JP2563270B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents
湯水混合制御装置Info
- Publication number
- JP2563270B2 JP2563270B2 JP61164036A JP16403686A JP2563270B2 JP 2563270 B2 JP2563270 B2 JP 2563270B2 JP 61164036 A JP61164036 A JP 61164036A JP 16403686 A JP16403686 A JP 16403686A JP 2563270 B2 JP2563270 B2 JP 2563270B2
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- Japan
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- hot water
- temperature
- water temperature
- amount
- mixing
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- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高温湯と水とを混合し、シャワー、洗面等に
使用する適温湯をつくる湯水混合制御装置に関する。
使用する適温湯をつくる湯水混合制御装置に関する。
従来の技術 従来、ワックスサーモを利用した機械式の自動温調混
合栓はあったが、電子制御式の湯水混合制御装置はなか
った。
合栓はあったが、電子制御式の湯水混合制御装置はなか
った。
発明が解決しようとする問題点 ワックスサーモを利用した機械式の自動温調混合栓は
第５図に示すように、設定流量を変更すると出湯温度に
大きなオーバーシュートを生じたり、逆にアンダーシュ
ートを生じていた。更に設定流量を変えると設定温度よ
り定常偏差の生じた湯温になる。特にシャワーを使用し
ていて設定流量を変更すると突然オーバーシュートした
熱湯を浴びたり、逆に冷たい湯を浴びたり非常に危険か
つ不快感の生じるものであった。
第５図に示すように、設定流量を変更すると出湯温度に
大きなオーバーシュートを生じたり、逆にアンダーシュ
ートを生じていた。更に設定流量を変えると設定温度よ
り定常偏差の生じた湯温になる。特にシャワーを使用し
ていて設定流量を変更すると突然オーバーシュートした
熱湯を浴びたり、逆に冷たい湯を浴びたり非常に危険か
つ不快感の生じるものであった。
本発明はかかる点を鑑みてなされたもので、熱い湯を
急に浴びたりという危険性がなく、さらに冷たい湯を浴
びたりという不快感のない使い勝手の良い湯水混合制御
装置を提供することを目的とする。
急に浴びたりという危険性がなく、さらに冷たい湯を浴
びたりという不快感のない使い勝手の良い湯水混合制御
装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の湯水混合制御装
置は、水量及び湯量を調節する水側弁及び湯側弁と、前
記水側弁、湯側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段
と、前記水側弁及び湯側弁を取り付けている水側配管及
び湯側配管が更に下流で合流し混合部をなし混合部へ前
記湯側弁を通し供給湯温を想定し、この想定した湯温の
値をあらかじめ設定しておく供給湯温推定手段と、混合
部へ供給される水の温度のみをあらかじめ検出しその後
混合湯温を検出する湯温検出手段と、混合湯温を設定す
る湯温設定手段と、前記供給湯温推定手段と前記湯温検
出手段と前記湯温設定手段とから混合比率を演算し求め
る混合比率演算手段と、前記湯温検出手段と前記湯温設
定手段とから温度偏差を求める偏差検出手段と、前記偏
差検出手段の出力信号に比例し前記混合比率演算手段の
調節量を求める比例演算手段と、前記偏差検出手段の出
力する温度偏差の微分値より混合比率の調節量を求める
微分演算手段と、前記比例演算手段と前記微分演算手段
と前記混合比率演算手段とから前記第１及び第２の駆動
手段の付勢量比率を演算する付勢量比率演算手段と、前
記付勢量比率演算手段から前記第１及び第２の駆動手段
の付勢量を決定する付勢量設定手段とからなる。
置は、水量及び湯量を調節する水側弁及び湯側弁と、前
記水側弁、湯側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段
と、前記水側弁及び湯側弁を取り付けている水側配管及
び湯側配管が更に下流で合流し混合部をなし混合部へ前
記湯側弁を通し供給湯温を想定し、この想定した湯温の
値をあらかじめ設定しておく供給湯温推定手段と、混合
部へ供給される水の温度のみをあらかじめ検出しその後
混合湯温を検出する湯温検出手段と、混合湯温を設定す
る湯温設定手段と、前記供給湯温推定手段と前記湯温検
出手段と前記湯温設定手段とから混合比率を演算し求め
る混合比率演算手段と、前記湯温検出手段と前記湯温設
定手段とから温度偏差を求める偏差検出手段と、前記偏
差検出手段の出力信号に比例し前記混合比率演算手段の
調節量を求める比例演算手段と、前記偏差検出手段の出
力する温度偏差の微分値より混合比率の調節量を求める
微分演算手段と、前記比例演算手段と前記微分演算手段
と前記混合比率演算手段とから前記第１及び第２の駆動
手段の付勢量比率を演算する付勢量比率演算手段と、前
記付勢量比率演算手段から前記第１及び第２の駆動手段
の付勢量を決定する付勢量設定手段とからなる。
作用 利用者がシャワー等を使用している時、設定流量を変
更した場合を考える。現在出湯している湯温は設定温度
のままで水側弁及び湯側弁の弁開度を絞ったり、又開け
たりして流量を調節する。まず供給湯温推定手段と湯温
検出手段と湯温設定手段とから湯量、水量の混合比率を
求める。この混合比率に設定温度と現在供給している湯
温との温度偏差をもとに最適な混合比率になるように比
例演算手段で調節量を求め、更に微分演算手段より温度
偏差の変化に対応した調節量を求め、以上の調節量と混
合比率とから第１及び第２の駆動手段の付勢量比率を演
算する。次に付勢量比率から付勢量を決定し第１及び第
２の駆動手段に出力する。こうして最適な混合比率に保
たれたまま流量を調節できる。利用者はシャワーを使用
している途中設定流量を変更しても熱いとか冷たい等の
不快感を味わうことなく快適に使用できる。
更した場合を考える。現在出湯している湯温は設定温度
のままで水側弁及び湯側弁の弁開度を絞ったり、又開け
たりして流量を調節する。まず供給湯温推定手段と湯温
検出手段と湯温設定手段とから湯量、水量の混合比率を
求める。この混合比率に設定温度と現在供給している湯
温との温度偏差をもとに最適な混合比率になるように比
例演算手段で調節量を求め、更に微分演算手段より温度
偏差の変化に対応した調節量を求め、以上の調節量と混
合比率とから第１及び第２の駆動手段の付勢量比率を演
算する。次に付勢量比率から付勢量を決定し第１及び第
２の駆動手段に出力する。こうして最適な混合比率に保
たれたまま流量を調節できる。利用者はシャワーを使用
している途中設定流量を変更しても熱いとか冷たい等の
不快感を味わうことなく快適に使用できる。
実施例 以下本発明の一実施例について図面を用いて説明す
る。第１図は本発明の湯水混合制御装置の断面図であ
る。
る。第１図は本発明の湯水混合制御装置の断面図であ
る。
まず本発明の構成を説明する。
第１図で、１は水側配管で、２は湯側配管で熱源から
の高湯水を供給する。３は水側弁で水側配管１の途中に
あり、４は湯側弁で湯側配管２の途中に取り付けられて
いる。水側配管１と湯側配管２の更に下流で合流し混合
部をなし１本の配管となり混合出口５（カラン等）より
出湯される。６は第１の駆動手段（例えばステッピング
モーター等）で、７の回転直線運動変換部を介し水側弁
３を駆動し水量を調節する。８は第２の駆動手段（例え
ばステッピングモーター等）で、９の回転直線運動変換
部を介し湯側弁４を駆動し湯量を調節する。10は湯温検
出手段で混合部の湯温を検出し制御装置11に入力する。
12は流量検出手段で混合部に流入し出ていく混合流量を
検出し制御装置に入力する。13は湯温設定手段で、14は
流量設定手段である。
の高湯水を供給する。３は水側弁で水側配管１の途中に
あり、４は湯側弁で湯側配管２の途中に取り付けられて
いる。水側配管１と湯側配管２の更に下流で合流し混合
部をなし１本の配管となり混合出口５（カラン等）より
出湯される。６は第１の駆動手段（例えばステッピング
モーター等）で、７の回転直線運動変換部を介し水側弁
３を駆動し水量を調節する。８は第２の駆動手段（例え
ばステッピングモーター等）で、９の回転直線運動変換
部を介し湯側弁４を駆動し湯量を調節する。10は湯温検
出手段で混合部の湯温を検出し制御装置11に入力する。
12は流量検出手段で混合部に流入し出ていく混合流量を
検出し制御装置に入力する。13は湯温設定手段で、14は
流量設定手段である。
第２図は制御装置の一実施例である。15は供給湯温推
定手段で、湯側弁４を通し混合部へ供給する湯温を推定
する。16は混合比率演算手段で湯温検出手段10であらか
じめ求めた供給水温Twと湯温設定手段10の湯温設定値Ts
と供給湯温推定手段15の供給湯温THとから混合比率を求
める。17は偏差検出手段で湯温検出手段10と湯温設定手
段13とから温度偏差を求める。18は比例演算手段で偏差
検出手段17が求めた温度偏差に比例し混合比率演算手段
16で求めた混合比率の調節量を求める。19は微分演算手
段で偏差検出手段17が求めた温度偏差の微分値より混合
比率の調節量を求める。20は付勢量比率演算手段で求め
た混合比率を比例演算手段18と微分演算手段19で求めた
調節量で補正し付勢量比率を求める。21は付勢量設定手
段で付勢量比率演算手段20で求めた付勢量比率より第１
及び第２の駆動手段６、８の付勢量を決定し出力する。
定手段で、湯側弁４を通し混合部へ供給する湯温を推定
する。16は混合比率演算手段で湯温検出手段10であらか
じめ求めた供給水温Twと湯温設定手段10の湯温設定値Ts
と供給湯温推定手段15の供給湯温THとから混合比率を求
める。17は偏差検出手段で湯温検出手段10と湯温設定手
段13とから温度偏差を求める。18は比例演算手段で偏差
検出手段17が求めた温度偏差に比例し混合比率演算手段
16で求めた混合比率の調節量を求める。19は微分演算手
段で偏差検出手段17が求めた温度偏差の微分値より混合
比率の調節量を求める。20は付勢量比率演算手段で求め
た混合比率を比例演算手段18と微分演算手段19で求めた
調節量で補正し付勢量比率を求める。21は付勢量設定手
段で付勢量比率演算手段20で求めた付勢量比率より第１
及び第２の駆動手段６、８の付勢量を決定し出力する。
次に本発明の構成の動作について説明する。
利用者が現在使用中の湯温を変更せずに流量設定手段
14を操作し流量の増加もしくは減少指示を行なった場
合、まず現在の混合比率DU0を求める。あらかじめ湯温
検出手段10で検出した水温Twと、設定湯温Tsと供給湯温
推定手段15で推定した供給湯温THとから混合比率DU0を
求める。
14を操作し流量の増加もしくは減少指示を行なった場
合、まず現在の混合比率DU0を求める。あらかじめ湯温
検出手段10で検出した水温Twと、設定湯温Tsと供給湯温
推定手段15で推定した供給湯温THとから混合比率DU0を
求める。
第３図のフローチャートのP1、P2、P3、P6である。
次に設定湯温Tsと出湯温度Toとから温度偏差Enを求め
る。この温度偏差Enに比例した混合比率DU0の調節量DU1
を（２）式より求める。
る。この温度偏差Enに比例した混合比率DU0の調節量DU1
を（２）式より求める。
DU10＝Ｃ・En ………（２） 第３図のフローチャートのP4、P5、P7である。更に温
度偏差Enの変化勾配（微分値）をもとに混合比率DU0の
調節量DU11を（３）式より求める。
度偏差Enの変化勾配（微分値）をもとに混合比率DU0の
調節量DU11を（３）式より求める。
第３図のフローチャートのP8である。
次に付勢量比率演算手段19では混合比率DU0に混合比
率の調節量で補正を行ない付勢量比率DU2を求める。
率の調節量で補正を行ない付勢量比率DU2を求める。
DU2＝DU0＋DU10＋DU11 ………（４） 第３図のフローチャートのP8である。第１及び第２の
駆動手段６、８の付勢量をU1、U2とすると の関係がある。付勢量設定手段20で第１及び第２の駆動
手段６、８の付勢量U1、U2を（５）式より決定し出力す
る。
駆動手段６、８の付勢量をU1、U2とすると の関係がある。付勢量設定手段20で第１及び第２の駆動
手段６、８の付勢量U1、U2を（５）式より決定し出力す
る。
このようにして決定した付勢量U1、U2で水側弁３、湯
側弁４を駆動し設定流量になる迄弁を絞り、あるいは開
け続ける。
側弁４を駆動し設定流量になる迄弁を絞り、あるいは開
け続ける。
例えば流量を増加させようとしている時、湯温が下る
と、（２）式より温度偏差をなくそうとして混合比率に
比例した調節量を演算し、さらに（３）式より湯温変化
にすばやく修正動作を対応させるため温度偏差の微分値
をもとに調節量を演算し、（４）式で最適な付勢量比率
を求める。
と、（２）式より温度偏差をなくそうとして混合比率に
比例した調節量を演算し、さらに（３）式より湯温変化
にすばやく修正動作を対応させるため温度偏差の微分値
をもとに調節量を演算し、（４）式で最適な付勢量比率
を求める。
流量を変更途中、湯温変化が全くない場合、混合比率
の調節量DU10＝０、DU11＝０となり混合比率DU0は付勢
量比率DU2に等しい。しかし少しでも湯温が変化すれば
付勢量比率DU2が修正され、弁開度をすぐに最適比率の
位置へすばやく補正し湯温を直ちに設定温度に修正す
る。
の調節量DU10＝０、DU11＝０となり混合比率DU0は付勢
量比率DU2に等しい。しかし少しでも湯温が変化すれば
付勢量比率DU2が修正され、弁開度をすぐに最適比率の
位置へすばやく補正し湯温を直ちに設定温度に修正す
る。
発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制御装置によれば、水
量、湯量を調節する水側弁、湯側弁と、前記水側弁、湯
側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段と、前記水側
弁、湯側弁が取り付けられている水側配管、湯側配管の
下流で合流して混合部をなし、混合部の湯温を設定する
湯温設定手段と、混合部に流入する湯温を想定し、この
想定した湯温の値をあらかじめ設定しておく供給湯温推
定手段と、混合部に流入する水の温度のみをあらかじめ
検出しその後混合された湯温を検出する湯温検出手段
と、前記供給湯温推定手段と前記湯温設定手段と前記湯
温検出手段とから混合比率を演算し求める混合比率演算
手段と、前記湯温検出手段と前記湯温設定手段とから温
度偏差を求める偏差検出手段と、求めた温度偏差に比例
して混合比率の調節量を求める比例演算手段と、温度偏
差の変化勾配即ち微分値より混合比率の調節量を演算す
る微分演算手段と、混合比率と求めた混合比率の調節量
とから前記第１及び第２の駆動手段の付勢量比率を求め
る付勢量比率演算手段と、求めた付勢量比率より付勢量
を設定する付勢量設定手段とで構成することにより、利
用者が任意の設定流量値に変更することにより湯温が変
動し始めても速く湯温を修正し熱くなったり、冷たくな
ったりという不快感を感じることなく、又定常偏差を生
じることもなく常に安定した湯を供給でき、きわめて安
全かつ使い勝手のすぐれた効果を得ている。
量、湯量を調節する水側弁、湯側弁と、前記水側弁、湯
側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段と、前記水側
弁、湯側弁が取り付けられている水側配管、湯側配管の
下流で合流して混合部をなし、混合部の湯温を設定する
湯温設定手段と、混合部に流入する湯温を想定し、この
想定した湯温の値をあらかじめ設定しておく供給湯温推
定手段と、混合部に流入する水の温度のみをあらかじめ
検出しその後混合された湯温を検出する湯温検出手段
と、前記供給湯温推定手段と前記湯温設定手段と前記湯
温検出手段とから混合比率を演算し求める混合比率演算
手段と、前記湯温検出手段と前記湯温設定手段とから温
度偏差を求める偏差検出手段と、求めた温度偏差に比例
して混合比率の調節量を求める比例演算手段と、温度偏
差の変化勾配即ち微分値より混合比率の調節量を演算す
る微分演算手段と、混合比率と求めた混合比率の調節量
とから前記第１及び第２の駆動手段の付勢量比率を求め
る付勢量比率演算手段と、求めた付勢量比率より付勢量
を設定する付勢量設定手段とで構成することにより、利
用者が任意の設定流量値に変更することにより湯温が変
動し始めても速く湯温を修正し熱くなったり、冷たくな
ったりという不快感を感じることなく、又定常偏差を生
じることもなく常に安定した湯を供給でき、きわめて安
全かつ使い勝手のすぐれた効果を得ている。
第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置の構成
図、第２図は同装置の制御ブロック図、第３図は同装置
のフローチャート図、第４図は同装置による制御結果を
示す図、第５図は従来の湯水混合制御装置による制御結
果を示す図である。 ３……水側弁、４……湯側弁、６……第１の駆動手段、
８……第２の駆動手段、10……湯温検知手段、13……湯
温設定手段、15……供給湯温推定手段、16……混合比率
演算手段、17……偏差検出手段、18……比例演算手段、
19……微分演算手段、20……付勢量比率演算手段、21…
…付勢量設定手段。
図、第２図は同装置の制御ブロック図、第３図は同装置
のフローチャート図、第４図は同装置による制御結果を
示す図、第５図は従来の湯水混合制御装置による制御結
果を示す図である。 ３……水側弁、４……湯側弁、６……第１の駆動手段、
８……第２の駆動手段、10……湯温検知手段、13……湯
温設定手段、15……供給湯温推定手段、16……混合比率
演算手段、17……偏差検出手段、18……比例演算手段、
19……微分演算手段、20……付勢量比率演算手段、21…
…付勢量設定手段。
Claims (1)
- 【請求項１】水量を調節する水側弁と、湯量を調節する
湯側弁と、前記水側弁及び前記湯側弁を駆動する第１及
び第２の駆動手段と、前記水側弁及び湯側弁を取り付け
ている水側配管及び湯側配管が更に下流で合流し混合部
をなし前記湯側弁を通し供給される湯温を想定し、この
想定した湯温の値をあらかじめ設定しておく供給湯温推
定手段と、混合部へ供給される水温のみをあらかじめ検
出すると共にその後混合湯温を検出する湯温検出手段
と、混合湯温を設定する湯温設定手段と、前記供給湯温
推定手段と前記湯温検出手段と前記湯温設定手段とから
混合比率を演算し求める混合比率演算手段と、前記湯温
検出手段と前記湯温設定手段とから温度偏差を求める偏
差検出手段と、前記偏差検出手段で求めた温度偏差に比
例し前記混合比率演算手段で求めた混合比率の調節量を
求める比例演算手段と、前記偏差検出手段で求めた温度
偏差の微分値より混合比率の調節量を求める微分演算手
段と、前記混合比率演算手段と前記比例演算手段と前記
微分演算手段とから前記第１及び第２の駆動手段の付勢
量比率を演算する付勢量比率演算手段と、前記付勢量比
率演算手段から前記第１及び第２の駆動手段の付勢量を
決定する付勢量設定手段とからなる湯水混合制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164036A JP2563270B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 湯水混合制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164036A JP2563270B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 湯水混合制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6319015A JPS6319015A (ja) | 1988-01-26 |
| JP2563270B2 true JP2563270B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=15785582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61164036A Expired - Lifetime JP2563270B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 湯水混合制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563270B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135845U (ja) * | 1977-04-01 | 1978-10-27 | ||
| DE3030716C2 (de) * | 1980-08-14 | 1984-05-30 | Friedrich Grohe Armaturenfabrik Gmbh & Co, 5870 Hemer | Ventileinrichtung |
| JPS6058764B2 (ja) * | 1980-09-16 | 1985-12-21 | 株式会社東芝 | 連続炉の板温度制御方式 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61164036A patent/JP2563270B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6319015A (ja) | 1988-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |