DE60021610T2

DE60021610T2 - Überlaufsystem

Info

Publication number: DE60021610T2
Application number: DE2000621610
Authority: DE
Inventors: Malachi Christopher Norbury McKenna
Original assignee: WATERSAVE ENTERPRISES Ltd BALLSBRIDGE; WATERSAVE ENTPR Ltd
Current assignee: WATERSAVE ENTERPRISES Ltd BALLSBRIDGE; WATERSAVE ENTPR Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: ATE300638T1; AU783916B2; WO2001040587A1; CA2392967A1; EP1250495B1; EP1250495A1; DE60021610D1; US6732388B2; AU1717701A; US20020194674A1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Überlaufdetektor, um das Überfüllen eines Behälters mit einer Flüssigkeit zu verhindern, und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine Vorrichtung zum Verhindern des Überfüllens einer Badewanne mit Wasser.
Es ist wohlbekannt, dass der Druck der Hauptwasserversorgung eines Gebäudes vom Abstand des nächstgelegenen Wasserturms zu dem Gebäude und von der Wasserdruckhöhe des Wasserturms in Bezug auf das Gebäude abhängt. Der Druck einer Wasserversorgung innerhalb eines Gebäudes kann sich auch ändern. Beispielsweise kann ein Hotel mit einem Wassertank im Obergeschoß versehen werden, um den einzelnen Zimmern Wasser zuzuführen, wobei in diesem Fall der Druck der Wasserversorgung zu einem bestimmten Zimmer davon abhängt, wie viele Etagen unter dem Wassertank sich das Zimmer befindet. Jedes Hotelzimmer weist typischerweise ein Badezimmer und eine Badewanne auf, und die zum Füllen der Badewanne verwendeten Wasserhähne weisen infolge der Druckänderung der Wasserversorgung auf verschiedenen Etagen unterschiedliche maximale Ausflussraten auf. Wenngleich Badewannen herkömmlicherweise mit einem Überlauf versehen sind, um überschüssiges Wasser aus der Badewanne zu einem Abfluss zu befördern, übersteigt bei manchen Badewannen die Ausflussrate des Wassers von den Wasserhähnen in die Badewanne die Rate, mit der der Überlauf überschüssiges Wasser zum Abfluss befördern kann. Demgemäß besteht das Risiko, dass, wenn die Wasserhähne unbeabsichtigt aufgedreht gelassen werden sollten oder ein Wasserhahn in der offenen Stellung ausfällt, Wasser mit den sich daraus ergebenden wirtschaftlichen Verlusten und strukturellen Schäden über die Seite des Bads läuft. Demgemäß besteht ein Bedarf daran, ein solches Überlaufen zu verhindern.
Eine Überlaufsteuereinrichtung für ein Bad ist in der britischen Patentanmeldung GB 2 263 060 beschrieben. In GB 2 263 060 ist ein kapazitiver Pegelsensor in einer Höhe zwischen dem Überlaufauslass und dem Rand einer Badewanne montiert. Ein vertikales Rohr ermöglicht es, dass Wasser von dem Überlaufauslass den kapazitiven Pegelsensor erreicht. Ein Nachteil kapazitiver Pegelsensoren besteht darin, dass eine Kondensation von Dampf von dem verhältnismäßig warmen Wasser in einer Badewanne eine falsche Auslösung des Sensors hervorrufen kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Überlaufsteuersystem für einen Behälter in der Art einer Badewanne nach Anspruch 10 vorgesehen.
Ein Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass sie verhindert, dass eine Badewanne versehentlich überfüllt wird. Ein weiterer Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass sie es einer Person ermöglicht, mit dem Füllen der Badewanne zu beginnen und es dann der Vorrichtung zu überlassen, die Wasserzufuhr zu dem Bad abzuschalten, ohne dass die Gefahr des Überfüllens der Badewanne besteht.
Gemäß der Erfindung ist ein Überlaufdetektor nach Anspruch 1 vorgesehen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung sehen ein Überlaufsystem für einen Behälter, eine Kombination eines Behälters und eines Überlaufdetektors und einen Satz von Teilen, mit dem ein Behälter auszustatten ist, vor.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die folgende Zeichnung beschrieben:
1 zeigt eine Schnittansicht der Leitungsanordnungen für ein nicht beanspruchtes Badesystem in einer vertikalen Ebene entlang der Mittellinie einer Badewanne,
2 zeigt einen Abschnitt des Badesystems aus 1 in weiteren Einzelheiten in dem Zustand, in dem das Badesystem überläuft,
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Steuersystems, das zur Verwendung in Zusammenhang mit dem Badesystem aus 1 geeignet ist,
4 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform der Erfindung und auch einen Abschnitt der Badewanne, woran die Ausführungsform montiert ist, in einer vertikalen Ebene entlang der Mittellinie einer Badewanne, und
5 zeigt einen Querschnitt einer zweiten und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und auch einen Abschnitt der Badewanne, woran die zweite Ausführungsform montiert ist, in einer vertikalen Ebene entlang der Mittellinie einer Badewanne.
1 zeigt ein Badesystem 1 mit einer Badewanne 3.
Ein Kaltwasserhahn 7 ist über ein Elektromagnetventil 9 mit einem Kaltwasser-Zuführrohr 11 verbunden. Wasser 5 kann über den Kaltwasserhahn 7 in die Badewanne 3 eingeleitet werden.
Die durch den Pegel des Wassers 5 dargestellte Nennkapazität der Badewanne 3 ist durch den vertikalen Versatz einer Überlaufleitung 17 über einem Wasserabflussrohr 13 definiert. Die Überlaufleitung 17 ermöglicht es, dass Wasser, das sich über dem Pegel der Überlaufleitung 17 befindet, zu einem Hauptdränagesystem (nicht dargestellt) fließt. Das Wasserabflussrohr 13 ist mit einem Hauptdränagesystem (nicht dargestellt) verbunden, und ermöglicht, dass Wasser aus der Badewanne 3 abgeführt wird, wenn ein Badewannenstopfen 15 aus dem Wasserabflussrohr 13 entfernt wird.
Eine Überlaufbaugruppe 19 verbindet die Überlaufleitung 17 mit dem Wasserabflussrohr 13. Wasser tritt durch eine Einlassleitung 23 in die Überlaufbaugruppe 19 ein und verlässt sie über eine Auslassleitung 25. Innerhalb der Überlaufbaugruppe 19 sind ein magnetischer Schwimmer 27, ein Schwimmergehäuse 29 und ein Reed-Schalter 31 montiert. Ein Überlaufsieb 21 verhindert, dass Schmutz in die Überlaufleitung 17 eindringt.
Es sei bemerkt, dass, während der Kaltwasserhahn 7 an der Zentralleitung der Badewanne 3 angebracht ist, ein Warmwasserhahn 33 (in 3 dargestellt) auf einer Seite der Zentralleitung angebracht und somit in 1 nicht sichtbar ist, welcher über ein normalerweise offenes Elektromagnetventil 35 mit einem Warmwasser-Zuführrohr 37 verbunden ist. Es sei auch bemerkt, dass der Kaltwasserhahn 7 am Ende der Badewanne 3 fern vom Wasserabflussrohr 13 dargestellt ist, um die Klarheit von 1 zu verbessern, wobei die Wasserhähne 7, 33 gebräuchlicher am selben Ende der Badewanne 3 neben dem Wasserabflussrohr 13 angebracht sein können.
Um die Badewanne 3 für ein Bad vorzubereiten, führt ein Benutzer den Badewannenstopfen 15 in das Wasserabflussrohr 13 ein, öffnet die Wasserhähne 7 und 33 und wartet, bis sich genügend Wasser in dem Bad befindet. An diesem Punkt schließt der Benutzer normalerweise die Wasserhähne 7, 33. Falls der Benutzer die Wasserhähne 7, 33 nicht schließt, füllt sich die Badewanne 3 weiter, bis sie ihre Nennkapazität an Wasser 5 erreicht, über die hinaus das überschüssige Wasser über die Überlaufleitung 17 und die Überlaufbaugruppe 19 zum Wasserabflussrohr 13 fließt.
2 zeigt eine Situation, in der überschüssiges Wasser einer Badewanne 3 zugegeben wird, die bereits nominell mit Wasser 5 gefüllt ist, und es ist darin in größeren Einzelheiten der Übergang zwischen der Einlassleitung 23 und der Auslassleitung 25 dargestellt, und es sind darin auch Auslasswasser 52 innerhalb der Auslassleitung 25, Überlaufwasser 50, das die Einlassleitung 23 herunterfällt, aufgestautes Wasser 51, das Schwimmergehäuse 29, der magnetische Schwimmer in einer alternativen Position 27' und der Reed-Schalter 31 dargestellt.
Wie dargestellt ist, fließt das Überlaufwasser 50 durch die Überlaufleitung 17 und fällt anschließend die Einlassleitung 23 hinab in einen Bereich aufgestauten Wassers 51. Das aufgestaute Wasser 51 erstreckt sich von der Auslassleitung 25 in die Einlassleitung 23 und tritt auf, weil die Querschnittsfläche al der Einlassleitung 23 und der Überlaufleitung 17 größer ist als die Querschnittsfläche a2 der Auslassleitung 25.
Bei niedrigen Ausflussraten fließt das gesamte Überlaufwasser 50 als Auslasswasser 52 durch die Auslassleitung 25. Bei mittleren Ausflussraten behindert die reduzierte Querschnittsfläche a2 der Auslassleitung 25 jedoch das Fließen des Auslasswassers 52, und es sammelt sich demgemäß aufgestautes Wasser 51 an. Die Oberfläche des aufgestauten Wassers 51 ist höher als der Pegel der Auslassleitung 25 und führt zu einer Druckhöhe h1, die einen kleinen Druck auf das Auslasswasser 52 in der Auslassleitung 25 ausübt. Dieser kleine Druck erhöht die Ausflussrate der Auslassleitung 25, wodurch die Ausflussraten des Überlaufwassers 50 und des Auslasswassers 52 ins Gleichgewicht gebracht werden. Höhere Ausflussraten des Überlaufwassers 50 erhöhen das Ausmaß, bis zu dem das aufgestaute Wasser 51 in der Einlassleitung 23 ansteigt, bis bei einer ausreichend hohen Ausflussrate die gesamte Einlassleitung 23 voll Wasser wird und daher kein Unterschied mehr zwischen dem Überlaufwasser 50 und dem aufgestauten Wasser 51 besteht.
Das Schwimmergehäuse 29 ist am Übergang zwischen der Einlassleitung 23 und der Auslassleitung 25 bereitgestellt und beschränkt den magnetischen Schwimmer 27, so dass er sich ansprechend auf den Pegel des aufgestauten Wassers 51 vertikal bewegt. Öffnungen, die in Verbindung mit der Einlassleitung 23 und mit der Auslassleitung 25 stehen, sind im Schwimmergehäuse 29 bereitgestellt, so dass das aufgestaute Wasser 51, wenn sein Pegel ansteigt, Luft innerhalb des Schwimmergehäuses 29 verdrängen kann.
Bei niedrigen Ausflussraten des Überlaufwassers 50 liegt der magnetische Schwimmer 27 am Boden des Schwimmergehäuses 29. Wenn die Ausflussrate des Überlaufwassers 50 zu einer mittleren Ausflussrate ansteigt, entwickelt sich aufgestautes Wasser 51, und der Pegel dieses aufgestauten Wassers 51 steigt allmählich an, wodurch der magnetische Schwimmer 27 angehoben wird, bis er (bei einer ausreichenden Ausflussrate) am oberen Teil des Schwimmergehäuses 29 in der Position 27' zur Ruhe gelangt. In der Position 27' bewirkt das Magnetfeld des magnetischen Schwimmers 27, dass der Reed-Schalter 31 geschlossen wird, was dazu führt, dass die Elektromagnetventile 9, 35 betätigt werden, um zu verhindern, dass mehr Wasser über die Wasserhähne 7, 33 in die Badewanne 3 eintritt.
3 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems 39, das zur Verwendung in Zusammenhang mit dem Badesystem 1 geeignet ist, und es beinhaltet eine Steuereinheit 41, einen isolierenden Transformator 43 und einen akustischen Alarm 45. Auch dargestellt sind der Kaltwasserhahn 7, der Warmwasserhahn 33, die Elektromagnetventile 9, 35, das Kaltwasser-Zuführrohr 11 und das Warmwasser-Zuführrohr 37. Aus Sicherheitsgründen wird das Steuersystem 39 gemäß dieser Ausführungsform nicht direkt von der 240-Volt-Netzversorgung gespeist (für den Fall, dass unbeabsichtigt eine elektrische Verbindung zwischen dem Steuersystem 39 und dem Wasser 5 in der Badewanne 3 auftritt). Der isolierende Transformator 43 wird verwendet, um eine 12-Volt-Gleichspannungsversorgung für das Steuersystem 39 bereitzustellen.
Die Steuereinheit 41 weist ein Relais auf, und ist in der Lage, die Elektromagnetventile 9, 35 mit Energie zu versorgen und den akustischen Alarm 45, ansprechend darauf, dass der Reed-Schalter 31 geschlossen wird, für einen vorgegebenen Zeitraum zu aktivieren. Die Steuereinheit 41 weist eine Halteschaltung auf, so dass die Elektromagnetventile 9, 35 unbegrenzt mit Energie versorgt werden, nachdem der Reed-Schalter 31 geschlossen worden ist, selbst wenn der Reed- Schalter 31 anschließend wieder geöffnet wird. Die Halteschaltung kann durch Entfernen der Stromversorgung von der Steuereinheit 41 zurückgesetzt werden.
Die Steuereinheit 41 weist auch eine Schaltungsanordnung zum Schließen der Elektromagnetventile 9, 35 für einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise fünf Sekunden nach Zuführen von Strom zur Steuereinheit 41, auf. Dies liegt daran, dass die meisten Elektromagnetventile einen periodischen Betrieb benötigen, um zu verhindern, dass sie festklemmen, und dieser Einschaltmechanismus ermöglicht auf diese Weise, dass die Elektromagnetventile 9, 35 einfach durch vorübergehendes Unterbrechen der Netz-Elektrizitätsversorgung des isolierenden Transformators 43 betätigt werden. Natürlich könnten die Elektromagnetventile 9, 35 auch durch absichtliches Ermöglichen, dass die Badewanne 3 überfüllt wird, aktiviert werden, dies ist jedoch kaum ein zweckmäßiger Weg zum Vornehmen der erforderlichen Betätigung.
4 zeigt einen Abschnitt eines Badesystems 101 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Überlaufadapter 119, einer O-Ringdichtung 104 und einem Abschnitt einer vertikalen Seitenwand einer Badewanne 103. In der Seitenwand der Badewanne 103 ist eine kreisförmige Überlauföffnung 102 ausgebildet, in der der Überlaufadapter 119 montiert ist.
Die Ausführungsform ermöglicht die einfache Verbindung des Überlaufadapters 119 mit dem Leitungssystem der Badewanne 103, und sie ermöglicht auch, dass der Überlaufadapter 119 mit einer stabilen Orientierung montiert wird.
Der Überlaufadapter 119 weist einen Überlaufkörper 115 auf, der aus spritzgegossenem Kunststoff bestehen kann und im Wesentlichen drei Funktionsbereiche aufweist:

(i) eine Einlassleitung 123,
(ii) eine Auslassleitung 125 und
(iii) eine Schwimmerkammer 129.

Die Überlauföffnung 102 in der Badewanne 103 definiert die maximale Nennkapazität der Badewanne 103 (die Überlauf öffnung 102 ähnelt demgemäß der in 1 dargestellten Überlaufleitung 17). Der Überlaufadapter 119 weist einen Flansch 105 auf und ist an der Badewanne 103 montiert, so dass der Flansch 105 die O-Ringdichtung 104 gegen das Äußere der Badewanne 103 drückt und die Einlassleitung 123 in die Badewanne 103 vorsteht. Die Einlassleitung 123 ist mit einem Gewindeabschnitt 124 versehen, so dass eine integrierte Sicherungsmutter und ein Überlaufsieb (nicht dargestellt) verwendet werden können, um den Überlaufadapter 119 an der Badewanne 103 festzuhalten.
Die Einlassleitung 123 empfängt Überlaufwasser aus der Badewanne 103 und befördert dieses überschüssige Wasser zur Auslassleitung 125. Innerhalb der Einlassleitung 123 befindet sich ein Zuführrohr 110, das so eingerichtet ist, dass es am oberen Teil der Einlassleitung 123 liegt, wenn der Überlaufadapter 119 in seiner normalen Orientierung montiert ist. Ein Ende des Zuführrohrs 110 schließt mit der Einlassleitung 123 ab, und das andere Ende öffnet sich in die Schwimmerkammer 129, so dass Wasser durch das Zuführrohr 110 in die Schwimmerkammer 129 fließen kann, falls der Wasserpegel in der Badewanne 103 bis zum oberen Teil der Einlassleitung 123 ansteigt. Gemäß dieser Ausführungsform hat die Einlassleitung 123 eine 34 mm messende Bohrung und das Zuführrohr 110 eine 6 mm messende Bohrung.
Wasser, das über die Einlassleitung 123 in den Überlaufkörper 115 eintritt, kann ihn über die Auslassleitung 125 verlassen. Die Auslassleitung 125 ist ein Rundrohr mit einer 19 mm messenden Bohrung und an seinem Ende mit einer ringförmigen Lippe 126 versehen. Überlaufwasser aus der Badewanne 103 kann durch die Auslassleitung 125 über ein gewelltes Kunststoffrohr (nicht dargestellt) in ein Hauptdränagesystem (nicht dargestellt) eintreten. Ein Ende des Kunststoffrohrs ist mit der Auslassleitung 125 verbunden, während das andere Ende mit einem Wasserabflussrohr (nicht dargestellt) verbunden ist, das dem Wasserabflussrohr 13 aus 1 ähnelt. Das gewellte Kunststoffrohr wird durch die ringförmige Lippe 126, die es ermöglicht, dass sich das gewellte Kunststoffrohr verhältnismäßig leicht auf die Auslassleitung 125 schieben lässt, jedoch das Entfernen des gewellten Kunststoffrohrs erschwert, an der Auslassleitung 125 gehalten.
Ein Abschnitt des Überlaufkörpers 115 ist dafür ausgelegt, die Schwimmerkammer 129 zu bilden. Die Schwimmerkammer 129 ist eine zylindrische Kammer, und sie ist so eingerichtet, dass ihre Achse vertikal verläuft, wenn der Überlaufadapter 119 zur normalen Verwendung montiert ist. Wasser kann über das Zuführrohr 110, das sich eine kleine Strecke radial in die Schwimmerkammer 129 erstreckt, in diese eintreten, Die obere Fläche der Schwimmerkammer ist offen. Ein Reed-Schalter 131 ist auf den Boden der Schwimmerkammer 129 geklebt, so dass eine wasserfeste Dichtung gebildet ist. Der Reed-Schalter 131 erstreckt sich bis zum oberen Teil der Schwimmerkammer 129 entlang der vertikalen Achse der zylindrischen Schwimmerkammer 129. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Schwimmerkammer 129 eine Höhe von 30 mm auf.
Ein Ringmagnet 128 ist innerhalb eines magnetischen Schwimmers 127, der koaxial um den Reed-Schalter 131 montiert ist, mittig und koaxial montiert. Der magnetische Schwimmer 127 und daher der Ringmagnet 128 kann sich ansprechend auf den Pegel von Wasser, das in der Schwimmerkammer 129 vorhanden sein kann, frei vertikal entlang dem Reed-Schalter 131 bewegen. Ein Sicherungsring 133 verhindert, dass der magnetische Schwimmer 127 vom Reed-Schalter 131 abgelöst wird. Herausgeführte Drähte 132 verbinden den Reed-Schalter 131 mit dem vorstehend in Zusammenhang mit 3 beschriebenen Steuersystem 39.
Falls die Badewanne 103 bei der Verwendung mit Wasser überfüllt wird, fließt das überschüssige Wasser durch die Einlassleitung 123 und aus der Auslassleitung 125 in das Hauptdränagesystem. Falls der Wasserpegel in der Badewanne 103 weiter ansteigt, erreicht das Wasser schließlich den Pegel des Zuführrohrs 110 (am oberen Teil der Einlassleitung 123) und fließt in die Schwimmerkammer 129, bis der magne tische Schwimmer 127 an irgendeinem Pegel den Ringmagneten 128 weit genug anhebt, dass der Reed-Schalter 131 die Kontakte öffnet (oder gemäß einer alternativen Ausführungsform schließt), wodurch bewirkt wird, dass das Steuersystem 39 die Elektromagnetventile 9, 35 aktiviert und das Fließen von Wasser in die Badewanne 103 unterbricht.
5 zeigt einen Abschnitt eines Badesystems 200 gemäß einer zweiten und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Badesystem 200 weist einen Überlaufadapter 219 auf, der einen Überlaufkörper 215 aufweist. Wie im Fall der ersten Ausführungsform ist der Überlaufadapter 219 in einer kreisförmigen Öffnung 102 in der Seitenwand einer Badewanne 103 montiert.
Der Überlaufkörper 215 hat die folgenden Elemente mit dem in 4 dargestellten Überlaufkörper 115 gemeinsam: eine O-Ringdichtung 104, einen Flansch 105, eine Auslassleitung 125, eine ringförmige Lippe 126, einen magnetischen Schwimmer 127, einen Ringmagneten 128, eine Schwimmerkammer 129, einen Reed-Schalter 131, herausgeführte Drähte 132 und einen Sicherungsring 133.
Die gemeinsamen Teile führen die gleichen Funktionen aus wie bei der ersten Ausführungsform.
Ein Gewindeabschnitt des Überlaufkörpers 215 ermöglicht das Schrauben einer Rosette 201 auf den Überlaufkörper 215, so dass die Rosette 201 gegen die Badewanne 103 drückt. Die Rosette 201 ist herkömmlich und weist sechs Öffnungen 202 (von denen nur zwei in der Schnittansicht aus 5 dargestellt sind) und einen Kettenbefestigungspunkt 203 zum Befestigen einer Kette (nicht dargestellt) auf. Am anderen Ende der Kette ist ein Badewannenstopfen (nicht dargestellt) angebracht.
Während die erste Ausführungsform eine Einlassleitung 123 aufwies, weist die zweite Ausführungsform eine obere Einlassleitung 204 und eine untere Einlassleitung 205 auf. Die obere Einlassleitung 204 ermöglicht es, dass Wasser, das sich auf dem Pegel der obersten Öffnungen 202 der Rosette 201 befindet, zur Schwimmerkammer 129 befördert wird. Die untere Einlassleitung 205 ermöglicht, dass Wasser von den unteren Öffnungen 202 der Rosette 201 durch den Überlaufkörper 215 zur Auslassleitung 125 befördert wird.
Die obere Einlassleitung 204 ist von der unteren Einlassleitung 205 durch einen Kammerboden 206 getrennt. Der Kammerboden 206 ist eine Erweiterung des Bodens der Schwimmerkammer 129 und verläuft seitlich über den Überlaufkörper 215, so dass er an die Rosette 201 anstößt. Wegen des Vorhandenseins des Kammerbodens 206 tritt alles Wasser, das über die Rosette 201 in den Überlaufkörper 215 eintritt, entweder in die obere Einlassleitung 204 oder die untere Einlassleitung 205 ein.
Ein Beispiel eines Profils von Wasser, das durch die unteren Öffnungen 202 der Rosette 201 in den Überlaufkörper 215 fließt (und daher zur Auslassleitung 125), ist durch das Wasser 207 angegeben. Wie dargestellt ist, liegt der Pegel des Wassers 207 neben der Rosette 201 im Wesentlichen am obersten Teil der unteren Einlassleitung 205, wenn das Wasser jedoch durch die untere Einlassleitung 205 fließt und sich seine Geschwindigkeit erhöht, sinkt der Pegel des Wassers 207 mit der Position entlang der unteren Einlassleitung 205 ab. Der Pegel des Wassers 207 kann beispielsweise von der Rosette 201 bis zur Auslassleitung 125 um mehrere Zentimeter abfallen, so dass der Pegel des Wassers, wenn das Wasser in die Auslassleitung 125 eintritt, nur einige Millimeter über dem Boden der unteren Einlassleitung 205 liegt.
Verglichen mit dem Stand der Technik besteht ein Vorteil der zweiten Ausführungsform darin, dass bei ihr garantiert werden kann, dass die Elektromagnetventile 9, 35 immer dann aktiviert werden, wenn der Wasserpegel in der Badewanne 103 bis zu einem Pegel ansteigt, bei dem Wasser durch die oberen Öffnungen 202 der Rosette 201 in die Schwimmerkammer 129 fließt. Dagegen werden bei manchen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik Sensoren in einem Bereich positioniert, der demjenigen entspricht, der in 5 mit C bezeichnet ist.
Infolge des Profils des durch die Rosette 201 fließenden Wassers kann nicht garantiert werden, dass ein Sensor im Bereich C in Kontakt mit Wasser gelangt, selbst wenn der Wasserpegel in der Badewanne höher ist als die Rosette 201.
Ein weiterer Vorteil der zweiten Ausführungsform gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass der Reed-Schalter 131 geschlossen wird, sobald sich der Wasserpegel in der Badewanne 103 dem obersten Teil der Rosette 201 nähert. Bei manchen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik wird das Eintreten von Wasser in eine Badewanne nur dann unterbrochen, wenn sich das Wasser über den ganzen Weg vom Wasserabflussrohr bis zu einem Sensor aufgestaut hat. Der Zeitraum, während dessen Wasser aus einem Wasserabflussrohr fließt, während es sich zum Sensor hin anstaut, entspricht einer Wasserverschwendung.
Modifikationen der Badesysteme 1, 101, 200 und des Steuersystems 39, die hier vorgestellt wurden, werden nun erörtert.
Bei den vorstehend erörterten Ausführungsformen verliefen die Überlaufleitung 17 und die Einlassleitung 23 im Wesentlichen horizontal. Bei alternativen Ausführungsformen waren sie stattdessen entweder aufwärts oder abwärts geneigt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Überlaufadapters 119 kann die Auslassleitung 125 eine größere Bohrung und damit eine größere Durchflusskapazität aufweisen als die Einlassleitung 123. Bei dieser weiteren Ausführungsform ist das Zuführrohr 110 vorzugsweise so modifiziert, dass es nicht mehr mit der Ebene der Einlassleitung abschließt, sondern sich vielmehr über die Einlassleitung hinaus in die Badewanne 103 erstreckt. Diese Erweiterung des Einlassrohrs ermöglicht das Messen des Wasserpegels in der Badewanne 103 selbst dann, wenn nun die Beschränkung (bei einer früheren Ausführungsform als a1 und a2 bezeichnet) durch die Einlassleitung bereitgestellt ist.
Bei einer Modifikation der zweiten Ausführungsform ist der Überlaufkörper 215, statt mit einem festen Kammerboden 206, mit einem entfernbaren Kammerboden versehen, so dass durch Abschrauben der Rosette 201 vom Überlaufkörper 215 leicht Zugang zur Schwimmerkammer 129 (beispielsweise zum Reinigen) erhalten werden kann. Es ist nur erforderlich, dass der Abschnitt des Kammerbodens 206, der die obere Einlassleitung von der unteren Einlassleitung 205 trennt, entfernbar ist.
Bei einer weiteren Variation der zweiten Ausführungsform kann in der oberen Einlassleitung 204 eine entfernbare Flussbeschränkung bereitgestellt sein, um die Rate zu verringern, mit der Wasser von der Rosette 201 zur Schwimmerkammer 129 fließen kann. Die verringerte Ausflussrate bildet effektiv ein Tiefpassfilter, so dass Spritzer oder kurze Anstiege der Wasserpegels in der Badewanne 103 nicht bewirken, dass der Reed-Schalter 131 geschlossen wird. Die Möglichkeit, eine solche Öffnung zur Reinigung entfernen zu können, ist besonders wichtig, damit sie nicht blockiert wird.
Wenngleich der Kammerboden 206 gemäß der zweiten Ausführungsform als sich seitlich über den Überlaufkörper 215 erstreckend beschrieben wurde, so dass er an die Rosette 201 angrenzt, ist es nicht wesentlich, dass der Kammerboden an diese angrenzt. Bei modifizierten Ausführungsformen ist der Kammerboden so angeordnet, dass es einen kleinen Abstand zwischen ihm und der Rosette gibt. Infolge des Profils des Wassers 207 muss der Kammerboden bei solchen modifizierten Ausführungsformen jedoch ausreichend nahe an der Rosette 201 enden, so dass Wasser in die obere Einlassleitung 204 eindringt, wenn sich der Wasserpegel in der Badewanne 103 am obersten Teil der Rosette 201 befindet. Falls der Kammerboden zu weit von der Rosette 201 entfernt ist, fällt der Pegel des Wassers 207 unter die obere Einlassleitung 204, bevor das Wasser 207 eine Chance hat, in die obere Einlassleitung 204 einzutreten.
Bei den Ausführungsformen ist ein einziger Schwimmer in Zusammenhang mit einem einzigen Reed-Schalter 131 dargestellt. Bei einer alternativen Ausführungsform sind zwei getrennte Reed-Schalter bereitgestellt, die jeweils ihren eigenen magnetischen Schwimmer aufweisen. Durch Positionieren der Reed-Schalter an unterschiedlichen Höhen in Bezug auf den Boden der Schwimmerkammer 129 können mehrere alternative Wasserpegel bereitgestellt werden, an denen ein Reed-Schalter geschlossen wird. Standardmäßig wird der untere Wasserpegel ausgewählt. Zum Auswählen des oberen Wasserpegels ist der magnetische Schwimmer (der "untere" magnetische Schwimmer), der dem unteren Wasserpegel entspricht, so an seinem Reed-Schalter befestigt, dass sich der untere magnetische Schwimmer nicht ansprechend auf den Wasserpegel in der Schwimmerkammer 129 bewegen kann. Die Elektromagnetventile 9, 35 werden demgemäß nur dann betätigt, wenn der Wasserpegel in der Schwimmerkammer 129 auf den höheren Wasserpegel ansteigt.
Eine Art, auf die der untere magnetische Schwimmer an seinem Reed-Schalter befestigt werden kann, besteht darin, im unteren magnetischen Schwimmer eine Gewindeschraube aus Kunststoff bereitzustellen. Die Gewindeschraube ist so eingerichtet, dass ermöglicht wird, dass der untere magnetische Schwimmer am Reed-Schalter befestigt wird. Die Gewindeschraube kann zweckmäßigerweise durch Einführen des Schafts eines Schraubenziehers durch die obere Einlassleitung 204, um die Gewindeschraube zu erreichen, gedreht werden.
Eine Art, auf die ein oder zwei alternative Wasserpegel ausgewählt werden können, besteht darin, den Magneten innerhalb des magnetischen Schwimmers an einem Ende von diesem anzubringen. Durch Invertieren eines solchen magnetischen Schwimmers wird der Abstand zwischen dem Magneten und seinem Reed-Schalter geändert, wodurch der Wasserpegel geändert wird, der in der Schwimmerkammer 129 erforderlich ist, um den magnetischen Schwimmer so zu bewegen, dass der Reed-Schalter geschlossen wird.
Bei alternativen Badesystemen kann die Steuereinheit direkt mit der Netz-Elektrizitätsversorgung verbunden werden oder durch Batterien gespeist werden.
Die Elektromagnetventile 9, 35 sind vom normalerweise offenen Typ, wenngleich bei geeigneten Modifikationen an der Steuereinheit 41 stattdessen normalerweise geschlossene Elektromagnetventile verwendet werden könnten. Ein Vorteil der Verwendung normalerweise offener Elektromagnetventile besteht darin, dass der Water Research Council (WRC), der in Großbritannien für die Genehmigung von Komponenten zum Anschluss an die Wasserversorgung verantwortlich ist, normalerweise offene Ventile vorzieht, weil es bei diesen weniger wahrscheinlich als bei normalerweise geschlossenen Ventilen ist, dass sie stagnieren und Bakterien ansammeln. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines normalerweise offenen Elektromagnetventils besteht darin, dass ein solches Ventil direkt mit dem Reed-Schalter 31 und dem isolierenden Transformator 43 verbunden werden kann, wobei in diesem Fall der Reed-Schalter 31 selbst als eine Steuereinheit wirkt. Ein Vorteil der Verwendung normalerweise geschlossener Elektromagnetventile besteht jedoch darin, dass sie im Fall eines Stromausfalls schließen und verhindern, dass Wasser in die Badewanne 3 eingeleitet wird.
An Stelle von Elektromagnetventilen können auch andere Ventiltypen, beispielsweise motorisierte Drosselventile, verwendet werden. In manchen Situationen kann das Wasser den Wasserhähnen 7, 33 durch eine elektrische Pumpe zugeführt werden, wobei in diesem Fall Elektromagnetventile nicht erforderlich wären, weil der Wasserfluss unter Verwendung des Reed-Schalters 31 zum Steuern der Energiezufuhr zur elektrischen Pumpe unterbrochen werden könnte.
Wenngleich bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform Elektromagnetventile 9, 35 verwendet wurden, die den Wasserfluss durch sie vollständig unterbrochen haben, wird bei einer alternativen Ausführungsform ein anderer Typ eines Elektromagnetventils verwendet, wobei der Wasserfluss lediglich beschränkt wird. Die überschreibende Anforderung zum Verhindern, dass die Badewanne 3 überfüllt wird, besteht darin, dass die (kombinierte) Ausflussrate der Wasserhähne 7, 33 unter die Ausflussrate der Auslassleitung 25 verringert wird, wodurch gewährleistet wird, dass die Überlaufleitung 17 und die Überlaufbaugruppe 19 das gesamte überschüssige Wasser in der Badewanne 3 und das gesamte zusätzliche Wasser, das aus den Wasserhähnen 7, 33 fließt, zum Wasserabflussrohr 13 abführen können.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird auf die Elektromagnetventile 7, 35 verzichtet, und es wird eine elektrische Pumpe zum Pumpen des überschüssigen Wassers aus der Badewanne 3 verwendet, wodurch die Überlaufbaugruppe 19 so vergrößert wird, dass die Gesamtausflussrate von Wasser aus der Badewanne 3 die Ausflussrate der Wasserhähne 7, 33 übersteigt.
Bei einer modifizierten Steuereinheit wird die Aktivierung der Elektromagnetventile 9, 35 nicht festgehalten. Falls die Badewanne 3 bei dieser modifizierten Ausführungsform überfüllt wird, werden die Elektromagnetventile 9, 35 kurz betätigt, bis der Pegel des aufgestauten Wassers 51 unter die Auslassleitung 25 abfällt, wobei an diesem Punkt die Elektromagnetventile 9, 35 wieder öffnen und sich die Badewanne 3 wieder zu füllen beginnt, bis erneut ein übermäßiger Pegel aufgestauten Wassers 51 erzeugt wird. Dieser Zyklus kann unbegrenzt fortgesetzt werden.
Der zyklische Betrieb der Elektromagnetventile 9, 35 kann zu einem "Welleneffekt" führen, wenn das Badesystem 101 aus 4 verwendet wird. Beim vorstehend erwähnten Zyklus wird jedes Mal dann, wenn die Elektromagnetventile 9, 35 geöffnet werden, ein Wasserimpuls in die Badewanne 3 eingebracht. In manchen Situationen kann die Frequenz der Zyklen mit der Resonanzfrequenz von einer der stehenden Wellenmoden der Badewanne 3 übereinstimmen. Die periodischen Impulse des in die Badewanne 3 fließenden Wassers können eine stehende Welle anregen, bis die Spitzenamplitude der stehenden Welle so groß wird, dass Wasser über die Seiten der Badewanne läuft. Um die Anregung stehender Wellenmoden zu verhindern, kann der Reed-Schalter 131 mit einer Hysterese versehen werden, so dass die Wasserpegel, bei denen die Elektromagnetventile 9, 35 geöffnet und geschlossen werden, verschieden sind. Ein anderer Weg zum Verringern der Wahrscheinlichkeit, dass stehende Wellenmoden angeregt werden, besteht darin zu gewährleisten, dass immer dann, wenn die Elektromagnetventile 9, 35 betätigt werden, dies immer während eines minimalen Zeitraums von beispielsweise 20 Sekunden geschieht. Der Zeitraum von 20 Sekunden ermöglicht es, dass jede restliche Wasserbewegung in der Badewanne abklingt, bevor der nächste Wasserimpuls in die Badewanne eingeleitet wird.
Alternativ zum Reed-Schalter 31 kann ein Hall-Effekt-Sensor verwendet werden, um die Position des magnetischen Schwimmers 27 zu erfassen. Ein Hall-Sensor mit einem proportionalen Ausgang kann verwendet werden, um die Position des magnetischen Schwimmers 27 anzugeben (statt einfach anzugeben, ob ein Schwellenpegel erreicht worden ist), und er kann demgemäß verwendet werden, um die Elektromagnetventile proportional zum Wasserpegel zu betätigen. Ein differenzielles und integrales Ansprechen könnten, zusätzlich oder alternativ, auch zum Betätigen der Elektromagnetventile verwendet werden.
Alternativ zum Beschränken des magnetischen Schwimmers 27 innerhalb des Schwimmergehäuses 29 kann ein Schwimmer, der an seinem obersten Teil einen optisch reflektierenden Abschnitt aufweist, über einen seitlichen Ausleger an einer modifizierten Einlassleitung angebracht werden, und die Position dieses reflektierenden Schwimmers kann durch einen optischen Näherungssensor über einen in der Überlaufbaugruppe bereitgestellten transparenten Abschnitt gemessen werden. Bei einer weiteren Ausführungsform könnte ganz auf den Schwimmer verzichtet werden, und ein optischer Sensor, beispielsweise ein Sensor mit einer inneren Totalreflexion, könnte verwendet werden, um den Pegel aufgestauten Wassers 51 innerhalb der Einlassleitung 23 zu erfassen.
Bei der Ausführungsform des Badesystems 1 war die Überlaufbaugruppe 19 mit einer Einlassleitung 23 versehen, die eine Querschnittsfläche a1 aufweist, die größer ist als die Querschnittsfläche a2 der Auslassleitung 25. Die überschreibende Anforderung besteht jedoch darin, dass die maximale Ausflussrate der Überlaufleitung 17 und der Einlassleitung 23 größer ist als die maximale Ausflussrate der Auslassleitung 25. Dies könnte alternativ durch die Verwendung einer modifizierten Überlaufbaugruppe erreicht werden, bei der, statt dass eine getrennte Einlassleitung 23 und Auslassleitung 25 vorhanden sind, sich die Bohrung der modifizierten Überlaufbaugruppe fortlaufend von der Überlaufleitung 17 zum Wasserabflussrohr 13 verengt (zum Wasserabflussrohr 13 hin verschmälert). Bei einer weiteren Alternative kann eine Überlaufbaugruppe von der Überlaufleitung 17 bis zum Wasserabflussrohr 13 einen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen, jedoch mit einer erweiterten Auslassleitung mit so großer Länge versehen sein, dass viskose Flüssigkeitswirkungen des Wassers dazu führen, dass die erweiterte Auslassleitung eine verringerte Ausflussrate aufweist (verglichen mit der verhältnismäßig kurzen Einlassleitung 23 in der Nähe des magnetischen Schwimmers 27), wodurch bewirkt wird, dass Wasser in der Einlassleitung aufgestaut wird. Bei einer anderen Modifikation sind die Bohrungen der Einlassleitung 23 und der Auslassleitung 25 identisch, ein in der Auslassleitung 25 montiertes Hindernis verringert jedoch die Ausflussrate der Auslassleitung 25.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist eine modifizierte Überlaufbaugruppe nicht mit dem Wasserabflussrohr 13 verbunden, sondern hat stattdessen eine getrennte Verbindung mit einem Hauptdränagesystem.
Die Ausführungsformen wurden in Zusammenhang mit einer in der Seitenwand der Badewanne 103 ausgebildeten kreisförmigen Überlauföffnung 102 beschrieben. Bei anderen Badewannentypen ist an Stelle einer Überlauföffnung ein kurzes Rohr bereitgestellt, um Wasser aus der Badewanne heraus zu befördern. Das kurze Rohr steht von der äußeren Seitenwand der Badewanne vor und ermöglicht es, dass ein gewellter Kunststoffschlauch eine direkte Verbindung vom kurzen Rohr zum Wasserabflussrohr 13 herstellt. Die Ausführungsformen können zur Verwendung mit solchen Badewannen modifiziert werden.
Wenngleich das Überlaufsystem gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ein Badesystem beschrieben wurde, kann es beispielsweise auch auf Duschbäder, Waschbecken und Bidets angewendet werden. Überdies kann das Überlaufsystem auch in Zusammenhang mit anderen Flüssigkeiten als Wasser verwendet werden.

Claims

Überlaufdetektor (119) zum Erfassen des Auslaufens einer Überlaufflüssigkeit (207) aus dem Überlaufauslaß (102) eines Behälters (3) bei einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Ausflußrate, wobei der Überlaufdetektor aufweist: einen Kanal (115) mit einer eine Einlaßöffnung (123) aufweisenden Einlaßleitung zur Verbindung mit dem Überlaufauslaß und mit einer eine Auslaßöffnung (125) aufweisenden Auslaßleitung; einen Sensor (127, 128, 131) zum Messen des Vorhandenseins einer Überlaufflüssigkeit und zum Liefern eines Signals in Reaktion darauf; dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal einen Boden (206) oder ein Zuführrohr (110) aufweist, das den Kanal bezüglich der Orientierung des Überlaufdetektors bei dessen gebrauchsmäßiger Orientierung in einen oberen Abschnitt (204) und einen untersten Abschnitt (205) unterteilt, wobei der obere Abschnitt einen separaten Flüssigkeitskommunikationsweg zwischen der Einlaßöffnung und dem Sensor herstellt, der unterste Abschnitt einen Flüssigkeitskommunikationsweg zwischen der Einlaßöffnung und dem Auslaß herstellt, und durch die Einlaßleitung (123) in den Kanal (115) eindringende Flüssigkeit entweder in den oberen Abschnitt (204) oder in den untersten Abschnitt (205) des Kanals kommt.
Detektor nach Anspruch 1, wobei sich der Boden bis zur Einlaßleitung (123) des Kanals erstreckt.
Detektor nach Anspruch 1, wobei das Zuführrohr (110) bezüglich der Orientierung des Detektors bei dessen gebrauchsmäßiger Orientierung in einem obersten Teil des Kanals angeordnet ist.
Detektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensor einen Schwimmer (127) aufweist.
Detektor nach Anspruch 4, wobei der Schwimmer einen Magneten (128) aufweist.
Detektor nach Anspruch 5, wobei der Sensor einen Reed-Schalter (131) aufweist.
Detektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Detektor einen Flansch (105) zur Befestigung am Überlaufauslaß und einen Gewindeabschnitt (124) am Umfang des Kanals zwischen dem Einlaß und dem Flansch aufweist.
Detektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Detektor dazu ausgelegt ist mit einer Badewanne (3) zusammenzuwirken.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Detektor einstückig mit dem Behälter ausgebildet ist.
Überlaufsystem (39) mit: einem Behälter (3), der einen Überlaufauslaß (102) aufweist; einer Zuführeinrichtung (7, 11) zum Zuführen von Flüssigkeit in den Behälter; einem Überlaufdetektor (119) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9; einer Ventileinrichtung (9), die dazu ausgelegt ist, die Ausflußrate der Flüssigkeit zu reduzieren, die dem Behälter durch die Zuführeinrichtung zugeführt wird; und einer Steuereinrichtung (41), die dazu ausgelegt ist, die Ventileinrichtung in Reaktion auf ein Signal von dem Überlaufdetektor zu aktivieren.
System nach Anspruch 10, wobei die Ventileinrichtung ein Elektromagnetventil (9) aufweist.
System nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Ventileinrichtung dazu ausgelegt ist, den Zufluß von Flüssigkeit in den Behälter zu stoppen.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Steuereinrichtung eine Halteeinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, die Steuereinrichtung in Reaktion auf das Signal von dem Überlaufdetektor dazu zu veranlassen, die Ventileinrichtung kontinuierlich zum Reduzieren der Ausflußrate der Flüssigkeit zu veranlassen bis die Steuereinrichtung zurückgesetzt ist.
Überlaufsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Steuereinrichtung ein Relais aufweist.
Teilebausatz mit: einem Überlaufdetektor (119) nach einem der Ansprüche 1 bis 10; einer Ventileinrichtung (9), die dazu ausgelegt ist, die Ausflußrate der Flüssigkeit zu reduzieren, die von einer Zuführeinrichtung zugeführt wird; und einer Steuereinrichtung (41), die dazu ausgelegt ist, die Ventileinrichtung in Reaktion auf das Signal von dem Überlaufdetektor zu aktivieren.