JPH0498507A - 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 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
ると共に混合流蓋に変化をつけた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。

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ＰＣＩ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ＰＨ１Ｐ
ＣＩ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ＰＯ２とが常に等
しく保たれるように作用する。湯と水の混合比はモータ
１１によって付勢される温調弁１２を左右に移動させて
可変し、混合湯温を変える。１３は湯と水の混合部であ
り、混合後は流量調簡閲閉弁１４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）１
５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がモータ１１と流量調節開閉弁１４を付勢する。

この湯水混合装置で混合流量に変化をつけた出湯を行な
う場合、設定手段１７により設定流量を設定しておきこ
の設定流量を時間的に変化させる。

制御手段１８は、流量検出手段１６で検出した流量と設
定流量の偏差が零になるよう流量調節開閉弁１４を可変
し、出湯流量を変える。

設定流量が時間的に変化するため、制御手段１８は偏差
を零にするよう常に流量調節開閉弁１４を可変し、その
結果出湯流量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、流量を頻繁に変え
ることにより混合部１３の圧力が変化するなどして湯水
の混合比率が変わり混合湯温か不安定になることがある
。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、流量を高
速に変更する場合、混合弁駆動手段のゲインを変化し安
定な混合湯温を維持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
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、混合湯温と流量を設定す
る設定手段と、前記混合弁駆動手段の駆動量と前記流量
ｔＪ４節開開開閉弁駆動手段動量を制御する制御手段と
からなり、前記制御手段は設定手段からの信号により前
記流量調節開閉弁駆動手段の駆動量を継続的に切り替え
る主制御手段と、この主制御制御手段の信号により混合
弁駆動手段の駆動量ゲインを調節するゲイン調節手段を
有する構成としたものである。

作用 以上の構成により、流量調節開閉弁を時間的に切り替え
る際、混合弁駆動手段の駆動量ゲインを調節する。

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。

１９は付勢手段で、自動調圧弁３と付勢手段１９で混合
弁２０を形成する。２１は前屈付勢手段１９の力と対向
して可変ハイアスカを付与する混合弁駆動手段である。

混合弁駆動手段２１は、磁性体からなるプランジャ２２
と、前記プランジャ２２の周りに防水および絶縁された
コイル２３を有し、前記コイル２３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。流量調節開閉弁１４
は制御手段１８からの信号により流量調節開閉弁駆動手
段２４を介して調節される。

第２図は制御手段１８の例である。混合湯温検出手段１
５と２ｉｔ！検出手段１６と設定手段１７の信号は主制
御手段２５に入り混合弁駆動手段２１と流量調節開閉弁
駆動手段２４の制御量を各々演算する。

演算結果は一方はゲイン調節手段２８を介し第１の駆動
量設定手段２９に送られ、ここで設定された駆動量を混
合弁駆動手段２３に送り混合弁２０を操作する。演算結
果のもう一方は第２の駆動量設定手段２６に送られ、こ
こで設定された駆動量を流量調節開閉弁駆動手段２４に
送り、流量調節開閉弁１４を操作する。

さらに流量検出手段１６で検出した混合流量とその時の
第２の駆動量設定手段２６で設定した駆動量を混合流量
刑に第１の記憶手段２９−１から第２の記憶手段２９−
２に記憶しておく。３０はタイマ手段である。　３１は
記憶手段２９の内容を変更する再設定手段である。

次に本発明の構成の動作を説明する。

まず温度調節について説明する。制御手段１８からコイ
ル２３に電流を流すと、磁性体からなるプランジャ２２
はフレミングの法則により弁１１ｆｋ８にバイアスカを
付与する。このハイアスカと付勢手段１９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２３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１９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１９の力に対向してプラン
ジャ２２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２３に流す電流を可
変し混合弁２０を調節する。この際、主制御手段２５は
混合湯温検出手段１５と設定手段１７の信号を入力し設
定温度と混合湯温の温度偏差から混合弁駆動手段２１の
制御量を演算する。演算結果はゲイン調節手段２８を介
し第１の駆動量設定手段２９に送られ、ここで設定され
た駆動量を混合弁駆動手段２３に送り混合弁２０を操作
する。通常の温度制御ではゲイン調節手段２８でのゲイ
ン係数はｌとしておき圧制御手段２５の演算結果はその
まま第１の駆動量設定手段２９に送られる。

温度調節された混合湯は混合部１３を通過し混合湯温検
出手段１５で湯温を検出している。

次に流量調節について説明する。

制御手段１８からの駆動量信号により流量調節開閉弁駆
動手段２４は流量調節開閉弁１４の開度を変え流量の大
小を調節する。このとき、制御手段１８は流量検出手段
１６の信号と設定手段１７の信号を人力することにより
混合流量が設定流量になるように駆動量を調整している
。

この際、高速に混合流量を変化する場合、通常の流量制
御のように流量検出手段１６で検出した流量信号を基に
駆動量を設定していると、流量検出手段１６の検出遅れ
等の原因で流量検出手段１６の信号が設定手段１７で設
定した流量になったとき、実際の混合流量は検出してい
る流量と一致していなこのため高速に流量を変化する際
、希望する大流量側の流量を設定手段１７により設定す
る。制御手段１８はこの設定手段１７の人力により最初
ゆっくりと混合流量が設定流量になるよう流量＃Ｊ４節
開開開閉弁駆動手段への駆動量を変化していく。設定流
量と出湯流量が等しくなり安定した時点での流量検出手
段１６の流量信号と第２の駆動量設定手段２６の駆動量
を第１の記憶手段２９−１に記憶する。小流量の場合も
同様に流量検出手段１６の流量信号と第２の駆動量設定
手段２６の駆動量を第２の記憶手段２９−２に記憶する
。

このようにして−度記憶を行なうと以後は流量検出手段
１６の信号でなく記憶手段２９の信号で駆動量を調節し
混合流量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２９に記憶している駆動量を切り替え
て混合流量を変化するが、その切り替えをする信号はた
とえばタイマ手段３０で行なう。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。

記憶手段をさらに増加すると２点以上の流量を変化する
出湯ができる。

ジャワ使用時にこのような高速流量変化の出湯を行なう
と快適である。

上記のようにして混合流量を高速に変化する出湯を行な
う場合、流量Ａｌ１１節開閉弁１４の開度がひんばんに
変わることにより混合部１３の圧力が変動する。これに
より自動調圧弁３のバランス点がずれ湯水の流量比率が
変化し混合湯温か変わる。混合湯温検出手段１５がこれ
を検出し、制御手段１８により混合弁駆動手段２１を駆
動し混合弁２０を調節する。

ここで、高速の圧力変動に対して混合弁２０を通常の温
度制御時におけるゲインで動作すると混合湯温検出手段
１５の時間遅れ等により混合湯温のハンチングを生しる
。

この現象を防ぐ手段を以下に説明する。高速に流量を調
節する場合は設定手段１７からの信号によるか、または
制御手段内部であらかじめ設定したパタンで動作を開始
する。この高速流量調節の開始は主制御手段２５で検出
が可能である。主制御手段２５が高速流量調節の開始を
検出すると流量調節は上記で説明したように駆動量を時
間的に切り替え所望の動作を行なう。さらに主制御手段
２５は高速流量調節を開始するとゲイン調節手段２８に
信号を送る。ゲイン調節手段２８は主制御手段２５から
の信号により通常の温度制御を行なっていたときのゲイ
ン係数のｌからゲイン係数を小さくする。これにより混
合部１３の圧力変化で混合湯温か変動した場合それを修
正するため主制御手段２５は混合湯温検出手段Ｉ５と設
定手段Ｉ７の信号を入力し設定温度と混合湯温の温度偏
差から混合弁駆動手段２１の制御量を演算する。演算結
果はゲイン調節手段２８を介し第１の駆動量設定手段２
９に送られ、ここで設定された駆動量を混合弁駆動手段
２３に送り混合弁２０を操作する。通常の温度制御に比
べてゲインｍ１手段２８のゲイン係数は小さくなってい
るため急に混合弁が動作することが無い。したがって、
混合湯温か大幅にハンチングを生しることは無く安全で
快適な混合湯温を得ることができる。

上記の実施例においてゲイン係数を変化する時、高速流
量調節を行なう場合と通常の温度制御を行なっている場
合の２通りのゲイン係数を切り替えるだけでも温度制御
は可能であるが、高速流量調節における流量変化の周期
を不規則にした場合はこの周期もゲイン調節手段２８に
伝え、ＰＩ期に応してゲイン係数を変化するとさらに温
度制御の性能は上がり温度偏差を小さくすることができ
る。

例えば、第３図のＸ点で設定手段１７から高速流量調節
を行なうよう信号が主制御手段２５に入力され、流量調
節の周期が第３図（ｂ）のように不規則だったとする。

この周期はタイマ手段３０または主制御手段２５で計測
が可能である。したがって、計測された周期をゲイン調
節手段２８に伝え、ゲイン係数を周期に応じて第３図（
ａ）のように変えることができる。

また、上記のようにして混合流量を高速に変化する出湯
を行なっている場合、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２
９の駆動量で流量ｔＪＩｗＩ開閉弁駆動手段２４を駆動
した時混合流量がその記憶手段２９の記憶している流量
とずれる可能性がある。これを防く手段を以下に説明す
る。

混合流量を高速に変化して出湯している際、制御手段１
８は記憶を行なった流量信号と駆動量を用いている。ご
のときタイマ手段３０の数えた回数または経過時間等に
より再設定手段３１は高速の流量変化を一旦休止し、ゆ
っ（つと混合流量が設定流量になるよう流量調節開閉弁
駆動手段２４への駆動量を変化し、安定した時点での流
量検出手段１６の流量信号と駆動量設定手段２４の駆動
量を記憶手段２９に変更し記憶する。この後、新しく記
憶した駆動蓋で再度高速の流量変化を行なう。

高速の流量変化を行なっているときでも上記のように時
々記憶手段の内容を変更し常に新しい駆動量を用いるた
め設定流量と出湯流量が大きくずれることは無くなる。

上記のような対策を行なっても出湯中に外乱（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２９の駆動量で流量調節開閉弁駆動手段
２４を駆動した時混合流量がその記憶手段２９の記憶し
ている流量とずれる場合がある。このときは検出遅れが
あるが流量検出手段１６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。

発明の効果 以上のよう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、混合湯温と流量を設定する設定手段と、
前記混合弁駆動手段の駆動量と前記流量調節開閉弁駆動
手段の駆動量を制御する制御手段とからなり、前記制御
手段は設定手段からの信号により前記流量調節開閉弁駆
動手段の駆動量を継続的に切り替える主制御手段と、こ
の主制御手段の信号により混合弁駆動手段の駆動量ゲイ
ンを調節するゲイン調節手段を有する構成からなり、高
速に流量を変化する際、ゲイン調節手段のゲイン係数を
変化することにより混合弁の制御ゲインを小さくし、動
作を緩やかにすることができる。これにより急に混合弁
が動作することが無く、混合湯温が大幅にハンチングを
生じずに安全で快適な混合湯温を得ることができる。

また、流量変化の周期りこ応じてゲイン係数を変化する
とさらに湯温制御の性能は上がり温度偏差を小さくする
ことができる。

これにより混合湯温か安定しつつ混合流量を変化して出
湯でき流量変化が自然な感しとなりシャワー使用時等に
は快適な湯の供給を可能とする。

【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図は同装置の制御ブロック図、第３図は同装置の
混合流量の特性図、第４図は従来の湯水混合制御装置の
断面図である。 ■・・・・・・湯？ｌｉ！ＬＨ！Ｉ、２・・・・・・水
流路、１４・・・・・・流電調節開閉弁、Ｉ５・・・・
・・混合湯温検出手段、１６・・・・・・流量検出手段
、１７・・・・・・設定手段、１８・・・・・・制御手
段、２０・・・・・・混合弁、２１・・・・・・混合弁
駆動手段、２４・・・・・・流量調節開閉弁駆動手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名！ 渦庖路 設宅手綴 ｈ１ｊ賓−ワ１１Ｌ４と 第 図 （α） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、混合湯温と流量を設定する設
   定手段と、前記混合弁駆動手段の駆動量と前記流量調節
   開閉弁駆動手段の駆動量を制御する制御手段とからなり
   、前記制御手段は設定手段からの信号により前記流量調
   節開閉弁駆動手段の駆動量を継続的に切り替える主制御
   手段と、この主制御手段の信号により混合弁駆動手段の
   駆動量ゲインを調節するゲイン調節手段を有する湯水混
   合制御装置。