CN102781588A - 温度激活的淋浴控制器 - Google Patents

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Abstract

一种温度激活的淋浴控制器，包括以下组合：温度传感器，其适于检测并响应供应到淋浴头的水中的预定温度的增加；阀，其适于允许或减小水到淋浴头的流动；可编程的微处理器设备，其响应于温度传感器并适于根据预编程的淋浴持续时间控制阀的操作。在操作使用中，当打开水供应并且在关于时间的温度变化的预定温度速率，即温度梯度被检测以后的给定时间期间内，温度激活的淋浴控制器被启动，并且使用者可选择淋浴持续时间，或者微处理器默认为预设定的淋浴持续时间，在此时间以后，阀移动到关闭位置以减小供应到淋浴头的水的流量。

Description

温度激活的淋浴控制器
发明领域
本发明涉及节水淋浴装置，具体但不排他地涉及具有计时功能的温度激活的淋浴控制器。
发明背景
尤其是在干旱、缺水和其他限制的时间期间，限制淋浴时间以节约水的概念是已知的。
限制淋浴时间的问题可以通过儿童父母的阻挠以及制止租得房屋的不负责任租户进行任意持续时间的长时淋浴来举例。为了给出具体的示例，由儿童进行的长时淋浴不仅导致其父母的异议和愤怒，而且经常具有重要的后果，其中儿童可能上学迟到或者延误家庭外出。当考虑过量加热和水使用中需要的能量和水两者的不必要浪费时，问题被进一步加剧，其具有经济后果和环境后果两者。
控制供应到淋浴的水的概念是已知的。实施例公开在澳大利亚专利第2007231680号(JOBSEN)和澳大利亚专利第785030号(CLOSE)中。AU 2007231680(JOBSEN)公开了一种淋浴计时器，其通过控制器倒计时预定的淋浴时间，以允许使用者在已经启动倒计时的同时增加或减小剩余的淋浴时间。
AU 785030(CLOSE)公开了一种淋浴计时器，其允许流动预定的时间期间，具有视觉指示设备以指示剩余的流动时间，并具有可听设备，用于在剩余淋浴时间减少时提供在频率或音调上变化的一个或多个警报标志。
现有技术的这些实施例均不允许在温度的基础上自动起动的淋浴头控制器或计时器，例如关于时间响应于温度上的变化，即温度梯度或者当达到水的预定阈值温度时。
另外，AU 785030(CLOSE)也似乎需要远程电源，其将通常需要涉及有资质的安装者，从而增加成本。
与现有技术相关的第二、重要的限制在于这些现有技术装置需要通过使用者按压“开始”按钮来启动，并且不能以非通用的方式应用，即当淋浴自动开始时淋浴控制器自身不检测并且然后在指定时间期间内确保使用者完成其淋浴。在上述现有技术中，计时功能可以被使用者超控，从而否定具有该装置的益处。重要的是，如果不启动淋浴单元，则淋浴时间可以像使用者确定的那样长，这是因为淋浴计时器单元是一起分流的。
发明目的
因此，存在对于温度激活的淋浴控制器的需要，其在淋浴操作上具有最小的影响，并且控制和确定淋浴的有限时间，而不能完全超控(override)淋浴控制器，尤其是在儿童使用的情形下。
本发明的另一目的在于，本发明应该能够被使用者安装，而不需要有资质的或受过技术训练的人员帮助。
本发明的一般目的是提供给公众可选择的且有用的选择。
发明陈述
因此，一方面，本发明在于温度激活的淋浴控制器，包括以下组合：
温度传感器，其适于检测并响应供应到淋浴头的水中的关于时间的温度变化的预定速率，即，温度梯度；
阀，其适于允许或减小水到淋浴头的流动；
可编程的微处理器设备，其响应于温度传感器并适于根据预编程的淋浴持续时间来控制阀的操作；
其中使用时，
通过打开水供应并且在关于时间的温度变化的预定速率即温度梯度被检测到以后，温度激活的淋浴控制器被启动，并且在给定时间期间内，使用者可选择淋浴持续时间，或者微处理器默认为预设定的淋浴持续时间，在此时间以后，阀移动到关闭位置以减小流动到淋浴头的水的流量。
在另一示例中，温度传感器适于检测并响应供应到淋浴头的水的预定阈值温度。
优选地，在阀被关闭以减小水供应之后，在微处理器发出信号以再次打开阀以前，存在另一个“锁定(lock out)”时间期间。
优选地，阀是通过电脉冲在打开和关闭位置之间移动的闭锁式电磁阀(latching solenoid valve)。
优选地，阀在淋浴结束时不完全关闭供应到淋浴头的水，因此细水流被允许从淋浴头流动，并且提示使用者关闭龙头。
优选地，温度传感器是热敏电阻装置，其按各种间隔检测水温以确定温度的变化速率并且向微处理器发出信号。
更优选地，如果在两个连续的8秒间隔期间，温度变化的预定速率增加0.5℃，则温度激活的淋浴控制器被启动。
在可选择实施方式中，温度传感器是检测预定阈值水温的热敏电阻装置。
在以上实施方式中，当热敏电阻检测到30℃和50℃之间的特定水温并且更优选地为40℃的温度时，温度激活的淋浴控制器被启动。
优选地，存在使用者可以选择的多个预编程的淋浴持续时间。
在优选示例中，淋浴持续时间仅能延长一次短的时间期间，这由微处理器控制，例如在预编程的淋浴持续时间内不能完成淋浴的情形下。
更优选地，微处理器设备可以被编程以操作阀来向四(4)、六(6)或八(8)分钟持续时间的淋浴提供仅仅单独60秒的延长，或者更少。
优选地，在淋浴持续时间默认为六(6)分钟的持续时间以前，预定温度被感应以后的给定时间期间为三十(30)秒。
优选地，阀组件位于放置在淋浴头和淋浴供应管之间的壳体中。
优选地，热敏电阻紧密接近于阀定位。
在优选示例中，微处理器设备是通过线缆连接到阀和热敏电阻装置的单独单元。
更优选地，微处理器设备是通过无线连接来控制阀和热敏电阻装置的单独单元。
在可选择示例中，微处理器设备、阀和热敏电阻可以定位在位于淋浴头和淋浴供应管之间并将淋浴头连接到淋浴供应管的单独壳体中。
适当地，淋浴控制器是电子驱动的(electronically powered)并通过电池或通过太阳能操作。
在可选择方案中或者另外，淋浴控制器能够与适当的安全电流和电压减小设备(safety electric current and voltage reduction means)进行有线电连接(mains wired)。
优选地，声音和/或视觉指示器可以用于在淋浴期间提示使用者。
优选地，淋浴控制器还可以在其完成时提供关于淋浴的统计信息。
附图简述
为了使本发明得到更好地理解并实施，现将参照附图，附图中：
图1显示本发明的优选实施方式；
图2显示本发明的可选择实施方式；并且
图3和4显示与淋浴控制器关联的可编程设备的细节。
附图详述
图1显示本发明优选实施方式的侧视图，特征在于淋浴头20，其为节水的设计，具有到淋浴供水管(未示出)的非铰接的或者直的进口连接器22。包含电磁阀的阀壳体24也紧密接近并邻近进口连接器22。在淋浴循环开始以前，闭锁式电磁阀(未示出)在打开位置开始以允许满水流动，这使得使用者能够感受优选淋浴温度的流动水。通过进口22进入淋浴头的水的温度由热敏电阻(未示出)按八(8)秒的间隔测量三次。如果由热敏电阻检测的温度增加预定的量，例如对于两个连续的八(8)秒间隔来说为0.5度，则可编程的微处理器单元(未示出)触发计时器以开始受控的淋浴循环，并通过声音和/或视觉提示指示使用者选择淋浴时间。如果在预定长度的时间(例如三十(30)秒)以后没有做出输入，则微处理器单元将自动地选择默认的淋浴时间设定(例如六(6)分钟)。
现在参照图2，显示了作为铰接淋浴头12一部分的可选择阀壳体10的顶视图。
阀壳体包含电磁阀(未示出)以及紧密接近电磁阀的热敏电阻(内部的并且未示出)。如图1中，在淋浴起动以前，电磁阀处于打开位置。在此实施方式中，当进入进口连接器14的水到达预定阈值温度时，热敏电阻向可编程的微处理器单元(未示出)发出信号以触发用于受控淋浴循环的计时器，并通过声音和/或视觉提示指示使用者选择淋浴时间。如果在预定长度的时间(例如三十(30)秒)以后没有做出输入，则微处理器单元将自动地选择默认的淋浴时间设定(例如六(6)分钟)。
在图1和2两者的示例中，在完成通过可编程的微处理器单元设定的淋浴持续时间时，电磁阀被导致关闭。阀在“锁定”时期保持关闭。在完成淋浴的持续时间并关闭阀以后，微处理器(未示出)对预定的“锁定”时期进行计时，例如三(3)分钟。在此时间以后，微处理器导致阀被触发(toggle)到打开位置以准备用于下一个受控的淋浴循环。
在如之前所述的优选形式中，电磁阀不完全关闭供应到淋浴头的水，并且细水流(例如，全部水流的5％)被允许围绕关闭的阀流动，其提示使用者完全关掉龙头。这可以由声音和/或视觉提示伴随至使用者以关掉龙头。这是优选的装置以提醒使用者尤其是年轻的孩子以关掉龙头，因为流动的细流将继续从淋浴头滴下以提示龙头没有完全关闭。这是重要的，因为当“锁定”时期结束时，来自淋浴头的全部水流将被恢复。
设想温度激活的淋浴控制器可以作为如图1和2所示的可以由使用者简单安装的预组装淋浴头销售和分配。
现在参照图3，其中显示了可编程的微处理器单元30的前板，其中当分别按压按钮34、36或38时，可选择四(4)分钟、六(6)分钟和八(8)分钟持续时间的淋浴时间。对于本领域技术人员来说清楚的是，可用的预定淋浴持续时间的选择可以是一(1)到十(10)分钟的通常范围内的任何间隔的选择，并且不限于图3中所示的实施方式。还存在一次关闭的(once-off)淋浴持续时间延长按钮32以允许使用者完成淋浴，如果因为任何原因而导致初始选择的淋浴持续时间不恰当的话。在此示例中，淋浴持续时间延长按钮32将淋浴持续时间延长额外的六十(60)秒。此淋浴延长按钮仅仅在初始淋浴持续时间接近完成以后(例如在初始未延长的淋浴时间的最后六十(60)秒中)开始激活并可用于选择，并且在每个淋浴循环中仅可使用一次。
还存在以显示器40形式的警报设备，指示存在受限的时间量，例如在水流减小以前‘剩余十秒’的示例。将清楚，显示器40还可用于指示在受控淋浴循环中的其他明显情形，例如提示使用者输入淋浴的选择时间，指示淋浴期间的时间进程、淋浴持续时间中的剩余时间，提示使用者输入淋浴延长的选项，提示使用者在淋浴完成时关掉龙头，指示电池的低电压和任何其他的相关信息。设想微处理器能够计算并显示各种统计数字，例如使用水的近似量和近似的能量消耗。
将清楚，前板将是防水的面饰。并且可以完全包入柔韧的或柔软的透明塑料外壳或外套中。显示器40理想地为允许可变文字输出的LCD显示器。
如之前讨论的，显示板可以组合在与阀和热敏电阻一样的壳体中，或者可选择地其可以是通过线缆或无线连接到阀组件和热敏电阻装置的独立单元。这允许关于显示器和使用者输入按钮的可接近性的各种选择。例如，在本发明被更小的儿童使用时，预期的使用者可以选择将独立的显示板30安装在更加可视并且对这些更矮身高的人来说友好使用的低高度选项。
图4显示了可编程单元运行的示意性概述57，其中如图3中所示，四(4)分钟、六(6)分钟或八(8)分钟的淋浴持续时间能够被选择并编程到微控制器单元。当淋浴头中检测的水温度在设定时期期间已经增加预定量(例如在两个(2)连续的八(8)秒间隔期间0.5摄氏度)时，或者可选择地，达到大约四十(40)摄氏度的预定阈值温度时，自动起动的传感器被激活，并且被阀壳体中的热敏电阻单元检测，其发出信号52至微处理器以激活计时器并起动受控的淋浴循环。
淋浴循环由提示使用者进入淋浴持续时间的选择55开始。如果在30秒以后没有选择淋浴时间，则淋浴默认为由微处理器50确定的六(6)分钟的持续时间。如上讨论的，在初始未延长的淋浴持续时间完成时，允许使用者任选地使用一次关闭的短时间段延长并提示使用者在初始淋浴持续时间的最终阶段做出选择。在淋浴时间完成之前不久，通过声音和/或视觉指示器通告使用者。在淋浴时间完成时，微控制器驱动阀驱动电路56以引起阀壳体中的闭锁式电磁阀58移动到关闭位置，从而减小供应到淋浴头的水。如以上讨论的，在本发明的优选实施方式中，阀不完全关闭流动，而是允许甚至是当阀处于关闭位置时经过淋浴头的小流动，以向使用者指示(结合来自LCD显示器的声音和视觉提示)关闭龙头。此时，另一个计时器被启动以对“锁定时期”进行计时，并且在三(3)分钟以后，微控制器导致阀被触发至打开位置，准备用于下一个受控洗浴循环，其中到洗浴头的全部流动被恢复。
在此形式中，存在LCD(液晶显示器)设备53和微处理器，其由九伏的DC电源54供电。
变化形式
当然将意识到，虽然前述内容通过本发明的阐示性示例给出，但是对于本领域技术人员来说明显的是，对本发明所有的这些和其他的修改和变化被视为落入如本文提出的本发明的宽广范围和界限内。
说明书中，术语“包括(comprising)”和“包含(containing)”应理解为具有类似于术语“包括(including)”的宽广含义，并且将被理解为暗指包括提到的整体或步骤或者整体或步骤的组，而不排除任何其他的整体或步骤或者整体或步骤的组。此限定还用于术语“包括(comprising)”和“包含(containing)”上的变化，例如“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包含(contain)”和“包含(contains)”。

Claims (22)

1.一种温度激活的淋浴控制器，包括以下组合：
温度传感器，其适于检测并响应供应到淋浴头的水中的关于时间的温度变化的预定速率，即温度梯度；
阀，其适于允许或减小水到所述淋浴头的流动；
可编程的微处理器设备，其响应于所述温度传感器并适于根据预编程的淋浴持续时间来控制所述阀的操作；
其中在使用中，
通过打开水供应并且在关于时间的所述温度变化的预定温度速率，即温度梯度被检测到以后，所述温度激活的淋浴控制器被启动，并且在给定时间期间内，使用者可选择淋浴持续时间，或者所述微处理器默认为预设定的淋浴持续时间，在该时间以后，所述阀移动到关闭位置以减小供应到所述淋浴头的水的流量。
2.一种温度激活的淋浴控制器，包括以下组合：
温度传感器，其适于检测并响应供应到淋浴头的水中的预定阈值温度；
阀，其适于允许或减小水到所述淋浴头的流动；
可编程的微处理器设备，其响应于所述温度传感器并适于根据预编程的淋浴持续时间来控制所述阀的操作；
其中在使用中，
通过打开水供应并且在所述预定阈值温度被检测到以后，所述温度激活的淋浴控制器被启动，并且在给定时间期间内，使用者可选择淋浴持续时间，或者所述微处理器默认为预设定的淋浴持续时间，在该时间以后，所述阀移动到关闭位置以减小供应到所述淋浴头的水的流量。
3.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中在所述阀被关闭以减小水供应以后，在所述微处理器发出信号以打开所述阀以前，存在另一“锁定”时间期间。
4.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述阀是通过电脉冲在打开位置和关闭位置之间移动的闭锁式电磁阀。
5.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述阀在淋浴结束时不完全关闭供应到所述淋浴头的水，使得细水流被允许从所述淋浴头流动。
6.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述温度传感器是热敏电阻装置，所述热敏电阻装置按各种间隔检测水温以确定温度变化的速率并且向所述微处理器发出信号。
7.根据权利要求1所述的温度激活的淋浴控制器，其中对于两个连续的8秒间隔，所述温度变化的预定速率为0.5℃。
8.根据权利要求2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述热传感器是响应于30℃和50℃之间的特定水温的热敏电阻装置。
9.根据权利要求1和2所述的温度激活的淋浴控制器，其中存在使用者可选择的多个预编程的淋浴持续时间。
10.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴持续时间仅能延长一次短的时间期间，该延长由所述微处理器控制。
11.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述微处理器设备能够被编程以操作所述阀来向四(4)、六(6)或八(8)分钟持续时间的淋浴提供仅仅单独60秒的延长，或者更少。
12.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中在达到预定温度以后的给定的时间期间为三十(30)秒，并且默认的预设定的淋浴时间期间为六(6)分钟。
13.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述阀位于放置在所述淋浴头和淋浴供应管之间的壳体中。
14.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述热传感器是紧密接近于所述阀定位的热敏电阻。
15.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述微处理器设备是通过线缆连接到所述阀和所述热传感器的单独单元，包括热敏电阻装置。
16.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述微处理器设备是无线控制所述阀和所述热传感器的单独单元，包括热敏电阻装置。
17.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述微处理器设备、所述阀和所述热传感器定位在位于所述淋浴头至所述淋浴供应管之间并将所述淋浴头连接到所述淋浴供应管的单独壳体中。
18.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴控制器是电子驱动的并通过电池操作的。
19.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴控制器是电子驱动的并通过太阳能操作或通过太阳能增强的。
20.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴控制器与适当的安全电流和电压减小设备进行有线电连接。
21.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中在整个淋浴期间，所述控制器通过声音和/或视觉指示器提示使用者。
22.根据权利要求1或2所述的温度激活的淋浴控制器，其中所述控制器提供关于淋浴的统计信息。
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