(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータと、沸き上げられた湯を貯湯する貯湯部と、該貯湯部から給湯された湯を水と混合する開閉型混合栓とを備えた給湯システムにおいて、前記貯湯部と前記開閉型混合栓との間に介装される開閉弁であって、
前記貯湯部の湯を受け入れる入湯口を備え、湯を排出する排出口を備え、前記開閉型混合栓に湯を送る出湯口を備えたケーシングと、
前記入湯口に開閉自在に取り付けられ、閉弁時でも膨張水が前記ケーシング内へ通過する通湯孔が形成され、湯の流圧によって開弁する入湯弁と、
該入湯弁を常時入湯口側へ付勢する入湯側スプリングと、
前記排出口に開閉自在に取り付けられた排出弁と、
前記入湯弁の開弁時には前記排出弁を閉弁させ、前記入湯弁の閉弁時には前記排出弁を開弁させる開閉機構とからなり、
前記開閉機構が、
前記排出弁に取り付けられたケースと、
一端が掛止部となっており、該掛止部が前記ケースに掛合し、他端が前記入湯弁に取り付けられた連結軸と、
該連結軸と前記ケースとの間に取り付けられ、該ケースを常時排出口側へ付勢する排出側スプリングとからなる
ことを特徴とする無圧開放弁。
【請求項２】
前記連結軸にアイドラー弁が取り付けられ、
前記ケーシングが、前記アイドラー弁が移動する範囲において、前記入湯口側の小径部と該小径部に直通した前記出湯口側の大径部とからなり、
前記小径部の内径は、前記アイドラー弁の径よりわずかに大きく、かつ該アイドラー弁の移動方向に沿って一定であり、
前記大径部の内径は、前記小径部の内径より大きい
ことを特徴とする請求項１記載の無圧開放弁。
【請求項３】
前記ケーシングが、前記入湯弁が移動する範囲において、前記入湯口側の小径部と該小径部に直通した前記出湯口側の大径部とからなり、
前記小径部の内径は、前記入湯弁の径よりわずかに大きく、かつ該入湯弁の移動方向に沿って一定であり、
前記大径部の内径は、前記小径部の内径より大きい
ことを特徴とする請求項１記載の無圧開放弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無圧開放弁に関する。さらに詳しくは、沸き上げられた湯を貯湯する貯湯部と、該貯湯部から給湯された湯を水と混合する開閉型混合栓とを備えた給湯システムにおいて、前記貯湯部と開閉型混合栓との間に介装される無圧開放弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯システムに用いる混合栓は、開放型混合栓４０Ａと開閉型混合栓４０Ｂとに大別される。図８は前者の開放型混合栓４０Ａを組み込んだ給湯システムの給湯回路図である。同図において、符号１は貯湯タンクを示している。貯湯タンク１には、水を湯に沸き上げるためのヒータ５が内蔵されている。この貯湯タンク１は水を湯に沸き上げる加熱部であるとともに、湯を貯湯する貯湯部でもある。貯湯タンク１の下部には給水口７を備えており、貯湯タンク１の上部には出湯口６を備えている。貯湯タンク１の出湯口６には、給湯管１５の一端が接続されている。この給湯管１５の他端は、開放型混合栓４０Ａの給湯口に接続されている。この開放型混合栓４０Ａにおいて、その蛇口Ｆは、給湯管１５に連通している。開放型混合栓４０Ａにおける符号Ｓは給水源を示している。開放型混合栓４０Ａの送水口には、給水管１３の一端が接続されており、この給水管１３の他端は、前記貯湯タンク１の給水口７に接続されている。
符号Ｋは安全弁を示している。この安全弁Ｋは、常時閉弁しており、貯湯タンク１の内部が異常圧力になると開弁し、その異常圧力を解消するためのものである。
【０００３】
前記貯湯タンク１のヒータ５に通電すると、ヒータ５は熱を発散し、この熱によって水は湯となる。水は温められると、その密度が小さくなり、体積が増加する。温められることによって体積が増加した水のうち増加分の水を膨張水という。
前記給湯管１５は開放型混合栓４０Ａの蛇口Ｆに通じており、蛇口Ｆは常に開放されているので、ヒータ５によって貯湯タンク１の水を加熱すると、貯湯タンク１の膨張水は給湯管１５を通って、開放型混合栓４０Ａの蛇口Ｆから排出される。したがって、貯湯タンク１および給湯管１５の内部が極端に圧力が上昇することはない。このように、開放型混合栓４０Ａを組み込んだ給湯システムにおいては、給湯管１５および貯湯タンク１が極端に圧力が上昇することがないものの、水を湯に沸き上げている間中、貯湯タンク１からの膨張水が開放型混合栓４０Ａの蛇口Ｆからしたたり落ちてしまう。
【０００４】
そこで、開閉型混合栓４０Ｂが開発された。図９は、開閉型混合栓４０Ｂを組み込んだ給湯システムの給湯回路図である。同図に示すように、この給湯システムは図８の給湯システムと基本構造は同一であるが、開放型混合栓４０Ａの代わりに開閉型混合栓４０Ｂが組み込まれたものである。この開閉型混合栓４０Ｂは、その蛇口Ｆと給湯管１５の接続口との間に開閉弁Ｖが開閉自在に設けられたものである。
【０００５】
この貯湯タンク１のヒータ５に通電すると、ヒータ５によって貯湯タンク１の水は加熱され、加熱された水は膨張し、膨張水が発生する。この開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖを閉弁した状態では、給湯管１５は開放されておらず、膨張水は蛇口Ｆに到達しないので、蛇口Ｆからしたたり落ちない。しかし、給湯管１５は閉状態となっているので、貯湯タンク１の水を湯に沸き上げるにつれ、給湯管１５は高圧となる。しかも、貯湯タンク１の水は加熱されて、膨張水が発生し体積が増加するので、貯湯タンク１および給湯管１５の内部はさらに高圧となる。貯湯タンク１および給湯管１５が異常に高い圧力、すなわち異常圧力になって初めて安全弁Ｋが開弁して、貯湯タンク１および給湯管１５の圧力は開放される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、開閉型混合栓４０Ｂを組み込んだ給湯システムにおいて、ヒータ５によって貯湯タンク１内の水を湯に沸き上げているときに、開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖを閉弁しておく状態は、通常運転であってもしばしば起きる状態である。通常運転にも拘わらず、安全弁Ｋを開弁させる程の高い圧力が貯湯タンク１および給湯管１５の内部に作用すると、貯湯タンク１および給湯管１５に損傷を与えたり、寿命を短縮させるという問題がある。
また、安全弁Ｋがしばしば開弁してしまうのでは、真に危険な状態になったとき、安全弁Ｋを構成している部品が摩耗してしまっており、安全弁Ｋが開弁しない恐れがあるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑み、流圧のごく低い膨張水であっても、膨張水を排出して圧力上昇を防止し、簡単な構造で安価に製造できる無圧開放弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の無圧開放弁は、ヒータと、沸き上げられた湯を貯湯する貯湯部と、該貯湯部から給湯された湯を水と混合する開閉型混合栓とを備えた給湯システムにおいて、前記貯湯部と前記開閉型混合栓との間に介装される開閉弁であって、前記貯湯部の湯を受け入れる入湯口を備え、湯を排出する排出口を備え、前記開閉型混合栓に湯を送る出湯口を備えたケーシングと、前記入湯口に開閉自在に取り付けられ、閉弁時でも膨張水が前記ケーシング内へ通過する通湯孔が形成され、湯の流圧によって開弁する入湯弁と、該入湯弁を常時入湯口側へ付勢する入湯側スプリングと、前記排出口に開閉自在に取り付けられた排出弁と、前記入湯弁の開弁時には前記排出弁を閉弁させ、前記入湯弁の閉弁時には前記排出弁を開弁させる開閉機構とからなり、前記開閉機構が、前記排出弁に取り付けられたケースと、一端が掛止部となっており、該掛止部が前記ケースに掛合し、他端が前記入湯弁に取り付けられた連結軸と、該連結軸と前記ケースとの間に取り付けられ、該ケースを常時排出口側へ付勢する排出側スプリングとからなることを特徴とする。
請求項２の無圧開放弁は、第１発明において、前記連結軸にアイドラー弁が取り付けられ、前記ケーシングが、前記アイドラー弁が移動する範囲において、前記入湯口側の小径部と該小径部に直通した前記出湯口側の大径部とからなり、前記小径部の内径は、前記アイドラー弁の径よりわずかに大きく、かつ該アイドラー弁の移動方向に沿って一定であり、前記大径部の内径は、前記小径部の内径より大きいことを特徴とする。
請求項３の無圧開放弁は、第１発明において、前記ケーシングが、前記入湯弁が移動する範囲において、前記入湯口側の小径部と該小径部に直通した前記出湯口側の大径部とからなり、前記小径部の内径は、前記入湯弁の径よりわずかに大きく、かつ該入湯弁の移動方向に沿って一定であり、前記大径部の内径は、前記小径部の内径より大きいことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の無圧開放弁を用いた給湯システムでは、出湯していないときには、貯湯部の水はヒータで温められると、湯になるとともに膨張して体積が増加して、膨張水が発生し、この膨張水は、貯湯部から溢れ出す。この膨張水は、流圧がごく低いので入湯弁を開弁させることはできないが、入湯弁の通湯孔を通って入湯口からケーシングの内部に入湯する。入湯弁が閉弁しているので、開閉機構によって、排出弁は開弁しており、ケーシング内の膨張水は排出口から排出される。
出湯時には、貯湯部から流圧が高い湯が入湯弁に作用する。この湯によって入湯弁は開弁するとともに、開閉機構によって、排出弁が閉弁する。このため、湯は入湯口を通って、ケーシング内部に入湯する。排出弁が閉弁しているので、湯は排出されることなく、出湯口を通って開閉型混合栓に送られる。
そして、出湯を止めると、入湯側スプリングによって、入湯弁は閉弁するとともに、開閉機構によって、排出弁は開弁する。
【００１０】
また、請求項１の無圧開放弁では、入湯弁の閉弁時には、連結棒の掛合部がケースに掛合して、ケースを入湯口側へ移動させるので、排出弁は開弁する。入湯弁の開弁時には連結棒が排出口側へ移動するとともに、排出側スプリングおよびケースも排出口側へ移動し、ケースは排出側スプリングによって排出口側へ付勢されるので、排出弁は閉弁する。入湯弁がさらに開弁すると、連結軸も排出口側へ移動する。このため、ケースから連結軸の掛止部が外れるが、ケースは排出側スプリングによって排出口側へ付勢されている。したがって、排出弁は閉弁したままであり、排出弁が損傷されることがない。つまり、多量出湯時であっても、排出弁を損傷することなく、入湯弁の開弁時には排出弁を確実に閉弁させることができる。
【００１１】
請求項２の無圧開放弁の作用を説明する。出湯していないときには、膨張水が発生しているときであっても、この膨張水は入湯弁の通湯孔を通ってケーシング内部に入湯するので、入湯弁は閉弁したままで開弁せず、また排出弁は開弁したままの状態である。
少量出湯時ではアイドラー弁に作用する湯の流圧が低いけれども、その流圧によってアイドラー弁は排出口側へ移動する。アイドラー弁とケーシングの内壁との隙間が狭い小径部を移動するときには、アイドラー弁が排出口側へ移動し続ける。そして、アイドラー弁が、アイドラー弁とケーシングの内壁との隙間が広くなる大径部へ移動すると、いままでアイドラー弁に作用していた湯の一部がアイドラー弁とケーシングの内壁の隙間を抜けていく。このため、アイドラー弁を入湯口側へ付勢する力とアイドラー弁を入湯口から遠ざける力とが定常状態となり、それ以上アイドラー弁は移動しなくなる。つまり、アイドラー弁は、アイドラー弁とケーシングの内壁との隙間が狭い小径部から広くなっている大径部と小径部との間の境界線までは、少なくとも移動するので、排出弁および入湯弁はいずれも同じ一定距離だけ排出口へ確実に移動する。このため、少量出湯時のわずかな流圧であっても、入湯弁を開弁させると必ず排出弁を閉弁させることができる。
【００１２】
請求項３の無圧開放弁の作用を説明する。出湯していないときには、膨張水が発生しているときであっても、この膨張水は入湯弁の通湯孔を通ってケーシング内部に入湯するので、入湯弁は閉弁したままで開弁せず、また排出弁は開弁したままの状態である。
少量出湯時では、入湯弁に作用する湯の流圧が低いけれども、その流圧によって入湯弁は開弁する方向へ移動する。入湯弁とケーシングの内壁との間が小さい小径部を移動しているときには、入湯弁は湯の流圧によって開弁する方向へ移動し続ける。そして、入湯弁が小径部を通り過ぎて大径部にまで移動すると、いままで入湯弁に作用し続けていた湯の一部が大径部と入湯弁との隙間へ抜けていく。このため、入湯弁を入湯口へ付勢する力と、入湯弁を入湯口から遠ざける力とが定常状態となり、それ以上入湯弁は移動しなくなる。入湯弁は、少なくとも小径部の高さ分を移動するので、排出弁も少なくとも小径部の高さ分を一定距離だけ確実に移動する。このため、少量出湯時のわずかな流圧であっても、入湯弁を開弁させると排出弁を確実に閉弁させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は第１実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図である。同図において、符号２１はケーシングを示している。ケーシング２１の下部には、入湯口２２が形成されている。ケーシング２１の上部には、排出口２４が形成されている。入湯口２２と排出口２４との間であって、ケーシング２１の側部には、出湯口２３が形成されている。このケーシング２１は、円柱がくり抜かれた形状の小径部２１Ａおよび大径部２１Ｂから構成されており、大径部２１Ｂの平面視での半径は小径部２１Ａの平面視での半径よりも大きいが、その理由は後述する。
【００１４】
ケーシング２１の前記入湯口２２には、入湯弁３２Ｖが開閉自在に取り付けられている。そして、この入湯弁３２Ｖには、閉弁時でも膨張水のごとき流圧がごく低い湯をケーシング２１内に通過させるための通湯孔３２ｈが形成されている。
なお、入湯弁３２Ｖに通湯孔３２ｈが形成されていなくてもよいが、その場合、ごく低い流圧の膨張水は、ケーシング２１内部へ連続して流入できないものの、ある程度時間が経過すると、膨張水の流圧が徐々に積算され入湯弁３２Ｖを開弁させて、膨張水はケーシング２１内に流入する。このため、膨張水は間欠的に排出される。
【００１５】
ケーシング２１の前記排出口２４には、排出弁３４Ｖが開閉自在に取り付けられている。そして、入湯弁３２Ｖおよび排出弁３４Ｖは、開閉機構によって連結されている。この開閉機構は、入湯弁３２Ｖの閉弁時には排出弁３４Ｖを開弁させ、入湯弁３２Ｖの開弁時には排出弁３４Ｖを閉弁させるための機構である。
【００１６】
つぎに、開閉機構を説明する。
ケーシング２１の小径部２１Ａには、上下一対の軸受３８、３８がステーを介して取り付けられている。そして、軸受３８、３８の各ステーの間を上下方向に湯が通るようになっている。この軸受３８、３８の中心部には、連結軸３５が昇降自在に取り付けられている。この連結軸３５の上端部は、この連結軸３５の軸部の径よりも径が大きな掛止部３６となっている。この連結軸３５の下端部には、前記入湯弁３２Ｖが取り付けられている。この入湯弁３２Ｖが開閉することによって、連結軸３５は軸受３８、３８に支持された状態で、上下に昇降する。
【００１７】
また、下側の軸受３８と入湯弁３２Ｖとの間には、入湯側スプリング３２Ｓが取り付けられている。入湯弁３２Ｖは入湯側スプリング３２Ｓによって常時付勢され閉弁されており、入湯弁３２Ｖに作用する湯の流圧によって、入湯側スプリング３２Ｓが圧縮され、その結果入湯弁３２Ｖが開弁する。
【００１８】
他方、前記排出弁３４Ｖの下面部にはケース３７が取り付けられている。このケース３７の下面部には、掛止孔が形成されている。このケース３７の掛止孔には、前記連結軸３５が通され掛止部３６がケース３７に掛止されるようになっている。また、ケース３７の内部は、掛止部３６が上下に動くための余裕空間が設けられている。
そして、連結軸３５の中間部にはアイドラー弁４１Ｖが取り付けられている。このアイドラー弁４１Ｖの上面部と前記ケース３７の下部との間には、排出側スプリング３４Ｓが介装されている。そして、ケース３７は排出側スプリング３４Ｓによって排出口２４側へ常時付勢されている。このため、入湯弁３２Ｖが閉弁すると、連結軸３５が下降し、連結軸３５が下降すると、掛止部３６はケース３７に掛止して、ケース３７を下降させ、排出弁３４Ｖは開弁する。逆に入湯弁３２Ｖが開弁すると、連結軸３５が上昇し、連結軸３５が上昇すると、排出側スプリング３４Ｓによってケース３７は押し上げられ排出弁３４Ｖは閉弁する。換言すれば、入湯弁３２Ｖが閉弁すると、排出弁３４Ｖは開弁し、入湯弁３２Ｖが開弁すると、排出弁３４Ｖは閉弁する。
【００１９】
なお、開閉機構は、上記のごとき機構のものだけでなく、例えば、中央部に支点を有した揺動棒の両端に、それぞれ入湯弁３２Ｖおよび排出弁３４Ｖを先端に備えた支持棒がその基端を駆着された構成の機構にしてもよい。つまり、この開閉機構は、入湯弁３２Ｖの開弁時には排出弁３４Ｖを閉弁させ、入湯弁３２Ｖの閉弁時には排出弁３４Ｖを開弁させるものであれば、特にその機構の構成に制限はない。
【００２０】
前記アイドラー弁４１Ｖは、入湯弁３２Ｖの閉弁時、すなわち連結軸３５が下降しているときには、半径の小さい小径部２１Ａに隣接している。このため、アイドラー弁４１Ｖとケーシング２１との隙間は小さく、湯はこの隙間には一部しか流れず、ほとんどの湯が、アイドラー弁４１Ｖに作用する。この湯の流圧により、アイドラー弁４１Ｖは、半径の大きい大径部２１Ｂに隣接する位置まで上昇する。このため、アイドラー弁４１Ｖとケーシング２１との隙間は大きくなり、ここを流れる湯の一部はアイドラー弁４１Ｖに作用するが、残りの湯は、アイドラー弁４１とケーシング２１の内壁との隙間を通って抜けていきアイドラー弁４１Ｖに作用しない。つまり、アイドラー弁４１Ｖを上昇させる湯圧による力と、アイドラー弁４１Ｖを付勢させる力とが定常状態となり、それ以上アイドラー弁４１Ｖは移動しない。したがって、流圧の低い湯であっても、少なくとも小径部２１Ａと大径部２１Ｂとの境界線まで、アイドラー弁４１Ｖを押し上げることができる。
【００２１】
図２は第１実施形態の無圧開放弁２０を用いた給湯システムの給湯回路図である。同図において、符号１は貯湯タンクを示している。貯湯タンク１には、水を湯に沸き上げるためのヒータ５が内蔵されている。この貯湯タンク１は水を湯に沸き上げる加熱部であるとともに、湯を貯湯する貯湯部でもある。貯湯タンク１の下部には給水口７を備えており、貯湯タンク１の上部には出湯口６を備えている。貯湯タンク１の出湯口６には、給湯管１５の一端が接続されている。この給湯管１５の他端は、開閉型混合栓４０Ｂの給湯口に接続されている。前記給湯管１５の適所には、本実施形態の無圧開放弁２０が介装されている。開閉型混合栓４０Ｂの送水口には、給水管１３の一端が接続されている。この給水管１３の他端は、前記貯湯タンク１の給水口７に接続されている。開閉型混合栓４０Ｂにおける符号Ｓは給水源を示している。開閉型混合栓４０Ｂには、その蛇口Ｆと給湯管１５の接続口との間に開閉弁Ｖが開閉自在に設けられている。
符号Ｋは安全弁を示している。この安全弁Ｋは貯湯タンク１の内部が異常圧力になると開弁し、その異常圧力を解消するためのものである。
【００２２】
なお、本実施形態において、貯湯タンク１は内部にヒータ５を備えているので、水を湯に沸き上げるための加熱部であるとともに、湯を貯湯するための貯湯部でもあるが、加熱部と貯湯部は分離していてもよく、加熱部は水を湯に沸き上げるものであればよい。また、貯湯部は、その湯を貯湯できるものであれば、特にその構造や配設場所に限定されない。
【００２３】
つぎに、第１実施形態の無圧開放弁２０の作用・効果を説明する。
まず、貯湯タンク１に給水し、貯湯タンク１を満水させる。貯湯タンク１のヒータ５に通電すると、ヒータ５によって貯湯タンク１の水は加熱される。加熱された水は膨張し、膨張水が発生する。貯湯タンク１の出湯口６から出た膨張水は、第１実施形態の無圧開放弁２０の入湯弁３２Ｖに作用する。
【００２４】
再び図１に示すように、貯湯タンク１からの膨張水は流圧が低いため、この膨張水によって入湯弁３２Ｖを押し上げることができず、入湯弁３２Ｖは開弁されず閉弁したままである。入湯弁３２Ｖは閉弁状態であるが、膨張水は入湯弁３２Ｖの通湯孔３２ｈを通って、ケーシング２１の小径部２１Ａに入る。この膨張水は、下側の軸受３８のステー間、上側の軸受３８のステー間を順に通り抜ける。入湯弁３２Ｖは閉弁しており、連結軸３５は下降位置にいるので、アイドラー弁４１Ｖは下降位置のままである。そして、この膨張水は、アイドラー弁４１Ｖとケーシング２１の小径部２１Ａの隙間を通って、大径部２１Ｂに移動する。
【００２５】
連結軸３５が下降位置にいるので、掛止部３６によってケース３７は押し下げられている。このため、排出弁３４Ｖは開弁している。したがって、大径部２１Ｂの膨張水は、排出口２４を通って排出される。図２の開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖは閉弁しているので、給湯管１５は閉状態となっており、膨張水は出湯口２３へは出湯しない。
【００２６】
つぎに、第１実施形態の無圧開放弁２０の少量出湯時の状態を説明する。
図２に示すように、開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖを少し開弁すると、開閉型混合栓４０Ｂの給水源Ｓから給水管１３に水が給水される。この水は給水管１３を通って、貯湯タンク１に給水される。この水によって、貯湯タンク１に貯湯されていた湯は、押し上げられるので、貯湯タンク１の出湯口６から出湯する。
【００２７】
図３は第１実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、少量出湯時の状態を示している。同図に示すように、入湯弁３２Ｖへ作用する湯の流圧は、まだ低く、入湯弁３２Ｖをごくわずかしか開弁させることができない。このため、この流圧の低い湯は入湯口２２を通って、入湯弁３２Ｖとケーシング２１との間のわずかな隙間を通り抜けケーシング２１内に流入する。
【００２８】
この湯は下側の軸受３８のステー間、上側の軸受３８のステー間を順に通り抜ける。そして、この湯はアイドラー弁４１Ｖに作用し、アイドラー弁４１Ｖは押し上げられ、小径部２１Ａを越えて大径部２１Ｂに隣接する位置まで上昇する。このため、連結軸３５は上昇するとともに、入湯側スプリング３２Ｓは圧縮され、入湯弁３２Ｖは大きく開弁する。つまり、アイドラー弁４１Ｖが上昇することによって、入湯弁３２Ｖは間接的に大きく開弁するのである。そして、排出側スプリング３４Ｓによって、ケース３７は付勢されて上昇し、この結果、排出弁３４Ｖは確実に閉弁する。湯はアイドラー弁４１Ｖと小径部２１Ａとの隙間を通って大径部２１Ｂに移動する。前述のごとく、排出弁３４Ｖは閉弁しているので、大径部２１Ｂの湯は出湯口２３へ出湯される。そして、この湯は給湯管１５を通って、開閉型混合栓４０Ｂに送られ、この開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖが開弁しているので、その蛇口Ｆから出湯する。
【００２９】
つぎに、第１実施形態の無圧開放弁２０の多量出湯時の状態を説明する。
図２に示すように、開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖを大きく開弁すると、開閉型混合栓４０Ｂの給水源Ｓから給水管１３に水が給水される。この水は給水管１３を通って貯湯タンク１に給水される。この水によって、貯湯タンク１に貯湯されていた湯は押し上げられるので、貯湯タンク１の出湯口６から出湯する。
【００３０】
図４は第１実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、多量出湯時の状態を示している。同図に示すように、入湯弁３２Ｖへ作用する湯は、その流圧が高い。このため、この湯の流圧によって入湯側スプリング３２Ｓは圧縮されるとともに、入湯弁３２Ｖは開弁する。このため、連結軸３５は上昇するので、アイドラー弁４１Ｖは大径部２１Ｂに隣接する位置にまで上昇する。また、掛止部３６は、ケース３７の内部を上方に移動する。そして、排出側スプリング３４Ｓによってケース３７および排出弁３４Ｖは押し上げられるので、排出弁３４Ｖは確実に閉弁する。
【００３１】
貯湯タンク１からの湯は無圧開放弁２０の入湯口２２を通って小径部２１Ａに入湯する。この湯は下側の軸受３８のステー間、上側の軸受３８のステー間を順に通り抜ける。そして、この湯によって、アイドラー弁４１Ｖはさらに押し上げられ、排出側スプリング３４Ｓは圧縮され、排出弁３４Ｖは確実に閉弁される。
【００３２】
最後に湯は、アイドラー弁４１Ｖと大径部２１Ｂとの隙間を通って、大径部２１Ｂに移動する。前述のごとく、排出弁３４Ｖは閉弁しているので、大径部２１Ｂの湯は出湯口２３へ出湯される。そして、この湯は給湯管１５を通って、開閉型混合栓４０Ｂに送られ、その蛇口Ｆから出湯する。
【００３３】
図５は第２実施形態の無圧開放弁の垂直断面図である。同図に示すように、第２実施形態の無圧開放弁にはアイドラー弁４１Ｖが取り付けられておらず、替りに、ケーシング２１における入湯口２２の近くでは、入湯弁３２Ｖとケーシング２１の内側面との隙間が狭くなっており、この狭くなった部分が小径部２１Ａとなっている。この小径部２１Ａより上方部分が大径部２１Ｂであり、この大径部２１Ｂは小径部２１Ａより平面視の半径を大きく形成されている。
【００３４】
つぎに、第２実施形態の無圧開放弁２０の作用・効果を説明する。
図２に示すように、まず、貯湯タンク１に給水し、貯湯タンク１を満水させる。貯湯タンク１のヒータ５に通電すると、ヒータ５によって貯湯タンク１の水は加熱される。加熱された水は膨張し、膨張水が発生する。貯湯タンク１の出湯口６から出た膨張水は、第２実施形態の無圧開放弁２０の入湯弁３２Ｖに作用する。
【００３５】
再び図５に示すように、貯湯タンク１からの膨張水は流圧がごく低いため、この膨張水によって入湯弁３２Ｖを押し上げることができず、入湯弁３２Ｖは開弁されず閉弁したままである。入湯弁３２Ｖは閉弁状態であるが、膨張水は入湯弁３２Ｖの通湯孔３２ｈを通って、ケーシング２１の小径部２１Ａに入る。そして、この膨張水は、入湯弁３２Ｖとケーシング２１の小径部２１Ａの側壁との隙間を通って、大径部２１Ｂに移動する。この膨張水は、下側の軸受３８のステー間、上側の軸受３８のステー間を順に通り抜ける。
【００３６】
連結軸３５が下降位置にいるので、掛止部３６によってケース３７は押し下げられている。このため、排出弁３４Ｖは開弁している。したがって、大径部２１Ｂの膨張水は、排出口２４を通って排出される。図２の開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖは閉弁しているので、給湯管１５は閉状態となっており、膨張水は出湯口２３へ出湯しない。
【００３７】
つぎに、第２実施形態の無圧開放弁２０の少量出湯時の状態を説明する。
図２に示すように、開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖを少し開弁すると、開閉型混合栓４０Ｂの給水源Ｓから給水管１３に水が給水される。この水は給水管１３を通って、貯湯タンク１に給水される。この水によって、貯湯タンク１に貯湯されていた湯は、押し上げられるので、貯湯タンク１の出湯口６から出湯する。
【００３８】
図６は第２実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、少量出湯時の状態を示している。同図に示すように、入湯弁３２Ｖへ作用する湯の流圧が低いけれども、この湯の流圧によって入湯弁３２Ｖは押し上げられて開弁する。入湯弁３２Ｖが小径部２１Ａを移動している間中ずっと、入湯弁３２Ｖは湯の流圧によって上昇し続ける。そして、入湯弁３２Ｖが小径部２１Ａを通り過ぎ、大径部２１Ｂにまで移動すると、いままで入湯弁３２Ｖに作用し続けていた湯の一部が、入湯弁３２Ｖと大径部２１Ｂとの隙間を抜けていく。したがって、入湯弁３２Ｖが開弁するときは、小径部２１Ａの途中で停止せずに、必ず小径部２１Ａと大径部２１Ｂとの境界線を超えて上昇する。このため、連結軸３５は入湯弁３２Ｖと同じ高さだけ上昇し、排出弁３４Ｖは確実に閉弁する。したがって、少量出湯時であっても、入湯弁３２Ｖを開弁させるときには必ず排出弁３４Ｖを閉弁させることができるという効果を奏する。
【００３９】
つぎに、第２実施形態の無圧開放弁２０の多量出湯時の状態を説明する。
図２に示すように、開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖを大きく開弁すると、開閉型混合栓４０Ｂの給水源Ｓから給水管１３に水が給水される。この水は給水管１３を通って貯湯タンク１に給水される。この水によって、貯湯タンク１に貯湯されていた湯は押し上げられるので、貯湯タンク１の出湯口６から出湯する。
【００４０】
図７は第２実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、多量出湯時の状態を示している。同図に示すように、入湯弁３２Ｖへ作用する湯は、その流圧がさらに高くなる。このため、この湯の流圧によって入湯側スプリング３２Ｓは圧縮されるとともに、入湯弁３２Ｖは大きく開弁し、この入湯弁３２Ｖは大径部２１Ｂに隣接する位置にまで上昇する。そして、排出側スプリング３４Ｓによってケース３７および排出弁３４Ｖは押し上げられるので、連結棒３５が上昇するとともに、排出弁３４Ｖは確実に閉弁する。
連結軸３５が上昇すると、この連結軸３５の上端の掛止部３６とケース３１との掛合が外れるが、排出弁３４Ｖは排出側スプリング３４Ｓによって排出口２４側に付勢されているので、排出弁３４Ｖをより確実に閉弁させることができるとともに、多量出湯時であっても、排出弁３４Ｖの損傷を防止することができるという効果を奏する。
【００４１】
貯湯タンク１からの湯は無圧開放弁２０の入湯口２２を通って小径部２１Ａに入湯する。この湯によって、入湯弁３２Ｖは押し上げられ、この湯はケーシング２１の大径部２１Ｂと入湯弁３２Ｖとの隙間を通り抜ける。この湯は下側の軸受３８のステー間、上側の軸受３８のステー間を順に通り抜ける。
排出弁３４Ｖは閉弁しているので、大径部２１Ｂの湯は出湯口２３へ出湯される。そして、この湯は給湯管１５を通って、開閉型混合栓４０Ｂに送られ、この開閉型混合栓４０Ｂの開閉弁Ｖが開弁しているので、その蛇口Ｆから出湯する。
【００４２】
第２実施形態の無圧開放弁２０は、第１実施形態の無圧開放弁２０と同様の効果、すなわち流圧の低い膨張水であっても、膨張水を排出するとともに、簡単な構造で安価であるという効果を奏する。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、流圧のごく低い膨張水であっても、膨張水を排出するとともに、簡単な構造で安価となる。また、多量出湯時に、排出弁が大きくもしくは急激に移動しても、排出弁が損傷されることなく、入湯弁の開弁時には排出弁を確実に閉弁させることができる。
請求項２の発明によれば、少量出湯時のわずかな流圧によっても、入湯弁を確実に一定距離移動させることができ、入湯弁が開弁したときには、必ず排出弁を確実に閉弁させることができ、簡単な構造で安価である。
請求項３の発明によれば、少量出湯時のわずかな流圧によっても、入湯弁を確実に一定距離移動させることができ、入湯弁が開弁したときには、必ず排出弁を確実に閉弁させることができ、簡単な構造で安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図である。
【図２】第１実施形態の無圧開放弁２０を組み込んだ給湯システムの給湯回路図である。
【図３】第１実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、少量出湯時の状態である。
【図４】第１実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、多量出湯時の状態である。
【図５】第２実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図である。
【図６】第２実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、少量出湯時の状態である。
【図７】第２実施形態の無圧開放弁２０の垂直断面図であって、多量出湯時の状態である。
【図８】従来の開放型混合栓を組み込んだ給湯システムの給湯回路図である。
【図９】従来の開閉型混合栓を組み込んだ給湯システムの給湯回路図である。
【符号の説明】
２０    無圧開放弁
２１    ケーシング
２１Ａ  小径部
２１Ｂ  大径部
２２    入湯口
２３    出湯口
２４    排出口
３２Ｓ  入湯側スプリング
３２Ｖ  入湯弁
３４Ｓ  排出側スプリング
３４Ｖ  排出弁
３５    連結軸
３６    掛止部
３７    ケース
４１Ｖ  アイドラー弁
【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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【図８】
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【図９】
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