JPH0642172B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

湯水混合装置

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JPH0642172B2
JPH0642172B2 JP59059986A JP5998684A JPH0642172B2 JP H0642172 B2 JPH0642172 B2 JP H0642172B2 JP 59059986 A JP59059986 A JP 59059986A JP 5998684 A JP5998684 A JP 5998684A JP H0642172 B2 JPH0642172 B2 JP H0642172B2
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寛明 米久保
康夫 城戸内
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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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

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
戻す製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、かつ微妙な狂いもない温度で混合湯が
供給できる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、混合湯温を検
出する混合湯温検出器と、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た演算値及び前記混合
湯温検出器の信号と前記混合湯温設定器の信号を比較し
て前期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、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、混合湯温検出器で検出される混
合湯温を同じく混合湯温設定器の設定値と比較し、混合
比率を微調整し、かつ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、第3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16、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1
9、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22、混合湯温サーミスタ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2
4、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33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、混合湯温設定器35及び混合湯温サーミスタ23
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1
9、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
上で説明すると理論的には混合湯温は次のように求ま
る。
MγMMM=CHγHHH+CCγCCC 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 故に混合湯温TMは、湯量QH、湯温TH、水量QC、水温
Cよ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。
しかし、現実には湯量検出器18、湯温検出器19、水
量検出器20、水温検出器21は当然の事ながら製造バ
ラツキ、取付状態または使用状態の違い等による検出誤
差を有している。そして演算によってこれらの誤差が加
減乗除されることにより誤差の巾は更に広がる。この弊
害をなくすため混合湯温サーミスタ23で検出される混
合湯温信号を基に比率制御弁22の混合比率が微調整さ
れ、最終的に望まれる混合湯温の温度誤差を少ないもの
に修正している。この考え方を表わすものが第3図に示
す制御ブロック線図である。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は末端蛇口である。
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
22は制御される。更に混合湯温サーミスタ23で検出
された混合湯温信号と混合湯塩設定器35で設定した値
とが比較されて混合比率の微調整が比率制御弁22で行
なわれ、真に設定値と一致した混合湯温に比率調節が行
なわれる。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し、更に
混合湯温サーミスタ23の信号に基づいて混合湯温の微
調整が行なわれる。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
に現われて来る変動のみ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、更に混合湯温の
微調整に混合湯温サーミスタ23の信号をフィードバッ
クしている点に特徴がある。
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基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
量と湯温の演算値等は、混合湯設定器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
合取得熱量が分って便利である。
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、水量、湯温、水温を検出し演算によっ
て混合湯温を求め、混合湯温設定器での温度設定値との
偏差を解消するように比率制御弁を制御するとともに、
混合湯温検出器と混合湯温設定器の温度偏差をすくよう
に更に比率制御弁を微調整し、かつ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、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
ても一早く湯量検出器、水量検出器、湯温検出器、水温
検出器が変化をとらえ、演算によって混合湯温を予測し
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使
い勝手に優れる。
(2) 更に、混合湯温検出器で検出した混合湯温を基に
比率制御弁を微調整するため、定常温度偏差が生じなく
真に混合湯温設定器で設定した混合湯が得られる。
(3)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た
め、湯量検出器と水量検出器の信号を利用して比率制御
弁の駆動を止めたり行なったりして、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が図れる。
(4)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、また混合湯温検出器の信号を利
用して精度の高い温度制御ができ、利便性が快適性を増
すことができる。
【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、第3図は同実施例の制御ブ
ロック線図である。 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、23……混合湯温サーミスタ(混合湯温
検出器)、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 特開 昭57−59211(JP,A) 特開 昭58−129511(JP,A) 実開 昭53−135845(JP,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、混合湯温を検出する混合湯温検出器
    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、水量検出器及び水温検出器の信号か
    ら演算した演算値並びに前記混合湯温検出器からの信号
    と前記混合湯温設定器からの信号とを順次比較して前記
    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。
JP59059986A 1984-03-27 1984-03-27 湯水混合装置 Expired - Lifetime JPH0642172B2 (ja)

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JPS60201173A JPS60201173A (ja) 1985-10-11
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799223B2 (ja) * 1986-07-22 1995-10-25 松下電器産業株式会社 湯水混合制御装置
JPH02307108A (ja) * 1989-05-22 1990-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 湯水混合装置
JPH0583813U (ja) * 1991-11-22 1993-11-12 リー テクン Ic制御の定温定量供水器
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JPS60201173A (ja) 1985-10-11

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