CN110382794A - 一种故障安全节水喷头装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种故障安全节水淋浴房系统，包括淋浴喷头、淋浴龙头、电源适配器、有源红外传感器、电磁激活流体阀和淋浴壁。所述喷淋壁上安装有红外传感器，旨在相对的喷淋壁上设有喷头。所述淋浴房被电子地分隔成限制流动区域和自由流动区域。在所述限制流动区域内不存在淋浴者时，所述喷头以所述淋浴龙头处设置的自由流率喷流。当淋浴者不需要水时，他只需向限制流动区域移动。所述传感器向所述常开电磁阀发出信号，所述常开电磁阀关闭水不流向所述喷头。当洗澡者朝向淋浴喷头移动时，水的自由流动恢复。淋浴头总是在不存在沐浴者的情况下接收全流量的水，除了所公开的组件的故障或功率损失。

Description

一种故障安全节水喷头装置及方法

交叉引用相关申请

本申请要求于2017年2月13日提交的标题为“节水淋浴喷头装置和方法”的美国临时专利申请62/601,652的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明当检测到的洗澡者在淋浴房中的其电子分区的限水流动区域内时电子地限制到达淋浴喷头的水流。根据常规建造的住宅的报告，淋浴消耗总住宅用水的近20％。传统的喷头额定为2.5加仑/分钟。平均来说，每个洗浴者在淋浴时花费八分钟。八分钟的20％期间，浪费一些20加仑的进行起泡或洗发的优质饮用水。

本发明完全无需手动、完全自动化故障安全以及安装简单的系统，使消费者能够享受自己的淋浴，同时帮助节水。本发明利用了一种淋浴喷头限制器系统，所述淋浴喷头限制器系统跟踪并测量占用者移动到电子分区低或无流动区域中。每次淋浴节约了4加仑干净的饮用水。

背景技术

在过去已经有各种尝试提出一种节水淋浴喷头系统，但是它们都不能令人满意的也不经济地进行。一些产品提供了对过量水的被动监测，然后起到起亮指示灯的作用，提醒洗浴者腾出的时间。一些产品通过智能手机发送用水量数据与好友共享和比较。一些产品在继续水流前关闭一段设定时间的水冲泡。

一些产品使用安装有传感器的常闭电磁阀。另一些产品使用夹紧电动机来控制水的流动。众所周知，常闭电磁阀和夹紧电动机在淋浴过程中会发生故障。当这样的系统发生故障时，到达淋浴头的水将被切断。在洗发中的洗澡者可能会惊慌失措并争抢寻求帮助，同时仍然在淋浴房内。但是，在这种情况下，沐浴者无能为力。因此，常闭阀和夹紧电动机设计不是控制喷头流动的最佳解决方案，并且可能产生危险和危急的情况，因为沐浴者可能无法在用洗发水覆盖的头部下睁开眼睛。

本发明提供一种在系统失效的情况下故障安全的先进节水喷头系统，该系统还有助于节约用水和加热能量。

发明内容

一种节水淋浴房系统包括传感器，所述传感器被配置为将淋浴房内的洗浴者的位置跟踪到限流区域和全流区域中的一个，这些区域的相对位置可由所述沐浴者可编程。所述系统还包括常开电磁流体阀(NOEFV)，其被配置为基于由传感器检测到的所述沐浴者的位置来限制到达所述淋浴房中的淋浴头的水的量。所述系统还包括导流通道，所述导流通道被构造成通过基于通过所述NOEFV的限制流量对NOEFV周围的水流进行导流来减小所述NOEFV处的水压。

一种用于淋浴房系统节约水的方法，所述方法包括：感测淋浴房内的淋浴者的位置到达限流区域和全流区域中的一个，这些区域的相对位置可由所述沐浴者可编程。该方法还包括通过常开电磁流体阀(NOEFV)限制到达所述淋浴房中的淋浴头的水的量，所述常开电磁流体阀被配置为基于由所述传感器检测到的所述沐浴者的位置来操作。所述方法还包括经由导流通道对NOEFV周围的水流进行导流，所述导流通道构造成基于通过所述NOEFV的限制流量而减小所述NOEFV处的水压。

结合附图，本公开的实施例的其它方面和优点将从以下详细描述中变得显而易见，依靠此处本公开的原理的示例示出。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的电子控制的节水淋浴系统的透视图。

图2示出了根据本公开的实施例的帘杆和电话帘线布置的透视图。

图2A示出了根据本公开的实施例的覆盖有隐藏电话线的套筒的帘杆的透视图。

图2B示出了根据本公开的一个实施例的帘杆的横截面图，该帘杆具有在其下侧上贴附的电话线，以允许悬挂的帘环滑动。

图2C示出了根据本公开的实施例的带狭缝开口的帘杆套筒的透视图。

图3示出了根据本公开的实施例的直立淋浴房的透视图。

图3A示出了根据本公开的实施例的用于敷设电话线的横跨淋浴门的桥杆的透视图。

图4示出了根据本公开的实施例的淋浴壁上安装的接近传感器的正视图。

图5示出了根据本公开的实施例的具有导流通道的常开电磁流体阀。

图5A示出了根据本公开的实施例的电磁流体阀的内部视图，示出了在导流通道的入口处的孔盖。

图5B示出了根据本公开的实施例的孔盖的透视图。

图6示出了根据本公开的实施例的安装在淋浴臂和喷头之间的常开电磁流体阀的放大透视图。

图7示出了根据本公开的实施例的淋浴系统的布线图。

图8示出了根据本公开的实施例的使用淋浴房系统节约水的方法。

在整个说明书中，相似的和相同的附图标记可用于在若干实施例和附图中标识类似的和相同的元件。尽管已经示出了本发明的具体实施例，但是本发明不限于如此描述和示出的部件的具体形式或布置。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

具体实施方式

现在将参考在附图中示出的示例性实施例，并且在本文中将使用具体的语言来描述该示例性实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本发明的范围进行修改在此示出的发明特征的更改和进一步的修改以及本文所示的本发明的原理的附加应用，在本发明的范围内，本领域普通技术人员将想到的是，本发明的范围由所附权利要求限定。

本发明包括双区传感。淋浴房被电子分隔成两个独立的区域。自由流区域为100％无限制流，而限流区域从滴流减少到完全关闭。本发明还包括接近传感器，其发射电磁场或电磁辐射束以检测处于其专用水流限制区域中的洗澡者。一旦被检测到，只要所述沐浴者保持在所述限流区域中，所述传感器就对所述常开电磁阀发信号到关闭位置。关闭的阀阻止水到达喷头。

本发明还公开了一种淋浴房内的专用水自由流区。所述接近传感器忽略在所述自由流动区域内的洗澡者的存在。这允许水流过常开电磁阀到达喷头。

所述接近传感器针对通常位于与所述传感器紧邻的淋浴壁的相对侧处的喷头位置。所述传感器光束只对两个分区的区域之间的空间进行扫描，并且导致到达喷头的非预期水流关闭的绝对最小误差。传感器光束行进的确切距离是可调节的并且可以限定两个区域的宽度。

本发明允许使用预先存在的安装的喷头。该简易安装设计和程序是通用的公共设施，不需要培训的交易人员或助手。

本发明还包括一种将携带电力的电话线安装到传感器和淋浴房中的电磁阀位置的方法以及淋浴器在浴缸上的类型的缸式淋浴房。本发明还公开了一种实现上述方法的装置，其中，所述方法将所述电话线隐藏在所述洗浴者和其他人的视线之外。本发明不需要淋浴者存在于淋浴喷头的下方以得到水流，不同于需要淋浴者站在淋浴喷头下方的传统节水淋浴系统。传统的系统对洗澡者造成不希望的负担，其必须在淋浴头下方，而不管寒冷的或温暖的天气。

本发明还包括常开电磁阀。所述阀还包括导流稳定器通道，所述导流稳定器通道确保在过渡关闭期间的水压力和温度保持稳定。在关闭期间，管路系统管道中的热水中无处可去。压力上升，迫使加热的水进入未加热的水管中。在水阀重新打开时，较高压力的加热的水主导较冷的水，使洗澡者比通常的水体验更短的时刻。在压力稳定后，水温将回到正常。

导流通道提供通路使加热的水排出以避免过热。所述导流通道还有助于保持无水箱的按需热水器，所述热水器需要在水流关闭期间用于维持设备正常操作的最小水流。由于导向隔膜作用在电磁阀上引起的快速关闭动作，导流通道进一步减少了水管损坏。所述导流通道为热水的涌入提供导流路径。在没有该通道的情况下，由于水锤效应，会听到大的悬挂噪声。

本发明还包括可移除的孔盖，所述可移除的孔盖盖在所述导流通道上，流量可以被调节以匹配无水箱的热水器的各种品牌。本发明还包括一种将市电交流电转换为直流电的电源适配器。所述直流电通过薄且易于在安装期间通过门框和墙壁导航的电话线将电力传递到接近传感器。

本发明还包括电池模块，所述电池模块。所述电池模块是可选的，用于AC市电不可用的情况下，以便于操作上的便利性。本发明还包括太阳能充电站。所述太阳能充电站对所述电池模块进行充电，如果在所述淋浴房内有太阳能接入的窗口，则所述太阳能充电站对于操作方便是可选的。

图1描绘了根据本公开的实施例的包括节水淋浴喷头系统10的在浴缸30上方的完整淋浴房。系统10具有三个部分，侧壁28、后壁20和另一个侧壁29。后壁20和浴缸30被电子地分隔成两个区域。

向左，更靠近侧壁28的是限流区域A22，向右与侧壁29更靠近的是自由流区域B25。在浴缸30的底座之上约3英尺(92厘米)在侧壁28上安装接近传感器40，接近传感器40发出不可见的电磁辐射(有源红外)穿过浴缸30达到相对的侧壁29。电磁致动的流体阀80被插入在喷淋臂61和喷头60之间，喷头60在侧壁29上安装得高，流体阀80被构造为常开的，以允许自由流动的水88(当没有施加在电磁线圈82上的电力时始终打开)。通过电话线91将公用交流电90转换为低电压和低电流直流电。电话线向连接器43供电并继续通过帘杆50并最终终止在传感器40上。电话线(phone cord)42在帘杆50的下侧运行。透明胶带44用于将电话线42牢固地固定在杆上。带44的每一端终止于大约10点钟和2点钟位置，使得帘幕悬挂环57可以自由滑动而不会卡住带44。双面胶粘夹45固定在壁28、29和墙20上的电话线42上。

操作时，沐浴者开启水龙头27以设置水流速率和温度。水将流到淋浴喷头，而不需要淋浴者存在于淋浴房10内，只要洗澡者不在区域A22内，水将来自淋浴喷头60。当洗澡者决定他不需要水时，如方向箭头32所示，他只走向区域A22以停止水。当洗澡者需要水时，如方向箭头35所示，他只走向区域B25，恢复水流流动。所恢复的水将具有相同的温度和流速，而不需要对龙头27进行任何重新调节。

转向图2是帘杆50的放大视图，电话线42将电力和信号承载到传感器40和喷头80，根据本发明的一个实施例，用透明粘合带44将电话线42固定在杆50的下侧。在安装的系统10的美观性不重要的情况下，可以将电话线42固定在后壁20上。但是，更期望的是隐藏电话线42。

在图2A中示出了隐藏电话线42的更优选方式，其中在图2C中示出了在套筒55中具有狭缝开口。在图2A上示出包覆了杆50的套筒55。图2B中所示的横截面图详细说明了带44保持电话线42，并且带44的端部停止在约10点钟位置和2点钟位置，以避免捕获滑环57。

根据本公开的实施例，在图3中示出了替代的直立淋浴房70。传感器40和喷头80的安装与系统10的安装相同，该系统70利用桥杆72来装设电话线42，如图3A所示。桥杆72桥接在门71的开口上。夹片73和74夹设在玻璃面板的每一侧。传感器40向喷头60方向发射红外光束，然后如果其遇到其路径上的障碍物，则将其接收回。从传感器40到障碍物(沐浴者40)的距离可以预设以限定限制性区域22。图4示出了安装在侧壁28上的淋浴篮和传感器40的相对尺寸。

根据本发明的一个实施例，在图5中示出了节水淋浴头60组件。常开电磁流体阀组件80安装在连接到喷头60和淋浴臂61的喷头联接件63之间，阀80由电磁操作螺线管82控制，电磁操作螺线管82经由电话线42从传感器40获取电力，阀体85是组件80的一部分，组件80包括导流通道84。

当激活螺线管82时，隔膜86向下移动，响应于沐浴者在限制性区域22中的存在而停止通向喷头60的水流。当水流恢复到喷头60为了保持按需无水箱热水器的正常运行和稳定的水温，提供了导流通道84。导流通道84允许少量的水89连续地通过阀体85，以在沐浴者恢复淋浴时保持预设的适当温度。当阀80突然切断对喷头60的供水时，导流通道84还用于减少或消除水锤效应。

阀体85是电磁阀80的一部分，并且包括图5A所示的安装在导流通道84的进水侧上的孔盖87。在工厂预设图5B所示的孔盖87，以允许每分钟0.5加仑水流，以保持按需无水箱热水器连续运行，从而防止阀门80关闭期间的熄火。盖87也可以被重新调节以匹配热水器厂商的推荐。

转向图6是根据本公开的实施例的安装在侧壁29上的喷头60和截止阀80的放大透视图。喷头60是预先存在的手持模型或固定的固定模型，并且可以根据本公开重复使用。从而保持包括在现成的传统淋浴喷头60中的所有功能，包括但不限于低流量，按摩动作等。在新的住宅构造中，通过将电话线42穿过淋浴臂盖62并通过淋浴壁29、20和28后面的路线到达电源90和传感器40，可以使电话线42不可见。

系统10配线如图7所示。系统10运行于来自AC适配器90的低压直流电并且路由到传感器40。传感器40连接到阀80的螺线管82。如果AC电源不可用，则电池100可以用作系统备份或操作系统10。或者，如果在淋浴房内可触及窗户，则太阳能充电器200可连接到电池100。

图8示出了一种根据本发明的实施例的使用淋浴房系统节约水的方法。所述方法包括：310：感测所述淋浴房内的淋浴者的位置到达限流区域和全流区域中的一个，所述区域的相对位置可由沐浴者编程。该方法还包括：302：经由常开电磁流体阀(NOEFV)限制到达淋浴房中的淋浴喷头的水量，所述NOEFV被配置为基于由所述传感器检测到的所述沐浴者的位置来操作。所述方法还包括：330：经由导流通道对NOEFV周围的水流进行导流，所述导流通道构造成基于通过所述NOEFV的限制性流量而减小所述NOEFV处的水压。

尽管本文中的方法的操作以特定顺序示出和描述，每个方法的操作顺序可以被改变，使得某些操作可以逆序执行或者使得某些操作可以至少部分地与其他操作同时执行。在另一个实施例中，可以间歇和/或交替的方式实现不同操作的指令或子操作。

尽管已经描述和示出了本发明的具体实施例，但是本发明不限于如此描述和示出的部件的具体形式或布置。本发明的范围由权利要求及其等同物限定，或者通过参考相关申请来限定。

Claims (20)

1.一种节水淋浴房系统，包括：

常开电磁流体阀(NOEFV)，其被配置为基于由传感器检测到的洗浴者的位置来限制到达淋浴房中的淋浴喷头的水量；以及

导流通道，其被配置为基于通过所述NOEFV的限制流量，通过对NOEFV周围的水进行导流来降低NOEFV处的水压。

2.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，其中，在限流区域中的水流从滴流到完全关闭而变化，以及在全流区域中的水流不受所述NOEFV的限制。

3.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，其中，所述淋浴房包括在浴缸上方的淋浴壁和站立的淋浴间。

4.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，还包括淋浴龙头，所述淋浴龙头被配置为通过所述洗浴者来设置水流速率和温度。

5.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，还包括用于所述系统的电操作的太阳能电源。

6.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，其中，所述NOEFV包括处于常开位置的螺线管，用于在没有任何电力供应的情况下允许全流体流动。

7.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，还包括在NOEFV附近设置的淋浴喷头，所述淋浴喷头包括常规的和定制的设计。

8.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，还包括设置在所述导流通道的入口上的盖件，所述盖件构造成允许每平方英寸水流的预定数量的磅流通过。

9.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，还包括设置在所述导流通道入口的盖件，所述盖件被配置为基于所述NOEFV的快速关闭来抵消水锤效应。

10.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，还包括设置在所述导流通道入口的盖件，所述盖件被配置为对按需无水箱热水器的操作所需的流体流量和流体压力进行预调节。

11.根据权利要求1所述的节水淋浴房系统，其中，所述导流通道被配置为尽管在限流区域中的过渡期间，也仍能够为所述洗浴者提供恒定的水温和恒定的水压。

12.一种节水淋浴房系统，包括：

传感器，其被配置为将淋浴房内的洗浴者的位置跟踪到限流区域和全流区域之一，所述区域的相对位置能够由洗浴者编程，

常开电磁流体阀(NOEFV)，其被配置为基于由传感器检测到的洗浴者位置来限制到达淋浴房中的淋浴喷头的水量；以及

导流通道，其被配置为基于通过所述NOEFV的限制流量，通过对NOEFV周围的水流进行导流来降低NOEFV处的水压。

13.根据权利要求12所述的节水淋浴房系统，其中，所述传感器为超声波收发器，所述超声波收发器被配置为基于从所述传感器到所述洗浴者的距离来跟踪所述淋浴房内的所述洗浴者的位置。

14.根据权利要求12所述的节水淋浴房系统，其中，所述传感器是低功率激光器，所述低功率激光器被配置为基于从所述传感器到所述淋浴房的距离来跟踪所述淋浴房内的所述洗浴者的位置。

15.根据权利要求12所述的节水淋浴房系统，其中，所述NOEFV仅基于对所述限流区域中的洗浴者的检测从传感器接收激活命令。

16.根据权利要求12所述的节水淋浴房系统，其中，所述传感器是主动式红外传感器和被动式红外传感器中的一个，被配置为基于从所述传感器到所述淋浴房的距离来跟踪所述淋浴房内的洗浴者的位置。

17.一种淋浴房系统节水的方法，所述方法包括：

感测洗浴者在淋浴房内的位置到达限流区域和全流区域之一，所述区域的相对位置能够由洗浴者编程，

经由常开电磁流体阀NOEFV限制到达淋浴房中的淋浴喷头的水量，所述常开电磁流体阀被配置为基于由传感器检测到的洗浴者的位置进行操作；以及

经由导流通道对所述NOEFV周围的水流进行导流，所述导流通道被配置为基于通过所述NOEFV的限制流量而减小所述NOEFV处的水压。

18.根据权利要求17所述的淋浴房系统节水的方法，还包括通过用10点钟和2点钟位置的胶带将输电线固定在帘杆的下侧来敷设所述输电线，以防止滑动帘环而卡住胶带。

19.根据权利要求17所述的淋浴房系统节水的方法，还包括使输电线位于具有狭缝的塑料细长套管下方而不可见。

20.根据权利要求17所述的淋浴房系统节水的方法，还包括通过桥杆配置输电线，所述桥杆构造成横跨淋浴门开口以防止输电线干扰淋浴门的运动。