JPH02267609A - 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 この発明は湯と水とを混合し、シャワーあるいは洗面も
しくは浴槽への湯張り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 従来の湯水混合制御装置は例えば特開昭６１−１１２８
７９号公報に示される様に第４図の構成になっていた。

まず従来の構成を第４図より説明する。

第４図で水側配管１の途中に水側弁２が取り付けられ、
又湯側配管３の途中に湯側弁４とが取りつけられ、水側
弁２は水側駆動部５（例えばステッピングモーターなど
）で、又湯側弁４は湯側駆動部６で弁開度量を調節する
。水側配管１と湯側配管３とは合流し混合配管７となる
。混合配管７の途中に湯温検出手段８が設けられ、更に
シャワー９等へ接続される。？ｉｋ温検小検出手段８力
信号は制御部１０に入力され、又水側駆動部５及び湯側
駆動部６に駆動信号を出力する。

次に従来例の構成の動作を説明する。第５図は湯温検出
手段８の出力信号を水側駆動部５あるいは湯側駆動部６
の付勢量との関係を示す、第６圀は制御部の動作を示す
フローチャートである。

ます湯温値を設定した後水側駆動部５により水側弁２を
初期位置迄開く。次に湯側駆動部６を介し湯側弁４を開
き湯と水とを混合する。そして湯温検出手段８により混
合湯温を検出し制御部１０で設定温度と比較する。設定
温度と出湯温度との温度差が０．５°Ｃの許容範囲値よ
り大きい場合、温度偏差の絶対値に比例した速度で水側
弁２を開方向もしくは開方向に弁開度調節を行なう。温
度偏差が±０．５°Ｃの許容範囲内に入いれば水側弁２
の駆動を停止する。

発明が解決しようとする課題 一度給湯した後次使用する迄の時間が長いと湯側配管３
中の湯温が設定温度近傍迄低下する。例えば設定温度が
４０°Ｃで、湯側配管３中の湯温が本来８０°Ｃ位であ
るのが４０’Ｃだったとする。給湯開始後、出湯温度が
設定値に達した時湯側弁４は全開で、水側弁２は全閉で
ある。この状態で湯側配管３中の低温湯が出つくすと本
来の８０°Ｃの湯が供給され始める。水側弁２は全開で
、湯側弁４が全開であるために設定温度よりはるかに高
い温度の湯がでる。湯温検出手段８で出湯温度が設定温
度より高くなったのを検出すると第５図の特性図に従い
水側弁２は開方向へ、又湯側弁４は閉方向に駆動される
。従って設定温度の湯をつくる弁位置に達する迄にかな
りの高いオーバーシュートを生じる。

又、水側弁２の全閉位置は締切精度をよくするために多
少の遊びをとってあり、開は始めて水が出る迄多少遅れ
がある。このためますますオーバーシュートが大きくな
る。

利用者がシャワー等を利用し設定温度近傍の湯が出てい
る時に、突然前述のような高い温度の湯が出てくると非
常に危険であり、火傷をしたりなど人体生命に多大な影
響をもたらす。本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、大きいオーバーシュートを生じることなく、素速く
設定温度に整定させる湯水混合制御装置を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために湯水量の混合比率
を調節する混合手段と、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、温度偏差を
求める偏差演算手段と、偏差の変化勾配を検出する偏差
変化勾配検出手段と、前記混合手段に供給される湯温か
安定したか否かを判定する定常状態検出手段と、前記混
合手段への付勢量と温度偏差との関係を制御規則として
記憶する第１の制御規則記憶手段と、第２の制御規則記
憶手段と、第１あるいは第２の制御規則記憶手段を切り
かえる切換手段と、温度偏差信号と前記第１あるいは第
２の制御規則記憶手段の出力信号とから前記混合手段の
付勢量を求める制御推論手段と、混合流量を検出する流
量検出手段と、前記混合手段の位置を検出する位置検出
手段と、前記混合手段の開度を求める開度演算手段と、
混合流量と開度量とから供給流量を求める供給湯量演算
手段と、死水が出つくしたか否かを判定する死水量判定
手段と、死水量を学習し記憶する死水量記憶手段とから
なる。

作用 本発明は湯水混合制御装置は上記構成により、混合手段
に接続された湯側配管中の死水量を学習し記憶すること
によって湯を使用した後、長時間経過して再使用する場
合、まず混合手段は死水を早く出湯しつくす様に湯側を
全開にし、更に出湯量が学習した死水量近傍に達すると
第１の制御規則と温度偏差とから推論し最適な操作量を
求め、混合手段を最適な混合比率の位置へ駆動すること
により出湯温度のオーバーシュートを防止している。

実施例 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

まず本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の湯水混合制御装置のシステム図である
。第４図と同相当物には同一番号を付している。１１は
混合手段で湯水量の混合比率を調節する。混合手段１１
は水量、湯量を調節する水側弁、湯側弁が一軸上に配置
され１つの駆動手段（例えばステッピングモーター）で
混合比率を調節する場合、及び水側弁及び湯側弁が各々
独立した駆動手段で駆動され混合比率を１！節する場合
も含む。

１２は流量検出手段で混合流量を検出する。１３は流量
調節手段で混合湯の出湯及び停止あるいは流量調節を行
なう。流量ｉｊＪ節手段１３は流路切換機能もありシャ
ワー９あるいはカラン１４に流路を切りかえることがで
きる。１６は操作手段で、利用者による混合湯をカラン
１４もしくはシャワー９からの出湯指示あるいは混合湯
温の設定指示や混合流量の設定指示などを制御部１０に
出力する。

制御部１０に関し第２図に本発明の一実施例を示す。１
７は湯温設定手段で混合湯温を設定し、その出力部は湯
温検出手段８と共に偏差演算手段１８に人力される。偏
差演算手段１８では温度偏差を求める。１９は偏差変化
勾配検出手段で検出した温度偏差より変化勾配を求める
。２０は定常状態検出手段で温度偏差信号から混合手段
１１に安定的に高温の湯を供給されているか否かを判定
する。２１は位置検出手段で混合手段１１の位置を検出
する０例えば混合手段１１がステッピングモーターで駆
動されている場合ステッピングモーターに印加されたパ
ルス数によって位置を検出したり、あるいは混合手段１
１の湯水量を調節する湯側弁あるいは水側弁を取り付け
ている弁軸にポテンショメーターなどを設は抵抗値もし
くは電圧レベルから位置を検出する。２２は開度演算手
段で位置検出手段２１より得た信号で湯側開度量を求め
る。２３は供給湯量演算手段で求めた湯側開度量と流量
検出手段１２の信号とから湯側配管３中の湯量を求める
。２４は死水量判定手段で偏差変化勾配検出手段１９と
供給湯量演算手段２３とから湯側配管３中の低温湯の湯
量を求め死水量記憶手段２５に出力すると共に、学習し
求めた低温湯量だけ湯側配管３中の低温湯が出つくした
か否かを判定し切換手段２６に出力する０次に第１の制
御規則記憶手段２７と第２の制御規則記憶手段２日とが
切換手段２６に接続され定常状態検出手段２０と死水量
判定手段２５との信号によって切りかえられる。２９は
制御推論手段で温度偏差信号と第１あるいは第２の制御
規則記憶手段２７．２８の制御規則とからファジィ推論
し混合手段１１の操作量を求め出力する。

次に本発明の構成の動作を説明する。第３図に動作フロ
ーチャートを示す。

出湯開始指示が操作手段１６から出力されたならば、ま
ず給湯機から混合手段１１迄の湯側配管３中の湯量を学
習し求める。まず混合手段１１の現在の位置を位置検出
手段２１によって求める０次に開度演算手段２２によっ
て湯側開度量を求める。又、流量検出手段１２によって
求めた混合流量Ｑ。と湯側開度ＣＨ及び全開度量りとか
ら供給湯量Ｑ、を次式から求める。　　ＱＨ＝　（ＬＨ
／Ｌ）　　・Ｑ０出湯開始より前述の式から求めた湯量
を積算する。長時開場を使用しなかった場合混合手段１
１により湯水量の混合比率を調節しても出湯温度は設定
温度に達せず、かつ温度偏差の変化勾配は平坦であり、
このことにより湯側配管３中の湯温は本来の給湯機から
送られる温度ではなく低温状態であることがわかる。以
上の方法により湯側配管３中の湯温が低温状態であるこ
とを検出し、かつ供給湯量を積算する。

湯側配管３中の低温湯が出つくすと本来の高温湯が送ら
れてくる。即ち湯温検出手段８により検出した湯温信号
が偏差変化勾配検出手段１９を介し変化勾配として検出
する。この湯温度化を検出すると湯側配管３中の湯量、
即ち死水量が求まるので記憶する。従って死水量測定手
段２４によって記憶している死水量だけの低温湯が出つ
くしたならば切換手段２６を介し第１の制御規則に切り
かえる。

さらに温度偏差信号と第１の制御規則とから推論し混合
手段１１の操作量を求め出力する。

設定温度に出湯温度が達したならば定常状態検出手段２
０の信号により第２の制御規則に切りかえる。混合手段
１１への供給湯温が本来の温度に戻ったならば第２の制
御Ｂ規則で混合手段１１の操作量を求め常に設定温度に
維持するように混合比率を調節する。

このようにして湯側配管３中の混合手段ｌｌ迄の湯量を
求めることによって、死水状態を検出した場合混合手段
１１の湯側を大きく開は求めた量だけ速く死水、即ち低
温湯を出湯させ本来の高温湯を供給できるようにする。

従って利用者は速く適温の湯を使用できる。

発明の効果 以上のように本発明はまず混合手段の現在の位置を検出
し２を量検出手段が求めた混合湯量とから湯側配管中の
流量を求め本来の高温湯が供給されてくる迄積算しこの
学習した結果を記憶することによって、湯を長時間経過
した後再び使用する場合混合手段の湯側を大きく開は学
習した湯量だけ速く出湯させ、出湯しつくしたのを偏差
の変化勾配より検出し第１の制御規則記憶手段の第１の
制御規則と偏差演算手段で求めた温度偏差信号とから混
合手段の操作量を推論し前記混合手段による混合比率を
調整しその後第２の制御規則記憶手段に切りかえて混合
比率を調節することによって、出湯開始時死水状態であ
ることを検出したならば学習した湯量だけ速く出湯させ
利用者が所望する温度の湯を速く供給することができ、
かつ死水出湯後も混合湯温にオーバーシュートを生じる
ことなくきわめて使い勝手が向上している。

【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システ
ム図、第２図は同装置の制御部のブロック図、第３図は
同装置の動作を示すフローチャート図、第４図は従来の
湯水混合装置のシステム図、第５図は第４図の装置の特
性図、第６図は第４図の装置の動作を示すフローチャー
ト図である。 ８・・・・・・湯温検出手段、１１・・・・・・混合手
段、１２・・・・・・流量検出手段、１７・・・・・・
湯温設定手段、１８・・・・・・偏差演算手段、１９・
・・・・・偏差変化勾配検出手段、２０・・・・・・定
常状態検出手段、２１・・・・・・位置検出手段、２２
・・−・・・開度演算手段、２３・・・・・・供給湯量
演算手段、２４・・・・・・死水量測定手段、２５・・
・・・・死水量記憶手段、２６・・・・・・切換手段、
２７・・・・・・第１の制御規則記憶手段、２８・・・
・・・第２の制御規則記憶手段、２９・・・・・・制御
推論手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 湯と水との混合比率を調節する混合手段と、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演算手段と、前記偏差演算手段より
   温度偏差の変化勾配を求める偏差変化勾配検出手段と、
   前記混合手段に供給される湯温が安定したか否かを判定
   する定常状態検出手段と、前記混合手段に供給される湯
   温の変化勾配が大きい場合の温度偏差と前記混合手段の
   付勢量との関係を制御規則として記憶する第１の制御規
   則記憶手段と、前記混合手段へ供給される湯温が安定し
   ている場合の温度偏差と前記混合手段の付勢量との関係
   を制御規則として記憶する第２の制御規則記憶手段と、
   前記死水完了検出手段あるいは前記定常状態検出手段の
   出力信号で前記第１の制御規則記憶手段あるいは前記第
   ２の制御規則記憶手段に切りかえる切換手段と、前記偏
   差演算手段及び前記第１の制御規則記憶手段あるいは前
   記第２の制御規則記憶手段との出力信号とから前記混合
   手段の付勢量を推論する制御推論手段と、前記混合手段
   から出湯される混合流量を検出する流量検出手段と、前
   記混合手段の位置を検出する位置検出手段と、前記位置
   検出手段の出力信号より前記混合手段の湯側開度を求め
   る開度演算手段と、前記流量検出手段と前記開度演算手
   段との出力信号から供給湯量を求める供給湯量演算手段
   と、前記偏差変化勾配検出手段と前記供給湯量演算手段
   とから湯側配管中の死水が出湯しつくしたか否かを判定
   する死水量判定手段と、前記死水量判定手段で得た死水
   量を記憶する死水量記憶手段とからなる湯水混合制御装
   置。