JPH0752368B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

湯水混合装置

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JPH0752368B2
JPH0752368B2 JP23993086A JP23993086A JPH0752368B2 JP H0752368 B2 JPH0752368 B2 JP H0752368B2 JP 23993086 A JP23993086 A JP 23993086A JP 23993086 A JP23993086 A JP 23993086A JP H0752368 B2 JPH0752368 B2 JP H0752368B2
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JP
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hot water
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water supply
valve
supply valve
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JP23993086A
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修 筒井
行宏 室屋
恵司 林
博文 竹内
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東陶機器株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は給湯バルブと給水バルブとを連動して駆動、
あるいは前記各々のバルブを別個に駆動することにより
湯と水の混合割合を変えて出湯温度の帰還制御を行う湯
水混合装置に係り、特に、検知された出湯温度と設定さ
れた設定温度との偏差に応じた開閉速度でバルブを駆動
する湯水混合装置に関する。
(従来の技術) 湯水混合装置は、周知のように、給湯バルブが設けられ
た給湯管と給水バルブが設けられた給水管とを混合水管
に接続し、該混合水管内で給湯バルブを通過した湯と給
水バルブを通過した水とを混合してカラン等へ導く。
このような湯水混合装置は、一般に、混合水管に該混合
水管内の出湯温度を検出する温度センサを設け、該温度
センサの出力信号に基づき出湯温度と設定された設定温
度との偏差に応じ給湯バルブと給水バルブとを駆動し、
湯水の混合割合を調節して出湯温度の帰還制御を行う。
近年、上述のような帰還制御を行う湯水混合装置は、制
御応答性の向上を目的として、そのバルブのバルブ開閉
速度をも電子制御するものが提案されている。このバル
ブ開閉速度を可変な湯水混合装置は、出湯温度と設定温
度との偏差に応じて特定されるバルブ開閉速度の利得を
制御特性としてROM等の記憶装置に記憶させ、バルブ開
閉速度の変化率が小さくなるような制御特性を選択して
該特性に従い前記偏差に応じてバルブ開閉速度を決定す
るよう構成されている。このような湯水混合装置は、通
常、バルブの開閉速度の利得の低いものを1つだけ限定
した制御特性を選択し、この制御特性に従い決定される
バルブ開閉速度で給湯バルブおよび給水バルブを駆動し
て出湯温度の制御を行う。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述のような湯水混合装置にあっては、
混合水管に設けられた温度センサの出力信号に基づいて
制御を行うため、カランからの出湯を停止して混合水管
内に残留した湯水が冷え偏差が大きくなった出湯停止時
には給湯バルブのバルブ開度が大きくなる(通常、全
開)が、そのバルブ開閉速度の制御特性の選択制御をバ
ルブ開閉速度の変化率が小さくなるように行っているた
め、上記出湯停止時にあっても必ずしも大きな利得の制
御特性が選択されるとは限らなかった。この結果、再度
カランからの出湯を開始した時(コールドスタート時)
にあっても大きなバルブ開閉速度を得ることができない
ことがあり、混合水管内に残留した水が流出した後に全
開状態の給湯バルブを経て混合水管内に出湯される高温
の湯に水を速やかに混合することができず、この出湯温
度を設定温度へ到達させるのに多大の時間を要するとい
う問題点があった。
一方、上述のような問題点を解決するには、前記制御特
性の利得の傾きを高偏差域において大きな開閉速度が得
られるように変えることも考えられるが、利得の傾きを
変えて高偏差域に大きな開閉速度を得られるようにする
と設定温度に近い低偏差域における開閉速度も必然的に
大きくなり、出湯温度が設定温度に対して変動するいわ
ゆるハンチングが生じやすくなるという新たな問題点が
生じる。
この発明は、上記各問題点を鑑みてなされたもので、コ
ールドスタート時等のバルブ開度および偏差が大きい時
には該偏差に応じて大きな利得の制御特性を選択してバ
ルブを大きな開閉速度で駆動するが、後に偏差の正負が
反転した時には小さな利得の制御特性を選択してバルブ
の開閉速度を小さくする湯水混合装置を提供し、設定湯
温への到達時間の短縮とともにハンチングの発生を防止
することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) この発明は、第1図の構成図に表されるように、給湯バ
ルブaが設けられた給湯管bと給水バルブcが設けられ
た給水管dとを混合水管eに接続し、該混合水管eで前
記給湯バルブaを通過した湯と前記給水バルブcを通過
した水とを混合して前記混合水管eに供給するととも
に、 前記混合水管eに該混合水管e内の出湯温度を検出する
湯温検知手段fを設け、該湯温検知手段fにより検知さ
れた出湯温度と設定された設定温度との偏差を偏差算出
手段gによって算出し、 該偏差算出手段gにより演算された偏差に基づき前記給
湯バルブaと前記給水バルブcとを駆動して湯と水との
混合割合を制御する湯水混合装置において、 利得が異なる複数の偏差−バルブ開閉速度制御特性を記
憶した記憶手段hと、 給湯バルブaの開閉を検出するバルブ開度検知手段i
と、 該バルブ開度検知手段iにより検出されたバルブ開度が
所定値を超え、かつ前記偏差算出手段gにより演算され
た偏差の絶対値が所定値を超える時前記記憶手段hから
利得の大きい1つの偏差バルブ開閉速度制御特性を選択
し、前記偏差の正負が反転した時に利得の小さい他の1
つの偏差−バルブ開閉速度制御特性を選択する特性選択
手段jと、 該特性選択手段jにより選択された偏差−バルブ開閉速
度制御特性に従い前記偏差に基づいてバルブ開閉速度を
決定する速度決定手段kと、 該速度決定手段kにより決定されたバルブ開閉速度で前
記給湯バルブaと前記給水バルブcとを駆動する駆動手
段lと、 を備えることを特徴とする。
(作用) この発明にかかる湯水混合装置によれば、混合水管内に
残留した湯水が冷えて偏差が大きく給湯バルブのバルブ
開度が大きくなった出湯停止時等において、大きな利得
の偏差−バルブ開閉速度制御特性が選択される。このた
め、後のコールドスタート時において、バルブが大きな
開閉速度で駆動される。したがって、湯と水の混合割合
を速やかに調節することができ、出湯温度が設定温度に
速やかに到達する。そして、この後、偏差の正負が反転
すると、小さな利得の偏差−バルブ開閉速度制御特性が
選択されてバルブの開閉速度が小さくなる。このため、
ハンチングを防止して出湯温度を速やかに設定温度へ収
束させることができるようになる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図から第5図はこの発明の一実施例にかかる湯水混
合装置を表し、第2図が全体概略図、第3図がフローチ
ャート、第4図がタイミングチャート、第5図がデータ
テーブルである。
第2図において、(11)は比較的高温の湯が供給される
給湯管、(12)は比較的低温の水が供給される給水管、
(13)は給湯管(11)内の湯の流量を調節する給湯バル
ブ、(14)は給水管(12)内の水の流量を調節する給水
バルブ、(15)は給湯バルブ(13)を経た湯と給水バル
ブ(14)を経た水とを混合してカラン(16)へ導く混合
水管、(17)は給湯バルブ(13)のバルブ開度を検出す
るポテンシオメータ(バルブ開度検知手段)、(18)は
混合水管(15)内の出湯温度を検出する温度センサ(湯
温検知手段)、(19)は設定温度(ts)の設定並びに装
置の駆動・停止等の指令を行う操作器、(20)はCPUお
よびROM等を有したワンチップマイコンから構成されて
操作器(19)の操作、ポテンシオメータ(17)および温
度センサ(18)等の出力信号に基づいた制御を行う制御
器、(21)は駆動回路およびモータ等を有し制御器(2
0)の出力信号に基づいてバルブ(13),(14)を駆動
する駆動器である。制御器(20)のワンチップマイコン
のROMには、第5図に示すように出湯温度(t)と設定
温度(ts)との偏差(Δt)に応じてバルブの開閉速度
(R)を特定可能な2種の偏差−バルブ開閉速度制御特
性(A),(B)が記憶されている。なお、言うまでも
無いが、制御特性は3種以上をROMに記憶させることも
可能である。この制御器(20)は、偏差算出手段
(g)、記憶手段(h)、特性選択手段(j)および速
度決定手段(k)に相当し、駆動器(21)は駆動手段
(l)に相当する。
この湯水混合装置は、第3図のフローチャートに示す一
連の処理を実行して出湯温度の制御を行う。
まず、ステップP1において、小さな利得の偏差−バルブ
開閉速度制御特性(B)を初期設定し、次に、ステップ
P2において、ポテンシオメータ(17)の出力信号に基づ
いて給湯バルブ(13)のバルブ開度(Q)を判別する。
このステップP2では、給湯バルブ(13)が全開、換言す
れば、バルブ開度(Q)が所定開度を超えると判断され
るとステップP3へ進み、給湯バルブ(13)が全開でない
と判断されるとステップP5へ進む。ステップP3において
は、温度センサ(18)の出力信号に基づき出湯温度
(t)が設定温度(ts)を超えているか否かを判別し、
出湯温度(t)が設定温度(ts)以下であると判断され
るとステップP5へ進み、また、出湯温度(t)が設定温
度(ts)を超えていると判断されるとステップP4へ進ん
で大きな利得の偏差−バルブ開閉速度制御特性(A)を
選択する。このステップP4の処理により、給湯バルブ
(13)が全開で偏差も大きいコールドスタート時等に大
きなバルブ開閉速度が設定され、バルブ(13),(14)
が駆動器(21)により高速で駆動される。したがって、
出湯温度(t)を速やかに設定温度(ts)に到達させる
ことが可能となり、高温の湯が長時間にわたって出湯さ
れることも無くなる。
ステップP5においては、大きな利得の偏差−バルブ開閉
速度制御特性(A)が選択されているか否かを判別し、
小さな利得の制御特性(B)が選択されていると判断さ
れると前述したステップP2からの一連の処理を再度行
い、また、大きな利得の制御特性(A)が選択されると
判断されるとステップP6の処理を行う。ステップP6
は、設定温度(ts)が出湯温度(t)を超えているか否
か、換言すれば出湯温度(t)が設定温度に到達して偏
差の正負が反転したか否かを判別し、出湯温度(t)が
設定温度(ts)を超えていると判断されるとステップP2
からの一連の処理を再び実行し、また、設定温度(ts)
が出湯温度(t)を超えていると判断されるとステップ
P7の処理を行う。ステップP7においては、小さな利得の
偏差−バルブ開閉速度制御特性(B)を選択する。すな
わち、出湯温度(t)が設定温度(ts)に到達して偏差
の正負が反転すると、ステップP7の処理によって小さな
利得の制御特性(B)が選択され、この制御特性(B)
に従い偏差に基づいてバルブ(13),(14)の開閉速度
が決定される。したがって、第4図に示すように、出湯
温度(t)が設定温度(ts)に到達した時T1からこのバ
ルブ(13),(14)の開閉速度は小さくなり、ハンチン
グを防止して出湯温度(t)を速やかに設定温度(ts)
に収束させることができる。ただし、第4図は設定温度
(ts)を40[℃]に設定した場合を表す。なお、上記実
施例では偏差の正負が最初に反転した時(T2)に小さな
利得の制御特性を選択するが、後に偏差が反転した時
(T2)においてのみ小さな利得の制御特性を選択するよ
うにしてもよく、また、3種以上の制御特性を記憶させ
た場合、上記出湯温度(t)が設定温度(ts)に到達し
た時(T1)の後の再び出湯温度(t)が設定温度(ts)
に到達した時(T2)にさらに小さな利得の制御特性を選
択するように構成してもよい。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明にかかる湯水混合装
置によれば、バルブが全開状態にあるコールドスタート
時等および偏差が大きい時にはその偏差に応じて大きな
利得の制御特性を選択してバルブを大きな開閉速度で駆
動し、後に偏差の正負が反転した時には小さな利得の制
御特性を選択してバルブの開閉速度を小さくするように
したので、ハンチングを生じさせること無く出湯温度を
目標温度へ速やかに収束させることができるという効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の湯水混合装置の構成図である。第2
図から第5図はこの発明の一実施例にかかる湯水混合装
置を表し、第2図が概略全体図、第3図がフローチャー
ト、第4図がタイミングチャート、第5図が制御のデー
タテーブルである。 11……給湯管(b)、12……給水管(d) 13……給湯バルブ(a)、14……給水バルブ(c) 15……混合水管(e) 17……ポテンシオメータ(バルブ開度検知手段(i)) 18……温度センサ(温度検知手段(f)) 19……操作器 20……制御器(偏差算出手段(g)、記憶手段(h)、
特性選択手段(j)、速度決定手段(k)) 21……駆動器(駆動手段(l))
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 博文 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−3705(JP,A) 特開 昭63−52219(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】給湯バルブが設けられた給湯管と給水バル
    ブが設けられた給水管とを混合水管に接続し、該混合水
    管で前記給湯バルブを通過した湯と前記給水バルブを通
    過した水とを混合して前記混合水管に供給するととも
    に、 前記混合水管に該混合水管内の出湯温度を検出する湯温
    検知手段を設け、該湯温検知手段により検知された出湯
    温度と設定された設定温度との偏差を偏差計算手段によ
    って算出し、 該偏差計算手段により演算された偏差に基づき前記給油
    バルブと前記給水バルブとを駆動して湯と水との混合割
    合を制御する湯水混合装置において、 利得が異なる複数の偏差−バルブ開閉速度制御特性を記
    憶した記憶手段と、 前記給湯バルブの開閉を検出するバルブ開度検知手段
    と、 該バルブ開度検知手段により検出されたバルブ開度が所
    定値を越え、かつ前記偏差算出手段により演算された偏
    差の絶対値が所定値を越える時前記記憶手段から利得の
    大きい1つの偏差バルブ開閉速度制御特性を選択し、前
    記偏差の正負が反転した時に利得の小さい他の1つの偏
    差−バルブ開閉速度制御特性を選択する特性選択手段
    と、 該特性選択手段により選択された偏差−バルブ開閉速度
    制御特性に従い前記偏差に基づいてバルブ開閉速度を決
    定する速度決定手段と、 該速度決定手段により決定されたバルブ開閉速度で前記
    給湯バルブと前記給水バルブとを駆動する駆動手段と、 を備えることを特徴とする湯水混合装置。
JP23993086A 1986-10-08 1986-10-08 湯水混合装置 Expired - Lifetime JPH0752368B2 (ja)

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