(57)【要約】【課題】万一想定とは異なる温度の湯水が給水源から流入した場合にも、それが給湯端末に供給されてしまうのを防止することができる流路切換装置および給湯電磁弁ユニットを提供する。【解決手段】給湯管２５ｂの分岐管２６との接続点Ｓ１よりも下流に設けられ、所定値以上の流量に対応した圧力で開弁する圧力開閉弁２１と、分岐管２６に設けられ、所定値未満の流量で開弁する流量開閉弁２２と、を備える。流量開閉弁２２は、圧力降下部材２３の上流側と下流側との圧力差の変動により開閉し、圧力降下部材２３は、電磁弁である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源から給湯端末へ向かう給湯経路と、
前記給湯経路から分岐する分岐経路と、を有し、
前記給水源から流入する湯水の流量が所定値以上の場合には、前記流入する湯水を前記給湯端末に流し、
前記給水源から流入する湯水の流量が所定値未満の場合には、前記流入する湯水を前記分岐経路に流すことを特徴とする流路切換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流路切換装置を備えた給湯電磁弁ユニットであって、
前記流路切換装置は、
前記給湯経路の前記分岐経路の接続点よりも下流に設けられ、前記所定値以上の流量に対応した圧力で開弁する圧力開閉弁と、
前記給湯経路の前記接続点よりも上流に設けられ、前記流量が増加するにつれて上流側と下流側との圧力差が大きくなる圧力降下部材と、
前記分岐経路に設けられ、前記所定値未満の流量に対応した前記圧力差で開弁する流量開閉弁と、を備えることを特徴とする給湯電磁弁ユニット。
【請求項３】
前記圧力開閉弁は、前記給湯経路内で発生する水頭圧により開状態とならないバネ力を有する逆止弁であることを特徴とする請求項２に記載の給湯電磁弁ユニット。
【請求項４】
前記圧力降下部材は、電磁弁であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の給湯電磁弁ユニット。
【請求項５】
前記給湯経路の前記圧力降下部材の上流側、かつ、前記流量開閉弁の一次圧力室に接続される連通路の上流側に逆止弁を備えることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の給湯電磁弁ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯回路に用いられる流路切換装置およびこの流路切換装置を備えた給湯電磁弁ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯機は、温度検知手段によって給湯される湯水の温度を検知しており、万一想定とは異なる温度が検知された場合には、例えば、給湯経路に設けられた電磁弁を閉にして、そのような湯水を給湯端末に供給することのないように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５０６６２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、温度検知手段によって給湯される湯水の温度を検知する場合、湯水の流量が所定量より少ないと、温度を適切に検知することができないことがあり、湯水の温度が想定とは異なる温度であった場合にもその供給を防止できないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、万一想定とは異なる温度の湯水が給水源から流入した場合にも、それが給湯端末に供給されてしまうのを防止することができる流路切換装置および給湯電磁弁ユニット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】
本発明は、給水源から給湯端末へ向かう給湯経路と、前記給湯経路から分岐する分岐経路と、を有し、前記給水源から流入する湯水の流量が所定値以上の場合には、前記流入する湯水を前記給湯端末に流し、前記給水源から流入する湯水の流量が所定値未満の場合には、前記流入する湯水を前記分岐経路に流すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、万一想定とは異なる温度の湯水が給水源から流入した場合にも、それが給湯端末に供給されてしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る給湯電磁弁ユニットを備えた給湯システムを示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る給湯電磁弁ユニットを示す断面図である。
【図３】圧力降下部材および逆止弁における流量と圧力降下との関係を示すグラフである。
【図４】固着防止の原理を示す説明図であり、（ａ）は本実施形態、（ｂ）は比較例である。
【図５】固着防止を説明するためのタイムチャートである。
【図６】給湯電磁弁ユニットと混合弁とを接続する継手を示す断面図である。
【図７】給湯電磁弁ユニットの管部を製造する方法を示し、（ａ）は金型抜き取り前の状態を示す断面図、（ｂ）は軸方向から見たときの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態に係る給湯電磁弁ユニット１００について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る給湯電磁弁ユニット１００は、例えば、電気給湯機内の浴槽へ温水を供給する給湯システム１０に用いられるものである。この給湯システム１０は、水を貯蔵する貯湯タンク１１、この貯湯タンク１１に貯蔵された水を加熱するヒートポンプユニット１２、浴槽１７（給湯端末）、給湯電磁弁ユニット１００、制御装置２００などを備えて構成されている。
【００１０】
貯湯タンク１１は、湯水を溜める容器であり、例えば、鉛直方向に延びるように円筒状に形成され、その円筒の上部と下部がそれぞれ鏡部で覆われることで構成されている。また、貯湯タンク１１は、保温性能向上のため、その周囲が発泡スチロールなどの断熱材（不図示）などで覆われている。
【００１１】
また、貯湯タンク１１には、異なる高さ位置での熱媒体（湯水）の温度を検知する複数のタンク温度センサ（不図示）が設けられており、制御装置２００によって、貯湯タンク１１内の湯水の温度分布を把握できるようになっている。
【００１２】
また、貯湯タンク１１の下部に設けられたヒートポンプ往き口１１ａは、ヒートポンプ往き管１２ａ、ヒートポンプユニット１２、ヒートポンプ戻り管１２ｂを介して貯湯タンク１１の上部のヒートポンプ戻り口１１ｂに接続されている。
【００１３】
ヒートポンプユニット１２は、図示していないが、例えば、二酸化炭素などの冷媒（熱媒）を圧縮して高温・高圧にするコンプレッサと、コンプレッサからの冷媒を凝縮させるとともに貯湯タンク１１からの水を熱交換によって加熱するコンデンサ（水熱交換器）と、コンデンサからの冷媒を膨張させる膨張弁と、大気中の熱を吸熱して膨張した冷媒を蒸発させるエバポレータ（空気熱交換器）と、を備えて構成されている。
【００１４】
なお、貯湯タンク１１からヒートポンプユニット１２への水の循環は、ヒートポンプユニット１２内に設けられた循環ポンプ（不図示）の動力などによって行われる。
【００１５】
なお、貯湯タンク１１内の湯水を加熱するための熱源ユニットとしてヒートポンプユニット１２を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば電気ヒータを熱源としてもよく、あるいはガスを熱源としてもよい。
【００１６】
また、貯湯タンク１１の下部に設けられた入水口１１ｃには、給水源（例えば、水道）からの水（水道水）が導入される給水管１３ａが接続されている。なお、給水管１３ａには、給水源からの圧力を減圧する減圧弁（不図示）などが設けられている。なお、給水源から貯湯タンク１１への給水は、水道圧によって行われる。
【００１７】
また、貯湯タンク１１の上部に設けられた出湯口１１ｄには、湯が取り出される給湯管１３ｂの一端（上流端）が接続され、この給湯管１３ｂの他端（下流端）が混合弁１４の一方の導入口に接続されている。
【００１８】
また、給水管１３ａには、減圧弁（不図示）の下流に分岐給水管１３ｃの一端（上流端）が接続され、他端（下流端）が混合弁１４の他方の導入口に接続されている。混合弁１４は、貯湯タンク１１から給湯管１３ｂを介して供給された高温の湯と、給水源から給水管１３ａおよび分岐給水管１３ｃを介して供給された水とを混合して適度な温度の湯水を生成するものである。なお、制御装置２００は、給湯管１３ｂからの湯の温度と、分岐給水管１３ｃからの水の温度とを図示しない各温度センサから取得して、給湯管１３ｂからの湯の導入量と、分岐給水管１３ｃからの水の導入量とを、設定された給湯温度になるように混合弁１４を調整する。
【００１９】
混合弁１４は、給湯流路１５、給湯電磁弁ユニット１００、給湯管１６を介して浴槽１７に接続されている。なお、給湯管１６には、浴槽１７に供給される湯の温度を検出する浴槽温度センサ３０が設けられている。
【００２０】
図１に示すように、給湯電磁弁ユニット１００は、圧力開閉弁２１（流路切換装置）と、流量開閉弁２２（流路切換装置）と、圧力降下部材２３（流路切換装置）と、逆止弁２４と、を含んで構成されている。給湯流路１５は、給湯管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，１６を介して浴槽１７に接続されている。
【００２１】
給湯管２５ｂの接続点Ｓ２には、流量開閉弁２２の一次圧力室Ｒ１と接続される連通管２７が接続されている。一次圧力室Ｒ１は、検圧室であり、給湯管２５ｂおよび連通管２７の圧力が常に作用するようになっている。
【００２２】
給湯管２５ｃの接続点Ｓ１には、流量開閉弁２２の排水室Ｒ２と接続される分岐管２６（分岐経路）が接続されている。この排水室Ｒ２は、流量開閉弁２２が開弁することによって排水管２８と連通するようになっている。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る給湯電磁弁ユニットを示す断面図である。なお、図２の給湯電磁弁ユニット１００は、図１の給湯電磁弁ユニット１００とは、配管の向きが左右逆である。
【００２４】
図２に示すように、給湯電磁弁ユニット１００は、給湯管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ、分岐管２６および排水管２８を樹脂で一体成形した管部Ｍ、この管部Ｍとは別体で構成された連通管２７，２９を有し、この管部Ｍに、圧力開閉弁２１、流量開閉弁２２、圧力降下部材２３および逆止弁２４が取り付けられている。
【００２５】
また、給湯管２５ｃと給湯管２５ｄは、鉛直方向の上下に位置して上下方向に直線状に延びている。給湯管２５ａは、給湯管２５ｃの上端に位置して、給湯管２５ｃの軸方向に対して直交する方向に延びている。給湯管２５ｂは、給湯管２５ａと給湯管２５ｃとの間に位置して、給湯管２５ｃの周囲を囲むように環状に形成された周囲流路２５ｂ１を有している。分岐管２６は、給湯管２５ａよりも下方の位置において、給湯管２５ｃに対して直交する方向、かつ、給湯管２５ａと同方向に直線状に延びている。また、分岐管２６には、流量開閉弁２２の一部を構成するハウジング２６ａと、湯水を給湯システム１０（図１参照）の外部に排出する排水管２８とが一体に形成されている。排水管２８は、分岐管２６の先端において、鉛直方向の下方に延びている。
【００２６】
また、給湯管２５ｂの周囲流路２５ｂ１には、管部Ｍと一体形成された連通路２５ｅが連通するように構成されている。連通路２５ｅは、連通管２７，２９を介して流量開閉弁２２と接続されている。なお、連通管２９は、流量開閉弁２２のハウジングの一部を構成している。つまり、流量開閉弁２２は、分岐管２６から延びた略凹形状の部分と、連通管２９から延びた略凹形状の部分とで当該流量開閉弁２２のハウジングを構成している。
【００２７】
図２に示すように、圧力開閉弁２１は、上流側の圧力が所定圧力以上になったときに開弁するものであり、例えば逆止弁によって構成することができる。この圧力開閉弁２１は、上流側と下流側の圧力を受ける弁体２１ａと、この弁体２１ａを支持するシャフト２１ｂと、弁体２１ａを弁座２１ｃに当接する方向に付勢するコイルバネ２１ｄと、弁体２１ａ、シャフト２１ｂおよびコイルバネ２１ｄ（以下、弁体２１ａ等とする）を収容して弁座２１ｃを兼ね備えるハウジング２１ｅと、弁体２１ａ等をハウジング２１ｅに固定する蓋２１ｆと、ハウジング２１ｅの外周側から流体の浸出を防ぐＯリング２１ｇとで構成されている。なお、圧力開閉弁２１は、給湯管２５ｄの下端の開口から弁体２１ａを上向きとして挿入され、分岐管２６よりも下方の位置に装着される。
【００２８】
ところで、後記する流量開閉弁２２が開状態で圧力開閉弁２１が閉状態であるとき、給湯流路１５（図１参照）から下流側に流れる流体（湯）の一部は、排水管２８に流れず、接続点Ｓ１から圧力開閉弁２１までの滞留空間Ｑ１に留まる可能性がある。このとき滞留空間Ｑ１の高さＨによって発生する水頭圧により圧力開閉弁２１に対して上流側から下流側に加わる力が、コイルバネ２１ｄのバネ力により圧力開閉弁２１を下流側から上流側へ押す力より大きくなった場合、圧力開閉弁２１が弁座２１ｃから離れて上流側と下流側が連通してしまうおそれがある。このためコイルバネ２１ｄの基準位置でのバネ力は、滞留空間Ｑ１の高さＨにより発生する水頭圧により圧力開閉弁２１が上流側から下流側に加える力より大きくなるように設定することで、流量開閉弁２２が開状態であるとき、圧力開閉弁２１の閉状態を確実に維持することができる。
【００２９】
すなわち、圧力開閉弁２１は、弁体２１ａを上流側から下流側に押す力が、コイルバネ２１ｄのバネ力により弁体２１ａを下流側から上流側に押す力より大きくなったときに、弁体２１ａが弁座２１ｃから離座し、上流側と下流側との流路が連通するようになっている。なお、圧力開閉弁２１を開弁させるバネ力の設定条件については後記する。
【００３０】
流量開閉弁２２（流路切換装置）は、排水用および吸気用のいわゆる縁切り弁であり、分岐管２６の先端に形成された環状の弁座２６ｂに着座および離座する方向に作動するダイアフラム２２ａと、ダイアフラム２２ａを保持して軸方向に案内する弁体２２ｂと、ダイアフラム２２ａを弁座２６ｂから離座させる方向（開弁させる方向）に付勢するコイルバネ２２ｃと、を有している。なお、ダイアフラム２２ａは、フッ素ゴム、シリコーンゴムなど弁座２６ｂに密着させ、分岐管２６と排水管２８との連通を確実に遮断できる弾性材料で形成されている。
【００３１】
また、流量開閉弁２２（流路切換装置）は、分岐管２６の先端部に、ダイアフラム２２ａ、弁体２２ｂ、コイルバネ２２ｃ（以下、ダイアフラム２２ａ等とする）を収容して弁座２６ｂを兼ね備えるハウジング２６ａを有している。また、連通管２９は、その一部がハウジング２６ａの開口２６ａ１を覆う蓋部２９ａを有するとともに、ダイアフラム２２ａの外周縁部２２ａ１を蓋部２９ａとハウジング２６ａとで挟持して固定するようになっている。また、連通管２９の蓋部２９ａは、ダイアフラム２２ａとともに弁体２２ｂが軸方向に作動可能となるように隙間２９ａ１によって軸方向の高さが設定されている。
【００３２】
このように、流量開閉弁２２は、ダイアフラム２２ａを備えた弁体２２ｂによって、一次圧力室Ｒ１（検圧室）と排水室Ｒ２とに区画されている。また、連通管２９は、連通管２７（連通路）の一端とＯリング３１ａを介して連結されている。連通管２７の他端は、Ｏリング３１ｂを介して連通路２５ｅと連結されている。
【００３３】
これにより、流量開閉弁２２は、一次圧力室Ｒ１の圧力をＰ１、排水室Ｒ２の圧力をＰ２、コイルバネ２２ｃのバネ力をＰ３としたときに、一次圧力室Ｒ１と排水室Ｒ２との圧力差ΔＰ（Ｐ１−Ｐ２）がバネ力Ｐ３よりも小さくなったときに（Ｐ１−Ｐ２＜Ｐ３）、開弁するようになっている。よって、流量開閉弁２２のダイアフラム２２ａが弁座２６ｂから離座して開弁すると、分岐管２６と排水管２８とが連通して、給湯管２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して供給された湯（流体）が分岐管２６を通って排水管２８から排出される。
【００３４】
圧力降下部材２３は、パイロット式の電磁弁で構成され、ダイアフラム２３ａ、弁体２３ｂ、プランジャ２３ｄ、圧縮コイルバネ２３ｅ、ソレノイドコイル２３ｆ、蓋部２３ｇ、カバー２３ｈなどで構成されている。
【００３５】
また、圧力降下部材２３は、ダイアフラム２３ａによって仕切られた背圧室Ｒ３を有し、弁体２３ｂに形成されたオリフィス２３ｂ２によって給湯管２５ｂの周囲流路２５ｂ１に連通している。
【００３６】
ダイアフラム２３ａは、略環状のシート部２３ａ１と、このシート部２３ａ１の外周縁部から上方に延びる筒状の弾性変形部２３ａ２とを有し、シート部２３ａ１が弁座２５ｃ１に着座および離座する方向に動作するようになっている。
【００３７】
弁体２３ｂは、径方向の中心において軸方向に貫通するパイロット孔２３ｃを有するとともにダイアフラム２３ａを保持して軸方向に動作する皿形状の基部２３ｂ１を有している。また、弁体２３ｂには、その中心において軸方向に延びてパイロット孔２３ｃが形成されたシャフト２３ｂ４と、シャフト２３ｂ４の外面に形成されて給湯管２５ｃ内に摺動可能に挿入される複数枚の羽根部２３ｃ２と、を有している。これにより、羽根部２３ｃ２によって、弁体２３ｂを軸方向に安定して動作できるようになっている。
【００３８】
プランジャ２３ｄは、その下端面にパイロット孔２３ｃの上端に形成されたパイロット弁座２３ｂ３に着座または離座するパイロット弁体２３ｄ１が嵌め込まれている。
【００３９】
圧縮コイルバネ２３ｅは、プランジャ２３ｄの上方において同軸に配置され、プランジャ２３ｄを常に軸方向下方に押圧するようになっている。このとき圧縮コイルバネ２３ｅがプランジャ２３ｄを押し下げることにより、パイロット弁体２３ｄ１がパイロット弁座２３ｂ３に着座するようになっている。
【００４０】
ソレノイドコイル２３ｆは、図示しないボビンにコイルが巻回されたものであり、通電（ＯＮ、励磁）されることにより、圧縮コイルバネ２３ｅの付勢力に抗してプランジャ２３ｄを、パイロット弁体２３ｄ１がパイロット弁座２３ｂ３から離座する方向へ吸引するようになっている。また、ソレノイドコイル２３ｆは、コイルが巻回されたボビンの周囲に磁性材料で形成されたヨークが設けられている。
【００４１】
蓋部２３ｇは、弁体２３ｂ等が取り付けられる開口２５ｂ２を覆うとともにプランジャ２３ｄおよび圧縮コイルバネ２３ｅを収容し、さらに軸方向に摺動可能に保持している。また、蓋部２３ｇは、ダイアフラム２３ａの周縁部を管部Ｍ側のハウジングとの間で保持している。
【００４２】
カバー２３ｈは、ソレノイドコイル２３ｆの周囲を覆う部材である。
【００４３】
このように構成された圧力降下部材２３では、ソレノイドコイル２３ｆの非通電時（ＯＦＦ、非励磁時）において、ダイアフラム２３ａの上下の両面に、給湯管２５ｂ内の流体の圧力が等しく作用しているため、弁体２３ｂは閉弁状態を維持している。ソレノイドコイル２３ｆが通電（励磁）されると、プランジャ２３ｄがパイロット弁体２３ｄ１をパイロット弁座２３ｂ３から離座させる方向に吸引され、背圧室Ｒ３が弁体２３ｂの下流側と連通する。これにより、背圧室Ｒ３の圧力がパイロット孔２３ｃから下流側に抜けて背圧室Ｒ３の圧力が低下するので、ダイアフラム２３ａが、圧力降下部材２３の上流側の圧力により押し上げられ、ダイアフラム２３ａが弁座２５ｃ１から離座して弁体２３ｂが開弁し、開弁状態が維持される。
【００４４】
次に、圧力降下部材２３における流量と圧力降下との関係について図３を参照して説明する。図３は、圧力降下部材および逆止弁における流量と圧力降下との関係を示すグラフである。
【００４５】
図３に示すように、圧力降下部材２３は、流量が最小（ゼロ）のときに圧力降下（圧力差ΔＰ）が限りなく小さくなり（ゼロ）となり、流量が増加するにつれて圧力降下（圧力差ΔＰ）が増加する特性を有している。なお、ここでの圧力降下とは、流体（湯）が圧力降下部材２３（電磁弁）の弁座２５ｃ１とダイアフラム２３ａとの間の隙間を上流側から下流側に通過したときに圧力損失によって低下する上流側の圧力と下流側の圧力との差を意味する。このように、圧力降下部材２３として電磁弁を用いることにより、図３に示す特性を有するものとなる。
【００４６】
また、図３に示すように、逆止弁（圧力開閉弁２１）における流量と圧力降下（圧力差ΔＰ）の関係は、流量が最小（ゼロ）のときに圧力降下ΔＰがゼロとはならずΔＰｍｉｎ（＞０）となり、流量が増加するにつれて圧力降下ΔＰが増加するようになっている。このように、流量がゼロのときに圧力降下ΔＰがゼロにならないのは、圧力開閉弁２１が所定の圧力以上となるまで開弁しないことによる。
【００４７】
図２に戻って、逆止弁２４は、前記した圧力開閉弁２１として機能する逆止弁と同様の構造を有するものであり、上流側と下流側の圧力を受ける弁体２４ａと、この弁体２４ａを支持するシャフト２４ｂと、弁体２４ａを弁座２４ｃに着座する方向に付勢するコイルバネ２４ｄと、弁体２４ａ、シャフト２４ｂおよびコイルバネ２４ｄ（以下、弁体２４ａ等とする）を収容して弁座２４ｃを兼ね備えるハウジング２４ｅと、弁体２４ａ等をハウジング２４ｅに固定する蓋２４ｆと、ハウジング２４ｅの外周側から流体の浸出を防ぐＯリング２４ｇとで構成されている。
【００４８】
すなわち、逆止弁２４は、弁体２４ａを上流側から下流側に押す力が、コイルバネ２４ｄのバネ力により弁体２４ａを下流側から上流側に押す力より大きくなったときに、弁体２４ａが弁座２４ｃから離座し、上流側と下流側との流路が連通するようになっている。
【００４９】
なお、逆止弁２４のコイルバネ２４ｄのバネ力は、前記した圧力開閉弁２１のコイルバネ２１ｄのバネ力よりも十分に小さく設定されている。つまり、逆止弁２４は、上流から流れる湯水が、後記する所定値より少ない場合であっても開弁するバネ力に設定されている。
【００５０】
浴槽温度センサ３０（図１参照）は、浴槽１７に供給される湯の温度を検出するものであり、給湯システム１０内の給湯管１６に設けられている。この浴槽温度センサ３０は、例えば、配管の内部に突設されて湯温を直接に測定するサーミスタであってもよく、または配管の外壁面に設けられたサーミスタで配管壁面の温度を検出して、その配管壁面の温度から配管内部に給湯される湯温を推定するものであってもよい。
【００５１】
制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。
【００５２】
また、制御装置２００は、風呂リモコン、台所リモコンなどと電気的に接続され、風呂リモコンに設けられた湯張り開始ボタンがＯＮされることにより、圧力降下部材２３を開弁するとともに、混合弁１４の開度を適宜調整する。
【００５３】
ところで、通常の湯量で流れている浴槽給湯時においては、配管内部（給湯管１６の内部）は湯で満たされた状態で流れるため、例えば配管内部に突出したサーミスタで測定するものでは、湯温を正確に測定することが可能である。また、配管壁面の温度を測定するものでは、配管壁面の温度はほぼ湯温と等しくなるので、配管の壁面温度を測定することにより湯温を正確に測定（推定）することができる。このようにサーミスタの測定結果に基づいて、湯温が給湯温度の許容温度の上限値を超えた場合には、前記した圧力降下部材（電磁弁）２３の通電を停止（ＯＦＦ）することで給湯を停止することができる。
【００５４】
しかし、何らかの理由で給湯時の流量が極度に低下して、湯量が配管内を満たさないほど微量になった場合には、湯温を正確に測定できない場合がある。つまり、ごく微量の湯が配管内部を流れる場合、湯は配管の内壁の一部分のみを伝って流れるので、湯温を直接に測定する構造のものでは、湯が配管内部に設けられたサーミスタと接しない場合があり、また、湯温を配管壁面を介して間接に測定する構造のものでは、湯が伝い流れる部分と湯が伝い流れない部分との温度差が大きくなり、配管の温度が実際の湯温よりも低くなって、サーミスタによる測定値は実際の湯温よりも低くなるおそれがある。ちなみに、このような状況は、配管が垂直（鉛直方向）に配置された場合において特に生じやすくなる。
【００５５】
このため、湯量が配管内壁を万遍なく流れるのに充分な量でない場合には、湯温が正確に測定できないことから、湯を圧力降下部材２３の下流から給湯システム１０の外部に排出することが望まれる。なお、湯温が想定とは異なる温度になる場合とは、例えば、混合弁１４の故障などが考えられる。
【００５６】
そこで、本実施形態の給湯電磁弁ユニット１００では、湯温を正確に測定できる最小流量を所定値として、流量が所定値以上の場合には、貯湯タンク１１から供給された湯が浴槽１７へ流れるようにし、流量が所定値未満の場合には、貯湯タンク１１から供給された湯が浴槽１７へ流れないようにするものである。
【００５７】
すなわち、流量が所定値以上（湯温を正確に測定できる最小流量以上）の場合には、貯湯タンク１１から浴槽１７に給湯されるように、圧力開閉弁２１を開弁させ、流量開閉弁２２を閉弁させる。湯温を正確に測定できる所定値以上（最小流量以上）としたときの圧力降下部材２３の上流側（逆止弁２４と圧力降下部材２３との間）の圧力をＰ１、下流側（圧力降下部材２３と圧力開閉弁２１との間）の圧力をＰ２とする。このときに流量開閉弁２２のコイルバネ２２ｃのバネ力（Ｐ３）が、圧力降下部材２３による圧力降下（圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）と一致するように設定する（ΔＰ＝Ｐ３）。さらに、圧力開閉弁２１が、前記所定値以上（所定値の流量に対応する圧力以上）で開弁するように逆止弁のコイルバネ２１ｄのバネ力を設定する。これにより、湯温を正確に測定できる所定値以上の流量の湯が流れる場合には、圧力開閉弁２１が開弁するとともに流量開閉弁２２が閉弁することで、圧力降下部材２３を通過した湯が、給湯管２５ｃ，２５ｄおよび給湯管１６を介して浴槽１７に供給される。
【００５８】
一方、流量が所定値未満の場合には（湯温を正確に測定できない流量の場合には）、圧力開閉弁２１の上流側の圧力Ｐ２が、当該圧力開閉弁２１を開弁させるのに必要な圧力よりも低くなるので、圧力開閉弁２１は閉弁する。さらに、流量開閉弁２２は、圧力降下部材２３の上流側と下流側の圧力差ΔＰが、コイルバネ２２ｃのバネ力（Ｐ３）よりも小さくなるので、換言すると、流量開閉弁２２の排水室Ｒ２の圧力（Ｐ２＋Ｐ３）が、一次圧力室（検圧室）Ｒ１の圧力（Ｐ１）よりも高くなるので、流量開閉弁２２が開弁する。これにより、湯温を正確に測定できない所定値未満の流量の湯が流れる場合には、圧力開閉弁２１が閉弁するとともに流量開閉弁２２が開弁することで、圧力降下部材２３を通過した湯が、給湯管２５ｃ、分岐管２６、流量開閉弁２２および排水管２８を介して給湯システム１０（給湯電磁弁ユニット１００）の外部に排出される。したがって、湯が浴槽１７に給湯されることがない。
【００５９】
なお、図１に示す本実施形態の給湯電磁弁ユニット１００を備えた給湯システム１０は、概略図であり、追焚き回路（不図示）などが設けられていてもよい。追焚き回路は、一旦浴槽１７へ貯められた湯水を、循環ポンプ（不図示）の動力により再加熱するものであり、追焚き回路往き管（不図示）、熱交換部（不図示）、追焚き回路戻り管（不図示）を備えている。すなわち、制御装置２００によって、循環ポンプが駆動されると、浴槽１７内の湯水が追焚き回路往き管（不図示）を介して貯湯タンク１１内の上部に配置された追焚き回路（熱交換部）に導入され、追焚き回路内を浴槽１７内の湯水が通ることによって、貯湯タンク１１内の湯との間で熱交換される。そして、追焚き回路によって加熱された湯は、追焚き回路戻り管を介して、給湯電磁弁ユニット１００と浴槽１７とを接続する給湯管１６に合流して、浴槽１７に戻る。なお、追焚き回路は、貯湯タンク１１内の湯で熱交換するものに限定されず、電気ヒータで加熱するものであってもよい。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の給湯電磁弁ユニット１００は、水道（給水源）から浴槽１７（給湯端末）へ向かう給湯管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（給湯経路）と、給湯管２５ｃ（給湯経路）から分岐する分岐管２６（分岐経路）と、を有し、給水源から流入する湯水の流量が所定値以上の場合（湯温を正確に検出できる流量の場合）には、流入する湯水を前記給湯端末に流し、湯水の流量が所定値未満の場合（湯温を正確に検出できない場合）には、流入する湯水を分岐管２６（分岐経路）および排水管２８を介して給湯システム１０の外部に排出するものである。これによれば、万一想定とは異なる温度の湯水が給水源から流入した場合に、浴槽１７に供給されてしまうのを防止することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、圧力開閉弁２１が給湯経路内で発生する水頭圧により開状態とならないバネ力を有する逆止弁とすることにより、流量開閉弁２２が開状態であるときに、圧力開閉弁２１の閉状態を確実に維持することができる。よって、万一想定とは異なる温度の湯水が流入した場合にも、浴槽１７に供給されてしまうのを確実に防止することができる。
【００６２】
また、本実施形態は、給湯経路の接続点Ｓ１（図１参照）よりも上流に設けられ、流量が増加するにつれて圧力降下（上流側と下流側との圧力差ΔＰ）が大きくなる圧力降下部材２３を備え、流量開閉弁２２は、圧力降下部材２３の圧力降下ΔＰの変動により開閉するものである。これによれば、電気的な制御なくして流量開閉弁２２を開閉することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、圧力降下部材２３を電磁弁により構成した給湯電磁弁ユニット１００とすることにより、この給湯電磁弁ユニット１００を給湯システム１０の湯張りに適用することが可能になる。
【００６４】
また、本実施形態では、給湯経路の圧力降下部材２３の上流側、かつ、流量開閉弁２２に接続される連通管２７の上流側に逆止弁２４を備えることにより、逆止弁２４が仮にごみ詰まりなどにより逆止弁としての逆止機能が働かなくなった場合でも、逆止弁２４が圧力降下部材として機能することで、安定した吸気を維持することが可能になる。
【００６５】
つまり、逆止弁２４の逆止機能が働かなくなり、逆止弁２４の上流の一次側からの負圧（例えば、断水時など）によって排水管２８から吸気される場合、逆止弁２４を一度に多量の空気が通流することがなくなり、ごみ詰まりが発生した逆止弁２４の隙間によって圧力を低下させてから逆止弁２４を通過させることができる。ちなみに、逆止弁２４による圧力降下機能が働かない場合には、浴槽１７内の湯水（浴槽水）が前記吸気によって一度に多量の空気が吸い上げられることで、浴槽１７内の湯水が逆止弁２４に向けて吸い上げられて、貯湯タンク１１に向けて逆流するおそれがある。しかし、本実施形態では、一次側からの吸気に対して逆止弁２４によって圧力降下機能が働くので、浴槽１７からの湯水（浴槽水）を大きく吸い上げることを防止して、湯水（浴槽水）を排水管２８側から排出させることが可能になる。
【００６６】
また、給湯経路の圧力降下部材２３の上流側、かつ、流量開閉弁２２に接続される連通管２７の上流側に逆止弁２４を備えることにより、圧力降下部材２３の通電開始時に流量開閉弁２２を一時的に開弁させることができ、流量開閉弁２２のダイアフラム２２ａと弁座２６ｂとの固着を防止することが可能になる。
【００６７】
つまり、図４（ａ）に示すように、圧力降下部材２３の閉弁時（非通電時）、圧力降下部材２３の上流側から一次圧力室Ｒ１にかけての圧力は、一次側の圧力（例えば、１７０ｋＰａ：ゲージ圧）となる。一方、圧力降下部材２３の下流側から排水室Ｒ２にかけての圧力は、浴槽１７が空であると想定して、大気圧（０ｋＰａ：ゲージ圧）となる。このとき、一次圧力室Ｒ１と排水室Ｒ２との圧力差は、１７０ｋＰａ−０ｋＰａ＝１７０ｋＰａとなり、流量開閉弁２２のコイルバネ２２ｃのバネ力を例えば、１０ｋＰａとすると、ダイアフラム２２ａを開方向に移動させるには力不足となりダイアフラム２２ａは閉状態となる。
【００６８】
また、圧力降下部材２３を開弁（通電）する場合、圧力損失が流量に依存する特性（図３の圧力降下部材を参照）を有する圧力降下部材２３の上流側と下流側の圧力差ΔＰは、圧力降下部材２３のダイアフラム２３ａが最大まで持ち上げられて十分な流路を確保して流量が安定するまで増加し続ける。よって、図５の本実施形態に示すように、コイルバネ２２ｃがダイアフラム２２ａを開けようとするバネ力（例えば、１０ｋＰａ）に、ダイアフラム２２ａを閉じる方向に働く力であるΔＰが到達するまでの間、ダイアフラム２２ａは開状態となる。このように、圧力降下部材２３を開弁する際、毎回、数秒程度、流量開閉弁２２のダイアフラム２２ａが開状態となることで、ダイアフラム２２ａと弁座２６ｂとの固着を防止することが可能になる。
【００６９】
これに対して、図４（ｂ）の比較例に示すように、圧力降下部材２３の下流の給湯管２５ｃの接続点Ｓ１の上流に逆止弁２４を配置した場合、圧力降下部材２３は、グラフ（Ｂ）に示すように、流量が限りなく少ないときには圧力差ΔＰ１も限りなく小さく（ゼロに）なる。また、逆止弁２４は、グラフ（Ｃ）に示すように、流量が限りなく少ないときには圧力差ΔＰ２はゼロよりも大きい値（例えば、２０ｋＰａ）となる。したがって、流量開閉弁２２の一次圧力室Ｒ１と排水室Ｒ２との圧力差ΔＰは、グラフＢとグラフＣとを加算した値となり、図５の比較例に示すように、圧力降下部材２３の開弁時（時刻０）においてすでに圧力差ΔＰが２０ｋＰａ（＞バネ力：１０ｋＰａ）となっているので、圧力差ΔＰが流量開閉弁２２のコイルバネ２２ｃのバネ力（１０ｋＰａ）よりも大きくなり、ダイアフラム２２ａが弁座２６ｂに着座したままとなり、流量開閉弁２２が、常時、閉状態となる。したがって、弁座２６ｂが弾性材料からなるダイアフラム２２ａに食い込むことにより、ダイアフラム２２ｃと弁座２６ｂとが固着するおそれがある。
【００７０】
これに対して、図４（ａ）に示す本実施形態の場合には、グラフＡに示すように、流量が限りなく少ないときには圧力差ΔＰも限りなく小さく（ゼロに）なる。したがって、流量開閉弁２２の一次圧力室Ｒ１と排水室Ｒ２との圧力差ΔＰは、グラフＡに対応した値となり、図５の本実施形態に示すように、圧力降下部材２３の開弁開始時（時刻０）において圧力差ΔＰが０ｋＰａであるので、圧力差ΔＰが流量開閉弁２２のコイルバネ２２ｃのバネ力（１０ｋＰａ）よりも小さくなり、ダイアフラム２２ａが弁座２６ｂから離座して、流量開閉弁２２が開弁する。また、時刻ｔ１が経過するまでは、圧力差ΔＰが１０ｋＰａ以下であるので、開弁し続け、時刻ｔ１以降は、圧力差ΔＰが１０ｋＰａ以上となり、ダイアフラム２２ａが弁座２６ｂに着座して、流量開閉弁２２が閉弁する。
【００７１】
ところで、給湯電磁弁ユニット１００の上流側には、湯と水を混ぜる混合弁１４（図１参照）が配置されているが、給湯電磁弁ユニット１００と混合弁１４とは配管などを介さずに直接連結して一体的に接続されることが多い。また、一般的な混合弁１４は、受側が雌形状である。したがって、給湯電磁弁ユニット１００の端部を雄形状とするのが好ましい。一方で、給湯電磁弁ユニット１００は、給湯管２５ａから逆止弁２４を挿入する構造であるため、給湯電磁弁ユニット１００の給湯管２５ａを雄形状としつつ逆止弁２４も挿入可能とするには、逆止弁２４を大幅に小型化しなければならないなどの問題がある。このように、給湯電磁弁ユニット１００の給湯管２５ａを雄形状としつつ逆止弁２４も挿入可能とすることは困難である。
【００７２】
そこで、図６に示すように、両端部がそれぞれ雄形状を有する継手４０を介して、給湯電磁弁ユニット１００の給湯管２５ａと、混合弁１４（図１参照）とを接続する。さらに、継手４０には、流量センサ５０を一体にして構成する。
【００７３】
継手４０は、円筒形状を呈し、両端部にＯリング（不図示）が嵌合する凹部４１，４１が周方向に沿って環状に形成されている。また、継手４０の一方の端部が、給湯管２５ａに対して逆止弁２４に当接するまで挿入される。
【００７４】
流量センサ５０は、給湯管２５ａ内に挿入される円筒体５１と、円筒体５１の軸方向に延びる軸５２と、この軸５２に設けられ磁石を有する複数枚のプロペラ５３と、このプロペラ５３の軸方向の両端を回転自在に支持する一対の軸受５４，５４と、給湯管２５ａの外側に磁石の回転速度を検出する検出手段５５と、を備えて構成されている。なお、制御装置２００は、検出手段５５によって検出された回転速度によって、浴槽１７に供給される給湯量（リットル／分）を算出する。
【００７５】
このような継手４０に流量センサ５０を一体化して構成することにより、部品の集約化を図ることができる。しかも、継手４０に流量センサ５０を一体化することで、流量センサ５０を圧力降下部材２３の上流側に移動できるため、流量センサ５０に汚れた逆流水がかかるのを防止でき、流量センサ５０の故障に繋がる要因を減らすことができる。
【００７６】
また、給湯電磁弁ユニット１００の配管を製造する場合、製造工程を簡略化できることが望ましい。そこで、本実施形態の給湯電磁弁ユニット１００は、図７（ａ）に示すように、管部Ｍのうち給湯管２５ｂから給湯管２５ｃにかけての管部Ｍ１を、金型３００を用いて製造するものである。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、管部Ｍ１は、鉛直方向（上下方向）に延びる給湯管２５ｃの上端に形成された環状の弁座２５ｃ１と、この弁座２５ｃ１の周囲に設けられた周囲流路２５ｂ１と、この周囲流路２５ｂ１と連通して弁座２５ｃ１の軸方向に沿って延びる連通路２５ｅと、を有している。
【００７８】
連通路２５ｅは、連通管２７（図２参照）を給湯管２５ｂに連通させるための流路を構成している。また、連通路２５ｅは、鉛直方向（上下方向）に延び、周囲流路２５ｂ１の底面２５ｂ３の一部と連通し、鉛直方向の下方に延びている。また、図７（ｂ）に示すように、弁体２３ｂ（図２参照）が取り付けられる軸方向の側から平面視したときに、連通路２５ｅが周囲流路２５ｂ１の投影領域Ｒ４（ドット領域）内に位置するように構成されている。
【００７９】
一方、金型３００は、管部Ｍ１の内壁を形成するものであり、開口２５ｂ２を形成する略円柱形状の大径部３０１と、この大径部３０１の径方向の中心から軸方向（鉛直方向）の下方に延びて給湯管２５ｃを形成する円柱形状の第１ピン部３０２と、この第１ピン部３０２の周囲を囲むようにして給湯管２５ｂの周囲流路２５ｂ１を形成する円筒部３０３と、この円筒部３０３と一体に形成され、円筒部３０３の下面の一部から鉛直方向の下方に延びて連通路２５ｅを形成する小径の第２ピン部３０４と、を有している。
【００８０】
このような金型３００を、給湯電磁弁ユニット１００の外壁の形状をかたどった金型内に挿入することで、周囲流路２５ｂ１と、弁座２５ｃ１と、連通路２５ｅと、を単一の金型３００で一度に形成することができる、しかも金型３００を小型化することが可能になる。
【００８１】
なお、給湯電磁弁ユニット１００の管部Ｍ１を除く管部Ｍ（給湯管２５ａ，２５ｄ、分岐管２６、排水管２８など）は、金型３００とともに、それぞれに対応したピン部材を挿入することにより製造することができる。
【００８２】
なお、前記した実施形態では、貯湯タンク１１内の湯を浴槽１７などの給湯に直接に供給する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、貯湯タンク１１内の湯を熱交換用の熱媒体として使用して、貯湯タンク１１内の湯と給水源からの水とを熱交換して、浴槽などの給湯に使用するものであってもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、圧力降下部材２３としてパイロット式の電磁弁を例に挙げて説明したが、弁体２３ｂを直接に開閉する（ＯＮ／ＯＦＦする）電磁弁であってもよく、ＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁であれば、特に限定されるものではない。
【００８４】
なお、前記圧力開閉弁２１として逆止弁を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、上流側からの圧力が所定圧力以上で開弁するものであれば、閉止弁など、逆流防止を備えていないものであってもよい。
【００８５】
また、別の実施形態の給湯電磁弁ユニットとして、給湯経路に設けられる第１開閉弁（流路切換装置、例えば電磁弁）、第１開閉弁の上流の給湯経路から分岐した分岐経路に設けられる第２開閉弁（流路切換装置、例えば電磁弁）、給湯経路に通流する流体（湯）の流量を検出する流量センサを備え、流量センサの検出値（流量）が、湯温を正確に検出できる所定値以上である場合に、第１開閉弁を開き、第２開閉弁を閉じて、浴槽１７に湯を供給し、湯温を正確に検知できない所定値未満である場合に、第１開閉弁を閉じ、第２開閉弁を開いて、湯水を排水管１０６から排出する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０      給湯システム
１１      貯湯タンク
１４      混合弁
１７      浴槽（給湯端末）
２１      圧力開閉弁（流路切換装置）
２２      流量開閉弁（流路切換装置）
２３      圧力降下部材（流路切換装置）
２４      逆止弁
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  給湯管（給湯経路）
２６      分岐管（分岐経路）
２７，２９  連通管（連通路、流路切換装置）
２８      排水管
３０      給湯温度センサ
１００    給湯電磁弁ユニット
２００    制御装置
Ｒ１      一次圧力室
Ｒ２      排水室
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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