(57)【要約】【課題】  貯湯槽の上層の高温の湯水と中層の中間温度の湯水のいずれかを選択して使用する給湯システムにおいて、上層の湯水と中層の湯水の出湯を切り替える際に生じる給湯温度のアンダーシュート・オーバーシュートを抑制する。【解決手段】  貯湯槽４の上層の湯水を取り出す出湯管５と、貯湯槽４の中層の湯水を取り出す中間出湯管６と、出湯管５から出湯する湯水又は中間出湯管６から出湯する湯水のいずれかを選択して送出する三方弁７と、三方弁７から送出される湯水と市水を混合して、所望の温度の湯水に調製して、消費端末に送出する混合弁８とを有する給湯システム１において、三方弁７を中間出湯管６から出湯する湯水を選択する状態から出湯管５から出湯する湯水を選択する状態に切り替える際に、まず、混合弁８の開度を変更し、その後に三方弁７を切り替えて、出湯管５から出湯する湯水を三方弁７から混合弁８に送出することを特徴とする。  【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、
前記貯湯槽の上層の湯水を取り出す出湯管と、
前記貯湯槽の中層の湯水を取り出す中間出湯管と、
前記出湯管から出湯する湯水又は前記中間出湯管から出湯する湯水のいずれかを選択して送出する三方弁と、
前記三方弁から送出される湯水と低温水を混合して、所望の温度（以下、「給湯温度」と言う。）の湯水に調製して、消費端末に送出する混合弁と、
前記貯湯槽の上層の湯水の温度を測定する第１の温度センサと、
前記貯湯槽の中層の湯水の温度を測定する第２の温度センサと、
前記低温水の温度を測定する第３の温度センサと、
前記第１、第２および第３の温度センサの示度に基づいて、前記混合弁から送出される湯水の温度が前記給湯温度になるように、前記混合弁の開度を決定する制御部と
を有する給湯システムにおいて、
前記制御部は、前記三方弁を前記中間出湯管から出湯する湯水を選択する状態から前記出湯管から出湯する湯水を選択する状態に切り替える際に、下記のシーケンスを実行することを特徴とする給湯システム。
（１）前記第１の温度センサと前記第３の温度センサの示度に基づいて、前記混合弁の開度を変更する。
（２）前記三方弁を切り替えて、前記出湯管から出湯する湯水を前記三方弁から前記混合弁に送出する。
【請求項２】
前記制御部は、前記三方弁を前記出湯管から出湯する湯水を選択する状態から前記中間出湯管から出湯する湯水を選択する状態に切り替える際に、下記のシーケンスを実行することを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
（１）前記三方弁を切り替えて、前記中間出湯管から出湯する湯水を前記三方弁から前記混合弁に送出する。
（２）前記第２の温度センサと前記第３の温度センサの示度に基づいて、前記混合弁の開度を変更する。
【請求項３】
前記三方弁は、前記出湯管から出湯する湯水と前記中間出湯管から出湯する湯水を混合して送出する段階を経て、送出する湯水の選択を切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記三方弁は、一方の湯水の送出流量が漸減すると同時に他方の湯水の流量が漸増する段階を経て、送出する湯水の選択を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の給湯システム。
【請求項５】
ケーシングと、
前記ケーシングに水密保持されて、回転軸回りに回転する弁体
を備える三方弁において、
前記ケーシングは
前記回転軸方向に穿孔された第１のポートと、
前記回転軸に直交する平面内にあって角度２θで交差する２方向に穿孔された第２及    び第３のポートと
を有し、
前記弁体は、
その内部から前記回転軸方向に延びる第１の流路と、
前記平面内にあって角度２φ（但し、φ＜θ）で交差する２方向に延びる第２の流路    および第３の流路とを有し、
前記第１乃至第３の流路は前記弁体の内部で合流し、
前記第１のポートは前記第１の流路と常時連絡し、
前記第２のポートと前記第２の流路の連絡面積が最大になる時の前記弁体の前記ケーシングに対する前記回転軸回りの位相角を０とする場合に、
前記位相角が大きくなるのに従って、前記第２のポートと前記第２の流路の連絡面積    は漸減し、
前記位相角がλ（但し、θ−φ＜λ＜２θ−２φ）になると、前記第２の流路と前記  第２のポートの間の流路が閉じるとともに、
前記位相角が２θ−２φ−λになると、前記第３の流路と前記第３のポートの間の流  路が開き始め、
以後、前記位相角が大きくなるのに従って、前記第３のポートと前記第３の流路の連  絡面積が漸増し、
前記位相角が２θ−２φになると前記第３のポートと前記第３の流路の連絡面積は最  大になる
ことを特徴とする三方弁。
【請求項６】
前記弁体の前記ケーシングに対する位相角を検出する位相角センサを備えることを特徴とする請求項５に記載の三方弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯槽から抽出した高温水と低温の給水を混合して所望の温度に調整して消費端末に給湯する給湯システム及びこれに使用する三方弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
夜間電力、太陽熱、熱機関の排熱等を利用する加温手段で市水を加温して温水にして給湯する給湯システムでは、給湯需要が生じるタイミングに合わせて市水を加温することができないので、貯湯槽を備えることによって、加温と給湯のタイミングのずれを調整している。貯湯槽を備える給湯システムは、概略次のように構成されている。
【０００３】
加温手段で加温された温水は貯湯槽の頂部に設けた配管から貯湯槽に注入され、温水の需要が生じた時には、貯湯槽の頂部に設けた出湯口から高温の温水を取り出して市水と混合して消費端末（例えばカラン、シャワーヘッド）に給湯している。また、貯留中に冷えて低温になった温水は貯湯槽の下層に沈降するが、この低温の温水は、加温手段に送給されて高温の温水となって、前記貯湯槽の上層に帰還する（特許文献１など）。
【０００４】
このような給湯システムは、消費端末が要求する温度の高低に係わらず、常に、貯湯槽の上層に設けた出湯口から高温の温水を抽出するので、中温の温水が溜まりやすく、高温の温水が不足するという問題が生じる。
【０００５】
この問題を解決するために、貯湯槽の上層に存在する高温の湯水を取り出す出湯管と、前記出湯管を開閉する第１開閉弁と、前記貯湯槽の中層に存在する中間温度の湯水を取り出す中間出湯管と、前記中間出湯管を開閉する第２開閉弁と、前記出湯管と前記中間出湯管が合流する合流部と、前記合流部から出湯する湯水と市水配管から供給される市水とを混合して所望の温度にする混合弁を備える給湯システムが提案されている（特許文献２）。
【０００６】
特許文献２の給湯システムは、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁が選択的に開閉制御され、前記出湯管から出湯する高温の湯水あるいは前記中間出湯管から出湯する中間温度の湯水のいずれか一方が前記給湯混合弁に流入する。このため、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁の開閉を切り替えると、前記給湯混合弁に流入する湯水の温度が不連続に変化するので、前記給湯混合弁の開度が前記湯水の温度の変化に追従できずに、前記給湯混合弁から消費端末に出湯する給湯の温度が一時的に上昇（オーバーシュート）する。オーバーシュートが生じると、使用者が予期しないような高温の湯水が出湯して、火傷を負う危険もある。
【０００７】
また、特許文献３には、貯湯槽に接続された出湯管と、前記貯湯槽の中間部に接続された中間出湯管と、前記出湯管の途中に設けられて、前記出湯管を流れる湯水に前記中間出湯管からの湯水を混合する中間混合弁と、この中間混合弁からの湯水と給水バイパス管からの湯水とを混合する給湯混合弁と、給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、前記中間混合弁で給湯設定温度より所定温度高い温度に調整混合し、この混合された湯水を前記給湯混合弁で給湯設定温度に混合して給湯するようにした制御手段とを備え、前記制御手段は、前記中間混合弁の開度を前記出湯管から供給される湯水の温度と前記中間出湯管より低い位置にある前記貯湯温度センサで検出する温度とに基づいて制御する給湯システムが提案されている。
【０００８】
特許文献３の給湯システムでは、特許文献２の給湯システムで生じたようなオーバーシュートの問題は解決するが、高価な混合弁を２個備えるので、製造コストが上昇するという問題がある。
【０００９】
そこで、特許文献３に記載の給湯システムの中間混合弁を三方弁に換えて、貯湯槽の上層あるいは中層の湯水のいずれかを選択して給湯混合弁に送水する給湯システムが考えられた。
【特許文献１】特開平１１−１９３９５８号公報
【特許文献２】特開２００５−３７１２４号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、一般的な三方弁は、（第１流路開、第２流路閉）→（第１流路閉、第２流路閉）→（第１流路閉、第２流路開）の過程を辿って流路を切り替えるので、前述の給湯システムでは、湯水の選択の切換の際に、給湯混合弁に湯水が流入せず、給水だけが給湯混合弁に流入する状態が生じる。そのため、前記給湯システムでは、次のようなプロセスによって、給湯温度が大きくアンダーシュートあるいはオーバーシュートするという問題が生じる。
【００１１】
（１）三方弁の切り替えの過程で、貯湯槽の湯水が給湯混合弁に流入しなくなるので、給湯混合弁から出湯する給湯の温度が低下する（アンダーシュートの発生）。
（２）アンダーシュートが発生すると、給湯混合弁はそれを解消するために湯水側の弁を開き、湯水の混合比率を大きくする。
（３）湯水の混合比率が大きくなった頃に、三方弁の切り替えが完了して選択された湯水が給湯混合弁に流入する。湯水の混合比率が大きいので、給湯混合弁から出湯する給湯の温度が上昇する（オーバーシュートの発生）。
（４）給湯混合弁がオーバーシュートを解消するために湯水側の弁を絞って、給湯温度が静定する。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、貯湯漕の上層から出湯する高温の湯水と中層から出湯する中間温度の湯水の出湯のいずれかを選択して使用する給湯システムにおいて、上層の湯水と中層の湯水の出湯を切り替える際に生じる給湯温度のアンダーシュート・オーバーシュートを抑制できる給湯システム、及びこれに使用する三方弁を、簡易かつ安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の給湯システムの第１の構成は、貯湯槽と、前記貯湯槽の上層の湯水を取り出す出湯管と、前記貯湯槽の中層の湯水を取り出す中間出湯管と、前記出湯管から出湯する湯水又は前記中間出湯管から出湯する湯水のいずれかを選択して送出する三方弁と、前記三方弁から送出される湯水と低温水を混合して、所望の温度（以下、「給湯温度」と言う。）の湯水に調製して消費端末に送出する混合弁と、前記貯湯槽の上層の湯水の温度を測定する第１の温度センサと、前記貯湯槽の中層の湯水の温度を測定する第２の温度センサと、前記低温水の温度を測定する第３の温度センサと、前記第１、第２および第３の温度センサの示度に基づいて、前記混合弁から送出される湯水の温度が前記給湯温度になるように、前記混合弁の開度を調整する制御部とを有する給湯システムにおいて、前記制御部は、前記三方弁を前記中間出湯管から出湯する湯水を選択する状態から前記出湯管から出湯する湯水を選択する状態に切り替える際に、まず、前記第１の温度センサと前記第３の温度センサの示度に基づいて、前記混合弁の開度を変更し、その後に前記三方弁を切り替えて、前記出湯管から出湯する湯水を前記三方弁から前記混合弁に送出することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、貯湯槽の上層にある高温の湯水の温度に合わせて混合弁の開度を変更した後で、三方弁を切り替えて貯湯槽の上層にある高温の湯水を混合弁に流すので、前記混合弁から給湯温度を超える温水が出湯することがなく、使用者が予想外の高温の温水を浴びる危険を回避できる。
【００１５】
なお、「低温水」とは貯湯槽から取り出される湯水と混合して湯水の温度を下げる水のことであり、市水に限られるものではない。地下水、河川水など給湯に使用できる水を、適宜使用すればよい。
【００１６】
また、「第３の温度センサ」の配置場所は、「低温水」の温度を検出できる場所ならば、どこであってもよい。実施例に示したような減圧弁の上流側のみならず、減圧弁の下流側であっても、貯湯槽の下部であってもよい。
【００１７】
また、「消費端末」とは湯水そのものを消費するカランやシャワーヘッドだけでなく、熱を消費する浴槽の追い焚き用の熱交換器、暖房用のファンコイルユニットなども含まれる。
【００１８】
本発明の給湯システムの第２の構成は、前記第１の構成において、前記制御部は、前記三方弁を前記出湯管から出湯する湯水を選択する状態から前記中間出湯管から出湯する湯水を選択する状態に切り替える際に、まず、前記三方弁を切り替えて、前記中間出湯管から出湯する湯水を前記三方弁から前記混合弁に送出し、その後に、前記第２の温度センサと前記第３の温度センサの示度に基づいて、前記混合弁の開度を変更することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、三方弁を切り替えて貯湯槽の中層にある中間温度の湯水を混合弁に流した後で、前記中層にある湯水の温度に合わせて混合弁の開度を変更するので、前記給湯温度を超える温水が出湯することがなく、使用者が予想外の高温の温水を浴びる危険を回避できる。 
【００２０】
本発明の給湯システムの第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記三方弁は、前記出湯管から出湯する湯水と前記中間出湯管から出湯する湯水を混合して送出する段階を経て、送出する湯水の選択を切り替えることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、前記三方弁は、前記出湯管から出湯する湯水と前記中間出湯管から出湯する湯水を混合して送出する段階を経て、送出する湯水の選択を切り替えるので、前記三方弁から送出される湯水は、「出湯管から出湯する湯水」→「出湯管から出湯する湯水と中間出湯管から出湯する湯水の混合水」→「中間出湯管から出湯する湯水」→「出湯管から出湯する湯水と中間出湯管から出湯する湯水の混合水」→「出湯管から出湯する湯水」の順に切り替わるので、前記三方弁から送出される湯水が停止することなく、流れるので、出湯特性が向上する。
【００２２】
本発明の給湯システムの第４の構成は、前記第３の構成において、前記三方弁は、一方の湯水の流量が漸減すると同時に他方の湯水の流量が漸増する段階を経て、送出する湯水の選択を切り替えることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、前記三方弁から送出される湯水の温度が連続的に変化するので、混合弁から送出される温水の温度は更に安定する。
【００２４】
本発明の三方弁の第１の構成は、ケーシングと、前記ケーシングに水密保持されて、回転軸回りに回転する弁体を備える三方弁において、前記ケーシングは前記回転軸方向に穿孔された第１のポートと、前記回転軸に直交する平面内にあって角度２θで交差する２方向に穿孔された第２及び第３のポートとを有し、前記弁体は、その内部から前記回転軸方向に延びる第１の流路と、前記平面内にあって角度２φ（但し、φ＜θ）で交差する２方向に延びる第２の流路および第３の流路とを有し、前記第１乃至第３の流路は前記弁体の内部で合流し、前記第１のポートは前記第１の流路と常時連絡し、前記第２のポートと前記第２の流路の連絡面積が最大になる時の前記弁体の前記ケーシングに対する前記回転軸回りの位相角を０とする場合に、前記位相角が大きくなるのに従って、前記第２のポートと前記第２の流路の連絡面積は漸減し、前記位相角がλ（但し、θ−φ＜λ＜２θ−２φ）になると、前記第２の流路と前記第２のポートの間の流路が閉じるとともに、前記位相角が２θ−２φ−λになると、前記第３の流路と前記第３のポートの間の流路が開き始め、以後、前記位相角が大きくなるのに従って、前記第３のポートと前記第３の流路の連絡面積が漸増し、前記位相角が２θ−２φになると前記第３のポートと前記第３の流路の連絡面積は最大になることを特徴とする。
【００２５】
この構成に依れば、一方の湯水の送出流量が漸減すると同時に他方の湯水の流量が漸増する段階を経て、送出する湯水の選択を切り替える三方弁を簡易な構成で実現することができる。
【００２６】
ここで、連絡面積とはケーシングに開けたポートと、弁体に設けた流路の断面積の重なりをいい、前記ポートと前記流路の方向が一致する時に連絡面積は最大になり、前記ポートと前記流路間は１００パーセント開放され、連絡面積が０になると、前記ポートと前記流路間は完全に閉鎖される。
【００２７】
本発明の三方弁の第２の構成は、前記第１の構成において、前記弁体の前記ケーシングに対する位相角を検出する位相角センサを備えることを特徴とする。
【００２８】
この構成に依れば、弁体の前記ケーシングに対する位相角を位相角センサで検出して、制御装置にフィードバック出来るので、三方弁の制御が容易になる。なお、位相角センサは位相角を連続的に検出するセンサに限られない。離散的（例えば９０°ピッチ、４５°ピッチ）で検出するセンサであってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、貯湯槽の上層からの出湯と中層からの出湯を切り替える際に生じるアンダーシュート・オーバーシュートを抑制することができる。そのため、本発明は安全で使い勝手のよい給湯システムの実現に資するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００３１】
図１は本発明の実施例を示す給湯システムの構成図である。図に示すように、給湯システム１は、熱交換器２、循環ポンプ３、貯湯槽４、出湯管５、中間出湯管６、三方弁７、混合弁８、減圧弁９、上層温度センサ１０、中層温度センサ１１、市水温度センサ１２および制御装置１３を備えている。
【００３２】
熱交換器２は、貯湯槽４の下層から流出する低温の温水を図示しない発電用熱機関の排熱で加温する加温手段であり、熱交換器２で加温された高温の温水は循環ポンプ３によって貯湯槽４の上層に流入する。
【００３３】
貯湯槽４は、熱交換器２で加温された温水を貯留して、図示しない消費端末（カラン、シャワーヘッド、追い焚き用熱交換器、暖房用ファンコイルユニット等）の要求に応じて温水を供給する容器である。貯湯槽４内に貯留する温水は静止しているので、最上層に存在する温水の温度が最も高く、上層から下層に下がるに従って温水の温度は低くなる。
【００３４】
貯湯槽４の頂部には、最上層の高温の温水を取り出して三方弁７に送出する出湯管５が取り付けられている。貯湯槽４の中部には、中層の中間温度の温水を取り出して、三方弁７に送出する中間出湯管６が取り付けられている。また、貯湯槽４の底部には、減圧弁９を介して市水が供給される。貯湯槽４内の湯水の水頭は減圧弁９で減圧された市水の水頭とバランスしているので、前記消費端末からの出湯により、貯湯槽４内の水圧が低下すると、市水が貯湯槽４に流入し、貯湯槽４内の水圧を一定に保つ。
【００３５】
三方弁７は、貯湯槽４の上層から出湯管５を通って出湯する高温の湯水と、貯湯槽４の中層から中間出湯管６を通って出湯する中間温度の湯水を選択して、混合弁８に送出する弁である。
【００３６】
混合弁８は、三方弁７から供給される湯水と市水を混合して、所望の温度の湯水を調製して、前記消費端末に送給する。
【００３７】
上層温度センサ１０および中層温度センサ１１は、貯湯槽４の上層および中層にある湯水の温度を検出し、市水温度センサ１２は混合弁８に流入する市水の温度を検出する。なお、本実施例では減圧弁９の上流側に市水温度センサ１２を配置したが、減圧弁９の下流側に配置してもよいし、貯湯槽４の下部に配置してもよい。つまり、市水温度センサ１２は混合弁８に流入する市水の温度を検出できる場所ならば、どこに配置してもよい。
【００３８】
制御装置１３は、前記消費端末の要求する給湯温度と、上層温度センサ１０が検出する貯湯槽４の上層にある湯水の温度、中層温度センサ１１が検出する貯湯槽４の中層にある湯水の温度、および市水温度センサ１２が検出する市水の温度に基づいて、三方弁７および混合弁８を操作する。
【００３９】
次に、給湯システム１の作用を説明する。ここで、上層温度センサ１０が検出する貯湯槽４の上層の湯水の温度が９０℃、中層温度センサ１１が検出する貯湯槽４の中層の湯水の温度を５０℃、市水温度センサ１２が検出する市水の温度が２０℃であり、初期の給湯温度が４２℃であり、その後、６０℃に変更され、さらにその後、４２℃に戻される場合を想定する。
【００４０】
初期の給湯温度は４２℃であるから、貯湯槽４の上層にある高温の湯水は不要であり、制御装置１３は、貯湯槽４の中層から中間出湯管６を通って出湯する５０℃の湯水を選択して、三方弁７から混合弁８に送出する。また、Ｔ１℃の湯水とＴ２℃の市水を混合して、Ｔ３℃の湯水を得るための、湯水と市水の混合比をＸ：１−Ｘとすると、Ｘは下記の式（１）で与えられる。
【００４１】
Ｘ＝（Ｔ３−Ｔ２）／（Ｔ１−Ｔ２）                        （１）
【００４２】
したがって、５０℃の湯水と２０℃の市水を混合して、４２℃の湯水を得るためには、湯水と市水を約０．７３：０．２７の割合で混合すればよいので、制御装置１３は混合割合がこの値になるように混合弁８の開度を設定する。
【００４３】
次に、給湯温度が６０℃に変更されると、貯湯槽４の上層にある９０℃の湯水と２０℃の市水を混合して、６０℃の湯水を得る必要がある。混合弁８の開度を変更する前に、三方弁７の選択を切り替えて、貯湯槽４の上層の９０℃の湯水を混合弁８に送出すると、約７４℃の湯水が前記消費端末に給湯されるおそれがあるので、三方弁７の選択を変更する前に混合弁８の開度を変更する。
【００４４】
式（１）に依って、９０℃の湯水と２０℃の市水を混合して６０℃の湯水を得るための湯水と市水の混合割合を求めると、０．５７：０．４３になるから、制御装置１３は混合弁８を操作して、混合割合がこの値になるようにする。この時、三方弁７の選択はまだ切り替えられていないから、混合弁８では５０℃の湯水と２０℃の市水が０．５７：０．４３の割合で混合されるから、一時的に約３７℃の温水が混合弁８から前記消費端末に送出される。
【００４５】
次に三方弁７の選択を切り替えて、貯湯槽４の上層から出湯管５を通って出湯する９０℃の湯水を混合弁８に送出すると、６０℃の温水が混合弁８から前記消費端末に送出される。
【００４６】
また、給湯温度を６０℃から４２℃に戻す時は、先に三方弁７の選択を切り替えて、貯湯槽４の中層から中間出湯管６を通って出湯する５０℃の湯水を混合弁８に送出し、約３７℃の湯水を混合弁８から消費端末に送出する。その後、混合弁８の湯水と市水の混合比を０．７３：０．２７に変更して、４２℃の湯水を混合弁８から消費端末に送出する。
【００４７】
図２は、三方弁７の構造を説明する断面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図に示すように、三方弁７は中空球形のケーシング９１と、ケーシング９１に回転自在かつ水密に保持される球状の弁体９２、および弁体９２と図示しないアクチュエータを連結して弁体９２を回転する回転軸９３を有している。また、回転軸９３の回転角度は図示しない角度センサで検出される。
【００４８】
ここで、以後の説明の便宜のために直交座標系ＸＹＺを定義する。弁体９２の中心を座標原点０とし、回転軸９３の回転中心をＺ軸に取り、弁体９２の中心から回転軸９３に向かう向きをＺ軸の正の向きにし、Ｘ軸、Ｙ軸はＺ軸を基準に右手系に定める。
【００４９】
ケーシング９１には、＋Ｚ方向に開口して、回転軸９３が貫通する軸口９１０と、−Ｚ方向に開口する第１のポート９１１、＋Ｘ方向に開口する第２のポート９１２および−Ｘ方向に開口する第３のポート９１３を備え、第１のポート９１１は混合弁８と連絡する配管に接続され、第２のポート９１２は出湯管５に接続され、第３のポート９１３は中間出湯管６に接続される。
【００５０】
弁体９２には、中心に形成された空間９２０から−Ｚ方向に延びる第１の流路９２１と、空間９２０から（図２に示す状態で）＋Ｘ方向に延びる第２の流路９２２と、空間９２０から（図２に示す状態で）−Ｙ方向に延びる第３の流路９２３を備えている。つまり、第１乃至第３の流路９２１〜９２３は、互いに直交し、空間９２０で合流している。また、弁体９２のＺ軸回りの回転角の如何に関わらず、第１の流路９２１と第１のポート９１１は常に連絡している。
【００５１】
又、図２に示す状態では、第２の流路９２２は第２のポート９１２と連絡しているが、第３の流路９２３はどのポートとも連絡していない。又、第３のポート９１３はどの流路とも連絡していない。つまり、図２に示す状態では、第１のポート９１１と第２のポート９１２が第１の流路９２１、空間９２０及び第２の流路９２２を介して連絡していて、出湯管５から出湯する貯湯槽４の上層の湯水が混合弁８に流れる。
【００５２】
図３は、三方弁７の作用を説明する平断面図であり、ＸＹ平面を＋Ｚ方向から見下ろした図である。図３（ａ）は、弁体９２が図２と同じ位置にある状態を示し、図３（ｂ）〜（ｅ)は、図３（ａ）の状態から弁体９２を時計回りに３０°、４５°、６０°および９０°回転した状態を示している。
【００５３】
前述したように、図３（ａ）の状態では、第１のポート９１１と第２のポート９１２が第１の流路９２１、空間９２０及び第２の流路９２２を介して連絡していて、出湯管５から出湯する貯湯槽４の上層の湯水が混合弁８に流れるが、弁体９２を時計回りに回転させるにしたがって、第２の流路９２２と第２のポート９１２の重なった部分の面積が小さくなり、混合弁８に流れる貯湯槽４の上層の湯水の量が減少する。
【００５４】
図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、弁体９２の回転角が約３０°を超えると、第３の流路９２３と第３のポート９１３が重なり始めて、中間出湯管６から出湯する貯湯槽４の中層の湯水が第３の流路９２３を通って第１の流路９２１、第１のポート９１１に流れ、混合弁８に流れる。つまり、貯湯槽４の上層の湯水と中層の湯水が同時に混合弁８に流れる。弁体９２を回転角度が大きくなるに従って、上層の湯水の流量が漸減し、中層の湯水の流量は漸増する。
【００５５】
図３（ｄ）に示すように、弁体９２を時計回りの回転角度が更に大きくなって、約６０°に達すると、第２の流路９２２と第２のポート９１２の間の連絡が消滅し、混合弁８に流れる貯湯槽４の上層の湯水の量が０になる。
【００５６】
弁体９２を更に時計回りに回転させると、混合弁８に流れる貯湯槽４の中層の湯水の量はさらに増え、９０°の時に最大になる。
【００５７】
このように三方弁７は、出湯管５と中間出湯管６の選択を切り替える際に、一方の流量を漸減し、他方の流量を漸増して、両者が混合して流れる過程を経るので、出湯する湯水の温度が連続的に変化する。なおここでは、ケーシング９１及び弁体９２を球形としたが、円筒及び円柱又はその他の回転体で構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例を示す給湯システムの構成図である。
【図２】三方弁の構造を説明する断面図である。
【図３】三方弁の作用を説明する平断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  給湯システム
２  熱交換器
３  循環ポンプ
４  貯湯槽
５  出湯管
６  中間出湯管
７  三方弁
８  混合弁
９  減圧弁
１０  上層温度センサ（第１の温度センサ）
１１  中層温度センサ（第２の温度センサ）
１２  市水温度センサ（第３の温度センサ）
１３  制御装置
９１  ケーシング
９２  弁体
９３  回転軸
９１０  軸口
９１１  第１のポート
９１２  第２のポート
９１３  第３のポート
９２０  空間
９２１  第１の流路
９２２  第２の流路
９２３  第３の流路
【図１】
2006343074.tif 000003
【図２】
2006343074.tif 000004
【図３】
2006343074.tif 000005