JPS6337410A - 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、バルブにより湯と水の混合割合を変えて湯
温の制御を行う渇水混合装置に係り、特に、そのバルブ
の開閉速度を混合した湯の湯温と設定さ・れた目標湯温
との偏差に応じて決定する渇水混合装置に関する。

（従来の技術） 渇水混合装置は１周知のように、湯と水の混合割合をバ
ルブにより制御して所定温度の湯をカラン等へ供給する
ものであるが、近年にあっては制御応答性の改善を目的
として、そのバルブの開閉速度を変えるものが提案され
ている。

この種のバルブの開閉速度が可変な渇水混合装置として
、従来、設定された目標の温度（目標湯温）と供給され
る湯の温度（実湯温）との偏差に応じて特定され得るバ
ルブ開閉速度の二種のデータを制御特性としてＲＯＭ等
の記憶装置に記憶し、バルブの開閉速度の変化率が即ち
利得を１つだけ限定し該利得の特性に従い前記偏差に応
じバルブ開閉速度を決定するよう構成されたものがある
。

（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
上述したようなバルブの開閉速度が可変な渇水混合装置
にあっては、バルブの開閉速度の利得の低いものを限定
した制御特性を選択するため、圧力変動時において偏差
が大きい場合十分大きな開閉速度が得られないので、実
湯温が目標湯温に到達するのに要する時間が長くなると
いう問題点があった。

一方、上述の問題点を解決するには、利得の傾きを変え
て高偏差域のバルブの開閉速度を大きくすることも考え
られるが、開閉速度を大きくすると目標温度に近い低偏
差域においても変化率が大きくなるため、実湯温が目標
湯温に対して変動するハンチングが生じやすくなるとい
う新たな問題が生じる。

この発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、圧力
変動時の偏差が所定値を超える時には利得の大きい制御
特性を選択しかつ所定時間保持して実湯温と目標温度と
の偏差に基づいて制御を行うが、所定時間経過後は通常
の利得の小さい制御特性を選択し、この制御特性に従い
偏差に応じてバルブの開閉速度を決定する渇水混合装置
を提供し、目標湯温への到達時間の短縮とともにハンチ
ングの発生の防止を図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、湯が供給される給湯管および水が供給され
る給水管を湯と水を混合する混合水管に接続し、給湯管
にそれぞれ湯および水の流量を調節可能な給湯バルブお
よび給水バルブを設け、これら給湯バルブおよび給水バ
ルブを、圧力変動発生時に前記混合水管内の湯温と目標
湯温との偏差に基づき決定されたバルブ開閉速度で駆動
して前記混合水管内の湯温を制御する渇水混合装置にお
いて、前記偏差に対するバルブ開閉速度の利得が異なる
複数の制御特性を記憶した記憶手段と、該記憶手段に記
憶された複数の制御特性から前記偏差に基づいて１つの
制御特性を選択する選択手段と、前記偏差が所定値を超
える時に前記選択手段に選択した制御特性を所定時間保
持させて該所定時間前記選択手段が他の制御特性を選択
することを禁止する保持手段と、前記選択手段により選
択された制御特性に従い前記偏差に基づいてバルブ開閉
速度を検索する速度決定手段と、を設けたことを要旨と
する。

（作用） この発明にかかる渇水混合装置によれば、複数の制御特
性の内から、偏差に応じて１つの制御特性を選択すると
ともに、利得の小さな制御特性を選択している時に圧力
変動が発生し偏差が所定値を超えると利得の大きな制御
特性を選択して所定時間保持し、該所定時間は他の制御
特性が選択されることは無い、したがって、偏差が大き
い場合に大きな開閉速度の制御特性を設定することが可
能となり、目標湯温への到達時間の短縮が図れ、また、
所定時間後、小さな利得のバルブ開閉速度制御特性が選
択される為、ハンチングの発生が防止できる。

（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１図から第４図は、この発明の一実施例にかかる渇水
混合装置を表し、第１図が全体構成図、第２図および第
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１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）と連動して
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（１
４）を経た水とを混合してカラン（ＩＳ）へ導く混合水
管、（１８）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、（１８）は目標湯温の設
定並びに装置の駆動・停止等の指令を行う操作器、（２
０）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（１９）の操作および温度セン
サ（１８）等の出力信号に基づいた制御を行う制御器、
（２１）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図に示すように実湯温（ＴＭ）
と目標湯温（ＴＯ）との偏差（Δｔ）に応じてバルブの
開閉速度（Ｒ）を特定可能ｔ２種の制御特性（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、選択手段、保持手段および速度決定手段に
相当する。

この渇水混合装置は、第２図および第３図のフローチャ
ートに示す一連の処理を実行して実湯温（ＴＭ　）の制
御を行う、なお、以下の説明を簡単にするため、目標湯
温（Ｔｏ）は３９．５　［”０）とする。

この制御は、第２図に示すメインルーチンを行う、すな
わち、まず、ステップＣＰ＋）において、フラグ（Ｆｌ
）（Ｆ２）等の初期値設定等の初期化を行い、次のステ
ップ（Ｆ２）で実湯温（ＴＭ　）を読み込み、続くステ
ップ（Ｆ３）で読み込んだ実湯温（ＴＭ　）を補正して
補正実湯温（ＴＭ　’）を算出する。この後、ステップ
（Ｆ４）において、補正実湯温（ＴＭ’）と目標湯温（
Ｔｏ）との偏差（ΔＴ）を算出し１、次のステップ（Ｆ
５）で後述するように偏差（ΔＴ）に基づいてバルブ開
閉速度（Ｒ）の制御特性（Ｋ）を選択する。なお、この
実施例では、第５図に示すように、制御特性（Ｋ）とし
て偏差（ΔＴ）に対するゲイン（利得）の大きな特性（
Ａ）とゲインの小さな特性（Ｂ）とから１つが選択され
、上記ステップ（Ｐ＋）では特性（Ｂ）゛が初期設定さ
れる。そして、この第２図に示されるステップ（Ｆ６）
で選択された制御特性（Ｋ）に基づいて偏差（ΔＴ）か
らバルブ開閉速度（Ｒ）をマツプ検索し、続くステップ
（Ｐ　７）の出力処理でバルブモータを駆動して給湯バ
ルブ（１３）と給水バルブ（１４）とを駆動する。

上記ステップ（Ｆ５）における制御特性（Ｋ）の選択は
、第３図に示す一連の処理も実行して行う。まず、ステ
ップ（Ｑ　＋）において、フラグ（Ｆｌ）が１であるか
否かを判断し、フラグ（Ｆｌ）が１であればステップ（
Ｑ７）へ進み、フラグ（Ｆｌ）が０であればステップ（
Ｑ２）へ進む、このフラグ（Ｆｌ）は、後述するように
実湯温（ＴＭ　）と目標湯温（Ｔｏ）との偏差（ΔＴ）
が所定値（例えば、　０．５　［”０］　）より小さい
状態が一定時間（ｔｏ）継続した時（以下、安定出湯状
態と称す）にＯが設定され、前述したステップ（Ｐｌ）
の初期設定では１が設定される。ステップ（Ｑ２）１は
、フラグ（Ｆ２）が１であるか否かを判断し、フラグ（
Ｆ２）が１であればステップ（Ｑｕ）へ進み、フラグ（
Ｆ２）が０であればステップ（Ｑ３）へ進む。

このフラグ（Ｆ２）は、ステップ（Ｐ＋）の初期設定で
は０が設定されるが、後述するように他のバルブの開閉
による圧力変動に起因して実湯温（ＴＭ）と目標湯温（
Ｔｏ）との偏差（ΔＴ）（ΔＴ＝ＴＭ−ＴＯ）の絶対値
（１ΔＴｌ）が所定値（例えば、２［℃］）を超えた場
合等に１が設定される。ステップ（Ｑ３）においては、
上述の偏差の絶対値（１ΔＴｌ）が２［℃］を超えてい
るか否かを判別する。そして、このステップ（Ｑ３）で
、絶対値（１ΔＴｌ）が２［℃］以下であると判断され
ると再度一連の処理を繰り返し実行し、また、絶対値（
ＩΔＴｌ）が２［℃］を超えていると判断されると・続
くステップ（Ｑ　４）　（Ｑ　ｓ）　（Ｑ　ａ）び処理
を行う、ステップ（Ｑ４）ではフラグ（Ｆ２）に１を設
定し、また、ステップ（Ｑ　ｓ）　Ｔは制御特性（Ｋ）
に大きなゲインのＡを設定し、さらに、ステップ（Ｑ６
）ではゲインアップタイマ（Ｕｐ）をリセットして所定
時間（ＴＡ　）の計時を開始する。すなわち、他のバル
ブの開閉による圧力変動に起因して、実湯温（ＴＭ　）
が目標湯温（Ｔｏ）に対して大きく変動した場合、フラ
グ（Ｆ２）に１が設定され、また、制御特性（Ｋ）に大
きなゲインの特性（Ａ）が設定され、さらに、ゲインア
ップタイマ（Ｕｐ）が作動して、この特性（Ａ）を維持
する時間（ＴＡ　）を計時する。したがって、バルブの
開閉速度（Ｒ）は後の出力処理゛で所定時間（ＴＡ　）
の間大きな速度が設定され、飛び上りを生じること無く
実湯温（ＴＭ）を速やかに目標湯温（ＴＯ）へ収束させ
ることができる。

ステップ（Ｑ７）においては、偏差の絶対値（１ΔＴｌ
）が微小の所定値（例えば、０．５［℃］）以下か否か
、換言すれば実湯温（ＴＭ　）が目標湯温（ＴＯ）に到
達したか否かを判断し、絶対値（１ΔＴｌ）が０．５　
［”Ｏ］を超えていると判断されるとステップ（Ｑ８）
で安定タイマ（Ｓｔ）をリセットして所定時間の計時を
開始し、また、絶対値（ＩΔＴｌ）が０．５　［”Ｏ］
以下であると判断されるとステップ（Ｑ９）で安定タイ
マ（Ｓｔ）が計時を完了したか否かを判断する。このス
テップ（Ｑ９）において、安定タイマ（Ｓｔ）が計時を
完了していると判断されると次のステップ（Ｑ　＋ｏ　
）でフラグ（Ｆｌ）にＯを設定し、また、安定タイマ（
Ｓｔ）が計時を未完了であると判断されると再度一連の
処理を繰り返し実行する。すなわち、実湯温（ＴＭ　）
が目標湯温（Ｔｏ）に到達した状態が安定タイマ（Ｓｔ
）に設定された時間継続すると、安定出湯状態にあると
判別されてフラグ（Ｆｌ）にＯが設定される。

ステップ（Ｑｕ）においては、ゲインアップタイマ（Ｕ
ｐ）が計時を完了した否かを判別する。このステー２プ
（Ｑｏ）では、計時が未完了であると判断されると再度
一連の処理を繰り返し実行するが、計時が完了したと判
断されるとステップ（Ｑ　１２　）　　（Ｑ　１３　）
　　（Ｑ　＋４　）　　（Ｑ　＋ｓ　）でフラグ（Ｆｌ
）に１を設定するとともフラグ（Ｆ２）に０を設定し、
また、制御特性（Ｋ）にゲインの小さいＢを設定し、さ
らに、安定タイマ（Ｓｔ）をリセットして計時を開始す
る。したがって、ゲインの大きな特性（Ａ）を所定時間
（Ｔａ）！！持した後には、ゲインの小さな特性（Ｂ）
が設定されるため、バルブ開閉速度（Ｒ）が小さくなり
ハンチングを生じることも無い。

このように、この実施例にかかる渇水混合装置は、カラ
ン（１８）から出湯中において圧力変動等により偏差（
Δｔ）が大きい場合には、大きな利得の制御特性（Ａ）
を選択してこれを所定時間保持するため、第４図に示す
ように、圧力変動時すなわち偏差（ΔＴ）が２［℃］を
超えた時から所定時間（ＴＡ　）の間はバルブ（１３）
　、（１４）に大きな開閉速度（Ｒ）が設定され、ハン
チングを生じること無く実油温（ＴＭ　）を速めかに目
標湯温（ＴＯ）へ到達させることができる。

なお、上述した実施例では、−次回数的な制御特性（Ａ
）、ＣＢ）を採用するが、二次あるいは三次函数的な制
御特性も設定できることは言うまでも無く、また、制御
器（２０）はワンチップマイコンによること無く通常の
回路で専用的に構成することも可婆であることは言うま
でも無い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明にかかる渇水混合装
置によれば、他のバルブの開閉による圧力変動に起因し
て実湯温と目標湯温との偏差が所定値を超えると、所定
時間の間大きな開閉速度でバルブを駆動するため、速や
かに目標湯温へ到達させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図はこの発明の一実施例にかかる渇水混
合装置を示し、第１図が全体構成図、第２図および第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。 １１・・・・・・給湯管　　　　　１２・・・・・・給
水管１３・・・・・・給湯バルブ　　　１４・・・・・
・給水バルブ１５・・・・・・混合水管　　　　１６・
・・・・・カラン１８・・・・・・温度センサ　　　１
９・・・・・・操作器２０・・・・・・制御器（記憶手
段、選択手段、保持手段） ２１・・・・・・駆動器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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軸で駆動するかあるいは
   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を可能にした混合水管と、この混
   合水管内の湯温を検出する温度検出手段と、この温度検
   出手段の検出温度と目標温度との偏差に基づき一定の制
   御特性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渇水混合装置において、 前記偏差に対するバルブ開閉速度の利得が異なる複数の
   制御特性を記憶した記憶手段と、 該記憶手段に記憶された複数の制御特性から前記偏差に
   基づいて１つの制御特性を選択する選択手段と、 前記偏差が所定値を超える時に前記選択手段が選択した
   制御特性を所定時間保持させて該所定時間前記選択手段
   が他の制御特性を選択することを禁止する保持手段と、 前記選択手段により選択された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速度決定手段と、 を備えることを特徴とする湯水混合装置。