JPH01283608A - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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場をつくる湯水混
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６１−１１２８
７９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とは合流し混合配管７とな
る。混合配管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。

ます湯温値を設定した後水何駆動部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°Ｃ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°Ｃ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
中の湯温が設定温度近傍迄低下する。例えば設定温度が
４０°Ｃで、湯側配管ａ中の湯温が本来８０℃位である
のが４０°Ｃ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
り昼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
萬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、開は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。

利用者がシャワー等を利用し設定温度近傍の湯が出てい
る時に、突然前述のような鰻い温度の湯が出てくると非
常に危険であり、火傷をしたりなど人体生命に多大な影
響をもたらす。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渇水混合制御装置を提供するもの
である。

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ｍ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求め
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亮い
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乃び
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
などに流路金切りかえたり、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１
６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１９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１４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＠温度から温度偏差を求める。第３図の
Ｐｌ　、　Ｐ２．　Ｐ３゜Ｐ４．ｐ５．Ｐ５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エツクし
、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．　ＰＢ。

ｐ９．　Ｐｌｏ、　Ｐｌｉ　、　ＰＩ３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Ｐ２Ｏ，ＰＩ３．　ＰＩ３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である
。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場が出湯できる。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１
１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場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
度側＠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、特に利用者
がシャワーなどを利用している時火傷など人体生命を危
険に陥し入れることなく安全性が向上し、かつ快適で使
い勝手が向としている。

【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、２ｏ・・・・・・
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
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名８−
　湯　湿　蹟　妃　手　段 ｔｏ−ｍ　　卸　票 １３−　　カラン １５・−優作邦 第１図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   。