JP2887909B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の湯水混合装置は図６に示す
ようなものがあった（例えば、特開平１−３１２２７９
号公報）。図６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
ＰＨ１，ＰＣ１の圧力差で動作するピストン９とで構成
されておる。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ＰＨ２
とＰＣ２とが常に等しく保たれるように作用する。

【０００３】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、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。

【０００４】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
よって検出され、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。

【０００５】

【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、設定手段１７により混合湯温を変更した
り、混合湯流量を変更した時に、混合弁（自動調圧弁
３）の制御と流量調節開閉弁２０の制御を同じサンプリ
ング時間で行なうと混合湯温に過渡変動を生じたり、過
渡変動を起こさないほどゆっくりしたサンプリング時間
を用いると温度変更に時間がかかり不便であった。

【０００６】反対にサンプリング時間を早くすると流量
変更時等は特に混合湯温検出手段１５が混合部１９の混
合むらを検出してしまい制御が不安定になりハンチング
を生じることがあった。

【０００７】本発明はかかる従来の課題を解決するもの
で流量変更時、さらに圧力変更時等の外乱発生時には混
合弁制御のサンプリング時間を早くすることにより過渡
変動を小さくし、かつ早く変更温度になるようにするこ
とを目的とする。

【０００８】

【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の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、混合湯
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、混合流量を調節する流量調節開閉弁と、前
記流量調節開閉弁を駆動する流量調節開閉弁駆動手段
と、混合流量を検出する流量検出手段と、前記混合弁駆
動手段の駆動量を制御する制御手段とからなり、前記制
御手段は混合湯温検出手段の信号と設定手段の信号によ
り、前記混合弁駆動手段の駆動量を求める混合弁制御手
段と、前記流量調節開閉弁駆動手段の駆動量を、設定手
段の設定混合流量の信号と流量検出手段の信号により制
御する流量調節開閉弁制御手段と、流量制御に連動して
混合弁制御手段のサンプリング時間を変化させるサンプ
リング時間設定手段を有する構成としたものである。さ
らに、湯流路および水流路の少なくとも一方の圧力を検
出する圧力検出手段を有し、サンプリング時間設定手段
は前記圧力検出手段の信号に連動して混合弁制御手段の
サンプリング時間を変化させる構成としたものである。

【０００９】

【作用】本発明は、上記した構成により、過渡変動時や
外乱発生時において混合弁制御のサンプリング時間を変
化する。

【００１０】

【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、図１は湯水混合制御装置の断面図で、従来
例の図６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を
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混合弁２３に付与
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１５によって検出する。流量は流量検
出手段１６で検出する。

【００１１】図２は制御手段１８の例である。２７は混
合湯温検出手段１５と設定手段１７の信号を入力し混合
弁２３の駆動量を演算する混合弁制御手段で、２８は前
記混合弁制御手段２７の信号により混合弁駆動手段（コ
イル）２６の駆動量を設定する第１の駆動量設定手段で
ある。２９は流量検出手段１６と設定手段１７の信号を
入力し、流量調節開閉弁２０の駆動量を演算する流量調
節開閉弁制御手段で、３０は前記流量調節開閉弁制御手
段２９の信号により流量調節開閉弁駆動手段２１の駆動
量を設定する第２の駆動量設定手段である。３１は設定
手段１７の信号により混合弁制御手段２７のサンプリン
グ時間を変化させるサンプリング時間設定手段である。

【００１２】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。

【００１３】このようにして、制御手段１８は混合湯温
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。通常、混合弁
制御手段２７と流量調節開閉弁制御手段２９は同じサン
プリング時間（例えば図３：ｔ１）で動作をしている。

【００１４】設定流量を変更したり、外乱等により圧力
が急変すると混合弁２３の駆動量を変えなければならな
い。この時、図３のｔ１のように流量調節開閉弁制御手
段２９のサンプリング時間と同じ時間間隔で混合弁２３
の制御を行なっていると混合湯温の過渡変動量が大きく
なり危険である。

【００１５】上記の現象を防ぐ手段を以下に説明する。

【００１６】

【００１７】

【００１８】設定手段１７により流量を変更する場合、
図４において時刻ａ点において設定手段１７により設定
流量が変更されると、サンプリング時間設定手段３１は
混合弁制御手段２７のサンプリング時間を通常のサンプ
リング時間ｔ１からｔ２に早くする。そして設定流量を
変化するように流量調節開閉弁制御手段２９は第２の駆
動量設定手段３０を介して流量調節開閉弁駆動手段２１
を調節する間に、混合弁制御手段２７は混合湯温が設定
温度を維持するよう第１の駆動量設定手段２８を介して
コイル２６の電流を調節する。設定流量と流量検出手段
１６の信号の差があらかじめ定めた一定値以内に入ると
（ｂ点）流量調節開閉弁制御手段２９はサンプリング時
間設定手段３１に信号を出す。サンプリング時間設定手
段３１はこの信号を受けると混合弁制御手段２７のサン
プリング時間を通常の値ｔ１に戻す。

【００１９】これにより、設定流量変更時において混合
部１３の温度が不安定な時にサンプリング時間が早くな
った分、混合湯温を安定な値に戻す時間が短くなる。さ
らに湯温が安定した後はサンプリング時間が元に戻るた
め混合湯温検出手段１５の信号は混合むら等を検出する
ことが少なくなりハンチング等が生じにくくなり安全で
ある。

【００２０】次に他の実施例を説明する。混合弁２３の
一次側の圧力が急変した場合、圧力検出手段３２により
これを検出することができる。図５において時刻ａ点で
圧力検出手段３２により混合弁２３の一次側圧力の急変
を検出すると、この信号をサンプリング時間設定手段３
１におくる。サンプリング時間設定手段３１は圧力検出
手段３２の信号がサンプリング時間内に一定値以上変化
すると混合比率が変わるため混合弁制御手段２７側のサ
ンプリング時間を通常のサンプリング時間ｔ１からｔ２
に早くする。そして混合弁制御手段２７は混合湯温が設
定温度を維持するよう第１の駆動量設定手段２８を介し
てコイル電流を調節する。一次側の圧力が安定したこと
を圧力検出手段３２により検出し、かつ混合湯温検出手
段１５の信号と設定手段１７の信号の差があらかじめ定
めた一定値以内に入ると（ｂ点）混合弁制御手段２７は
サンプリング時間設定手段３１に信号を出す。この信号
にりサンプリング時間設定手段３１は混合弁制御手段２
７のサンプリング時間を通常の値ｔ１に戻す。

【００２１】これにより、圧力変動時において混合部１
３の温度が不安定な時にサンプリング時間が早くなった
分、混合湯温を安定な値に戻す時間が短くなる。さらに
湯温が安定した後はサンプリング時間が元に戻るため混
合湯温検出手段１５の信号は混合むら等を検出すること
が少なくなりハンチング等が生じにくくなり安全であ
る。

【００２２】

【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、次の効果が得られる。（１）設定流量の変更を行う場合、混合部の温度が不安
定な時に混合弁制御手段のサンプリング時間を早くして
混合湯温を安定な値に戻す時間を短くすることができ
る。 （２）混合弁の一次側圧力が急変した場合、混合比率が
変わるため混合弁制御手段のサンプリング時間を早くし
て混合湯温が設定温度を維持するよう混合弁を調節する
ことができる。 （３）通常の出湯状態では混合弁制御のサンプリング時
間は混合部の混合むらを検出するほど高速でないため安
定で快適な温度の湯を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における湯水混合制御装
置の断面図

【図２】同湯水混合制御装置の制御ブロック図

【図３】同制御手段の出力特性図

【図４】第１の実施例における同制御手段の出力特性図

【図５】第２の実施例における同制御手段の出力特性図

【図６】従来の湯水混合制御装置の断面図

【符号の説明】

１ 湯流路 ２ 水流路 １５ 混合湯温検出手段 １８ 制御手段 ２０ 流量調節開閉弁 ２３ 混合弁 ３２ 圧力検出手段

フロントページの続き (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 平１−312279（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−321673（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 23/00 - 23/32

Claims (2)

(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
   び前記水流路の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、混合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、 混合流
   量を調節する流量調節開閉弁と、前記流量調節開閉弁を
   駆動する流量調節開閉弁駆動手段と、混合流量を検出す
   る流量検出手段と、前記混合弁駆動手段の駆動量を制御
   する制御手段とからなり、前記制御手段は混合湯温検出
   手段の信号と設定手段の信号により、前記混合弁駆動手
   段の駆動量を求める混合弁制御手段と、前記流量調節開
   閉弁駆動手段の駆動量を、設定手段の設定混合流量の信
   号と流量検出手段の信号により制御する流量調節開閉弁
   制御手段と、流量制御に連動して混合弁制御手段のサン
   プリング時間を変化させるサンプリング時間設定手段を
   有する湯水混合制御装置。
2. 【請求項２】 湯流路および水流路の少なくとも一方の
   圧力を検出する圧力検出手段を有し、サンプリング時間
   設定手段は前記圧力検出手段の信号に連動して混合弁制
   御手段のサンプリング時間を変化させる構成とした請求
   項１記載の湯水混合制御装置。