JP4071508B2 - Toilet equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はトイレ装置に関し、特に洗浄水を瞬間式加熱手段にて温水にしてノズル手段から局部に噴射するようにしたトイレ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の瞬間式加熱手段を用いた温水洗浄手段を有するトイレ装置として、図4に示すように、水道端末から逆止弁21、定流量弁22を介して電磁開閉弁23に給水され、洗浄時に電磁開閉弁23から真空破壊弁24、ポンプ25、流量センサ26を介して瞬間式加熱手段27に送給され、所定温度に加温された洗浄水がノズル手段28にて局部に向けて噴射するように構成されている。29はオーバーフロー通路である。以上の逆止弁21〜ポンプ25とオバーフロー通路29にて給水手段30が構成されている。瞬間式加熱手段27の入口側には、入水する水温を検出するサーミスタから成る入水温度検出手段31が、出口側にはノズル手段28に供給される温水の温度を検出するサーミスタから成る出水温度検出手段32が配設されている。
【0003】
このトイレ装置の制御装置は、図5に示すように、制御手段33に、流量センサ26、入水温度検出手段31、出水温度検出手段32及び設定手段34からの各検出信号と設定データ信号が入力され、それらのデータに基づいて給水手段30による給水量制御や瞬間式加熱手段27に対する通電制御を行って所望の温度・流量の温水をノズル手段28に供給し、またノズル手段28の切り換え制御を行うように構成されている。
【0004】
洗浄開始時には、流量センサ26にて検出した流量と、入水温度検出手段31にて検出した入水温度と、設定された湯温に基づいて瞬間式加熱手段27における加熱量を演算し、瞬間式加熱手段27に対する通電制御を行っている。
【0005】
通常使用時には、流量センサ26にて検出した流量と、入水温度検出手段31にて検出した入水温度と、出水温度検出手段32にて検出した出水温度と、設定温度とに基づいてPID制御にて瞬間式加熱手段27に対して通電制御を行い、所望の湯温に制御している。
【0006】
また、ノズル手段28から噴射する温水の流量制御は、流量センサ26にて検出した流量と設定流量に基づいて給水手段30を制御することによって行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、流量センサ26を用いているため、コスト高になるという問題がある。
【0008】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、流量センサを用いない低コストの構成にて正確な流量制御ができるトイレ装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のトイレ装置は、洗浄水を局部に噴出するノズル手段と、設定された作動制御値で作動してノズル手段に向けて洗浄水を供給する給水手段と、ノズル手段に供給される洗浄水を瞬間的に温水に加熱する瞬間式加熱手段と、瞬間式加熱手段に供給される洗浄水の温度を検出する入水温度検出手段と、瞬間式加熱手段から出た洗浄水の温度を検出する出水温度検出手段と、給水手段と瞬間式加熱手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、給水手段の作動制御値を、瞬間式加熱手段における加熱量と入水温度検出手段による検出温度と出水温度検出手段による検出温度とにより洗浄水の流量を算出してその流量が所定の流量になるように決定し、瞬間式加熱手段における加熱量を、給水手段の作動制御値から推定された洗浄水の流量と、入水温度検出手段による検出温度と、洗浄水の設定温度とにより決定するように構成したものであり、瞬間式加熱手段における加熱量と加熱前後の温度差に基づいて流量を算出することによって、流量センサを用いない低コストの構成にて正確な流量制御を行うことができ、かつ上記加熱量制御により所定の湯温に精度良く制御された洗浄水が確実に得られる。
【0010】
また、制御手段は、給水手段の作動制御値と洗浄水の設定流量との関係を、各トイレ装置の製造過程でトイレ装置に仮設した外部流量検出手段により検出した実際の流量とその時の給水手段の作動制御値との関係を記憶してなるのが好適である。
【0011】
また、制御手段を、瞬間式加熱手段の加熱量と入水と出水の検出温度差から流量を算出する際に、予め得られている瞬間式加熱手段における加熱量と温度上昇値との関係を参照するように構成すると、流量算出の精度が向上し、さらに正確な流量制御を行うことができる。
【0012】
また、電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、制御手段を、電源電圧に応じて瞬間式加熱手段の制御値を補正するように構成すると、電源電圧の変動によって瞬間式加熱手段による加熱量が変動するのを防止して所定の湯温及び流量に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【0013】
また、給水手段をポンプとそれを駆動するモータを備えた構成として、モータの出力制御によって給水水量を可変するようにしてもよいし、給水手段を流量調整弁を備えた構成として、流量調整弁の開度調整によって給水水量を可変するようにしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトイレ装置の一実施形態について、図1、図2を参照して説明する。
【0015】
図1において、水道端末から逆止弁1、定流量弁2を介して電磁開閉弁3に給水されており、洗浄時に電磁開閉弁3から真空破壊弁4を介してモータ6にて駆動制御されるポンプ5にて瞬間式加熱手段7に給水され、この瞬間式加熱手段7にて所定温度に加温された洗浄水がノズル手段8に供給されて局部に向けて噴射するように構成されている。9はオーバーフロー通路である。以上の逆止弁1〜ポンプ5とオーバーフロー通路9にて給水手段10が構成されている。
【0016】
ポンプ5とモータ6の組み合わせは、ギヤポンプとDCサーボモータの組み合わせが一般的であり、その電圧制御には交流電源を用いた位相制御や直流電源によるPWM(パルス幅変調制御)やPFM(パルス周波数変調制御)を適用することができる。また、DCサーボモータに代えてパルスモータやシンクロナスモータ等の周波数同期型制御モータを用いると、確実に再現性のある流量調整ができるとともに微調整が可能であるため好適である。また、ポンプとモータの組み合わせに代えて電磁ポンプを用いることもできる。
【0017】
瞬間式加熱手段7は、温水ヒータとしてのセラミックヒータを蛇行状の熱交換流路に臨ませて構成されている。この瞬間式加熱手段7の入口側に、洗浄水の温度を検出するサーミスタから成る入水温度検出手段(TsI)11が、出口側に、加温された洗浄水の温度を検出するサーミスタから成る出水温度検出手段(TsO)12が配設されている。
【0018】
このトイレ装置の制御装置は、図2に示すように、制御手段13に、入水温度検出手段11、出水温度検出手段12からの検出信号、設定手段14からの設定データ信号、及び電源電圧検出手段15からの検出信号が入力され、それらのデータに基づいて給水手段10による流量制御や瞬間式加熱手段7に対する通電制御を行って所望の温度・流量の温水をノズル手段8に供給し、またノズル手段8の切り換え制御を行うように構成されている。
【0019】
この制御手段13による洗浄開始時の具体的な制御動作を説明すると、制御手段13から設定手段14による設定流量に応じた作動制御値が給水手段10のモータ6に出力され、給水手段10にて対応する流量の給水が行われる。また、入水温度検出手段11による検出温度と給水手段10のモータ6の作動制御値とに基づいて瞬間式加熱手段7に対する通電制御値が決定され、瞬間式加熱手段7に通電されて洗浄水の加熱が行われる。すなわち、瞬間式加熱手段7の出水温度検出が利用できない洗浄開始時に、設定手段14にて設定されている流量の設定値に応じて決定されている給水手段10のモータ6の作動制御値に基づいて流量を推定し、その流量と入水温度検出手段11にて検出した入水温度に基づいて瞬間式加熱手段7に対する通電制御を行っている。瞬間式加熱手段7における通電による加熱量Qは、Q=k(設定温度−入水温度)×流量、(kは係数)で求められる。
【0020】
また、制御手段13を、上記給水手段10のモータ6の作動制御値の決定に際して、予め制御手段13に内蔵されているROMやEEPROMなどの記憶手段に演算プログラムや参照テーブルとして設定されている作動制御値と流量の関係に基づいて決定するように構成するのが好適であり、そうすると作動制御値による給水手段10の制御にて精度良く流量が制御される。また、それに伴って瞬間式加熱手段7による加熱量を適正に制御して所定の湯温に精度良く制御された洗浄水が確実に得られる。なお、作動制御値と流量の関係を記憶手段に記憶するについて、製造段階で外部流量検出手段を接続して実際の流量を検出し、その検出結果と作動制御値を制御手段13に入力するようにすると、容易に各トイレ装置毎の特性に応じた関係を設定でき、より精度良く流量を制御できる。
【0021】
次に、上記のように洗浄開始時に給水手段10の作動制御値と入水温度検出手段11にて検出した入水温度と設定温度から瞬間式加熱手段7の通電制御を行った後に、出水温度検出手段12により出水温度が検出される通常使用状態になると、瞬間式加熱手段7における加熱量と入水温度検出手段11による検出温度と出水温度検出手段12による検出温度から給水手段10による実際の給水流量が求められる。即ち、給水流量Fは、F=加熱量/{k(出水温度−入水温度)}、(kは係数)で求めることができる。そして、この給水流量Fが所定の給水流量になるように給水手段10の作動制御値を調整することにより、所定流量に精度良く制御された洗浄水をノズル手段8から噴出させることができる。
【0022】
また、その際の瞬間式加熱手段7における加熱量は、洗浄開始時と同様に、給水手段10の作動制御値と検出された入水温度に基づいて決定することができ、簡単な制御によって所定の湯温に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【0023】
また、実際の各トイレ装置の瞬間式加熱手段7における加熱量(通電した電力量)と洗浄水の温度上昇値との関係を予め求めておいて、その関係式やテーブルを制御手段13の内部に設けられたROMやEEPROMに記憶しておき、制御手段13が瞬間式加熱手段7における加熱量と瞬間式加熱手段7の通過前後の温度差から流量を算出する際に、この関係を参照して流量を算出するように構成することにより、流量算出の精度が向上し、さらに正確な流量制御を行うことができる。さらに、上記関係を規定する変数として、流量、室温、入水温度など、熱交換効率を左右する条件をできるだけ網羅しておくのが好適であり、それによって算出する流量の精度を向上できる。
【0024】
さらに、制御手段13は、電源電圧検出手段15により検出した電源電圧に応じて瞬間式加熱手段7の制御値を補正するように構成されており、電源電圧の変動によって瞬間式加熱手段7による加熱量が変動して湯温が変動するのを防止して所定の湯温に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができるとともに流量精度が向上する。
【0025】
なお、瞬間式加熱手段7における通電による加熱量Qは、設定温度と、検出した入水温度及び出水温度と、算出した給水流量Fと、設定流量に基づいてPID制御しても良く、そうすると所定の湯温にさらに精度良く制御された所定流量の洗浄水を確実に得ることができる。
【0026】
また、上記実施形態では給水手段10にポンプ5とそれを駆動するモータ6を備え、モータ6の出力制御によって給水水量を可変するようにした例を示したが、図3に示す本発明の他の実施形態のように、給水圧を水道端末における水圧を利用したり、別途の給水手段を利用することで、給水手段10にステッピングモータ等を内蔵した流量調整弁16を備えた構成にすることもでき、このような流量調整弁16の開度調整によって給水水量を可変すると、確実に再現性のある流量調整ができるとともに、微調整も可能となり、さらに所定の湯温に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明のトイレ装置によれば、以上の説明から明らかなように、ノズル手段と給水手段と瞬間式加熱手段と入水温度検出手段と制御手段とを備えたトイレ装置において、制御手段は、給水手段の作動制御値を、瞬間式加熱手段における加熱量と入水温度検出手段による検出温度と出水温度検出手段による検出温度とにより洗浄水の流量を算出してその流量が所定の流量になるように決定し、瞬間式加熱手段における加熱量を、給水手段の作動制御値から推定された洗浄水の流量と、入水温度検出手段による検出温度と、洗浄水の設定温度とにより決定するように構成したので、瞬間式加熱手段における加熱量と加熱前後の温度差に基づいて流量を算出することによって、流量センサを用いない低コストの構成にて正確な流量制御を行うことができ、かつ上記加熱量制御により所定の湯温に精度良く制御された洗浄水が確実に得られる。
【0028】
また、制御手段を、瞬間式加熱手段の加熱量と入水と出水の検出温度差から流量を算出する際に、予め得られている瞬間式加熱手段における加熱量と温度上昇値との関係を参照するように構成すると、流量算出の精度が向上し、さらに正確な流量制御を行うことができる。
【0029】
また、電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、制御手段を、電源電圧に応じて瞬間式加熱手段の制御値を補正するように構成すると、電源電圧の変動によって瞬間式加熱手段による加熱量が変動するのを防止して所定の湯温及び流量に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のトイレ装置の概略構成図である。
【図2】同実施形態のトイレ装置の制御装置の構成図である。
【図3】本発明の他の実施形態のトイレ装置の概略構成図である。
【図4】従来例のトイレ装置の概略構成図である。
【図5】同従来例のトイレ装置の制御装置の構成図である。
【符号の説明】
5 ポンプ
6 モータ
7 瞬間式加熱手段
8 ノズル手段
10 給水手段
11 入水温度検出手段
12 出水温度検出手段
13 制御手段
15 電源電圧検出手段
16 流量調整弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toilet apparatus, and more particularly to a toilet apparatus in which cleaning water is heated by instantaneous heating means and sprayed locally from nozzle means.
[0002]
[Prior art]
As a toilet apparatus having a hot water washing means using a conventional instantaneous heating means, as shown in FIG. 4, water is supplied from a water supply terminal to a solenoid opening /
[0003]
As shown in FIG. 5, the control device for the toilet apparatus receives the detection signals and setting data signals from the
[0004]
At the start of cleaning, the heating amount in the instantaneous heating means 27 is calculated based on the flow rate detected by the
[0005]
During normal use, PID control is performed based on the flow rate detected by the
[0006]
Further, the flow rate control of the hot water sprayed from the nozzle means 28 is performed by controlling the water supply means 30 based on the flow rate detected by the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional configuration uses the
[0008]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a toilet apparatus capable of accurate flow control with a low-cost configuration that does not use a flow sensor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The toilet device according to the present invention includes a nozzle unit that ejects cleaning water locally, a water supply unit that operates with a set operation control value and supplies the cleaning water toward the nozzle unit, and a cleaning water supplied to the nozzle unit Instantaneous heating means for instantaneously heating the water to the hot water, incoming water temperature detecting means for detecting the temperature of the cleaning water supplied to the instantaneous heating means, and water discharge for detecting the temperature of the cleaning water discharged from the instantaneous heating means a temperature detector, Bei example, the control means and control means for controlling the water supply means and the instantaneous heating means, the operation control value of the water supply means, the temperature detected by the heating amount and the entering-water temperature detecting means at the instant heating means its flow rate was determine to a predetermined flow rate, the heating amount at the moment heating means, was estimated from the operation control value of the water supply means to calculate the flow rate of the washing water by the temperature detected by the water temperature detecting means The flow rate of washing water And the temperature detected by the entering-water temperature detecting means, which is configured to determine by the setting temperature of the washing water, by calculating the flow rate based on the temperature difference before and after heating and the heating amount at the instant heating means, the flow rate at a low cost structure without using a sensor can perform accurate flow control, and washing water accurately controlled to a predetermined hot water temperature by the heating amount control is Ru reliably obtained.
[0010]
In addition, the control means, the actual flow rate detected by the external flow rate detection means temporarily installed in the toilet device during the manufacturing process of each toilet device and the water supply means at that time, the relationship between the operation control value of the water supply means and the set flow rate of the cleaning water It is preferable to store the relationship with the operation control value .
[0011]
In addition, when calculating the flow rate from the heating amount of the instantaneous heating unit and the detected temperature difference between incoming and outgoing water , the control unit refers to the relationship between the heating amount and temperature rise value obtained in advance in the instantaneous heating unit . When configured to do so, the accuracy of flow rate calculation is improved and more accurate flow rate control can be performed.
[0012]
If the power supply voltage detection means for detecting the power supply voltage is provided and the control means is configured to correct the control value of the instantaneous heating means according to the power supply voltage, the amount of heating by the instantaneous heating means due to fluctuations in the power supply voltage It is possible to reliably obtain washing water that is accurately controlled to a predetermined hot water temperature and flow rate.
[0013]
Further, the water supply means may include a pump and a motor for driving the water supply means, and the water supply amount may be varied by output control of the motor, or the water supply means may be provided with a flow rate adjustment valve. The amount of water supply may be varied by adjusting the opening degree.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the toilet apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0015]
In FIG. 1, water is supplied from a water supply terminal to an electromagnetic on-off
[0016]
The combination of the
[0017]
The instantaneous heating means 7 is configured by a ceramic heater as a hot water heater facing a meandering heat exchange channel. An inlet water temperature detecting means (TsI) 11 comprising a thermistor for detecting the temperature of the washing water is provided on the inlet side of the instantaneous heating means 7, and an outlet water comprising a thermistor for detecting the temperature of the heated washing water is provided on the outlet side. A temperature detecting means (TsO) 12 is provided.
[0018]
As shown in FIG. 2, the control device for the toilet apparatus includes a control means 13 that includes a water temperature detection means 11, a detection signal from the water temperature detection means 12, a setting data signal from the setting means 14, and a power supply voltage detection means. The detection signal from 15 is input, flow control by the water supply means 10 and energization control to the instantaneous heating means 7 are performed based on those data, and hot water at a desired temperature and flow rate is supplied to the nozzle means 8. It is configured to perform switching control of the
[0019]
A specific control operation at the start of cleaning by the control means 13 will be described. An operation control value corresponding to the set flow rate by the setting means 14 is output from the control means 13 to the
[0020]
Further, when determining the operation control value of the
[0021]
Next, after the energization control of the instantaneous heating means 7 is performed from the operation control value of the water supply means 10 and the incoming water temperature detected by the incoming water temperature detection means 11 and the set temperature at the start of washing as described above, the outlet temperature detection means 12, the actual water supply flow rate by the water supply means 10 is calculated from the heating amount in the instantaneous heating means 7, the detection temperature by the incoming water temperature detection means 11, and the detection temperature by the discharge water temperature detection means 12. Desired. That is, the feed water flow rate F can be obtained by F = heating amount / {k (outflow temperature−incoming water temperature)}, where k is a coefficient. Then, by adjusting the operation control value of the water supply means 10 so that the water supply flow rate F becomes a predetermined water supply flow rate, the cleaning water accurately controlled to the predetermined flow rate can be ejected from the nozzle means 8.
[0022]
Further, the heating amount in the instantaneous heating means 7 at that time can be determined based on the operation control value of the water supply means 10 and the detected incoming water temperature in the same manner as at the start of cleaning, and can be determined by simple control. Washing water that is accurately controlled to the hot water temperature can be obtained with certainty.
[0023]
Further, the relationship between the heating amount (the amount of energized power) in the instantaneous heating means 7 of each actual toilet device and the temperature rise value of the cleaning water is obtained in advance, and the relational expression and table are stored inside the control means 13. The control means 13 refers to this relationship when calculating the flow rate from the difference between the heating amount in the instantaneous heating means 7 and the temperature before and after passing through the instantaneous heating means 7. Therefore, the flow rate calculation accuracy is improved, and more accurate flow rate control can be performed. Furthermore, it is preferable to cover as much as possible the conditions that influence the heat exchange efficiency, such as the flow rate, room temperature, and incoming water temperature, as variables that define the above relationship, thereby improving the accuracy of the calculated flow rate.
[0024]
Further, the control means 13 is configured to correct the control value of the instantaneous heating means 7 in accordance with the power supply voltage detected by the power supply voltage detection means 15, and the heating by the instantaneous heating means 7 due to the fluctuation of the power supply voltage. It is possible to prevent the amount of water from fluctuating and the hot water temperature from fluctuating, and to reliably obtain wash water that is accurately controlled to a predetermined hot water temperature and improve the flow rate accuracy.
[0025]
Note that the heating amount Q by energization in the instantaneous heating means 7 may be PID controlled based on the set temperature, the detected incoming and outgoing temperatures, the calculated feed water flow rate F, and the set flow rate. It is possible to reliably obtain a predetermined amount of washing water that is controlled more precisely to the hot water temperature.
[0026]
In the above embodiment, an example is shown in which the water supply means 10 includes the
[0027]
【The invention's effect】
According to the toilet apparatus of the present invention, as apparent from the above description, in the toilet apparatus provided with the nozzle means, the water supply means, the instantaneous heating means, the incoming water temperature detection means, and the control means, the control means is the water supply means. determine the actuation control value, so that the flow rate to calculate the flow rate of the washing water by the temperature detected by the detected temperature and the water temperature detecting means according to the amount of heating and incoming water temperature detecting means at the instant heating means becomes a predetermined flow rate The amount of heating in the instantaneous heating means is determined by the flow rate of the washing water estimated from the operation control value of the water supply means, the detection temperature by the incoming water temperature detection means, and the set temperature of the washing water Therefore, by calculating the flow rate based on the heating amount in the instantaneous heating means and the temperature difference before and after heating, accurate flow rate control can be performed with a low-cost configuration that does not use a flow sensor. Come, and washing water accurately controlled to a predetermined hot water temperature by the heating amount control is Ru reliably obtained.
[0028]
In addition, when calculating the flow rate from the heating amount of the instantaneous heating unit and the detected temperature difference between incoming and outgoing water , the control unit refers to the relationship between the heating amount and temperature rise value obtained in advance in the instantaneous heating unit . When configured to do so, the accuracy of flow rate calculation is improved and more accurate flow rate control can be performed.
[0029]
If the power supply voltage detection means for detecting the power supply voltage is provided and the control means is configured to correct the control value of the instantaneous heating means according to the power supply voltage, the amount of heating by the instantaneous heating means due to fluctuations in the power supply voltage It is possible to reliably obtain washing water that is accurately controlled to a predetermined hot water temperature and flow rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a toilet apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a toilet device control device according to the embodiment;
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a toilet apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional toilet apparatus.
FIG. 5 is a configuration diagram of a control device for a toilet apparatus according to the conventional example.
[Explanation of symbols]
5
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