熱水和冷水混合裝置的制造方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種熱水和冷水混合裝置(1)，用于降低流量計(21)的測量精確度上的惡化。在根據本發明的裝置(1)中，流量計(21)被設置在熱水供應路徑(11)和冷水供應路徑(12)中具有更高流量的那一個路徑中。至少第一和第二溫度傳感器(231，232)分別設置在熱水和冷水供應路徑(11，12)以及混合水路徑(14)中的至少兩個路徑中。熱水和冷水調節單元(13)根據設置在具有更高流量的那一個流動路徑中的流量計(21)、混合水路徑流量計(22)以及至少第一和第二溫度傳感器(231，232)的測量值調節熱水和冷水的混合體積。
【專利說明】
熱水和冷水混合裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種熱水和冷水混合裝置，尤其涉及一種在浴室中的電控熱水和冷水混合裝置。
【背景技術】
[0002]文獻1(JPH03-198114 A)披露了一種熱水和冷水混合裝置，其包括分別位于熱水供應路徑、冷水供應路徑和混合水路徑上的溫度傳感器以及流量計。
[0003]熱水和冷水混合裝置利用設置在熱水供應路徑、冷水供應路徑和混合水路徑上的溫度傳感器以及設置在熱水供應路徑和冷水供應路徑上的流量計來進行控制，以提供具有調節的溫度和調節的流量的混合水。
[0004]在這種情況下，當流量接近流量計的測量范圍的下限時，流量計變得難以感應流水，因此，流量計的測量精確度會降低。
[0005]因此，傳統的熱水和冷水混合裝置存在的問題是，當熱水供應路徑或冷水供應路徑中的流量降低時，難以獲得具有調節的溫度和調節的流量的混合水。

【發明內容】

[0006]鑒于上述情況，本發明的目的在于，減少流量計的測量精確度上的惡化。
[0007]根據本發明的一方面的熱水和冷水混合裝置包括:連接到熱水供應部并允許具有通過熱水供應部設置的設定溫度的熱水流過的熱水供應路徑，以及連接到冷水供應部并允許具有初始溫度的冷水流過的冷水供應路徑。熱水和冷水混合裝置包括熱水和冷水調節單元，其被配置為將來自熱水供應路徑的熱水與來自冷水供應路徑的冷水彼此混合，以提供具有調節的溫度和調節的流量的混合水。熱水和冷水混合裝置包括連接到熱水和冷水調節單元并允許混合水流過的混合水路徑，和被配置為在混合水的停止和流通之間進行轉換的水關斷開關。被配置為測量混合水的流量的混合水路徑流量計設置在混合水路徑中。流量計被設置在熱水供應路徑和冷水供應路徑中具有的流量比熱水供應路徑和冷水供應路徑中的其余一者更高的路徑中。所述流量計被配置為測量熱水供應路徑中的熱水的流量或冷水供應路徑中的冷水的流量。至少第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別設置在熱水供應路徑、冷水供應路徑和混合水路徑中的至少兩個路徑中。熱水和冷水調節單元被配置為根據設置在熱水供應路徑和冷水供應路徑中比熱水供應路徑和冷水供應路徑中的其余一者具有更高流量的一個路徑中的流量計、混合水路徑流量計以及至少第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的測量值調節熱水的體積和冷水的體積。
【附圖說明】
[0008]圖1是示出第一實施例的熱水和冷水混合裝置的概念圖；
[0009]圖2是示出第一實施例的熱水和冷水混合裝置的一個變型的概念圖；
[0010]圖3是示出第一實施例的熱水和冷水混合裝置的立體圖；[0011 ]圖4是示出第一實施例的放水裝置的立體圖；
[0012]圖5是示出安裝有第一實施例的熱水和冷水混合裝置的放水裝置的平面圖，其中放水裝置的上蓋被移開；
[0013]圖6是示出第二實施例的熱水和冷水混合裝置的概念圖；
[0014]圖7是示出安裝有第三實施例的熱水和冷水混合裝置的放水裝置的框圖；
[0015]圖8是示出安裝有第三實施例熱水和冷水混合裝置的放水裝置的熱水溫度特征的示圖；
[0016]圖9是示出安裝有第四實施例的熱水和冷水混合裝置的放水裝置的框圖；
[0017]圖10是示出安裝有第四實施例的熱水和冷水混合裝置的放水裝置的每單位時間的測量的放水和正常放水的流量特征的示圖；以及
[0018]圖11是示出安裝有第四實施例的熱水和冷水混合裝置的放水裝置的淋浴每單位時間所放水的流量特征的示圖。
【具體實施方式】
[0019](第一實施例)
[0020]將參照圖1至5描述本實施例的熱水和冷水混合裝置。
[0021]熱水和冷水混合裝置I的一個目的在于，將設置為任意溫度并從熱水供應部51供應的熱水與具有初始溫度并從冷水供應部52供應的冷水混合，以提供具有調節的溫度的混合水。
[0022]熱水和冷水混合裝置I用于將具有調節的溫度的混合水供應到例如安裝在浴室供家庭使用的淋浴和/或水龍頭。
[0023]如圖1所示，熱水和冷水混合裝置I包括熱水供應路徑11，其連接到熱水供應部51并允許具有由熱水供應部51設定溫度的熱水流過，以及冷水供應路徑12，其允許具有初始溫度并從冷水供應部52供應的冷水流過。
[0024]熱水供應部51的例子包括但不限于商業銷售的通用裝置，例如電熱水器，燃氣熱水器，熱水儲存箱和即時熱水器。在熱水供應部51，供應到熱水供應部51的冷水通過燃燒燃氣或者電熱加熱器來加熱，以將冷水的溫度增加到任意設定溫度來獲得熱水。然后，熱水被供應到熱水供應路徑11。
[0025]冷水供應部52的例子包括諸如自來水廠和水儲存箱等設施，但是通向冷水供應路徑12的水供應部不受特別限制。
[0026]熱水和冷水混合裝置I包括熱水和冷水調節單元13，其被配置為將流過熱水供應路徑11的熱水與流過冷水供應路徑12的冷水彼此混合，以提供具有調節的溫度和調節的流量的混合水。熱水和冷水調節單元13可包括例如冷水供應控制閥13 2和熱水供應控φ Ij閥131。
[0027]冷水供應控制閥132連接到冷水供應路徑12以控制流過冷水供應路徑12的冷水的流量。熱水供應控制閥131連接到熱水供應路徑11以控制流過熱水供應路徑11的熱水的流量。
[0028]冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131優選為電控閥，其相應的閥行程由電動機(馬達)調節。因此，商業銷售的普通電控閥可用作冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131。
[0029]所示的熱水和冷水調節單元13的結構采用了兩個電控閥來調節混合水的流量和溫度，但是熱水和冷水調節單元13的結構不限于上述所示結構。
[0030]熱水和冷水混合裝置I包括連接到熱水和冷水調節單元13并允許混合水流過的混合水路徑14。
[0031]熱水和冷水混合裝置I包括水關斷開關15，其被配置為對流過混合水路徑14的混合水的停止和流通進行切換。通過使用水關斷開關15，可開始或停止向淋浴或水龍頭供應混合水。
[0032]例如，當由于冷水供應控制閥132的失效使冷水不再流過冷水供應控制閥132時，具有高溫度的熱水流到混合水路徑14。在這種情況下，混合水路徑14的狀態變成水被水關斷開關15阻止，這樣不會有高溫度的熱水流過混合水路徑14。
[0033]水關斷開關15包括電磁閥，其能夠在閥打開和關閉之間進行轉換。因此，商業銷售的普通電磁閥可用作水關斷開關15。
[0034]熱水和冷水混合裝置I包括控制器18(見圖5)，其具有微電腦。控制器18被電連接到熱水和冷水調節單元13，水關斷開關15，流量計21，混合水路徑流量計22，和溫度傳感器23，這將在下文描述。
[0035]根據流量計21，混合水路徑流量計22和溫度傳感器23的測量值以及使用者所希望的混合水的假定溫度和假定流量，控制器18控制熱水和冷水調節單元13的冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應的閥行程。例如通過反饋控制來控制冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應的閥行程。
[0036]根據流量計21，混合水路徑流量計22和溫度傳感器23的測量值或根據使用者的操作，控制器18實施控制以對水關斷開關15的閥的打開和關閉進行轉換。
[0037]流過熱水供應路徑11的熱水的溫度大體上等于熱水供應部51的設定溫度。流過冷水供應路徑12的冷水的溫度是對應于例如室外空氣溫度的初始溫度(室溫)。熱水和冷水彼此混合以提供混合水。
[0038]在此，熱水和冷水混合裝置I主要用在普通家用的浴室，廚房，洗手間等等。
[0039]因此，例如，在熱水和冷水混合裝置I被送到具有高的平均溫度的地區的情況下，熱水供應部51的設定溫度在工廠被設置在大約50°C至大約70°C的低溫度范圍內，因為該地區的水溫高。
[0040]例如，在熱水和冷水混合裝置I被送到具有低平均溫度的地區的情況下，熱水供應部51的設定溫度在工廠被設置為在大約80°C至大約90°C的高溫度范圍內，因為該地區的水的初始溫度低。
[0041]對于混合水的溫度，根據混合水的應用將假定溫度確定在一定范圍內。對于填充在浴室中浴缸中的熱水，假定溫度例如是在43°C至450C，對于在浴室中淋浴的熱水，例如是在 40°C 至 43°C。
[0042]根據如上所述限定的熱水溫度與冷水溫度之間的差，并根據混合水的假定溫度，確定流過熱水供應路徑11的熱水的熱水供應部假定流量和流過冷水供應路徑12的冷水的冷水供應部假定流量。
[0043]當熱水的設定溫度與混合水的設定溫度之間的差小時，需要少量的冷水來制冷熱水。因此，熱水供應部假定流量增加，而冷水供應部假定流量降低。例如，當混合水的設定溫度是40°C并且冷水的溫度是20°C時，如果熱水供應部51的設定溫度是50°C，那么允許流動大量熱水流過并允許流動少量冷水。
[0044]當熱水的設定溫度與混合水的設定溫度之間的差大時，需要大量的冷水來制冷熱水。因此，熱水供應部假定流量降低，而冷水供應部假定流量增加。例如，當混合水的設定溫度是40°C并且冷水的溫度是20°C時，如果熱水供應部51的設定溫度是90°C，那么允許流動少量熱水并允許流動大量冷水。
[0045]如上所述，根據三個溫度，即熱水供應部51的設定溫度，冷水供應部52的初始溫度和混合水的設定溫度，確定熱水供應部假定流量和冷水供應部假定流量。
[0046]在本實施例中，流量計21被設置在具有熱水供應部假定流量和冷水供應部假定流量中較高的一個的其中一個流動路徑中，并且混合水路徑流量計22被設置在混合水路徑14中。
[0047]因此，商業銷售的普通傳感器可用作流量計21和混合水路徑流量計22。流量計21和混合水路徑流量計22的例子可以是而不限于葉輪型流量計，壓差型流量計等等。
[0048]當流量接近流量計21和混合水路徑流量計22的測量范圍的下限時，流動水的運動降低，并且流量計21和混合水路徑流量計22變得難以感知流動水，因此，流量計21和混合水路徑流量計22的測量精確度降低。
[0049]因此，在本實施例的熱水和冷水混合裝置I中，流量計21被設置在具有熱水供應部假定流量和冷水供應部假定流量中較高的一個的其中一個流動路徑中。被配置為測量混合水流量的混合水路徑流量計22被設置在其中合計熱水的流量和冷水的流量的混合水路徑14中。
[0050]熱水供應路徑11和冷水供應路徑12之中沒有設置流量計21的路徑的流量是通過從混合水路徑流量計22的測量值減去設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中的剩余路徑中的流量計21的測量值來確定。
[0051 ]在熱水和冷水混合裝置I中，根據混合水路徑流量計22的測量值、設置在熱水供應路徑11或冷水供應路徑12中的流量計21的測量值，以及使用者所設置的調節流量，來控制冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應閥行程。以此方式，可以提供具有由使用者設置的調節的溫度和調節的流量的混合水。
[0052]當不能夠確定熱水供應部假定流量和冷水供應部假定流量中哪個更高時，流量計21可設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12兩者中。在這種情況下，位于熱水供應路徑11的流量計21的實際測量值與位于冷水供應路徑12的流量計21的實際測量值進行比較。然后，根據具有比剩余流動路徑具有更高流量的流動路徑上的流量計21的測量值，并根據混合水路徑流量計22的測量值，來進行控制。
[0053]將描述本實施例的熱水和冷水混合裝置I，如圖1和2所示，溫度傳感器23設置在熱水供應路徑11，冷水供應路徑12和混合水路徑14中的兩個路徑中。因此，商業銷售的普通傳感器可用作溫度傳感器23。溫度傳感器23可以是而不限于電熱調節器。
[0054]在此，本實施例的熱水和冷水混合裝置I包括第一溫度傳感器231，第二溫度傳感器232和第三溫度傳感器233，它們是溫度傳感器23。
[0055]溫度傳感器23的數量可以是兩個或更多，但不限于此。
[0056]在本實施例中，第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11，第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12，并且第三溫度傳感器233被設置在混合水路徑14中。
[0057]首先，將描述的情況是，溫度傳感器23設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12之一中和混合水路徑14中。在這種情況下，根據混合水路徑14中的溫度傳感器23的測量值和混合水的調節溫度，進行反饋控制以控制冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應閥行程。以此方式，可以獲得具有調節的溫度的混合水。
[0058]根據熱的守恒定律(S卩，即使熱水供應路徑11中的熱水和冷水供應路徑12中的冷水彼此混合以提供混合水，熱量也被保存)，來計算熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中沒有設置溫度傳感器23的剩余一個路徑的溫度。
[0059]作為例子，將描述圖1的情況，其中流量計21和第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11中，流量計21和第二溫度傳感器232不被設置在冷水供應路徑12中。混合水路徑14設置有第三溫度傳感器233和混合水路徑流量計22。在此，用于測量流量的兩個傳感器和用于測量溫度的兩個傳感器設置在熱水和冷水混合裝置I中。
[0060]使得Vl作為熱水供應路徑11的流量，V2作為冷水供應路徑12的流量，V3作為混合水路徑14的流量，Tl作為熱水供應路徑11的溫度，T2作為冷水供應路徑12的溫度，T3作為混合水路徑14的溫度，并且c作為水的比熱。在這種情況下，下面的等式適用:
[0061]cVl(Tl-T3)=cV2(T3-T2)
[0062]V3 = V1+V2
[0063]冷水供應路徑12的溫度可被計算為
[0064]T2 = (V1T1-V3T3)/V2
[0065]接下來，將描述圖2的情況，其中第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11，第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12。在這種情況下，混合水路徑14不設置第三溫度傳感器233而是僅設置有混合水路徑流量計22。在此，用于測量流量的兩個傳感器和用于測量溫度的兩個傳感器被設置在熱水和冷水混合裝置I中。
[0066]混合水的溫度從熱的守恒定律來計算出。在此，混合水路徑14的溫度可由以下來計算
[0067]T3 = (V1T1+V2T2)/V3
[0068]根據混合水路徑14的溫度的計算值，進行反饋控制，以控制冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應的閥行程。
[0069]由于流量計21被設置在具有高流量的流動路徑中，因而流量計21的測量值的精確度高。由于該測量值用于計算具有低流量的流動路徑的值，因而計算值的精確度也高。因此，對于冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應的閥行程的控制精確度高。因此，可以進行穩定的溫度控制。
[0070]在第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11并且第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12的情況下，可以獲得冷水供應路徑12和熱水供應路徑11的溫度變化梯度。在熱水和冷水混合裝置I中，根據溫度變化梯度，可以預測現在之后的冷水供應路徑12和熱水供應路徑11的溫度。
[0071]然后，從冷水供應路徑12和熱水供應路徑11的預測溫度以及冷水供應路徑12，熱水供應路徑11和混合水路徑14的流量，可以計算混合水的預測溫度。
[0072]根據計算的預測溫度，混合水路徑14的溫度被控制為調節的溫度。以此方式，熱水和冷水的量可由熱水和冷水調節單元13事先調節。
[0073]因此，即使當熱水或冷水的溫度改變時，也能夠減少對于混合水的調節溫度的過多控制和過少控制的程度。
[0074]在第一實施例的熱水和冷水混合裝置I中，具有高流量的流動路徑的流量由流量計21來測量，從而降低了在流量計21的測量精確度中的惡化。
[0075]通過從混合水路徑流量計22的測量值減去設置在熱水供應路徑11或冷水供應路徑12中比剩余的熱水供應路徑11或冷水供應路徑12具有更高流量的路徑中的流量計21的測量值，來計算具有低流量的流動路徑的流量。低流量造成流量計21的測量精確度低。因此，通過流量計21的測量，該計算可以提供更精確的值。
[0076]即使當第三溫度傳感器233不設置在混合水路徑14，也可從流量和溫度的值，高精確地計算出混合水路徑14的溫度。因此，根據溫度的計算值的反饋控制能夠控制混合水的溫度，其精確度如同在溫度傳感器23被設置在混合水路徑14情況下的反饋控制。
[0077]下文將描述具有上述結構的熱水和冷水混合裝置I的例子，其被連接到安裝在浴室中的放水裝置3，并且包括水龍頭和淋浴。
[0078]如圖3所示，熱水和冷水混合裝置I包括從上游側順序下來的冷水供應路徑12和熱水供應路徑11，熱水和冷水調節單元13，水關斷開關15，混合水路徑14，緩沖水箱16和流動路徑開關17。
[0079]緩沖水箱16臨時儲存流自熱水和冷水調節單元13的混合水。以此方式，即使當冷水供應路徑12中的冷水的溫度以及熱水供應路徑11中的熱水的溫度突然改變，也能夠減小從水龍頭或淋浴排放的混合水的溫度的改變。
[0080]流動路徑開關17在淋浴和水龍頭之間轉換。流動路徑開關17包括商業銷售的普通電控閥。
[0081]如圖4所示，放水裝置3包括前表面，其設置有指定混合水的調節的溫度和調節的流量的操作部分31以及覆蓋放水裝置3的除了操作部分31之外的裝飾殼32。
[0082]操作部分31包括被配置為顯示設定溫度以及顯示水是從水龍頭還是從淋浴流出的顯示部分311。
[0083]如圖5所示，放水裝置3包括控制器18，其設置在操作部分31的后側。
[0084]放水裝置3優選地具有雙蓋結構，其中殼體殼容納熱水和冷水混合裝置I，控制器18被覆蓋有裝飾殼32。
[0085]放水裝置3具有上端部，在其中設置有熱水和冷水混合裝置I。熱水供應路徑11連接到熱水供應管，冷水供應路徑12連接到冷水供應管，并且設置在混合水路徑14中的流動路徑開關17連接到水龍頭和淋浴。
[0086]熱水和冷水調節單元13、水關斷開關15、流動路徑開關17、流量計21、混合水路徑流量計22和溫度傳感器23電連接到控制器18。
[0087](第二實施例)
[0088]將參照圖6描述本實施例的熱水和冷水混合裝置I。
[0089]本實施例的熱水和冷水混合裝置I是第一實施例的熱水和冷水混合裝置I的變型，并且具有在熱水和冷水混合裝置I中設置有溫度傳感器23的特征。
[0090]下面將描述的情況是，在本實施例的熱水和冷水混合裝置I中，第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11，第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12，并且第三溫度傳感器233被設置在混合水路徑14。在此，測量流量的兩個傳感器和測量溫度的三個傳感器被設置在熱水和冷水混合裝置I。
[0091]在此，根據混合水路徑14中第三溫度傳感器233的測量值，進行反饋控制以控制冷水供應控制閥132和熱水供應控制閥131的相應的閥行程，從而將混合水的溫度調節到所需溫度。
[0092]在熱水和冷水混合裝置I中，第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11，第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12中。因此，在熱水和冷水混合裝置I中，能夠分別從冷水供應路徑12的溫度變化梯度和熱水供應路徑11的溫度變化梯度，來預測現在之后的冷水供應路徑12的溫度和熱水供應路徑11的溫度。
[0093]在具有上述結構的熱水和冷水混合裝置I中，據根混合水路徑14的第三溫度傳感器233的測量值的反饋控制與根據熱水供應路徑11和冷水供應路徑12的預測溫度的前饋控制相組合。
[0094]在第二實施例的熱水和冷水混合裝置I中，與僅根據混合水路徑14的溫度傳感器23的測量值進行反饋控制的情況相比，還能夠降低對混合水的調節的溫度的過多控制和過少控制的程度。
[0095](第三實施例)
[0096]在浴室中的放水裝置通常包括熱水和冷水混合裝置并能夠在水龍頭和淋浴之間轉換以放水。
[0097]然而，當使用者使用水出口排放的混合水時，使用者傾向于使混合水一直流著。
[0098]因此，在從水龍頭放出的混合水方面，放水裝置測量放水時間或放水量以獲得測量值，并且放水裝置進行其中當測量值達到預設值時停止放水的測定體積的放水。在從水龍頭放出的混合水方面，放水裝置還進行其中水從水龍頭連續地放出直到進行停水操作為止的連續放水。
[0099]文獻2(JPH06-8488 U)披露了一種能夠在測定體積的放水和連續放水之間轉換的放水裝置。
[0100]文獻2的放水裝置感應水平旋轉的水龍頭的方向并根據感應的方向在測定體積的放水和連續放水之間進行轉換。當水出口朝向浴缸一側定向時，放水裝置進行測定體積的放水，而當水出口朝向洗漱地方一側定向時，放水裝置進行連續放水。
[0101 ]存在一種這樣的情況:使用者希望在洗漱地方一側也是測定體積的放水，例如，在洗漱地方一側將洗漱池注滿混合水。然而，上述裝置不能滿足這種希望。當然，在洗漱地方一側放水時，根據需要也允許測定體積的放水，那么可以實現該希望。
[0102]然而，當儲存在洗漱池的混合水用于洗臉時，通常使用具有低溫度的混合水。因此，對于洗臉而言，除了在連續放水和測定體積的放水之間進行轉換外，還需要混合水的溫度調節操作。
[0103]鑒于上述問題，本實施例的放水裝置的一個目的在于當從水出口排放的混合水用于洗臉時簡化放水操作。
[0104]將參照圖7和8描述放水裝置3，其包括本實施例的熱水和冷水混合裝置I。
[0105]本實施例的熱水和冷水混合裝置I是第一實施例和第二實施例的熱水和冷水混合裝置I的變型，并且具有通過控制器18A對來自水龍頭41和淋浴42的放水進行溫度控制的特征。
[0106]熱水和冷水混合裝置I被設置在上述熱水和冷水混合型的電控制的放水裝置中。在放水裝置3中，熱水和冷水混合裝置I的混合水路徑14通過流動路徑開關17連接到水龍頭41和淋浴42。
[0107]能手動打開和關閉的水關斷閥33，止回閥34，和排放塞36被設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中。
[0108]直接將設置在冷水供應路徑12的水關斷閥33連接到淋浴42的管用于在停電等緊急情況下放水，并且其中設置有能手動打開和關閉的水關斷閥33。
[0109]配置為在通向水龍頭41流動路徑和通向淋浴42的流動路徑之間進行轉換的流動路徑開關17被設置在混合水路徑14中。在流動路徑開關17和淋浴42之間，設置有高切斷閥35，其被配置為阻止溫度高于初始溫度的混合水的通過。
[0110]混合水路徑14設置有水關斷開關15和混合水路徑流量計22。
[0111]在本實施例中，如圖7所示，流量計21設置在熱水供應路徑11，但可被設置在冷水供應路徑12。特別是，流量計21被設置在具有高流量的流動路徑中。
[0112]在本實施例中，如圖7所示，溫度傳感器23分別設置在熱水供應路徑11，冷水供應路徑12和混合水路徑14中，但是溫度傳感器23可以設置在熱水供應路徑11，冷水供應路徑12和混合水路徑14中的至少兩個路徑上。
[0113]在此，控制器18A分別控制熱水和冷水調節單元13，水關斷開關15和流動路徑開關17的操作。
[0114]如圖7所示，控制器18A被電連接到被配置為測量流過熱水供應路徑11的熱水的溫度的第一溫度傳感器231和被配置為測量流過冷水供應路徑12的冷水的溫度的第二溫度傳感器232。控制器18A還電連接到被配置為測量流過混合水路徑14的混合水的溫度的第三溫度傳感器233。
[0115]因此，控制器18A可以識別通過冷水供應路徑12供應的冷水的溫度，通過熱水供應路徑11供應的熱水的溫度，以及通過混合水路徑14放出的混合水的溫度。
[0116]控制器18A還電連接到被配置為測量流過熱水供應路徑11和冷水供應路徑12其中一個路徑的冷水或熱水的流量的流量計21以及被配置為測量將放出的混合水的流量的混合水路徑流量計22。
[0117]因此，控制器18A可以識別通過冷水供應路徑12的供應的冷水的流量，通過熱水供應路徑11供應的熱水的流量，以及通過混合水路徑14放出的混合水的流量。
[0118]控制器18A被電連接到電源電路19和操作部分31，該操作部分31包括顯示部分311，其被配置為顯示混合水的設定溫度以及顯示水將從水龍頭41和淋浴42中哪個放出。
[0119]在該放水裝置3中，當在操作部分31上進行放水操作時，具有操作部分31所選擇的溫度的混合水從操作部分31所選擇的水龍頭41或淋浴42放出。在此，控制器18A打開水關斷開關15的閥，以開始放出混合水，并根據是選擇水龍頭41還是淋浴42放出混合水來轉換流動路徑開關17。
[0120]控制器18A還根據熱水供應路徑11中第一溫度傳感器231和冷水供應路徑12中第二溫度傳感器232的測量值，控制熱水和冷水調節單元13，以調節冷水的流量和熱水的流量。以此方式，控制器18A提供具有操作部分31所設定的溫度的混合水。然后，從混合水路徑14中溫度傳感器23的測量值，控制器18A進行混合水的溫度的反饋控制。
[0121]當在操作部分31進行停水操作時，控制器18A關閉水關斷開關15以停止水。
[0122]當使用者通過操作部分31指示從水龍頭41連續放水時，使用者進行水關斷開關15的打開和關閉。連續放水意味著連續地放水直到使用者進行停水操作為止。
[0123]當使用者通過操作部分31指示進行從水龍頭41的測定體積的放水時，控制器18A控制水關斷開關15的打開和關閉。控制器18A通過使用混合水路徑流量計22測量將被放出的混合水的體積并當測量值到達預定體積(例如，可以充滿洗漱池的體積)時，關閉水關斷開關15。
[0124]在進行測定體積的放水時，控制器18A通過測量流量而不是在水關斷開關15打開的時間周期實施控制。因此，當預設體積是3升(liter)時，即使相似水壓不同的環境中在放出三升水時也停水。
[0125]當使用淋浴42時，或者當使用來自水龍頭41的混合水來洗身體時，混合水在大約40°C時使用。相比之下，當填充在洗漱池的混合水用于洗臉時，混合水在32°C至34°C下被使用，這比體溫略低。
[0126]因此，在本實施例的放水裝置3中，當指示從水龍頭41放出測定體積的水時，即使當通過操作部分31設置的混合水的溫度超過預定溫度TS，也進行具有預定溫度TS(例如，上述32°C至34°C)的混合水的測定體積的放水。
[0127]以此方式，當進行連續放水時，控制器18A控制熱水和冷水調節單元13，因此，從放水裝置3放出的混合水的溫度變成對應于通過操作部分31所指示的設定溫度的溫度，如圖8中的Kl所示。
[0128]在此，將描述圖8。在圖8中，橫坐標表示由溫度傳感器23測量的混合水的溫度，縱坐標表示使用者通過操作部分31設置的混合水的設定溫度。
[0129]然而，當進行測定體積的放水時，控制器18A控制放水裝置3中的熱水和冷水調節單元13，這樣從水龍頭41放出的混合水的溫度不會超過預定溫度TS。在這種情況下，混合水的溫度由圖8中的K2表示。
[0130]當設定溫度低于預定溫度TS時，放出處于設定溫度的混合水，而當設定溫度高于預定溫度TS時，將被放出的混合水的溫度被限制在預定溫度TS。需要注意的是，預定溫度TS可以是恒定的溫度或在一定范圍內的溫度。
[0131]在此，圖8中的TM表示可設定的最低溫度。
[0132]任何形式的操作部分31可用于給出指示以設置混合水的溫度，選擇混合水將從哪個裝置(水龍頭41或淋浴42)放出，選擇連續放水或測定體積的放水。
[0133]例如，操作部分31可具有獨立的三個部分，S卩，混合水的溫度設置部分，放水目的地選擇部分，以及連續放水測定體積的放水的選擇部分。可選擇地，例如，除了混合水的溫度設置部分，放水目的地選擇部分之外，操作部分31可包括專門用于從水龍頭41進行測定體積的放水的指示部分。
[0134]額外地，根據設定溫度，可以進行混合水的測定體積的放水，或者也可進行從淋浴42的測定體積的放水。
[0135]當包括第三實施例的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3進行測定體積的放水時，混合水不會放任自流，因此，可以消除混合水的浪費。
[0136]此外，當進行測定體積的放水時，混合水的溫度被限制為或低于預定溫度TS。因此，可以獲得優選具有低于一般使用的混合水溫度的溫度的用于洗臉的混合水，而不需要進一步進行溫度調節操作。這簡化了洗臉時的放水操作。
[0137](第四實施例)
[0138]在放水裝置中，通常通過手動調節水關斷開關的閥打開的比例來調節放水量。然而，在這種情況下，使用者需要時間將每單位時間的放水量調節到所需的流量。此外，在許多情況下，多于所需的水被放出。這在節水方面導致不利。
[0139]在此，水關斷開關被配置為使得每單位時間的流量可通過電動機調節，并且水關斷開關還設置有電驅動的流量控制閥。該配置允許在一次操作中電驅動的流量控制閥的閥打開的比例被設定為閥打開的預設比例，從而減少問題。
[0140]然而，供應到放水裝置的城市水的給水壓力根據地區，使用環境等等會變化，并且由于給水壓力的變化，實際放水量也會變化。
[0141]文獻3(JP A)描述了一種放水裝置，其包括測量流量的流量計并根據測量的流量對流量調節進行反饋控制，以減少給水壓力變化的影響。然而，在該結構中，來自放水裝置3的放水量不能最大化。
[0142]鑒于上述問題，包括本實施例的熱水和冷水混合裝置的放水裝置的一個目的在于，協助對放水量的調節并節水。
[0143]將參照圖9至11描述包括本實施例的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3。
[0144]本實施例的熱水和冷水混合裝置I是第一實施例至第三實施例的熱水和冷水混合裝置I的變型，并且具有通過控制器18B來控制水龍頭41和淋浴42的放水量的特征。
[0145]在本實施例的放水裝置3中，當放水量被調節到由操作部分31所選擇的流量時，控制器18B根據使用者的指示進行下述兩種模式。
[0146]一種模式是正常放水模式，其中調節熱水和冷水調節單元13來具有符合操作部分31所設定的流量程度的打開預設以放水。另一種模式是測量放水模式，其中根據操作部分31所設定的流量程度調節每單位時間的流量以便放水。
[0147]使用者通過操作部分31可進行選擇，以在這兩種模式之間進行轉換。
[0148]后者的測量放水模式是其中每單位時間的放水量由混合水路徑流量計22測量以進行熱水和冷水調節單元13的反饋控制的一種模式。
[0149]在測量放水模式中，如圖10所示，每單位時間的實際流量被設定為低于其在正常放水模式中的流量。
[0150]在此，將描述圖10。在圖10中，橫坐標表示由操作部分31設定的流量設置水平，縱坐標表示每單位時間的實際流量。
[0151]如圖10所示，在正常放水模式中如圖所示，NI表示相對于由本實施例的放水裝置3所設定的流量的混合水的實際流量。相比之下，在測量放水模式中，控制器18B控制混合水的流量，以實現圖中由N2所表示的流量，從而節約大概20 %的水。
[0152]需要注意的是，在正常放水模式中，每單位時間的流量根據給水壓力而變化。
[0153]當在放水裝置3中的設置為測量放水模式并選擇淋浴42為放水目的地時，控制器18B控制熱水和冷水調節單元13從而不超過每單位時間的預設流量。
[0154]在正常放水模式中，如圖11中Ml所示，流量程度會改變，并且隨著熱水和冷水調節單元13的閥打開的比例的增加，混合水的每單位時間的流量增加。
[0155]在此，將描述圖U。在圖11中，橫坐標表示操作部分31設定的流量設定水平，縱坐標表示淋浴的每單位時間的實際流量。
[0156]然而，在測量放水模式中，如圖11中M2所示，如上所述節約了水，控制器18B控制混合水的流量，這樣每單位時間的流量不會超過預設流量(例如，8升/分鐘)。
[0157]以此方式，不論給水壓力如何，都能在淋浴42的時候保持舒服的水量作為每單位時間的水量，同時可以節約用水。
[0158]每單位時間的流量被限制到不超過預設流量的流量限制能不僅應用到從淋浴42放水的情況而且應用到從水龍頭41放水的情況。對于淋浴42的放水和水龍頭41的放水，可以設置不同的流量限制值。
[0159]此外，測量放水模式相對于正常放水模式的節水量在從淋浴42放水和水龍頭41放水之間不同。當存在除了通過流動路徑開關17進行轉換的淋浴42和水龍頭41之外的放水目的地時，同樣適用于這些放水目的地。
[0160]在放水裝置3中，當水在測量放水模式下放出時，在開始放水與來自混合水路徑流量計22的流量測量值的輸出之間存在時間滯后。因此，如下所述，本實施例的放水裝置3的控制器18B設置熱水和冷水調節單元13的打開范圍，以在測量放水模式中開始放水。
[0161]首先，通過進行流量的反饋控制來在測量放水模式放水所獲得的并對應于熱水和冷水調節單元13的相對于通過操作部分31所設置的流量水平的打開范圍的值被儲存。
[0162]然后，在接下來的測量放水模式中，開始放水，熱水和冷水調節單元13的打開范圍被設置成儲存值。此后，過程發展為從混合水路徑流量計22進行反饋控制。
[0163]因此，放水開始于每單位時間的流量，這大體上對應于通過操作部分31所設置的流量水平。
[0164]包括第一實施例的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3根據正常放水模式下的給水壓力可以將每單位時間的放水流量增加到最大水量。
[0165]此外，放水裝置3能以簡單的方式，根據使用者所需的每單位時間流量來放水，無論測量放水模式下給水壓力的變化如何，并也可節水。
[0166]從上述各實施例可以看出，根據本發明的第一方面的熱水和冷水混合裝置I包括連接到熱水供應部51并允許具有熱水供應部51所設置的設定溫度的熱水流過的熱水供應路徑11以及允許冷水流過的冷水供應路徑12。熱水和冷水混合裝置I包括熱水和冷水調節單元13，其被配置為將流過熱水供應路徑11的熱水與流過冷水供應路徑12的冷水彼此混合，以提供具有調節的溫度和調節的流量的混合水。熱水和冷水混合裝置I包括連接到熱水和冷水調節單元13并允許混合水流過的混合水路徑14和被配置為在混合水的停止和流通之間轉換的水關斷開關15。在混合水路徑14中，設置有配置為測量混合水的流量的混合水路徑流量計22。熱水和冷水混合裝置I包括流量計21，其被設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中比熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中的其余一個具有更高流量的那個路徑中，流量計21被配置為測量熱水供應路徑11中熱水的流量或冷水供應路徑12中冷水的流量。熱水和冷水混合裝置I至少包括分別設置在熱水供應路徑11，冷水供應路徑12和混合水路徑14中至少兩個路徑上的第一溫度傳感器231和第二溫度傳感器232。根據設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中比熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中的其余一者具有更高流量的那個路徑上的流量計21，混合水路徑流量計22，和至少第一溫度傳感器231和第二溫度傳感器232的測量值，熱水和冷水調節單元13調節熱水和冷水的混合體積。
[0167]根據第一方面，具有高流量的流動路徑的流量由流量計21測量，因此，能夠減少流量計21測量精確度上的惡化。因此，能夠進行穩定的溫度控制。
[0168]根據本發明第一方面的熱水和冷水混合裝置I優選地包括以下特征。在熱水和冷水混合裝置I中，流量計21被設置在由熱水供應部51的設定溫度和冷水供應部52的初始溫度所確定的流動路徑中的具有熱水供應部假定流量和冷水供應部假定流量中更高一者的流動路徑中。
[0169]采用該結構，能夠確定熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中哪個路徑比熱水供應路徑11和冷水供應路徑12中其余一者具有更高的流量，而不必將流量計21設置在熱水供應路徑11和冷水供應路徑12兩者中。
[0170]此外，根據本發明第一方面的熱水和冷水混合裝置I優選地包括以下特征。在熱水和冷水混合裝置I中，第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11，第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12中。
[0171]采用該結構，分別根據冷水供應路徑12和熱水供應路徑11的溫度變化梯度，可預測現在之后冷水供應路徑12和熱水供應路徑11的溫度。因此，即使當冷水或熱水的溫度改變，也能夠減少對于混合水的調節的溫度的過多控制和過少控制的程度。
[0172]此外，在根據本發明第二方面的熱水和冷水混合裝置I中，第一溫度傳感器231被設置在熱水供應路徑11中，第二溫度傳感器232被設置在冷水供應路徑12中，并且第三溫度傳感器233被設置在混合水路徑14中。
[0173]根據第二實施例，基于混合水路徑14中的第三溫度傳感器233的測量值的反饋控制可與基于冷水供應路徑12和熱水供應路徑11中的預測溫度的前饋控制相組合。
[0174]因此，與僅根據混合水路徑14中的第三溫度傳感器233的測量值進行反饋控制的情況相比，能夠進一步減少對于混合水的調節的溫度的過多控制和過少控制的程度。
[0175]包括根據本發明第三方面的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3將供應的冷水和供應的熱水混合，以提供具有根據設定溫度的溫度的混合水，并將混合水從排放目的地(水出口或淋浴42)中的選定的一者中放出。放水裝置3包括被配置為放水和停止放水的水關斷開關15，被配置為調節冷水和熱水的混合比例的熱水和冷水調節單元13，以及被配置為測量通過冷水和熱水混合所獲得的混合水的流量的混合水路徑流量計22。放水裝置3還包括操作部分31，來給予指示去放出和停止放出混合水，設定混合水的溫度，和選擇混合水的排放目的地。放水裝置3包括控制器18A，其被配置為根據操作部分31所設置的混合水的溫度控制熱水和冷水調節單元13并將流動路徑切換到通過操作部分31所選擇的排放目的地。控制器18A包括兩個模式，即，響應操作部分31的停止指示而停止放水的連續放水模式；以及當混合水路徑流量計2所測量的流量到達預設量時停止放水的測定體積的放水模式。當通過操作部分31所設置的混合水的溫度高于測定體積的放水模式中的預定溫度TS時，控制器18A把將放出的混合水的溫度限制到預定溫度TS。
[0176]根據第三方面，在從水出口放出的混合水從用于洗臉的情況下，能夠簡化放水操作。
[0177]此外，包括根據本發明的第四方面的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3包括被配置為測量放水流量的混合水路徑流量計22以及被配置為調節放水流量的熱水和冷水調節單元13。放水裝置3還包括控制器18B，其被配置為控制熱水和冷水調節單元13以獲得通過操作部分31指定的每單位時間的流量。放水裝置3還具有正常放水模式，其中調節熱水和冷水調節單元13以具有根據操作部分31設置的流量水平所預設的閥打開比例以便放水。放水裝置3還具有測量放水模式，其中調節熱水和冷水調節單元13以具有根據操作部分31設置的流量水平所預設的每單位時間流量以便放水。控制器18B能夠在正常放水模式和測量放水模式之間轉換。在測量放水模式中，由混合水路徑流量計22測量的每單位時間流量被反饋以調節放水量。在放水裝置3中，在測量放水模式下，相對于通過操作部分31設定的流量水平每單位時間的實際放水流量低于在正常放水模式中。
[0178]根據第四方面，能容易地調節放水量，并能節水。
[0179]包括根據本發明的第四方面的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3優選地具有以下特征。控制器18B將每單位時間的流量限制為低于或等于測量放水模式中的預設流量。
[0180]采用這種結構，無論給水壓力如何，都能保持舒服的水量，并可節水。
[0181]此外，包括根據本發明的第四方面的熱水和冷水混合裝置I的放水裝置3優選地具有以下特征。控制器18B存儲在測量放水模式中當水以操作部分31設置的流量水平放出時根據熱水和冷水調節單元13的打開區域的值。然后，控制器18B將在下一個測量放水模式中開始放水時的熱水和冷水調節單元13的打開區域設置到與儲存的值相對應的打開區域。
[0182]采用該結構，能以大體上對應于通過操作部分31設置的流量水平的每單位時間流量開始放水。
【主權項】
1.一種熱水和冷水混合裝置，包括: 熱水供應路徑，其連接到熱水供應部并允許具有由所述熱水供應部設定的設定溫度的熱水流過； 冷水供應路徑，其連接到冷水供應部并允許具有初始溫度的冷水流過； 熱水和冷水調節單元，其被配置為將來自所述熱水供應路徑的熱水與來自所述冷水供應路徑的冷水彼此混合，以提供具有調節的溫度和調節的流量的混合水； 混合水路徑，其連接到所述熱水和冷水調節單元并允許混合水流過;和 水關斷開關，其被配置為在混合水的停止和流通之間進行轉換，其中 配置為測量混合水的流量的混合水路徑流量計設置在所述混合水路徑中， 流量計被設置在所述熱水供應路徑和所述冷水供應路徑中的比所述熱水供應路徑和所述冷水供應路徑中的剩余一者具有更高流量的一個路徑中，所述流量計被配置為測量在所述熱水供應路徑中的熱水的流量或者在所述冷水供應路徑中的冷水的流量， 至少第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別設置在所述熱水供應路徑、所述冷水供應路徑和所述混合水路徑中的至少兩個路徑中，以及 所述熱水和冷水調節單元被配置為根據設置在所述熱水供應路徑和所述冷水供應路徑中的比所述熱水供應路徑和所述冷水供應路徑中的其余一個具有更高流量的一個路徑中的所述流量計、所述混合水路徑流量計以及至少所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器的測量值調節熱水的體積和冷水的體積。2.根據權利要求1所述的熱水和冷水混合裝置，其特征在于，所述流量計設置流動路徑中的具有在由所述熱水供應部的設定溫度和所述冷水供應部的初始溫度確定的熱水供應部假定流量和冷水供應部假定流量中的更高者的一個流動路徑中。3.根據權利要求1或2所述的熱水和冷水混合裝置，其特征在于， 所述第一溫度傳感器被設置在所述熱水供應路徑中，并且 所述第二溫度傳感器被設置在所述冷水供應路徑中。4.根據權利要求1至3中任一項所述的熱水和冷水混合裝置，其特征在于， 所述第一溫度傳感器被設置在所述熱水供應路徑中，所述第二溫度傳感器被設置在所述冷水供應路徑中，并且第三溫度傳感器被設置在所述混合水路徑中。
【文檔編號】F16K31/04GK105992915SQ201580008379
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月4日
【發明人】秋田朋弘, 松崎大樹, 高岡龍也, 伊藤良泰, 柴田尚紀
【申請人】松下知識產權經營株式會社