JPS62123510A - 湯水混合バルブ装置 - 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】 （産業上の利用性ｒｒ） 未発明は、所定温度の湯と木とを連動するバルブを介し
て混合し、制御手段を用いてその混合割合を制御し所９
の所定温度の湯をカランに供給し闇！）る湯水混合バル
ブ装置に係り、特に当該制御手段における改善に関する
。

（従来の技術） 所定温度の湯の通過量、を制御する給湯バルブ及びこの
給湯バルブと連動し木の通過量を制御する給水バルブを
備え、各バルブを通過する湯並びに水を混合水管で混合
し、その混合割合を制御することにより、設定１段によ
って定めた所定温度の湯をカランに供給する装置は各種
知られている。

この場合、設定温度とカランへ供給する７μの温度（以
下、「実温度］とする）との差が大きい場合には、設定
温度への到達を速めるべく前述のバルブの開閉速度を高
める。このような状態は、カランから初めて湯を出そう
とする時点での、いわゆるコールドスタートｕ＋に顕著
である。

この種の制御を実行する従来の制御手段のバルブ開閉速
度制御ユニットは、例えば第７図に示すようである。す
なわち、ユニットは、混合水管内の実温度（Ｔ＾）を検
出する湯温検出手段（７１）、所望の湯温（ＴＯ）を設
定するための湯温設定手段（７２）、湯温検出手段（７
１）の検出した実温度（〒八）と湯温設定手段（７２）
の設定温度（Ｔｏ）との差（Δ↑）を演′σする比較手
段（７３）、比較手段（７３）の出力（ΔＴ）に応じて
メモリ（ＲＯＭ）（７５）からの読出しを行うためのア
ドレスを発生するメモリ制御手段（７４）、及び前述の
ＲＯＭ　（７５）などを備えている。

ＲＯＭ　（７５）は１例えば第８図に示すような実温度
（丁＾）と設定温度（ＴＯ）との温度差（６丁）に応じ
て決定されるバルブの開閉作動速度（Ｒ）に関する４１
Ｆ性曲線（８０）を記憶している。すなわち、制御手段
は、設定温度（ＴＯ）と実温度（丁＾）との温度差（６
丁）に応じて、メモリ（７５）からバルブの開閉作動速
度（Ｒ）を順次読出し、第８図の特性曲線（８０）のよ
うに制御する。この場合、温度差（６丁）がある（ｔ／
１（ａ）より大きいときは、バルブ作動速度（Ｒ）は１
−限速度（Ｒ＼１）で応答し、温度差（ΔＴ）がこの値
（ａ）より小さくなるとバルブ作動速度（Ｒ）も次第に
小さくなる。

（発明が解決しようとする問題点） この第８図のような特性曲線（８０）を有する制御−Ｌ
段によれば、ト限速度（Ｒ〜（）を相当の値に設定して
おくと温度差ΔＴ＝ａ以下での応答かにぶくなり２　ま
た１−限速度（Ｒｙ　）を充分高いものとすると温度差
（ａ）以下での応答は迅速なものとなるが、設定温度を
大きく４−回るオーバシュートや、下回るアンダシュー
トを引き起こし、ひいてはこれらの変動を縁付えすハン
チングが生じ易くなる。このハンチングを防１トするた
め、第７図の構成にハンチング検知手段（７６）を設け
、ＲＯＭ　（７５）に第９図に示すような２種類の特性
曲線（９０）　、（９１）を記憶させておくものが提案
されている。これは、ハンチングが生じた場合にバルブ
の作動速度の変化率を小さくするように、ＲＯＭ（７５
）の特性曲線を曲線（９０）から曲線（９１）に切換え
るようにしたものである。しかし、この制御は、ハンチ
ングが生じてからの対応であり、オーバシュート並びに
アンダシュートを最小とし、又はハンチングを防ＩＩ−
するものではなかった。

従って、この発明は、以上の従来技術の欠点を除去しよ
うとして成されたものであり、オーバシュート並びにア
ンダシュートを最小とし、又はハンチングを未然に防止
し得る湯水混合バルブ装置を提供することを目的つする
。

（問題点を解決するための手段並びに作用）この目的を
達成するため、本発明によれば、制御手段の特性曲線を
少なくとも２種類設け、特定の温度差でバルブの作動速
度を線速度から急速度へ移行するようにする。このよう
な構成とすることにより、設定温度への接近を急速度特
性により迅速なものとし、またオーバシュート又はアン
ダシュートの可能性のある場合は線速度特性によりこれ
らを抑制するようにすることができる。

例えば、本発明の実施例に係る湯水混合バルブ装置によ
れば、所定温度の湯の通過量を制御する給湯バルブ（３
）と、この給湯バルブ（３）と連動し水の通過ｒ鼓を制
御する給水バルブ（４）と、前記給湯バルブ（３）を通
過する所定ｚヨの湯と前記給水バルブ（４）を通過する
所定付の木とを混合してカラン（６）へ導く混合水管（
５）と、この混合水管（５）内の湯温及び流埴をそれ≠
れ検出する温度検出手段（８）及び流に検出手段（７）
と、この温度検出手段（８）の検出温度（丁Ａ　）と希
望する設定温度（Ｔｏ）との温度差（６丁）に基づき一
定の特性曲線に従って前記給湯バルブ（３）及び前記給
水バルブ（４）の開閉速度を決定するバルブ開閉速度制
御ユニットを有する制御手段とを備え、前記制御手段の
バルブ開閉制御ユニットは、少なくとも２つの特性曲線
（Ａ）、（Ｂ）を有し、前記温度差（６丁）が特定の切
換温度（ａ、）を越えるときに、前記給湯バルブ（３）
並びに１１１記給水バルブ（４）の開閉速度（Ｒ）を決
定する一方の特性面！ａ　（Ｂ）から他方の特性曲線（
Ａ）へ移行するように制御する。

また、本発明の実施例に係る湯水混合バルブ装置によれ
ば、前記制御手段のバルブ開閉速度制御ユニットは、使
用開始直後のコールドスタート時に作動するようにする
。

更に、本発明の実施例に係る湯水混合バルブ装置によれ
ば、前記制御手段の前記バルブ開閉速度制御ユニー／　
トが有する前記一方の特性曲線は線速度曲線（Ｂ）であ
り、前記他方の特性曲線は急速度曲線（Ａ）であるよう
にする。

（実施例） 以ド、添付図面に従って本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図は本発明の実施例に係る湯水混合バルブ装置の全
体的構成を示す９図において、（１）は所定温度の湯を
供給するための給湯管、（２）は水を供給するための給
水管、（３）は給湯ｔｒ？（１）により供給される湯の
通過場を制御する給湯バルブ、（４）はこの給湯バルブ
（３）と連動し給水管（２）により供給される水の通過
清を制御する給水バルブ、（５）は給湯バルブ（３）を
通過する所定量の湯と給水バルブ（４）を通過する所定
量の水とを混合してカラン（６）へ導く混合水管、（６
）は希望温度の湯を出すカラン、（７）は混合水管（５
）を流れる混合水の魔縫を計にする流量センサ、（８）
は混合水管（５）を流れる混合水管の温度を計量するサ
ーモスタットなどの温度センサ、（９）は装置をオンオ
フしまた供給を希望する湯の温度並びに量を設定するな
どの操作を行う操作設定手段、（１０）は操作設定手段
（９）の設定内容に基づき２つのバルブ（３）、（４）
を開閉作動させる開閉作動指令信号（ＣＣ）を形成する
演算制御手段、（１１）は演算制御手段（１０）の指令
信号（ＣＧ）によりバルブ（３）、（４）を駆動する駆
動回路や駆動用モータを含む駆動手段である。

すなわち、この実施例によれば、流量センサ（７）及び
温度センサ（８）の検出信号に基づき、演算制御手段（
１０）は、カラン（６）において設定量及び設定温度の
湯が得られるように指令信号（ＣＣ）を形成し、駆動手
段（１１）を介してバルブ（３）、（４）を作動させる
。従って、演算制御手段（ｌＯ）は、Ｉｉ、量制御ユニ
ットと、給湯温度を制御するためにバルブの開閉速度を
制御するバルブ開閉速度制御ユニットとを有する。本発
明は後者に係るものであり、本発明の実施例に係るバル
ブ開閉速度制御ユニットは例えば第２図に示すようであ
る０図において、（２１）は前述の温度センサ（８）を
含み実温度（ＴＡ　）に対応する電気信号を形成する湯
温検出手段、（２２）は前述の操作設定手段（３）のう
ち希望する湯の温度に対応する電気信号（ＴＯ）を形成
する湯温−没定手段、（２３）は湯温検出手段（２１）
及び湯温設定ｐ段（２２）の各出力信号（ＴＡ　）　、
（Ｔｏ）の差をｒｉｉ算し実温度（ＴＡ）と設定温度（
丁０）との差温度（６丁）に対応する電気信号を形成す
る比較手段、（２４）は１■Ｉ記温度差（６丁）が一定
値（ａ）より大きいか小さいかをＩ断じ後述のメモリの
内容を切換えるための切換信号（ＳＷ）を形成する切換
指令手段、（２５）は切換指令手段（２４）の切換温度
（ａ）を設定する切換温度設定手段、（２７）は信号（
ΔＴ）、（ＳＷ）に基づいてメモリ（ＲＯＭ）　（２Ｂ
）から読出す内容を決定し所定のアドレスを発生させる
メモリ制御手段、（２８）はバルブ（３）、（４）を駆
動するため、第３図で示す急速度特性曲線（Ａ）及び線
速度特性曲線（Ｂ）を記憶しているメモリである。

以ｌ―の構成要素のうち重要なものを更に詳述する。！
、７］換指令手段（２４）は、温度差信号（ΔＴ）をそ
のまま通過させるが、これに併せて温度差（ΔＴ）が切
換温度設定値（ａ）を越えているかどうかを監視し、Δ
Ｔｅａである場合には、切換信号（Ｓ−）を送出する。

この切換信号（ＳＷ）の発生する前は、第３図の変化率
の小さい線速度特性曲線（Ｂ）に対応するデータをＲＯ
Ｍ　（２８）から読出し、相当する制御を実行する。ま
た、切換信号（ＳＷ）の発生後は、第３図の変化率の大
きい急速度特性曲線（Ａ）に切換え、対応するデータを
ＲＯＭ　（２８）から読出し、和尚する制御を実行する
。この場合、メモリ制御手段（２７）が指令するアドレ
スの順番は定まっており、第３図の曲線（Ａ）、（Ｂ）
七の矢印方向で且つ対応する番号（１）〜（８）の順序
となる。なお、温度差（ΔＴ）が設定温度（Ｔｏ）に対
して±０．５℃の間にあるときは許容範囲であるとして
バルブを駆動するための信号（ＣＣ）は形成しない、す
なわち、この領域は不感帯である。また、温度差（６丁
）のこのような切換温度（ａ）は例えば±３℃とする。

次に、以上の実施例の動作を説明する。ただし、以下の
説明では、特性曲線の移行温度差（ａ）は３℃であると
する。

使用に際し、設定温度（Ｔｏ）を４３℃にしたとし、ま
た給湯初期のコールドスタート時の実温度（ＴＡ）は２
０℃であったとする。このように、コールドスタート時
に設定温度（ＴＯ）と実温度（ＴＡ）との差温度（ΔＴ
）（＝２３℃）は大きく、ΔＴ＞３℃で切換温度ａ（＝
３℃）であるため、メモリ制御手段（２７）は、メモリ
（２８）からの読出しが第３図の特性曲線の部分（１）
　”（２）　＝ｏ（３）に沿ってバルブ作動速度（Ｒ）
を速め、湯量を増大させるようにする。この間に実温度
（ＴＡ）は設定温度（Ｔｏ）に向かってト昇するため、
これに迅速に対応させオーバシュートを小さくすべく特
性曲線（Ａ）の部分（４）に沿ってバルブ作動速度を低
下させる。この結果、実温度（ＴＡ）が設定温度（ＴＯ
）を上回ってしまった場合には、第３象現の特性曲線（
Ａ）、（Ｂ）の部分（５）　−（１３）　＝Ｉ（７）瞬
（８）に沿って制御が実行される。以上のような制御を
簡略化して示せば、第４図のフローチャートに示すよう
である。

第５図は、以上のような制御による実温度（ＴＡ　）の
時間（１）に対する変化を示すものであり、時間軸（１
）の下に対応する制御特性曲線（Ａ）。

（Ｂ）の別を示しである。すなわち、スタート直後に、
バルブ作動は線速度特性曲線（Ｂ）から急速度特性曲線
（Ａ）に移行し、給湯バルブ（３）が急速に開き給水バ
ルブ（４）が閉まり、実温度（ＴＡ）は急速に上昇する
。このため、若干のオーバシュートが生ずるが、この温
度上昇に伴って制御手段（１１）は急速度特性曲線（Ａ
）の部分（４）をたどるように制御し、給湯バルブ（３
）は急速に閉じられる。この段階で実温度（ＴＡ）が設
定温度（Ｔｏ）を下回ると、制御は線速度特性曲線（Ｂ
）に移行し、アンダーシュートを大きくしないようにす
る。アンダーシュートから設定温度（Ｔｏ）へ向かう場
合は再度急速特性曲線（Ａ）により制御しく曲線部分（
８）　）　、これに伴い実温度（ＴＡ）が設定温度（〒
０）を１−回ると線速度特性曲線（Ｂ）に移行する（曲
線部分（１）　）　、同様の制御を繰返す内に実温度（
ＴＡ）は設定温度（Ｔｏ）に近付き、実温度（ＴＡ）が
設定温度（Ｔｏ）±０．５℃となったとき、制御を停止
する。

本発明は、以上の実施例及び変形例に限定されるもので
なく、本発明の技術的範囲内において、各種の他の実施
例態様及び変形態様が可能であり、また同等の構成要素
の交換が可能であることは、当業者にとって明らかであ
る０例えば、以りの実施例では、傾斜の異なる２つの特
性面！ａ（Ａ）　。

（Ｂ）を用いたが、第６図に示すように、互いに平行な
特性曲線（Ｃ）、（Ｄ）を用いてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、以上のように制御手段のバルブ速度制
御ユニー／　）に、線速度及び急速度の２種類の特性曲
線を備え、設定温度を実温度が越える場合には線速度制
御とし、また温度差が一定の切換温度を越える場合には
急速度制御に移行するようにすることにより、オーバシ
ュート並びにアンダシュートを最小とし、またハンチン
グを未然に防＋）−り得る湯水混合バルブ装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体系統図、第２図はこの発
明の実施例の要部系統図、第３図は発明の実施例のメモ
リの構成図、第４図はこの発明の実施例の動作を説明す
るためのフローチャート。 第５図はこの発明の実施例の動作を説明するための特性
図、第６図は本発明の他の実施例のメモリ構成図、第７
図乃至第９図は従来装置の説明図である。 尚、図面中、（３）は給湯バルブ、（４）は給水バルブ
、（５）は混合水管、（８）はカラン、（７）は流縫検
出手段、（８）は温度検出手段、（９）は操作設定手段
、（１０）は演算制御手段である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定温度の湯の通過量を制御する給湯バルブと水
   の通過量を制御する給水バルブとを１軸で駆動するかも
   しくはそれぞれ連動して２軸で駆動する駆動手段と、前
   記給湯バルブを通過する所定量の湯と前記給水バルブを
   通過する所定量の水とを混合してカランへ導く混合水管
   と、この混合水管内の湯温及び流量をそれぞれ検出する
   温度検出手段及び流量検出手段と、この温度検出手段の
   検出温度と希望する設定温度との温度差に基づき一定の
   特性曲線に従って前記給湯バルブ及び前記給水バルブの
   開閉速度を決定するバルブ開閉速度制御ユニットを有す
   る制御手段とを備えた湯水混合バルブ装置において、 前記制御手段のバルブ開閉制御ユニットは、少なくとも
   ２つの特性曲線を有し、前記温度差が特定の切換温度を
   越えるときに、前記給湯バルブ並びに前記給水バルブの
   開閉速度を決定する一方の特性曲線から他方の特性曲線
   へ移行するように制御することを特徴とする湯水混合バ
   ルブ装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   制御手段のバルブ開閉速度制御ユニットは、使用開始直
   後のコールドスタート時に作動するようにしたことを特
   徴とする湯水混合バルブ装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   制御手段の前記バルブ開閉速度制御ユニットが有する前
   記一方の特性曲線は線速度曲線であり、前記他方の特性
   曲線は急速度曲線であることを特徴とする湯水混合バル
   ブ装置。