JPH0540532A - 湯水混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯路の圧力と給水路の圧力が同時に且つ同
一方向に変化したときに混合湯の温度の変動を小さくす
る。 【構成】 給湯路３からの湯と給水路４からの水との混
合比を調整する混合比調整手段７，８と、給湯路３又は
給水路４の圧力を検出する圧力検出手段１２ａ，１２ｂ
と、混合湯温度を検出する温度検出手段９が設けられ、
温度検出手段９の検出情報に基づいて混合湯温度が目標
温度になるように混合比調整手段７，８を制御する温度
制御、及び、圧力検出手段１２ａ，１２ｂの検出情報に
基づいて混合湯温度の変動を抑える圧力制御を行う制御
手段１１を備える湯水混合装置において、制御手段１１
が、給水路４の圧力と給湯路３の圧力との比の変化率が
所定値以上のときのみ圧力制御を行うように構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯路からの湯と給水
路からの水との混合比を調整する混合比調整手段と、前
記給湯路又は前記給水路の圧力を検出する圧力検出手段
と、混合湯温度を検出する温度検出手段が設けられ、前
記温度検出手段の検出情報に基づいて混合湯温度が目標
温度になるように前記混合比調整手段を制御する温度制
御、及び、前記圧力検出手段の検出情報に基づいて混合
湯温度の変動を抑えるべく前記混合比調整手段を制御す
る圧力制御を行う制御手段を備える湯水混合装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】かかる湯水混合装置（一般に混合栓とい
われる）の従来例として、例えば、先に出願した特願平
３−６４０２号の明細書及び図面に記載したものが挙げ
られる。これは、それまでのような、混合湯温度の検出
情報に基づいて混合比調整手段を制御するフィードバッ
ク制御（温度制御）だけでは給湯路及び給水路の一次圧
の変動に起因する混合湯の温度の変動を抑えることが難
しいことに鑑み、上記一次圧を検出し、その変化の影響
による混合湯温度の変化を前もって打ち消す方向に混合
比調整手段を制御するフィードフォワード制御（圧力制
御）を加えたものである。

【０００３】尚、上記従来例においては、温度制御及び
圧力制御にファジイ制御を適用している。又、上記温度
制御へのファジイ制御の適用例については特願平２−１
７２０７２号に詳細に説明されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、給湯路又は給水路の圧力変化率が所定値以上
であれば圧力制御を行うように構成されていたので、以
下のような問題点があった。即ち、例えば、給湯路の圧
力と給水路の圧力が同時に上昇した場合も何れかの圧力
変化率が所定値以上であれば圧力制御を行うが、この場
合、圧力制御をせずに温度制御のみを行う場合に比べ、
却って混合湯の温度の変動が大きくなることがある。給
湯路の圧力と給水路の圧力が同時に低下した場合も同様
である。本発明は、かかる実情に鑑みて為されたもので
あって、その目的は、給湯路の圧力と給水路の圧力が同
時に且つ同一方向に変化したときに混合湯の温度の変動
を小さくすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による湯水混合装
置は、給湯路からの湯と給水路からの水との混合比を調
整する混合比調整手段と、前記給湯路又は前記給水路の
圧力を検出する圧力検出手段と、混合湯温度を検出する
温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段の検出情報
に基づいて混合湯温度が目標温度になるように前記混合
比調整手段を制御する温度制御、及び、前記圧力検出手
段の検出情報に基づいて混合湯温度の変動を抑えるべく
前記混合比調整手段を制御する圧力制御を行う制御手段
を備えるものであって、その特徴構成は、前記制御手段
が、前記給水路の圧力と前記給湯路の圧力との比の変化
率が所定値以上のときのみ前記圧力制御を行うように構
成されている点にある。

【０００６】

【作用】給湯路又は給水路の一次圧が変化したときに混
合湯温度が変動するのは、一次圧の変化によって湯又は
水の流入量が変化するからである。例えば、給湯路の一
次圧は変わらず給水路の一次圧が急に低下した場合、水
の流入量のみ急に減少し、その結果、混合湯の温度が上
昇する。前記圧力制御は、この給水路の一次圧の低下を
検知して、例えば混合比調整手段を構成する水側弁の開
度を速やかに大きくすると共に湯側弁の開度を速やかに
小さくすることにより混合湯の温度上昇を抑える制御を
行うものである。

【０００７】しかし、給水路の一次圧の低下と同時に給
湯路の一次圧も低下した場合、水の流入量と湯の流入量
が共に減少し、その減少の割合がほぼ等しければ混合湯
の温度はほとんど変化しない。この場合、本発明の特徴
構成によれば、制御手段は前記圧力制御を行わない。給
水路の圧力と前記給湯路の圧力との比の変化率が所定値
未満になるからである。給水路の一次圧と給湯路の一次
圧が同時に上昇した場合も同様である。尚、ここでいう
変化率は正負符号を含まない絶対値である。

【０００８】

【発明の効果】上記のように、本発明の湯水混合装置は
給水路の圧力と給湯路の圧力が同時に且つ同一方向に変
化し、且つ両圧力の比の変化率が設定値未満のときは圧
力制御を行わないので、給湯路又は給水路のいずれかの
圧力変化率が所定値以上であれば圧力制御を行っていた
従来例のように不必要に圧力制御を行うことがなく、混
合湯の温度の変動を一層小さくすることができるように
なった。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、上水道給水管から各戸に供給
される水道水は、一部が給湯器１で高温一定加熱され球
体モータポンプ２で給湯路３に圧送される。他は給水路
４を通ってそのまま湯水混合装置（混合栓）５に供給さ
れる。湯水混合装置５で混合された混合湯は合流管６へ
供給される。

【００１０】湯水混合装置５には、給湯路３から供給さ
れる湯の流入量を調節する湯側弁７及び給水路４から供
給される水の流入量を調節する水側弁８が設けられ、両
弁７，８が湯と水との混合比を調整する混合比調整手段
を構成している。又、混合湯温度を検出するための温度
検出手段（以下、温度センサという）９、混合湯の流量
を検出するための流量検出手段（以下流量センサとい
う）１０、これらの検出情報に基づいて湯側弁７及び水
側弁８の開閉制御を行う制御手段１１が設けられてい
る。

【００１１】給水路４及び給湯路３にはそれぞれの圧力
を検出する圧力検出手段（以下圧力センサという）１２
ａ，１２ｂが設けられ、これらの検出信号も上記制御手
段１１に入力されている。湯側弁７は弁体７ａとそれを
駆動するパルスモータ７ｂからなる。同様に水側弁８は
弁体８ａとパルスモータ８ｂからなる。制御手段１１
は、パルスモータ７ｂ，８ｂを正逆転制御することによ
り湯側弁７及び水側弁８の開閉制御を行い、その回転速
度を制御することにより両弁７，８の開閉速度を制御す
る。

【００１２】制御手段１１は、混合湯の目標温度及び目
標流量を設定するための操作部１３と、その設定値及び
上記各センサの検出情報に基づいて湯側弁７及び水側弁
８の開閉制御を行う制御部１４から構成される。制御部
１４による湯側弁７及び水側弁８の開閉制御は、温度・
流量制御と圧力制御に分けられる。温度・流量制御は、
温度センサ９の検出温度と目標温度の偏差が小さくなる
ように、且つ、流量センサ１０の検出流量と目標流量の
偏差が小さくなるようにする制御であり、圧力制御は、
圧力センサ１２ａ，１２ｂの検出情報に基づいて、給湯
路３又は給水路４の圧力変動に起因する混合湯温度の変
動を抑える制御である。

【００１３】上記いずれの制御もファジイ制御により行
っている。つまり、各センサの検出値を前件部のファジ
イ変数とし、操作量であるパルスモータ７ｂ，８ｂの回
転速度（方向及び速さ）を後件部とするファジイ推論に
より操作量を算出している。その詳細については、従来
例として前述した２件の先願の明細書・図面に記載され
ている。

【００１４】但し、温度・流量制御は定常的に行うが、
圧力制御は下記の条件が成立したときにのみ行う。即
ち、給水路４の圧力と給湯路３の圧力との比の変化率が
設定値以上のときのみ行う。以下、図２の流れ図を参照
して説明を加える。

【００１５】処理（イ）で給水路４の圧力（Ｐｗ）及び
給湯路３の圧力（Ｐｈ）が入力される。処理（ロ）で、
それらの圧力比（Ｒ＝Ｐｗ／Ｐｈ）が算出され、さらに
前回値との差分即ち圧力比の変化量（ΔＲ）（絶対値）
が求められる。この処理ルーチンは一定の周期で実行さ
れるので、上記変化量（ΔＲ）は、変化率ということも
できる。処理（ハ）で上記圧力比変化量（ΔＲ）が設定
値（Ｃ）以上か否かを判断し、設定値以上であれば圧力
制御を行う。設定値未満の場合は圧力制御をスキップす
る。

【００１６】以上のようにして、制御手段１１は、給湯
路３又は給水路４の圧力変動に起因する混合湯温度の変
動が予測されるときのみ、即ち両圧力の比の変化率が設
定値以上のときのみ圧力制御を行っている。尚、図３乃
至図５のグラフは、給湯路３及び給水路４の圧力が変動
（図３）したときに、圧力制御を行った場合の混合湯温
度の変動（図４）、及び圧力制御がない場合の混合湯温
度の変動（図５）の測定データである。

【００１７】以下別実施例について列記する。 上記実施例における制御手段は温度・湯量制御と圧
力制御を行うように構成されているが、温度・湯量制御
の代わりに温度制御であってもよい。つまり、湯量制御
を行わなず、温度センサ９の検出温度と目標温度の偏差
が小さくなるように湯側弁７及び水側弁８の開閉制御を
行う温度制御のみであっても圧力制御を併用するに際
し、本発明を適用することが可能である。

【００１８】 温度・湯量制御及び圧力制御は、ファ
ジイ制御に限らず他の制御手段であってもよい。例え
ば、ＯＰアンプ等を用いてＰＩＤ制御回路を構成し、前
記圧力比変化量がしきい値以上になったときに圧力制御
を行うＰＩＤ制御回路の動作を能動状態に切り換えるよ
うに構成してもよい。

【００１９】 混合比調整手段は、上記実施例の構造
に限らず、種々変更できる。例えば、流量制御を行わな
い場合、又は流量制御用の弁が別途設けられている場合
は、湯側弁と水側弁が一体に構成され、背反的に開閉す
るものであってもよい。

【００２０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る湯水混合装置の構成図

【図２】湯水混合制御の流れ図

【図３】測定データに基づく特性図

【図４】測定データに基づく特性図

【図５】測定データに基づく特性図

【符号の説明】 ３ 給湯路 ４ 給水路 ７，８ 混合比調整手段 ９ 温度検出手段 １１ 制御手段 １２ａ，１２ｂ 圧力検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯路（３）からの湯と給水路（４）か
   らの水との混合比を調整する混合比調整手段（７，８）
   と、前記給湯路（３）又は前記給水路（４）の圧力を検
   出する圧力検出手段（１２ａ，１２ｂ）と、混合湯温度
   を検出する温度検出手段（９）が設けられ、前記温度検
   出手段（９）の検出情報に基づいて混合湯温度が目標温
   度になるように前記混合比調整手段（７，８）を制御す
   る温度制御、及び、前記圧力検出手段（１２ａ，１２
   ｂ）の検出情報に基づいて混合湯温度の変動を抑えるべ
   く前記混合比調整手段（７，８）を制御する圧力制御を
   行う制御手段（１１）を備える湯水混合装置であって、
   前記制御手段（１１）は、前記給水路（４）の圧力と前
   記給湯路（３）の圧力との比の変化率が所定値以上のと
   きのみ前記圧力制御を行うように構成されている湯水混
   合装置。