JP2563288B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents

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又洗面に、あ
るいは浴槽への湯張り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。

従来の技術 従来の湯水混合制御装置は、例えば特開昭61−112879
号公報に示されている様に第４図のような構造になって
いた。第７図において水側配管１と湯側配管２の途中に
水側弁３と湯側弁４が取り付けられ、水側駆動部５（例
えばモーター等）及び湯側駆動部６とで弁開度を調節す
る。水側配管１と湯側配管２は合流し一本の混合配管７
となり混合された湯温を検出する感温センサー８が設け
られている。感温センサー８（サーミスタ等）の出力部
は制御部９に接続され、その信号を処理し水側駆動部５
及び湯側駆動部６に操作量を出力する様に接続されてい
る。

次に従来例の構成の動作を説明する。第５図は感温セ
ンサー８の信号と水側駆動部５あるいは湯側駆動部６の
付勢量との関係を示し、又第６図は制御部９の動作を示
すフローチャートである。第６図よりまず設定温度を設
定した後水側駆動部５により水側弁３を初期位置迄開
く。次に制御部９から湯側駆動部６に出力し湯側弁４を
開く。そして混合配管７に設けた感温センサー８により
混合湯温を検出し設定温度と比較する。設定温度と出湯
温度との偏差が±0.5℃の許容範囲外の場合温度偏差の
絶対値に比例した速度で水側弁３を開方向もしくは閉方
向に開度の調節制御を行なう。出湯温度の設定温度に対
する偏差が許容範囲に入れば水側弁３の駆動を停止す
る。第５図は横軸に感温センサー８で検出したサーミス
タ感知温度を、又縦軸に弁開閉速度を（角速度／秒）で
示した図である。

発明が解決しようとする問題点 しかしこの様な湯水混合装置では一度給湯した後長時
間使用しなかったために湯側配管２中の湯温が環境温度
あるいは水温位迄低下していた場合（以後死水と呼
ぶ）、冷却した湯が出湯されつくすと混合配管７から出
湯される湯温は設定温度よりはるかにオーバーシュート
した温度の湯が出てくる。これは次の理由による。

即ち湯側弁４には冷却した湯が供給されるので設定温
度に対して出湯温度が大きく低いため、水側弁３の弁開
度を閉止する方向に水側駆動部５により駆動される。こ
の冷却された湯が出つくすと次第に出湯温度が上昇す
る。しかし出湯温度は設定温度に達する迄水側弁３は閉
止方向に調節されるため全閉状態になることもある。出
湯温度が設定温度より越すと水側弁３を開ける方向に調
節し始める。その結果設定温度の弁位置に達する迄に熱
湯が出てしまう。従って利用者がシャワーを浴びようし
て冷えた湯を出つくすのを待ってやっと湯温が上がり始
めたので使用すると突然熱湯を浴びたりして非常に危険
で、人体生命に悪影響を及ぼす。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので冷却された
湯を速く出湯させ、さらに供給湯温が急峻に変化しても
設定温度に出湯温度を制御する安全で使い勝手の良い湯
水混合制御装置を提供する。

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、高温水と水の混合比率を調節する混合手段と、供
給水温及び供給湯温を検出する供給水温検出手段及び供
給湯温検出手段と、供給水量及び供給湯量を検出する水
量検出手段及び湯量検出手段と、前記混合手段で混合し
た後の湯温を設定する湯温検出手段と、混合湯温検出手
段と、前記供給湯温検出手段と前記供給水温検出手段と
前記湯温設定手段とから混合比率を求める混合比率演算
手段と、温度偏差を求める偏差演算手段と、温度偏差か
ら混合比率を補正する混合比率補正手段と、補正した混
合比率をもとに前記混合手段を調節する第１の付勢量設
定手段と、死水出湯の完了検出を行なう死水完了検出手
段と、水量と湯量の比率を求める流量比率演算手段と、
死水出湯完了後前記混合比率演算手段からの目標値と前
記流量比率演算手段の出力信号とを比較し前記混合手段
の調節方向を決定し又前記偏差演算手段の出力信号より
付勢量を決定する第２の付勢量設定手段と、前記第１及
び第２の付勢量設定手段の出力信号を切りかえる切換手
段とからなる。

作用 設定湯温をもとに混合比率を決定し給湯開始する。給
湯開始後混合湯温検出手段で出湯温度が設定温度になっ
ているかを温度偏差で調べる。温度偏差がある場合設定
温度になる様に混合比率を補正して混合手段を調節す
る。このため供給湯温が低い場合水量に対し湯量の比率
が大きくなるため速く冷えた湯を出湯できる。冷たり湯
の出湯完了の死水完了検出手段で検出し第１の付勢量設
定手段から第２の付勢量設定手段に切りかえる。次に水
量検出手段と湯量検出手段とで求めた水量、湯量から現
在の流量比率を求める。次に目標の混合比率と流量比率
を比較し混合手段の調節方向を決定し、さらに偏差演算
手段で得た信号をもとに混合手段の付勢量を決定し混合
手段を調節する。

このことにより混合手段に供給される湯が冷たくとも
速く出湯させることができ、かつ高温湯が供給され始め
てもすばやく最適な混合比率に調節するため出湯温度に
オーバーシュートを生じることなく安全である。

実 施 例 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図において第４図と同相当物には同一番号を付し
た。10は供給水温検出手段で、供給水温を検出し、又11
は水量検出手段で、水量を検出する。12は供給湯温検出
手段で、供給湯温を検出し、又13は湯量検出手段で、供
給湯量を検出する。14は混合手段で、湯量及び水量の混
合比率を調節する。15は混合湯温検出手段で、混合後の
湯温を検出する。16は湯温設定手段である。

第２図は制御装置９の一実施例である。17は混合比率
演算手段で、供給水温と供給湯温と設定温度から混合比
率を求める。18は偏差演算手段で、設定温度と出湯温度
とから温度偏差を求める。19は混合比率補正手段で偏差
演算手段18で求めた温度偏差をもとに混合比率を補正す
る。20は死水完了検出手段で、供給湯温検出手段12又は
混合湯温検出手段15又は偏差演算手段18の出力信号の勾
配を検出し死水出湯完了の判定を行なう。21は流量比率
演算手段で、水量と湯量の比率を求める。22は第１の付
勢量設定手段で、混合比率補正手段19の信号をもとに混
合手段14へ混合比率の調節量を出力する。23の第２の付
勢量設定手段で、混合比率と流量比率とを比較し混合手
段14の調節方向を決定すると共に、温度偏差信号から混
合手段14の調節量を決定し出力する。24は切換手段で、
死水完了検出手段20の出力信号の勾配により第１の付勢
量設定手段22又は第２の付勢量設定手段23に切りかえ
る。

次に本発明の構成の動作について説明する。第３図は
本発明の制御装置の動作を示すフローチャートである。
供給水温と供給湯温と設定温度とから給湯開始時混合手
段14を調節する混合比率を求め、第１の付勢量設定手段
22より出力する。給湯開始後、混合湯温検出手段15で出
湯温度を求め設定温度になるように混合比率を補正し混
合手段14を調節する。このことを第３図のP₁,P₂,P₃,P₄,
P₅,P₆,P₇に示す。もし供給湯温が低い場合出湯温度と設
定温度との温度偏差による混合比率の補正により水量に
対し湯量の比率が大きくなる。そのために速い冷たい湯
を出湯させることができる。

次に死水完了検出手段20により冷たい湯を出湯しつく
したか否かを判定する。これは出湯温度が変化し始めた
のを検出し判定する。又は供給湯温検出手段12で、又は
偏差演算手段18の出力信号の傾きで検出することもでき
る。以上のことを第３図のフローチャートのP₈,P₉,P₁₀
に示す。高温湯が供給され始めたら、死水完了検出手段
20により第１の付勢量設定手段22から第２の付勢量設定
手段23に切換手段24を介して切りかえる。水量と湯量と
から現在の流量比率、即ち混合比率を求め、次に目標の
混合比率と比較し、混合手段14の調節方向を決定する。
例えば現在の流量比率（＝湯量／水量）が目標の混合比
率より大きい場合、湯量を減らし水量を増加させる方向
に混合手段14を調節する。この時混合手段14の調節量の
大きさは温度偏差の大きさにより決定する。

このことにより供給湯温が低い状態から急に変化し始
めても変化と同時に混合手段14を最適な流量比率に調節
すため出湯温度は大きくオーバーシュートしなくなっ
た。

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、給
湯開始時供給水温検出手段と供給湯温検出手段と湯温設
定手段とから混合手段の混合比率を決定し、さらに混合
湯温検出手段と湯温設定手段とから求めた温度偏差より
混合比率を補正しつつ第１の付勢量設定手段で混合手段
を調節し、又死水完了検出手段で冷たい湯の出湯完了を
検出し、流量比率演算手段で現在の流量比率を求め、次
に目標の混合比率と比較し混合手段の調節方向を決定し
さらに温度偏差より混合手段の調節量の大きさを決定し
混合手段を調節することにより、速く冷たい湯を出湯す
ることができ、かつ冷たい湯の出湯完了を温度偏差の急
な変化で検出したら直ちに目標の混合比率に向かって調
節するため出湯温度に大きなオーバーシュートを生じる
ことなく人体生命を危険な状態に陥しいれることなく安
全で快適性の向上した使い勝手のよい効果を得ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置のシステ
ム図、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図は従来の湯水混合制御装
置のシステム図、第５図は同装置の特性図、第６図は同
装置のフローチャート図である。 10……供給水温検出手段、11……水量検出手段、12……
供給湯温検出手段、13……湯量検出手段、14……混合手
段、15……混合湯温検出手段、16……湯温設定手段、17
……混合比率演算手段、18……偏差演算手段、19……混
合比率補正手段、20……勾配検出手段、21……流量比率
演算手段、22……第１の付勢量設定手段、23……第２の
付勢量設定手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温湯と水との混合比率を調節する混合手
   段と、前記混合手段に供給する水温及び湯温を検出する
   供給水温検出手段及び供給湯温検出手段と、水量及び湯
   量を検出する水量検出手段及び湯量検出手段と、前記混
   合手段で混合した後の湯温を検出する混合湯温検出手段
   と、混合湯温を設定する湯温設定手段と、前記供給湯温
   検出手段と前記供給水温検出手段と前記湯温設定手段と
   から混合比率を求める混合比率演算手段と、前記湯温設
   定手段と前記混合湯温検出手段とから温度偏差を求める
   偏差演算手段と、求めた温度偏差より混合比率を補正す
   る混合比率補正手段と、補正した混合比率をもとに前記
   混合手段を調節する第１の付勢量設定手段と、死水出湯
   の完了を検出する死水完了検出手段と、前記水量検出手
   段と前記湯量検出手段とから現在の混合比率を求める流
   量比率演算手段と、死水出湯完了後、前記混合比率演算
   手段からの目標値と前記流量比率演算手段の出力信号と
   を比較し前記混合手段の調節方向を決定し前記偏差演算
   手段の出力信号より付勢量を決定する第２の付勢量設定
   手段と、前記死水完了検出手段の出力信号により前記第
   １の付勢量設定手段より前記第２の付勢量設定手段に切
   りかえる切換手段とからなる湯水混合制御装置。
2. 【請求項２】死水完了検出手段は前記供給湯温検出手
   段、又は前記混合湯温検出手段、又は前記偏差演算手段
   の出力信号の勾配により死水の完了を検出する特許請求
   の範囲第１項記載の湯水混合制御装置。