JPH01118034A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、制御器の記憶装置に記憶させた混合湯水の流
量に対応する最適のゲインで、湯水混合速度制御手段を
制御し、所望温度の混合湯水を、常時迅速に得ることが
できる湯水混合装置に関する°。

（ロ）従来の技術 従来の湯水混合装置の混合温度一定コントロールは、第
５図に示すように、湯水混合バルブ１の後に温度センサ
２を設け、この温度センサ２による検出温度と設定温度
との差、即ち、温度偏差に基づいて、フィードバック信
号を制御器３に取り入れ、湯水混合バルブ１のモータ駆
動をＰＩＤＩＪ御により実施し、温度一定コントロール
を行っている。

また、上記湯水混合装置においては、温度調節用の湯水
混合バルブの開閉速度は、温度偏差に比例して、即ち、
温度偏差が大きい程速くしており、設定温度への収束を
流量如何にかかわらず、可及的に早く達成しようとして
いる。

なお、図中、４は制御器３を操作するための操作盤、５
は湯水混合バルブｌの下流側に配設し、吐出金具流路６
とシャワー流路７に選択的に混合湯水を供給する流量調
節・止水・切換バルブである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる従来の湯水混合装置においては、ＰＩＤ
制御におけるゲインは、全ての混合湯水の流量において
、ハンチング、過大なオーバーシュートやアンダーシュ
ート、大幅な応答遅れを防止するため、一番安全な最小
の定数を常時取っていた。

そのため、大流量時には、より大きなゲインが取れるに
もかかわらず、小さなゲインしか取れず、そのため設定
温度に到達するまでの収束時間が遅くなり、例えば、使
用者に不快感を抱かせることになっていた。

本発明は、上記問題点を解決することができる湯水混合
制御装置を提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、給湯管からの湯量を調節する給湯バルブ並び
に給水管からの水量を調節する給水バルブを駆動手段に
より駆動し、所望温度の温水を混合湯水流路において得
るようにした湯水混合バルブと、設定温度と湯水混合流
路内の混合湯水の測定温度との温度偏差に基づき、前記
湯水混合バルブの開閉速度を演算するバルブ速度制御手
段を内蔵する制御器とを備えた湯水混合制御装置におい
て、上記温度偏差と、混合湯水流路内を流れる混合湯水
の流量に応じて設定した湯水混合バルブ開閉速度制御手
段のためのゲインによって、湯水混合バルブ開閉速度制
御手段の制御を行うことを特徴とする湯水混合装置に係
るものである。

（ホ）作用及び効果 上記した構成により、本発明は、以下の効果を奏する。

即ち、混合湯水の流量を測定し、同測定値に応じてゲイ
ンを設定して、同ゲインでＰＩＤ制御等を行うことがで
きるので、大流量時には、従来の制御方式と比較してよ
り速い速度で湯水混合バルブを開閉することができ、オ
ーバーシュートやアンダーシュートを可及的に防止する
ことができるとともに、混合湯水が設定温度に収束まで
に要する時間を著しく短縮でき、使用者の使用感を高め
ることができる。

（へ）実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。

第１図に、本発明に係る湯水混合装置Ａの概念的全体構
成を示しており、図中、１０．１１は給湯管と給水管で
あり、両管１０．１１には、それぞれ給湯バルブ１２と
給水バルブ１３とが設けられている。

そして、両管１０．１１間には、モータ等のバルブ駆動
装置１４が介設されており、同バルブ駆動装置１４によ
って給湯バルブ１２と給水バルブ１３を駆動・開閉して
、下流側に位置する混合湯水流路１５に混合湯水を流す
ことができるとともに、バルブ開閉度を変えることによ
って湯と水の混合比を変え、温度調節を行うことができ
る。

なお、上記構成において、給湯バルブ１２と給水バルブ
１３及びバルブ駆動装置１４とによって、湯水混合バル
ブＢが形成されることになる。

また、混合湯水流路１５の下流側は、それぞれ吐出金具
流路１６とシャワー流路１７とに分岐しており、分岐部
には、切換バルブ兼用の流量調整バルブ１８゜１９が設
けられており、両流量開整バルブ１８．１９は、モータ
等のバルブ駆動装置２０によって駆動され、混合湯水の
シャワーもしくは吐出金具への選択・流量調整・止水を
行うことができる。

即ち、流量調節バルブ１８．１９及びバルブ駆動装置２
０によって、流量調整・止水・切換バルブＣが形成され
ることになる。

さらに、第１図において、２１と２２は、それぞれ、混
合湯水流路１５に設けた温度センサと流量センサであり
、混合湯水流路１５内を流れる混合湯水の温度Ｔ＋ｎと
流量Ｑｈをそれぞれ検出し、その検出出力に基づいて、
後述する如く、制御器２３は適当な操作出力を発生して
湯水混合バルブＢを駆動し、同駆動によって、混合湯水
の温度調節を図ることができる。

また、制御器２３は、その内部に、湯水混合バルブ開閉
速度制御手段と、同湯水混合バルブ開閉速度制御手段か
らの制御信号によって、駆動手段である湯水混合バルブ
２を駆動するための駆動回路とを具備している。

さらに、本実施例において、制御器２３は記憶装置２４
と連絡しており、同記憶装置２４は、混合湯水流路１５
内を流れる混合湯水の流量と湯水混合バルブ速度制御手
段のための最適ゲインＫｐとの第２図に示す如き関係を
、テーブル化して記憶している。

即ち、混合湯水装置及び隣接配管系の特性にもよるが、
本実施例の如き湯水混合装置においては、混合湯水の流
量が増加すると、ハンチングを生じない最大のゲインは
増大し、混合湯温が過大なオーバーシュートやアンダー
シュートなく、良好な応答性をもって収束する、所謂最
適ゲインも増加する傾向を有する。

また、２５は制御器２３と連絡する操作盤であり、同操
作盤２５上には、開始・停止ボタンａ、温度設定ボタン
ｂ、切換ボタンＣ等が設けられており、これらを操作す
ることによって、制御器２３や湯水混合バルブＢを作動
可能な状態とするとともに、バルブ駆動装置２０を駆動
して、シャワー流路１７と吐出口金具流路１６の流路選
択及び流量調節を行うことができる。

ついで、上記構成を有する湯水混合装置による混合湯水
の温度制御を、第３図を参照して説明する。

まず、操作盤２５上の開始・停止ボタンａを押して、制
置器２３．記憶装置２４．操作盤２５及び湯水混合バル
ブＢ及び各種センサ等を作動可能状態にする（ｌｏｔ）
　。

操作盤２５上の温度設定ボタンｂを押して、設定温度Ｔ
ｓを、所望の温度に設定する（１０２）。

流量センサ２２によって混合湯水流路１５を流れる混合
湯水の流量Ｑｈを測定するとともに（１０３）、混合湯
水の温度Ｔｍを測定する（１０４）　。

流量センサ２２によって検出した流量測定値を制御器２
３に送り、同測定値に対応する最適ゲインＫｐを記憶装
置２４から制御器２３に呼び出す（１０５）　。

ついで、上記最適ゲインに、と、測定温度Ｔｍと設定温
度Ｔｓとの温度偏差ΔＴに基づき、湯水混合バルブ開閉
速度制御手段をＰＩＤ制御する（１０６）。

即ち、混合湯水の流量が大きい場合は、第２図の最適ゲ
インＫｐを、従来のＰＩＤ制御におけるゲインＫｐの場
合と比較して著しく大きくとることができるので、オー
バーシュートやアンダーシュートを可及的に小さくする
ことができるとともに設定温度までの収束時間を短縮す
ることができる。

その後、出湯を停止して（１０７）終了する（１０Ｂ）
とともに、出湯を停止しない場合は、さらに、上記操作
を繰り返す。

なお、第４図に、本実施例に係るＰＩＤ制御の伝達関数
のブロック線図を示す。

図中、Ｔｓは設定温度（℃）、Ｔｌ１１は出湯温度（’
Ｃ）　、Ｋｐはゲイン（”　／ｓｅｃ／　℃）　、Ｖは
モータスピード、Ｌは無駄時間（ｓｅｃ）、Ｔはサーミ
スタ時定数（ｓｅｃ）　、Ｋｄは微分ゲイン（ｓｅｃ）
である。

なお、本実施例では、記憶装置２４に混合湯水流路１５
内を流れる混合湯水の流量Ｑｈと、湯水混合バルブ速度
制御手段のための最適ゲインＫｐとの関係をテーブル化
して記憶させる構成を示したが、最適ゲインＫｐと混合
湯水の流量Ｑｈの関係を、Ｋｐ、　　Ｋｐ（Ｑ）とし、
最適ゲインＫｐを、混合湯水の流量Ｑｈの一次関数又は
二次以上の関数等により求めるべく演算手段を設ける構
成としてもよい。

また、混合バルブ速度制御手段のためのゲイン値は、必
ずしも最適値とせずとも、ハンチングを起こさない範囲
で最適値に近似の値を使用してもよい。

本実施例のごとく、混合湯水の流量が増加すると最適ゲ
インＫｐも増加する傾向の湯水混合装置においては、湯
水混合バルブ開閉速度制御手段のためのゲインは、混合
湯水の流量に応じて増加するよう設定することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る湯水混合装置の概念的構成説明図
、第２図は混合湯水の流量と最適ゲインとの関係を示す
テーブルの説明図、第３図は温度制御動作のフローチャ
ート、第４図は伝達関数のブロック図、第５図は従来の
湯水混合装置の概念的構成説明図である。 図中、 Ｂ：湯水混合バルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給湯管からの湯量を調節する給湯バルブ並びに給水
   管からの水量を調節する給水バルブを駆動手段により駆
   動し、所望温度の温水を混合湯水流路において得るよう
   にした湯水混合バルブと、設定温度と湯水混合流路内の
   混合湯水の測定温度との温度偏差に基づき、前記湯水混
   合バルブの開閉速度を演算するバルブ速度制御手段を内
   蔵する制御器とを備えた湯水混合制御装置において、 上記温度偏差と、混合湯水流路内を流れる混合湯水の流
   量に応じて設定した湯水混合バルブ開閉速度制御手段の
   ためのゲインによって、湯水混合バルブ開閉速度制御手
   段の制御を行うことを特徴とする湯水混合装置。 ２、湯水混合バルブ開閉速度制御手段のためのゲインは
   、混合湯水の流量の増加に応じて増加するように設定し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の湯水混
   合装置。