(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱装置と、被加熱物の流量を制限する流量制限装置と、前記加熱装置により加熱される前の温度を検出する加熱前温度検知手段と、前記加熱装置により加熱された後の温度を検出する加熱後温度検知手段と被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置からなり、前記加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び前記温度設定手段からの設定温度と、前記流量制限装置が制限している流量を元に、被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量を演算する衛生洗浄装置において、
前記演算装置は、前記加熱後温度と前記設定温度の偏差の積分結果による温度補正演算を行う積分補正演算手段を備え、
積分補正演算による積分補正量が所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないこと
を特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
加熱装置と、被加熱物の流量を制限する流量制限装置と、前記加熱装置により加熱される前の温度を検出する加熱前温度検知手段と、前記加熱装置により加熱された後の温度を検出する加熱後温度検知手段と被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置からなり、前記加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び前記温度設定手段からの設定温度と、前記流量制限装置が制限している流量を元に、被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量を演算する衛生洗浄装置において、
前記演算装置は、前記加熱後温度と前記設定温度の偏差の積分結果による温度補正演算を行う積分補正演算手段を備え、
積分補正演算による積分補正量と、前記加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び前記温度設定手段からの設定温度と前記流量制限装置が制御している流量を元に、被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量との加算値が、所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないこと
を特徴とする衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量制限装置が備えられた衛生洗浄装置に係り、温水を所望の温度になるようにせしめる衛生洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の衛生洗浄装置の加熱量制御装置の例を図３に示す。
図３において、洗浄水を供給する給水配管５１には、上流側から順に、定流量弁５２、電磁弁５３、熱交換器５４が接続されている。熱交換器５４の出口部には、バキュームブレーカ５５が接続されている。バキュームブレーカ５５の下流は二方に分岐し、一方は余剰の水を便器内に直接捨てるための捨水配管５６へ、他方は流路切替兼流量調整弁５７へ接続されている。流路切替兼流量調整弁５７の下流は二方に分岐し、一方は捨水路５８へ、他方は流路切替弁５９を介して洗浄水を人体へ噴出するノズル装置６０へ接続されている。なおこの例では、流路切替弁５９はノズル装置６０内に一体的に構成されている。
また、熱交換器５４内には温水ヒータ６１が、また熱交換器５４の出水部には、それぞれ温水サーミスタ６２が設けてある。また、捨水路５８の排水先は、ノズル装置６０の胴体を洗浄できる位置にしている。また、ノズル装置６０には、おしり流路６３、やわらか流路６４、ビデ流路６５の３つの流路が構成されている。なお上記各部の制御は、制御器６６によって行われ、制御器６６には温度設定装置６６より洗浄水の温度設定値が指示される。
本実施例では、熱交換器５４内にはフロートスイッチ６７を設けてある。フロートスイッチ６７は、所定の水位を検知していない時には、温水ヒータ６１への通電を行わないようにすることで空焚きを防ぐためのものである。
【０００３】
上記の構成により、電磁弁５３の開動作により給水配管５１から供給された洗浄水は、熱交換器５４により適温の湯に加熱され、バキュームブレーカ５５を押し上げ、流路切替兼流量調整弁５７へと至る。ここで洗浄水は、流路切替兼流量調整弁５７により流量調節され、流路切替弁５９へと至り、流路切替弁５９により選択された流路を通り、ノズル装置６０から噴出されるのである。
上記の構成によれば、洗浄水の加熱を行うのは着座を検知しているときのみであるため、非使用時の待機電力の消費が少なくて済み、常時タンク内に湯を保温させる貯湯タイプの人体洗浄装置に比べて、大幅な節電を図ることが可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御装置では、加熱制御の開始や流量の変化後や設定温度の変更後、熱交後の給湯温度と設定温度の偏差が大きくなった場合に、フィードバック制御にて、給湯温度が設定温度に近づく様に制御していたので、むだ時間や一時遅れにより給湯温度が設定温度になるまでに時間がかかったり、またフィードバック量が大きすぎて温水温度が設定温度を超えてしまう事があり、その温水を衛生洗浄水として使用すると長い時間温水が設定温にならないので使用者に不快感を与えてしまう問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、加熱制御の開始や流量の変化後や設定温度の変更後、早く給湯温度を設定温度に近づける事を可能にする衛生洗浄装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１においては、加熱装置と、被加熱物の流量を制限する流量制限装置と、前記加熱装置により加熱される前の温度を検出する加熱前温度検知手段と、前記加熱装置により加熱された後の温度を検出する加熱後温度検知手段と被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置からなり、前記加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び前記温度設定手段からの設定温度と、前記流量制限装置が制限している流量を元に、被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量を演算する衛生洗浄装置において、前記演算装置は、前記加熱後温度と前記設定温度の偏差の積分結果による温度補正演算を行う積分補正演算手段を備え、積分補正演算による積分補正量が所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないようにした。これにより、流量制限装置による制限流量が大きくなり加熱装置の加熱能力が給湯温度を設定温度にする必要加熱量を下回ると定常的に加熱後温度と設定温度に温度差が発生する。これに積分補正演算による積分補正を行い続けると補正量が溜まってしまい、その後に流量制限による制限流量が小さくなった時に過剰に積分補正をしている結果となり加熱後温度が設定温度よりも高温となるため使用者に不快感を与えるが、積分補正演算による積分補正量が所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないようにしているため積分補正値が過剰とならず使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。
【００１２】
また、請求項２においては、加熱装置と、被加熱物の流量を制限する流量制限装置と、前記加熱装置により加熱される前の温度を検出する加熱前温度検知手段と、前記加熱装置により加熱された後の温度を検出する加熱後温度検知手段と被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置からなり、前記加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び前記温度設定手段からの設定温度と、前記流量制限装置が制限している流量を元に、被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量を演算する衛生洗浄装置において、前記演算装置は、前記加熱後温度と前記設定温度の偏差の積分結果による温度補正演算を行う積分補正演算手段を備え、積分補正演算による積分補正量と、前記加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び前記温度設定手段からの設定温度と前記流量制限装置が制御している流量を元に、被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量との加算値が、所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないようにした。これにより、流量制限装置による制限流量が大きくなり加熱装置の加熱能力が加熱後温度を設定温度にする必要加熱量を下回ると定常的に給湯温度と設定温度に温度差が発生する。これに積分補正演算による積分補正を行い続けると補正量が溜まってしまい、その後に流量制限による制限流量が小さくなった時に過剰に積分補正をしている結果となり加熱後温度が設定温度よりも高温となるため使用者に不快感を与えるが、積分補正演算による積分補正量と、加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び温度設定手段からの設定温度と流量制御装置が制御している流量を元に被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量との加算値が所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないようにし、例えば所定値を加熱装置の加熱能力に設定しておけば積分補正値が適正補正量に近い値であるため、加熱後温度が高温とならず使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の内容をより理解するため、以下に実施例を用いて詳説する。
【００１４】
【実施例】
本発明の一実施例を示す人体洗浄装置を図１に示す。
ここで図１は、洗浄水の供給系を示す概略構成図である。図１において、洗浄水を供給する給水配管１１には、上流側から順に、定流量弁１２、電磁弁１３、熱交換器１４が接続されている。熱交換器１４の出口部には、バキュームブレーカ１５が接続されている。バキュームブレーカ１５の下流は二方に分岐し、一方は余剰の水を便器内に直接捨てるための捨水配管１６へ、他方は脈動発生装置１７へ接続されている。脈動発生装置１７の下流には、流路切替兼流量調整弁１８が接続されている。流路切替兼流量調整弁１８の下流は二方に分岐し、一方は捨水路１９へ、他方は流路切替弁２０を介して洗浄水を人体へ噴出するノズル装置２１へ接続されている。なおこの例では、流路切替弁２０はノズル装置２１内に一体的に構成されている。
また、熱交換器１４内には温水ヒータ２２が、また熱交換器１４の入水部と出水部には、それぞれ冷水サーミスタ２３及び温水サーミスタ２４が設けてある。また、捨水路１９の排水先は、ノズル装置２１の胴体を洗浄できる位置にしている。また、ノズル装置２１には、おしり流路２５、やわらか流路２６、ビデ流路２７の３つの流路が構成されている。なお上記各部の制御は、制御器２８によって行われ、制御器２８には温度設定装置３２より洗浄水の温度設定値が指示される。
【００１５】
本実施例では、脈動発生装置１７の上流にアキュームレータ２９を、熱交換器１４内にはフロートスイッチ３０を、また、脈動発生装置１７には温度ヒューズ３１を設けてある。アキュームレータ２９は、脈動発生装置１７で発生した脈動が上流へ伝播するのを防ぐためのものであり、フロートスイッチ３０は、所定の水位を検知していない時には、温水ヒータ２２への通電を行わないようにすることで空焚きを防ぐためのものであり、また、温度ヒューズ３１は、脈動発生装置１７の異常温度上昇時に駆動を停止し、安全を図るためのものである。
上記の構成により、電磁弁１３の開動作により給水配管１１から供給された洗浄水は、熱交換器１４により適温の湯に加熱され、バキュームブレーカ１５を押し上げ、脈動発生装置１７により脈動を付与され、流路切替兼流量調整弁１８へと至る。ここで洗浄水は、流路切替兼流量調整弁１８により流量制限され、流路切替弁２０へと至り、流路切替弁２０により選択された流路を通り、ノズル装置２１から噴出されるのである。
【００１６】
制御器２８は、電磁弁１３の開動作により加熱量制御を開始する。その際、冷水サーミスタ２３から得た冷水温度ＴＣ、温水サーミスタ２４から得た温水温度ＴＭ、温度設定装置３２から得た設定温度ＴＳと水量制御装置１３への水量制限量Ｑを元に、
0003724279.tif 000002
を演算する。
【００１７】
（１）式は、水量制限量Ｑが流れた時の、冷水温度ＴＣを設定温度ＴＳに上昇させるに必要な熱量である。
（２）式は、給湯温度ＴＭを設定温度ＴＳ±δＴｈにするためにの熱量補正量で、ＴＳからδＴｈ離れた温度とＴＭの偏差と比例ゲインＧｐの積である比例項である。
（３）式は、ＴＳとＴＭの偏差の積分量と積分ゲインＧｉの積である積分項との加算値とした。
【００１８】
電磁弁１３の開動作により加熱量制御が開始されたら、
Ｗ＝ＷＦＦ１＋ＷＦＢ２＋ＷＦＢ３
に相当する通電量を温水ヒータ２２に印加する。（１）式の水量制限量Ｑは、実際に流れている流量でなく定流量弁１２の開度により決まる制限流量である。従って、本来必要な加熱量と一致しない場合もあるが、ほぼ近い値となるはずである。また、給湯温度ＴＭと設定温度ＴＳの偏差によるフィードバック制御のみでは、水量制限量Ｑを変更した場合が加熱量制御に遅れるため給湯温度が設定温度から大きく外れてしまう。
【００１９】
そこで、水量制限量ＱとＴＳとＴＣにより、実際の必要熱量に近いＷＦＦ１値を加熱量とすることで、水量制限量を変更した時の給湯温度の変動が押さえられる。元水圧が下がれば実際の流量は減少しその場合は熱量過大となる。また、温水ヒータの熱交換率が悪くなれば熱量不足となる。この熱量過不足を補正するため（２）式のＷＦＢ２と（３）式のＷＦＢ３を熱量補正量とした。（２）式の比例項は設定温度に対し上下に比例項の効かない不感帯を設けてあり、多少の必要熱量の変動に対しては比例項を効かせないようにした。比例項ＷＦＢ２を給湯温度ＴＭの急変に対して追従可能にさせ、積分項ＷＦＢ３にて適正な熱量補正量に近づけていく役割としたので、多少の水量の減少等には給湯温度の変動を押さえられるて熱量の補正が可能となる。
【００２０】
しかしながら、給水を別の器具で使用された場合、元水圧に急激な減少がおきる場合がある。その場合は、ＷＦＢ２＋ＷＦＢ３による温度補正が間に合わず給湯温度は高温となってしまう。従って、給湯温度ＴＭが設定温度ＴＳの最大値４０℃を超え、４５℃以上となれば温水ヒータ２２への通電を停止する。この際、電磁弁１３は開を継続させる、なぜなら給水がないと温度が下がらないからであり、温水ヒータ２２が通電継続の故障をしているわけでなければ、給湯温度は、４５℃以下に下がるからである。当然、給湯温度が更に上昇して４８℃以上となれば、電磁弁１３を閉して給湯温度が高温となることを回避する。
【００２１】
なお、設定温度を超え４５℃以上の高温になったときに、温水ヒータ２２への通電を停止せず通電量を半減するなどの方法もある、これは温水ヒータ２２への通電を停止するとその後の給湯温度が設定温度よりも下がり過ぎる場合があるからであり、通電量を半減するなどの方法であれば、給湯温度が下がり過ぎることを防ぐことができる。給湯温度が４５℃を超えて温水ヒータ２２への通電を停止している間も、（３）式の積分項ＷＦＢ３は、ＴＳとＴＭとの偏差による積分を継続する、温水ヒータ２２への通電停止をしている間に積分を停止させると、給湯温度が低下し温水ヒータ２２の通電停止が解除となれば、温水ヒータ２２が停止する前の加熱量となるから熱量過大となり再び給湯温度が４５℃の高温となってしまう。従って、給湯温度が４５℃以上を検知したら温水ヒータ２２の通電を停止し、その間も（３）式の積分を継続する。
【００２２】
温水ヒータ２２への通電を停止し、給湯温度が４０℃以下まで下がったら温水ヒータ２２の通電停止を解除し、
通常加熱量  Ｗ＝ＷＦＦ１＋ＷＦＢ２＋ＷＦＢ３
に復帰する。復帰した場合でも、給湯温度ＴＭをそのまま下がり続ける、これは
通常加熱量  Ｗ＝ＷＦＦ１＋ＷＦＢ２
の通電がすぐに給湯温度に反映されないためである。従って、もし給湯設定温度ＴＳ＝４０℃としていたら、（３）式の積分項は給湯温度ＴＭが給湯設定温度ＴＳを下回ったので加熱量を増加する側に働いてしまう。そこで、給湯温度ＴＭが４０℃以下となり、温水ヒータ２２の停止を解除して給湯温度が
通常加熱量Ｗ＝ＷＦＦ１＋ＷＦＢ２＋ＷＦＢ３
での給湯温度になるまでの時間は、積分項の加熱量を増加させる側への積分を禁止した。これにより、積分項が熱量減少側への熱量補正を維持するので温水ヒータ２２への通電停止後、流量減少による過大熱量の補正が速くなる。
【００２３】
ところで、温水ヒータ２２の加熱能力が必要熱量よりも低い場合がある。例えば給水温度ＴＣが５℃、設定温度ＴＳが４０℃で、水量制限量を最大のＱｍａｘにしている場合、温水ヒータ２２の最大加熱能力Ｗｍａｘが、
Ｗｍａｘ＜Ｑｍａｘ（４０℃−５℃）
となる。すると、給湯温度ＴＭが設定温度ＴＳに達しないので積分項は加熱量を増加する側に補正を続ける。このままにしておくと積分項が大きくなり、
Ｗ＝ＷＦＦ１＋ＷＦＢ２＋ＷＦＢ３＞＞Ｗｍａｘ
となる。
そこで、
積分項ＷＦＢ３≧最大積分量
となるか、もしくは、
Ｗｍａｘ≧ＷＦＦ１＋ＷＦＢ３
となるようなら、積分項ＷＦＢ３を加熱量増大側に増やさないようにした。これにより、
最大加熱能力Ｗｍａｘ＜必要熱量から最大加熱能力Ｗｍａｘ≧必要熱量
となった場合に積分項が大きくなりすぎていないから、必要熱量に対し加熱量が適正となり給湯温度ＴＭの上昇が防げる。元水圧が下がり、実際の水量がＱｍａｘの状態から下がった場合でも同様な事が言える。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
【００２５】
請求項１では、流量制限装置による制限流量が大きくなり加熱装置の加熱能力が給湯温度を設定温度にする必要加熱量を下回ると定常的に加熱後温度と設定温度に温度差が発生する。これに積分補正演算による積分補正を行い続けると補正量が溜まってしまい、その後に流量制限による制限流量が小さくなった時に過剰に積分補正をしている結果となり加熱後温度が設定温度よりも高温となるため使用者に不快感を与えるが、積分補正演算による積分補正量が所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないようにしているため積分補正値が過剰とならず使用者に不快感を与えることを防ぐ事が可能となる。
【００３１】
請求項２では、流量制限装置による制限流量が大きくなり加熱装置の加熱能力が加熱後温度を設定温度にする必要加熱量を下回ると定常的に給湯温度と設定温度に温度差が発生する。これに積分補正演算による積分補正を行い続けると補正量が溜まってしまい、その後に流量制限による制限流量が小さくなった時に過剰に積分補正をしている結果となり加熱後温度が設定温度よりも高温となるため使用者に不快感を与えるが、積分補正演算による積分補正量と、加熱前温度検知手段より得た被加熱物の加熱前温度及び温度設定手段からの設定温度と流量制御装置が制御している流量を元に被加熱物が設定温度になるのに必要な加熱量との加算値が所定値以上であれば前記積分補正演算手段の加熱量を上げる側への補正をしないようにし、例えば所定値を加熱装置の加熱能力に設定しておけば積分補正値が適正補正量に近い値であるため、加熱後温度が高温とならず使用者に不快感を与えることを防ぐ事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す人体洗浄装置の概略構成図
【図２】従来の人体洗浄装置の概略構成図
【符号の説明】
１１…給水配管、１２…定流量弁、１３…電磁弁、１４…熱交換器、
１５…バキュームブレーカ、１６…捨水配管、１７…脈動発生装置、
１８…流路切替兼流量調整弁、１９…捨水路、２０…流路切替弁、
２１…ノズル装置、２２…温水ヒータ、２３…冷水サーミスタ、
２４…温水サーミスタ、２５…おしり流路、２６…やわらか流路、
２７…ビデ流路、２８…制御器、２９…アキュームレータ、
３０…フロートスイッチ、３１…温度ヒューズ、３２…温度設定装置、
５１…給水配管、５２…定流量弁、５３…電磁弁、５４…熱交換器
５５…バキュームブレーカ、５６…捨水配管、
５７…流路切替兼流量調整弁、５８…捨水路、５９…流路切替弁、
６０…ノズル装置、６１…温水ヒータ、６２…温水サーミスタ、
６３…おしり流路、６４…やわらか流路、６５…ビデ流路、
６６…制御器、６７…フロートスイッチ、６８…温度設定装置
【図１】
0003724279.tif 000003
【図２】
0003724279.tif 000004