JP2827352B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は湯と水の混合比率を調整し最適な混合湯温を
得ると共に混合流量に変化をつけた湯水混合制御装置に
関するものである。

従来の技術 従来この種の湯水混合装置は第５図に示すようなもの
があった。

第５図において、１は湯流路、２は水流路であり、各
流路に関連して自動調圧弁３が設けられている。自動調
圧弁３は、湯流路１の１次圧力PH1を減圧する湯側弁体
４、湯側弁座５と、水流路２の１次圧力PC1を減圧する
水側弁体６、水側弁座７と、湯側弁体４と水側弁体６を
連結する弁軸８と、湯と水の減圧後の１次圧PH1,PC1の
圧力差で動作するピストン９とで構成されており、湯ま
たは水の圧力が急変してもその圧力で自動調圧弁３が移
動し、湯と水の２次圧PH2とPC2とが常に等しく保たれる
ように作用する。湯と水の混合比はモータ11によって付
勢される温調弁12を左右に移動させて可変し、混合温度
を変える。13は湯と水の混合部であり、混合後は流量調
節開閉弁14を介して出湯されるが、その温度は混合湯温
検出手段（例えばサーミスタ）15によって、またその流
量は流量検出手段16によって検知され、設計手段17の値
に一致させるべく制御手段18がモータ11と流量調節開閉
弁14を付勢する。

この湯水混合装置で混合流量に変化をつけた出湯を行
なう場合、設定手段17により設定流量を設定しておきこ
の設定流量を時間経過とともに変化させる。

制御手段18は、流量検出手段16で検出した流量と設定
流量の偏差が零になるよう流量調節開閉弁14を可変し、
出湯流量を変える。

設定流量が時間的に変化するため、制御手段18は偏差
を零にするよう常に流量調節開閉弁14を可変し、その結
果出湯流量は時間的に変化する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、流量検出手段の
時間遅れなどにより高速で流量変更を行なうことができ
なかった。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、設定し
た混合流量とそ混合流量を供給しているときの駆動量を
あらかじめ記憶しておき高速に流量変更をする場合、こ
の記憶した駆動量を時間的に切り替えることにより流量
調節開閉弁を操作することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の湯水混合制御装置
は、湯流路および水流路と、前記湯流路および前記水流
路の流量を調節する混合弁と、前記混合弁を駆動する混
合弁駆動手段と、混合流量を調節する流量調節開閉弁
と、前記流量調節開閉弁を駆動する流量調節開閉弁駆動
手段と、混合流量を検出する流量検出手段と、前記流量
調節開閉弁駆動手段の駆動量を制御する制御手段と、混
合流量を少なくとも１つ以上設定する設定手段と、前記
流量検出手段の流量信号と前記流量調節開閉弁駆動手段
への駆動量を一対として記憶する複数の記憶手段とから
なり、前記制御手段は前記流量検出手段の検出遅れより
十分長い時間をかけて前記設定手段で設定された混合流
量になる前記流量調節開閉弁駆動手段の駆動量を前記流
量検出手段を用いて前記記憶手段に記憶した後に、前記
設定手段と前記流量検出手段の流量偏差があらかじめ定
められた範囲内にある場合において前記複数の記憶手段
の記憶している駆動量を前記流量検出手段の検出遅れよ
り高速な時間を含めた時間間隔で切り替える主制御手段
を有する構成としたものである。

作用 以上の構成により、高速に混合流量の変更を行う場
合、設定した混合流量と流量調節開閉弁駆動手段の駆動
量を流量検出手段の検出遅れより十分長い時間をかけて
確定し記憶手段に記憶を行い、この複数の記憶手段の記
憶している駆動量を流量検出手段の検出遅れより高速な
時間を含めた時間間隔で切り替えて混合弁を駆動し、高
速に流量変更を行なう。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。な
お、第１図は湯水混合装置の断面図で第５図と同一部品
については同一番号を付している。

19は付勢手段で、自動調圧弁３と付勢手段19で混合弁
20を形成する。21は前記付勢手段19の力と対向して可変
バイアス力を付与する駆動手段である。駆動手段21は、
磁性体からなるプランジャ22と、前記プランジャ22の周
りに防水および絶縁されたコイル23を有し、前記コイル
23は制御手段18に接続されている。流量は流量検出手段
16で検出する。流量調節開閉弁14は制御手段18からの信
号により流量調節開閉弁駆動手段24を介して調節され
る。

第２図は制御手段18の例である。流量検出手段16と設
定手段17の信号は主制御手段25に入り制御量を演算す
る。演算結果は駆動量設定手段26に送られ、ここで設定
された駆動量を流量調節開閉弁駆動主24に送り、流量調
節開閉弁14を操作する。さらに流量検出手段16で検出し
た混合流量とその時の駆動量設定手段26で設定した駆動
量を混合流量別に第１の記憶手段27−１から第Ｎの記憶
手段27−Ｎに記憶しておく。28はタイマ手段である。

次に本発明の構成の動作を説明する。

まず温度調節について説明する。

制御手段18からコイル23に電流を流すと、磁性体から
なるプランジャ22はフレミングの法則により弁軸８にバ
イアス力が付与する。このバイアス力と付勢手段19の付
勢力がつりあったところで自動調圧弁はバランスする。

したがって、コイル23に流す電流を変化することによ
り自動調圧弁３のバランス点を移動することができる。

例えば、電流の小さい場合は付勢手段19の力の方が強
いため湯側弁体４より水側弁体６の方が大きく開き、出
湯温度が低くなる。

電流を大きくすると付勢手段19の力に対向してプラン
ジャ22を押し出すことにより湯側弁体４が開きだし結果
的に出湯温度が高くなる。

このようにして、制御手段18は混合湯温検出手段15の
信号と設定手段17の信号を入力することにより出湯温度
が設定温度になるようにコイル23に流す電流を調節す
る。

通常の使用状態においては水圧変動時には従来と同様
に自動調圧弁３が動作し、湯側弁体４、水側弁体６とピ
ストン９との受圧面積を等しくしておけばその２次圧PH
2とPC2とは付勢手段19と可変バイアス手段20によるバラ
ンス点での状態を保つ。

次に流量調節について説明する。

制御手段18からの駆動量信号により流量調節開閉弁駆
動手段24は流量調節開閉弁14の開度を変え流量の大小を
調節する。

このとき、制御手段18は流量検出手段16の信号と設定
手段17の信号を入力することにより混合流量が設定流量
になるように駆動量を調整している。

この際、高速に混合流量を変化する場合、通常の流量
制御のように流量検出手段16で検出した流量信号を基に
駆動量を設定していると、流量検出手段16の検出遅れ等
の原因で流量検出手段16の信号が設定手段17で設定した
流量なったとき、実際の混合流量は検出している流量と
一致していない。例えば、設定流量を現在の混合流量よ
り大流量にした場合、流量検出手段16の信号が設定手段
17で設定した流量なったときは、実際の混合流量は設定
流量よりも大流量になっている。逆に設定流量を現在の
混合流量より小流量にした場合、流量検出手段16の信号
が設定手段17で設定した流量になったときは、実際の混
合流量は設定流量より小流量になっている。

上記の現象を防ぐ手段を以下に説明する。高速に流量
を変化する際、希望する大流量側の流量（第３図ｐ点）
を設定手段17により設定する。制御手段18はこの設定手
段17の入力により最初ゆっくりと混合流量が設定流量に
なるよう流量調節開閉弁駆動手段24への駆動量を変化し
ていく。（第３図（ａ）領域）設定流量と出湯流量が等
しくなり安定した時点（第３図ｙ点）での流量検出手段
16の流量信号と駆動量設定手段26の駆動量を第１の記憶
手段27−１に記憶する。同様に小流量側の流量（第３図
ｑ点）を設定手段17により設定する。制御手段18はこの
設定手段17の入力によりゆっくりと混合流量が設定流量
になるよう流量調節開閉弁駆動手段24への駆動量を変化
していく。（第３図（ｂ）領域）設定流量と出湯流量が
等しくなり安定した時点（第３図ｚ点）での流量検出手
段16の流量信号と駆動量設定手段26の駆動量を第１の記
憶手段27−２に記憶する。

このようにして一度記憶を行なうと以後は流量検出手
段16の信号でなく記憶手段27の信号で駆動量を調節し混
合流量を高速に変化して出湯することができる。（第３
図（ｃ）領域） この際、記憶手段27に記憶している駆動量を切り替え
て混合流量を変化するが、その切り替えをする信号はた
とえばタイマ手段28で行なう。また、外部から設定手段
17等を用いて切り替えることも可能である。

記憶手段をさらに増加すると２点以上の流量を変化す
る出湯ができる。例えば第４図（ａ）領域のようにして
４点（p,q,r,s点）の流量と駆動量を記憶しておくと第
４図（ｂ）領域のように高速で微妙に流量の変化する混
合湯温出湯が可能になる。

これにより多点の流量設定ができ、その流量を調整す
ることにより流量のゆらぎ効果を得ることも容易にで
き、心地よい湯質の混合湯を利用者に供給することが可
能になる。

シャワ使用時にこのような高速流量変化の出湯を行な
うと快適である。

また出湯中に外乱（圧力変動や湯流路１または水流路
２に入ってくる温度の変化等）により記憶手段27の駆動
量で流量調節開閉弁14を駆動した時混合流量がその記憶
手段27の記憶している流量とずれる場合がある。例えば
第３図のｐ点の流量より大流量になったりｑ点の流量よ
り小流量になる場合である。このときは検出遅れがある
が流量検出手段16でこの現象は検出することができ、出
湯を停止したり再度記憶手段に記憶をやりなおす（第３
図（ａ）領域）などして安全な出湯を行なうことができ
る。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制御装置は、湯流路お
よび水流路と、前記湯流路および前記水流路の流量を調
節する混合弁と、前記混合弁を駆動する混合弁駆動手段
と、混合流量を調節する流量調節開閉弁と、前記流量調
節開閉弁を駆動する流量調節開閉弁駆動手段と、混合流
量を検出する流量検出手段と、前記流量調節開閉弁駆動
手段の駆動量を制御する制御手段と、混合流量を少なく
とも１つ以上設定する設定手段と、前記流量検出手段の
流量信号と前記流量調節開閉弁駆動手段への駆動量を一
対として記憶する複数の記憶手段とからなり、前記制御
手段は前記流量検出手段の検出遅れより十分長い時間を
かけて前記設定手段で設定された混合流量になる前記流
量調節開閉弁駆動手段の駆動量を前記流量検出手段を用
いて前記記憶手段に記憶した後に、前記設定手段と前記
流量検出手段の流量偏差があらかじめ定められた範囲内
にある場合において前記複数の記憶手段の記憶している
駆動量を前記流量検出手段の検出遅れより高速な時間を
含めた時間間隔で切り替える主制御手段を有する構成か
らなり、混合流量を変化して出湯する際、事前に設定手
段で設定された混合流量になる流量調節開閉弁駆動手段
の駆動量を決定するために、流量検出手段の検出遅れよ
り十分長い時間をかけ流量検出手段を用いて、使用とす
る現在の混合流量となる流量調節開閉弁駆動手段の駆動
量を確実に決定し、それを記憶手段に記憶する。このた
め使用する時点での的確な駆動量を確実に記憶しておく
ことが可能になる。

さらに、駆動量を時間的に切り替える制御をしている
時は流量検出手段の検出値を用いず記憶手段の記憶して
いる駆動量により流量調節開閉弁を制御するため流量検
出遅れが生じず希望の流量変化を高速にかつ安全に得る
ことが可能になる。

また、駆動量を時間的に切り替える制御をしている場
合でも流量検出手段により出湯する混合流量を監視して
いるためあらかじめ設定した設定流量と検出流量の差が
大きくなると出湯を停止したり、再度記憶手段に記憶を
やりなおすことができ不快感が生じず、かつ安全であ
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断面
図、第２図は同湯水混合装置の制御ブロック図、第３
図、第４図は同装置の混合湯温の特性図、第５図は従来
の湯水混合制御装置の断面図である。 １……湯流路、２……水流路、14……流量調節開閉弁、
16……流量検出手段、18……制御手段、24……流量調節
開閉弁駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 行夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 城戸内 康夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−266453（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−294519（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296210（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−130806（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 7/00 - 7/06,23/13 F16K 31/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯流路及び水流路と、前記湯流路および前
   記水流路の流量を調節する混合弁と、前記混合弁を駆動
   する混合弁駆動手段と、混合流量を調節する流量調節開
   閉弁と、前記流量調節開閉弁を駆動する流量調節開閉弁
   駆動手段と、混合流量を検出する流量検出手段と、前記
   流量調節開閉弁駆動手段の駆動量を制御する制御手段
   と、混合流量を少なくとも１つ以上設定する設定手段
   と、前記流量検出手段の流量信号と前記流量調節開閉弁
   駆動手段への駆動量を一対として記憶する複数の記憶手
   段とからなり、前記制御手段は前記流量検出手段の検出
   遅れより十分長い時間をかけて前記設定手段で設定され
   た混合流量になる前記流量調節開閉弁駆動手段の駆動量
   を前記流量検出手段を用いて前記記憶手段に記憶した後
   に、前記設定手段と前記流量検出手段の流量偏差があら
   かじめ定められた範囲内にある場合において前記複数の
   記憶手段の記憶している駆動量を前記流量検出手段の検
   出遅れより高速な時間を含めた時間間隔で切り替える主
   制御手段を有する湯水混合制御装置。