JP2015203190A

JP2015203190A - 水温制御装置

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Publication number: JP2015203190A
Application number: JP2014081838A
Authority: JP
Inventors: 前田　康成; Yasunari Maeda; 康成前田; 賢治安東; Kenji Ando
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-11-16

Abstract

【課題】体感温度が使用者の意に反して高くなったり低くなったりしてしまうのを抑制する水温制御装置を提供する。
【解決手段】湯水を所定の温度に調節して吐出する湯水混合弁と、湯水混合弁の動作を制御する制御部と、を備える。湯水混合弁に流入する水の温度を検知する水温検知部を備える。制御部は、吐出する湯水の温度の平均値が設定温度よりも低く、且つ、設定温度に基いて定まる所定の上限温度および下限温度の間で吐出する湯水の温度が変動するように、湯水混合弁を制御する。設定温度が同じ場合であっても、水温検知部で検知した水温が所定温度以上のときには、水温が所定温度よりも低いときと比較して、平均温度を低く定める。
【選択図】図２

Description

本発明は、水温制御装置に関するものである。

従来、湯水を所定の温度に調節して吐出する湯水混合弁と、湯水混合弁の動作を制御する制御部とを備える水温制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この従来の水温制御装置は、吐出する湯水の温度が、所定の変動幅の間で変動することで、その温度差により身体に刺激を与えたりすることができるものである。

特開平３−２０１８４号公報

ところで、浴びる湯水の温度が、設定温度よりも低い温度を平均値として変動しても、変動幅が大きくない場合には、体感温度が設定温度よりも大いに低くなることはない。この点を利用して、吐出する湯水の温度を常に設定温度とせずに、設定温度より低い温度を平均値として変動させることで、体感温度が低くなることなく、省エネ効果が得られるものである。

しかしながら、同じ設定温度で同じ平均温度で変動しても、季節によっては、体感温度が異なってしまい、使用者の意に反して、体感温度が低くなってしまったり、高くなってしまったりすることがある、という問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、体感温度が使用者の意に反して高くなったり低くなったりしてしまうのを抑制することができ、かつ省エネ性に優れた水温制御装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成とする。

湯および水を混合して所定の温度に調節した湯水を吐出する湯水混合弁と、前記湯水混合弁の動作を制御する制御部と、を備える水温制御装置であって、前記湯水混合弁に流入する水の温度を検知する水温検知部を備え、前記制御部は、吐出する湯水の温度の平均値が設定温度よりも低く、且つ、前記設定温度に基いて定まる所定の上限温度および下限温度の間で吐出する湯水の温度が変動するように、前記湯水混合弁を制御するものであり、前記設定温度が同じ場合であっても、前記水温検知部で検知した水温が所定温度以上のときには、前記水温が前記所定温度よりも低いときと比較して、前記平均温度を低く定める、または、前記水温検知部で検知した水温が前記所定温度よりも高いときには、前記水温が前記所定温度以下のときと比較して、前記平均温度を低く定めることを特徴とする。

本発明の水温制御装置は、体感温度が使用者の意に反して高くなったり低くなったりしてしまうのを抑制しながら、省エネ化を図ることができる。

本発明の第一実施形態の水温制御装置を備えた湯水供給装置の構成図である。本発明の第一実施形態の水温制御装置の湯水の温度の制御を説明するタイムチャートを示す図である。本発明の第二実施形態の水温制御装置の湯水の温度の制御を説明するタイムチャートを示す図である。

本発明の水温制御装置１は、湯および水を混合して所定の温度に調節した湯水を吐出する湯水混合弁２と、湯水混合弁２の動作を制御する制御部３と、を備える。湯水混合弁２に流入する水の温度を検知する水温検知部６を備える。制御部３は、吐出する湯水の温度の平均値が設定温度よりも低く、且つ、前記設定温度に基いて定まる所定の上限温度および下限温度の間で吐出する湯水の温度が変動するように、湯水混合弁２を制御するものである。前記設定温度が同じ場合であっても、水温検知部６で検知した水温が所定温度以上のときには、前記水温が前記所定温度（例えば後述の第一の所定温度、第二の所定温度）よりも低いときと比較して、前記平均温度を低く定める、または、前記水温検知部で検知した水温が前記所定温度よりも高いときには、前記水温が前記所定温度以下のときと比較して、前記平均温度を低く定めることを特徴とする。

また、前記設定温度が同じ場合であっても、水温検知部６で検知した水温が高い程、前記平均温度を低く定めることが好ましい。

また、前記設定温度が同じ場合であっても、水温検知部６で検知した水温が高い程、前記上限温度を低く定めることが好ましい。

また、前記設定温度が同じ場合であっても、水温検知部６で検知した水温が高い程、前記上限温度および前記下限温度を同じ下げ幅で低く定めることが好ましい。

以下、本発明の第一実施形態について添付図面に基いて説明する。

図１に示すように、水温制御装置１は、カランを有する吐水装置やシャワーヘッドを有するシャワー装置等の湯水供給装置４に設けられるものである。第一実施形態では、湯水供給装置４への給水管５１は水道５２に接続され、湯水供給装置４への給湯管５３は給湯器５４の湯吐出口に接続されるが、水および湯の供給源は特に水道５２や給湯器５４に限定されない。水温制御装置１は、湯水を所定の温度に調節して吐出する湯水混合弁２と、湯水混合弁２の動作を制御する制御部３と、を備えるものである。

湯水供給装置４は、水搬送路４１と湯搬送路４２とを備えている。水搬送路４１と湯搬送路４２は、金属管や樹脂管等で構成されるもので、材質は特に限定されない。

湯水混合弁２は、給水路２１と給湯路２２とを備え、給水路２１を介して供給される水と給湯路２２を介して供給される湯を混合するものである。給水路２１の上流端には水搬送路４１の下流端が接続されており、給湯路２２の上流端には湯搬送路４２の下流端が接続されている。この給水路２１と給湯路２２は、湯水混合弁２内に形成される混合室２３に連通している。また、混合室２３には、混合された湯水を吐出する吐出路２４が連通しており、吐出路２４の下流端に切替弁４３が設けられる。切替弁４３の一つのポートには、流路を介してカラン４４が接続され、もう一つのポートには、流路を介してシャワーヘッド４５が接続されている。

また湯水混合弁２には、給水路２１の流路の開閉または開度の調節を行う流量制御弁２５が設けられる。また湯水混合弁２には、給湯路２２の流路の開閉または開度の調節を行う流量制御弁２６が設けられる。流量制御弁２５、２６には、流路の開閉または開度の調節を行うための弁体（不図示）が設けられる。弁体は、流路の開閉を繰り返したり、流路の開度の調節を行うことで、流路を通過する流量を制御するもので、既存の技術が適宜利用可能である。第一実施形態では、流量制御弁２５、２６の弁体はステッピングモータ等の駆動手段２５ａ、２６ａにより駆動され、駆動手段２５ａ、２６ａは制御部３により駆動が制御されるもので、流量制御弁２５、２６は弁収納ケース２０内に収納されている。

流量制御弁２５、２６により、混合室２３内の湯水の混合比が調節され、湯水の温度が調節される。第一実施形態では、水温制御装置１は、湯水混合弁２の給水路２１に流入する水の温度を検知する水温検知部６と、給湯路２２に流入する湯の温度を検知する湯温検知部（不図示）とを備えている。水温検知部および湯温検知部としては、熱電対やサーミスタ等が好適に用いられるが、特に限定されない。水温検知部は給水路２１または水搬送路４１に設けられ、湯温検知部は給湯路２２または湯搬送路４２に設けられる。なお、第一実施形態では、水温検知部６は水搬送路４１に設けられているが、給水路２１に設けられても勿論よい。

また、水搬送路４１または給水路２１に流量検知部２７が設けられ、湯搬送路４２または給湯路２２に流量検知部２８が設けられる。

また水温制御装置１は、弁体の駆動を制御する制御部３を備える。制御部３は、第一実施形態ではマイクロコンピュータからなり、プログラムに基づいて制御を実行する。具体的には、水温検知部で検知された水温と、湯温検知部で検知された湯温とから、弁体を駆動して、給水路２１の開度と給湯路２２の開度とを調節する。これにより、湯水の温度が目標値となるように調節される。目標値は、予め設定された温度であってもよいし、使用者が設定する温度でもよい。第一実施形態では、使用者が、カラン４４やシャワーヘッド４５から吐出する湯水の温度として設定する、入力部４６が湯水供給装置４に設けられている。入力部４６で入力された設定温度は、目標値として制御部３に処理される。

制御部３は、湯水の温度を目標値になるようにするため、水温と湯温から、水と湯の混合比、すなわち混合する水の流量と湯の流量の比を決定する。この場合、
（湯温−湯水の温度）：（湯水の温度−水温）＝水の流量：湯の流量
となる。

また、制御部３は、流量検知部２７で検知された水の流量と、流量検知部２８で検知された湯の流量とを用い、給水路２１および給湯路２２の開度と流量に関するフィードバック制御を行ってもよい。

制御部３は、吐出する湯水の温度の平均値が設定温度よりも低く、且つ、設定温度に基いて定まる所定の上限温度および下限温度の間で吐出する湯水の温度が変動するように、湯水混合弁２を制御するものである。第一実施形態では、制御部３は、入力部４６で入力された設定温度を上限温度とし、後述する水温に基いて、下限温度および変動幅、平均値、変動の周期、変動パターン（正弦波状等）を定める。

水温制御装置１は、上述したように、水温を検知する水温検知部６を備えるものである。水温検知部６は、外部（第一実施形態では水道５２）より供給される水の温度を検知するものであるが、外部の水の温度は、季節に応じて大気の温度をよく反映している。また、水温検知部６は、湯水を所定の温度に調節する際に必要であり、水温制御装置１が備えるものであるため、新たに設けられる必要がないものである。

そして制御部３は、設定温度が同じ場合であっても、水温検知部６で検知した水温が所定温度以上のときには、水温が所定温度よりも低いときと比較して、平均温度を低く定める。あるいは、制御部３は、水温が所定温度よりも高いときには、水温が所定温度以下のときと比較して、平均温度を低く定める。

図２に、第一実施形態の水温制御装置１により温度が調節された湯水の温度のタイムチャートを示す。ここで、符号７は水温が低い場合の湯水の温度（冬季の水温７とする）を示し、符号８は水温が冬季の水温７より高い場合の湯水の温度（春秋季の水温８とする）を示し、符号９は水温が春秋季の水温８より高い場合の湯水の温度（夏季の水温９とする）を示す。冬季の水温７、春秋季の水温８、夏季の水温９の設定温度は同じである。

前記設定温度に基いて、所定の上限温度７１、８１、９１および下限温度７２、８２、９２が定まる。上限温度７１、８１、９１および下限温度７２、８２、９２間の変動幅７３、８３、９３で、所定の平均温度（例えば正弦波状に変動する場合には、それぞれ上限温度７１、８１、９１と下限温度７２、８２、９２との平均値）で、吐出する湯水の温度が変動する。

さらに、水温検知部６で検知された水温に基いて、平均温度が補正される。第一実施形態では、水温検知部６で検知された水温が、第一の所定温度（例えば８℃）よりも低い場合、冬季として、補正は行わない。また、水温が、第一の所定温度以上で且つ第二の所定温度（例えば２０℃）よりも低い場合、春秋季として、上限温度８１および下限温度８２のみならず、水温８全体を一様に第一の下げ幅（例えば３Ｋ）下げる補正を行う。また、水温が、第二の所定温度以上の場合、夏季として、上限温度９１および下限温度９２のみならず、全体を一様に第二の下げ幅（例えば６Ｋ）下げる補正を行う。これにより、所定の設定温度に対する体感温度１００は、冬季の水温７、春秋季の水温８、夏季の水温９のいずれの場合も略同じとなる。

以上のようにすることで、体感温度１００が使用者の意に反して高くなったり低くなったりしてしまうのを抑制することができる。さらに、平均温度を下げることから、省エネ化を図ることができる。

第一実施形態では、春秋季の水温８、夏季の水温９は、補正しない冬季の水温７に対して全体が一様の下げ幅となるように下げているが、これに限定されないものであり、以下に第二実施形態について説明する。

図３に、第二実施形態の水温制御装置１により温度が調節された湯水の温度のタイムチャートを示す。冬季の水温７、春秋季の水温８、夏季の水温９の設定温度は同じである。

第二実施形態では、冬季の場合には、補正は行わない。また、春秋季の場合、下限温度８２は冬季と同様にし、上限温度８１を第三の下げ幅（例えば６Ｋ）下げ、この変動幅８３内で変動させる補正を行う。また、夏季の場合、下限温度８２は冬季および春秋季と同様にし、上限温度９１を第四の下げ幅（例えば１２Ｋ）下げ、この変動幅９３内で変動させる補正を行う。

第二実施形態においても、体感温度１００が使用者の意に反して高くなったり低くなったりしてしまうのを抑制することができる。さらに、平均温度を下げることから、省エネ化を図ることができる。

なお、第一実施形態、第二実施形態では、冬季、春秋季、夏季の三通りの分類で説明している。すなわち、水温が、第一の所定温度よりも低い場合（冬季の場合）には、この範囲内での水温の高低にかかわらず、下げ幅は同じ０である。また、水温が第一の所定温度以上で且つ第二の所定温度よりも低い場合（春秋季の場合）には、この範囲内での水温の高低にかかわらず、下げ幅は同じ（第一の下げ幅）である。また、水温が、第二の所定温度以上の場合（夏季の場合）には、この範囲内での水温の高低にかかわらず、下げ幅は同じ（第二の下げ幅）である。しかしながら、三段階に限定されないものであり、四段階以上であったり、連続的すなわち、水温が高い程、平均温度を低くしてもよい。勿論、上記各温度（第一の所定温度等）や各下げ幅等は上記数値に限定されない。

１水温制御装置
２湯水混合弁
２０弁収納ケース
２１給水路
２２給湯路
２３混合室
２４吐出路
２５流量制御弁
２５ａ駆動手段
２６流量制御弁
２６ａ駆動手段
２７流量検知部
２８流量検知部
３制御部
４湯水供給装置
４１水搬送路
４２湯搬送路
４３切替弁
４４カラン
４５シャワーヘッド
４６入力部
５１給水管
５２水道
５３給湯管
５４給湯器
６水温検知部

Claims

湯および水を混合して所定の温度に調節した湯水を吐出する湯水混合弁と、
前記湯水混合弁の動作を制御する制御部と、を備える水温制御装置であって、
前記湯水混合弁に流入する水の温度を検知する水温検知部を備え、
前記制御部は、吐出する湯水の温度の平均値が設定温度よりも低く、且つ、前記設定温度に基いて定まる所定の上限温度および下限温度の間で吐出する湯水の温度が変動するように、前記湯水混合弁を制御するものであり、
前記設定温度が同じ場合であっても、前記水温検知部で検知した水温が所定温度以上のときには、前記水温が前記所定温度よりも低いときと比較して、前記平均温度を低く定める、
または、前記水温検知部で検知した水温が前記所定温度よりも高いときには、前記水温が前記所定温度以下のときと比較して、前記平均温度を低く定めることを特徴とする水温制御装置。
前記設定温度が同じ場合であっても、前記水温検知部で検知した水温が高い程、前記平均温度を低く定めることを特徴とする請求項１記載の水温制御装置。
前記設定温度が同じ場合であっても、前記水温検知部で検知した水温が高い程、前記上限温度を低く定めることを特徴とする請求項１または２記載の水温制御装置。
前記設定温度が同じ場合であっても、前記水温検知部で検知した水温が高い程、前記上限温度および前記下限温度を同じ下げ幅で低く定めることを特徴とする請求項３記載の水温制御装置。