(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯と水を混合する混合手段と、前記混合手段で混合された湯の温度を検出する温度検出手段と、前記混合手段で混合される湯の温度を設定する湯温設定部と、前記混合手段からの出湯を開始及び停止するための出湯手段と、前記混合手段から出る出湯量を検出する流量検出部と、前記混合手段を制御する制御部と、前記混合手段で混合される湯の湯温設定を行う操作部とを備え、前記湯温設定部は、前記操作部からの入力に基づき混合手段で混合される湯温の目標値を設定する第１湯温設定手段と、前記操作部からの入力に関係なく所定温度を設定する第２湯温設定手段とで構成されるとともに、前記制御部は、前記流量検出部が予め定めた流量以上を検出したときは、前記第１湯温設定手段で設定された目標値で前記混合手段の制御を行い、前記流量検出部が予め定めた流量以下を検出したときは、前記第２湯温設定手段で設定された所定温度以下になるように前記混合手段の制御を行うようにしたことを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
前記制御部は、第２湯温設定手段で設定された所定温度に基づき混合手段の制御を行うとき、水側の開度を増大する方向にのみ調節可能とした請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
前記制御手段は、流量検出部が流量を検出しないとき、混合手段の制御を停止するようにした請求項１または２に記載の湯水混合装置。
【請求項４】
第１流量設定手段と第２流量設定手段とで構成される流量設定部を備え、第１流量設定手段と第２流量設定手段とで設定される各流量値間には所定のヒステリシスを設けて混合手段の制御を変更する流量値を判定するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の湯水混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湯と水を混合する混合手段に関し、湯の流量と水の流量を電気的に行う構成の湯水混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の湯水混合装置を図２を用いて説明する。図２に示す湯水混合装置は湯と水を混合する混合手段１と、混合手段１で混合された湯の温度を検出する温度検出手段２と、混合手段１で混合される湯の温度の目標値を設定する設定手段３と、混合手段１からの出湯を開始及び停止するための出湯手段４と、混合手段１から出る出湯量を検出する流量検出手段５と、温度検出手段２で検出される温度と設定手段３で設定される目標値が等しくなるように混合手段１を制御する制御手段６からなる。混合手段１は一つのバルブで構成されており、制御手段６は混合手段１のバルブの開度を変化させることで湯と水の混合比率を制御している。バルブは一つで構成されているので、湯の量が多くなるようにバルブを動作させると、湯の量が増加すると同時に水の量が減少する。使用者が出湯手段４により出湯を開始したり、出湯を停止した場合は流量検出手段５で検出できる。
【０００３】
上記従来の構成において、一つのバルブで湯側と水側の開度を調節して混合比率を制御するようにした場合、低流量域では混合手段１の制御安定性が悪く、少しの水圧変動や湯温変動によってハンチング現象を起こし、混合湯温が大きく変動することになる。このため、従来の制御においては、制御手段６が設定された湯温で安定して混合手段１を制御できる流量、例えば毎分１．５リットル以上を流量検出手段５が検出したときに混合手段１の制御を行い、それ以下の流量を検出したときに制御を停止するようにしている。そして、混合手段１のバルブの開度は制御を停止する寸前の位置で停止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の湯水混合装置では、制御手段６が設定された湯温で安定して混合手段１を制御できる流量、例えば１．５リットル以下の場合は混合手段１の制御を行わず、混合手段１のバルブの開度は前回制御が停止される寸前の位置で止まっているので、その開度によって決まる混合比率で出湯されることになる。理想的なバルブであれば出湯される流量の大小に関係なく、バルブの開度と混合湯温の関係は一義的に決まる。  しかし、実際は同じバルブ開度であっても、出湯する流量の大小により混合比率が変化し混合湯温が変化する。例えば、流量が毎分１．０リットルのときの混合特性によると、湯が７０％、水が３０％の混合比率になる。給湯湯温が９０℃、給水水温が５℃であったとすると、混合湯温は６４．５℃になる。しかし、流量が毎分０．５リットルのときの混合特性によると、混合手段１のバルブは同じ開度であっても混合比率は湯が１００％、水が０％となり混合湯温は９０℃になる。
【０００５】
また、配管内に低温の死水があるような場合の運転初期において、混合手段１が湯側開度を増大させる方向に制御し、湯側開度を最大に制御したポイントで出湯手段４を操作して流量を絞り、前記１．５リットル以下にされたような場合、湯側開度が最大の状態で出湯されることになり、微小な量ではあるが高温の湯が蛇口等より出湯されることになる。
【０００６】
このように、従来の構成において、混合手段１が安定して制御できない低流量域においては、混合手段１の制御を停止するようにしているため、高温の湯が出湯される危険を伴うものであり微かな量ではあっても、やけどや配管部材への熱ストレスによる劣化という問題が懸念される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の湯水混合装置は、湯と水を混合する混合手段と、前記混合手段で混合された湯の温度を検出する温度検出手段と、前記混合手段で混合される湯の温度を設定する湯温設定部と、前記混合手段からの出湯を開始及び停止するための出湯手段と、前記混合手段から出る出湯量を検出する流量検出部と、前記混合手段を制御する制御部と、前記混合手段で混合される湯の湯温設定を行う操作部とを備え、前記湯温設定部は、前記操作部からの入力に基づき混合手段で混合される湯温の目標値を設定する第１湯温設定手段と、前記操作部からの入力に関係なく所定温度を設定する第２湯温設定手段とで構成されるとともに、前記制御部は、前記流量検出部が予め定めた流量以上を検出したときは、前記第１湯温設定手段で設定された目標値で前記混合手段の制御を行い、前記流量検出部が予め定めた流量以下を検出したときは、前記第２湯温設定手段で設定された所定温度以下になるように前記混合手段の制御を行うようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記発明によれば、検出流量に応じて混合手段の制御を変更するようにしているため、例えば、流量が極端に減少して混合手段が設定湯温に対して正常に制御できない状態になった場合でも、前記湯温設定を低下させるとか、混合手段の制御において湯側開度を増大させる制御を禁止する等の方法で混合湯温を所定温度以下に維持することが可能となり、高温出湯によるやけどや配管部材への熱ストレスがない使い勝手のよい湯水混合装置が得られる。
【０００９】
そして、予め定めた流量以下になったとき、混合手段で混合される湯温を操作部からの入力に関係なく所定温度を設定するようにし、かつ所定温度以上にならないように混合手段を制御するようにしているため、安定して混合手段の制御ができない低流量域においても確実に高温出湯の防止を行うことができ、安全で信頼性の高い湯水混合装置を提供できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の湯水混合装置は、湯と水を混合する混合手段と、前記混合手段で混合された湯の温度を検出する温度検出手段と、前記混合手段で混合される湯の温度を設定する湯温設定部と、前記混合手段からの出湯を開始及び停止するための出湯手段と、前記混合手段から出る出湯量を検出する流量検出部と、前記混合手段を制御する制御部と、前記混合手段で混合される湯の湯温設定を行う操作部とを備え、前記湯温設定部は、前記操作部からの入力に基づき混合手段で混合される湯温の目標値を設定する第１湯温設定手段と、前記操作部からの入力に関係なく所定温度を設定する第２湯温設定手段とで構成されるとともに、前記制御部は、前記流量検出部が予め定めた流量以上を検出したときは、前記第１湯温設定手段で設定された目標値で前記混合手段の制御を行い、前記流量検出部が予め定めた流量以下を検出したときは、前記第２湯温設定手段で設定された所定温度以下になるように前記混合手段の制御を行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
そして、検出流量に応じて混合手段の制御を変更するようにしているため、例えば、流量が極端に減少して混合手段が設定湯温に対して正常に制御できない状態になった場合でも、前記湯温設定を低下させるとか、混合手段の制御において湯側開度を増大させる制御を禁止する等の方法で混合湯温を所定温度以下に維持することが可能となり、高温出湯によるやけどや配管部材への熱ストレスがない使い勝手のよい湯水混合装置が得られるとともに、予め定めた流量以下になったとき、混合手段で混合される湯温を操作部からの入力に関係なく所定温度を設定するようにし、かつ所定温度以上にならないように混合手段を制御するようにしているため、安定して混合手段の制御ができない低流量域においても確実に高温出湯の防止を行うことができ、安全で信頼性の高い湯水混合装置を提供できる。
【００１２】
また、請求項２記載の湯水混合装置は、制御部は第２湯温設定手段で設定された所定温度に基づき混合手段の制御を行うとき、水側の開度を増大する方向にのみ調節可能としたものである。
【００１３】
そして、低流量域における混合手段の制御を湯側の開度を増大させる方向への制御を禁止し、水側の開度を増大する方向にのみ調節可能としているため、確実に所定温度以下の混合湯を確保することが可能となり、高温出湯の防止を行うことができる。
【００１４】
また、請求項３記載の湯水混合装置は、制御部は流量検出部が流量を検出しないとき、
混合手段の制御を停止するようにしたものである。
【００１５】
そして、流量検出部が流量を検出しなくなったとき混合手段の制御を停止することで、停止状態における湯水混合比率を高温出湯がされない状態に確保することができ、出湯再開時の安全性が確保できる。
【００１６】
また、請求項４記載の湯水混合装置は、第１流量設定手段と第２流量設定手段とで構成される流量設定部を備え、第１流量設定手段と第２流量設定手段で設定される各流量値間には所定のヒステリシスを設けて混合手段の制御を変更する流量値を判定するようにしたものである。
【００１７】
そして、ヒステリシスを設けることで判定値近傍の流量変動による誤判定を防止して、確実に混合手段の制御を変更する流量値を判定することで、低流量域における高温出湯の防止を行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は実施例１の湯水混合装置の制御ブロック図である。混合手段１１は、給湯機から供給される湯と、水道管から供給される水とを混合する。混合手段１１の構成は図示しないが、例えば電動モータによりボールバルブを回転させ、湯と水の混合比率を変える構造となっており、内蔵する一つのボールバルブが回転すると、湯と水両方の流量が変化し、湯量が増加すると水量は減少方向、湯量が減少すると水量は増加方向に変化する。温度検出手段１２は混合手段１１の出口に設けられ、混合手段１１で混合された後の混合湯の温度を検出する。第１湯温設定手段１３は混合手段１１で混合される湯の温度を使用者の所望の温度に設定するものであり、操作部１５より入力される情報に基づいて設定される。第２湯温設定手段１４は操作部１５からの入力情報に関係なく、混合湯温を予め定めた所定温度に設定するものである。そして、前記第１湯温設定手段１３と第２湯温設定手段１４で湯温設定部１６を形成している。
【００２０】
出湯手段１７は混合手段１１と温度検出手段１２を接続した出口側に取り付けられ、使用者の操作により出湯を開始及び停止する。流量検出手段１８は温度検出手段１２と出湯手段１４の間に取り付けられ、混合手段１１から出る出湯量を検出する。第１流量設定部１９は混合手段１１を第１湯温設定手段１３で設定した目標値に基づき制御可能な流量値を設定するものである。第２流量設定手段２０は混合手段１１の制御を変更する流量値を設定するものである。判定部２１は前記流量検出手段１８で検出された流量値と第１流量設定部１９および第２流量設定手段２０で設定された流量値を比較し、混合手段１１の制御を決定する流量値を判定するもので、前記第１流量設定部１９および第２流量設定手段２０で設定された流量値間には所定のヒステリシスを設け、確実に前記混合手段１１の制御を決定する流量値が判定できるようにしている。そして、前記第１流量設定部１９、第２流量設定手段２０および判定部２１で流量検出部２２を形成している。制御部２３は判定部２１からの信号に基づき、温度検出手段１２で検出される検出温度と第１湯温設定手段１３または第２湯温設定手段１４で設定された設定温度を比較し、設定温度と検出温度が等しく、または設定温度より検出温度が低くなるように混合手段１１を制御する。また、前記第２湯温設定手段１４で設定された設定温度に基づき混合手段１１を制御するときは設定温度より検出温度が確実に低くなるようにするために、ボールバルブの回転を水側開度が増大する方向にのみ制御可能な構成としている。
【００２１】
上記構成において、動作を簡単に説明する。まず操作部１５で所望の混合湯温を設定し、出湯手段１７を操作して出湯を開始すると、流量検出手段１８が流量を検出し、判定部２１にて第１流量設定部１９または第２流量設定部２０で設定された流量値と比較し、第１流量設定部１９で設定された流量以上のときは制御部２３は第１湯温設定手段１３で設定された湯温設定値と温度検出手段１２で検出される混合湯温に基づき、混合手段１１を制御して湯と水の混合比率を調節することで所望の湯温を得るようにしている。
【００２２】
次に、出湯手段１７を操作して流量が低下し、流量検出部２２の第２流量設定手段２０で設定した流量以下になると、判定部２１は制御部２３に低流量の情報を入力する。制御部２３はこの情報が入力されると湯温設定値を第１湯温設定手段１３から第２湯温設定手段１４で設定された値に変更し、この変更された湯温設定値に基づき混合手段１１を制御する。このとき、混合手段１１は変更された湯温設定値を絶対に越えないように制御する。例えば、混合手段１１を制御するとき湯側の開度が増大する方向への制御を禁止し、水側開度が増大する方向にのみ制御可能な構成としている。
【００２３】
以上のように、混合手段１１が設定湯温に対して安定して制御可能な流量域においては、操作部１５を介して設定した湯温設定で制御を行い、混合手段１１が安定して制御ができない低流量域では湯温設定を操作部１５を介して設定した湯温設定より低い所定温度にするとともに、混合手段１１の制御を水側開度が増大する方向にのみ制御可能な構成とすることで、混合手段１１の不安定な動作による高温出湯の防止を行い、安全性と信頼性の向上を図るようにしている。
【００２４】
そして、出湯をしていないときは湯が流れていないので、いくら混合手段１１のバルブを動かしても混合湯温は変化しない。よって、出湯停止中に制御部２３で制御を続けると、混合手段１１のボールバルブは湯側が全開になる位置まで開いてしまう。そうすると、次に出湯を開始したときは湯側全開の位置から制御を開始することになるので、混合湯温は設定温度をオーバーしてから設定温度に収束するオーバーシュート現象が発生する。給湯機等から供給する湯温が高いほどオーバーシュートのピーク値は高くなり、使用者の不快感ややけどを招く。そのため、制御部２３は流量検出手段１８が、例えば毎分１．５リットル以上を検出してから設定温度での制御を開始し、毎分１．０リットルを下回ったら設定温度での制御を中止する。毎分１．０リットル未満の微少流量域では制御をかけても安定性が悪く、混合湯温が設定温度を上下するハンチング現象が発生するためである。以上より、出湯停止中に混合手段１１のボールバルブが湯側全開まで駆動してしまうという不具合は解消できる。通常の使用では出湯時は毎分１０リットルくらいで出湯し、出湯停止時は完全に出湯を止めてしまう。しかし、出湯手段１７の止水機能が劣化した場合、出湯停止時に完全に出湯が止まらない場合がある。例えば毎分０．５リットルくらいで流れ続けると、流量が毎分１．０リットルを下回る寸前での混合手段１１のボールバルブの開度で混合湯が出湯を続けることになる。理想的なバルブであれば出湯される流量の大小に関係なく、バルブの開度と混合湯温の関係は一義的に決まる。しかし、実際は同じバルブ開度であっても、出湯する流量の大小により混合比率が変化し混合湯温が変化する。結果、毎分０．５リットルで高温の湯が出湯され続ける可能性がある。安全面を考慮すると、毎分１．０リットルを下回ったら混合手段１１のボールバルブを水側全開にしておく方法もとれる。しかし、その場合は次に使用するときに設定温度の湯になるまで時間がかかるので、非常に使い勝手が悪い。よって、流量が例えば毎分１．０リットルを下回ったら第１湯温設定手段１３で設定される設定温度での制御はしないが、第２湯温設定手段１４で設定されている温度、例えば６０℃以下になるように制御を行うようにし、完全に出湯が停止したら制御を中止する。毎分１．０リットル未満の領域では制御の安定性が悪いので６０℃を維持することは困難なので、６０℃以下としている。６０℃であればやけどや配管部材を傷めることはない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の湯水混合装置によれば、検出流量に応じて混合手段の制御を変更するようにしているため、例えば、流量が極端に減少して混合手段が設定湯温に対して正常に制御できない状態になった場合でも、前記湯温設定を低下させるとか、混合手段の制御において湯側開度を増大させる制御を禁止する等の方法で混合湯温を所定温度以下に維持することが可能となり、高温出湯によるやけどや配管部材への熱ストレスがない使い勝手のよい湯水混合装置が得られるとともに、予め定めた流量以下になったとき、混合手段で混合される湯温を操作部からの入力に関係なく所定温度を設定するようにし、かつ所定温度以上にならないように混合手段を制御するようにしているため、安定して混合手段の制御ができない低流量域においても確実に高温出湯の防止を行うことができ、安全で信頼性の高い湯水混合装置を提供できる。
【００２６】
また、請求項２記載の湯水混合装置によれば、低流量域における混合手段の制御を湯側の開度を増大させる方向への制御を禁止し、水側の開度を増大する方向にのみ調節可能としているため、確実に所定温度以下の混合湯を確保することが可能となり、高温出湯の防止を行うことができる。
【００２７】
また、請求項３記載の湯水混合装置によれば、流量検出部が流量を検出しなくなったとき混合手段の制御を停止することで、停止状態における湯水混合比率を高温出湯がされない状態に確保することができ、出湯再開時の安全性が確保できる。
【００２８】
また、請求項４記載の湯水混合装置によれば、ヒステリシスを設けることで判定値近傍の流量変動による誤判定を防止して、確実に混合手段の制御を変更する流量値を判定することで、低流量域における高温出湯の防止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の湯水混合装置の制御ブロック図
【図２】  従来の湯水混合装置の制御ブロック図
【符号の説明】
１  混合手段
２  温度検出手段
３  第１湯温設定手段
４  第２湯温設定手段
６  湯温設定部
７  出湯手段
８  流量検出手段
９  第１流量設定手段
１０  第２流量設定手段
１１  判定部
１２  流量検出部
１３  制御部
【図１】
0004026264.tif 000002
【図２】
0004026264.tif 000003