JPS6352219A - 湯水混合装置 - 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） この発明は給湯バルブと給水バルブとにより湯と水の混
合割合を変えて出湯温度の帰一制御を行う湯水混合装置
に係り、特に、給湯バルブのバルブ開度が所定開度を超
える時給湯バルブと給水バルブとを大きなバルブ開閉速
度で駆動して出湯開始時の不都合を除去した湯水混合装
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目標温
度との偏差に応じ給湯バルブと給水バルブとを連動して
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
ブ開度速度を可変な湯水混合装置は、目標湯温と実湯温
との偏差に応じて特定され得るバルブ開閉速度の利得が
異なる二種のデータを制御特性としてＲＯＭ等の記ｉＱ
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、ｌ〜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／＜ルブを駆動して出湯温度の制御を行う
。

（この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き給湯バルブと給水
バルブとが駆動されるため、カランからの出湯を停市し
ている場合に混合水管内に残留した湯水が冷えると、給
湯）＜ルブのバルブ開度が大きく（通常、全開）なって
しまうという欠点があった。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、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
を経て給湯管から高温の湯が出湯され、この出湯温度を
目標温度に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。

この発明は、上記問題へを鑑みてなされたもので、給湯
バルブのバルブ開度が所定開度を超える場合には給／ｊ
Ｓ／ヘルプと給水バルブとを大きなバルブ開閉速度で駆
動する湯水混合装置を提供し、コールドスタート時等に
おいて出ｌ易温度を速やかに目標温度に収束させること
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図に示すように、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）へ接続して該混合水
′ｆ（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するとともに、
前記混合水￥？（ｅ）に該６ｇ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、該温度検出手
段（ｆ）により検知された出湯温度と設定された目標温
度との偏差に基づき前記給湯バルブ（ａ）とボＩ記給水
バルブ（Ｃ）とを駆動して湯と水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−、＜ルブ開閉速度ｆｔｊＪ御
特性を記憶した記憶手段（ｇ）と、 前記給湯／リレブ（ａ）の７＜ルブ開度を検出する／人
ルブ開度検知手段（ｈ）と、 該バルブ開度検知手段（ｈ）により検出されたｌくルブ
開度が所定値を超え、かつ前記湯温検知手段（ｆ）によ
り検出された出湯温度が前記目標温度を超えた時、前記
記憶手段（ｇ）から利得が大きｔ／為１つの偏差−バル
ブ開閉速度制御特性を選択して該偏差−バルブ開閉速度
制御特性を所定時間保持する特性選択保持手段（ｉ）と
、 該特性選択保持手段（ｉ）により選択保持された偏差−
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
ブ開閉速度を検索するバルブ開閉速度決定手段（ｊ）と
、 該バルブ開閉速度決定手段（コ）により検索された／ヘ
ルプ開閉速度で前記給湯／くルブ（ａ）と前記給水バル
ブ（ｃ）とを連動して駆動する駆動手段（ｋ）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、給湯バルブの
バルブ開度が大きい時には、利得の大きい偏差−バルブ
開度制御特性が選択されて所定時間の間保持され、この
偏差−バルブ開度制御特性に従い偏差に基づいて比較的
大きなバルブ開閉速度が設定される。そして、各バルブ
はこの大きなバルブ開閉速度で駆動されて湯と水の混合
割合を調整するため、通常時のバルブ開閉速度で出湯温
度を変動させること無くコールドスタート時等において
出湯温度を速やかに目標温度へ収束させることができる
。

（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！ｌｔａ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）は給湯バルブ（１３）に連動し
て給水管（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（１８）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）、（１
８）は混合水管（１５）内の混合水の温度（実湯温）を
検出する温度センサ（湯温検知手段）　、　（１９）は
目標温度（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（ＩＳ）
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、（２
１）は駆動回路およびモータ等を有し制御器（２０）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図に示すように実温湯（１）と目標
湯温（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２ｓ１の制御特性（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、記憶手段（ｇ）、特性選択保持手
段（ｉ）およびバルブ開閉速度決定手段（」）に相当し
、駆動器（２１）は駆動手段（ｋ）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、ステー２プ（Ｐｌ）において小さな利得の制御特
性（Ｂ）が初期化され次に、ステー、プ（Ｐ＋）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（０）が最大開度（θｗ
ａｘ）か否か換言すれば給湯バルブ（１３）が全開か否
かを判断し、給湯バルブ（１３）が全開であればステッ
プ（Ｐ３）の処理を行い、給湯バルブ（１３）が全開で
なければステップ（Ｐ５）の処理を行う、なお、この給
湯バルブ（１３）のバルブ開度（θ）は、駆動器（２１
）のモータの出力軸の回転角度によっても検知できるこ
とは言うまでも無い、ステップ（Ｐ３）では、温度セン
サ（１８）の出力信号に基づいて出湯温度（１）が目標
温度（ｔｓ）より大きいか否かを判断し、出湯温度（１
）が目標温度（ｔｓ）を超えているとステップ（Ｐ４）
の処理を行い、また、出湯温度（１）が目標温度（ｔｓ
）以下であればステップ（Ｐ５）の処理を行う、ステッ
プ（Ｐ４）では、利得の大きい偏差−バルブ開閉速度制
御特性（Ａ）を選択するとともに、特性保持時間（ＴＡ
　）計時用のタイマをリセットして計時を開始する。す
なわち、このステップ（Ｐ４）によって、コールドスタ
ート時等の給湯バルブ（１３）が全開でかつ出湯温度（
１）が目標温度（ｔｓ）より大きい時に大きな利得の制
御特性（Ａ）が選択され、そして、後述するようにタイ
マに設定された時間（ＴＡ　）の間この特性（Ａ）が保
持される。したかって、この制御特性（Ａ）に従い偏差
（Δｔ）に基づいて検索されるバルブ開閉速度（Ｒ）も
大きく、各バルブ（１３）　（１４）は駆動器（２１）
により高速で駆動され、第４図に示すように、コールド
スタート時等にあっても出湯温度（１）を速やかに目標
温度（ｔｓ）へ収束させることができる。

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
断し、上記制御特性（Ａ）が選択されているとコールド
スタート時等の制御中であると判断しステップ（Ｐ６）
の処理を行い、上記制御特性（Ａ）が選択されていなけ
ればコールドスタートではないと判断しステップ（Ｐ２
）に戻る。したがって、給湯バルブ（１３）が全開でな
ければ各バルブ（１３）　（１４）のバルブ開閉速度（
Ｒ）は制御特性（Ｂ）に従い偏差（Δｔ）に基づき検索
されて小さくなり、出湯温度（１）の変化が小さくなっ
て使用感を損うことも無くなる。ステップ（Ｐ６）では
、前述したステップ（Ｐ４）の処理で計時を開始したタ
イマが所定時間（ＴＡ　）の計時を完了したか否か、換
言すれば上記特性（Ａ）が所定時間（ＴＡ）保持された
か否かを判断する。そして、上記所定時間（ＴＡ　）の
計時が完了しているとステップ（Ｐ７）で小さな利得の
偏差−バルブ開閉速度制御特性（Ｂ）を選択し、また、
上記所定時間（ＴＡ　）の計時が未完了であれば、再度
一連の処理を鰻り返す、したがって第４図に示すように
、大きな利得の制御特性（Ａ）は上記所定時間（ＴＡ　
）の間のみ保持され、出湯温度（１）が目標温度（Ｌｓ
）に対して変動するいわゆる／％ンチングの発生が防止
できる。

（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、コールドスタート時等において給湯バルブ
のバルブ開度が所定開度を超えかつ出湯温度が目標温度
を超えた時から所定時間の間はバルブの開閉速度が大き
くなるため、ハンチングを生じ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。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる渇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
混合装置を示し、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図が偏差
−バルブ開閉速度制御特性を表すデータテーブルである
。 ＩＩ・・・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（ｈ
））１８・・・温度センサ（湯温検知手段（ｆ））１９
・・・操作器 ２０・・・制御器（記憶手段（ｇ）、特性選択保持手段
（１）。 バルブ開閉速度決定手段（ｊ）） ２１・・・駆動器（駆動手段（ｋ）） 特　許　出　願　人　東陶機器株式会社代　　理　　人
　　弁理士　　　　　下　　　１）　　容　一部凹　　
　弁理士　　　大　　橋　　邦　　彦同　　　弁理士　
　　小　　山　　　　右同　　　弁理士　　　野　　１
）　　　茂第３図 区 Ｃ’Ｊ 派

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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へ接続して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
   温度と設定された目標温度との偏差に基づき前記給湯バ
   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、 前記給湯バルブのバルブ開度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
   定値を超え、かつ前記湯温検知手段により検出された出
   湯温度が前記目標温度を超えた時、前記記憶手段から利
   得が大きい１つの偏差−バルブ開閉速度制御特性を選択
   して該偏差−バルブ開閉速度制御特性を所定時間保持す
   る特性選択保持手段と、 該特性選択保持手段により選択保持された偏差−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
   速度を検索するバルブ開閉速度決定手段と、 該バルブ開閉速度決定手段により検索されたバルブ開閉
   速度で前記給湯バルブと前記給水バルブとを連動して駆
   動する駆動手段と、 を備えることを特徴とする渇水混合装置。