JPH01127820A - 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） この発明は、水と湯とを所定の割合で混合したカランな
どから供給する湯水混合装置に係り、特に予め定めた設
定温度に供給温水を自動的に到達させる湯水混合制御装
置に関する。

（従来の技術） この種の湯水混合制御装置では、設定した湯の温度（設
定湯温）Ｔｓと現に供給している温水の温度（供給湯温
）Ｔｍとを比較して、供給湯温が設定温度に到達するよ
うに水及び湯の混合割合をｍ節する湯水混合バルブの開
度を制御する。この場合、湯水混合バルブの開閉速度Ｖ
は経験的に定めた温度の関数として、例えば ｖ＝Ｋ（Ｔｓ−Ｔｍ） で与えられる。ここで、Ｋはゲインと呼ばれる定数であ
る。このようなバルブの開閉速度は供給温水の温度変動
に影響を与えるため、ゲインの選定は重要である。従来
の湯水混合制御装置では、このゲインをある特定の１つ
の値に設定していた。

（発明が解決しようとする問題点） この場合、建屋内の他の箇所で水を使用するなどにより
配管系統の圧力変動が生ずると、供給湯温に変動が生ず
る。この変動に追従して設定温度に供給湯温を戻すため
にバルブが駆動されるが、前述のゲインが１つに限定さ
れているため、このゲインの値に起因して設定温度に到
達するまでの時間が長くなる。又はハンチングを起こし
て目標温度に到達できないなどの不都合が生じる可能性
があった。

従って、この発明はハンチングなどの不都合を生じさせ
ることなくより速く設定温度に到達させることが可能な
応答性の良い湯水混合制御装置を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段及び作用）この問題点を
解決するため、この発明によれば、湯及び水を所定の割
合で混合して供給することができる湯水混合バルブ３と
、この湯水混合バルブ３を予め定めた設定温度に対応す
るバルブ開度に向って駆動する駆動手段１４と、前記設
定温度と出湯温度との偏差に基づきバルブ開閉速度を決
定するバルブ速度演算手段１３とを備えた湯水混合制御
装置において、 前記出湯温度の時間変化が一定値以上である場合に前記
バルブ速度演算手段１３のゲインを増大させる主演算制
御手段１０を備えるようにする。

また、前記主演算制御手段１０は設定温度と出湯温度と
の前記偏差が一定値以上のときに前記バルブ速度演算手
段１３のゲインを増大させるようにする。

このように構成すれば、供給湯温の時間に対する変化量
が増大したとき、すなわち供給湯温に大幅な変動が生じ
たときはゲインを増大させて目標温度への到達を速める
ことができる。これ以外のときは通常の制御条件にした
がって制御することができる。

（発明の実施例）“ 以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。な
お、各図において同一の符号は同様の対象を示すものと
する。

第１図はこの発明の実施例に係る湯水混合制御装置の系
統図である。同図において、１は水を供給する配管、２
は給湯器（図示せず）などからの高温湯を供給する配管
、３はそれぞれの配管ｌ。

２に設置したバルブ３ａ、３ｂを連動させて開閉する湯
水混合バルブ、４はバルブ３の下流の混合配管、５はカ
ランなどから温水を供給するための止水バルブ、６は混
合配管４を流れる温水の温度を検出し電気信号に変換す
るための温度検出手段、７は湯水混合バルブ３の開閉位
置を検出するための位置検出手段、８はカランで得る所
望の温度を設定するための温度設定手段、９は給湯及び
止水を行なうための操作ボタン、１０は主演算制御手段
、１３はバルブ３の開閉速度を決定するバルブ速度演算
手段、１４はバルブ３を作動させるバルブ駆動手段であ
る。以下これらの構成要素の主要なものを更に説明する
。

湯水混合バルブ３は周知のものであり、給水路を開閉す
るバルブと給湯路を開閉するバルブとを一つの駆動軸で
連結してあり、この駆動軸をモータなどの駆動手段１４
で駆動するようにしている０例えば、駆動軸を一方向に
回転させて最大位置に到達した際は給水バルブが最大限
に開き給湯路バルブは完全に閉じて、水のみが供給され
る状態となり、また駆動軸を他方向に回転させ最大位置
に到達した際は給湯路バルブが最大限に開き給水路バル
ブは完全に閉じ、高温湯のみが供給される状態となり、
これらの中間位置においてはそれぞれの中間温度が与え
られることとなる。

止水バルブ５は操作ボタン９の応答して開閉する例えば
電磁バルブであり、混合された温水を供給又は停止する
ためのもので、必要に応じてカラン、シャワー等の複数
の出湯光に切替える切替弁を兼ねたり、流量調節機構を
付加することも可能である。

温度検出手段６は、サーミスタなどの温度センサを配管
４に備え温度を電気信号に変換するものであり、後の処
理に必要な電圧を得るための前置増幅器を備える場合も
ある０位置検出手段７は混合バルブ３の駆動軸に直結し
又は連動するものであり、駆動軸の回転に対応してバル
ブの開閉位置を検知する０例えば、回転型のポテンショ
メータを用いることができ、この場合は開閉位置に対応
した電圧信号を得ることができる。温度設定手段８は、
止水バルブ５の下流のカランなどで得ようとする温水の
温度を予め設定するためのものであり、例えば２０℃〜
４５℃に対応する電圧信号又はデータ信号を与えること
ができる。この温度設定手段８で設定した温度Ｔｓに対
応して主演算制御手段ｌＯはバルブ３の取るべき位置を
演算し、位置検出手段７から信号ｐに基づいて所定の位
置にバルブ３が到達したかどうかを監視する。操作ボタ
ン９は止水バルブ５の開閉を指令すると共に、給水又は
止水の情報を主演算制御手段ｌＯに供給する。

主演算制御手段１０は、温度検出手段６、位置検出手段
７、温度設定手段８、及び操作ボタン９の信号に基づい
て、所定のクロックタイミングで作動するものであり、
例えばマイクロコンピュータをもって構成することがで
きる。このような主演算制御手段ｌＯは例えば第２図に
示すようである。すなわち、クロックタイミングに基づ
いてレジスタ１０１に温度データＴ鵬、ｔを取り込み、
次のタイミングで次の温度データＴ鳳、ｔ＋１を取り込
むと共に別のレジスタ１０２にこれを転送することによ
り、連続する各時刻１．１＋１での温度データをそれぞ
れのレジスタ１０１，１０２に保持することができる。

このレジスタ１０１゜１０２のデータに基づいて温度デ
ータＴｍ、ｔ　−Ｔ■、１＋１を差分器１０３で演算す
ることにより、所定時間内での温度変化すなわち温度変
化率ΔＴｍを検知することができる。このような温度変
化率ΔＴｍを比較器１０４の基準値ΔＴｍｏと比較し、
単位時間当たりの温度変化が急であるかを判定する０例
えば、基準値ΔＴ■０としてはｌ”０／ｓｅｃを選定し
これ以上の温度変化が検出された場合には比較器１０４
は判定出力Ｉを論理１とする。

一方、主演算制御手段１０は偏差演算手段１０５を備え
ており、常に設定温度Ｔｓと供給温度Ｔｍとの偏差ΔＴ
＝Ｔｓ−Ｔｍを演算している。この温度偏差信号ΔＴと
前述の比較器１０４の判定出力信号工は条件判定手段１
０６に入力される。この条件判定手段１０６では、判定
信号Ｉ＝１であり且つ温度偏差信号６丁が例えば５℃以
上であると判定した場合には、温度変化が急激であり温
度偏差も大である故ゲインを増大させるべきと判定して
その旨の指令信号Ｊを発生させる。

バルブ速度演算手段１３は、主演算制御手段ｌＯの偏差
信号ΔＴ及び指令信号Ｊに基づいてバルブ速度ｖ＝Ｋ（
Ｔｓ−Ｔｍ）を演算する。すなわち、バルブ速度演算手
段１３は、Ｊ＝０の間は比較的緩やかな速度を与えるゲ
インＫＯにより速度を演算するが、Ｊ＝１となった場合
にゲインをＫｌに増大させてバルブ開閉速度を増大させ
る。

バルブ駆動手段１４はこの速度Ｖすなわちこれに対応す
る電圧を印加される。

次に、以上の説明で略明らかであるが、この実施例の動
作を説明する。第３図は動作全体の概略を示し、第４図
はその要部の詳細を示すフローチャートである。先ず、
システムが起動すると（３０）、　　レジスタをクリア
し又は必要な初期値を与えるなどの初期設定が実行され
る（３１）　。

この後、温度検出手段６、位置検出手段７、温度設定手
段８、及び操作ボタン９のデータを読み込む（３２）、
次に、供給温度Ｔｍの時間変化率を第２図について説明
したようにして演算するが（３３，４２）、コールドス
タートであることを確認してからこの演算を実行するた
めに、予めフラグを立てておく（４１）、この温度変化
率の演算（３３，４２）の後温度偏差を演算しく３４゜
４３）、引き続く温度変化率の判定（３５゜４２）及び
温度偏差量の判定（３６，４３）に基づきバルブ開閉速
度が演算される（３７）、すなわち１条件判定手段１０
８の判定結果Ｊから、温度変化率が単位時間当たり１℃
未満である場合、又は温度変化率が単位時間当たり１℃
以上であるが温度偏差が予め定めた値ａ未満である場合
には、速度演算手段１３にゲインＫを変更しないように
、すなわち’Ｋ　＝　Ｋ　Ｏで速度演算すべく指令する
（４４）、また、温度変化率が単位時間当たり１℃以上
であり、且つ温度偏差が予め定めた値ａ以下である場合
には、速度演算手段１３にゲインＫを変更するように、
すなわちに＝に１で速度演算すべく指令する（４４）、
バルブ速度演算手段１３はこの結果に基づき開閉速度を
演算して、前者の場合には通常の比較的遅い速度で、ま
た後者の場合には比較的速い速度で混合バルブ３を駆動
する。

なお、ゲインには温度変化率をパラメータとした変数と
なるようにしてもよい。

第５図ではこの発明の他の実施例を示すものであり、第
４図における温度偏差の判定条件を省略している。具体
的には、第２図の条件判定手段１０６において、温度偏
差に関する判定を実行しないこととなる。

（発明の効果） この発明によれば、以上のように単位時間当たりの温度
変化率を監視してバルブ開閉速度を決定するゲインを変
化させることにより、ハンチングを生じさせずに安定し
た状態で目標温度により速く到達させることができる追
従性の良好な湯水混合制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る湯水混合制御装置の系
統図、第２図はこのこの発明の実施例に係る湯水混合制
御装置の要部説明図、第３図はこの発明の実施例に係る
湯水混合制御装置の動作の大略を説明するためのフロー
チャート、第４図はこの発明の実施例に係る湯水混合制
御装置の要部動作を説明するためのフローチャート、第
５図はこの発明の他の実施例に係る湯水混合制御装置の
動作を説明するためのフローチャートである。 図面において、ｌは給水配管、２は給湯配管。 ３は湯水混合バルブ、４は混合配管、５は止水バルブ、
６は温度検出手段、７は位置検出手段、８は温度設定手
段、９は操作ボタン、１０は主演算制御手段、１３はバ
ルブ速度演算手段、１４はバルブ駆動手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）湯及び水を所定の割合で混合して供給することが
   できる湯水混合バルブと、この混合バルブを予め定めた
   設定温度に対応するバルブ開度に向って駆動する駆動手
   段と、前記設定温度と出湯温度との偏差に基づきバルブ
   開閉速度を決定するバルブ速度演算手段とを備えた湯水
   混合制御装置において、 前記出湯温度の時間変化率が一定値以上である場合に前
   記バルブ速度演算手段のゲインを増大させる主演算制御
   手段を備えたことを特徴とする湯水混合制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   主演算制御手段は設定温度と出湯温度との前記偏差が一
   定値以上のときに前記バルブ速度演算手段のゲインを増
   大させる主演算制御手段を備えたことを特徴とする温水
   混合制御装置。