(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水ヒータ等の加熱装置と、
前記加熱装置により加熱される水の温度を検出する給水温度検知手段と、
前記加熱装置により加熱された後の水の温度を検出する給湯温度検知手段と、
被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、
被加熱物の水量を調整する水量制御装置と、
前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置と
を有する衛生洗浄装置において、
前記演算装置は、前記給水温度検知手段より得た被加熱物の給水温度及び温度設定手段からの設定温度と水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を演算するとともに、前記水量制御装置の制御変更後もしくは前記温度設定手段の設定温度変更後は、前記給湯温度検知手段の出力が所望温度に達するまで、加熱量を前記設定温度になるのに必要な加熱量よりも多めにする、
ことを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記給湯温度検知手段により得られる温度が前記温度設定手段により得られる温度に近づくように補正する温度補正演算手段を備え、
温度検知手段が所定温度に達したのちに、前記温度補正演算手段を実行する、
ことを特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水ヒータ等の加熱装置と、前記加熱装置により加熱される水の温度を検出する給水温度検知手段と、前記加熱装置により加熱された後の水の温度を検出する給湯温度検知手段と、被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、被加熱物の水量を調整する水量制御装置と、前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置からなり、温水を所望の温度になるようにせしめる衛生洗浄装置の加熱量制御装置に関する。
【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という問題があった。
【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の加熱量制御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、温水ヒータ等の加熱装置と、加熱装置により加熱される水の温度を検出する給水温度検知手段と、加熱装置により加熱された後の水の温度を検出する給湯温度検知手段と、被加熱物の温度を設定する温度設定手段と、被加熱物の水量を調整する水量制御装置と、前記加熱装置への加熱量を演算する演算装置とを有する衛生洗浄装置の加熱量制御装置において、演算装置が、給水温度検知手段より得た被加熱物の給水温度及び温度設定手段からの設定温度と水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を演算するとともに、前記水量制御装置の制御変更後もしくは温度設定手段の設定温度変更後は、給湯温度検知手段の出力が所望温度に達するまで、加熱量を設定温度になるのに必要な加熱量よりも多めにするようにした。これにより、水量制御装置の制御変更後もしくは温度設定手段の設定温度変更後、温水温度が設定温度になるのに必要な加熱量を与えるよりも早く設定温度に近づき、また所望温度に達するまでとしたので、多めの加熱量を与え続けたためにその後に温水温度が設定温度を超えてしまう事を防ぐ事ができるようになる。
【０００９】
また、請求項２においては、給湯温度検知手段により得られる温度が温度設定手段により得られる温度に近づくように補正する温度補正演算手段を備えるとともに、その温度補正演算手段が、水量制御装置の制御変更後もしくは温度設定手段の設定温度変更後、温度検知手段が所定温度に達するまで、温度補正演算手段を作動させず前記条件に達した後に、温度補正演算手段を作動させるようにした。これにより、前記水量制御装置の制御変更後もしくは前記温度設定手段の設定温度変更後、温水温度と設定温度の偏差が大きいときに温度補正演算をする事で補正量が大きすぎて温水温度が設定温度を超えてしまうということがなくなり、早く設定温度に近づけることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
【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。
【００１３】
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により流量調節され、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。
【００１４】
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への水量調整量Ｑを元に、
ＦＦ１＝Ｑ×（ＴＳ−ＴＣ） ・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ＦＦ２＝Ｑ×δＴ ・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ＦＢ１＝０ ・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ＦＢ２＝Ｇｐ×（ＴＳ−ＴＭ）＋Ｇｉ×Σ（ＴＳ−ＴＭ）・・・（４）
を演算する。
【００１５】
（１）式は、水量調整量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、Ｆ２は加熱初期に熱交換器１４が、冷水温度ＴＣから設定温度ＴＳになるために必要な熱容量を補填するために与える加熱量である。ここでδＴは、実験的に求められる最適な値であり、Ｆ２は水量調整量Ｑの大きさに比例させて加熱量を変更することで、流速の遅い小流量の時に加熱量を小としてオーバーシュートするのを防ぎ、流速の速い大流量の時は、加熱量を大として水温上昇が遅れないようにしている。
（３）式は、給湯温度ＴＭを設定温度ＴＳにするためにの熱量補正量で、この場合は、ＴＳとＴＭの偏差に関係なく補正量を無しとした。
（４）式は、給湯温度ＴＭを設定温度ＴＳにするためにの熱量補正量で、この場合は、ＴＳとＴＭの偏差と比例ゲインＧｐの積である比例項と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。
【００１６】
温水ヒータ２２に対して、加熱量制御開始より
加熱量  Ｆ＝ＦＦ１＋ＦＦ２＋ＦＢ１
となる通電量を与える。この際、給湯温度ＴＭは設定温度ＴＳと偏差があることは当然で、それに対する補正量を加熱量に加える事は、オーバーシュートの原因となるので、
ＦＢ１＝０
として補正量分の熱量を加えない。（過渡制御）
【００１７】
加熱制御開始から実験的に求められる所定時間で前記の熱交換器１４が冷水温度ＴＣから設定温度ＴＳになるために必要な熱容量への補填が完了する、もしくは、ＴＭ≧ＴＳ−Ｔａとなったところで、同じく熱交換器１４が冷水温度ＴＣから設定温度ＴＳになるために必要な熱容量への補填が完了したとみなされるので、その後は温水ヒータ２２に対しては、加熱量 Ｆ＝ＦＦ１＋ＦＢ２となる通電量を与える（安定制御）。なお、Ｔａは、熱交換器１４が冷水温度ＴＣから設定温度ＴＳになるために必要な熱容量への補填が完了したとみなすための所定の温度値である。
【００１８】
また、加熱制御の開始からＴＭ≧ＴＳ−Ｔｂ（Ｔｂは、熱交換器が既に温まっているとみなすための所定の温度値）となっていた場合は、既に熱交換器は温まっているので、過渡制御の必要はなく加熱制御の初期より、加熱量 Ｆ＝ＦＦ１＋ＦＢ２となる通電量をヒータに与える。ここまで、加熱初期のみの話をしたが、設定温度ＴＳが変更された場合や水量調整量Ｑが変更された場合も、熱容量の補填が必要であり、加熱量 Ｆ＝ＦＦ１＋ＦＦ２＋ＦＢ２となる通電量を与えて、ＦＦ２＝Ｑ×δＴ項により補填を行う。この際、δＴは設定温度ＴＳや水量調整量Ｑの変化の大きさにより適切な値をもたせてある。もちろん、設定温度ＴＳや水量調整量Ｑが減少側に変化する時は、余分な熱量をはやく除くため、δＴ＜０とする場合もある。
【００１９】
【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。
【００２０】
請求項１では、前記水量制御装置の制御変更後もしくは前記温度設定手段の設定温度変更後、温水温度が設定温度になるのに必要な加熱量を与えるよりも早く設定温度に近づき、また所望温度に達するまでとしたので、多めの加熱量を与え続けたためにその後に温水温度が設定温度を超えてしまう事を防ぐ事が可能となる。
【００２３】
請求項２では、前記水量制御装置の制御変更後もしくは前記温度設定手段の設定温度変更後、温水温度と設定温度の偏差が大きいときに温度補正演算をする事で補正量が大きすぎて温水温度が設定温度を超えてしまうということがなくなり、早く設定温度に近づけることが可能となる。
【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】図１の例の加熱制御タイムチャート
【図３】従来の人体洗浄装置の概略構成図
【図４】図３の例の加熱制御タイムチャート
【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】
0003760694.tif 000002
【図２】
0003760694.tif 000003
【図３】
0003760694.tif 000004
【図４】
0003760694.tif 000005