JPS6319014A - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高温湯と水とを混合し、シャワー、洗面等に使
用する適温湯をつくる湯水混合制御装置に関する。

従来の技術 従来、ワックスサーモを利用した機械式の自動温調混合
栓はあったが、電子制御式の湯水混合制御装置はなかっ
た。

発明が解決しようとする問題点 ワックスサーモを利用した機械式の自動温調混合栓は第
５図に示すように、設定流量を変更すると出湯温度に大
きなオーバーシュートを生じたシ逆にアンダーシュート
を生じていた。更に設定流量を変えると設定温度より定
常偏差の生じた湯温になる。特にシャワーを使用してい
て設定流量を変更すると突然オーバーシュートした熱湯
を浴びたり、逆に冷たい湯を浴びたり非常に危険かつ不
快感の生じるものであった。

本発明はかかる点を鑑みてなされたもので、熱い湯を急
に浴びたりという危険性がなく、さらに冷たい湯を浴び
たりという不快感のない使い勝手の良い湯水混合制御装
置を提供する仁とを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の湯水混合制御装置
は、水量及び湯量を調節する水側弁及び湯側弁と、前記
水側弁、湯側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段と、
前記水側弁及び湯側弁を取り付けている水側配管及び湯
側配管か更に下流で合流し混合部をなし混合部へ前記湯
側弁を通し供給する熱湯の温度を推定する供給湯温推定
手段と、混合部へ供給される水の温度及び混合湯温を検
出する湯温検出手段と、混合湯温を設定する湯温設定手
段と、前記供給湯温推定手段と前記湯温検出手段と前記
湯温設定手段とから混合比率を演算し求める混合比率演
算手段と、前記湯温検出手段と前記湯温設定手段とから
温度偏差を求める偏差検出手段と、前記偏差検出手段が
出力する温度偏差　　　　。

の微分値よシ前記混合比率演算手段の調節量を求める微
分演算手段と、前記混合比率演算手段と前記微分演算手
段とから前記第１及び第２の駆動手段の付勢量比率を演
算する付勢量比率演算手段と、前記付勢量比率演算手段
から前記第１及び第２の駆動手段の付勢量を決定する付
勢量設定手段とからなる。

作　　　用 利用者がシャワー等を使用している時、設定流量を変更
した場合を考える。現在出湯している湯温は設定温度の
ままで水側弁及び湯側弁の弁開度を絞ったり、又開けた
りして流量を調節する。まず供給湯温推定手段と湯温検
出手段と湯温設定手段とから湯量、水量の混合比率を求
める。この混合比率に設定温度と現在供給している湯温
との温度偏差の微分値をもとに最適な混合比率になるよ
うに微分演算手段で調節量を求め、調節量と混合比率と
から第１及び第２の駆動手段の付勢量比率を演算する。

次に付勢量比率から付勢量を決定し第１及び第２の駆動
手段に出力する。そうして最適な混合比率に保たれたま
ま流量を調節できる。

利用者はシャワーを使用している途中設定流量を変更し
ても熱いとか冷たい等の不快感を味わうことなく快適に
使用できる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の湯水混合制御装置の断面図である。

まず本発明の詳細な説明する。

第１図で、１は水側配管で、２は湯側配管で熱源からの
高温水を供給する。３は水側弁で水側配管１の途中にあ
り、４は湯側弁で湯側配管２の途中に取り付けられてい
る。水側配管１と湯側配管２の更に下流で合流し混合部
をなし１本の配管となり混合出口５（カラン等）より出
湯される。６は第１の駆動手段（例えばステッピングモ
ーター等）で、７の回転直線運動変換部を介し水側弁３
６　へ−１ を駆動し水量を調節する。８は第２の駆動手段（例えば
ステッピングモーター等）で、９の回転直線運動変換部
を介し湯側弁４を駆動し湯量を調節する。１０は湯温検
出手段で混合部の湯温を検出し制御装置１１に入力する
。１２は流量検出手段で混合部に流入し出ていく混合流
量を検出し制御装置に入力する。１３は湯温設定手段で
・１４は流量設定手段である。

第２図は制御装置の一実施例である。１５は供給湯温推
定手段で、湯側弁４を通し混合部へ供給する湯温を推定
する。１６は混合比率演算手段で湯温検出手段１０であ
らかじめ求めた供給水温Ｔｗと湯温設定手段１０の湯温
設定値Ｔｓ　と供給湯温推定手段１５の供給湯温ＴＨと
から混合比率を求める。１７は偏差検出手段で湯温検出
手段１０と湯温設定手段１３とから温度偏差を求める。

１８は微分演算手段で偏差検出手段１７が求めた温度偏
差の微分値をもとに混合比率演算手段１６で求めた混合
比率の調節量を求める。１９は付勢比率演算手段で求め
た混合比率を調節量で補正し伺勢量比率ケ求める。２０
は付勢量設定手段で付勢量比率演算手段１９で求めた付
勢量比率よシ第１及び第２の駆動手段６．８の付勢Ｍを
決定し出力する。

次に本発明の構成の動作について説明する。

利用者が現在使用中の湯温を変更せずに流量設定手段１
４を操作し流量の増加もしくは減少指示を行なった場合
、まず現在の混合比率ＤＵＯを求める。あらかじめ湯温
検出手段１０で検出した水温Ｔｗと、設定湯温Ｔｓと供
給湯温推定手段１５で推定した供給湯温ＴＨとから混合
比率ＤＵＯを（１）式よ。

り求める。

Ｈ−Ｔｓ 第３図のフローチャートのＰｌ、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６　で
ある。

次に設定湯温Ｔｓ　と出湯温度Ｔｏ　とから温度偏差Ｅ
ｎを求める。この温度偏差Ｅｎの微分値より混合比率Ｄ
ＵＯの調節量ＤＵＩを（２）式より求める。

Ｅｎ ＤＵ１＝Ｃ・□　　　・・・・・・・・・（２）ね 第３図のフローチャートのＰ４、Ｐ５、Ｐ７である。

次に付勢量比率演算手段１９では混合比率ＤＵＯに混合
比率の調節量で補正を行ない付勢量比率ＤＵ２を求める
。

ＤＵ２＝ＤＵＯ＋ＤＵ１　　　　・・・・・・・・・（
３）第３図のフローチャートのＰ８である。第１及び第
２の駆動手段６．８の付勢量をＵｌ、Ｕ２とすると の関係がある。付勢量設定手段２０で第１及び第２の駆
動手段６．８の付勢ｚｕ１、ｕ２を（４）式より決定し
出力する。

このようにして決定した付勢量Ｕ１、Ｕ２で水側弁３、
湯側弁４を駆動し設定流量になる迄弁を絞り、あるいは
開は続ける。

例えば流量を増加させようとしている時、湯温が下がる
と、（２）式より温度偏差をなくそうとして温度偏差の
微分値より混合比率の調節量を演算しく３）式で最適な
付勢量比率を求める。

流量を変更途中、湯温変化が全くない場合、混合比率の
調節量ＤＵ　１　＝Ｏとなり混合比率ＤＵＯは付勢量比
率ＤＵ２に等しい。しかし少しでも湯温か変化すれば付
勢量比＊ＤＵ２が修正され、弁開度をすぐに最適比率の
位置へ微分演算手段１８によりすばやく補正し湯温ヲ直
ちに設定温度に修正する。

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、水量
、湯量を調節する水側弁、湯側弁と、前記水側弁、湯側
弁を駆動する第１及び第２の駆動手段と、前記水側弁、
湯側弁が取り付けられている水側配管、湯側配管の下流
で合流して混合部をなし、混合部の湯温を設定する湯温
設定手段と、混合部に流入する熱湯の温度を推推する供
給湯温推定手段と、混合部に流入する水の温度及び混合
された湯温を検出する湯温検出手段と、前記供給湯温推
定手段と前記湯温設定手段と前記湯温検出手段とから混
合比率を演算し求める混合比率演算手段と、前記湯温検
出手段と前記湯温設定手段とから温度偏差を求める偏差
検出手段と、求めた温１０　・ 度偏差の微分値をもとに混合比率の調節量を求める微分
演算手段と、混合比率と混合比率の調節量とから前記第
１及び第２の駆動手段の付勢量比率を求める付勢量比率
演算手段と、求めた伺勢量比率より付勢量を設定する付
勢量設定手段とで構成することにより、利用者が任意の
設定流量値に変更することにより湯温か変動し始めても
湯温の変化勾配に応じすぐに湯温を修正し熱くなったり
、冷たくなったりという不快感を感じることなく、又定
常偏差を生じることもなく常に安定した湯を供給でき、
きわめて安全かつ使い勝手のすぐれた効果を得ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置の断面図
、第２図は同装置の制御ブロック図、第３図は同装置の
フローチャート図、第４図は同装置による制御結果図、
第５図は従来の湯水混合制御装置の制御結果図である。 ３・・・・水側弁、４・・・・・・湯側弁、６・・・・
・・第１の駆動手段、８・・・・・・第２の駆動手段、
１０・・・・・・賜温検１１　ヘーノ 吊手段、１３・・・・・・湯温設定手段、１５・・・・
・・供給湯温推定手段、１６・・・・・・混合比率演算
手段、１７・・・・・・偏差検出手段、１８・・・・・
・微分演算手段、１９・・・・・・付勢量比率演算手段
、２０・・・・・・付勢量設定手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第５
図 −８７一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水量を調節する水側弁と、湯量を調節する湯側弁と、前
   記水側弁及び前記湯側弁を駆動する第１及び第２の駆動
   手段と、前記水側弁及び前記湯側弁が取り付けられてい
   る水側配管、湯側配管が更に下流で合流し混合部をなし
   、前記湯側弁を通し供給する湯温を推定する供給湯温推
   定手段と、混合部へ供給される水温及び混合湯温を検出
   する湯温検出手段と、混合湯温を設定する湯温設定手段
   と、前記供給湯温推定手段と前記湯温検出手段と前記湯
   温設定手段とから混合比率を演算し求める混合比率演算
   手段と、前記湯温検出手段と前記湯温設定手段とから温
   度偏差を求める偏差検出手段と、前記偏差検出手段の出
   力する温度偏差の微分値より前記混合比率演算手段で求
   めた混合比率の調節量を求める微分演算手段と、前記混
   合比率演算手段と前記微分演算手段とから前記第１及び
   第２の駆動手段の付勢量比率を演算する付勢量比率演算
   手段と、前記付勢量比率演算手段から前記第１及び第２
   の駆動手段の付勢量を決定する付勢量設定手段とからな
   る湯水混合制御装置。