラム３３は、図示しないが、円環状に形成されている。第二弁座４１は、その貫通孔が形成された部分を左側に向けて、ダイヤフラム３３の右側からダイヤフラム３３に嵌め込まれている。
【００５５】
これに対して、第二弁体４３の左端には、弁軸４２が設けられている。そして、弁軸４２は、第二弁座４１の貫通孔に通されている。一方、第二弁体４３の右端には、小バネ４４の左端が固定されている。
【００５６】
小バネ４４の右端は、減圧弁３０の第一弁体３２に固定されている。第一弁体３２には、ダイヤフラム３３が弾性変形することにより、ダイヤフラム３３が押し付けられている。或いは、第一弁体３２は、第一バネ３５の弾性力によってダイヤフラム３３に付勢されている。これにより、小バネ４４は、圧縮されている。その結果、小バネ４４は、その弾性力で第二弁体４３を第二弁座４１に密着させている。第二弁体４３の弁軸４２の左端は、その状態で、第二弁座４１よりも左側に突出している。その弁軸４２のさらに左方向には、ストッパー４５が配置され、弁軸４２の左端は、ストッパー４５と対向している。
【００５７】
ストッパー４５は、本体部２１の内壁に固定された調整ブロック３８に取り付けられている。詳細には、調整ブロック３８には、左右方向に貫通するネジ孔３９が形成されている。ストッパー４５は、ロッドの形状に形成され、外周に、図示しない雄ネジが形成されている。ストッパー４５は、雄ネジをネジ孔３９に螺合することにより、調整ブロック３８に固定されている。なお、本明細書では、雄ネジのことをネジ部ともいう。
【００５８】
また、ストッパー４５は、ロッド軸回りに回転されることにより、ダイヤフラム３３に対して所望の位置に調整されている。その所望の位置とは、流出管２４側の水圧が所望の圧力になり、ダイヤフラム３３が弾性変形したときに、弁軸４２の左端が当接する位置のことである。これにより、ストッパー４５は、流出管２４側の水圧が所望の圧力より高くなると、弁軸４２の左端に当接して、ダイヤフラム３３の弾性変形と共に、左方向への弁軸４２の移動を制限する。その結果、ダイヤフラム３３が左に凸に弾性変形する一方で、弁軸４２の移動が停止する。これにより、ストッパー４５は、ダイヤフラム３３の第二弁座４１から第二弁体４３を離す。その結果、ストッパー４５は、第二弁座４１と第二弁体４３との隙間を生じさせて、逃し弁４０を開ける。ストッパー４５には、所望の位置で弁軸４２に当接して逃し弁４０を開けるため、ストッパー４５をロッド軸回りに回転させて位置調整をするモータ５０が設けられている。なお、本明細書では、逃し弁４０が開く所望の圧力のことを、第二閾値という。
【００５９】
モータ５０は、図示しないが、出力軸がストッパー４５に接続されている。モータ５０は、図２に示す制御部７０の出力によって回転する。なお、本明細書では、モータ５０のことを駆動部ともいう。
【００６０】
上述したように、逃し弁一体型減圧弁１０には、図２に示すように、温度センサ６０が設けられている。温度センサ６０は、図示しないが、筐体２０が備える流入管２３内に配置されている。これにより、温度センサ６０は、流入する水の温度を検出する。温度センサ６０は、測定した温度データを制御部７０に送信する。
【００６１】
制御部７０は、給湯器１Ａが備える図６に示す記憶部１１０に格納された弁開閉プログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０が実行することで実現されている。図２に戻って、制御部７０は、温度センサ６０から温度データを受信する。制御部７０は、受信した温度データに基づいて、モータ５０を駆動して、逃し弁４０を開閉する。
【００６２】
詳細には、制御部７０は、受信した温度データが設定温度値よりも低い場合、逃し弁４０内が凍結すると判定して、モータ５０を一定の回転量だけ正回転させる。ここで、正回転とは、ストッパー４５を図４及び図５での右方向へ、すなわち、ダイヤフラム３３に近づく方向へ移動させる回転方向のことである。これにより、制御部７０は、ストッパー４５をダイヤフラム３３の側に移動させ、ストッパー４５を弁軸４２に当接させることにより、逃し弁４０を開ける。
【００６３】
制御部７０は、モータ５０の正回転後、温度データが設定温度値以上となった場合、上記の正回転の回転量と同じだけモータ５０を逆回転させる。これにより、制御部７０は、ストッパー４５を弁軸４２から離して、逃し弁４０を閉じる。そして、逃し弁４０を元の状態に戻す。
【００６４】
次に、給湯器１Ａでの、逃し弁一体型減圧弁１０の動作について説明する。以下の説明では、ストッパー４５の位置は、減圧弁３０が閉じる水圧よりも、逃し弁４０が開く水圧が高くなる位置に予め調整されているものとする。また、排水の実験をすることにより、上述したモータ５０の一定の回転量が予め決められ、その一定の回転量のデータが記憶部１１０に格納されているものとする。また、記憶部１１０には、上述した設定温度値のデータが格納されているものとする。設定温度値は、水が凍結する温度、すなわち凝固点である零度であるものとする。
【００６５】
図７は、逃し弁一体型減圧弁１０が備える制御部７０の弁開閉処理のフロー図である。
【００６６】
ユーザーが、図２に示す操作ユニット５が備える電源ボタンを押して、給湯器１Ａを起動すると、逃し弁一体型減圧弁１０が備えるＣＰＵ１２０によって弁開閉プログラムが実行される。その結果、弁開閉処理のフローが開始される。
【００６７】
弁開閉処理のフローが開始されると、まず、図７に示すように、制御部７０は、温度センサ６０から温度データを取得する（ステップＳ１）。
【００６８】
続いて、制御部７０は、記憶部１１０から設定温度値Ｔ０のデータを読み出し、取得した温度Ｔが、読み出した設定温度値Ｔ０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。これにより、制御部７０は、流入管２３内の温度が、設定温度値Ｔ０よりも低いか否かを判定する。
【００６９】
制御部７０は、温度Ｔが設定温度値Ｔ０よりも低いと判定した場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、流入管２３内の水温が低く、水が凍結するおそれがあるため、モータ５０を正回転させる（ステップＳ３）。このとき、制御部７０は、記憶部１１０に格納されたモータ５０の回転量データを読み出し、読み出した回転量だけモータ５０を正回転させる。これにより、制御部７０は、逃し弁４０を開ける。その結果、制御部７０は、流入管２３内の水を排水して、水の凍結による体積の増加で、逃し弁一体型減圧弁１０が破損することを防ぐ。
【００７０】
一方、制御部７０は、温度Ｔが設定温度値Ｔ０以上であると判定した場合（ステップＳ２のＮｏ）、ステップＳ１に戻って、再度、温度センサ６０の温度データを取得する。制御部７０は、ステップＳ１、Ｓ２を繰り返すことにより、流入管２３内の水温が設定温度値Ｔ０よりも低くなっていないか、監視する。
【００７１】
制御部７０は、モータ５０を正回転させた後、再度、温度センサ６０から温度データを取得する（ステップＳ４）。続いて、逃し弁４０を閉じてよいか否かを判断するため、温度Ｔが設定温度値Ｔ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００７２】
制御部７０は、温度Ｔが設定温度値Ｔ０以上であると判定した場合（ステップＳ５のＹｅｓ）、流入管２３内の水温が高くなり、或いは流入管２３内の水が抜けてその中に入った空気の温度が高くなり、その結果、凍結するおそれがないとして、モータ５０を逆回転させる（ステップＳ６）。このときの回転量は、ステップＳ３の回転量と同じである。これにより、逃し弁４０を閉じる。
【００７３】
一方、制御部７０は、温度Ｔが設定温度値Ｔ０よりも低いと判定した場合（ステップＳ５のＮｏ）、ステップＳ４に戻って、引き続き、温度データの取得と温度Ｔの判定を続ける。これにより、流入管２３内の水温又は気温が高くなり、凍結のおそれがなくなるまで、逃し弁４０を開けておく。
【００７４】
制御部７０は、モータ５０を逆回転させて逃し弁４０を閉じた後、ステップＳ１に戻る。これにより、温度の監視を続ける。
【００７５】
上記のフローは、ユーザーが、操作ユニット５にある電源ボタンを再度押して、給湯器１Ａの動作を停止させるまで、続けられる。電源ボタンが再度押されて給湯器１Ａの動作が停止すると、弁開閉処理のフローは強制的に終了する。
【００７６】
なお、制御部７０が弁開閉処理を行っているが、給湯器１Ａが備える制御ユニット７が、弁開閉処理を行ってもよい。
【００７７】
また、操作ユニット５に強制排出ボタンを設け、その強制排出ボタンが押されたときに、操作ユニット５が強制排出信号を出力し、制御部７０が、その出力を受信することにより、モータ５０を正回転させて、逃し弁４０を開けてもよい。この場合、強制排出ボタンが再度押されたときに、制御部７０が、モータ５０を逆回転させて、逃し弁４０を閉じてもよい。
【００７８】
以上のように、実施の形態１に係る給湯器１Ａでは、逃し弁一体型減圧弁１０が、温度センサ６０によって検出された水の温度に基づいて、逃し弁４０の第二弁体４３を開閉する制御部７０を備える。このため、制御部７０が水の凍結する温度で第二弁体４３を開閉することにより、凍結による逃し弁一体型減圧弁１０が破損又は変形することを防ぐことができる。
【００７９】
（実施の形態２）
実施の形態１では、逃し弁一体型減圧弁１０が温度センサ６０によって検出された温度データに基づいて、逃し弁４０の第二弁体４３を開閉する。しかし、本発明はこれに限定されない。実施の形態２に係る給湯器１Ｂは、圧力センサ６１を備えている。そして、制御部７０が、圧力センサ６１によって検出された圧力データに基づいて、逃し弁４０の第二弁体４３を開閉する。以下、図８及び図９を参照して、実施の形態２に係る給湯器１Ｂについて説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる構成について説明する。
【００８０】
図８は、実施の形態２に係る給湯器１Ｂのブロック図である。図９は、給湯器１Ｂの配管経路の概略図である。
【００８１】
図８に示すように、給湯器１Ｂは、水圧を検出する圧力センサ６１を備えている。
【００８２】
圧力センサ６１は、図９に示すように、逃し弁一体型減圧弁１０の、上流側、すなわち、水を供給する給水側に配置されている。詳細には、圧力センサ６１は、図示しないが、逃し弁一体型減圧弁１０が備える筐体２０の流入管２３内に配置されている。これにより、圧力センサ６１は、流入する水の圧力を検出して、検出した圧力データを制御部７０に送信する。なお、本明細書では、圧力センサ６１のことを圧力検出部ともいう。
【００８３】
図８に戻って、制御部７０は、圧力センサ６１から圧力データを受信して、受信した圧力データに基づいて、モータ５０を駆動する。これにより、制御部７０は、逃し弁４０を開閉する。
【００８４】
詳細に説明すると、実施の形態１で説明した記憶部１１０には、逃し弁４０の開閉の基準とする設定圧力値が格納されている。制御部７０は、受信した圧力データが記憶部１１０に格納された設定圧力値よりも高い場合、実施の形態１で説明した一定の回転量だけ、モータ５０を正回転させる。これにより、制御部７０は、ストッパー４５をダイヤフラム３３の側に移動させて、逃し弁４０を開ける。その結果、制御部７０は、水圧が高まって、逃し弁一体型減圧弁１０が破損又は変形することを防ぐ。
【００８５】
制御部７０は、モータ５０を正回転させた後、圧力データが設定圧力値未満となった場合に、正回転の回転量と同じだけモータ５０を逆回転させる。これにより、制御部７０は、ストッパー４５を弁軸４２から離して、逃し弁４０を閉じる。
【００８６】
なお、給湯器１Ｂの動作は、図７に示すステップＳ１、Ｓ４の、温度データの取得が圧力データの取得であること、ステップＳ２の、温度Ｔが設定温度値Ｔ０よりも小さいか否かの判定が、圧力が設定圧力値よりも高いか否かの判定であること、ステップＳ５の、温度Ｔが設定温度値Ｔ０以上であるか否かの判定が、圧力が設定圧力値以下であるか否かの判定であること、を除いて同じである。このため、実施の形態２では、給湯器１Ｂの動作の説明は省略する。
【００８７】
以上のように、実施の形態２に係る給湯器１Ｂでは、制御部７０が、圧力センサ６１によって検出された水の圧力に基づいて、逃し弁４０の第二弁体４３を開閉する。このため、流入管２３内の水の圧力が高圧になったときに、圧力センサ６１がその圧力を検出して、制御部７０が第二弁体４３を開けることにより、流入管２３内の水圧が高まって逃し弁一体型減圧弁１０が破損又は変形することを防ぐことができる。
【００８８】
（実施の形態３）
実施の形態２では、圧力センサ６１が筐体２０の流入管２３内に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されない。実施の形態３に係る給湯器１Ｃでは、圧力センサ６２が流出管２４内に配置されている。以下、図１０を参照して、実施の形態３に係る給湯器１Ｃについて説明する。実施の形態３では、実施の形態１、２と異なる構成について説明する。
【００８９】
図１０は、実施の形態３に係る給湯器１Ｃの配管経路の概略図である。
【００９０】
図１０に示すように、給湯器１Ｃは、実施の形態２と同様に、水圧を検出する圧力センサ６２を備えている。
【００９１】
圧力センサ６２は、逃し弁一体型減圧弁１０の、下流側、すなわち、混合弁４側かつ貯水タンク２側に配置されている。詳細には、図示しないが、圧力センサ６２は、逃し弁一体型減圧弁１０の、筐体２０の流出管２４内に配置されている。これにより、圧力センサ６２は、流出管２４内の水の圧力を検出して、検出した圧力データを制御部７０に送信する。
【００９２】
制御部７０は、圧力センサ６２から圧力データを受信して、受信した圧力データに基づいて、モータ５０を駆動する。これにより、制御部７０は、例えば、減圧弁３０が閉じて減圧しているにもかかわらず、水圧が下がらない異常な状態が発生している場合に、逃し弁４０を開けて、異常な状態を解消する。
【００９３】
なお、制御部７０の構成と給湯器１Ｃの動作は、実施の形態２と同様である。このため、実施の形態３では、それらの説明を省略する。
【００９４】
以上のように、実施の形態３に係る給湯器１Ｃでは、圧力センサ６２が流出管２４内に配置されている。このため、流出管２４内の水圧に基づいて減圧弁３０を開閉することができる。
【００９５】
また、給湯器１Ｃでは、圧力センサ６２が流出管２４内に配置されているので、減圧弁３０が所望の圧力で開閉するかの動作チェックをすることができる。例えば、給湯器１Ｃの組立時に、減圧弁３０の動作チェックをすることによって、組立作業を容易にすることができる。
【００９６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、実施の形態１では、逃し弁一体型減圧弁１０が温度センサ６０を備えている。実施の形態２及び３では、逃し弁一体型減圧弁１０が圧力センサ６１、６２を備えている。しかし、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁１０は、水の状態を検出するセンサを備えていればよい。
【００９７】
例えば、温度センサ６０、圧力センサ６１、６２のほか、流速センサを備えていてもよい。この場合、流速センサが検出した流速が一定の時間だけ変化がない場合、換言すると、流速の変動が閾値以下しかない場合、制御部７０が、給湯器１Ａ−１Ｃが長期間動作していないと判定して、逃し弁４０を開けて、給湯器１Ａ−１Ｃ内から水を抜いてもよい。このような形態であれば、長期の不使用による錆、不純物の堆積による逃し弁一体型減圧弁１０の故障を防ぐことができる。
【００９８】
実施の形態１−３では、温度センサ６０又は圧力センサ６１、６２が、流入管２３又は流出管２４の内部に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁１０は、上述したように、水の状態を検出するセンサを備えていればよい。従って、温度センサ６０又は圧力センサ６１、６２は、水の温度又は圧力を検出できる限りにおいて、その配置は任意である。
【００９９】
例えば、温度センサ６０又は、圧力センサ６１、６２は、筐体２０が備える本体部２１に形成された流路２１１、２１２の内部に設けられてもよい。また、温度センサ６０は、流入管２３の外周部に配置されてもよい。この場合、温度センサ６０は、その外周部の温度を水の温度として出力してもよい。或いは、温度センサ６０が検出した外周部の温度から、制御部７０が水の温度を推定してもよい。詳細には、制御部７０は、予め外周部の温度と水の温度との関係を求めておき、その関係を示すデータに基づいて、水の温度を求めてもよい。
【０１００】
実施の形態１−３では、制御部７０がモータ５０を一定の回転量だけ回転させて、逃し弁４０を開閉する。しかし、本発明は、これに限定されない。制御部７０は、逃し弁４０を開閉すればよいので、制御部７０が回転させるモータ５０の回転量は任意である。例えば、制御部７０は、温度センサ６０が検出した温度の変動に応じた回転量だけモータ５０を回転させてもよい。このような形態であれば、温度の変動に応じた開度で逃し弁４０を開けることができる。同様に、制御部７０は、圧力センサ６１、６２が検出した圧力の変動に応じた回転量だけモータ５０を回転させてもよい。このような形態の場合、圧力の変動に応じた開度で逃し弁４０を開けることができる。
【０１０１】
実施の形態１−３では、逃し弁一体型減圧弁１０が給湯器１Ａ−１Ｃに使用されているが、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁１０は、給湯器１Ａ−１Ｃ以外の機器に使用されてもよい。例えば、逃し弁一体型減圧弁１０は、建築物の貯水槽に使用されてもよい。また、建築物の水道管との接続に使用されてもよい。
【０１０２】
実施の形態１−３では、逃し弁一体型減圧弁１０には、水が流通しているが、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁１０には、流体が流通していればよい。例えば、逃し弁一体型減圧弁１０は、冷媒を流通させる管に接続され、冷媒が流通してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１Ａ−１Ｃ  給湯器、２  貯水タンク、３  熱源装置、４  混合弁、５  操作ユニット、７  制御ユニット、８  温度センサ、９  ポンプ、１０  逃し弁一体型減圧弁、２０  筐体、２１  本体部、２２  箱部、２３  流入管、２４  流出管、２５  排水管、３０  減圧弁、３１  第一弁座、３２  第一弁体、３３  ダイヤフラム、３４  シール部材、３５  第一バネ、３６  第二バネ、３７  バネ台座、３８  調整ブロック、３９  ネジ孔、４０  逃し弁、４１  第二弁座、４２  弁軸、４３  第二弁体、４４  小バネ、４５  ストッパー、５０  モータ、６０  温度センサ、６１，６２  圧力センサ、７０  制御部、１１０  記憶部、１２０  ＣＰＵ、２１０  隔壁、２１１，２１２  流路、２１３  円筒壁、２１４  切り欠き部、２３０  流入口、２４０  流出口、２５０  排水口。
【図１】
2020187621.tif 000003
【図２】
2020187621.tif 000004
【図３】
2020187621.tif 000005
【図４】
2020187621.tif 000006
【図５】
2020187621.tif 000007
【図６】
2020187621.tif 000008
【図７】
2020187621.tif 000009
【図８】
2020187621.tif 000010
【図９】
2020187621.tif 000011
【図１０】
2020187621.tif 000012