JP2817315B2 - 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 本発明は湯と水の混合比率を調整し最適な混合湯温を
得る湯水混合制御装置に関するものである。

従来の技術 従来この種の湯水混合装置は第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１次圧PH1,PC1の圧
力差で動作するピストン９とで構成されており、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PH2とPC2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、混合後は流量調節開閉弁
20を介して出湯されるが、その温度は混合湯温検出器
（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。

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、混合部に混合湯
温検出器を挿入しただけのため湯と水の流量の違いなど
で混合部における混合ムラによる検出温度のふらつき、
偏流による流量温度の不正確さが生じた。さらに、流量
の違いにより混合湯温の検出時間が変化していた。この
検出温度を基に温度制御を行なうと温度ズレやハンチン
グを発生した。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、流量に
応じて混合湯温検出器の位置が変化することで混合弁を
通過した湯と水が混合してから混合湯温検出器までの到
達時間をほぼ一定とすることにより混合部の温度を正確
に検出す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水混合制御装置
は、湯流路および水流路と、前記湯流路および前記水流
路流量を調節する混合弁と、前記混合弁を駆動する混合
弁駆動手段と、前記混合弁の下流において前記湯流路と
前記水流路が合流する混合部と、流量に応じて位置が変
化し前記混合部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設定手段と、前記設定手段と前記混
合湯温検出装置の信号により前記混合弁駆動手段を制御
する制御手段とを備えた構成としたものである。

作用 以上の構成により、流量に応じて位置の変化する混合
湯温検出手段により混合した後、ほぼ一定時間経過して
から湯温を検出する。

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図は湯水混合装置の断面図で第４図と同一部品
については同一番号を付している。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
および絶縁されたコイル26を有し、前記コイル26は制御
手段18に接続されている。

混合湯温は混合湯温検出手段27によって検出する。混
合湯温検出手段27は、湯温を検出する混合湯温検出器15
と、前記混合湯温検出器15を流れと反対の方向に付勢す
る検出器付勢手段28と、前記検出器付勢手段28の一端を
固定する固定手段29からなっている。流量は流量検出手
段16で検出する。

第２図は混合湯温検出手段27の動作を示している。

第３図は制御手段18の例である。30は主制御手段で、
31は第１の駆動量設定手段で、32は第２の駆動量設定手
段である。

次に本発明の構成の動作を説明する。

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
イアス力に付与する。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、制御手段18は混合湯温検出手段27の
信号と制定手段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
通過し混合湯温検出手段27で湯温を検出している。

しかし、外乱により圧力が急変したり、流量が大幅に
変化すると混合部で湯と水が完全に混合せず混合ムラを
生じたり偏流を生じたりする。さらに流量により混合湯
温の検出時間が変化する。

このように流れに不均一さを保ったまま混合湯温検出
手段27に到達すると正しい温度を検出することができず
混合湯温を制御することができない。

上記の問題を解決する手段を以下に説明する。

混合湯温検出手段27は、湯温を検出する混合湯温検出
器15と、前記混合湯検出器15を流れと反対の方向に付勢
する検出器付勢手段28と、前記検出器付勢手段28の一端
を固定する固定手段29からなっている。

この混合湯温検出手段27は、流量が少ない時は検出器
付勢手段28の力が流れによる圧力よりも強いため伸びた
構成となっている。（第２図（ａ））さらに流量が多く
なると流れによる圧力がだんだん強くなるため混合湯温
検出手段27は縮んだ構成となっている。（第２図
（ｂ）） このため流量が変化しても、流量に応じて混合湯温検
出器の位置が変化することで混合弁を通過した湯と水が
混合してから混合湯温検出器までの到達時間をほぼ一定
とすることができる。

上記の混合湯温検出装置を用いて混合湯温制御を行な
う方法を説明する。

混合湯温検出手段27からの温度信号と設定手段17から
の信号を制御手段18の主制御手段30は比較し温度偏差が
無くなるよう第１の駆動量設定手段31に信号をだす。第
１の駆動量設定手段で求まった駆動量によりコイル26を
動作し混合弁を制御する。

上記のように混合弁を通過した湯と水が混合してから
混合湯検出器までの到達時間をほぼ一定とすることがで
きるため、温度の検出遅れ時間（むだ時間）が流量によ
って大きく変化することが無くなる。このため温度制御
において制御定数の設定が容易になり、流量を急に大き
く変化しても制御系が不安定になることは無い。

このことから温度制御において温度偏差（オフセッ
ト）の発生や、ハンチングも生じにくくなる。

また制御手段は上記と同様にして第２の駆動量設定手
段32を用いて流量調節開閉弁駆動手段21を駆動し流量の
制御を行なう。

通常の使用状態においては水圧変動時には従来と同様
に自動調圧弁３が動作し、湯側弁体４、水側弁体６とピ
ストン９との受圧面積を等しくしておけばその２次圧PH
2とPC2とは付勢手段22と駆動手段24によるバランス点で
の状態を保つ。

発明の効果 以上のように本発明の混合湯温検出装置は、湯流路お
よび水流路と、前記湯流路および前記水流路流量を調節
する混合弁と、前記混合弁を駆動する混合弁駆動手段
と、前記混合弁の下流において前記湯流路と前記水流路
が合流する混合部と、流量に応じて位置が変化し前記混
合部の湯温を検出する混合湯温検出手段と、混合湯温を
設定する設定手段と、前記設定手段と前記混合湯温検出
装置の信号により前記混合弁駆動手段を制御する制御手
段とを備えた構成からなり、流量によって混合湯温検出
手段の位置が変化し、その結果混合弁を通過した湯と水
が混合してから混合温検出器までの到達時間をほぼ一定
とすることができる。

したがって、温度の検出遅れ（むだ時間）が流量によ
って大きく変化することが無くなり、温度制御において
制御定数の設定が容易になると共に、流量を急に大きく
変化しても制御系が不安定になることが無くなる。

さらに、このことから温度制御において温度偏差（オ
フセット）の発生や、ハンチングも生じることが無く安
全で快適な混合湯を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置の断面
図、第２図は同装置の断面図、第３図は同装置の制御ブ
ロック図、第４図は従来の湯水混合制御装置の断面図で
ある。 １……湯流路、２……水流路、18……制御手段、19……
混合部、23……混合弁、27……混合湯温検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/11 F16K 11/00 - 11/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯流路および水流路と、前記湯流路および
   前記水流路流量を調節する混合弁と、前記混合弁を駆動
   する混合弁駆動手段と、前記混合弁の下流において前記
   湯流路と前記水流路が合流する混合部と、流量に応じて
   位置が変化し前記混合部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設定手段と、前記設定手段
   と前記混合湯温検出装置の信号より前記混合弁駆動手段
   を制御する制御手段とを有する湯水混合制御装置。