JPH01283609A - 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弁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°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℃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３中の湯温が本来８０°Ｃ位であ
るのが４０″Ｃだったとする。給温開始後、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゛Ｃ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
い温度の場がでる。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、突然前述のような高い温度の湯が出て（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湯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
、渇水量の混合比率を調節する混合手段と、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、死水の出湯
完了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、死水出湯完了後の温度偏差と前
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、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とを切りかえる
切換手段と、温度偏差信号と第１の制御規則又は第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、前記混合手段の開度量を求める開度検出
手段と、湯温設定値により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制御推
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例え混合湯温が設
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（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。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。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
混合手段１１で作られた湯をシャワー９もしくはカラン
１３に流路を切りかえたり、給湯開始もしくは停止した
り、あるいは操作部１４で設定した流量値になるように
流量検出手段１５の信号をもとに流量調節を行なう。

第２図は制御部１０の具体構成を示している。

湯温設定手段１６は偏差演算手段１７と開度制限値設定
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との出力信号から温度偏差を求
める。偏差演算手段１７の出力部は死水完了検出手段１
９及び定常状態検出手段２０及び制御推論手段２１に入
力される。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亮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へ供給される湯温か安定した場合の制御
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２０の出力信号
で第１もしくは第２の制御規則記憶手段２２．２３に切
りかえ、その出力は制御推論手段２１に接続される。制
御推論手段２１は温度偏差信号と第１もしくは第２の制
御規則とから推論し混合手段１１の付勢量を求める。

一方開度制限値設定手段１８は湯温設定手段１６の設定
信号に応じ混合手段１１の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（局側開度量も
しくは水側開度量）を検出する。開度量検出手段２５は
例えば混合手段１１で湯温調節する際に駆動手段のパル
ス数をカウントするとか、あるいは混合手段１１の湯側
弁や水側弁の弁軸にエンコーダなどを設は開度量を検出
するという方式がある。開度量判定手段２６は混合手段
１１の開度量が開度制限値に達したか否かを判定する。

開度制限値に達した場合付勢量設定手段２７より制御推
論手段２１の信号より優先して混合手段１１を停止させ
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
ャートを用いて説明する。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より混
合手段１１の開度制限値を設定する。次に出湯温度と設
定温度とから温度偏差を求める。（第３図のＰｌ、Ｐ２
．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ５に相当する。）次に出湯温度が設定
温度に達しているかどうか判定する。もし設定温度に出
湯温度が達しているならば定常状態と判定し、同時に出
湯温度に急激な変化がないかチエツクする。この場合切
換手段２４は第２の制御規則記憶手段２３をセレクトし
求めた温度偏差とから制御推論手段２１で推論し混合手
段１１の付勢量を求める。ここで制御規則は温度偏差や
あるいは偏差の変化分と混合手段１１の操作量との関係
を記述している。

一方湯温調節しつつも開度量検出手段２５で混合手段１
１の開度量を検出する。開度量（局側開度量あるいは水
側開度量）が開度制限値に達する迄前述の動作を行ない
、開度制限値に達したならば混合手段１１を停止させる
。（第４図のＰ６．　Ｐ７゜ｐ９．　Ｐｇ、　ＰＩＯ，
Ｐｌｉに相当する。ンこの様な状態で混合手段１１に接
続されている湯側配管３中の低温湯が出つくし、本来の
供給湯温の湯が混合手段１１に供給され始めると出湯温
度が急に毘くなり始める。この湯温変化を死水完了検出
手段１９で検出すると切換手段２４を介し第１の制御規
則記憶手段２２に切りかえる。第１の制御規則は温度偏
差あるいは温度偏差とその変化分と混合手段１１の付勢
量との関係を記述している。第１の制御規則と温度偏差
とが制御推論手段２１で推論し混合手段１１に出力する
が、定常時の付勢量に比べ大きな付勢量で混合手段１１
を駆動する。こうして急激な湯温変化の場合でも最適な
弁位置に近く、かつ通常より大きな付勢量で混合手段１
１を駆動するので速く最適な弁位置に到達でき、出湯温
度に大きなオーバーシュートを生じない。そして設定温
度近傍で安定したならば第１の制御規則に切りかえる。

第３図のフローチャートのＰ１２゜ＰＩ３．　ＰＩ３に
相当する。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制御装置は、混合手段の
開度量を検出し開度制限値に達した時湯温検出手段で検
出した湯温が湯温設定手段での設定値に到達していても
、又達していなくとも混合手段を停止させ、出湯温度の
急峻な変化を検出すると直ちに第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
を最適な弁位置に駆動することにより、混合手段へ供給
される湯の温度が設定温度あるいは環境温度程度に低下
し、この低ｍ湯が出つくすと急激な湯温変動が生じかか
るのを防ぎ出湯温度に大きなオーバーシュートを生じる
ことなく、又利用者がシャワー等を使用している最中で
も火傷など生じる恐れもなく極めて安全性が同上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の揚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、１１・・・・・・混合手
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・・・・・・死水完了検出手段、２０・・・・・・
定常状態検出手段、２１・・・・・・制御推論手段、２
２・・・・・・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−
　壜温検＄参役 ＩＯ−＠＠＠ ＩＩ−混合手段 ／２−一流量調節手没 １３−　　カ　　ラ　　ン １４−　　撮遺都 苓　１　図 第３図 第４図　　　　　　１０ 第５図 Ｉｎ’ｃ 第６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、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の出力
   信号より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
   いか否かを判定し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す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、前記死水完了検出手段で前
   記混合手段へ供給される湯温の変化を検出した場合の温
   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、前記定常状態検
   出手段の出力信号で前記混合手段へ供給される湯温の安
   定状態を検出した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、前記湯温設
   定手段の設定値により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
   信号より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。