JP2019500983A - 節水シャワーシステム及び、それに用いるサーモクロミック器具 - Google Patents

Abstract

混合バルブを含む水道システムであって、前記混合バルブが、調整可能な温度の水流を、水源から、前記混合バルブより下流側の分配装置へ運ぶよう作動可能であり、前記混合バルブと前記分配装置との間に流体接続されて、所定の温度に達した前記水流の可視表示を与えるサーモクロミック熱インジケータと、前記混合バルブと前記分配装置との間に流体接続されて、前記水流を、前記分配装置に、又は前記水源へ戻るように選択的に導くダイバーターバルブとを備える。熱インジケータは、サーモクロミックＰＶＣ導管とすることができ、又は、流入口と、流出口と、それらの間のサーモクロミックＰＶＣ要素と、前記流入口と前記流出口との間に位置して前記サーモクロミック要素の内面を含む流路を画定する壁部とを有する継手とすることができる。

Description

この出願は、２０１５年１１月１０日に出願された米国出願第１４／９３７５８７号から優先権を主張するものであり、その開示の全体を、参照によりここに組み込む。

この開示は、第一側面では、サーモクロミック器具を用いて水温の視覚表示を与える家庭用配管システム、特にシャワーシステムに関するものであり、これにより、水は、所定の温度に達するまで貯水槽へ再循環するとともに、所定の温度に達するまでシャワーヘッドから流出することが許容され得る。本開示はまた、第二側面では、家庭用配管システムで、そのようなシステム内のサーモクロミック器具の使用により節水する方法に関するものである。第三側面では、本開示は、前述のシステム及び方法で使用するサーモクロミック器具に関するものである。第四側面では、本開示は、そのような器具でサーモクロミック特性を示すポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の成形に関するものである。

移動性用途（レクリエーション・ビークル、トレーラー、ボート、船等）のシャワーシステムは通常、限られた容量の新鮮な水の貯水槽又はタンクから水を用いる。水は、加圧下でタンクからシャワーヘッドへ向かい、その際に水の一部は、加熱装置を通って温水になり、また一部は、加熱装置を迂回して冷水になる。それらの温水及び冷水は、シャワーヘッドより上流側の混合バルブにより、可変割合で混合される。加熱装置は、多くの移動性用途では、電動又は、プロパンを動力源とするものであり、シャワーが使用される直前のみ稼働され得る。また、シャワー配管のレイアウトに応じて、加熱装置とシャワーヘッドとの間に多量の冷水が存在し得る。いずれにしても、十分な温水が所望の温度でシャワーに供給できるようになる前に、多量の水がシャワーヘッドを通って流れることがある。この「非加熱」の流れは単純に下水管を通り、無駄になる。それ故に、新鮮な水のタンクを、より頻繁に満たす必要があるか（これは実現可能ではないことが多いが）、又は、船もしくは車両における水消費量を、多くのユーザーが不便もしくは不快を感じ得るレベルに制限することが必要になる。

したがって、「非加熱」の水の流れを再利用するために新鮮な水のタンクもしくは貯水槽に戻し、水を所定の温度に達したときにだけシャワーヘッドに向かわせる構造が希求されている。

本開示は、一側面において、シャワーシステム又は、家庭用水道もしくは配管システムであって、非加熱水の供給源と、前記供給源からの当該水の一部を加熱する加熱構造と、非加熱水と加熱水を可変の割合で混合するよう作動する混合バルブと、混合された加熱水と非加熱水を分配するよう構成された分配装置と、所定の温度に達した当該混合水の可視表示を与えるよう構成された前記混合バルブと前記分配装置との間の熱インジケータと、水流を、前記分配装置に、又は前記供給源に戻すべく選択的に向けるよう作動可能な手動作動ダイバーターバルブとを備えるものである。

典型的な実施形態では、前記熱インジケータが、サーモクロミック材料の継手もしくは要素であり、当該継手もしくは要素、又はその一部は、それを通る水流が所定の温度に達するときに、迅速かつ明確な色の変化を経験して変化し、その後、水の流れが中断したとき、又は水温が所定の温度より低下したときに、元の色に戻る。サーモクロミック材料は好ましくは、サーモクロミック顔料を含むポリマーである。一の実施形態では、前記ポリマーはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。

典型的な実施形態では、家庭用配管もしくは水道システムは、たとえば陸上車両（ＲＶ、トレーラー）又は、水上船（ボート、船）のような移動性用途シャワーシステムである。移動性システムにおける水源は典型的には、車両もしくは船に搭載された新鮮な水の貯水槽である。水の加熱装置は、貯水槽に流体連通されて内部もしくは外部のいずれかに加熱要素を有する温水タンクとすることができる。加熱要素は選択的に、温水が必要なときに稼働するか、又は、温水タンク内の水の温度が所定の温度より低下したときにサーモスタットで稼働するものとすることができる。そのようなシステムでは、温水タンクからの加熱水は、混合バルブにて可変の割合で、貯水槽からの冷水と混合されるが、これは従来の設計であり、ここでは、シャワーヘッドの性質上、混合バルブから分配装置へと流れる混合水の温度は、ユーザーの要望に応じて選択される。シャワーヘッドに達する前に、混合水は、たとえば先述したサーモクロミック型等の熱インジケータを通って流れ、混合バルブから流出する水が所望の温度に達したときにユーザーに注意を喚起する。熱インジケータを通って流れた後、水は、手動で作動可能なダイバーターバルブに流れるが、このダイバーターバルブは、戻し導管を介して水が貯水槽に戻る第一位置と、水がシャワーヘッドに向けられる第二位置との間で選択的に移動することができる。したがって、ダイバーターバルブは、熱インジケータがそれを通って流れる水の所定の温度を示唆するまでその第一位置に維持され、又はそこに移動することができ、その後、ダイバーターバルブはその第二位置に移動することができる。

第二側面によれば、本開示は、家庭用水システムで節水する方法に関するものであり、これは、貯水槽、前記貯水槽と流体接続された水の加熱装置、前記貯水槽及び前記水の加熱装置より流れの下流側でそれに流体接続された混合バルブ、ならびに、前記混合バルブより下流側で流体接続された分配ユニットを有するタイプのものである。この方法は、（ａ）前記混合バルブから流出する水の温度の視覚表示を与えること、（ｂ）所定の水温に達するまで、水を前記混合バルブから前記貯水槽に戻すように導くこと、ならびに、（ｃ）所定の水温に達したとき、水を前記混合バルブから前記分配ユニットに導くことを備える。本開示の実施形態によれば、水温の前記視覚表示は、前記混合バルブより下流側のサーモクロミック器具もしくは導管により与えられる。

第三側面によれば、この開示は、前述のシステムで使用するサーモクロミック継手もしくは要素に関するものであり、ここでは、前記継手もしくは要素の少なくとも一部が、たとえばサーモクロミックポリマー材料等のサーモクロミック材料からなり、これは、好ましくはＰＶＣであって、事前に選択し又は事前に決定した最低温度に達した器具を通る液体の流れに応じて迅速に色が変化するものとして選択されたサーモクロミック顔料と、硬化前に混合させたものである。いくつかの実施形態では、サーモクロミック継手もしくは要素は導管を含み、その少なくとも一部はサーモクロミック材料からなり、混合バルブと分配ユニットとの間の当該システムに流体接続される。他の実施形態では、サーモクロミック継手は、混合バルブの流出口に流体接続されるよう構成された流入口と、ダイバーターバルブの流入口に流体接続されるよう構成された流出口と、前記流入口と前記流出口との間の蛇行流路を構築するよう構成された内側壁部と、前記蛇行流路内に配置されてサーモクロミック色の変化をユーザーに表示する可視のサーモクロミック要素とを備える。

他の側面によれば、本開示は、サーモクロミックポリマー及び、それを製造する方法に関するものである。概して、ポリマーは、所定の温度の流体との接触に応じて、迅速で著しい色の変化を経験する性質のために選択されたサーモクロミック顔料を含むＰＶＣ組成物を備える。当該顔料は、押出もしくはモールディング及びＰＶＣの硬化に先立って、ＰＶＣが液体状態である間にペレット乾燥等でＰＶＣと混合され、サーモクロミック器具を成形する。ＰＶＣに添加される顔料の量及び、ＰＶＣの最高処理温度は、所望のサーモクロミック特性を維持するべく制御される。

本開示の側面に従う節水型移動性用途シャワーシステムの典型的な実施形態の半概略図である。 本開示の側面に従う節水型移動性用途シャワーシステムの典型的な実施形態の簡易図である。 本開示の側面に従う節水型シャワーシステムの他の典型的な実施形態の簡易図である。 本開示の側面に従うサーモクロミック継手の典型的な実施形態の断面図である。 本開示に従う節水型シャワーシステムで使用することのできるダイバーターバルブの典型的な実施形態を、第一位置におけるダイバーターバルブについて示す部分断面正面図である。 図５のダイバーターバルブを、第二位置におけるダイバーターバルブについて示す部分断面正面図である。 本開示の側面に従う、固定もしくは常設用途の節水型シャワーシステムの典型的な実施形態の半概略図である。 本開示の側面に従うサーモクロミック継手もしくは要素で使用される典型的なＰＶＣ化合物の物理特性を示す表（「表１」）である。 図９Ａ及び図９Ｂはそれぞれ、本開示の側面に従うサーモクロミック継手の他の典型的な実施形態の断面図及び斜視図である。

次に図面を参照すると、図１には、本開示の側面に従う移動性用途の節水型シャワーシステム１０が示されている。システム１０は、たとえば、ＲＶもしくはトレーラーのような陸上車両で、又はボートもしくは船のような水上船で使用することに適したものである。システム１０は、水（通常は新鮮な水）で満たされるよう構成された一定容積の水の貯水槽もしくはタンク１２を用いる。ポンプ１４（典型的には電動）は、タンク１２からタンク流出管へと水を汲み上げるものであるところ、このタンク流出管は、従来型の水の加熱装置１８へ水を導く第一分岐部１６ａと、冷水管２２を経由して混合バルブ２０の第一流入口１９に流体接続された第二分岐部１６ｂとを有する。タンク１２内の水は一般に周囲温度であり、この開示の目的で「冷」水と称することがある。温水管２４は、加熱水を加熱装置１８から混合バルブ２０の第二流入口２３に導く。水は通常、加熱装置１８内で約１２０°Ｆ〜１６０°Ｆ（４９℃〜７１℃）に加熱されるが、これより高い温度に達することもある。それ故に、加熱水は、この開示の目的で「温」水と称することがある。それにより、混合バルブ２０（シャワーで一般に使用される任意の従来設計のもの）は、タンク１２及び加熱装置１８のそれぞれから加圧下で冷水及び温水を受け入れ、それらの流れを適切な割合で混合して、流出口２５に所望の温度の混合水流れをもたらす。

従来型のシャワーシステムでは、流出管２６は、混合水流れを、混合バルブ流出口２５から水の分配装置３０に運ぶよう構成される。図１〜３及び７に示す実施形態では、分配装置３０はシャワーヘッドであり、以降はそのように称する。但し、本開示の他の側面では、分配装置は、温水及び冷水の調整可能な混合を分配するシンク蛇口、又は、温水浴槽もしくはスパにおける水流入口とすることができる。この開示に従うシステム１０では、熱インジケータ３２（詳細は後述する）は、混合バルブ２０より下流側の流出管２６内に配置されている。熱インジケータ３２は、後述するが、「Ｔ」継手として構成される器具であり、流出管２６内の水の温度が所定の温度に達したときに、シャワーユーザー（図示せず）に視覚表示を与える。

図１に示すように、ダイバーターバルブ３４は、熱インジケータ３４とシャワーヘッド３０との間で、流出管２６内に配置されており、これは、熱インジケータ３２より下流側である（後述するように、ダイバーターバルブの代替的な位置は、熱インジケータより上流側である）。ダイバーターバルブ３４には、後述するが、流出管２６内の水が、シャワーヘッド３０に到達する前に、戻し導管３６を通ってタンク１２へ迂回して戻る「戻り」位置がある。流出管２６内での所望の水温が熱インジケータ３２によって示唆されたとき、ダイバーターバルブ３４はユーザーによって、水が流出管２６からシャワーヘッド３０へ流れることを許容する「シャワー」位置へ移動されることが可能である。

図１に示すように、シャワーヘッド３０及び熱インジケータ３２を除き、システム１０の先述した部品の全ては、耐力壁、仕切り壁もしくは隔壁とすることができる壁部Ｗの背後に位置する。混合バルブ２０は、壁部Ｗの前に配置された操作ハンドル３８等により稼働され、またそれに作動可能に接続される。同様に、ダイバーターバルブ３４は、壁部Ｗの前に配置されたダイバーターバルブ・アクチュエータ４０に作動可能に接続される。

動作の際には、ダイバーターバルブ３４が「戻り」位置にあるとき、ユーザーは、混合バルブ２０を、「閉鎖」位置（典型的には従来型の混合バルブである。）から、貯水槽もしくはタンク１２からの冷水と加熱装置１４からの温水との流出管２６内の混合流れをもたらす位置に移動させることにより、シャワーをオンにして、ユーザーが望むシャワー温水を実現する。この混合流れは、ダイバーターバルブ３４及び戻し導管３６を通って、貯水槽もしくはタンク１２に戻される。流出管２６内の水が所定の温度に達したことを、熱インジケータ３２が（たとえば、後述するように色の変化等により）示すとき、ユーザーは、ダイバーターバルブ３４を、それの「シャワー」位置に移動させ、それにより、流出管２６からの水をシャワーヘッド３０へ導く。ユーザーはもちろん、その後、流出管２６内に導かれる混合における温水と冷水の割合を変化させることにより、シャワー水温を更に調整するため、混合バルブ２０を作動させることができる。

図２に、シャワーシステム１０の特定の実施形態を示す。この実施形態は、「原型設備」（“original equipment”）の用途により適したものであり、ここでは、シャワーシステムは、設置に先立ち、この開示に従って構成される。但し、これは、予め設置されたシャワーシステムがこの開示に従って変更される据付け用途にも適する場合がある。図２に示すように、壁部Ｗの背後に位置する上記の部品の全ては、仮想線で示されている。この図では、混合バルブは、第一（冷水）流入口２１、第二（温水）流入口２３及び、流出口２５を有するものである。この実施形態では、シャワーヘッド３０は、可撓性ホース４２によって流出管２６に流体接続されている。熱インジケータ３２は、ダイバーターバルブ３４より上流側の流出管２６内に位置し、これはすなわち、ダイバーターバルブ３４は、図１と同様に、熱インジケータ３２とシャワーヘッド３０との間にある。図２に示すように、ダイバーターバルブ３４は、当業界で広く知られているロータリー型であって、アクチュエータ４０により稼働されるものであり、このアクチュエータ４０は、ユーザーがダイバーターバルブを先に述べた第一位置と第二位置との間で移動させるべく回転させることができるデュアルとして構成される。

図３に、この開示に従うシャワーシステムの他の実施形態を示し、これは符号１０’として示されている。この実施形態は、据付け用途により適したものであり、ここでは、予め設置されたシャワーシステムが、この開示の特徴を組み込むように変更される。図３の実施形態は、熱インジケータ、ダイバーターバルブ及びダイバーターバルブ・アクチュエータの位置及び構成を除いて、図２のものと本質的に同じである。特に、この実施形態は、流出管２６’の下流端部に流体接続された流入口４４と、シャワーヘッドホース４２’に流体接続された第一流出口４６と、チューブ状の熱インジケータ３２’の上流端部に流体接続された第二流出口４８とを有するダイバーターバルブ３４’を含むものである。熱インジケータ３２’の下流端部は、戻し導管３６’によって水のタンク１２と流体接続される。したがって、この実施形態では、流出管２６’は、ダイバーターバルブ３４’の流入口４４で終了する下流端部を有するが、熱インジケータ３２’は、ダイバーターバルブ３４’よりも下流側に位置し、ダイバーターバルブ３４’の第二流出口４８を戻し導管３６’に接続する短い導管として構成される。より詳細について後述するように、ダイバーターバルブ３４’は、直動型の「プッシュプル」バルブとすることが有利であり、これは、水が流入口４４から第一流出口４６を通ってシャワーヘッドホース４２’へと流れる第一軸方向位置と、水が流入口４４から第二流出口４８を通って戻し導管３６’へと流れる第二軸方向位置とを有する。ダイバーターバルブ３４’は、ダイバーターバルブ３４’をその第一位置と第二位置との間で移動させるべくユーザーが作動可能なプッシュプル・ノブ５０に作動可能に接続される。

図４に、図１及び２に示すタイプの熱インジケータ３２を示す。上述したように、熱インジケータ３２は、「Ｔ」継手として構成される器具であって、流入口５４及び流出口５６を画定する主要部５２を有し、これらの流入口５４及び流出口５６は、実質的に同一直線上に配置されて軸Ａを規定する。「Ｔ」継手は、流入口５４及び流出口５６により規定される軸Ａと垂直な中空の分岐部もしくはステム５８を含み、これは、流入口５４及び流出口５６の両方と連通する。分岐部もしくはステム５８は、いくつかの実施形態では、図４に示すようにドームキャップとして構成されることが有利なサーモクロミック要素６２により閉塞される開口端部６０を有する。サーモクロミック要素６２は、分岐部５８の開口端部６０に永久に固定され、又は、図示のように、ねじ連結部６４によりそれに固定され得る。壁部もしくは仕切り壁６６は、軸方向に、流入口５４及び流出口５６を画定する共有壁部６８から、分岐部もしくはステム５８の中心を通って、分岐部もしくはステム５８の開口端部６０で又はその近傍で終了する自由端部７０へと延びるものであり、ここでは、壁部６６の自由端部７０と、サーモクロミック要素６２の内面との間に、隙間が画定される。したがって、流体（たとえば水）の流路は、図４に矢印で示すように、「Ｔ」継手内で、流入口５４から壁部６６の第一側部に沿って、壁部６６の自由端部７０とサーモクロミック要素６２の内面との間の隙間を通り、その後、壁部６６の第二側部に沿って流出口５６に至るように画定される。この流路は、流体を、流入口５４からサーモクロミック要素６２の内面に接触するように導き、ここでは、その方向の変化とともに、その流れの速度が僅かに減少し、それにより、サーモクロミック要素６２のサーモクロミック材料が、後述するように、流体の温度に反応することができる。

上述した熱インジケータ３２の「Ｔ」継手は、サーモクロミック要素６２を除いて、適切なプラスチック、たとえばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるものとすることが有利であり、又は、銅、スチール又はアルミニウムのパイプからなるものとすることもできる。サーモクロミック要素６２は、いかなる場合も、未硬化の液体状態のままでのＰＶＣへのサーモクロミック顔料の混合により、サーモクロミック特性を与えるＰＶＣからなるものであり、この点についての詳細は後述する。サーモクロミックＰＶＣは、少なくとも所定の遷移温度を有する流体媒体に接触することにより、比較的迅速で著しい色の変化を経験するよう設計される。言い換えれば、サーモクロミックＰＶＣからなる流体接触部品もしくは要素は、接触流体が所定の遷移温度に達するまでは第一色を維持し、その温度でサーモクロミック部品もしくは要素（たとえば図４に示すドームキャップ６２）は、第一色とは知覚可能に異なる第二色に変化する。接触流体が所定の遷移温度未満に冷えた場合、サーモクロミック要素は、元の（第一）温度に戻る。色の変化が起こる所定の遷移温度は、ＰＶＣの密度、使用されるサーモクロミック顔料の種類及び、ＰＶＣ内での当該顔料の濃度を含む多くの要因により決定される。

図９Ａ及び９Ｂに、図３に示すシステム１０’のチューブ状のサーモクロミック要素もしくは継手３２’の典型的な実施形態を示す。この実施形態では、サーモクロミック特性を有するＰＶＣは、適切な長さの導管８０内で（押出等により）成形される。導管８０は、流入口（上流側）端部８１ａ及び、流出口（下流側）端部８１ｂを有する。チューブ状の継手もしくは要素は、滑らかで連続的な内壁面からなるものとすることができ、その内壁面を、図９Ａ及９Ｂに示すような複数のリブもしくはランド８２で形成することが特に有利であることが解かった。これは、リブ構造が、リブもしくはランド８２間の薄いチューブ状壁部を可能にし、これにより、導管８０を通って導管材料に流れる流体（たとえば水）からより効果的に熱を移動させて、リブもしくはランド８２間の相対的に薄い壁部領域もしくは溝８４でのサーモクロミック反応を促進させるからである。また、ランド８２と溝８４との間の色の変化の異なる速度は、少なくとも一時的に、ストライプの明確なパターン８６（図９ｂ）をもたらし、これは、ある程度の色覚異常のある人を含む多くの人に視覚的により印象を与える。ランドもしくはリブ８２は、溝８４の対応する形状で、図示のような軸方向（長手方向）とすることができ、又は、螺旋状とすることができ、それにより、遷移温度の到達により螺旋パターンをもたらす。典型的な実施形態では、チューブ状の要素８０は、０．８４０インチ（２．１３ｃｍ）の外径、リブもしくはランド８２での０．６０２インチ（１５．３ｍｍ）の壁厚み、溝８４での０．０６０インチ（１．５ｍｍ）の壁厚みを有するものとすることができる。

様々なサーモクロミック材料が知られているが（たとえば、https://en.wikipedia.org/wiki/Thermochromism参照）、出願人は、本開示のような家庭用配管に適したものがこれまでに開発されていないと考えている。この開示に従う典型的なサーモクロミックＰＶＣ材料は、表１（図８）に示す物理特性を有するＰＶＣ化合物を含んでなるものである。このＰＶＣ化合物が未硬化の液体状態である間に、サーモクロミック顔料をＰＶＣに混合する。典型的な実施形態では、当該顔料は、Ａｖｏｎ Ｌａｋｅ、ＯｈｉｏのＰｏｌｙＯｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより、「Ｏｎｃｏｌｏｒ ＦＸ Ｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｍｉｃ Ｂｌｕｅ ｔｏ Ｎａｔ（ＣＣ１０２２１０８１）」の商品名で上市されているタイプもしくは適切な同等のもの、http://www.hali-pigment.com/html_products/Thermochromic-pigment -21.htmlに大まかに示されているもの（その構成を参照によりここに組み込む。）、また、Ｆｏｒｔ Ｓｔ． Ｌｕｃｉｅ、ＦＬのＱＣＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｃｏｒｐ.及び、Ｇａｒｄｅｎａ、ＣＡのＭａｔｓｕｉ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏ．，Ｉｎｃ.から入手可能なもの（後者は「ＣＨＲＯＭＩＣＯＬＯＲ」（登録商標）の商品名）である。かかる顔料は、乾燥ペレットとして与えられることが好ましく、そして、好ましくは、３％〜５％の減量処理率（ｌｅｔ ｄｏｗｎ ｒａｔｉｏ）（ＬＤＲ）で顔料のマスターバッチ２０％〜２５％を生成した後、１４５ｋｇのＰＶＣ当たり約１ｋｇの顔料の濃度で、液体ＰＶＣに混合される。その後、ＰＶＣは、適切なサーモクロミック部品もしくは要素（たとえば、図２のシステム１０で用いられるような図４に示す「Ｔ」継手のドームキャップ６２又は、図９に関連して上述したような図３の実施形態のシステム１０’のチューブ状の熱インジケータ３２’）の形状に（たとえばモールディングもしくは押出により）成形され、その後、既知の硬化方法で硬化される。

サーモクロミック部品もしくは要素に成形された後、ＰＶＣのサーモクロミック特性を維持するために重要なことは、硬化を含む製造プロセスの間に、ＰＶＣが約３２０°Ｆ（１６０℃）の温度を超えないようにすることである。但し、低圧で処理された場合は、約４００°Ｆ（２０４℃）以下の温度が許容されることがある。その結果として得られる組成物は、約９１°Ｆ（およそ３２．５℃）の遷移温度で、第一色（青）から第二色（白）へ変化する。他の適切なサーモクロミック顔料を用いること、ＰＶＣにおける顔料の濃度を変えること、又は、ＰＶＣの物理特性を変えることにより、異なる遷移温度、色又は、色の強度を与えることができる。

図５及び６に、図３の実施形態に関連して上述したプッシュプル・ダイバーターバルブ３４’の典型的な実施形態を示す。ダイバーターバルブ３４’は、上述したように、流出管２６’の下流端部に流体接続されるよう構成された流入口４４と、シャワーヘッドホース４２’と流体接続されるよう構成された第一流出口４６と、チューブ状の熱インジケータ３２’の上流端部と流体接続されるよう構成された第二流出口４８とを含む。ダイバーターバルブ３４’はさらに内側チャンバー７２を含むものであり、これは、第一内部通路７４を介して流入口４４と連通するとともに、第二内部通路７６を通って第一流出口４６と連通し、また、第三内部通路７８を通って第二流出口４８と連通する。環状バルブシート８０は、内側チャンバー７２から第一流出口４６の入り口に設けることが有利である。ディスク状バルブ要素８２は、バルブシャフト８４によりプッシュプル・アクチュエータ・ノブ５０に接続されるものであって、内側チャンバー７２を画定する内側壁部とスライド可能にシール係合するべく構成される。この目標を達成するため、いくつかの実施形態では、バルブ要素８２の外周の周囲に、シールＯリング８６又はそれに類似するものを設けることが有利である。

上述したように、ダイバーターバルブ３４’は、第一位置と第二位置との間で作動可能なものである。第一位置（図５）では、水を流入口４４から第一流出口４６へと導く。第一位置では、ノブ５０は外側に向けて直線的に引っ張られて、バルブ要素８２がシャフト８４を介して、バルブシート８０から変位する第一位置に引っ張られ、それにより、流入口４４から、第一内部通路７４、内側チャンバー７２及び第二内部通路を通って第一流出口４６に至る流路をもたらす。それと同時に、バルブ要素８２は、内側チャンバー７２内に位置し、内側チャンバー７２から第二流出口４８への第三内部通路７８を閉塞させる。したがって、水は、シャワーヘッドホース４２’に導かれて（図３）、戻し導管３６’から遮断される。

ダイバーターバルブ３４’（図６）の第二位置では、水を流入口４４から第二流出口４８へと導く。第二位置では、ノブ５０は内側に向けて直線的に押し込まれ、それにより、バルブ要素がシャフト８４を介して、バルブシート８０に向けて付勢されて、内側チャンバー７２から第一流出口４６への第二内部通路７６を閉ざし、この一方で、流入口４４から、第一内部通路４４、内側チャンバー７２及び第三内部通路７８を通って第二流出口４８へ至る流路を開く。したがって、水は、（チューブ状の熱インジケータ３２’を介して）戻し導管３６’に導かれ、シャワーヘッドホース４２’から遮断される。

図７に、本開示の側面に従う、たとえば都市給水から水を受け入れる建物内などにおける非移動性用途で用いるシャワーシステム１００の典型的な実施形態の簡略化した半概略図を示す。システム１００では、都市送水管（図示せず）に連結された家庭用水道管１０２から供給される。いくらかの水は、従来の態様で温水タンク１０４に導かれる。冷水取水管１０６は、家庭用送水管１０２から水を受け入れ、その水を、従来型の混合バルブ１０８の冷水流入口（図示せず）に導く。タンク１０４からの温水は、加圧下で（たとえば電気ポンプ１１０により）温水管１１２に導かれ、これは、温水を、混合バルブ１０８の温水流入口（図示せず）へ導く。

上述したように、混合バルブ１０８は、温水と冷水の混合を調整して、使用により望ましい温度を実現するべく作動可能なものである。その後、混合水は流出管１１４、そしてダイバーターバルブ１１６に導かれる。混合バルブ１０８とダイバーターバルブ１１６との間で流出管１１４内には、サーモクロミック熱インジケータ１１８が配置されており、これは、図４に示す先述の「Ｔ」継手タイプとすることが有利であり、又は、図３に示すチューブ状タイプとすることができる。ダイバーターバルブ１１６は、図２で先に示したようなロータリータイプのもの、又は、図３、５及び６に示す先述の直動「プッシュプル」タイプのものとすることができる。いずれにしてもダイバーターバルブ１１６は、水を、（シャワーヘッド導管１２２を介して）シャワーヘッド１２０に、又は、水を温水タンク１０４へ戻す戻し導管１２４に導くよう選択的に作動可能である。上述の移動性用途の実施形態では、熱インジケータ１１８は、（著しい色の変化により）流出管１１４内の水の混合物の温度が所定の遷移温度に達したことの視覚表示を与えるように、サーモクロミック的に作動し、それにより、ユーザーは、所定の遷移温度に達するまで、ダイバーターバルブを水が戻し導管１２４に迂回する位置に維持することができ、その温度に達したとき、ダイバーターバルブ１１６は、水をシャワーヘッド１２０に導くよう作動され得る。

図７のシステム１００は、任意の「閉ループ」温水路を含み、これは、多くの現代住宅や他の建物での使用が増大しているタイプのものである。そのような閉ループ路では、混合バルブ１０８に導かれない任意の温水が、温水管１１２から、戻し導管１２４と連通するバイパス管１２６により、温水タンク１０４へ戻って再循環する。閉ループ温水路の利点は、温水が混合バルブで、ほとんど待機なしで、それによってほとんど又は全く無駄な水なしですぐに利用可能ということにある。この利点は、少なくともある程度において、温水ポンプ１１０を多かれ少なかれ連続的に動作させることの必要性により相殺されて、より多くの電気を使用する。しかしながら、サーモクロミック熱インジケータ１１８を使用することにより、ポンプ１１０は、「オンデマンド」でのみ作動するよう変更され、それにより電力消費量を減らすことができる。このようにしてユーザーは、ポンプ１１０を、シャワーの使用のために必要な場合だけ稼働させることができる。温水をタンク１０４から混合バルブへと運ぶことにある程度の時間がかかり得る間、ダイバーターバルブ１１６は、熱インジケータが所望の水温に達したことを示すまで、戻し導管１２４を介して水をタンクに再循環させるよう作動されることが可能である。その温度でのみ、使用者は、ダイバーターバルブ１１６を操作して、水をシャワーヘッド１２０に導き、それにより電力だけでなく水も節約することができる。

Claims (25)

1. 節水型シャワーシステムであって、
   温水源と、
   冷水源と、
   前記温水源から温水を受け入れるとともに前記冷水源から冷水を受け入れる流入口及び、流出口を有するよう構成され、前記流出口で可変の割合にて前記温水及び前記冷水の水の混合を生成するべく作動可能な混合バルブと、
   前記混合バルブよりも下流側で、前記混合バルブの前記流出口と流体連通する流入口を有し、前記混合バルブの流出口から受け入れた水を、第一ダイバーターバルブ流出口及び第二ダイバーターバルブ流出口のうちの一つに選択的に導くべく作動可能なダイバーターバルブと、
   前記混合バルブの前記流出口に流体接続されて、そこから前記水の混合を受け入れ、前記水の混合が所定の遷移温度に達するに応じて、第一色から第二色へ変化するよう構成された熱インジケータと、
   前記第一ダイバーターバルブ流出口と流体接続されたシャワーヘッドと、
   前記第二ダイバーターバルブ流出口を、前記冷水源及び前記温水源のうちの一つに流体接続する戻し導管と
   を備えるシャワーシステム。
2. 前記熱インジケータが、前記ダイバーターバルブよりも上流側に位置する請求項１に記載のシャワーシステム。
3. 前記熱インジケータが、前記第二ダイバーターバルブ流出口よりも下流側に位置する請求項１に記載のシャワーシステム。
4. 前記熱インジケータがサーモクロミック要素を含む請求項１に記載のシャワーシステム。
5. 前記サーモクロミック要素が、ＰＶＣ材料及びサーモクロミック顔料からなる請求項４に記載のシャワーシステム。
6. 混合バルブを備えるタイプの水道システムであって、前記混合バルブが、水源から水流を、前記混合バルブよりも下流側の分配装置へ運ぶよう作動可能であり、
   前記混合バルブよりも下流側に流体接続されて、そこから前記水流を受け入れ、所定の温度に達した前記水流の可視表示を与えるよう構成された熱インジケータと、
   前記混合バルブと前記分配装置との間に流体接続されて、前記水流を、前記分配装置に、又は前記水源へ戻すように、選択的に導くよう作動可能なダイバーターバルブと
   を備えるシステム。
7. 前記熱インジケータが、前記ダイバーターバルブよりも上流側に位置する請求項６に記載のシステム。
8. 前記熱インジケータが、前記ダイバーターバルブよりも下流側に位置する請求項６に記載のシステム。
9. 前記熱インジケータがサーモクロミック要素を含む請求項６に記載のシステム。
10. 前記サーモクロミック要素が、ＰＶＣ材料及びサーモクロミック顔料からなる請求項９に記載のシステム。
11. 混合バルブを含む水道システムであり、前記混合バルブが、冷水及び温水の調整可能な水の混合を、水源から流出管を通して水の分配装置へ運ぶよう作動可能であり、前記流出管が、前記混合バルブを前記水の分配装置に流体接続するものであり、当該改良が、
    前記混合バルブよりも下流側の流出管に接続されて、前記水の混合を前記混合バルブから受け入れ、第一位置と第二位置との間で作動可能なダイバーターバルブであって、当該ダイバーターバルブが、前記第一位置で、前記水の混合を前記水の分配装置へ導くとともに、前記第二位置で、前記水の混合を、戻し導管により前記水源へ導くダイバーターバルブと、
    熱インジケータであって、それよりも下流側の混合バルブと流体接続されて、そこから前記水の混合を受け入れ、前記水の混合が所定の遷移温度に達するに応じて、第一色から第二色へ変化するよう構成された熱インジケータと
    を備えるシステム。
12. 前記熱インジケータが、前記ダイバーターバルブよりも上流側に位置する請求項１１に記載のシステム。
13. 前記熱インジケータが、前記ダイバーターバルブよりも下流側に位置する請求項１１に記載のシステム。
14. 前記熱インジケータがサーモクロミック要素を含む請求項１１に記載のシステム。
15. 前記サーモクロミック要素が、ＰＶＣ材料及びサーモクロミック顔料からなる請求項１４に記載のシステム。
16. 前記ダイバーターバルブの前記第一位置が第一回転位置であり、前記ダイバーターバルブの前記第二位置が第二回転位置である請求項１１に記載のシステム。
17. 前記ダイバーターバルブの前記第一位置が第一軸方向位置であり、前記ダイバーターバルブの第二位置が第二軸方向位置である請求項１１に記載のシステム。
18. サーモクロミック継手であって、当該継手を通って流れる流体が所定の温度に達したことの視覚表示を与え、当該サーモクロミック継手が、サーモクロミック顔料を含むＰＶＣからなり、前記所定の温度で、第一色から第二色への前記ＰＶＣの色の変化をもたらすサーモクロミック継手。
19. 当該継手が、流入口端部及び流出口端部を有するチューブ状の導管を備える請求項１８に記載のサーモクロミック継手。
20. 前記チューブ状の導管が、ランド及び溝で構成される内壁部を有する請求項１９に記載のサーモクロミック継手。
21. 当該継手が流入口及び流出口を含み、当該継手がさらに、
    内面を有し、前記流入口と前記流出口との間のサーモクロミック要素と、
    前記流入口と前記流出口との間に位置し、前記流入口と前記流出口との間に、前記サーモクロミック要素の前記内面を含む流路を画定する壁部と
    を備える請求項１８に記載のサーモクロミック継手。
22. 当該継手が、
    実質的に同一直線上に配置された流入口及び流出口を画定し、軸を規定する主要部と、
    前記流入口及び前記流出口により規定される前記軸と垂直で、前記流入口及び前記流出口の両方と流体連通し、開口端部を有する中空の分岐部と、
    前記分岐部の前記開口端部に近接して固定され、内面を有するサーモクロミック要素と
    を備え、
    前記分岐部の内部構造が、前記流入口と前記流出口との間に、前記サーモクロミック要素の前記内面により部分的に画定される流路をもたらすべく構成された請求項１８に記載のサーモクロミック継手。
23. 前記内部構造が壁部を備え、前記壁部が、軸方向に前記分岐部を通って、前記流入口及び前記流出口を画定する共有壁部から、前記分岐部の前記開口端部で又はその近傍で終了する自由端部へ延び、それにより、前記壁部の前記自由端部と前記サーモクロミック要素の前記内面との間に隙間が画定されて、流入口から、前記壁部の前記自由端部と前記サーモクロミック要素の前記内面との間の前記隙間を通って、前記流出口へ至る流路が画定される請求項２２に記載のサーモクロミック継手。
24. サーモクロミック材料であって、
    ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と、
    所定の遷移温度に応じて、第一色から第二色への前記ＰＶＣにおけるサーモクロミック変化をもたらすに十分な濃度で、前記ＰＶＣに含まれるサーモクロミック顔料と
    を含むサーモクロミック材料。
25. サーモクロミック要素を製造する方法であって、
    液体状態の未硬化液状ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を用意すること
    当該未硬化液状ＰＶＣにサーモクロミック顔料を、所定の遷移温度に応じて、第一色から第二色への当該ＰＶＣのサーモクロミック変化をもたらすに十分な濃度で混合させること、
    当該ＰＶＣを、混合された前記サーモクロミック顔料とともに、サーモクロミック要素の形状に成形すること、ならびに、
    当該ＰＶＣを、混合された前記サーモクロミック顔料とともに硬化させること
    を備える方法。