JPS603720A - 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 本発明は高温湯と水とを自動的に混合し所望温度の混合
湯を得るための湯水混合装置に朗するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の湯水混合装置は第１図に示すように湯通路
１、水通路２、及び混合通路３を有する混合弁本体４の
中で、湯側弁体６及び水側弁体力く弁軸７に固定され、
ネジ送り機構８、減速器９を介して直流サーボモータ１
０で駆動される。混合湯温は混合湯温検出器１１で検出
され、温度設定器１２の信号と比較され、その山差信号
か増幅回路１３で増幅され、直流サーボモータ１０（以
後単にモータ１０という）を駆動する。

第２図（ａｌは従来例の温度誤差とモータ速度の関係で
ある。温度誤差を増幅した値かモータの起動電圧になる
点（１）てモータは回転を始め、温度誤差が太き（なる
とそれに比例してモータ速度が増し増幅回路の電源電圧
等で決まる点（２）で最高速度となる。（１）から（２
）の間が比例動作域でありこの傾斜が速度ゲインである
。温度誤差が負の場合モータ方向が逆になり同様の動作
をする。

第２図ｔｂ＋は従来例の動作の時間的変化を示すもので
ある。（３）で設定温度を変更するとモータ１０は高速
で回転して弁位置を補正し湯と水の混合比が変化する。

混合湯温か設定温度に近くなるほどモータ１０は速度を
減少していき、温度誤差がなくなったところでモータ１
０は停止する。ここで速度ゲインが大きい程応答が速く
なり速かに設定温度の混合湯が得られるが、反面安定性
が悪くなりオーバーシュートやハンチングを起こしやす
くなる。従って速度ゲインは応答性と安定性の両面から
制約される。混合湯出湯流量の大きい範囲で速度ゲイン
を最適な値に設定すると流量の小さい範囲では同様に（
４）で設定温度を変更するとオーバーシュートが大きく
なりついには定常的なハンチングを起こし始める。設定
温度変更だけでなく流量変更、湯及び水の圧力変動等の
過渡時にも同様である。これは、■弁位置から混合湯温
検出器までの時間遅れが流量に逆比例して大きくなり、
ムダ時間要素が大きくなる。■弁変位に対する流量変化
の感度が高くなる。等の原因によるもので、広い流量範
囲にわたって、応答が速くかつ安定な湯水混合装置を実
現することが難しかった。

発明の目的 本発明は、かかる従来の目的を解決するもので広い出湯
流量範囲にわたって、応答が速くかつ出湯々温の安定な
湯水混合装置を実現することを目的とするものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、水通路と湯通路の
開度を差動的に調節する混合ガと、駆動部と、混合湯温
検出器と、温度設定器と、さらに混合湯量検出器と、こ
れに連動してゲインを調節する温度誤差増幅器とを設け
、温度誤差増幅器の出力で駆動部のモータを動かすよう
構成したものである。

この構成により、混合湯量の大小に応じて温度誤差に対
するモータ速度のゲインが変化し、広い　き流量範囲に
わたって、応答性と安定性のバランスが保たれるという
作用がある。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を第３図、第４図を用いて説明す
る。

第３図において、湯通路１．水通路２．混合通路とを有
する混合弁本体件の中の中で、湯通路の開度を調節する
湯側弁体と水通路の開度を調節する水側弁体６とが弁軸
７にばね１４で付勢され止メ輪１５に当接されて連結さ
れている。弁体５゜６は弁軸７に対して梱動自山であり
、ばね１４は各弁体の全閉当接時の逃げを作る。弁軸７
はねじ送り機構８、減速機９を介して直流サーボモータ
１０（以下、モータと云う）で直線的に駆動される。混
合通路３には混合湯量検出器１迭とサーミスタ１１とが
設けられている。混合湯量検出器１４は混合湯の流動を
受けて回転する翼車１５と翼車の一方の先端に付けられ
た磁石１６及び磁石に対向して混合弁本体その外側に取
付けられた磁気検出素子１７とで構成され、混合湯量に
比例したパルス出力が得られる。サーミスタ１１は温度
設定ボリューム、基準抵抗１９．２０とともにブリッジ
回路旦を構成し、混合湯温と設定温度の差に比例した電
圧が温度誤差増幅器ｚｓｊこ加えられる。温度誤差増幅
器２２は演算増幅器２３とその反転入力端子に接続され
た入力抵抗２４および負帰還回路の電圧効果トランジス
タ２５演算増幅器の出力ラミ流増幅するトランジスタ２
６．２７とで構成され、その出力でモータ１０を駆動す
る。

一方磁気検出素子で得られた流量パルスは、Ｆ／Ｖ変挽
回ｌｉ！！５２Ｂで同波数に比例した負の電圧に変換さ
れ、電界効果トランジスタ２５のゲート入力端子に接続
される。リミットスイッチ２９．３０は弁体５，６の移
動範囲を規制するリミットスイッチであるが、ここでは
詳しくは説明しない。

以上の構成により、モータ１０には温度誤差に比例した
電圧が印加されるが、混合湯量が大きい時は翼車の回転
が速く電界効果トランジスタ２５のゲー）Ｇに加えられ
る電圧は負の大きな値となり、演算増幅２３の負帰還回
路に入れられた電界効果トランジスタのソースＳとドレ
インＤの間の抵抗値が大きくなり、よって電界効果トラ
ンジスタのソース・ドレイン間抵抗値Ｒ２５と抵抗２４
の抵抗値Ｒ２４の比（Ｒ２５／Ｒ２４）で決まる電圧ゲ
インが大きくなる。逆に混合湯量が小さい時は反対に電
圧ゲイン小さくなる。温度誤差に対してモータ速度の特
性は第４図のように、モータの起動電圧による不感帯（
１）の両側で混合湯量に応じて速度ゲインが自動調節さ
れる。

よって、混合湯量の大きい時は、モータ１ｏを速く駆動
して応答性を速くでき、混合湯量が小さく温度検出のム
ダ時間が大きくなる範囲では、モータ１０をゆっくり回
して安定性を確保できるのである。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合装置によれば、次の効果
が得られる。

（１）水通路と湯通路の開度を差動的に調節する混合弁
と駆動部と、混合通路に混合湯温検出器と混合湯量検出
器と混合湯量に応じてゲインを自動調節する制御回路と
を設けた構成により、混合湯量１こ応じたゲインで弁を
駆動でき、広い流量範囲にわたって応答が速く、混合湯
温安定性の良い湯水混合装置を実現できる。

（２）流量が大きい時はゲインを大きく、疏、量が小ざ
い時はゲインを小さく設定する様構成したことにより、
小流量時の温度検出ムダ時間の影響を除いて、広い流量
範囲にわたって混合湯温安定性の良い湯水混合装置を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の湯水混合装置の構成図、第２図は従来
例の動作特性図で、第２図（ａ）は温度誤差対モータ速
度の関係を示す特性図、第２図（ｂｌは時間に対する設
定温度、混合湯温の変化特性図、第３図は本発明の一実
施例の構成図、第４図は本発明の一実施例の温度誤差に
対するモータ速度の特性図である。 １・・・・・・湯通路、２・・・・・・水通路、３・・
・・・・混合通路、４°°°−°Ｕ−！ｆ″＊Ｌ　５°
゛−°−？ＪＨｌｌＬ　６°°°°−°ｚｋ側１側体１
体・・・・・・弁軸、１０・・・・・・直流サーボモー
タ、１１・・・・・・混合湯温検出器（サーミスタ）、
１４・・・・・・混合湯量検出器、１８・・・・・・温
度設定器（ボリューム）、２２・・・・・・温度誤差増
幅器、２５・・・・・・電界効果トランジスタ、２８・
・・・・・Ｆ／Ｖ変換器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 （ａ） 第３図 ］′ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水通路の開度と湯通路の開度とを差動的に調節す
   る混合弁と、この混合弁を駆動する駆動部と、前記水通
   路と湯通路とを合流して混合湯を得る混合通路と、この
   混合通路に設けられた流量検出器と、前記混合通路に設
   けられた混合湯温検出器と、混合湯温を設定する温度設
   定器と、前記混合湯温検出器と温度設定器の信号により
   温度誤差に比例した速度で前記駆動部を運転する制御回
   路とを有し、前記湯量検出器の信号に応じて前記制御回
   路の速度ゲインを調節するよう構成した湯水混合装置。 （２１流量が大きいときはゲインを大きく、流量が小い
   ときはゲインを小さく設定するように構成した特許請求
   の範囲第１項記載の湯水混合装置。