JP2707593B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents

湯水混合制御装置

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JP2707593B2 JP63113920A JP11392088A JP2707593B2 JP 2707593 B2 JP2707593 B2 JP 2707593B2 JP 63113920 A JP63113920 A JP 63113920A JP 11392088 A JP11392088 A JP 11392088A JP 2707593 B2 JP2707593 B2 JP 2707593B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は湯と水とを混合し、シャワーあるいは洗面
もしくは浴槽への湯張り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
公報に示される様に第4図の構成になっていた。まず従
来の構成を第4図より説明する。
第4図で水側配管1の途中に水側弁2が取り付けら
れ、又湯側配管3の途中に湯側弁4とが取りつけられ、
水側弁2は水側駆動部5(例えばステッピングモーター
など)で、又湯側弁4は湯側駆動部6で弁開度量を調節
する。水側配管1と湯側配管3とは合流し配合配管7と
なる。配合配管7の途中に湯温検出手段8が設けられ、
更にシャワー9等へ接続される。湯温検出手段8の出力
信号は制御部10に入力され、又水側駆動部5及び湯側駆
動部6に駆動信号を出力する。
次に従来例の構成の動作を説明する。第5図は湯温検
出手段8の出力信号と水側駆動部5あるいは湯側駆動部
6の付勢量との関係を示す。第6図は制御部の動作を示
すフローチャートである。
まず湯温値を設定した後水側駆動部5により水側弁2
を初期位置迄開く。次に湯側駆動部6を介し湯側弁4を
開き湯と水とを混合する。そして湯温検出手段8により
混合湯温を検出し制御部10で設定温度と比較する。設定
温度と出湯温度との温度偏差が0.5℃の許容範囲値より
大きい場合、温度偏差の絶対値に比例した速度で水側弁
2を開方向もしくは閉方向に弁開度調節を行なう。温度
偏差が±0.5℃の許容範囲内に入れば水側弁2の駆動を
停止する。
発明が解決しようとする課題 一度給湯した後次使用する迄の時間が長いと湯側配管
3中の湯温が定温度近傍迄低下する、例えば設定温度が
40℃で、湯側配管3中の湯温が本来80℃位であるのが40
℃だったとする。給湯開始後、出湯温度が設定値に達し
た時湯側弁4は全開で、水側弁2は全閉である。この状
態で湯側配管3中の低温湯が出つくすと本来の80℃の湯
が供給され始める。水側弁2は全閉で、湯側弁4が全開
であるために設定温度よりはるかに高い温度の湯がで
る。湯温検出手段8で出湯温度が設定温度より高くなっ
たのを検出すると第5図の特性図に従い水側弁2は開方
向へ、又湯側弁4は閉方向に駆動される。従って設定温
度の湯をつくる弁位置に達する迄にかなりの高いオーバ
ーシュートを生じる。
又、水側弁2の全閉位置は締切精度をよくするために
多少の遊びをとってあり、開け始めて水が出る迄多少遅
れがある。このためますますオーバーシュートが大きく
なる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、大きいオ
ーバーシュートを生じることなく、素速く設定温度に整
定させる湯水混合制御装置を提供するものである。
4課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の湯水混合制御装置
は、湯水量の混合比率を調節する混合手段と、供給水温
を検出する水温検出手段と、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、温度偏
差を求める偏差演算手段と、前記混合手段に供給する湯
の変化勾配の大きさを検出する死水完了検出手段と、定
常状態を検出する定常状態検出手段と、前記死水完了検
出手段で変化勾配の大きい湯温変化を検出した時の温度
偏差や偏差の変化分あるいは温度偏差とその変化分と前
記混合手段の付勢量との関係を制御規則として記憶する
第1の制御規則記憶手段と、定常状態での温度偏差と前
記混合手段の付勢量との関係を制御規則として記憶する
第2の制御規則記憶手段と、前記第1の制御規則記憶手
段あるいは前記第2の制御規則記憶手段に切りかえる切
換手段と、前記偏差演算手段の出力信号と第1あるいは
第2の制御規則とから前記混合手段の付勢量を推論し始
める制御推論手段と、検出した水温と設定温度とから前
記混合手段の開度制限値を設定する開度制限値設定手段
と、前記混合手段の開度量が制限値に達したか否かを判
定する開度判定手段と、前記混合手段の開度量が開度制
限値に達すると前記推論手段の出力に優先して前記混合
手段を停止させる付勢量設定手段とからなる。
作用 上記構成により、開度検出手段で検出した混合手段の
位置が開度制限手段の設定値に達すると混合湯温が設定
温度に達していなくとも混合手段をその位置で停止させ
る。混合手段に供給される低温湯が出つくしたのを検出
すると第1の制御規則を選択し混合手段を定常時より高
い付勢量で駆動し設定温度より大きくオーバーシュート
するのを防ぐ。又、年間を通じあるいは外気温により水
温が変化するのでその変化した水温と設定温度とから開
度制限値を設定している。
実施例 以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。第1
図において第4図に示す従来例と同相当物には同一符号
を付しその説明を省略する。
第1図で、混合手段11は湯量と水量の混合比率を調節
する。ここで混合手段11は湯量を調節する湯側弁及び水
量を調節する水側弁が一軸上に固定され一つの駆動手段
(例えばステッピングモーターなど)で付勢する方式、
あるいは水側弁及び湯側弁を各々に対応した2つの駆動
手段で付勢する方式からなる。流量調節手段12は給湯開
始あるいは停止したり、又シャワー9やカラン13などに
流路を切りかえたり、又流量を増やしたり、減らしたり
などの流量調節を行なう。一方水温検出手段14は混合手
段11に供給する水温を検出し制御部10へ入力する。操作
部15はシャワー9やカラン13から給湯させるための指示
あるいは停止指示、又湯温設定指示あるいは流量設定指
示を行なう。
第2図は制御部10の具体構成を示す。湯温設定手段16
は偏差演算手段17及び開度制限値設定手段18に出力され
る。偏差演算手段17は湯温検出手段8と湯温設定手段16
とから温度偏差を求め、制御推論手段19や死水完了検出
手段20や定常状態検出手段21に出力する。第1の制御規
則記憶手段22は混合手段11へ供給される湯温が急激に高
く変化する場合の制御に関する制御規則を記憶し、又第
2の制御規則記憶手段23は混合手段11へ供給される湯温
の変化が小さくなった場合の制御に関する制御規則を記
憶している。切換手段24は死水完了検出手段20及び定常
状態検出手段21の出力信号で第1もしくは第2の制御規
則記憶手段に切りかえる。制御推論手段19は温度偏差信
号と第1もしくは第2の制御規則とから混合手段11の付
勢量を推論し混合手段11に出力する。開度制限値設定手
段18は水温検出手段14と湯温設定手段16の出力信号とか
ら開度制限値を設定する。開度量検出手段25は混合手段
11の開度量を検出し、開度判定手段26はその出力信号と
開度制限値とを比較する。付勢量設定手段27は開度判定
手段26で混合手段11の開度量が制限値に達したのを検出
すると、制御推論手段19の出力信号に優先して混合手段
11に停止信号を出力する。
次に上記構成による本実施例の動作を第3図のフロー
チャートを説明する。利用者が操作部15より給湯指示を
出す。この時利用者が設定した湯温設定値及び水温検出
手段14で検出した水温から開度制限値を設定する。次に
設定温度と出湯温度から温度偏差を求める。第3図の
P1,P2,P3,P4,P5,P6に相当する。次に出湯温度が設定温
度に達しているかをチェックし、設定温度に達している
ならば定常状態と判定する。同時にこの状態で急峻に出
湯温が高くなる変化がないかどうかを判定する。定常状
態では第2図の制御規則と温度偏差信号(温度偏差ある
いはその変化分など)とから混合手段11の付勢量を推論
し、又混合手段11に出力し設定温度通りの湯温を保つ様
にしている。
又、出湯温度が設定温度に達していない場合は混合手
段11の開度量が開度制限値に達する迄温度調節を行な
う。開度制限値に達したならば混合手段11を停止させ、
混合手段11に供給される低温湯が排出されるのを待つ。
第3図のP7,P8,P9,P10,P11,P12に相当する。
出湯温度が設定温度に達している場合、あるいは設定
値に達しておらず開度制限値の位置で混合手段11が停止
している場合に温度偏差信号の変化から出湯温が急激に
変化し始めたのを検出すると、直ちに第1の制御規則に
切りかえ温度偏差信号とから混合手段11の付勢量を推論
し出力する。定常時より大きな付勢量で最適な弁位置に
速く移動させる。第3図のP13,P14,P15に相当する。
又水温に応じて開度制限値を設定できる様にしてあ
る。例えば水温が低い場合は、高い場合に比較して開度
制限値は小さい。従って開度制限値がかわるので水温に
かかわらず常に設定温度の湯が出湯できる。又、混合手
段11が開度制限値の位置で停止している場合混合手段11
に供給する湯温が急峻に変化しても、水温が高い又低い
にかかわらず設定温度の湯になる最適な弁位置に近いた
め速く移動でき、出湯温度に大きなオーバーシュートを
生じない。
発明の効果 以上のように本発明の湯水混合装置では、混合手段の
開度制限値を設定温度と水温とから決めるので、混合手
段に供給される湯温が設定温度近傍の場合混合手段の位
置は開度制限値近傍にあり、この様な状態で混合手段に
供給される湯温が急激に高くなり、更に出湯温度もその
変化に連動し高くなり始めると直ちに第2の制御規則か
ら第1の制御規則に切りかえ定常より大きな付勢量で混
合手段を最適な弁位置へ素速く移動させるので出湯温度
に大きなオーバーシュートを生じることなく、安全性が
向上し、かつ快適で使い勝手が向上している。
【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
置の動作を示すフローチャート図、第4図は従来の湯水
混合制御装置のシステム図、第5図は同装置の制御部の
出湯温度と水側駆動部(又は湯側駆動部)の付勢量との
関係を示す特性図、第6図は同装置の動作を示すフロー
チャート図である。 8……湯温検出手段、14……水温検出手段、16……湯温
設定手段、17……偏差演算手段、18……開度制限値設定
手段、19……制御推論手段、20……死水完了検出手段、
21……定常状態検出手段、22……第1の制御規則記憶手
段、23……第2の制御規則記憶手段、24……切換手段、
25……開度量検出手段、26……開度量判定手段、27……
付勢量設定手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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の温度を検出する水温検
    出手段と、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演算手段と、
    前記偏差演算手段の出力信号で前記混合手段に供給され
    る湯温が低いか否かあるいは変化勾配が大きいか否かを
    検出する死水完了検出手段と、前記偏差演算手段の出力
    信号で前記混合手段に供給される湯温が安定したか否か
    を判定する定常状態検出手段と、前記混合手段に供給さ
    れる湯温の変化勾配が大きい場合の温度偏差と前記混合
    手段の付勢量との関係を制御規則として記憶する第1の
    制御規則記憶手段と、前記混合手段へ供給される湯温が
    安定している場合の温度偏差と前記混合手段の付勢量と
    の関係を制御規則として記憶する第2の制御規則記憶手
    段と、前記死水完了検出手段あるいは前記定常状態検出
    手段の出力信号で前記第1の制御規則記憶手段あるいは
    前記第2の制御規則記憶手段に切りかえる切換手段と、
    前記偏差演算手段と前記第1の制御規則記憶手段あるい
    は前記第2の制御規則記憶手段との出力信号から前記混
    合手段の付勢量を推論する制御推論手段と、前記混合手
    段の開度量を求める開度量検出手段と、前記水温検出手
    段で検出した水温と前記湯温設定手段の設定値とから前
    記混合手段の開度制限値を設定する開度制限値設定手段
    と、前記開度量検出手段と前記開度制限値設定手段との
    出力信号より前記混合手段の開度量が制限値に達したか
    否かを判定する開度量判定手段と、前記開度量判定手段
    により前記混合手段の開度量が制限値に達したのを検出
    すると前記制御推論手段の出力信号に優先して前記混合
    手段に停止信号を出力する付勢量設定手段とからなる湯
    水混合制御装置。
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