JPH0630023B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

湯水混合装置

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JPH0630023B2
JPH0630023B2 JP59059987A JP5998784A JPH0630023B2 JP H0630023 B2 JPH0630023 B2 JP H0630023B2 JP 59059987 A JP59059987 A JP 59059987A JP 5998784 A JP5998784 A JP 5998784A JP H0630023 B2 JPH0630023 B2 JP H0630023B2
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water temperature
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寛明 米久保
康夫 城戸内
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/01Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1393Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures characterised by the use of electric means

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  • Automation & Control Theory (AREA)
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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節して適温を得る湯水混
合装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来この種の湯水混合装置には、第1図に示すようなも
のがあった。
第1図において、湯入口1、水入口2及び混合湯出口3
を有する弁框体4の内部には、湯側弁体5及び水側弁体
6が設けられており、湯と水の混合比を調節している。
この湯側弁体5及び水側弁体6は軸7に固定して設けら
れており、この軸7は外部のねじ機構8及び歯車9を介
してモータ10により駆動される。混合湯の温度は、温
度検出器11で検出され、温度設定器12との温度偏差
を解消するように制御器13でモータ10を駆動制御し
て混合湯温の調節を行なっている。すなわち、温度設定
器12で得たい混合湯温を設定すると、温度検出器11
で混合湯温を監視しつつ、モータ10で適温が得られる
位置に湯側弁体5及び水側弁体6を制御するものであ
る。
従来の湯水混合装置は以上のように構成されていたため
次のような問題点を有していた。
(1)混合比を調節する信号は混合が行なわれた後の温度
検出器11で得られる信号のみであるため、水圧や湯圧
が急変した場合、混合湯温が大きくオーバシュートある
いはアンダシュートしてしまい、また元の混合湯温に戻
す整定時間も長くかかっていたため、使い勝手が悪く危
険でもあった。
(2)蛇口などが閉成され混合湯の供給が止まった場合、
温度検出器11の周囲の温度は自然冷却により冷えて行
くが、これに従い温度設定器12で指示されている混合
湯温を得ようとして湯側弁体5は開成方向に、水側弁体
6は閉成方向に駆動されるため、給湯を再開した場合、
前回使用時の温度を大きく越えた温度の湯が供給されて
危険である。
発明の目的 本発明はこのような従来の問題点を解消するものであ
り、水圧や湯圧が急変したり、給湯が再開された場合に
安定した温度で混合湯が供給でき、使い勝手と安全性に
優れた湯水混合装置を提供することを目的とする。
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、湯と水の混合比率
を調節する比率制御弁と、湯量を検出する湯量検出器
と、湯温を検出する湯温検出器と、水量を検出する水量
検出器と、水温を検出する水温検出器と、混合湯の温度
を設定する混合湯温設定器と、これら湯量検出器、湯温
検出器、水量検出器、水温検出器の信号を演算し、混合
湯温設定器の信号と比較して比率制御弁を制御するとと
もに、湯量検出器と水量検出器の信号が双方とも所定値
以下になった状態では比率制御弁の駆動を止め、いずれ
か一方が所定値以上になった状態では駆動を行なう比率
制御弁制御器より湯水混合装置を構成し、湯量、湯温及
び水量、水温より混合湯温を演算して求め、この演算値
と混合湯温設定器の設定値とを比較し、値が一致する混
合比率に比率制御弁を一早く制御するとともに、湯量検
出器と水量検出器の信号が双方とも所定値以下になった
状態では比率制御弁の駆動を止め、いずれか一方が所定
値以上になった状態では駆動を行なうことにより、給湯
の停止中に比率制御弁が湯側を開成し水側を閉成する動
作を防止し、再給湯時の熱湯供給の防止を行ない安全化
を図っているものである。
実施例の説明 以下本発明の実施例を第2図を用いて説明する。
第2図において湯入口14、水入口15、混合湯出口1
6、を有する装置框体17の内部に、湯量を検出する湯
量センサ18、湯温を検出する湯温サーミスタ19、水
量を検出する水量センサ20、水温を検出する水温サー
ミスタ21、湯と水の混合比率を調節する比率制御弁2
2、混合室23等が設けられている。湯量センサ18
は、流れを旋回させる固定翼車24、旋回流により回転
される磁性体で構成されたボール25、ボールの流出を
防ぐ流出防止手段26、ボールの回転を検出しパルス信
号を発生する磁気抵抗素子27から成っている。水量セ
ンサ20はこの湯量センサ18と同一の構成となってい
る。また比率制御弁22は、湯側弁体28及び水側弁体
29が弁軸30に両外端を規制された状態でばね31に
より外側方向に付勢されており、弁軸30は外部に設け
られたモータ32によりギヤボックス32を介して駆動
される構成となっている。比率制御弁22は比率制御弁
制御器34により調節制御される。この比率制御弁制御
器34には、湯量センサ18、湯温サーミスタ19、水
量センサ20、水温サーミスタ21及び混合湯温設定器
35の信号が取り入れられている。そして比率制御弁制
御器34の内部では、湯量センサ18、湯温サーミスタ
19、水量センサ20、水温サーミスタ21の信号から
混合湯温の温度演算が行なわれ、得られた混合湯温の演
算値と混合湯温設定器35での設定値がなくなる混合比
にまで、比率制御弁22が駆動制御される。すなわち式
の上で説明すると混合湯温は次のように求まる。
CMγMQMTM=CHγHQHTH+CCγCQCTC C:水の比熱 (小文字M:混合湯、H:湯、C:水) γ:水の比重 ( 同 上 ) Q:流 量 ( 同 上 ) T:温 度 ( 同 上 ) ここでCM≒CH≒CC及びγM≒γH≒γCであり またQM=QH+QCであるから (QH+QC)TM=QHTH+QCTC 故に混合湯温TMは、湯量QH、湯温TH、水量QC、水温TC
り演算により求めることが可能である。この演算で得ら
れた混合湯温TMと混合湯温設定器35で設定した混合湯
温TMSとの偏差ΔT=TMS-TMに比例した駆動スピードで
モータ32は制御され、湯側弁体28と水側弁体29が
反比例的に湯側と水側の開度を調節することにより混合
湯温は設定値を得るしくみになっている。また比率制御
弁制御器34は、湯量センサ18と水量センサ20の双
方の信号が所定値以下になったらモータ32への通電を
止めて比率制御弁22の駆動を止め、いずれかが所定値
以上になったら駆動を開始する機能、及び混合湯温設定
器35での指示に従って、各部流量、温度の瞬時値や湯
量と湯温を演算した値を直接取り出し表示させる機能も
併せ持っている。なお36は端末蛇口である。
次に本実施例の動作を説明する。
混合湯温設定器35で欲しい混合湯温を設定し、端末蛇
口36を開成すると、湯、水の双方あるいはいずれか一
方が流れ出し、湯量センサ18、水量センサ20の少な
くとも一方の信号が所定値を越えた段階でモータ32に
通電が開始される。そして湯量センサ18、湯温サーミ
スタ19、水量センサ20、水温サーミスタ21の信号
の演算より求められる混合湯温値TMと、混合湯温設定器
35で設定した値TMSの偏差をなくす混合比に制御弁2
2は制御され、やがて偏差がゼロとなった位置で駆動は
停止される。この状態で湯量に影響を及ぼす湯圧、また
湯温、水量に影響を及ぼす水圧、また水温が変らない限
り安定した状態で混合湯の供給が行なわれる。次に仮に
湯圧が他の給湯栓などが閉成されて急に上昇した状態を
想定すると、湯圧変動は直ちに湯量変動として現われる
ため、湯量センサ18がこれを検出し、比率制御弁制御
器34に今迄と異なるレベルの信号を発する。そうする
と、演算値TMが異なってくるため直ちに適正な混合湯温
が得られる混合比率にまで比率制御弁22が制御され、
混合湯温がオーバシュートすることを防止する。湯圧が
下ったり、水圧が上昇あるいは下降した場合も同様にし
て混合湯温のオーバシュート、アンダシュートを防止し
ている。湯温や水温が急変しても同様である。すなわち
本発明は、従来方式のように各種の変動があった場合に
混合湯温変動として結果的に現われてくる変動をとらえ
制御をかけるのでなく、一早く結果を予測して制御をか
ける点に特徴がある。給湯の必要がなくなり蛇口36を
閉成すると湯量センサ18、水量センサ20のいずれの
信号もゼロとなるため、給湯が停止されたことを比率制
御弁制御器34が検知しモータ32の駆動を停止する。
このため自然冷却により湯温サーミスタ19の周囲温度
が下っても、従来方式のように比率制御弁22が湯側を
開成し水側を閉成する動作をすることがなく、給湯の再
開時に前回使用時の温度を大きく越えた温度の湯が供給
されることが防止され、またモータ消費電力の低減も図
れることになる。
なお、給湯の使用中に湯量、水量、湯温、水温、また湯
量と湯温の演算値は、混合湯温設定器35の切り替え操
作で表示して知ることもできる。特に湯量と湯温の積算
演算値は、使用エネルギ量やソーラ機器と接続された場
合、取得熱量がわかって便利である。
本実施例においては、比率制御弁制御器34は湯量セン
サ18と水量センサ20の信号値が双方とも所定値とし
て定めたゼロ以下では比率制御弁22の駆動を止め、い
ずれか一方が所定値以上になったら駆動を開始している
ため、給湯の再開時に前回使用した温度を大きく越えた
温度の湯が供給されることがなく安全である上、モータ
の消費電力も節約でき省エネルギーが達成できる。
また比率制御弁制御器34は、表示のための湯量センサ
18と湯温サーミスタ19の演算や、各種瞬時値の信号
分離を行なっているため、熱量演算値や信号の瞬時値が
分かり利便性が増す効果を有する。
発明の効果 本発明は湯量、湯温、水量、水温を検出して演算によっ
て混合湯温を求め、混合湯温設定器との温度偏差を解消
するように比率制御弁を制御し、かつ湯量検出器と水量
検出器の信号を利用して給湯の停止中は比率制御弁の駆
動を止めているため、次のような効果を有する。
(1)湯圧や水圧の変動、また湯温や水温の変動があって
も一早くこれらの変動を検出する検出器が変化をとら
え、演算によって混合湯温を求めて変化を打ち消すよう
に比率制御弁を制御するため、混合湯温のオーバシュー
ト、アンダシュートがなく安全であるとともに使い勝手
に優れる。
(2)湯量検出器と水量検出器の信号が双方とも所定値以
下になった状態では比率制御弁の駆動を止め、いずれか
一方が所定値以上になった状態では駆動を行なっている
ため、給湯の停止中に比率制御弁が湯側を開成し水側を
閉成する動作を行なわないので、再給湯時に前回使用し
た温度を大きく越えた温度の湯が供給される危険が防止
でき、安全化が図れる。
(3)湯量検出器、湯温検出器、水量検出器、水温検出器
の信号を瞬時流量値の表示や、熱量の演算等にも利用す
ることが可能であり、利便性を増すともに、混合湯温検
出器を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の湯水混合装置を示す構成図、第2図は本
発明の実施例を示す断面図である。 18……湯量センサ(湯量検出器)、19……湯温サー
ミスタ(湯温検出器)、20……水量センサ(水量検出
器)、21……水温サーミスタ(水温検出器)、22…
…比率制御弁、34……比率制御弁制御器、35……混
合湯温設定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実願 昭52−41341号(実開 昭53− 135845号)の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム(J P,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】湯と水の混合比率を制御する比率制御弁
    と、湯量を検出する湯量検出器と、湯温を検出する湯温
    検出器と、水量を検出する水量検出器と、水温を検出す
    る水温検出器と、混合湯温を設定する混合湯温設定器
    と、前記湯量検出器、湯温検出器、水量検出器、水温検
    出器からの信号を演算し、前記混合湯温設定器の信号と
    比較して前記比率制御弁を制御するとともに、前記湯量
    検出器と水量検出器の信号が双方とも所定値以下になっ
    た状態では前記比率制御弁の駆動を止め、いずれか一方
    が所定値以上になった状態では駆動を行なう比率制御弁
    制御器よりなる湯水混合装置。
JP59059987A 1984-03-27 1984-03-27 湯水混合装置 Expired - Lifetime JPH0630023B2 (ja)

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JPS60205078A JPS60205078A (ja) 1985-10-16
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JPH04167112A (ja) * 1990-10-31 1992-06-15 Noritz Corp 湯水混合装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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