(57)【要約】  蛇口制御装置及びその方法が開示される。自動温度調節の可能な蛇口制御装置は、温水管及び冷水管に設けられ、温水及び冷水の水圧をそれぞれ測定する第１圧力センサ及び第２圧力センサと、前記温水管及び前記冷水管に設けられ、温水及び冷水の温度をそれぞれ測定する第１温度センサ及び第２温度センサと、前記温水管と蛇口との間に位置するヒーティング部材と、蛇口ノブの作動終了時の水平回転角と垂直回転角のうち少なくとも一つを測定する回転センサと、前記温水及び冷水の吐出口に設けられる第１電子弁及び第２電子弁と、前記水平回転角と前記垂直回転角のうち少なくとも一つを用いて、前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記温水及び冷水の水圧、前記温水の温度及び冷水の温度を用いて、前記定められた蛇口ノブの停止位置による前記ヒーティング部材の稼動如何と、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度と、を制御する制御器と、を備える。
2021517940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水管及び冷水管にそれぞれ設けられ、温水及び冷水の水圧をそれぞれ測定する第１圧力センサ及び第２圧力センサと、
前記温水管及び前記冷水管にそれぞれ設けられ、温水及び冷水の水圧をそれぞれ測定する第１圧力センサ及び第２圧力センサと、
前記温水及び冷水の吐出口に設けられる第１電子弁及び第２電子弁と、
前記温水管と前記第１電子弁との間に配置されるヒーティング部材と、
前記ヒーティング部材の温水吐出口または前記ヒーティング部材の内部に配置され、前記ヒーティング部材から吐出される温水の温度を測定する第３温度センサと、
蛇口ノブの作動終了時の水平回転角と垂直回転角のうち少なくとも一つを測定する回転センサと、
前記水平回転角と前記垂直回転角のうち少なくとも一つを用いて、前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記温水及び冷水の水圧と前記温水及び冷水の温度とを用いて、前記定められた蛇口ノブの停止位置による前記ヒーティング部材の稼動如何と、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度とを制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量及び目標温度を算出し、温水の水圧及び冷水の水圧と、温水の温度及び冷水の温度とをモニタリングして、適応的に前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御するが、
（ａ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記排出水の目標温度未満である場合、
（ａ１）前記第３温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹するまで、前記ヒーティング部材を稼働させ、前記第２電子弁が閉鎖されるように制御するが、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より少なければ、前記第１電子弁が完全に開放されるように制御し、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より大きければ、前記排出水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量と等しくなるように前記第１電子弁の開度を制御し、
（ａ２）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹すれば、前記ヒーティング部材の稼動を中断し、前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記第１温度センサ及び第２温度センサによって測定された前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、
（ｂ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記排出水の目標温度以上である場合、
（ｂ１）前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、
（ｂ２）前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になった状態で、前記第１圧力センサによって測定された温水の水圧と、前記第２圧力センサによって測定された冷水の水圧のうち少なくとも一つが変更すれば、
（ｂ２１）温水の水圧と前記冷水の水圧とがいずれも増加した場合、温水の水量及び冷水の水量を低減させて、前記排出水の水量及び温度が、前記排出水の目標水量及び目標温度になるように、前記第１電子弁及び前記第２電子弁の開度を制御し、
（ｂ２２）温水の水圧が減少した場合、温水の減少量ほど冷水の水量を増大させるために、前記第２電子弁の開度を制御し、前記ヒーティング部材を稼働させて前記温水の温度を高めるように制御し、
（ｂ２３）冷水の水量が減少した場合、減少した冷水の水量ほど温水の水量を低減させるために、前記第１電子弁の開度を制御することを特徴とする蛇口制御装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記蛇口ノブの最大水平回転角の中間を、水平回転基準点として設定し、前記蛇口ノブの最下端位置を、垂直回転基準点として設定し、前記水平回転基準点及び前記垂直回転基準点を用いて、前記蛇口ノブの前記水平回転角及び前記垂直回転角を算出することを特徴とする請求項１に記載の蛇口制御装置。
【請求項３】
前記ヒーティング部材は、複数のヒータからなり、前記温水管の流入地点に隣接して設けられたヒータから、順次に稼動されることを特徴とする請求項１に記載の蛇口制御装置。
【請求項４】
（ｂ２４）前記（ｂ２１）ないし前記（ｂ２３）は、温水及び冷水の水圧変化による排出水の温度変化量が、前もって設定された基準変化量より大きい場合に行われることを特徴とする請求項１に記載の蛇口制御装置。
【請求項５】
温水管と、
冷水管と、
蛇口ノブと、
前記温水管の温水流入口及び前記冷水管の冷水流入口に、それぞれ設けられる第１温度センサ及び第２温度センサと、
前記温水管及び前記冷水管に、それぞれ設けられる第１圧力センサ及び第２圧力センサと、
前記温水管の温水吐出口及び前記冷水管の冷水吐出口に、それぞれ設けられる第１電子弁及び第２電子弁と、
前記温水管の温水流入口と前記第１電子弁との間に設けられるヒーティング部材と、
前記ヒーティング部材の温水流出口または前記ヒーティング部材の内部に設けられる第３温度センサと、
前記蛇口ノブの作動終了時の水平回転角と垂直回転角のうち少なくとも一つを測定する回転センサと、
前記水平回転角と前記垂直回転角のうち少なくとも一つを用いて、前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記第１温度センサ、前記第２温度センサ、前記第３温度センサ、前記第１圧力センサ、及び前記第２圧力センサによって測定された値に基づいて、前記ヒーティング部材の駆動如何、前記第１電子弁の開度、及び前記第２電子弁の開度を制御する制御部と、を備え、
前記制御器は、
前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量及び目標温度を算出し、温水の水圧及び冷水の水圧と、温水の温度及び冷水の温度とをモニタリングして、適応的に前記ヒータの稼動如何、前記第１電子弁の開度、及び前記第２電子弁の開度を制御するが、
（ａ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記排出水の目標温度未満である場合、
（ａ１）前記第３温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹するまで、前記ヒーティング部材を稼働させ、前記第２電子弁が閉鎖されるように制御するが、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より少なければ、前記第１電子弁が完全に開放されるように制御し、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より大きければ、前記排出水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量と等しくなるように、前記第１電子弁の開度を制御し、
（ａ２）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹すれば、前記ヒーティング部材の稼動を中断し、前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記第１温度センサ及び第２温度センサによって測定された前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、
（ｂ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記排出水の目標温度以上である場合、
（ｂ１）前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、
（ｂ２）前記排出水の水量及び温度が、前記目標水量及び目標温度になった状態で、前記第１圧力センサによって測定された温水の水圧と、前記第２圧力センサによって測定された冷水の水圧のうち少なくとも一つが変更すれば、
（ｂ２１）温水の水圧と前記冷水の水圧とがいずれも増加した場合、温水の水量及び冷水の水量を低減させて、前記排出水の水量及び温度が、前記排出水の目標水量及び目標温度になるように、前記第１電子弁及び前記第２電子弁の開度を制御し、
（ｂ２２）温水の水圧が減少した場合、減少した温水の水量ほど冷水の水量を低減させて、前記排出水の温度が前記排出水の目標温度になるように、前記第２電子弁の開度を制御するか、または温水の減少量ほど冷水の水量を増大させるために、前記第２電子弁の開度を制御し、前記ヒーティング部材を稼働させて、前記温水の温度を高めるように制御し、
（ｂ２３）冷水の水量が減少した場合、減少した冷水の水量ほど温水の水量を低減させるために、前記第１電子弁の開度を制御することを特徴とする蛇口。
【請求項６】
前記ヒーティング部材は、複数のヒータからなり、前記温水管の流入地点に隣接して設けられたヒータから、順次に稼動されることを特徴とする請求項５に記載の蛇口。
【請求項７】
（ｂ２４）前記（ｂ２１）ないし前記（ｂ２３）は、温水及び冷水の水圧変化による排出水の温度変化量が、前もって設定された基準変化量より大きい場合に行われることを特徴とする請求項５に記載の蛇口。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動温度調節の可能な蛇口制御装置及びその方法、ならびに蛇口に関する。
【背景技術】
【０００２】
シンク台や洗面台などに設けられる蛇口は、冷温水配管から冷温水がそれぞれ供給されるように形成されている本体と、本体に設けられて水の取り締まり及び冷温水の選択を行うレバーと、で構成される。ユーザが、レバーを取って回転または昇降させれば、水を遮断または供給することができ、また供給される水の温度を調節することができる。レバーを開閉させつつ水量を調節すると共に、一つの蛇口金具から温水及び冷水が一緒に出る場合、レバーの回転角度を調節することで水の温度を調節する。
【０００３】
蛇口を通じて供給される温水の温度は、個別供給システムである場合には、ボイラーの状態に影響される。例えば、もうボイラーを十分に稼動して温水が確保された状態では、蛇口を動作させると共に温水が供給されるが、ボイラーの稼働したばかりの時点では、最初には冷水が供給され、段々温水の量が多くなりつつ所定温度に到逹する。一方、中央供給システムの場合には、温水供給源から温水の消費場所までの距離、外部気温、水圧、隣接世帯の温水使用如何などに影響される。
【０００４】
また、温水給水栓の内部の温度が均一ではない場合、急に高温の水が蛇口を通じて供給されるか、または温水供給の途中で水の温度が変わる場合もよく生じる。このような温水の温度の急激な変化において、ともすれば、高温の湯は皮膚に火傷を負うこともあり、供給される水の温度が瞬間的に冷えることでユーザに不快感を与えることもある。さらには、温水の供給水圧が変わる場合にも、水の温度が変わるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、自動温度調節の可能な蛇口制御装置及びその方法、ならびに蛇口を提供する。
【０００６】
また、本発明は、温水または冷水の供給水圧が変わっても、排出される温度を一定に維持するように、自動調節できる蛇口第語装置及びその方法を提供する。
【０００７】
また、本発明は、温水または冷水の供給水圧が変わっても、排出される温度を一定に維持するように、自動調節できる蛇口を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、自動温度調節の可能な蛇口制御装置が提供される。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、温水管及び冷水管に設けられて、温水及び冷水の水圧をそれぞれ測定する第１圧力センサ及び第２圧力センサと、前記温水管及び前記冷水管に設けられて、温水及び冷水の温度をそれぞれ測定する第１温度センサ及び第２温度センサと、前記温水及び冷水の吐出口に設けられる第１電子弁及び第２電子弁と、前記温水管と前記第１電子弁との間に配置されるヒーティング部材と、蛇口ノブの作動終了時の水平回転角と垂直回転角のうち少なくとも一つを測定する回転センサと、前記水平回転角と前記垂直回転角のうち少なくとも一つを用いて前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記温水及び冷水の水圧と前記温水及び冷水の温度とを用いて、前記定められている蛇口ノブの停止位置による前記ヒーティング部材の稼動如何及び前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御する制御器と、を備える蛇口制御装置が提供される。
【００１０】
前記制御器は、前記蛇口ノブの最大水平回転角の中間を水平回転基準点として設定し、前記蛇口ノブの最下端位置を垂直回転基準点として設定し、前記水平回転基準点及び前記垂直回転基準点を用いて、前記蛇口ノブの前記水平回転角及び前記垂直回転角を算出する。
【００１１】
前記制御器は、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量及び目標温度を算出し、前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御し、前記排出水の水量及び温度が、前記目標水量及び目標温度になるようにする。
【００１２】
前記制御器は、前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度より高い場合、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標水量、前記温水の温度、前記冷水の温度、前記温水の水量及び前記冷水の水量を用いて冷水の増加量を計算し、前記冷水の増加量ほど温水の減少量を設定するが、前記冷水の増加量及び前記温水の減少量を反映して、前記第１電子弁及び前記第２電子弁の開度を制御する。
【００１３】
前記ヒーティング部材の内部に位置し、かつ温度を測定するための第３温度センサをさらに備え、前記制御器は、前記第１温度センサによって測定された温水の温度が前記排出水の目標温度の未満である場合、前記第３温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹するまで、前記ヒーティング部材を稼働させ、かつ前記第２電子弁は閉鎖されるように制御するが、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より少なければ、前記第１電子弁は完全に開放するように制御し、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より大きければ、前記排出水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量と等しくなるように、前記第１電子弁は開放情報を制御し、前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹すれば、前記ヒーティング部材の稼動を中断し、前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記第１温度センサ及び第２温度センサによって測定された前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御し、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるように制御する。
【００１４】
前記制御器は、前記温水の水圧及び冷水の水圧を用いて、前記温水の水量及び前記冷水の水量をモニタリングするが、前記温水の水量及び前記冷水の水量がいずれも増加した場合、前記排出水の水量を維持するために、増加した温水の水量及び冷水の水量ほど前記温水の水量及び前記冷水の水量を低減させるために、前記第１電子弁及び前記第２電子弁の開度を制御し、前記温水の水量が減少した場合、前記排出水の温度を維持するために、前記減少した温水の水量ほど前記冷水の水量が減少するように、第２電子弁の開度を制御し、前記冷水の水量が減少した場合、前記排出水の温度を維持するために、前記減少した冷水の水量ほど前記温水の水量を低減させるように、前記第２電子弁の開度を制御する。
【００１５】
前記制御器は、前記温水の水圧及び冷水の水圧を用いて、前記温水の水量及び前記冷水の水量をモニタリングするが、前記温水の水量が減少した場合、前記排出水の水量を維持するために、前記温水の水量が減少したほど冷水の水量が増加するように、前記第２電子弁の開度を制御し、前記排出水の温度を維持するために、前記排出水の温度に相応して前記ヒーティング部材を稼働させるように制御する。
【００１６】
前記温水または冷水の水圧が変わる場合に、水圧変化量による前記排出水の温度変化量を算出して、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御する。
【００１７】
前記ヒーティング部材は、複数のヒータからなり、前記温水管の流入地点に隣接して設けられたヒータから順次に稼動される。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、温水管及び冷水管の吐出口にそれぞれ設けられる第１及び第２電子弁と、前記温水管と前記第１電子弁との間に設けられるヒーティング部材と、を制御する蛇口制御装置として、プロセッサと、前記プロセッサに連結されるメモリと、を備え、前記メモリは、回転センサによって測定された蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角を用いて、前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記温水管内の温水の水圧及び温度、前記冷水管内の冷水の水圧及び温度を用いて、前記ヒーティング部材の稼動如何及び前記第１及び第２電子弁の開度を定めるようにする、前記プロセッサによって実行可能なプログラム命令語を保存する蛇口制御装置が提供される。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、温水管及び冷水管にそれぞれ設けられて温水及び冷水の水圧をそれぞれ測定する第１圧力センサ及び第２圧力センサと、前記温水管及び前記冷水管にそれぞれ設けられて温水及び冷水の温度をそれぞれ測定する第１温度センサ及び第２温度センサと、前記温水及び冷水の吐出口に設けられる第１電子弁及び第２電子弁と、前記温水管と前記第１電子弁との間に配置されるヒーティング部材と、前記ヒーティング部材の温水吐出口または前記ヒーティング部材の内部に配置され、前記ヒーティング部材から吐出される温水の温度を測定する第３温度センサと、蛇口ノブの作動終了時の水平回転角と垂直回転角のうち少なくとも一つを測定する回転センサと、前記水平回転角と前記垂直回転角のうち少なくとも一つを用いて前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記温水及び冷水の水圧と前記温水及び冷水の温度とを用いて、前記定められた蛇口ノブの停止位置による前記ヒーティング部材の稼動如何と、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度とを制御する制御器と、を備え、前記制御器は、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量及び目標温度を算出し、温水の水圧及び冷水の水圧と温水の温度及び冷水の温度とをモニタリングして、適応的に前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御するが、（ａ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が前記排出水の目標温度未満である場合、（ａ１）前記第３温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹するまで、前記ヒーティング部材を稼働させ、前記第２電子弁が閉鎖されるように制御するが、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より少なければ、前記第１電子弁が完全に開放されるように制御し、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より大きければ、前記排出水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量と等しくなるように前記第１電子弁の開度を制御し、（ａ２）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹すれば、前記ヒーティング部材の稼動を中断し、前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記第１温度センサ及び第２温度センサによって測定された前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、（ｂ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が前記排出水の目標温度以上である場合、（ｂ１）前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、（ｂ２）前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になった状態で、前記第１圧力センサによって測定された温水の水圧と、前記第２圧力センサによって測定された冷水の水圧のうち少なくとも一つが変更すれば、（ｂ２１）温水の水圧と前記冷水の水圧とがいずれも増加した場合、温水の水量及び冷水の水量を低減させて、前記排出水の水量及び温度が前記排出水の目標水量及び目標温度になるように、前記第１電子弁及び前記第２電子弁の開度を制御し、（ｂ２２）温水の水圧が減少した場合、減少した温水の水量ほど冷水の水量を低減させて、前記排出水の温度が前記排出水の目標温度になるように、前記第２電子弁の開度を制御するか、または温水の減少量ほど冷水の水量を増大させるために、前記第２電子弁の開度を制御し、前記ヒーティング部材を稼働させて前記温水の温度を高めるように制御し、（ｂ２３）冷水の水量が減少した場合、減少した冷水の水量ほど温水の水量を低減させるために、前記第１電子弁の開度を制御することを特徴とする蛇口制御装置が提供される。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、自動温度調節の可能な蛇口制御方法が提供される。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、（ａ）温水管及び冷水管にそれぞれ設けられたそれぞれの圧力センサから測定された温水及び冷水の水圧を用いて、温水及び冷水の水量を算出する段階と、（ｂ）回転センサで測定された蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角を用いて、前記蛇口ノブの現在停止位置を定める段階と、（ｃ）前記蛇口ノブの現在停止位置による排出水の目標水量及び目標温度を算出する段階と、（ｄ）前記排出水の温度及び水量が前記排出水の目標水量及び目標温度と等しくなるように、前記温水及び冷水の水量と、前記温水管及び前記冷水管に設けられたそれぞれの温度センサから測定された温水及び冷水の温度とを用いて、前記温水管及び冷水管の吐出口に設けられた第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御する段階と、を含む蛇口の制御方法が提供される。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、温水管と、冷水管と、蛇口ノブと、前記温水管の温水流入口及び前記冷水管の冷水流入口にそれぞれ設けられる第１温度センサ及び第２温度センサと、前記温水管及び前記冷水管にそれぞれ設けられる第１圧力センサ及び第２圧力センサと、前記温水管の温水吐出口及び前記冷水管の冷水吐出口にそれぞれ設けられる第１電子弁及び第２電子弁と、前記温水管の温水流入口と前記第１電子弁との間に設けられるヒーティング部材と、前記ヒーティング部材の温水流出口または前記ヒーティング部材の内部に設けられる第３温度センサと、前記蛇口ノブの作動終了時の水平回転角と垂直回転角のうち少なくとも一つを測定する回転センサと、前記水平回転角と前記垂直回転角のうち少なくとも一つを用いて前記蛇口ノブの停止位置を定め、前記第１温度センサ、前記第２温度センサ、前記第３温度センサ、前記第１圧力センサ、及び前記第２圧力センサによって測定された値に基づいて、前記ヒーティング部材の駆動如何、前記第１電子弁の開度及び前記第２電子弁の開度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量及び目標温度を算出し、温水の水圧及び冷水の水圧と、温水の温度及び冷水の温度とをモニタリングして、適応的に前記ヒータの稼動如何、前記第１電子弁の開度、及び前記第２電子弁の開度を制御するが、（ａ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が前記排出水の目標温度未満である場合、（ａ１）前記第３温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹するまで前記ヒーティング部材を稼働させ、前記第２電子弁が閉鎖されるように制御するが、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より少なければ、前記第１電子弁が完全に開放されるように制御し、前記温水の水圧を用いて算出した前記温水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量より大きければ、前記排出水の水量が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する排出水の目標水量と等しくなるように前記第１電子弁の開度を制御し、（ａ２）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が、前記蛇口ノブの停止位置に対応する前記排出水の目標温度に到逹すれば、前記ヒーティング部材の稼動を中断し、前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記第１温度センサ及び第２温度センサによって測定された前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、（ｂ）前記第１温度センサによって測定された温水の温度が前記排出水の目標温度以上である場合、（ｂ１）前記温水及び冷水の水圧を用いて算出した前記温水及び冷水の水量と、前記温水及び冷水の温度とに基づいて、前記第１電子弁及び第２電子弁の開度を制御して、前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になるようにし、（ｂ２）前記排出水の水量及び温度が前記目標水量及び目標温度になった状態で、前記第１圧力センサによって測定された温水の水圧と、前記第２圧力センサによって測定された冷水の水圧のうち少なくとも一つが変更すれば、（ｂ２１）温水の水圧と前記冷水の水圧とがいずれも増加した場合、温水の水量及び冷水の水量を低減させて、前記排出水の水量及び温度が前記排出水の目標水量及び目標温度になるように、前記第１電子弁及び前記第２電子弁の開度を制御し、（ｂ２２）温水の水圧が減少した場合、減少した温水の水量ほど冷水の水量を低減させて、前記排出水の温度が前記排出水の目標温度になるように、前記第２電子弁の開度を制御するか、または温水の減少量ほど冷水の水量を増大させるために、前記第２電子弁の開度を制御し、前記ヒーティング部材を稼働させて前記温水の温度を高めるように制御し、（ｂ２３）冷水の水量が減少した場合、減少した冷水の水量ほど温水の水量を低減させるために、前記第１電子弁の開度を制御することを特徴とする蛇口が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施形態による自動温度調節の可能な蛇口制御装置及びその方法、ならびに蛇口を提供することで、温水または冷水の供給水圧が変わっても、排出される温度を一定に維持するように自動調節できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による蛇口制御装置の構成を示す図面である。
【図２】本発明の一実施形態による蛇口の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態による蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角を説明するために示す図面である。
【図４】本発明の一実施形態による蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角を説明するために示す図面である。
【図５】本発明の一実施形態による蛇口制御装置が弁を制御する方法を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による温水及び冷水の水量変化による、第１電子弁及び第２電子弁の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書で使用される単数の表現は、文脈上明らかに別の方法で示さない限り、複数の表現を含んでいる。本明細書で、“構成される”または“含む”などの用語は、明細書上に記載の多くの構成要素、または多くの段階を必ずいずれも含むと解釈されてはいけず、そのうち一部の構成要素または一部の段階は含まれないこともあり、またはさらなる構成要素または段階をさらに含むことができると解釈されねばならない。また、明細書に記載の“…部”、“モジュール”などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアまたはソフトウェアで具現されるか、またはハードウェアとソフトウェアとの結合で具現される。
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態による蛇口制御装置の構成を示す図面である。図１を参照すれば、本発明の一実施形態による蛇口制御装置１００は、ヒーティング部材１１０と、複数の圧力センサ１１５ａ及び１１５ｂと、複数の温度センサ１２０ａないし１２０ｃと、回転センサ１２５と、複数の電子弁１３０ａ及び１３０ｂと、制御器１３５と、を備えて構成される。
【００２８】
ヒーティング部材１１０は、給水管の一部に位置し、制御器１３５の制御によってオンまたはオフされる。例えば、ヒーティング部材１１０は、図１に示したように、温水管１と蛇口３との間に設けられる。
【００２９】
図１では、ヒーティング部材１１０が一つであると示されているが、ヒーティング部材１１０は複数設けられてもよい。ヒーティング部材１１０が複数である場合、制御器１３５は、給水管に沿ってヒーティング部材１１０が順次に温度を高めるように制御する。また、複数のヒーティング部材１１０は、一つの装置に区分された形態に構成されてもよく、分離されたヒーティング部材の形態に提供されてもよい。複数のヒーティング部材１１０が備えられる場合に、温水の流入地点に近いヒータから順次に駆動して温水の温度を順次に上昇させることが望ましい。これを通じて温水に対する精密な温度制御が可能になるという利点がある。例えば、蛇口ノブの垂直及び水平回転量によって要求される温水の温度が３８゜Ｃであると仮定する時、ヒータに初めて流入される温水の温度が２５゜Ｃであれば、最初のヒータが温水の温度を３５゜Ｃに上昇させ、二番目のヒータが温水の温度を３８゜Ｃに上昇させるように制御する。
【００３０】
圧力センサ１１５ａ及び１１５ｂは、給水管（温水管１及び冷水管２）の水圧を測定する。
【００３１】
図１に示されたように、温水管１及び冷水管２にそれぞれ圧力センサ１１５ａ及び１１５ｂを備えることで、温水管１及び冷水管２の水圧をそれぞれ測定する。以下、温水管１に設けられた圧力センサを、第１圧力センサ１１５ａと総称し、冷水管２に設けられた圧力センサを、第２圧力センサ１１５ｂと総称して説明する。
【００３２】
第１圧力センサ１１５ａ及び第２圧力センサ１１５ｂは、温水管１及び冷水管２の水圧を測定し、測定された値（以下では、測定値と称する）を制御器１３５に出力する。また、第１圧力センサ１１５ａは、ヒーティング部材１１０に温水が流れ込む温水流入点に設けられる。
【００３３】
温度センサ１２０ａないし１２０ｃは、給水管（温水管１及び冷水管２）の温度を測定する。
【００３４】
第１温度センサ１２０ａは、ヒーティング部材１１０に温水が流れ込む温水の流入口に設けられて、温水管１を通じて供給される温水の温度（以下、温水の温度と称する）を測定する。また、第２温度センサ１２０ｂは冷水管２に設けられ、冷水管２を通じて供給される冷水の温度（以下、冷水の温度と称する）を測定する。
【００３５】
第１温度センサ１２０ａ及び第２温度センサ１２０ｂによって測定された温水の温度及び冷水の温度は、制御器１３５に出力される。
【００３６】
また、ヒーティング部材１１０を通過した温水の温度を測定するための第３温度センサ１２０ｃが、ヒーティング部材１１０から温水が流出される流出口またはヒーティング部材１１０の内部に備えられてもよい。第３温度センサ１２０ｃも、測定された温水の温度を制御器１３５に出力する。
【００３７】
回転センサ１２５は、蛇口内に設けられ、蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角を測定するための構成である。
【００３８】
電子弁１３０ａ及び１３０ｂは、蛇口に供給される温水または冷水の水量を調節するための構成である。電子弁１３０ａ及び１３０ｂは、制御器１３５の制御によって蛇口に供給される湯水の水量を調節する。電子弁１３０ａ及び１３０ｂは、制御器１３５の制御によって開閉される。
【００３９】
制御器１３５は、図１に示された蛇口制御装置１００の内部構成（例えば、ヒーティング部材１１０、複数の圧力センサ１１５ａ及び１１５ｂ、複数の温度センサ１２０ａないし１２０ｃ、複数の電子弁１３０ａ及び１３０ｂ）を制御する。
【００４０】
また、制御器１３５は、それぞれのセンサを通じて獲得された温水の温度、冷水の温度、水圧、蛇口作動ノブの上下及び左右回転量のうち少なくとも一つに基づいて、ヒーティング部材１１０のオン／オフを制御し、電子弁（第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂ）の開閉及び開度を制御する。
【００４１】
このために、制御器１３５は、図１には示されてはいないが、メモリ及びプロセッサを備える。メモリには、図２ないし図６を参照して説明されるそれぞれの方法を行うための命令語が保存される。また、プロセッサは、メモリに保存された命令語を実行する。これらの詳細な動作は、図２ないし図６を参照して下記で説明する。
【００４２】
図２は、本発明の一実施形態による蛇口の制御方法を示すフローチャートであり、図３及び図４は、本発明の一実施形態による蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角を説明するために示す図面である。
【００４３】
段階２１０で、蛇口制御装置１００は、温水管１及び冷水管２に位置している各圧力センサ１１５ａ及び１１５ｂで測定された水圧を用いて、温水及び冷水の水量を算出する。
【００４４】
例えば、水圧による水量は、数式（１）及び数式（２）を用いて導出される。
【００４５】
【数１】
2021517940.tif 000003
ここで、Ｐは、水圧（ｋｇ／ｍ２）を示し、ｒは、水の密度（温度によって異なるが、本明細書では１０００ｋｇ／ｍ３と設定する）を示し、Ｖは、流速（ｍ／ｓ）を示し、ｇは、重力加速度（９．８／ｍ２）を示す。
【００４６】
【数２】
2021517940.tif 000004
ここで、Ｑは、水量を示し、Ａは、管の断面積を示す。
【００４７】
数式（１）及び（２）によって数式（３）が導出される。
【００４８】
【数３】
2021517940.tif 000005
ここで、Ｋ＝Ａ√（２ｇ／ｒ）であり、重力加速度、水の密度、及び管の断面積が一定であると仮定すれば、Ｋは定数になるので、水圧は、水量の二乗に比例するということが分かる。
【００４９】
例えば、管の内径が１５ｍｍであり、水の密度が１０００ｋｇ／ｍ３であり、重力加速度が９．８／ｍ２である時、Ｋ＝０．００００２４７３８になる。よって、通常の出水水圧が３．０ｋｇ／ｃｍ２である時の水量は、０．００４２８３ｍ３／ｓになる。
【００５０】
よって、第１圧力センサ及び第２圧力センサによって測定された水圧が、それぞれＡｋｇ／ｍ２及びＢｋｇ／ｍ２であり、ＡがＢより小さな場合に、温水及び冷水の水量比はＡ：Ｂ／Ａになる。今後温水及び冷水の水量と、水量比とを算出する。
【００５１】
言い換えれば、蛇口制御装置１００は、第１圧力センサ１１５ａ及び第２圧力センサ１１５ｂによって測定された温水の水圧及び冷水の水圧を用いて、それぞれ温水及び冷水の水量と、水量比とを算出する。
【００５２】
段階２１５で、蛇口制御装置１００は、蛇口ノブの停止位置を検出する。
【００５３】
例えば、蛇口制御装置１００は、蛇口ノブの以前停止位置（以前作動の終了時点の水平及び垂直回転量）及び現在移動量（水平及び垂直の回転量）に基づいて、蛇口ノブの停止位置を検出する。
【００５４】
図３を参照して、蛇口ノブの水平回転量は、蛇口ノブが最左側に回転した時の角度を０゜に設定し、最右側に回転した時の角度をθＨｍａｘ゜に設定すると仮定する。この時、蛇口ノブが中央に位置する場合に、蛇口ノブの角度は０．５θＨｍａｘ゜である。すなわち、蛇口ノブの水平回転角が０゜ないし９０゜である時、蛇口ノブが中央に位置する場合に、角度は４５゜になる。
【００５５】
また、図４を参照して、蛇口ノブの垂直回転量について説明する。蛇口ノブの垂直回転量は、蛇口ノブが最下端に位置する時の角度を０゜に設定し、最上側（上端）に位置している時の角度をθＶｍａｘ゜に設定する。例えば、蛇口ノブの垂直回転量は、０゜ないし４５゜の範囲で設定される。
【００５６】
蛇口ノブの以前停止位置及び現在移動量に基づいて停止位置を算出すれば、経時的に誤差が益々大きくなるという問題が生じる。よって、蛇口制御装置１００は、蛇口ノブの水平回転角は、中間角度（０．５θＨｍａｘ゜）を水平基準角と設定し、垂直回転角は、蛇口ノブが最下端に位置している状態である０゜を垂直基準角と設定した後、蛇口ノブが水平基準角及び垂直基準角に位置すれば、蛇口ノブの移動量を初期化する。そして、初期化された蛇口ノブの移動量に基づいて、蛇口ノブの垂直及び水平回転量を測定して蛇口ノブの現在移動量を算出することで、誤差を最小化する。
【００５７】
また、蛇口制御装置１００は、蛇口ノブが停止した時点から一定時間（例えば、１秒）の経過時点に検出された停止位置を、最終位置と確定する。
【００５８】
段階２２０で、蛇口制御装置１００は、温水の温度、冷水の温度、温水及び冷水の供給水量に基づいて、蛇口ノブの最終位置に当たる排出水の温度及び水量を算出する。
【００５９】
例えば、排出水の温度は、数式（４）を用いて算出される。
【００６０】
【数４】
2021517940.tif 000006
ここで、Ｔは、排出水の温度を示し、ＴＨは、温水の温度を示し、ＴＬは、冷水の温度を示し、ＱＨｍａｘは、温水の最大供給水量を示し、ＱＬｍａｘは、冷水の最大供給水量を示し、θＨは、水平回転角を示し、θＨｍａｘは、蛇口ノブの最大水平回転角を示す。
【００６１】
温水及び冷水の水量は、数式（５）及び（６）を用いて算出される。
【００６２】
【数５】
2021517940.tif 000007
ここで、ＱＨは、温水の水量を示し、θＶは、蛇口ノブの垂直回転角を示し、θＶｍａｘは、蛇口ノブの最大垂直回転角を示す。
【００６３】
【数６】
2021517940.tif 000008
ここで、ＱＬは、冷水の水量を示す。
【００６４】
数式（５）及び数式（６）を用いて、温水の水量及び冷水の水量をそれぞれ算出した後、これを合算して、蛇口ノブから排出される排出水の水量を最終的に導出する。
【００６５】
段階２２５で、蛇口制御装置１００は、算出された排出水の温度及び水量を用いて、第１電子弁及び第２電子弁の開度を算出する。
【００６６】
例えば、第１電子弁及び第２電子弁の開度は、数式（７）及び数式（８）を用いて算出される。
【００６７】
【数７】
2021517940.tif 000009
ここで、ＯθＬは、蛇口ノブを通じて排出される排出水の温度が目標の供給温度である時の、温水の最大供給水量対比蛇口ノブの水平回転量による第１電子弁の開放の割合を示す。
【００６８】
【数８】
2021517940.tif 000010
ここで、ＯθＬは、蛇口ノブを通じて排出される排出水の温度が目標の供給温度である時の、冷水の最大供給水量対比蛇口ノブの水平回転量による第２電子弁の開放の割合を示す。ＯθＨ及びＯθＬは、弁の全面開放の時に１に設定される。
【００６９】
例えば、蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角が、それぞれ３０゜及び２０゜であり、蛇口ノブの最大水平回転角及び最大垂直回転角が、それぞれ９０゜及び４５゜であり、温水及び冷水の最大供給水量が、それぞれ０．０００２ｍ３／ｓ及び０．０００３ｍ３／ｓであり、温水及び冷水の温度が、それぞれ４０゜Ｃ及び２０゜Ｃであれば、温水の水量は０．００００５９ｍ３／ｓであり、冷水の水量は０．００００４４ｍ３／ｓに導出される。このような場合、排出水の温度は３１．４６゜Ｃであり、排出水の水量は０．０００１０３ｍ３／ｓに算出される。よって、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度は、それぞれ０．２９５（２９．５％）及び０．１４７（１４．７％）に算出される。
【００７０】
また、前述した一例のような条件で、温水の最大供給温度が４５゜Ｃであり、冷水の最大供給温度が２０゜Ｃである場合、蛇口ノブを通じて排出される排出水の温度は３４．３２゜Ｃに算出され、これを、正常状態での蛇口ノブ回転量による排出水目標温度と設定する。
【００７１】
例えば、蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角が、それぞれ３０゜及び２０゜であり、蛇口ノブの最大水平回転角及び最大垂直回転角が、それぞれ９０゜及び４５゜であり、温水及び冷水の最大供給水量が、それぞれ０．０００２ｍ３／ｓ及び０．０００３ｍ３／ｓであり、温水及び冷水の温度が、それぞれ４０゜Ｃ及び２０゜Ｃであれば、排出水の温度を、目標温度である３４．３２゜Ｃに合わせるために必要な温水の増加量ΔＱは、０．００００１４７５ｍ３／ｓに導出される。冷水の減少量は温水の増加量と等しいため、０．００００１４７５ｍ３／ｓになる。よって、温水及び冷水の水量は、それぞれ０．００００７３７５ｍ３／ｓ及び０．００００２９２５ｍ３／ｓに算出される。これによって、第１電子弁及び第２電子弁の開度（ＯＨ及びＯＬ）は、それぞれ０．３６８７５（３６．８７５％）及び０．０９７５（９．７５％）に算出される。
【００７２】
しかし、もし、第１温度センサによって測定された温水の温度が排出水の温度未満である場合、段階５３０で、蛇口制御装置１００は、第３温度センサで測定された温水の温度が、蛇口ノブの水平回転角に対応する排出水の目標温度になるまで、ヒーティング部材１１０が稼動されるように制御し、第１電子弁１３０ａは完全に開放されるように制御し、第２電子弁１３０ｂは閉鎖されるように制御する。
【００７３】
以上の実施形態は、蛇口ノブの垂直及び水平回転量に基づいて、排出水の目標温度及び排出水の目標水量を算出する構成を持っている。これとは異なって、本発明による蛇口制御装置１００は、蛇口ノブの代りに蛇口ノブの垂直及び水平回転量に対応する情報を、別途の入力装置を通じてユーザから入力される。さらに、蛇口ノブの垂直及び水平回転量に対応する情報の代りに、ユーザの希望する排出水の温度及び水量を、ユーザから入力されてもよい。この時、別途の入力装置は、スマートフォン、入力装置及び出力装置を備える制御パネルなどになる。スマートフォンが入力装置として使われる場合、スマートフォンには、本発明による蛇口制御装置１００を制御するためのアプリが設けられることが望ましい。制御パネルの出力装置には、冷水の温度、温水の温度、冷水の水量、温水の水量、排出水の温度、排出水の水量などが、ユーザの選択または設定状態によって選択的に表示される。また、制御パネルの入力装置は、タッチスクリーン、音声認識装置、ボタン入力装置などの形態を持つ。この場合、本発明による蛇口制御装置１００は、入力装置及び出力装置とデータを送受信するための通信部を備え、ブルートゥースモジュール、ワイファイモジュールなどを備える有線または無線通信の可能な装置が、通信部として採択される。
【００７４】
段階５３５で、蛇口制御装置１００は、ヒーティング部材１１０の稼動後に、第１温度センサ１２０ａで測定された温水の温度が排出水の目標温度に到逹するかどうかを判断する。
【００７５】
温水の温度が排出水の目標温度に到逹する場合、段階５４０で、蛇口制御装置１００は、ヒーティング部材１１０の稼動を中止するように制御する。次いで、段階５１０に進む。
【００７６】
図６は、本発明の一実施形態による温水及び冷水の水量変化による、第１電子弁及び第２電子弁の制御方法を示すフローチャートである。以下では、蛇口制御装置１００が、温水及び冷水の水量変化をモニタリングした後、温水及び冷水の水量変化によって、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を制御する方法について説明する。
【００７７】
段階６１０で、蛇口制御装置１００は、温水及び冷水の水量が増加したかどうかを判断する。
【００７８】
もし、温水及び冷水の水量が増加した場合、段階６１５で、蛇口制御装置１００は、排出水の水量を維持するために、増加した水量ほど温水及び冷水の水量を低減させるように、第１電子弁及び第２電子弁を制御する。
【００７９】
例えば、温水及び冷水の水量が、正常状態での水量に比べてそれぞれ２０％及び１０％増加したと仮定すれば、蛇口制御装置１００は、温水及び冷水の水量を、その増加分である２０％及び１０％ほど低減させるように、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を調節するように制御する。
【００８０】
しかし、もし、温水及び冷水の水量が増加しない場合、段階６２０で、蛇口制御装置１００は、温水及び冷水の水量がいずれも減少したかどうかを判断する。
【００８１】
もし、温水及び冷水の水量が減少しない場合、段階６２５で、蛇口制御装置１００は、温水の水量が減少したかどうかを判断する。
【００８２】
もし、温水の水量が減少した場合、段階６３０で、蛇口制御装置１００は、温水の水量が減少したほど冷水の水量を低減させるために、第２電子弁１３０ｂの開度を制御する。蛇口制御装置１００は、蛇口３から排出される排出水の水量を低減させて排出水の温度を維持するために、第２電子弁１３０ｂの開度を算出する。すなわち、温水の水量が、正常状態での水量に比べて１０％減少すれば、冷水の水量を１０％低減させるように、第２電子弁１３０ｂの開度を算出する。
【００８３】
他の例を挙げれば、蛇口制御装置１００は、蛇口３から排出される排出水の水量を維持しつつ排出水の温度を維持するために、温水の減少量ほど冷水の水量を増大させ、ヒーティング部材１１０が稼動されるように制御する。
【００８４】
この時、蛇口制御装置１００は、温水の減少量によるヒーティング部材１１０の温水の加熱温度を、数式（１０）を用いて計算する。ここで、温水の加熱温度は、ヒーティング部材１１０の内部に位置するか、またはヒーティング部材１１０を通過した温水の温度を測定する第３温度センサによって測定された温度である。
【００８５】
【数９】
2021517940.tif 000011
ここで、Ｔ’Ｈは、ヒーティング部材１１０による温水の加熱温度を示し、ΔＱは、温水の減少量を示し、ＱＴは、水平回転角がθＨ゜である時の排出水の水量を示し、ＴＴθＨは、水平回転角がθＨ゜である時の、正常状態での排出水の温度を示し、ＱＨは、正常状態での温水の水量を示し、ＱＬは、正常状態での冷水の水量を示し、ＴＬは、冷水の温度を示す。
【００８６】
次いで、温水の水量が増加すれば、蛇口制御装置１００は、正常状態に到逹するまで、数式（１０）によって、ヒーティング部材１１０の温度を低めつつ冷水量を低減させるために、第２電子弁１３０ｂを制御する。
【００８７】
段階６２５の判断結果、温水の水量が減少しない場合、段階６３５で、蛇口制御装置１００は、冷水の水量が減少したかどうかを判断する。
【００８８】
もし、冷水の水量が減少した場合、段階６４０で、蛇口制御装置１００は、冷水の水量が減少したほど温水の水量を低減させるために、第１電子弁１３０ａの開度を制御する。
【００８９】
冷水量が減少した場合、ヒーティング部材１１０を稼働させることでは問題を解決できないため、排出水の水量を低減させつつ排出水の温度を維持するために、蛇口制御装置１００は、第１電子弁１３０ａの開度を制御する。
【００９０】
例えば、冷水の水量が正常状態での水量に比べて１０％減少すれば、温水の水量も１０％減少するように、第１電子弁１３０ａの開度を制御する。
【００９１】
段階６２０に戻って、段階６２０の判断結果、もし温水及び冷水の水量が減少した場合、段階６４５で、蛇口制御装置１００は、温水量の低減比が冷水量の低減比より大きいかどうかを判断する。
【００９２】
もし、温水量の低減比が冷水量の低減比より大きい場合、段階６３０に進む。しかし、もし、温水量の低減比が冷水量の低減比より小さな場合、段階６４０に進む。
【００９３】
図６には別途に示されていないが、段階６１５、段階６３０及び段階６４０以後に段階６１０に進み、温水及び冷水の水量変化を持続的にモニタリングしつつ、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を制御する。
【００９４】
温水の水量及び冷水の水量による第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を導出した方法自体は、既に図２で説明したものと同じため、これについての詳細な説明がなくても、温水の水量及び冷水の水量変化による第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度は、図２で説明したものと同じ方法によって算出されると理解されねばならない。
【００９５】
一方、以上で説明したような、温水及び冷水の水量変化、温水及び冷水の水圧変化などによる弁の制御の時、それぞれの変化に即刻で対応する場合に、過度に弁の開度を調節せねばならない問題が発生する恐れがある。これを防止するために、蛇口ノブの回転量による排出水の温度が定常状態に到逹した後、温水及び冷水の温度が変わるか、または水量が変化しても、その変化による排出水の温度が、定常状態の排出水の温度に比べて、前もって定めた基準変化量（例えば、±３゜Ｃ）より大きいか、または温水及び冷水の水量変化量が、前もって定めた基準変化量（例えば、±１０％の水量変化）より大きい場合に限って、弁を制御することが望ましい。このように弁を制御すれば、前述した実施形態で、蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角がそれぞれ３０゜及び２０゜である時の、排出水の温度である３１．４６゜Ｃと、該蛇口ノブの回転角に対する定常状態の排出水の温度である３４．３２゜Ｃとの差が３゜Ｃより小さいため、弁をそのまま維持させる。さらに、温水及び冷水の水圧変化は、結果的に排出水の水温に影響を及ぼすため、温水または冷水の水圧が変わる場合に、水圧変化量による温度変化量を計算して、弁の制御如何を定める。
【００９６】
一方、温水及び冷水の水圧変化の程度が大きい場合には、排出水の水量が過渡に減少する問題が発生する恐れがある。よって、排出水の水量を、蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角に対応する目標水量に維持させるための制御が求められる。これを、温水及び冷水の最大供給水量がそれぞれ０．０００２ｍ３／ｓ及び０．０００３ｍ３／ｓであり、温水及び冷水の最大供給温度がそれぞれ４５゜Ｃ及び２０゜Ｃである状況を、例として挙げて説明する。このような状況で、現在温水及び冷水の水量は、最大供給水量ほど供給されており、温水及び冷水の温度も最大供給温度ほど供給されており、蛇口ノブの水平回転角及び垂直回転角がいずれも４５゜に設定されたならば、排出水の水量は０．０００２５ｍ３／ｓであり、排出水の温度は３０゜Ｃになる。
【００９７】
このような状態で、他の場所で水を使えば、温水及び冷水の水量が減少する。この時、温水及び冷水がいずれも半分以上大きく減少すれば（すなわち、温水及び冷水の水量が、それぞれ０．０００１ｍ３／ｓ及び０．０００１５ｍ３／ｓ未満に供給される場合）、排出水の水量は、目標水量である０．０００２５ｍ３／ｓより少なくなる。この場合には、可能な排出水の目標水量に近づくように、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を制御するが、温水の低減割合が冷水の低減割合より大きくなって、排出水の目標温度に及ばない場合には、ヒータを駆動して排出水の目標温度を合わせるように制御する。
【００９８】
これとは異なって、温水及び冷水の水量の和が排出水の目標水量より大きいか、または同じ場合には、次のように制御する。
【００９９】
温水の減少量が冷水の減少量より大きい場合（例えば、温水の供給水量は０．００００６ｍ３／ｓであり、冷水の供給水量は０．０００２ｍ３／ｓ）には、排出水の目標水量を供給する。この場合には、温水及び冷水の水量が、それぞれ０．００００６ｍ３／ｓ及び０．０００１９ｍ３／ｓになるように、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を制御し、ヒータを駆動して温水を６１．６７゜Ｃに加熱して、排出水の温度が目標温度である３０゜Ｃになるように制御する。これとは異なって、温水の減少量が冷水の減少量より小さな場合（例えば、温水の供給水量は０．０００１６ｍ３／ｓであり、冷水の供給水量は０．０００１ｍ３／ｓ）には、排出水の目標水量を供給する。しかし、排出水の目標水量に合わせるために、温水及び冷水の水量を、それぞれ０．０００１５ｍ３／ｓ及び０．０００１ｍ３／ｓになるように、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を制御すれば、排出水の温度が、目標温度である３０゜Ｃを超える３６．８゜Ｃになる。よって、この場合には、温水及び冷水が、それぞれ０．００００６７ｍ３／ｓ及び０．０００１ｍ３／ｓになるように、第１電子弁１３０ａ及び第２電子弁１３０ｂの開度を制御することが望ましく、このように制御すれば、排出水の温度は３０゜Ｃになり、水量は０．０００１６７ｍ３／ｓになる。
【０１００】
一方、本発明による蛇口制御装置は、季節またはユーザ毎に排出水の目標温度を別々に設定する。例えば、同じユーザが、３０゜Ｃの排出水を、夏にはちょっと熱いと感じる一方、冬にはちょっと冷たいと感じることがある。よって、ユーザ・フレンドリーな制御のために、排出水の目標温度を季節に応じて適応的に設定することが望ましい。例えば、蛇口ノブの水平回転量に対する排出水の目標温度を、夏には１０％低減させ、冬には１０％増大させる。もちろん、このような制御は、季節に応じてのみ行われるものではなく、屋外の温度または蛇口のある場所の温度に基づいて行われてもよい。例えば、蛇口のある場所の温度が、特定の設定温度（例えば、３０゜Ｃ）より低ければ、蛇口ノブの水平回転量に対する排出水の目標温度を１０％増大させ、設定温度より高ければ、排出水の目標温度を１０％増大させる。このような制御は、別途の入力装置を通じてユーザから蛇口ノブの回転情報が入力されるか、または排出水の目標温度及び水量が直接入力される場合にも、同じく適用される。さらに、別途の入力装置を通じてユーザから蛇口ノブの回転情報が入力されるか、または排出水の目標温度及び水量が直接入力される場合に、ユーザ毎に排出水の目標温度を別々に設定する。すなわち、それぞれのユーザ毎に好む排出水の温度及び水量を樹立して分析することで、同じ蛇口ノブの回転量に対する排出水の目標温度及び目標水量をユーザ毎に別々に制御する。この時、入力装置がスマートフォンである場合には、スマートフォンからユーザの情報を自動で提供されることで、ユーザに関する情報を容易に把握できる。これとは異なって、制御パネルが入力装置として使われる場合には、制御パネルを通じてユーザを設定する。
【０１０１】
以上、実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更できるということが理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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