(57)【要約】【課題】混合弁に異常が生じたときのフェイルセーフを簡易に実現可能な混合弁ユニットを提供する。【解決手段】ある態様の混合弁ユニット２０は、相対的に高圧となる第１の流体を導入する第１導入路４２と、相対的に低圧となる第２の流体を導入する第２導入路４４と、第１導入路４２および第２導入路４４に連通する混合室を有し、第１の流体と第２の流体との混合比を調整可能な混合弁３０と、混合室に連通し、混合された流体を導出する導出路４６と、第２導入路４４と導出路４６とを混合室を迂回しつつ連通させるバイパス通路４８と、第１の流体と第２の流体との差圧を感知してバイパス通路４８を開閉するバイパス弁３２と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に高圧となる第１の流体を導入する第１導入路と、
相対的に低圧となる第２の流体を導入する第２導入路と、
前記第１導入路および前記第２導入路に連通する混合室を有し、前記第１の流体と前記第２の流体との混合比を調整可能な混合弁と、
前記混合室に連通し、混合された流体を導出する導出路と、
前記第２導入路と前記導出路とを前記混合室を迂回しつつ連通させるバイパス通路と、
前記第１の流体と前記第２の流体との差圧を感知して前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、
を備えることを特徴とする混合弁ユニット。
【請求項２】
前記バイパス弁は、
前記バイパス通路に設けられた弁孔と、
前記第１導入路と高圧通路を介して連通する高圧室と、
前記バイパス通路に連通する低圧室と、
前記高圧室と前記低圧室とを仕切り、前記差圧を感知して動作する感圧部材と、
前記感圧部材と一体に設けられ、前記弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、
を含み、
前記高圧通路を開閉可能な圧力導入弁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の混合弁ユニット。
【請求項３】
前記圧力導入弁が、常閉型の電磁弁であり、
前記圧力導入弁が閉弁状態であるときに、前記バイパス弁が開弁することを特徴とする請求項２に記載の混合弁ユニット。
【請求項４】
前記混合弁、前記バイパス弁および前記圧力導入弁に共用のボディと、
前記弁体を開弁方向に付勢する付勢部材と、
前記感圧部材又は前記ボディに形成されて前記高圧室と前記低圧室とを連通させ、前記高圧通路よりも小さい流路断面を有するリーク通路と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の混合弁ユニット。
【請求項５】
内蔵ポンプの駆動により給湯管の圧力が給水管の圧力よりも高圧となる給湯装置に設置され、前記第１の流体としての高温水と、前記第２の流体としての低温水とを混合して適温の湯水とし、その湯水を給湯設備に向けて導出する混合弁ユニットとして構成され、
前記第１導入路が前記給湯管と接続され、
前記第２導入路が前記給水管と接続され、
前記導出路が前記給湯設備に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の混合弁ユニット。
【請求項６】
上水道からの低温水を導入する給水管と、
前記給水管から分岐された配管に接続され、熱源との間で熱交換することにより給湯管に高温水を供給する熱交換器と、
前記熱交換器における湯水の流れを生成するためのポンプと、
前記給湯管を介して導入される高温水と、前記給水管を介して導入される低温水とを混合して適温の湯水とし、その湯水を給湯設備に向けて導出するための混合弁ユニットと、
前記混合弁ユニットから導出される湯水の温度を検出する温度センサと、
前記混合弁ユニットを制御する制御部と、
を備え、
前記混合弁ユニットは、
前記給湯管と接続される第１導入路と、
前記給水管と接続される第２導入路と、
前記第１導入路および前記第２導入路に連通する混合室を有し、前記高温水と前記低温水との混合比を調整可能な混合弁と、
前記混合室に連通し、混合された流体を前記給湯設備に向けて導出する導出路と、
前記第２導入路と前記導出路とを前記混合室を迂回しつつ連通させるバイパス通路と、
前記高温水と前記低温水との差圧に応じて前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、
開弁時に前記バイパス弁に前記高温水の圧力を供給可能な圧力導入弁と、
を含み、
前記バイパス弁は、
前記バイパス通路に設けられた弁孔と、
前記第１導入路と高圧通路を介して連通する高圧室と、
前記バイパス通路に連通する低圧室と、
前記高圧室と前記低圧室とを仕切り、前記差圧を感知して動作する感圧部材と、
前記感圧部材と一体に設けられ、前記弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、
を含み、
前記圧力導入弁は、通電により開弁する常閉型の電磁弁であり、
前記圧力導入弁が開弁状態であるときに前記バイパス弁が閉弁し、前記圧力導入弁が閉弁状態であるときには前記バイパス弁が開弁し、
前記制御部は、前記温度センサにより検出された温度が予め定める異常判定値を超えたときに、前記圧力導入弁への通電を遮断することを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は混合弁ユニットに関し、特に混合弁に作動不良が生じたときのフェイルセーフを実現可能な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしく光熱費も比較的低く抑えられる等の理由から貯湯式給湯装置が普及している。このような給湯装置は、ヒートポンプや燃料電池を利用した熱源ユニットと貯湯ユニットを備える（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
貯湯ユニットには、温水を蓄える貯湯タンクが設けられる。貯湯タンクの下部には給水管が接続され、上水道から低温水が供給される。この低温水は、熱源ユニットに送られて熱交換がなされ、高温の湯となって貯湯タンクの上部に戻される。その結果、貯湯タンクには上部に高温の湯水（高温水）、中間部に中間温度の湯水（中温水）、下部に低温の湯水（低温水）が存在する温度成層が形成される。貯湯タンクの高温層には給湯管が接続され、下流側で給水管と合流する。給湯管と給水管との合流部には混合弁が設けられ、給湯管を流れる高温水と給水管を流れる低温水との混合比を調整して適温の湯水とし、下流側の給水設備へ向けて導出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４３１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような給湯装置においては、万が一にも混合弁が故障して給水設備へ熱湯が供給されることがないよう、混合弁の下流側に温度センサが設けられる。この温度センサが異常値を示した場合、例えば混合弁の下流側に設置した電磁弁を閉じることにより、フェイルセーフを担保している。しかしながら、熱源ユニットによっては、高温水の温度が非常に高くなるものもあり、さらなる改善が望まれる。
【０００６】
なお、このような給湯装置とは別に、例えば第１の流体と第２の流体とを所定の混合比で混合して第３の流体を生成するなど、互いに性質が異なる流体を混合する場合に、混合弁のフェイルセーフが必要となることも想定される。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、混合弁に異常が生じたときのフェイルセーフを簡易に実現可能な混合弁ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は混合弁ユニットである。この混合弁ユニットは、相対的に高圧となる第１の流体を導入する第１導入路と、相対的に低圧となる第２の流体を導入する第２導入路と、第１導入路および第２導入路に連通する混合室を有し、第１の流体と第２の流体との混合比を調整可能な混合弁と、混合室に連通し、混合された流体を導出する導出路と、第２導入路と導出路とを混合室を迂回しつつ連通させるバイパス通路と、第１の流体と第２の流体との差圧を感知してバイパス通路を開閉するバイパス弁と、を備える。
【０００９】
この態様によると、混合弁に異常が生じたとしても、バイパス弁が第１の流体と第２の流体との差圧に応じてバイパス通路が開くことで、第２の流体を積極的に導出路に導くことができる。例えば給湯装置の例では一般に、内蔵ポンプの負荷がかかる高温水のほうが低温水よりも高圧となる。このため、この態様の混合弁ユニットを適用した場合、バイパス弁が開くことで低温水を確実かつ容易に導出路へ導くことができる。そのため、混合弁の異常により万が一混合室から熱湯が導出されたとしても、導出路においてこれを速やかに冷却することができる。この態様によれば、混合弁に異常が生じたときのフェイルセーフを簡易に実現できる。
【００１０】
本発明の別の態様は給湯装置である。この給湯装置は、上水道からの低温水を導入する給水管と、給水管から分岐された流体流路に接続され、熱源との間で熱交換することにより給湯管に高温水を供給する熱交換器と、熱交換器における湯水の流れを生成するためのポンプと、給湯管を介して導入される高温水と、給水管を介して導入される低温水とを混合して適温の湯水とし、その湯水を給湯設備に向けて導出するための混合弁ユニットと、混合弁ユニットから導出される湯水の温度を検出する温度センサと、混合弁ユニットを制御する制御部と、を備える。
【００１１】
混合弁ユニットは、給湯管と接続される第１導入路と、給水管と接続される第２導入路と、第１導入路および第２導入路に連通する混合室を有し、高温水と低温水との混合比を調整可能な混合弁と、混合室に連通し、混合された流体を給湯設備に向けて導出する導出路と、第２導入路と導出路とを混合室を迂回しつつ連通させるバイパス通路と、高温水と低温水との差圧に応じてバイパス通路を開閉するバイパス弁と、開弁時にバイパス弁に高温水の圧力を供給可能な圧力導入弁と、を含む。
【００１２】
バイパス弁は、バイパス通路に設けられた弁孔と、第１導入路と高圧通路を介して連通する高圧室と、バイパス通路に連通する低圧室と、高圧室と低圧室とを仕切り、差圧を感知して動作する感圧部材と、感圧部材と一体に設けられ、弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、を含む。圧力導入弁は、通電により開弁する常閉型の電磁弁であり、圧力導入弁が開弁状態であるときにバイパス弁が閉弁し、圧力導入弁が閉弁状態であるときにはバイパス弁が開弁し、制御部は、温度センサにより検出された温度が予め定める異常判定値を超えたときに、圧力導入弁への通電を遮断する。
【００１３】
この態様によると、混合弁に異常が生じたとしても、バイパス弁が高温水と低温水との差圧に応じてバイパス通路を開くことで、低温水を積極的に導出路に導くことができる。それにより、給湯設備に供給される湯水が熱湯となることを防止できる。すなわち、混合弁に異常が生じたときのフェイルセーフを簡易に実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、混合弁に異常が生じたときのフェイルセーフを簡易に実現可能な混合弁ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る給湯装置の構成を表すシステム図である。
【図２】混合弁ユニットの外観を表す図である。
【図３】混合弁ユニットの外観を表す図である。
【図４】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】圧力導入弁の閉弁状態を示す。
【図７】バイパス弁と圧力導入弁との連携動作を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。
【００１７】
図１は、実施形態に係る給湯装置の構成を表すシステム図である。本実施形態の給湯装置は、貯湯ユニット１０と熱源ユニット１２を備える貯湯式給湯装置である。貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１４のほか、湯水を循環または供給するための配管、湯水の流れを制御する制御弁、湯水の温度や流量を検出するためのセンサ等を備える。なお、以下の給水管等の「配管」は、流体が流通可能な管路を意味し、装置や部品間をつなぐ部材のほか、装置内の流通路も含む。給湯装置は、貯湯ユニット１０にて適温に調整された湯水を、浴槽やカラン等の給水設備（図示略）へ供給する。
【００１８】
上水道からの低温水は、給水管１６によって貯湯ユニット１０に供給される。その給水管１６から配管１８が分岐し、貯湯タンク１４の下部に接続している。貯湯タンク１４と熱源ユニット１２との間には沸上循環回路が形成される。すなわち、貯湯タンク１４の下部に接続された導出管２２が熱源ユニット１２に接続され、熱源ユニット１２に接続された戻り管２４が貯湯タンク１４の上部に接続されている。
【００１９】
このような構成により、貯湯タンク１４には上部に高温水、中間部に中温水、下部に低温水が存在する温度成層が形成される。貯湯タンク１４の下部に溜まった低温水は、熱源ユニット１２にて熱交換されて高温水となって貯湯タンク１４に戻される。導出管２２には、この沸上循環回路における湯水の循環を促進するポンプ２６が設けられている。
【００２０】
貯湯タンク１４の上部には、高温水を導出する給湯管２８が接続されている。給湯管２８は混合弁ユニット２０を介して給水管１６と接続されている。給湯管２８を流れる高温水と給水管１６を流れる低温水とは、混合弁ユニット２０の混合弁３０において混合される。この混合によって適温となった湯水は、供給管４０を介して給湯設備に供給される。
【００２１】
混合弁ユニット２０は、混合弁３０、バイパス弁３２および圧力導入弁３４を一体に組み付けて得られた複合弁である。混合弁ユニット２０は、各弁に共用のボディを有する。そのボディには、第１導入路４２、第２導入路４４、導出路４６、およびバイパス通路４８が設けられている。第１導入路４２は、混合弁３０と給湯管２８とを接続する。第２導入路４４は、混合弁３０と給水管１６とを接続する。導出路４６は、混合弁３０と供給管４０とを接続する。バイパス通路４８は、第２導入路４４と導出路４６とを混合弁３０を迂回しつつ連通させる。
【００２２】
混合弁３０は、給湯管２８を介して供給された高温水と、給水管１６を介して供給された低温水との混合比を調整し、供給管４０に適温の湯水を導出する。圧力導入弁３４は、その開弁によりバイパス弁３２に高温水の圧力を供給する。バイパス弁３２は、高温水と低温水との差圧に応じてバイパス通路４８を開閉する。なお、混合弁ユニット２０の構成および動作の詳細については後述する。
【００２３】
給湯管２８には、逆止弁５０が設けられている。逆止弁５０は、給湯が停止されたときに混合弁ユニット２０の湯水が貯湯タンク１４へ逆流することを防止する。供給管４０には温度センサ５２が設けられている。図示しない制御部は、温度センサ５２の温度を取得し、使用者が図示しないリモートコントローラにて設定した給湯温度となるよう混合弁３０の開度を制御する。
【００２４】
給水管１６における分岐点の上流側には逆止弁５４が設けられている。逆止弁５４は、貯湯ユニット１０から上水道への湯水の逆流を防止する。逆止弁５４の上流側には、減圧弁５６および遮断弁５８が設けられている。減圧弁５６は、給水管１６を介して供給される低温水の圧力を適宜減圧する。すなわち、水圧により貯湯タンク１４等が破損しないように適宜圧力調整を行うものである。遮断弁５８は、貯湯タンク１４に所定の湯水が溜まったときに給水管１６を遮断し、低温水の供給を適宜停止するものである。
【００２５】
なお、温度センサ５２の下流側には、給湯設備へ供給する湯水の流量を調整する電磁弁、給湯設備から貯湯ユニット１０への逆流を防止する逆止弁等が設けられるが、その説明については省略する。
【００２６】
一方、熱源ユニット１２は、本実施形態では燃料電池ユニットからなるが、ヒートポンプユニットであってもよい。これらのユニットは、貯湯ユニット１０と熱交換を行うための熱交換器を備える。上述の沸上循環回路を流れる低温水は、その熱交換器を経る際に沸き上げられて高温水となる。この熱交換のために貯湯ユニット１０が起動されると、ポンプ２６が駆動されるため、給湯管２８を介して供給される高温水は、給水管１６を介して供給される低温水よりも高圧となる。これらの構成および動作については公知であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２７】
次に、混合弁ユニット２０の具体的構成について説明する。
図２および図３は、混合弁ユニット２０の外観を表す図である。図２は正面図であり、図３は左側面図である。図４は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。図６は図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００２８】
図２に示すように、混合弁ユニット２０は、共用のボディ６０に混合弁３０、バイパス弁３２および圧力導入弁３４を組み付けて構成される。図３にも示すように、ボディ６０は、第１配管６２、第２配管６４および第３配管６６によるＴ字配管を有する。第１配管６２と第２配管６４とが同軸状に形成されて直管６８を構成し、その直管６８の中央に第３配管６６が直角に接続されている。
【００２９】
第１配管６２が給湯管２８に接続され、高温水を導入する（白矢印）。第２配管６４が給水管１６に接続され、低温水を導入する（黒矢印）。第３配管６６が供給管４０に接続され、混合された湯水を導出する（ハッチング矢印）。３つの配管の接続点に混合弁３０が設けられている。直管６８の第３配管６６とは反対側に、混合弁３０の弁部を駆動するモータ７０が設けられている。第２配管６４と第３配管６６とを跨ぐようにバイパス弁３２が設けられ、第１配管６２とバイパス弁３２とを跨ぐように圧力導入弁３４が設けられている。バイパス弁３２と圧力導入弁３４は、互いの軸線が平行となるよう隣接配置されている。それらの軸線は、混合弁３０の軸線に対して直角となる。
【００３０】
図４に示すように、混合弁ユニット２０は、樹脂材の一体成形により得られたボディ６０を有し、そのボディ６０の上端部にモータ７０が取り付けられている。第１配管６２の内方に第１導入路４２が形成され、第２配管６４の内方に第２導入路４４が形成され、第３配管６６の内方に導出路４６が形成されている。そして、第１導入路４２と第２導入路４４と導出路４６との接続点に混合室７２が設けられる。混合室７２は、導出路４６と同軸状の円筒状をなし、ボディ６０のほぼ中央に位置する。
【００３１】
混合弁３０は、ボディ６０に回転自在に支持された段付円筒状の弁駆動体７４を備える。弁駆動体７４は、その上半部の回転軸７６と下半部の弁体７８とにより構成される。回転軸７６は、ボディ６０に回転摺動可能に支持され、その外周面にはボディ６０との間のシール性を確保するための２つのＯリング８０が嵌着されている。回転軸７６の上端部は、モータ７０の回転軸と接続されている。
【００３２】
弁体７８は、回転軸７６よりも拡径された有底円筒状をなし、その弁体７８の内方に混合室７２が形成されている。弁体７８の側部には内外を連通させる流量調整孔８２が設けられている。流量調整孔８２は弁体７８の周方向に約２１０度にわたって形成されており、その周方向の中央に設けられた小幅の支柱８４を境に、片側半部が開口幅（上下幅）の大きい大口部８６とされ、反対側半部が開口幅の小さい小口部８８とされている（図６参照）。図示のように、支柱８４が第１導入路４２および第２導入路４４の一方に対向したときには他方の導入路が遮断されるように構成されている。この流量調整孔８２の回転位置を制御することにより、第１導入路４２と第２導入路４４との開度比率を調整でき、高温水と低温水との混合比を調整することができる。
【００３３】
モータ７０は、図示しないロータとステータとを含むステッピングモータやＤＣモータ等により構成され、ボディ６０の上端開口部を閉止するように取り付けられている。弁駆動体７４の上端部がロータに連結され、ロータの回転が弁体７８の回転動作として表れる。制御部は、温度センサ５２により検出された温度に基づき、給湯設備に供給される湯水が設定温度となるよう弁体７８の回転位置を制御する。
【００３４】
図５に示すように、ボディ６０の側方に第２導入路４４および導出路４６のそれぞれに連通する圧力室９０が形成され、バイパス弁３２が配置されている。すなわち、第２導入路４４と直角に連通する連通路９２と、導出路４６に直角に連通する連通路９４とが互いに平行となるよう側方に延び、圧力室９０にて連通してバイパス通路４８を形成している。連通路９２の端部には弁孔９６が設けられ、その先端面に弁座９８が形成されている。ボディ６０の側方開口部を閉止するよう蓋体１００が取り付けられ、ボディ６０と蓋体１００との間に圧力室９０が形成されている。
【００３５】
圧力室９０を高圧室１０２と低圧室１０４とに仕切るようにダイヤフラム１０６が設けられている。その低圧室１０４がバイパス通路４８に連通している。ダイヤフラム１０６は、高圧室１０２と低圧室１０４との差圧に応じて軸線方向に変位可能な「感圧部材」として機能する。ダイヤフラム１０６は、高分子樹脂材料を成形して得られ、その中央部に弁体１０８が一体に形成されている。なお、高分子樹脂材料としては、例えば、ゴム、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を採用することができる。
【００３６】
圧力室９０の軸線方向中央に段差（段部）が設けられ、この段部との間にダイヤフラム１０６の周縁部を挟むようにリング状の支持部材１１０が配設されている。その支持部材１１０を後方（高圧室１０２側）から押さえるように蓋体１００が嵌め込まれている。蓋体１００の外周面にはＯリング１１２（シールリング）が嵌着されており、ボディ６０の内外のシール性が確保されている。ボディ６０と弁体１０８との間には、弁体１０８をバイパス弁３２の開弁方向に付勢するスプリング１１４（「付勢部材」として機能する）が介装されている。
【００３７】
ダイヤフラム１０６の中央部と周縁部との間には、平面視環状で断面視波状の波状部分が形成されている。その波状部分の変形により、弁体１０８が軸線方向に変位する。弁体１０８が低圧室１０４にて弁座９８に着脱してバイパス弁３２を開閉する。なお、蓋体１００の中央部が圧力室９０の内方に向けて延出しており、その先端面がストッパ１１６を構成している。ストッパ１１６は、図示のようにダイヤフラム１０６の高圧室１０２側への変位を規制し、弁体１０８の全開位置（バイパス弁３２の全開状態）を規定する。
【００３８】
ダイヤフラム１０６の所定位置には、高圧室１０２と低圧室１０４とを連通させる小断面のリーク通路１０７が設けられている。リーク通路１０７は、圧力導入弁３４の閉弁時に高圧室１０２と低圧室１０４の圧力を等しくする（均一にする）ための「均圧孔」として機能するが、その詳細については後述する。
【００３９】
図６に示すように、圧力導入弁３４は、バイパス弁３２と隣接配置されている。ボディ６０には、圧力導入弁３４を取り付けるための取付孔１１８が設けられている。圧力導入弁３４は、常閉型の電磁弁であり、円筒状のボディ１２０、ボディ１２０の内方に固定されたコア１２２、コアの下方に対向配置されたプランジャ１２４、およびボディ１２０の外周面に巻回された電磁コイル１２６等を備える。ボディ１２０の下半部が取付孔１１８に挿通され、シール用のＯリング１１９を介して気密に取り付けられている。
【００４０】
取付孔１１８の奥方に弁室１３０が形成されている。そして、弁室１３０と第１導入路４２とを連通させる連通路１３２と、弁室１３０と高圧室１０２とを連通させる連通路１３４が設けられている。連通路１３２，１３４および弁室１３０により、第１導入路４２と高圧室１０２とを連通させる高圧通路１３６が形成されている。上述したバイパス弁３２のリーク通路１０７は、高圧通路１３６よりも十分に小さい流路断面を有する。
【００４１】
連通路１３２の弁室１３０側の端部に弁孔１３８が設けられ、その先端面により弁座１４０が形成されている。連通路１３４は、支持部材１１０に設けられたスリット１４２を介して高圧室１０２と連通している。
【００４２】
プランジャ１２４の下端部（コア１２２とは反対側端部）に弁体１４４が組み付けられている。弁体１４４は、弾性体（例えばゴム）からなり、弁室１３０に配置される。弁体１４４が弁座１４０に着脱することにより圧力導入弁３４を開閉する。コア１２２とプランジャ１２４との間には、プランジャ１２４を圧力導入弁３４の閉弁方向に付勢するスプリング１４６が介装されている。
【００４３】
このような構成により、図示のように圧力導入弁３４の閉弁状態ではバイパス弁３２が開き、圧力導入弁３４を開弁させるとバイパス弁３２が閉弁状態となる。その詳細については後述する。
【００４４】
次に、給湯装置の運転状態に伴う混合弁ユニット２０の動作について説明する。
図７は、バイパス弁３２と圧力導入弁３４との連携動作を表す図である。同図は圧力導入弁３４の開弁状態を示す。既に説明した図６は、圧力導入弁３４の閉弁状態を示す。
【００４５】
給湯装置の運転が開始されると、混合弁３０および圧力導入弁３４への通電がなされ、各弁が作動する。図７に示すように、このとき圧力導入弁３４が駆動されて開弁し、第１導入路４２の圧力が高圧室１０２に導入される。上述したように、給湯装置の運転時にはポンプ２６が駆動されるため、高温水が流れる第１導入路４２は、低温水が流れる第２導入路４４よりも高圧となる。このため、圧力導入弁３４の開弁により高圧室１０２が低圧室１０４よりも高圧となり、それらの差圧がダイヤフラム１０６に作用する。その結果、ダイヤフラム１０６がスプリング１１４の付勢力に抗して閉弁方向に変位し、弁体１０８が弁座９８に着座してバイパス弁３２を閉じる。これにより、低温水がバイパス通路４８を流れることはなく、混合弁３０にて適温に混合された湯水が給湯設備に供給される。
【００４６】
この給湯時において、万が一、混合弁３０に異常が生じても、制御部によるフェイルセーフ処理が実行される。すなわち、混合弁３０の作動不良により設定温度よりも高温の湯水が供給され始めると、温度センサ５２がこれを検出する。制御部は、検出された温度が予め定める異常判定値を超えたときに、圧力導入弁３４への通電を遮断する。それにより、図６に示したように、圧力導入弁３４が閉じ、第１導入路４２の圧力の高圧室１０２への導入が遮断される。それにより、リーク通路１０７による圧力のリークが促進され、高圧室１０２と低圧室１０４とが均圧状態となる。このとき、スプリング１１４の付勢力により弁体１０８が押し上げられ、バイパス弁３２が開弁する。これにより、低温水がバイパス通路４８を介して導出路４６に流れ、混合弁３０から導出される湯水の温度を速やかに低下させる。このため、使用者は安心して給水設備を使用できる。
【００４７】
一方、給湯装置の運転が停止されると、混合弁３０および圧力導入弁３４への通電が遮断され、各弁が作動を停止する。このとき圧力導入弁３４が閉じ、第１導入路４２の圧力の高圧室１０２への導入が遮断される。それにより、バイパス弁３２が開弁し、低温水がバイパス通路４８を介して導出路４６に流れ、給湯設備に供給される。
【００４８】
以上に説明したように、本実施形態の混合弁ユニット２０によれば、混合弁３０に異常が生じたとしても、圧力導入弁３４を閉弁させることで対処できる。すなわち、圧力導入弁３４の閉弁によりバイパス弁３２が高温水と低温水との差圧に応じてバイパス通路４８を開くことで、低温水を積極的に導出路４６に導くことができる。それにより、給湯設備に供給される湯水が熱湯となることを防止できる。すなわち、混合弁３０に異常が生じたときのフェイルセーフを簡易に実現できる。
【００４９】
また、本実施形態では、大口径のバイパス弁３２を差圧のみで作動する構成とし、圧力導入弁３４を小口径の電磁弁としてバイパス弁３２とは別に設ける例を示した。それにより、バイパス弁を直動式電磁弁とする場合よりも小さなソレノイドで足り、混合弁ユニット２０の小型化および省電力化を実現できる。この点につき、バイパス弁をいわゆるパイロット式電磁弁で構成することも考えられるが、本実施形態によれば、パイロット式電磁弁のように弁体と一体の可動弁座を設ける必要がなく、簡易な構成で実現できる。
【００５０】
さらに、混合弁３０、バイパス弁３２および圧力導入弁３４を共用のボディに一体に組み付けた複合弁としたため、混合弁ユニット２０の部品コストの低減、設置のための省スペース化を実現できる。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００５２】
上記実施形態では述べなかったが、ダイヤフラム１０６に開弁方向の弾性力をもたせてもよい。その弾性力を十分に確保できれば、スプリング１１４を省略することもできる。
【００５３】
上記実施形態では、バイパス弁３２の感圧部材としてダイヤフラム１０６を採用したが、ベローズを採用してもよい。あるいは、ダイヤフラムのなかでも変位ストロークが大きいベロフラムを採用してもよい。あるいは、シールリング（Ｏリング等）を嵌着したピストンを採用してもよい。
【００５４】
上記実施形態では、バイパス弁３２について、弁体１０８とダイヤフラム１０６（感圧部材）とを高分子樹脂材料（例えばゴム等）による一体成形にて得る構成を例示した。変形例においては、弁体と感圧部材とを個別に作製し、両者を組み付けてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、バイパス弁３２のリーク通路１０７をダイヤフラム１０６（感圧部材）に設ける構成を例示した。変形例においては、混合弁ユニットのボディに形成してもよい。このようなリーク通路による均圧作用により、例えばバイパス弁が急激に閉じた場合でもウォータハンマの発生を抑制できる。
【００５６】
上記実施形態では、圧力導入弁３４を常閉型電磁弁とする例を示した。変形例においては、圧力導入弁を常開型電磁弁としてもよい。その場合、制御部は、給湯装置（対象装置）の通常の運転時には圧力導入弁をオフのままとし、異常を検出したときに例外的にオンとし、バイパス通路を開放するようにしてもよい。このように異常が生じたときにのみ圧力導入弁を駆動することで、省電力を促進できる。
【００５７】
上記実施形態では、圧力導入弁３４を電磁弁とする例を示した。変形例においては、圧力導入弁をモータ駆動の電動弁としてもよい。ただし、上記実施形態のように、圧力導入弁が高圧通路を開閉する機能を有すれば足りる場合、簡易な構成の電磁弁を採用することでコストを抑えることができる。
【００５８】
上記実施形態では、混合弁ユニット２０を給湯装置に適用する例を示した。変形例においては、例えば互いに性質が異なる第１の流体と第２の流体とを所定の混合比で混合して第３の流体を生成する混合弁ユニットとして、その他の対象装置に適用してもよい。ただし、その対象装置に適用した場合に、第１の流体のほうが第２の流体よりも相対的に高圧となりうることを前提とする。
【００５９】
例えば、薬品や化粧品を生成するための装置を対象装置とし、上記混合弁ユニットを適用してもよい。具体的には、人体に影響を及ぼさないベース物質Ｂが含まれる流体を第２の流体とし、人体に影響を及ぼす可能性のある添加物質Ａが比較的高濃度で含まれる流体を第１の流体としてもよい。混合弁の下流側には、添加物質Ａの濃度（混合比率）を検出可能な検出センサを配置する。検出センサによる検出値が予め定める基準値を超えた場合、制御部が圧力導入弁への通電を遮断し、混合弁の下流側へ第２の流体をバイパスさせる。それにより、混合弁の動作不良時のフェイルセーフを確保できる。例えば、第１の流体を芳香剤とし、第２の流体を空気としてもよい。あるいは、第１の流体を除菌用の次亜塩素酸水とし、第２の流体を水としてもよい。
【００６０】
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０  貯湯ユニット、１２  熱源ユニット、１４  貯湯タンク、１６  給水管、２０  混合弁ユニット、２６  ポンプ、２８  給湯管、３０  混合弁、３２  バイパス弁、３４  圧力導入弁、４２  第１導入路、４４  第２導入路、４６  導出路、４８  バイパス通路、５２  温度センサ、６０  ボディ、６２  第１配管、６４  第２配管、６６  第３配管、７０  モータ、７２  混合室、７４  弁駆動体、７６  回転軸、７８  弁体、８０  Ｏリング、８２  流量調整孔、９６  弁孔、１０２  高圧室、１０４  低圧室、１０６  ダイヤフラム、１０７  リーク通路、１０８  弁体、１１４  スプリング、１２２  コア、１２４  プランジャ、１３０  弁室、１３６  高圧通路、１３８  弁孔、１４４  弁体、１４６  スプリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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