WO2020059659A1 - 航空機用湯水供給システム - Google Patents

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WO2020059659A1
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洋 村山
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横浜ゴム株式会社
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    • F24D2220/042Temperature sensors

Definitions

  • the present invention relates to an aircraft hot water supply system for supplying hot water to a hot water discharge port in an aircraft.
  • Patent Literature 1 includes a first electromagnetic valve and a second electromagnetic valve that are individually connected to a cold water intake and a hot water intake, respectively, in a mixing unit, and reflects a temperature specified by a temperature control unit.
  • a control signal is transmitted to the mixing means via the control wire, and the temperature of the mixed hot and cold water is adjusted by changing each duty ratio of the first solenoid valve and the second solenoid valve based on the designated temperature.
  • the temperature of both cold water and hot water is not constant due to environmental factors inside the aircraft (for example, flight altitude (outside air temperature), heater performance for hot water, amount of continuous hot water used, etc.). Therefore, even if the cold water and the hot water are mixed by controlling the solenoid valve by the conventional method, the temperature of the water supplied to the hot and cold water outlet is not constant. That is, even when the temperature is set by the user, the relative level of the water temperature can be adjusted, but it is difficult to supply hot and cold water at a constant temperature.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to supply hot and cold water used in an aircraft at a desired temperature.
  • the present invention is an aircraft hot water supply system for supplying hot water to a hot water discharge port in an aircraft, the cold water flow path supplying cold water to the hot water discharge port, and the hot water discharge port.
  • a hot water flow path for supplying hot water to the cold water flow path, a first control valve for adjusting the flow rate of the cold water flow, and a second control valve for adjusting the flow rate of the hot water flowing through the hot water flow path,
  • a temperature sensor for detecting a water temperature at any point up to the hot water discharge port, and controlling an open / close state of the first control valve and the second control valve based on the water temperature detected by the temperature sensor.
  • a flow control unit that performs the control.
  • the flow rates of the cold water and the hot water are controlled based on the water temperature detected by the temperature sensor. This is advantageous in controlling the temperature of hot water discharged from the hot water discharge port with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an aircraft hot and cold water supply system 10 according to a first embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating a process of a flow control unit 40 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an aircraft hot and cold water supply system 50 according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing another configuration of the aircraft hot and cold water supply system 50 according to the second embodiment.
  • 9 is a flowchart illustrating a process of a flow control unit 40 according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an aircraft hot and cold water supply system 10 according to the first embodiment.
  • the aircraft hot water supply system 10 supplies hot water to a hot water outlet 12 in an aircraft.
  • the hot and cold water discharge port 12 is installed in, for example, a restroom or galley in an aircraft, and provides water for hand washing and drinking to the user.
  • the hot and cold water outlet 12 is assumed to be installed in a restroom in an aircraft.
  • the hand-washing faucet (hot-water outlet 12 in the present embodiment) in the restroom is used by an unspecified number of passengers, and has a lower temperature than a faucet such as a galley where the number of users is limited. Requests vary widely.
  • the discharge instruction unit 39 is a mechanism such as a sensor, a cock, and a switch provided near the hot and cold water discharge port 12.
  • a sensor such as a sensor, a cock, and a switch provided near the hot and cold water discharge port 12.
  • an infrared sensor may be used as the discharge instruction unit 39, the infrared sensor may detect the user's hand, and may be an automatic faucet that discharges hot water while the user's hand is held, or a cock or switch may be used as the discharge instruction unit 39.
  • a manual faucet that discharges hot water for a certain period in response to the operation of the cock or switch by the user may be used.
  • a temperature specifying unit 38 is provided near the hot and cold water outlet 12, and a user can specify the temperature of hot and cold water discharged from the hot and cold water outlet 12.
  • the temperature specifying unit 38 can adopt, for example, a multi-stage switching method using a button, a continuous switching method using a dial, or the like. Note that the water temperature may be maintained at a predetermined set temperature (fixed value) without providing the temperature specifying unit 38.
  • the water supplied to the hot water outlet 12 is stored in a water tank 14 mounted in the aircraft.
  • Compressed air A is supplied into the water tank 14 in addition to the water W, and the pressure from the compressed air A pushes the water W to the hot water discharge port 12 side.
  • the temperature of the water W in the water tank 14 varies depending on the temperature around the tank.
  • the water flow path from the water tank 14 to the hot water discharge port 12 includes a cold water flow path 16, a hot water flow path 18, and a mixing flow path 24.
  • a main valve (shut-off valve) 15 is provided downstream of the water tank 14.
  • the main valve 15 is a valve for separating the water tank 14 from the flow path when an abnormality occurs.
  • a cold water flow path 16 and a hot water flow path 18 are branched downstream of the main valve 15.
  • the cold water flow path 16 and the hot water flow path 18 may be directly connected to the water tank 14.
  • a main plug a main plug for cold water and a main plug for hot water
  • the cold water flow path 16 is a flow path for supplying cold water to the hot and cold water discharge port 12, and is a flow path through which the water W in the water tank 14 flows as it is (without being heated).
  • the cold water flow path 16 connects the water tank 14 and the mixing tank 22.
  • the hot water flow path 18 is a flow path for supplying hot water to the hot and cold water discharge port 12.
  • the hot water flow path 18 connects the water tank 14 and the mixing tank 22.
  • a water heater (WH) 20 is provided in the hot water flow path 18.
  • a heating material is provided in the water heater 20, and the water flowing through the hot water flow path 18 is heated by the water heater 20, becomes hot water, and is supplied to the hot water discharge port 12.
  • the temperature of the hot water heated by the water heater 20 depends on factors such as the temperature of the water W in the water tank 14, the heating performance of the water heater 20, and the amount of continuous hot water used (the heating performance decreases as the amount of continuous hot water used increases). It fluctuates by
  • the mixing channel 24 connects the mixing tank 22 and the hot and cold water discharge port 12, and a mixture of cold water and hot water mixed in the mixing tank 22 flows.
  • the portion from the mixing tank 22 to the mixing channel 24 is a mixing supply section 26.
  • the mixing / supplying unit 26 mixes cold water and hot water downstream of a first control valve 30 and a second control valve 32, which will be described later, and supplies the mixed water to the hot water outlet 12.
  • the mixing flow path 24 is provided with a constant flow valve 34 for keeping the amount of hot water supplied to the hot water outlet 12 constant. As a result, the amount of hot water discharged from the hot water discharge port 12 becomes constant.
  • the constant flow valve 34 keeps the amount of hot water supplied to the downstream side constant by increasing the water passage when the upstream water pressure decreases and narrowing the passage when the upstream water pressure increases.
  • the temperature sensor 36 detects the water temperature at any point from the water tank 14 to the hot and cold water discharge port 12.
  • the temperature sensor 36 is provided in the mixing / supplying unit 26, and detects a water temperature in a state where cold water flowing through the cold water flow path 16 and hot water flowing through the hot water flow path 18 are mixed.
  • the temperature sensor 36 is provided on the mixing channel 24 downstream of the mixing tank 22 and upstream of the constant flow valve 34, but the temperature sensor 36 is provided in the mixing tank 22, for example. It may be provided downstream.
  • the detection value of the temperature sensor 36 is output to a flow control unit 40 described later.
  • the cold water flow path 16 and the hot water flow path 18 are provided with control valves for adjusting the flow rate of water flowing through each flow path. That is, the first control valve 30 adjusts the flow rate of the cold water flowing through the cold water flow path 16 and the second control valve adjusts the flow rate of the hot water flowing through the hot water flow path 18.
  • the first control valve 30 and the second control valve 32 are, for example, solenoid valves, and in the present embodiment, are proportional control valves in which the opening degree of the valve depends on the input current value.
  • the type of the valves used as the first control valve 30 and the second control valve 32 is not limited as long as the flow rate of the water flowing through each flow path can be adjusted.
  • the flow rate can be adjusted arbitrarily (continuously), and the flow rate in each flow path can be adjusted with higher accuracy.
  • a valve used as the first control valve 30 and the second control valve 32 is an ON-OFF valve that can adjust an open time (or a close time) per unit time by changing a duty ratio. Can be used.
  • the flow controller 40 controls the open / close state of the first control valve 30 and the second control valve 32 based on the water temperature detected by the temperature sensor 36.
  • the temperature sensor 36 is provided in the mixing supply unit 26. Therefore, the flow control unit 40 controls the open / close state of the first control valve 30 and the second control valve 32 based on the water temperature in the mixing and supply unit 26.
  • the flow control unit 40 controls the open / close state of the first control valve 30 and the second control valve 32 based on the temperature specified by the temperature specifying unit 38.
  • the open / close state of each of the control valves 30 and 32 is controlled such that the temperature of the hot water discharged from the hot water discharge port 12 becomes the temperature specified by the temperature specifying unit 38 (hereinafter referred to as “specified water temperature”).
  • the open / close state of the first control valve 30 and the second control valve 32 is controlled based on a predetermined set temperature (fixed value). That is, the open / close state of each of the control valves 30 and 32 is controlled such that the temperature of the hot water discharged from the hot water discharge port 12 becomes the set temperature.
  • the detection value of the temperature sensor 36 is equal to the temperature of the hot water discharged from the hot water discharge port 12. Therefore, for example, when the detected value of the temperature sensor 36 is higher than the designated water temperature, the flow control unit 40 opens the first control valve 30 (cold water side) and closes the second control valve 32 (hot water side). The direction is controlled to increase the amount of cold water flowing into the mixing tank 22 and decrease the amount of warm water. For example, when the detection value of the temperature sensor 36 is lower than the designated water temperature, the flow control unit 40 determines that the first control valve 30 (cold water side) is in the closing direction and the second control valve 32 (hot water side) is in the opening direction. To reduce the amount of cold water flowing into the mixing tank 22 and increase the amount of warm water.
  • the flow controller 40 may adjust only one of the first control valve 30 and the second control valve 32 (on the hot water side). For example, when the detected value of the temperature sensor 36 is higher than the designated water temperature, the first control valve 30 (cold water side) is controlled to open and the second control valve 32 (hot water side) is kept open. For example, the opening degree of the first control valve 30 (cold water side) is kept as it is, and the second control valve 32 (hot water side) is controlled in the closing direction.
  • the flow control unit 40 determines that the sum of the flow rate of the cold water flowing through the cold water flow path 16 and the flow rate of the hot water flowing through the hot water flow path 18 is during use of the hand-washing faucet (that is, during the discharge of hot water from the hot water discharge port 12).
  • the open / close state of the first control valve 30 and the second control valve 32 may be controlled so as to be substantially constant.
  • the flow control unit 40 controls the first control valve 30 and the second control valve 30 so that the detection value of the temperature sensor 36 becomes a predetermined set temperature (fixed value).
  • the second control valve 32 is controlled to open and close.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of the flow control unit 40 according to the first embodiment.
  • the target valve opening of the first control valve 30 and the second control valve 32 is set to a predetermined initial set value (step S200).
  • the flow control unit 40 sets the target temperature of the hot water discharged from the hot / water discharge port 12 to the designated water temperature (current temperature). (The temperature specified for the specifying unit 38) (Step S204).
  • the target temperature is maintained at the current temperature setting (Step S206).
  • the process returns to step S202 and the subsequent processing is continued.
  • Step S208 Yes
  • the flow control unit 40 acquires the detection value of the temperature sensor 36 (step S210), and sets the current temperature of the hot and cold water in the mixing / supplying unit 26 (current temperature) to the target temperature ⁇ ⁇ ( ⁇ is a predetermined allowable value). It is determined whether it is within the range (step S212).
  • step S212 the flow control unit 40 controls the first control valve 30 and the second control valve 30 so that the hot and cold water temperature in the mixing and supply unit 26 approaches the target temperature.
  • the valve opening of the control valve 32 is changed (step S214). Specifically, for example, as described above, when the current temperature is higher than the target temperature, the first control valve 30 (cold water side) opens, and the second control valve 32 (hot water Side) is controlled in the closing direction. For example, when the current temperature is lower than the target temperature, the first control valve 30 (cold water side) is controlled to close and the second control valve 32 (hot water side) is controlled to open.
  • Step S212 When the current temperature is in the range of the target temperature ⁇ ⁇ (Step S212: Yes), the flow control unit 40 maintains the valve opening degrees of the first control valve 30 and the second control valve 32 in the current state. (Step S216). Until the operation to the discharge instruction unit 39 (discharge off operation) is performed and the flow of water is completed (step S218: No loop), the flow control unit 40 returns to step S202 and continues the subsequent processing. For example, when the designated water temperature is changed during the discharge of hot water, the target temperature is set as the changed designated water temperature. Then, when the operation to the discharge instruction unit 39 (discharge off operation) is performed, the flow control unit 40 closes the first control valve 30 and the second control valve 32 and ends the water supply (step S218: Yes), the processing of this flowchart ends.
  • the aircraft hot and cold water supply system 10 uses the flow rates of the cold water and the hot water (the first control valve 30 and the second control valve) based on the water temperature detected by the temperature sensor 36. 32 is controlled, which is advantageous in accurately controlling the temperature of hot water discharged from the hot water discharge port 12 as compared with the case where the temperature sensor 36 is not used.
  • the temperature sensor 36 is provided in the mixing and supplying unit 26, the aircraft hot and cold water supply system 10 detects a mixed water of cold water and hot water, that is, a water temperature close to the hot water discharged from the hot water discharge port 12. This is advantageous in accurately adjusting the water temperature to a desired one.
  • the aircraft hot water supply system 10 controls the open / close state of each valve 30, 32 based on the temperature specified by the temperature specifying unit 38, it is advantageous in providing hot water at a temperature desired by the user. . Also, in the aircraft hot and cold water supply system 10, if the proportional control valves are used as the first control valve 30 and the second control valve 32, it is advantageous in adjusting the flow rates of the cold water and the hot water with high precision. Become.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an aircraft hot and cold water supply system 50 according to the second embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the temperature sensors 36 (36A, 36B) are provided in the cold water flow path 16 and the hot water flow path 18, respectively.
  • the temperature sensor provided in the cold water flow path 16 is referred to as a temperature sensor 36A
  • the temperature sensor provided in the hot water flow path 18 is referred to as a temperature sensor 36B.
  • the temperature sensor 36A is provided at a position downstream of the water tank 14 and upstream of the first control valve 30 in the cold water flow path 16, and the temperature sensor 36B is provided at the water heater 20 and at a location upstream of the second control valve 32.
  • the flow control unit 40 acquires the detection values of the temperature sensor 36A and the temperature sensor 36B, respectively, and based on the temperature of the cold water flowing through the cold water channel 16 and the temperature of the hot water flowing through the hot water channel 18, the first control valve The open / close state of the control valve 30 and the second control valve 32 is controlled. That is, the temperature of the mixed water when a plurality of waters having different temperatures are mixed by a predetermined amount can be predicted with a certain accuracy. Therefore, the flow control unit 40 controls the mixing ratio ( ⁇ valve opening degree) based on the temperatures of the cold water and the hot water obtained from the temperature sensors 36A and 36B so that the mixed water of the cold water and the hot water has the target temperature. I do.
  • the flow rate control unit 40 is configured based on, for example, the components downstream of the temperature sensors 36A and 36B, for example, the thermal conductivity of the material of the mixing tank 22 and the mixing channel 24 and the temperature of the surroundings. A change in the temperature of the cold water or hot water at a further downstream position may be predicted, and the opening and closing states of the first control valve 30 and the second control valve 32 may be controlled in consideration of the change.
  • a temperature sensor 36C may be provided in the mixing / supplying unit 26 in addition to the temperature sensors 36A and 36B.
  • the flow control unit 40 controls the first control valve 30 and the second control valve 30 based on the temperature of the cold water flowing through the cold water flow path 16, the temperature of the hot water flowing through the hot water flow path 18, and the water temperature in the mixing / supplying unit 26.
  • the open / close state of the control valve 32 is controlled.
  • the flow control unit 40 determines the direction in which the valve opening is changed such that the mixed water of cold water and hot water has the target temperature.
  • the flow control unit 40 determines the amount of change in the valve opening based on the temperatures of the cold water and the hot water acquired from the temperature sensors 36A and 36B. For example, when the detection value of the temperature sensor 36C is higher than the target temperature, the flow control unit 40 sets the first control valve 30 (cold water side) to the open direction and sets the second control valve 32 (hot water side) to the closed direction. Decide that. Specifically, how much the valve opening is changed is determined based on the temperatures of the cold water and the hot water acquired from the temperature sensors 36A and 36B. As described above, by using the three temperature sensors 36, the temperature of the hot and cold water discharged from the hot and cold water discharge port 12 can be brought closer to the target temperature with higher accuracy.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process of the flow control unit 40 in the second embodiment (in the case of the configuration shown in FIG. 3).
  • the target valve opening of the first control valve 30 and the second control valve 32 is set to a predetermined initial set value (step S500).
  • the temperature designation unit 38 determines whether the target temperature of the hot water to be discharged from the hot / water discharge port 12 to the designated water temperature (current temperature). (Temperature specified for the specifying unit 38) (Step S506).
  • step S504 If no operation is performed on the temperature specifying unit 38 (step S504: No), the target temperature is maintained at the current temperature setting (step S508). Until the operation to the discharge instruction unit 39 (discharge ON operation) is performed and the water is supplied (step S509: No loop), the process returns to step S504 and the subsequent processing is continued.
  • the flow control unit 40 opens the first control valve 30 and the second control valve 32 to the target valve opening set in step S500, Water supply is started (Step S509: Yes).
  • the flow control unit 40 acquires the detection values of the temperature sensors 36A and 36B (step S510), and the first control valve 30 and the second control valve 30 based on the cold water temperature, the hot water temperature, and the target temperature acquired from the temperature sensors 36A and 36B.
  • the target valve opening of the control valve 32 is determined (step S512).
  • the mixing ratio of the cold water and the hot water is calculated such that the mixed water of the cold water and the hot water has the target temperature
  • the valve opening degree is calculated such that the mixing ratio of the cold water and the hot water flowing to the mixing supply unit 26 side is the mixing ratio.
  • the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment. That is, in the aircraft hot water supply system 50, the temperature sensors 36A and 36B are provided in the cold water flow path 16 and the hot water flow path 18, respectively, so that the mixing ratio at the stage of mixing the cold water and the hot water is adjusted, This is advantageous in adjusting the hot and cold water discharged from the discharge port 12 to a desired water temperature. Also, as shown in FIG. 4, if the temperature sensors 36A, 36B, and 36C are provided in the mixing / supplying section 26 in addition to the cold water flow path 16 and the hot water flow path 18, the water can be discharged from the hot water discharge port 12 with higher accuracy. This is advantageous in adjusting the temperature of hot water.
  • Hot and cold water supply system for aircraft 12 Hot and cold water discharge port 14 Water tank 16 Cold water flow path 18 Hot water flow path 20 Water heater 22 Mixing tank 24 Mixing flow path 26 Mixing supply unit 30 First control valve 32 Second control valve 34 Constant flow valve 36 (36A, 36B, 36C) Temperature sensor 38 Temperature designation unit 39 Discharge instruction unit 40 Flow control unit A Compressed air W Water

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Abstract

航空機用湯水供給システム10は、航空機内の湯水吐出口12に湯水を供給する。冷水流路16は、湯水吐出口12に冷水を供給する。温水流路18は、湯水吐出口12に温水を供給する。第1の制御弁30は、冷水流路16を流れる冷水の流量を調整する。第2の制御弁32は、温水流路18を流れる温水の流量を調整する。温度センサ36は、湯水吐出口12までのいずれかの箇所の水温を検出する。流量制御部40は、温度センサ36で検出された水温に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。

Description

航空機用湯水供給システム
 本発明は、航空機内の湯水吐出口に湯水を供給する航空機用湯水供給システムに関する。
 従来、航空機内の化粧室等に設けられる湯水吐出口には、湯水と冷水の2系統が接続されており、ユーザの好みで温度の切り替え、または中間温度への調整が可能となっている。
 中間温度への調整方式としては、古いタイプではマニュアル(ダイヤル)式、最近ではボタンによる多段階(例えば5段階)切替方式などが採用されている。
 ボタンによる多段階方式の多くは電子制御を行っており、例えば電磁弁(ON-OFF弁)のデューティー比を湯水と冷水で変更することで実質的な流量比を変更する方法などが提案されている。
 例えば下記特許文献1は、混合手段に冷水取入れ口と温水取入れ口にそれぞれ個別に接続された第1電磁弁及び第2電磁弁とを備えており、温度調節手段で指定された温度を反映した制御信号が、制御用ワイヤを介して混合手段に送信され、指定された温度に基づいて第1電磁弁及び第2電磁弁の各デューティー比を変更することにより混合された湯水の水温が調節される。
特許4457139号公報
 しかしながら、航空機内の環境要因(例えば飛行高度(外気温度)や温水用のヒータ性能、連続温水使用量など)により、冷水・温水双方の温度は一定とはならない。よって、従来の方法で電磁弁を制御して冷水と温水を混合しても、湯水吐出口に供給される水の温度は一定とはならない。すなわち、ユーザによる温度設定を行った場合でも、相対的な水温の高低は調整できるものの、一定温度の湯水を供給することは困難であるという課題がある。
 本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、航空機内で使用される湯水を所望の温度で供給可能とすることにある。
 上述の目的を達成するため、本発明は、航空機内の湯水吐出口に湯水を供給する航空機用湯水供給システムであって、前記湯水吐出口に冷水を供給する冷水流路と、前記湯水吐出口に温水を供給する温水流路と、前記冷水流路を流れる前記冷水の流量を調整する第1の制御弁と、前記温水流路を流れる前記温水の流量を調整する第2の制御弁と、前記湯水吐出口までのいずれかの箇所の水温を検出する温度センサと、前記温度センサで検出された前記水温に基づいて、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する流量制御部と、を備えたことを特徴とする。
 本発明によれば、温度センサで検出された水温に基づいて、冷水および温水の流量(第1の制御弁および第2の制御弁の開閉状態)を制御するので、温度センサを用いない場合と比較して湯水吐出口から吐出する湯水の温度を精度よく制御する上で有利となる。
実施の形態1にかかる航空機用湯水供給システム10の構成を示す図である。 実施の形態1における流量制御部40の処理を示すフローチャートである。 実施の形態2にかかる航空機用湯水供給システム50の構成を示す図である。 実施の形態2にかかる航空機用湯水供給システム50の他の構成を示す図である。 実施の形態2における流量制御部40の処理を示すフローチャートである。
(実施の形態1)
 以下に添付図面を参照して、本発明にかかる航空機用湯水供給システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
 図1は、実施の形態1にかかる航空機用湯水供給システム10の構成を示す図である。
 航空機用湯水供給システム10は、航空機内の湯水吐出口12に湯水を供給する。湯水吐出口12は、例えば航空機内の化粧室やギャレー等に設置されており、ユーザに手洗い用や飲料用の水を提供する。
 本実施の形態では、湯水吐出口12は、航空機内の化粧室に設置されているものとする。化粧室内の手洗い用水栓(本実施の形態における湯水吐出口12)は、不特定多数の搭乗客が利用するものであり、利用者が限定されるギャレー等の水栓と比較して水温への要求が多岐に渡る。
 湯水吐出口12からの湯水の吐出のオンオフは、吐出指示部39への操作により切り変えられる。吐出指示部39は、湯水吐出口12の近傍に設けられたセンサやコック、スイッチ等の機構である。例えば赤外線センサを吐出指示部39とし、赤外線センサでユーザの手を検知して、ユーザの手がかざされている間湯水を吐出する自動水栓としてもよいし、コックやスイッチを吐出指示部39とし、ユーザによるコックやスイッチの操作に対応して一定期間湯水を吐出する手動水栓としてもよい。
 また、本実施の形態では、湯水吐出口12の近傍に温度指定部38が設置されており、湯水吐出口12から吐出する湯水の温度をユーザが指定することが可能である。温度指定部38は、例えばボタンによる多段階切替方式やダイヤルによる連続切替方式などを採用することができる。
 なお、温度指定部38を設けず、予め定められた設定温度(固定値)に水温を維持するようにしてもよい。
 湯水吐出口12に供給される水は、航空機内に搭載される水タンク14に貯留されている。水タンク14内には、水Wの他、圧縮空気Aが供給されており、圧縮空気Aからの圧力によって湯水吐出口12側に水Wが押し出されるように構成されている。水タンク14内の水Wの温度は、タンク周囲の気温等により変動する。
 水タンク14から湯水吐出口12までの水の流路は、冷水流路16、温水流路18および混合流路24を含んでいる。本実施の形態では、水タンク14の下流には、まず元弁(シャットオフバルブ)15が設けられている。元弁15は、異常時に水タンク14と流路とを切り離すための弁である。元弁15の下流で冷水流路16と温水流路18とが分岐している。
 なお、水タンク14に直接冷水流路16および温水流路18を接続してもよい。この場合、例えば冷水流路16および温水流路18の水タンク14に近い位置にそれぞれ元栓(冷水用元栓、温水用元栓)を設けてもよい。
 冷水流路16は、湯水吐出口12に冷水を供給するための流路であり、水タンク14内の水Wがそのまま(加熱されずに)流れる流路である。本実施の形態では、冷水流路16は、水タンク14と混合槽22とを接続する。
 温水流路18は、湯水吐出口12に温水を供給するための流路である。本実施の形態では、温水流路18は、水タンク14と混合槽22とを接続する。温水流路18には、ウォーターヒーター(WH)20が設けられている。ウォーターヒーター20内には加熱材が設けられており、温水流路18を流れる水はウォーターヒーター20で加熱され、温水となり湯水吐出口12に供給される。ウォーターヒーター20で加熱された温水の温度は、例えば水タンク14における水Wの温度やウォーターヒーター20の加熱性能、連続温水使用量(連続温水使用量が多いほど加熱性能が低下する)などの要因により変動する。
 混合槽22では、冷水流路16を流れる冷水と温水流路18を流れる温水とが混合される。
 混合流路24は、混合槽22と湯水吐出口12とを接続し、混合槽22で混合された冷水と温水の混合水が流れる。
 本実施の形態では、混合槽22から混合流路24までを混合供給部26とする。混合供給部26は、後述する第1の制御弁30および第2の制御弁32より下流で冷水と温水とを混合し、湯水吐出口12に供給する。
 混合流路24には、湯水吐出口12に供給される湯水の量を一定とする定流量弁34が設けられている。これにより、湯水吐出口12から吐出される湯水の量は一定となる。定流量弁34は、上流側の水圧が低くなると水路を広くし、上流側の水圧が高くなると水路を狭くすることにより、下流側に供給される湯水の量を一定とする。
 温度センサ36は、水タンク14から湯水吐出口12までのいずれかの箇所の水温を検出する。実施の形態1では、温度センサ36は、混合供給部26に設けられており、冷水流路16を流れる冷水と温水流路18を流れる温水とが混合された状態の水温を検出する。図1では、温度センサ36を混合槽22より下流かつ定流量弁34より上流の混合流路24上に設けているが、温度センサ36を例えば混合槽22内に設けたり、定流量弁34より下流に設けてもよい。
 温度センサ36の検出値は、後述する流量制御部40に出力される。
 冷水流路16および温水流路18には、各流路を流れる水の流量を調整する制御弁が設けられている。
 すなわち、冷水流路16を流れる冷水の流量を調整する第1の制御弁30と、温水流路18を流れる温水の流量を調整する第2の制御弁である。
 第1の制御弁30および第2の制御弁32は、例えば電磁弁であり、本実施の形態では弁の開度が入力する電流値に依存する比例制御弁である。
 第1の制御弁30および第2の制御弁32として用いる弁は、各流路を流れる水の流量を調整可能であれば種類は問わないが、比例制御弁を用いれば、弁の開度を任意に(連続的に)調整可能となり、より高精度に各流路における流量を調整可能となる。
 第1の制御弁30および第2の制御弁32として用いる弁の他の例としては、デューティー比を変更することにより単位時間当たりの開時間(または閉時間)を調整可能なON-OFF弁などを用いることができる。
 流量制御部40(コントローラ)は、温度センサ36で検出された水温に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。本実施の形態では、温度センサ36は混合供給部26に設けられている。このため、流量制御部40は、混合供給部26における水温に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。
 流量制御部40は、温度指定部38で指定された温度に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。すなわち、湯水吐出口12から吐出される湯水の温度が温度指定部38で指定された温度(以下「指定水温」という)となるように各制御弁30,32の開閉状態を制御する。
 なお、温度指定部38が設けられていない場合などは、予め定められた設定温度(固定値)に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。すなわち、湯水吐出口12から吐出される湯水の温度が設定温度となるように各制御弁30,32の開閉状態を制御する。
 本実施の形態では、温度センサ36が混合供給部26に設けられているため、温度センサ36の検出値≒湯水吐出口12から吐出される湯水の温度となる。よって、流量制御部40は、例えば温度センサ36の検出値が指定水温より高温の場合は、第1の制御弁30(冷水側)は開方向、第2の制御弁32(温水側)は閉方向に制御して、混合槽22に流入する冷水を増、温水を減とする。また、例えば温度センサ36の検出値が指定水温より低温の場合、流量制御部40は、第1の制御弁30(冷水側)は閉方向、第2の制御弁32(温水側)は開方向に制御して、混合槽22に流入する冷水を減、温水を増とする。
 なお、流量制御部40は、第1の制御弁30または第2の制御弁32(温水側)のいずれか一方のみを調整するようにしてもよい。例えば温度センサ36の検出値が指定水温より高温の場合、第1の制御弁30(冷水側)は開方向に制御して、第2の制御弁32(温水側)の開度はそのままとしたり、第1の制御弁30(冷水側)の開度はそのままで、第2の制御弁32(温水側)は閉方向に制御する、などである。
 一方で、第1の制御弁30および第2の制御弁32のうち一方のみを調整すると、混合供給部26に供給される湯水量にバラつきが生じる可能性がある。よって、流量制御部40は、冷水流路16を流れる冷水の流量と温水流路18を流れる温水の流量との和が、手洗い用水栓の使用中(すなわち湯水吐出口12からの湯水吐出中)略一定となるように第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御するようにしてもよい。
 また、温度指定部38が設けられていない場合には、流量制御部40は、温度センサ36の検出値が予め定められた設定温度(固定値)となるように第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。
 図2は、実施の形態1における流量制御部40の処理を示すフローチャートである。
 初期状態では、第1の制御弁30および第2の制御弁32の目標弁開度は所定の初期設定値とされている(ステップS200)。
 温度指定部38に対して温度指定(指定水温の変更など)がなされた場合(ステップS202:Yes)、流量制御部40は、湯水吐出口12から吐出する湯水の目標温度を指定水温(今回温度指定部38に対して指定された温度)とする(ステップS204)。また、温度指定部38への操作が行われない場合には(ステップS202:No)、目標温度を現在の温度設定に維持する(ステップS206)。
 吐出指示部39への操作(吐出オン操作)が行われ、通水が行われるまでは(ステップS208:Noのループ)、ステップS202に戻り以降の処理を継続する。
 吐出指示部39への操作(吐出オン操作)が行われると、流量制御部40は、第1の制御弁30および第2の制御弁32をステップS200で設定した目標弁開度まで開放し、通水を開始する(ステップS208:Yes)。
 流量制御部40は、温度センサ36の検出値を取得し(ステップS210)、現在の混合供給部26内の湯水温度(現在温度)が目標温度±α(αは予め定められた許容値)の範囲にあるか否かを判断する(ステップS212)。
 現在温度が目標温度±αの範囲にない場合(ステップS212:No)、流量制御部40は、混合供給部26内の湯水温度が目標温度に近づくように第1の制御弁30および第2の制御弁32の弁開度を変更する(ステップS214)。具体的には、流量制御部40は、例えば上述のように、現在温度が目標温度より高温の場合は、第1の制御弁30(冷水側)は開方向、第2の制御弁32(温水側)は閉方向に制御する。また、例えば現在温度が目標温度より低温の場合は、第1の制御弁30(冷水側)は閉方向、第2の制御弁32(温水側)は開方向に制御する。
 また、現在温度が目標温度±αの範囲にある場合(ステップS212:Yes)、流量制御部40は、第1の制御弁30および第2の制御弁32の弁開度を現在の状態に維持する(ステップS216)。
 吐出指示部39への操作(吐出オフ操作)が行われ、通水が終了するまでは(ステップS218:Noのループ)、流量制御部40は、ステップS202に戻り以降の処理を継続する。例えば湯水の吐出中に指定水温の変更操作が行われた場合には、目標温度を変更後の指定水温とする。
 そして、吐出指示部39への操作(吐出オフ操作)が行われると、流量制御部40は、第1の制御弁30および第2の制御弁32を全閉として通水を終了して(ステップS218:Yes)、本フローチャートの処理を終了する。
 以上説明したように、実施の形態1にかかる航空機用湯水供給システム10は、温度センサ36で検出された水温に基づいて、冷水および温水の流量(第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態)を制御するので、温度センサ36を用いない場合と比較して湯水吐出口12から吐出する湯水の温度を精度よく制御する上で有利となる。
 また、航空機用湯水供給システム10は、温度センサ36が混合供給部26に設けられているため、冷水と温水との混合水、すなわち湯水吐出口12から吐出する湯水に近い状態の水温を検出することができ、精度よく所望の水温に調整する上で有利となる。
 また、航空機用湯水供給システム10は、温度指定部38で指定された温度に基づいて各弁30,32の開閉状態を制御するので、ユーザが所望する温度の湯水を提供する上で有利となる。
 また、航空機用湯水供給システム10において、第1の制御弁30および第2の制御弁32として比例制御弁を用いるようにすれば、冷水および温水の流量をそれぞれ高精度に調整する上で有利となる。
(実施の形態2)
 実施の形態1では、温度センサ36を混合供給部26に設けた。実施の形態2では、温度センサ36を冷水流路16および温水流路18に設ける場合について説明する。
 図3は、実施の形態2にかかる航空機用湯水供給システム50の構成を示す図である。
 図3に示す構成において、図1と同様の箇所は同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
 実施の形態2にかかる航空機用湯水供給システム50では、温度センサ36(36A,36B)は、冷水流路16および温水流路18にそれぞれ設けられている。冷水流路16に設けられた温度センサを温度センサ36A、温水流路18に設けられた温度センサを温度センサ36Bとする。
 なお、図3の例では、温度センサ36Aは、冷水流路16のうち水タンク14より下流かつ第1の制御弁30より上流の箇所に、温度センサ36Bは、温水流路18のうちウォーターヒーター20より下流かつ第2の制御弁32より上流の箇所に、それぞれ設けられている。
 流量制御部40は、温度センサ36Aおよび温度センサ36Bの検出値をそれぞれ取得して、冷水流路16を流れる冷水の温度および温水流路18を流れる温水の温度に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。
 すなわち、温度が異なる複数の水が所定量ずつ混合した場合の混合水の温度は、一定の精度で予測可能である。よって、流量制御部40は、温度センサ36A,36Bから取得した冷水および温水の温度に基づいて、冷水と温水との混合水が目標温度となるようにその混合比(≒弁開度)を制御する。
 なお、流量制御部40は、例えば温度センサ36A,36Bより下流の構成部、例えば混合槽22や混合流路24の材料の熱伝導率やこれら周辺の気温等に基づいて、温度センサ36A,36Bより下流における冷水・温水の温度変化を予測し、これを加味して第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御するようにしてもよい。
 また、例えば図4に示すように、温度センサ36A,36Bに加えて、混合供給部26に温度センサ36Cを設けてもよい。この場合、流量制御部40は、冷水流路16を流れる冷水の温度、温水流路18を流れる温水の温度、および混合供給部26における水温に基づいて、第1の制御弁30および第2の制御弁32の開閉状態を制御する。
 例えば、流量制御部40は、温度センサ36Cから取得した混合水の温度に基づいて、冷水と温水との混合水が目標温度となるように弁開度の変更方向を決定する。さらに流量制御部40は、弁開度の変更量について、温度センサ36A,36Bから取得した冷水および温水の温度に基づいて決定する。例えば温度センサ36Cの検出値が目標温度よりも高い場合、流量制御部40は、第1の制御弁30(冷水側)は開方向、第2の制御弁32(温水側)は閉方向とすることを決定する。具体的にどの程度弁開度を変更するかは、温度センサ36A,36Bから取得した冷水および温水の温度に基づいて決定する。
 このように、3つの温度センサ36を用いることにより、より精度よく湯水吐出口12から吐出する湯水の温度を目標温度に近づけることができる。
 図5は、実施の形態2(図3に示す構成の場合)における流量制御部40の処理を示すフローチャートである。
 初期状態では、第1の制御弁30および第2の制御弁32の目標弁開度は所定の初期設定値とされている(ステップS500)。
 温度指定部38に対して温度指定(指定水温の変更など)がなされた場合(ステップS504:Yes)、流量制御部40は、湯水吐出口12から吐出する湯水の目標温度を指定水温(今回温度指定部38に対して指定された温度)とする(ステップS506)。また、温度指定部38への操作が行われない場合には(ステップS504:No)、目標温度を現在の温度設定に維持する(ステップS508)。
 吐出指示部39への操作(吐出オン操作)が行われ、通水が行わるまでは(ステップS509:Noのループ)、ステップS504に戻り以降の処理を継続する。
 吐出指示部39への操作(吐出オン操作)が行われると、流量制御部40は、第1の制御弁30および第2の制御弁32をステップS500で設定した目標弁開度まで開放し、通水を開始する(ステップS509:Yes)。
 流量制御部40は、温度センサ36A,36Bの検出値を取得し(ステップS510)、温度センサ36A,36Bから取得した冷水温度、温水温度および目標温度に基づいて第1の制御弁30および第2の制御弁32の目標弁開度をそれぞれ決定する(ステップS512)。すなわち、冷水と温水の混合水が目標温度となるような冷水と温水の混合比を算出し、混合供給部26側に流れる冷水および温水が当該混合比となるような弁開度を算出する。
 そして、目標弁開度に合わせて第1の制御弁30および第2の制御弁32の弁開度をそれぞれ変更する(ステップS514)。
 吐出指示部39への操作(吐出オフ操作)が行われ、通水が終了するまでは(ステップS516:Noのループ)、ステップS504に戻り以降の処理を継続する。例えば湯水の吐出中に指定水温の変更操作が行われた場合には、目標温度を変更後の指定水温とする。
 そして、吐出指示部39への操作(吐出オフ操作)が行われると、第1の制御弁30および第2の制御弁32を全閉として通水を終了して(ステップS516:Yes)、本フローチャートの処理を終了する。
 以上説明したように、実施の形態2にかかる航空機用湯水供給システム50によれば、実施の形態1の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
 すなわち、航空機用湯水供給システム50は、温度センサ36A,36Bが冷水流路16および温水流路18にそれぞれ設けられているため、冷水と温水とを混合する段階での混合比を調整し、湯水吐出口12から吐出する湯水を所望の水温に調整する上で有利となる。
 また、図4のように温度センサ36A,36B,36Cを冷水流路16、温水流路18に加えて混合供給部26にも設けるようにすれば、より高精度に湯水吐出口12から吐出する湯水の温度を調整する上で有利となる。
 10,50 航空機用湯水供給システム
 12 湯水吐出口
 14 水タンク
 16 冷水流路
 18 温水流路
 20 ウォーターヒーター
 22 混合槽
 24 混合流路
 26 混合供給部
 30 第1の制御弁
 32 第2の制御弁
 34 定流量弁
 36(36A,36B,36C) 温度センサ
 38 温度指定部
 39 吐出指示部
 40 流量制御部
 A 圧縮空気
 W 水

Claims (8)

  1.  航空機内の湯水吐出口に湯水を供給する航空機用湯水供給システムであって、
     前記湯水吐出口に冷水を供給する冷水流路と、
     前記湯水吐出口に温水を供給する温水流路と、
     前記冷水流路を流れる前記冷水の流量を調整する第1の制御弁と、
     前記温水流路を流れる前記温水の流量を調整する第2の制御弁と、
     前記湯水吐出口までのいずれかの箇所の水温を検出する温度センサと、
     前記温度センサで検出された前記水温に基づいて、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する流量制御部と、
     を備えたことを特徴とする航空機用湯水供給システム。
  2.  前記第1の制御弁および前記第2の制御弁より下流で前記冷水と前記温水とを混合し、前記湯水吐出口に供給する混合供給部を更に備え、
     前記温度センサは、前記混合供給部に設けられており、
     前記流量制御部は、前記混合供給部における前記水温に基づいて、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する、
     ことを特徴とする請求項1記載の航空機用湯水供給システム。
  3.  前記温度センサは、前記冷水流路および前記温水流路にそれぞれ設けられており、
     前記流量制御部は、前記冷水流路を流れる前記冷水の温度および前記温水流路を流れる前記温水の温度に基づいて、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する、
     ことを特徴とする請求項1記載の航空機用湯水供給システム。
  4.  前記第1の制御弁および前記第2の制御弁より下流で前記冷水と前記温水とを混合し、前記湯水吐出口に供給する混合供給部を更に備え、
     前記温度センサは、更に前記混合供給部に設けられており、
     前記流量制御部は、前記冷水流路を流れる前記冷水の温度、前記温水流路を流れる前記温水の温度および前記混合供給部における前記水温に基づいて、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する、
     ことを特徴とする請求項3記載の航空機用湯水供給システム。
  5.  前記流量制御部は、前記温度センサより下流の構成部の熱伝導率または前記構成部周辺の気温の少なくともいずれかに基づいて、前記温度センサより下流における前記冷水および前記温水の温度変化を予測し、前記温度変化を加味して前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する、
     ことを特徴とする請求項3記載の航空機用湯水供給システム。
  6.  前記湯水吐出口から吐出する前記湯水の温度をユーザが指定する温度指定部を更に備え、
     前記流量制御部は、前記温度指定部で指定された温度に基づいて、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する、
     ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の航空機用湯水供給システム。
  7.  前記流量制御部は、前記冷水流路を流れる前記冷水の流量と前記温水流路を流れる前記温水の流量との和が、前記湯水吐出口からの湯水吐出中、略一定となるように前記第1の制御弁および前記第2の制御弁の開閉状態を制御する、
     ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の航空機用湯水供給システム。
  8.  前記第1の制御弁および前記第2の制御弁は、開度を任意に調整可能な比例制御弁である、
     ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の航空機用湯水供給システム。
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