JPH06131058A - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合湯温を繰り返し変更する出湯動作におい
て、混合湯温の最低値を調節することにより連続して安
定な出湯を維持する。 【構成】 設定手段１７より湯温を繰り返し変化して出
湯するよう要求があると、記憶手段４３により設定温度
を変更して湯温を変更しているが、この場合第１の駆動
設定手段４２の出力信号を駆動量検出手段４５で監視し
あらかじめ設定してある値より大きくなると再設定手段
４６を介して記憶手段４３の設定温度の最低値を高くす
る。設定温度が上昇したことにより湯流路１の湯量も増
加し給湯機４０も安定して動作することができ、最低温
度は少し上昇するが安定した繰り返し出湯を得ることが
できる。

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。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。

【０００３】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。制御手段１８はコイ
ル１２に電流を流す際に微小交流信号を重畳している。
これはバイアス手段１０の磁気回路のヒステリシス特性
や駆動開始時の摺動抵抗を軽減するためである。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。

【０００４】また湯流路の上流には湯を供給する給湯機
が接続されている。

【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、混合湯温を繰り返し変化する場合、設定
温度が低すぎると湯流路１の流量が減り給湯機の点火流
量を下回ると失火して湯を供給できなくなる。このため
混合湯は設定温度を維持できなくなり不快である。

【０００６】本発明はかかる従来の課題を解消するもの
で給湯機が失火して湯温が下がると湯温を維持するため
混合弁の湯量を多くするため混合弁駆動手段の駆動量が
大きくなるこの値を検出して給湯機の能力にあわせ設定
温度の最低値を大きくし湯流路の流量を多くし給湯機が
失火しないようにすることを第１の目的とする。

【０００７】さらに、流量を繰り返し変化させる場合、
設定流量が低すぎると湯流路の流量が減り給湯機の点火
流量を下回ると失火して湯を供給できなくなる。このた
め混合湯は設定温度を維持できなくなり不快である。

【０００８】本発明の第２の目的は給湯機が失火して湯
温が下がると湯温を維持するため混合弁の湯量を多くす
るため混合弁駆動手段の駆動量が大きくなるため、この
値を検出して給湯機の能力にあわせ設定流量の最低値を
大きくし湯流路の流量を多くし給湯機が失火しないよう
にすることである。

【０００９】

【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、前記混
合弁駆動手段の駆動量を制御する制御手段と、混合湯温
を検出する混合湯温検出手段と、前記混合弁駆動手段の
駆動量を検出する駆動量検出手段と、少なくとも２つの
設定温度を記憶する記憶手段とからなり、前記制御手段
は前記記憶手段の設定温度を時間的に切り替える湯温制
御手段と、前記駆動量検出手段の信号に応じて前記記憶
手段の設定温度を変更する再設定手段を有する構成とし
たものである。

【００１０】また第２の目的を達成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、前記混合弁の下流で
混合湯の流量を調節する流量調節弁と、前記流量調節弁
を駆動する流量調節弁駆動手段と、前記混合弁駆動手段
および前記流量調節弁駆動手段の駆動量を制御する制御
手段と、前記混合弁駆動手段の駆動量を検出する駆動量
検出手段と、少なくとも２つの設定流量を記憶する記憶
手段とからなり、前記制御手段は前記記憶手段の設定流
量を時間的に切り替える流量制御手段と、前記駆動量検
出手段の信号に応じて前記記憶手段の設定流量を変更す
る再設定手段を有する構成としたものである。

【００１１】

【作用】本発明は、上記した構成により、繰り返し湯温
を変更する場合、湯温を維持できなくなると設定温度の
最低値を上昇し、給湯機の能力にあわせ設定温度の最低
値を大きくし混合湯温の安定化を図るものである。

【００１２】さらに、繰り返し流量を変化する場合、湯
温を維持できなくなると設定温度の最低値を上昇し、給
湯機の能力にあわせ設定温度の最低値を大きくし混合湯
温の安定化を図るものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は湯水混合制御装置の断面図で、従来例の図
１０と同一構造で同一作用をする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。２
４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、磁性体からなる第１のプランジャ２５
と、前記第１のプランジャ２５の周りに防水および絶縁
された第１のコイル２６を有し、前記第１のコイル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。

【００１４】流量は混合部１９より下流において流量調
節弁２０により調節する。流量調節弁２０は弁きょう体
２７と、この弁きょう体内に流量を調節する円錐状の流
量制御弁体２８とそれに対応する弁座２９を設けてい
る。流量制御弁体２８と流体の１次圧（混合部１９の圧
力）とバランスをとるため、可撓性受圧体としての溝付
ダイヤフラム３０を流量制御弁体２８と弁きょう体２７
の間に連結しており、さらに溝３０ａを深くして、流量
制御弁体２８のリフト量にかかわらず、有効受圧面積が
前記弁座２９の口径と常に等しくなるように構成してい
る。ダイヤフラム３０で１次側と完全に仕切られた背圧
室３１と前記流量制御弁体２８の２次側とは、連通孔３
２により連通している。流量制御弁体２８は、付勢手段
３３としてのスプリング３４により、弁座２９に当接す
る方向に付勢されている。また、第２のコイル３５と、
一方の端面を密閉したパイプ３６があり、第２のコイル
３５への通電量により駆動される第２のプランジャ３７
がパイプ３６内を摺動する。第２のプランジャ３７はシ
ャフト３８を介して流量制御弁体２８と連動する構成と
なっている。第２のコイル３５、パイプ３６および第２
のプランジャ３７で流量調節弁駆動手段２１を形成して
いる。

【００１５】上記構成において、制御手段１８は第２の
コイル３５への通電量を制御することにより流量を調節
するもので、流量を零（停止）とするには、制御手段１
８は第２のコイル３５への通電を切ることで、スプリン
グ３４により付勢された流量制御弁体２８は弁座２９に
当接し、流体は流れなくなる。第２のコイル３５に通電
すると、第２のプランジャ３７を吸引あるいは押しだ
し、スプリング３４の付勢力に対抗して、流量制御弁体
２８をリフトさせ、流体（混合湯）が流れ始める。つま
り、制御手段１８は第２のコイル３５への通電量を変え
ることにより、流量制御弁体２８を任意のリフト量に調
節し、流量を制御するものである。

【００１６】図２は制御手段１８の例である。４１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湯温制御手段、４２は前記湯
温制御手段４１の信号により混合弁駆動手段（第１のコ
イル）２６の駆動量を設定する第１の駆動量設定手段、
４３は設定温度を記憶している記憶手段、４４は湯温制
御手段４１からの信号により時間を計測し記憶手段４３
の設定手段に信号をだすタイマ手段、４５は第１の駆動
量設定手段４２の出力を監視している駆動量検出手段、
４６は駆動量検出手段４５の信号により湯温制御手段４
１を通して記憶手段４３の設定温度を変更する再設定手
段、４７は設定手段１７の信号を入力し流量調節弁２０
の駆動量を演算する流量制御手段、４８は前記流量制御
手段４７の信号により流量調節弁駆動手段２１の駆動量
を設定する第２の駆動量設定手段である。

【００１７】次に本発明の構成の動作を説明する。温度
調節を行なう場合、制御手段１８から第１のコイル２６
に電流を流すと、磁性体からなる第１のプランジャ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、
第１のコイル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。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
温度になるように湯温制御手段４１、第１の駆動量設定
手段４２により第１のコイル２６に流す電流を可変し混
合弁２３を調節する。

【００１８】通常の出湯時においてはあらかじめ設定さ
れた温度（もしくは設定手段１７により設定した温度：
以下設定温度Ｔｓとする）に混合湯温検出手段１５によ
り検出した温度が一致するように湯温制御手段４１は駆
動量を設定して第１の駆動量設定手段４２を介して第１
のコイル２６を流れる電流を調節している。ここで設定
手段１７より湯温を繰り返し変化して出湯するよう要求
があると、制御手段１８の内部では湯温制御手段４１が
タイマ手段の信号を出す。タイマ手段４４はこの信号に
より時間計測を開始しあらかじめ設定していた時間にな
ると記憶手段４３に信号を送出する、記憶手段４３はこ
の信号により記憶してある設定温度を変更する。これに
よって湯温を繰り返し変化して出湯することが可能であ
る。

【００１９】上記の過程において、出湯温度を繰り返し
変化して使用する場合、設定温度が低すぎると湯流路１
の流量が減り給湯機の点火流量を下回ると失火して湯を
供給できなくなる。このため混合湯は設定温度を維持で
きなくなり不快であった。

【００２０】そこで本発明は上記の現象を防ぐために次
のような手段を講じている。設定手段１７より湯温を繰
り返し変化して出湯するよう要求があると、記憶手段４
３により設定温度を変更して湯温を変更しているが、こ
の場合第１の駆動量設定手段４２の出力信号を駆動量検
出手段４５で監視しあらかじめ設定してある値より大き
くなると再設定手段４６を介して記憶手段４３の設定温
度の最低値を高くする。これを、図２のブロック図と図
３の出力特性図を用いて説明する。

【００２１】図３の時刻ｔ１において設定手段１７から
湯温の繰り返しを要求され上記の動作を始めると、設定
温度が低い場合、湯流路１の上流に設置してある給湯機
４０の能力限界まで湯量が減ると給湯機は失火してしま
う。このため湯流路１の湯温は図３（ａ）のように低下
してくる。（給湯機が失火しても実際は湯流路１の途中
で湯温がなまってしまうため急には温度が低下してこな
い。）この状態で記憶手段４５の設定値を図３（ｃ）の
ｐ１とｐ２の間で繰り返していると、この温度を維持し
ようと混合弁駆動手段２４の駆動量はだんだんと大きく
なってくる。しかし、湯流路１の温度が低くなるため混
合湯温は図３（ｄ）のようにだんだん低くなってしま
う。したがって、混合弁駆動手段２４の駆動量が大きく
なり、あらかじめ定めた値（ここでは図３（ｂ）のｘ）
より大きくなると駆動量検出手段４５は湯温制御手段４
１を介して再設定手段４６に信号を送出する。再設定手
段４６はこの信号を受けると記憶手段４３の設定温度の
最低値を上昇させる。これにより、設定値は図３（ｃ）
のｐ２からｐ３に変化する。設定温度が上昇したことに
より湯流路１の湯量も増加し給湯機も安定して動作する
ことができ、湯流路１の湯温は図３（ａ）のように大き
く下がってくることは無くなる。湯流路１の湯温が安定
するため混合湯温も図３（ｄ）のように最低温度は少し
上昇するが安定した繰り返し出湯を得ることができる。

【００２２】もし、記憶手段の最低値を図３（ｃ）ｐ２
からｐ３に変化しなかった場合は、設定温度が低く湯流
路１の上流に設置してある給湯機４０の能力限界まで湯
量が減ったため給湯機４０が失火、着火を繰り返すため
図３の破線で示すように湯流路の湯温は周期的に低温
（図３（ａ））になり、それに連動して混合湯温も所定
の温度を得ることができなくなる（図３（ｄ））。この
ため混合湯は設定温度を維持できなくなり不快である。
さらに、この動作を繰り返すと給湯機は頻繁に失火、着
火を繰り返し給湯機本体に寿命を縮めるとともに、この
失火および着火動作は騒音や臭気を伴い付近に迷惑を及
ぼすことになる。

【００２３】また本発明の他の実施例について図１、図
４、図５にしたがい説明する。なお、上記実施例におけ
る図２の制御手段と同一構造で同一作用をする部分には
同一符号を付して詳細な説明を省略し異なる部分を中心
に説明する。図４においては４９は設定流量を記憶して
いる記憶手段、５０は流量制御手段４７からの信号によ
り時間を計測し記憶手段４９の設定手段に信号を出すタ
イマ手段、５１は第１の駆動量設定手段４２の出力を監
視している駆動量検出手段、５２は駆動量検出手段５１
の信号により流量制御手段４７を通して記憶手段４９の
設定温度を変更する再設定手段である。ここで、出湯流
量を繰り返し変化して使用する場合、設定流量が低すぎ
ると湯流路１の流量が減り給湯機の点火流量を下回ると
失火して湯を供給できなくなる。このため混合湯は設定
温度を維持できなくなり不快であった。

【００２４】そこで上記の現象を防ぐために次のような
手段を講じている。設定手段１７より流量を繰り返し変
化して出湯するよう要求があると、記憶手段４９により
設定流量を変更しているが、この場合第１の駆動量設定
手段４２の出力信号を駆動量検出手段５１で監視しあら
かじめ設定してある値より大きくなると再設定手段５２
を介して記憶手段４９の設定流量の最低値を高くする。
これを、図４のブロック図と図５の出力特性図を用いて
説明する。

【００２５】図５の時刻ｔ１において設定手段１７から
流量の繰り返しを要求されると、設定温度が低い場合、
湯流路１の上流に設置してある給湯機４０の能力限界ま
で湯量が減ると給湯機は失火してしまう。このため湯流
路１の湯温は図５（ａ）のように低下してくる。この状
態で記憶手段４９の設定値を図５（ｃ）のｑ１とｑ２の
間で繰り返していると、混合湯温を維持しようと混合弁
駆動手段２４の駆動量はだんだんと大きくなってくる。
しかし、湯流路１の温度が低くなるため混合湯温は図５
（ｄ）のようにだんだん低くなってしまう。したがっ
て、混合弁駆動手段２４の駆動量が大きくなり、あらか
じめ定めた値（ここでは図５（ｂ）のｙ）より大きくな
ると駆動量検出手段５１は流量制御手段４７を介して再
設定手段５２に信号を送出する。再設定手段５２はこの
信号を受けると記憶手段４９の設定温度の最低値を上昇
する。これにより、設定値は図５（ｃ）のｑ２からｑ３
に変化する。設定流量が上昇したことにより湯流路１の
湯量も増加し給湯機も安定して動作することができ、湯
流路の湯温は図５（ａ）のように大きく下がってくるこ
とは無くなる。湯流路１の湯温が安定するため混合湯温
も図５（ｄ）のように安定し、流量の繰り返し出湯を続
けることができる。

【００２６】もし、記憶手段４９の最低値を図５（ｃ）
ｑ２からｑ３に変化しなかった場合は、設定流量が少な
く湯流路１の上流に設置してある給湯機４０の能力限界
まで湯量が減ったため給湯機４０は失火、着火を繰り返
し図５の破線で示すように湯流路の湯温は周期的に低温
（図５（ａ））になり、それに連動して混合湯温も所定
の温度を得ることができなくなる。（図５（ｄ））この
ため混合湯は一定温度を維持できなくなり不快である。
さらに、この動作を繰り返すと給湯機は頻繁に失火、着
火を繰り返し給湯機本体に寿命を縮めるとともに、この
失火および着火動作は騒音や臭気を伴い付近に迷惑を及
ぼすことになる。

【００２７】上記の実施例によれば出湯温度の安定を図
るとともに、湯流路１の上流に設置した給湯機４０の寿
命を縮めることなく使用することができる。

【００２８】

【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、設定手段より湯温を繰り返し変化して出湯す
るよう要求があると、記憶手段により設定温度を変更し
て湯温を変更しているが、第１の駆動設定手段の出力信
号を駆動量検出手段で監視し、あらかじめ設定してある
値より大きくなると再設定手段を介して記憶手段の設定
温度の最低値を高くすることができるから、これによ
り、湯流路の湯量も増加し給湯機も安定して動作するこ
とができ、最低温度は少し上昇するが安定した湯温の繰
り返し出湯を得ることができる。

【００２９】また、請求項２記載の発明によれば設定流
量を時間的に変更して出湯する場合は混合弁駆動手段の
駆動量を監視しあらかじめ設定してある値より大きくな
ると再設定手段を介して記憶手段の設定流量の最低値を
多くすることができるから、これにより、湯流路の湯量
も増加し給湯機も安定して動作することができ、安定し
た流量の繰り返し出湯を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湯水混合制御装置の一実施例を示す断
面図

【図２】同湯水混合制御装置の制御ブロック図

【図３】（ａ）は同湯水混合制御装置における湯流路の
温度変化の図 （ｂ）は同湯水混合制御装置における混合弁駆動手段の
駆動量の図 （ｃ）は同湯水混合制御装置における設定温度の図 （ｄ）は同湯水混合制御装置における混合湯温の図

【図４】同装置の第２の実施例の制御ブロック図

【図５】（ａ）は同装置の第２の実施例における湯流路
の温度変化の図 （ｂ）は同装置の第２の実施例における混合弁駆動手段
の駆動量の図 （ｃ）は同装置の第２の実施例における設定温度の図 （ｄ）は同装置の第２の実施例における混合湯温の図

【図６】従来の湯水混合制御装置の構成図

【符号の説明】

１ 湯流路 ２ 水流路 １５ 混合湯温検出手段 １７ 設定手段 １８ 制御手段 ２１ 流量調節弁駆動手段 ２３ 混合弁 ２４ 混合弁駆動手段 ４１ 湯温制御手段 ４３，４９ 記憶手段 ４４，５０ タイマ手段 ４５ 駆動量検出手段 ４６，５２ 再設定手段 ４７ 流量制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 玄道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 雅文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【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、前記混合弁駆動手段の駆動量
   を制御する制御手段と、混合湯温を検出する混合湯温検
   出手段と、前記混合弁駆動手段の駆動量を検出する駆動
   量検出手段と、少なくとも２つの設定温度を記憶する記
   憶手段とからなり、前記制御手段は前記記憶手段の設定
   温度を時間的に切り替える湯温制御手段と、前記駆動量
   検出手段の信号に応じて前記記憶手段の設定温度を変更
   する再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、前記混合弁の下流で混合湯の
   流量を調節する流量調節弁と、前記流量調節弁を駆動す
   る流量調節弁駆動手段と、前記混合弁駆動手段および前
   記流量調節弁駆動手段の駆動量を制御する制御手段と、
   前記混合弁駆動手段の駆動量を検出する駆動量検出手段
   と、少なくとも２つの設定流量を記憶する記憶手段とか
   らなり、前記制御手段は前記記憶手段の設定流量を時間
   的に切り替える流量制御手段と、前記駆動量検出手段の
   信号に応じて前記記憶手段の設定流量を変更する再設定
   手段を有する湯水混合制御装置。