JP2007538180A - 温水用器具のための色液体流を発生する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明の基礎は、温水用器具から流出する水を温度に関係して着色外観にすることである。そのため３つの温度範囲が形成され、これらの温度範囲にそれぞれ１つの色が割当てられる。これら３つの範囲は、冷たすぎる範囲、温かすぎる範囲及び所望の範囲である。器具から水噴流（２０）を出すため、レバー（４）が操作される。レバー（４）の位置に応じて、冷水のみ、温水のみ、又は一部冷たく一部温かい水が混合室（７）へ流入する。混合室（７）において測定される温度に基いて、温水用器具の出口に設けられてそれぞれの温度範囲のために用いられる色のダイオード（１７）が、制御ブロック（１３）により作動せしめられ、こうして発光せしめられる。これらのダイオード（１７）のそばを通って流れる水噴流（２０）は、この色で発光する。器具の利用者は、水噴流（２０）の色の出現から水温を知り、こうして必要な場合レバー（４）の操作によって修正を行うことができる。

Description

本発明は、色液体流を発生する方法及び請求項５の上位概念に記載の装置に関する。

水流出用器具、噴水池、人口滝等から出る液体流に、光効果を得るため、白又は色の外観を与えることが公知である。そのために光源が利用され、その光波が媒体へ導入される。意図する発光効果は、光波が流出する水噴流の縁において例えば洗濯槽のような媒体に当たる際に得られる。水噴流の全長にわたる発光効果は、ガラスファイバケーブルから公知のように、水噴流内で方向づけられる光波の反射によって生じる。光、色及び発光効果は、正常な眼で液体中又は液体の当たる個所に認められる可視光信号を意味する。

欧州特許第０１８１８９６号明細書から、白又は色の水噴流を得るための照明源を備えた液体ノズルが公知である。照明源は、１４の異なる実施形態で直接液体の流出開口にあるか又はそれから離れた個所にある発光手段から成っている。液体の流出開口の所まで光が広がる際、できるだけ僅かな光度しか失われないようにするため、損失の少ない光伝導手段が設けられている。発光手段は、水流出用器具、噴水池又は人工水滝内で、供給される液体外又は液体内に収容されている。適当な手段により、液体が発光手段及び導電部分に接触しないようにされる。水噴流の色の変化を行うため、照明源の前に、回転可能なプリズム又は光格子を置くことができる。この発明により、強力な色の水噴流を効果的に発光させることができる。

白又は色で発光する別の水噴流が、装飾噴水池のために米国特許第６３９３１９２号明細書から公知である。水は水槽から管路系を経て高い所にある流出管へ常に循環し、流出管から水は自由水噴流として再び水槽へ戻る。水の運動はポンプにより生じる。水の発光効果は、水回路外にある発光源により生じる。この光源から、ガラスファイバケーブルが水密に管路系内を流出管まで導かれる。光線が水中へ移行する流出口の前で、ガラスファイバケーブルが終わっている。

更に米国特許第６３７５３４２号明細書から、人口水滝が公知であり、光が光源から光ファイバケーブルを通って水流出口の下縁へ導かれる。その際個々の光ファイバケーブルの発光端部が特定の対応で水出口の下にあるように、光ファイバケーブルが取付けられている。

更にドイツ連邦共和国実用新案第２９９００７９０号明細書から、シャワー使用するための発光シャワーが公知である。シャワー頭部は内部に発光源を備えており、この発光源が散乱板を通して流出する水の噴流を照らし、光が水噴流中を伝搬する。

前述したこれらの公知の解決策により、発光する水噴流により、見る者により美しく、鎮静化するようにかつ美的に感じられる効果的な作用が得られる。

操作素子又は無接触な人間検出により操作される器具は、個々に設定される水温範囲の確認を不可能にする。なぜならば、液体は人間検出の際初めて流出し、従って前設定が必要だからである。これは利用者による動作温度の確認を必要とし、流出する熱水による火傷の危険をもたらすか、逆の場合冷たすぎる液体により人間を冷やす危険をもたらす。

風呂を使用する際、手で設定される水温が全流入期間のわたって一定でない、という問題がしばしば生じる。温度の検出は、特定の間隔で順次に、風呂へ入れられる水によりまた水流により検出される。それから必要な場合再制御が行われる。水温の決定のために必要な手動接点をなくすため、温度表示器を備えた水流出用器具を使用することが公知である。入口温度が目標値からの偏差を示すと、手で再制御が行われる。

更にドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１９１７１号明細書から、単一レバー器具が公知であり、特定の温度の水を直ちに準備するため、冷水及び温水の特別な混合比を自動的に設定する操作素子を備えている。このような器具は、特に公共の装置に適し、そこでは異なる利用者が手を洗うことができ、毎回再制御及び検査により水温を新たに設定する必要がない。水温を制御する操作素子は、混合レバーと機能的に結合されている傾斜角センサ及び／又は加速度センサであってもよい。所望の水温が初めに設定される。単一レバー器具の後のすべての利用者は、手洗いのため快適な温度で水を使用できる。水の消費が低下される。なぜならば、特定の水量が利用されずに流出するような水温の制御は、もはや必要ないからである。更に熱すぎるように設定される混合比における手の火傷の危険が回避される。器具が水を別の温度で放出する場合、温度が新たに設定される。

ドイツ連邦共和国実用新案第１０１０２８５７号明細書から水噴流照明装置が公知であり、水用器具の出口にねじ止め可能な噴流形成器から成り、こうして水流出通路を延長している。噴射形成器の内部には、異なる色の発光ダイオードが設けられている。これらは管状光ファイバにより包囲され、この光ファイバは、流体技術的に泡立て器の後で、外部から湾曲により水噴流の中心軸線へ入っている。この噴流形成器の貫流開口へ２つのダイオードが入り込んで、温水用器具が開かれると、水の導電率により互いに電気接続される。そのため電子部品から成る切換え装置が設けられて、電池によりエネルギを供給される。温度センサにより水温が測定され、測定結果が電子評価装置へ供給され、測定される水温に応じてこの評価装置が、特定の色又は異なる組合わせの色の発光ダイオードを始動又は停止させる。それにより開放後給水栓の利用者に、水噴流の色により水温が通報される。

本発明の課題は、水噴流の色の温度に関係する変化により、温水及び冷水を供給される温水流出用器具から流出する水の温度の確認を簡単に可能にする方法及び装置を提供し、この色変化に基いて、必要な場合水温を修正する手動再制御を行うことができるようにすることである。また器具の自由に見える部分を大きくする必要がないように、この装置を温水流出用器具に収容できるようにする。更に発光手段から出る光線ができるだけ少ない損失で水噴流へ導入されるようにする。

本発明によれば、この課題は請求項１に記載の方法及び請求項５に記載の装置によって解決される。これは、水出口の範囲に発光ダイオードが設けられ、器具から流出する水噴流が、発光ダイオードにより温度に関係して、規定された温度段階で色外観にされることによって、行われる。好ましい温度範囲が決定されて、その上及びその下にある温度が２つの別の範囲を形成する。各範囲は特定の色を得る。温水に対して赤の又冷水に対して青の特徴づけに従って、上の範囲に対して赤を、また下の範囲に対して青を使用することが考えられる。目標温度範囲と称することもできる好ましい中間温度範囲に対しては、第３の色が選ばれる。

本発明による方法では、混合室内の圧力の上昇と共に装置が始動される。この状態は水入口を開くことによって得られる。混合室にある水の温度は、混合室からの流出の前にも測定される。実際に存在するこの温度は、「冷たすぎる範囲」、「目標温度範囲」及び「温かすぎる範囲」に割当てられる。それから範囲に関係する色の発光手段が始動せしめられ、利用者は、水噴流の色で、修正が必要か否かを知る。水噴流が、冷たすぎるか又は温かすぎる温度を示す色で発光すると、水噴流の色が温度の目標範囲と一致するまで、利用者の再制御により修正が行われる。この実際状態は、器具から水が出る前に混合室において得られる色によって表示される。器具の閉じた後、圧力低下の確認により装置が停止せしめられる。方法は弱電流で実施される。

装置は、圧力に関係して開閉される圧力スイッチから成っている。圧力測定個所として圧力センサが設けられて、器具の混合室に配置されている。この圧力スイッチは制御ブロックと機能的に接続されている。混合室内の圧力の上昇により、圧力スイッチが制御ブロックを始動させる。この制御ブロックは、同様に混合室に設けられる温度センサから、混合される水の温度を示す信号を得る。混合室に実際に存在する温度は、制御ブロックにおいて３つの温度範囲の１つに割当てられ、この範囲に割当てられる色を持つ発光手段が始動せしめられる。これらの発光手段はダイオードであり、３つの色の各々において充分な数で１つのマルチチップ上に設けられている。このマルチチップでは、泡立て器と共に器具の出口開口に設けられている。マルチチップと泡立て器は、外部の影響に対するダイオードの保護を行う。水の充分な流通能力を保証するため、マルチチップは多数の開口を備えている。器具の出口で発光ダイオードのそばを通って流れる水の色放射は、水噴流中で継続し、これを発光させる。水温を制御するため操作者がレバーを操作するので、冷水分及び温水分の流入を変化することができる。制御ブロック及び発光ダイオードに弱電流を供給するため、変圧器が設けられている。

本発明の適用には次の利点が伴う。
１． 光を水出口へ導入することにより、光の損失は生じない。高い光量が得られる。
２． 装置全体に対して小さい所要空間しか生じないので、普通の大きさの温水用器具に収容することができる。
３． 変圧器が水槽の下に取付けられるので、その給電導線は見えない。
４． ぜいたくな範囲の電飾による情緒的快適効果（ＡＨＡ効果）。
５． 熱湯の節約によるエネルギ節約効果。
６． ３８℃以上の温度による子供／障害者／年長者／糖尿病患者の火傷の回避。
７． 反応及び思慮のハンディキャップを持つ老人技術／人間の領域における補足。
８． ＤＶＧＷＷ５５１及びＷ５２２を順守するため５５℃以上のレジオネラ菌−水衛生管理（変質した水中におけるレジオネラ菌形成による死亡の回避）。
９． （ストレス及び消耗熱に対する）緑色による色治療。
１０．冷水にさらされる身体部分の不快に感じられる冷却の回避。
１１．器具の混合室にある水通路の始端における水圧及び水温の測定。従って装置の速やかな始動及び反応が可能である。

図面には本発明の実施例が示されている。

器具は図面に簡単化して概略的に断面で示されている。これは原理的に本体１と出口管２から成っている。出口管２の内径３は円によって示されている。本体１には、手動水供給を開始するための破線で示すレバー４がある。本体１の内部には混合室７があり、これに出口管２が続いている。温水（ＷＷ）及び冷水（ＫＷ）用の導管８及び９が混合室７に通じている。器具は圧力スイッチ１０を備え、この圧力スイッチ１０は、導管１１を介して、混合室７内に設けられる圧力センサ１２と機能的に接続されている。更に器具には制御ブロック１３及び変圧器１４が属している。変圧器１４により、制御ブロック１３へ弱電流が供給される。制御ブロック１３から導線１５が、混合室７内に設けられる温度センサ１６に通じている。出口管２の内部には、流出口の前に、発光ダイオード（ＬＥＤ）１７を備えたマルチチップ１８が設けられている。赤色発光ダイオード１７Ｒ、青色発光ダイオード１７Ｂ及び緑色発光ダイオード１７Ｇｒが使用され、印刷配線板上に設けられている。これらの光源は、意図した色作用が液体噴流２０中に生じるように、必要な数及び選ばれた色で、青色発光ダイオード１７Ｂ、緑色発光ダイオード１７Ｇｒ及び赤色発光ダイオード１７Ｒを持つマルチチップ１８上に設けられ、かつ低電圧導線１９に接続されている。各色の発光ダイオード１７の数は、使用されるダイオード１７の光度及び得ようとする全光度に関係している。青色、緑色及び赤色の発光ダイオード１７の代わりに、新開発品として利用可能なＲＧＢ−ＬＥＤも使用でき、ここでは１つの部品において３つの色即ち赤、緑及び青が利用可能である。発光ダイオード１７を備えたマルチチップ１８は、泡立て器６に統合され、ユニットとして外部の影響に対して保護されている。印刷配線板なしで発光ダイオード１７を直接泡立て器６内に設けることも可能である。

温水用器具から流出する水噴流の外観のために、温度に関係して次の３つの色が規定される。
約１８℃までの範囲の冷水に対して 青い水の色
１９〜３８℃の範囲の温水に対して 緑の水の色
３８℃以上の範囲の熱水に対して 赤い水の色
これらの温度範囲及び色の選択は強制的ではなく、異なるように規定することもできる。

器具からの水噴流２０を開始するため、レバー４が操作される。レバー４の位置に応じて、暖かい水、又は一部冷たくかつ温かい水が混合室７へ入れられる。圧力センサ１２により、混合室７内における圧力上昇が検出される。この圧力上昇によって、制御ブロック１３が、温度センサ１６から信号を受け、この信号を存在する実際の温度として確認する。今や制御ブロック１３により、印刷配線版上にあってそれぞれの温度に対して指定された色の発光ダイオード１７Ｂ，１７Ｇｒ又は１７Ｒが、発光せしめられる。目標色が液体へ導入される。器具の利用者は、水噴流２０に現れる色から水温を知って、必要な場合手を水に接触させる前に、レバー４の操作により修正を行うことができる。

水入口の閉鎖は圧力センサ１２により圧力低下として検出され、装置が停止される。

効果的な色移行も同様に、温度変化なしに又は温度変化により、すべての混合色調に対する原色即ち赤、緑及び青で行うことができる。

赤色、黄色及び青色の発光ダイオード１７を設け、これらの原色を加法混色して、それぞれの温度範囲のために用いられる色を生じることも可能である。そのために制御ブロック１３が適当に設計される。

水噴流の温度に関係する色変化が一時的に必要でない場合、発光ダイオード１７により温度とは無関係に色移行を行うことも可能である。そのため作動方法を変えるスイッチを設けることができる。

このように装備される器具は、水槽、洗い流し場、浴槽、シャワー及び好ましい温度範囲の水を取出す別の個所において使用することができる。

制御回路及び単一レバー水用器具用の制御システムのブロック線図を示す。

Claims (7)

1. 温水用器具のため色液体流を発生する方法であって、互いに分離されている導管（８；９）に温水及び冷水が供給され、特定の温度が生じるように、温水と冷水の量比の供給が制御されるものにおいて、
   ａ．温水及び冷水用の弁を手で開き、
   ｂ．温水及び冷水を器具の混合室（７）へ流入させ、
   ｃ．流入する水による混合室（７）内の圧力上昇の際、圧力スイッチ（１０）を操作し、
   ｄ．圧力スイッチ（１０）により制御ブロック（１３）を始動させ、
   ｅ．混合室（７）内で混合される水の温度を検知し、こうして求められる信号を制御ブロック（１３）に通報し、
   ｆ．求められる信号を特定の温度として確認し、
   ｇ．この温度を複数の規定された温度範囲の１つに割当て、
   ｈ．温度範囲を特定の発光色に割当て、
   ｉ．器具の出口開口（５）の範囲に設けられる発光色即ち赤、青又は黄のダイオード（１７）を作動させ、
   ｊ．温度に関係する発光色が目標温度値と相違する場合手で再制御し、
   ｋ．水がもはや必要とされないとき、温水及び冷水用の弁を手で閉じ、
   ｌ．混合室（７）において取出される水圧に基いて、圧力スイッチ（１０）により制御ブロック（１３）を停止させる
   ことを特徴とする、方法。
2. 液体が圧力センサ（１２）の情報に従って温度センサ（１６）のそばを通って導かれ、温度に関係して異なるそれぞれ１つの電気信号がこの温度センサ（１６）に生じ、この電気信号が、求められる温度を段階づけられた目標値範囲と比較して関係する特定の色放射の発光ダイオード（１７Ｒ，１７Ｂ，１７Ｇ）を作動させるため、制御ブロック（１３）に与えられることを特徴とする、請求項１に記載の温水用器具のための色液体流を発生する方法。
3. 水を温度に関係する色外観にするため、原色即ち赤、黄及び青が設けられ、所望の色の光を生じるため、これらの原色が加法混色されることを特徴とする、請求項１に記載の温水用器具のための色液体流を発生する方法。
4. 液体流の温度に関係して生じる発光色が、発光色の永続的な交代により、温度に関係する色移行の発生に切換え可能であることを特徴とする、請求項１に記載の温水用器具のための色液体流を発生する方法。
5. 装置から冷水噴流又は温水噴流又は冷水と温水とを混合された水噴流が取出し可能であり、温水用器具にある水の温度を測定するため、温度センサ（１６）及び異なる色の発光ダイオード（１７）が、弱電流を供給される切換え電子装置と機能的に接続され、この電子切換え装置により、温度に関係して異なる色の発光ダイオード（１７）が作動可能であり、流れ通路に、水の流量を検出しかつ色液体流発生装置を始動させる手段が設けられているものにおいて、色の異なる発光ダイオード（１７）及び／又はＲＧＢ−ＬＥＤが印刷配線板（１８）上に設けられ、この印刷配線板（１８）が発光ダイオード（１７）及び／又はＲＧＢ−ＬＥＤと共に泡立て器（６）に又は直接泡立て器（６）に収容され、温水用器具が圧力スイッチ（１０）を備えており、この圧力スイッチ（１０）が、水の流量を検出するため混合室（７）内に設けられる圧力センサ（１２）と機能的に接続され、更に電子切換え装置として制御ブロック（１３）が設けられ、この制御ブロックに変圧器（１４）から弱電流が供給され、制御ブロック（１３）から導線（１５）が、混合室（７）にある通路の始動に既に設けられている温度センサ（１６）に通じ、制御ブロック（１３）が、圧力スイッチ（１０）、発光ダイオード（１７）及び／又はＲＧＢ−ＬＥＤを備えた印刷配線板（１８）と機能的に接続され、発光ダイオード（１７）及び／又はＲＧＢ−ＬＥＤを持つ印刷配線板（１８）が、水流のための空所を充分持ち、こうして水が発光ダイオード（１７）及び／又はＲＧＢ−ＬＥＤのそばを通って導かれ、色光線が水噴流（２０）中で広がり、水噴流（２０）の縁で反射する際又は障害物に当たる際、見える色効果が得られることを特徴とする、請求項１〜４に記載の方法を使用するための装置。
6. 必要な数及び選ばれた色の発光ダイオード（１７）が印刷配線板（１８）上に設けられかつ配線されて、作用において意図される色の噴流像が液体流に生じるようにしていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 水を温度に関係する色の外観にするため、原色の赤のために赤色発光ダイオード（１７Ｒ）が、黄のために黄色発光ダイオード（１７Ｇ）が、また青のために青色発光ダイオード（１７Ｂ）が設けられ、制御ブロック（１３）がこれらの発光ダイオード（１７Ｒ，１７Ｇ及び１７Ｂ）を作動させて、所望の色の光を発生するため、これらの原色が加法混色されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。

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