JP2811959B2 - 湯温制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は湯温を調整し最適な湯温を得ると共に湯温に
変化をつけた給湯を行なう湯温制御装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来この種の湯温制御装置は第４図に示すようなもの
があった。（例えば、特開平1-312279号公報） 第４図において、１は湯流路、２は水流路であり、各
流路に関連して自動調圧弁３が設けられている。自動調
圧弁３は、湯流路１の１次圧力PH1を減圧する湯側弁体
４、湯側弁座５と、水流路２の１次圧力PC1を減圧する
水側弁体６、水側弁座７と、湯側弁体４と水側弁体６を
連結する弁軸８と、湯と水の減圧後の１次圧力PH1,PC1
の圧力差で動作するピストン９とで構成されている。そ
して、湯または水の圧力が急変してもその圧力で自動調
圧弁３が移動し、湯と水の２次圧力PH2とPC2とが常に等
しく保たれるように作用する。

さらに弁軸８にバイアス手段10が設けられ、バイアス
手段10は弁軸８の端部に結合されたボビン11とそのボビ
ン11上に巻回され絶縁されたコイル12およびコイル12を
はさむように設けられた永久磁石13を有し、前記コイル
12は可撓部14を介して制御手段18に接続されている。

制御手段18からコイル12に電流を流すと、その電流は
永久磁石13によって発生している磁界を横切るのでフレ
ミングの法則によって弁軸８にバイアス力が付与され
る。このためバイアス力の分だけ自動調圧点がずれ、例
えば湯と水の２次圧力PH2とPC2とが2:1の点で常に調圧
されるようになり、結果的に出湯温度が高くなる。この
ようにコイル12への電流を変化することにより混合湯温
を変える。

19は湯と水の混合部であり、湯と水の混合後は流量調
節開閉弁20を介して出湯されるが、その温度は湯温検出
手段（例えばサーミスタ）15によって、またその流量は
流量検出手段16によって検知され、設定手段17の値に一
致させるべく制御手段18がバイアス手段10と流量調節開
閉弁駆動手段21を付勢し温度調節を行なう。

この湯水混合装置で混合湯温に変化をつけた出湯を行
なう場合、設定手段17により設定湯温を設定しておきこ
の設定温度を時間的に変化させる。

制御手段18は、湯温検出手段15で検出した混合湯温と
設定温度の温度偏差が零になるようコイル12への電流を
調節して自動調圧弁３を可変し、混合温度を変える。設
定温度が時間的に変化するため、制御手段18は温度偏差
を零にするよう常に自動調圧弁３を可変し、その結果出
湯温度は時間的に変化する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、混合湯温を高速
で繰り返し変化する場合、変化する周期にかかわらず温
度変化量（コイル電流）が一定（第５図において高温が
Ｐ、低温がＱ）であると、湯温検出手段の位置で希望す
る温度P,Qが得られていても流量調節開閉弁の下流まで
流れていくうちに混合湯と配管系の間に熱の授受が生じ
るため実際に得られる混合湯温は鈍ってしまうことがあ
る。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、湯温変
化周期に応じて湯温変化量も変化することにより湯温変
化周期にかかわらず希望する温度変化を得ることを目的
とする。

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温制御装置は、 給湯供給手段と、前記給湯供給手段の温度を制御する
湯温制御手段と、湯温を検出する湯温検出手段とからな
り、前記温度制御手段は前記湯温検出手段の温度信号と
前記給湯供給手段への駆動量を一対として記憶する複数
の記憶手段と前記記憶手段の記憶している駆動量を時間
的に切り替える切り替え手段と、前記記憶手段から入力
した駆動量に前記切り替え手段の切り替え周期に応じた
係数を乗じて駆動量を決定する駆動量設定手段を有する
構成としたものである。

作用 以上の構成により、湯温変化周期に応じて給湯供給手
段への駆動量も変化する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。な
お、第１図は給湯制御装置の断面図で第４図と同一部品
については同一符号を付し詳細な説明は省略している。
22は付勢手段で、自動調圧弁３と付勢手段22で混合弁23
を形成する。24は前記付勢手段22の力と対向して可変バ
イアス力を付与する混合弁駆動手段である。混合弁駆動
手段24は、磁性体からなるプランジャ25と、前記プラン
ジャ25の周りに防水および絶縁された電磁コイル26を有
し、前記コイル26は湯温制御手段18に接続されている。

湯温は湯温検出手段15によって検出する。流量は流量
検出手段16で検出する。流量調節開閉弁20は湯温制御手
段18からの信号により流量調節開閉弁駆動手段21を介し
て調節される。

第２図は湯温制御手段18の例である。

湯温検出手段15と設定手段17の信号は混合湯温制御手
段27に入り制御量を演算する。演算結果は駆動量設定手
段28に送られ、ここで設定された駆動量で電磁コイル26
（混合弁駆動手段ともいう）を操作する。さらに湯温検
出手段15で検出した混合湯温とその時の駆動量設定手段
28で設定した駆動量を混合湯温別に第１の記憶手段29か
ら第２の記憶手段30は記憶しておく。31は前記第１の記
憶手段29と前記第２の記憶手段30の内容の出力を切り替
える切り替え手段で、32はタイマ手段である。33は交流
信号発生手段で駆動量に重畳する微小交流信号を発生す
る。

次に本発明の構成の動作を説明する。

湯温制御手段18からコイル26に電流を流すと、磁性体
からなるプランジャ25はフレミングの法則により弁軸８
にバイアス力を付与する。このバイアス力と付勢手段22
の付勢力がつりあったところで自動調圧弁３はバランス
する。

したがって、コイル26に流す電流を変化することによ
り自動調圧弁３のバランス点を移動することができる。

例えば、電流の小さい場合は付勢手段22の力の方が強
いため湯側弁体４より水側弁体６の方が大きく開き、出
湯温度が低くなる。電流を大きくすると付勢手段22の力
に対向してプランジャ25を押し出すことにより湯側弁体
４が開きだし結果的に出湯温度が高くなる。

このようにして、湯温制御手段18は湯温検出手段15の
信号と設定手段17の信号を入力することにより出湯温度
が設定温度になるようにコイル26に流す電流を可変し混
合弁23を調節する。温度調節された混合湯は混合部19を
通過し湯温検出手段15で湯温を検出している。

高速に湯温を変化する場合、希望する高温側の湯温を
設定手段17により設定する。湯温制御手段18はこの設定
手段17の入力により最初ゆっくりと混合湯温が設定温度
になるようコイル電流を変化していく。設定温度と出湯
温度が等しくなり安定した時点での湯温検出手段15の温
度信号と駆動量設定手段28の駆動量を第１の記憶手段29
に記憶する。同様に低温側の湯温を設定手段17により設
定する。湯温制御手段18はこの設定手段17の入力により
ゆっくりと混合湯温が設定温度になるようコイル電流を
変化していく。設定温度と出湯温度が等しくなり安定し
た時点での湯温検出手段15の温度信号と駆動量設定手段
28の駆動量を第２の記憶手段30に記憶する。

このようにして一度記憶を行なうと以後は湯温検出手
段15の信号でなく記憶手段の信号で駆動量を調節し混合
湯温を高速に変化して出湯することができる。

この際、記憶手段に記憶している駆動量を切り替えて
混合湯温を変化するが、その切り替え手段31の動作はた
とえばタイマ手段32からの信号で行う。また外部から設
定手段17等を用いて切り替えることも可能である。

しかし湯温を高速で繰り返し変化する場合、変化する
周期にかかわらず湯温変化量が一定であると、湯温検出
手段15の位置で希望する温度が得られていても流量調節
開閉弁20の下流まで流れていくうちに湯と配管系の間に
熱の授受が生じるため実際に得られる湯温は鈍ってしま
うことがある。

上記の現象を防ぐ手段を以下に説明する。

混合湯温制御手段27は設定手段17から高速の繰り返し
湯温変化の要求信号を受けると切り替え手段31、タイマ
手段32にそれを伝える。前述したように希望する高温湯
を得るの駆動量を第１の記憶手段29に、低温湯を得る駆
動量を第２の記憶手段30に記憶してある。繰り返し周期
はあらかじめタイマ手段32に設定しておくか設定手段17
により外部から混合湯温手段27を経由してタイマ手段32
に設定する。

タイマ手段32は設定された繰り返し周期で切り替え手
段31に信号を送出する。切り替え手段31はタイマ手段32
からの信号により第１の記憶手段29と第２記憶手段30の
出力信号を切り替え駆動量を駆動量設定手段28に送る。

駆動量設定手段28は切り替え手段31からの信号を受け
ると、切り替える周期に応じて駆動量を変化する。

例えば第３図を用いて説明する。第１の記憶手段29に
記憶している駆動量がP,第２の記憶手段30に記憶してい
る駆動量がＱとする。ゆっくりと混合湯温を変化すると
きは周期が長いため駆動量はほぼＰとＱでよい。混合湯
温の切り替えをだんだんと高速にするにつれて第１の記
憶手段29に記憶している駆動量を使用する場合は駆動量
設定手段28は切り替え周期に応じた正の係数をＰに乗じ
た駆動量を設定する。反対に第２の記憶手段30に記憶し
ている駆動量を使用する場合は駆動量設定手段28は切り
替え周期に応じた負の係数をＱに乗じた駆動量を設定す
る。この設定した駆動量で混合弁駆動手段26を駆動して
湯温を変化する。

このように切り替え周期が早くなるにつれて切り替わ
る湯温の差が大きくなるため湯と配管系の間に熱の授受
が生じても実際に得られる湯温は希望する温度変化を満
たすことができる。

また出湯中に外乱（圧力変動や湯流路１または水流路
２に入ってくる温度の変化等）により記憶手段の駆動量
でコイル26を駆動した時混合湯温がその記憶手段の記憶
している温度とずれる場合がある。このときは検出遅れ
があるが湯温検出手段15でこの現象は検出することがで
き、出湯を停止したり再度記憶手段に記憶をやりなおす
などして安全な出湯を行なうことができる。

上記実施例において混合弁23が給湯供給手段に相当す
る。また、上記実施例では湯水混合装置の温度制御方法
について説明したが、この制御方法は瞬間給湯機等の温
度制御にも使用することが可能である。

発明の効果 以上のように本発明の湯温制御装置は、 給湯供給手段と、前記給湯供給手段の温度を制御する
湯温制御手段と、湯温を検出する湯温検出手段とからな
り、前記温度制御手段は前記湯温検出手段の温度信号と
前記給湯供給手段への駆動量を一対として記憶する複数
の記憶手段と前記記憶手段の記憶している駆動量を時間
的に切り替える切り替え手段と、前記記憶手段から入力
した駆動量に前記切り替え手段の切り替え周期に応じた
係数を乗じて駆動量を決定する駆動量設定手段を有する
構成からなるもので、湯温を高速で繰り返し変化するよ
う切り替え周期が早くなるにつれて切り替わる湯温の差
が大きくなるため、湯と配管系の間に熱の授受が生じて
も実際に得られる湯温は鈍ることなく希望する温度変化
を満たすことができる。

したがって、シャワ等に使用すると冷温水の繰り返し
をはっきりと体感でき、快適な湯温変動を楽しむことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の湯温制御装置の断面図、
第２図は同湯温制御装置の制御ブロック図、第３図は同
制御手段の出力特性図、第４図は従来の湯温制御装置の
断面図、第５図は同従来の湯温制御装置の出力特性図で
ある。 １……湯流路、２……水流路、15……湯温検出手段、18
……湯温制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 行夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 城戸内 康夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−164170（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 23/00 - 23/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯供給手段と、前記給湯供給手段の温度
   を制御する湯温制御手段と、湯温を検出する湯温検出手
   段とからなり、前記温度制御手段は 前記湯温検出手段の温度信号と前記給湯供給手段への駆
   動量を一対として記憶する複数の記憶手段と前記記憶手
   段の記憶している駆動量を時間的に切り替える切り替え
   手段と、前記記憶手段から入力した駆動量に前記切り替
   え手段の切り替え周期に応じた係数を乗じて駆動量を決
   定する駆動量設定手段を有する湯温制御装置。