JP6602897B2 - 液体および熱エネルギを節減するための方法および液体配給システム - Google Patents

Description

本発明は、中央に配置された液体源が個別の供給管を介して複数の液栓ユニットに接続される、液体および熱エネルギを節減するための方法および液体配給システムであって、
− 関連する液栓ユニットでの液出し動作の完了後、液体が前記液体源に向かって逆流し、およびその後、前記関連する供給管がその中に保持されたガスのみを収容するように、前記関連する供給管に逆方向の圧力勾配を発生させることにより、関連する供給管から液体を抜くステップと、
− 前記液栓ユニットの作動時、前記供給管に順方向の圧力勾配を発生させて、液体が前記液体源から前記関連する液栓ユニットに流れるのを可能にすることにより、供給管内の残存ガスを、周囲空気圧力レベルを超える動作圧力で前記関連する液栓ユニットに向かって押し込みながら、前記関連する供給管に液体を再充填するステップと
を含む方法および液体配給システムに関する。

基本的に、方法は、建物における温水配給システム用に開発されたが、本発明に適用される原理は、他の液体およびまた冷液の配給にもきわめて良好に実施され得る。両方の事例において、関連する液栓ユニットが使用されない場合、温液または冷液が供給管に停滞して保持されると、熱エネルギが失われるという特有の問題がある。熱損失とは別に、供給管に残った量の液体が長時間後に栓を開放して出されると、消費者は、流動液体が望ましい温度に達するまで液体を流し続けるため、必然的に液体が浪費される。

通常のシステムは、大型の建物において、複数の水栓ユニットと共に温水システムを必要とする。それぞれのそのような水栓ユニットは、例えば、トイレ、台所、または何らかの別の部屋にいくつかの水栓を含むことができ、これらの部屋には、通常、冷水供給管からも供給を受ける１つまたは複数の温水用水栓があり、この温水用水栓には、消費者が水温を制御できる混合栓が含まれる。

そのようなシステムは、例えば、多くのアパートまたはオフィスを含み、場合により多階層の比較的大型の建物または例えば単一家族用の小型建物で使用することができる。

液体源、すなわち様々な供給管への液体供給部は、公共水道ラインもしくは地域水道、または加熱容器に接続することができる。通常、液体源は、（液体源における周囲空気の圧力を超える）２〜５ｂａｒの超過圧力など、通常、周囲空気圧力よりもはるかに高いほぼ一定の圧力で冷水または温水を供給することを可能にする能力を有する。

そのような方法は、本出願人による国際公開第２０１２／１４８３５１号パンプレットに開示されている。同様の方法は、独国特許出願公開第４４０６１５０Ａ１号明細書（Ｐｕｍｐｅら）からもすでに公知である。これらの２つの先行技術の場合、供給管内の液体は、液栓開放動作の完了後に液体源に吸い戻される。また、両方の場合において、液栓開放動作の完了後、ガスまたは空気をシステムに供給して液体をガスに置き換えるために、ガス弁ユニットが液体弁ユニットに近接して配置される。こうして、このガスまたは空気は、ガス弁ユニットのガス路を通って供給管に流れ込む。このように、供給管内の圧力は、周囲空気圧力にきわめて近いままである。さらに、このガス路は液体路とは個別であり、この場合、液体は、供給管から関連する液栓ユニットに流れる。ガス弁ユニットは、ガス入口弁およびガス出口弁の両方として機能する。したがって、空になった供給管内のガス圧力は、周囲空気圧力とほとんど同じである。

こうした背景に照らして、本発明の主目的は、それぞれの再充填動作中、液体が液栓ユニットの近くに達するときに液体の効果的な制動を確保しながら、液体の再充填が先行技術のシステムよりも速く行われる同様の方法およびシステムを提供することである。これはまた、製造および建物などへの設置が容易である単純な手段で達成されるべきである。液体源の（通常よりも高く）上昇した圧力または容量が必要とされるべきではない。

これらの目的を達成するために、本発明は、改良された方法を提供し、その方法では、液体配給システムは、添付の特許請求の範囲で示すように、液栓開放動作後に液体が抜かれるときに比較的低い圧力で動作し、液栓開放動作中に比較的高いが、一般的にそれでもなおかなり標準的な圧力で動作する。液体配給システムの全動作中、供給管のそれぞれは、関連する液栓ユニットに接続されるかまたは一体化される液体弁への入口を収容する関連する流路を介して、関連する制動チャンバと連通した状態に維持される。使用時、供給管、関連する流路、および関連する制動チャンバは、閉鎖されたシステムであって、その中の残存ガスに関して周囲空気から切り離された閉鎖されたシステムを形成する。再充填ステップ中、再充填液体は、残存ガスが収集される関連する制動チャンバに残存ガスを押し込みながら、供給管を通って関連する流路に流れ込む。再充填ステップ中、液体弁は、再充填液体が入口に達し、かつ入口を越えて通過するまで閉鎖された状態に維持される。その後、液体弁は、場合により液体配給システムの始動段階中、液体弁を介して関連する液栓ユニットに液体を流れ込ませるが、それ以外のガスまたは空気を流れ込ませないように開放される。

好ましくは、再充填液体の十分に低い圧力は、液抜きステップの終了時、関連する供給管から液体がなくなるまで、または関連する液栓ユニットにおける周囲空気の圧力レベルよりも実質的に低い最低圧力レベルが達成されるまで圧力を下げることによって達成される。重要な点として、液抜きステップ中、特定の供給管、関連する流路、および関連する制動チャンバによって形成される閉鎖されたシステムに周囲空気は入らない。

液体弁は、
− 液体弁の前記入口の液体圧力が周囲空気圧力レベルよりも実質的に高い閾値圧力レベル、例えば液体源の圧力の２５％〜７５％に達する場合、または
− センサが前記液体弁の前記入口で再充填液体の存在を検出した場合
に開放され得る。

通常動作では、流れのない状態で液栓ユニットを通って特定の供給管に出入りするガスはない。場合により、システムの始動段階中、一部のガスまたは空気は、液体弁を通って液栓ユニットに漏出する。システムが初めて液体を充填されるとき、システム（それぞれの供給管）が空気で完全に満たされていることが起こり得る。この場合、システムは、特定の量（またはむしろ特定の重量または質量の空気）が液体弁を介して漏出するまで、いくつかの液抜きおよび再充填サイクルを行い、それにより、液体弁は、したがって再充填動作中に流入液または再充填液体が弁の入口を通過するまで閉鎖される。この時点で定常状態になっており、液栓ユニットが作動されるたびに同種のサイクルが繰り返される。

本発明による液体配給システムは、供給管のそれぞれが、前記関連する液栓ユニットに接続される液体弁の入口を収容する関連する流路を介して制動チャンバと連通し、液体弁のそれぞれが、再充填動作中、再充填液体が入口に達し、かつ入口を越えて通過するまで、残存ガスを関連するチャンバに押し込みながら、液体弁を閉鎖された状態に維持することにより、関連する供給管を関連する液栓ユニットから切り離された状態に維持するように構成され、前記液体弁が、再充填動作中、液体の前記流路への流入および前記閉鎖された制動チャンバ内の残存ガスの圧縮後に開放するように構成され、それぞれの供給管、関連する流路、および関連する制動チャンバが、少なくともシステムの起こり得る始動段階後、システムの閉鎖された部分であって、その中の任意の残存ガスに関して周囲空気から切り離されたシステムの閉鎖された部分を共同で形成し、および個別の液抜きポンプが、供給管に接続可能であり、かつ液抜き動作中に接続されると、供給管から液体がなくなるまでその供給管の液抜きを行うように構成されることを特徴とする。この場合、周囲空気は供給管に入らないため、供給管内の残存空気またはガスは最低圧力になり、この最低圧力は、それぞれの関連する液栓ユニットにおける周囲空気圧力よりも実質的に低く、かつ後続の再充填動作中の十分に低い圧力を確保する。

本発明による方法およびシステムは、次の利点をもたらす。
− 液体を抜かれた供給管内の残存ガスの圧力は低く、液体源の圧力は比較的高いため、流入液は、最初に抵抗が実質的にない状態で進むことから充填動作が高速で行われる。（供給管および関連する制動チャンバの）全容積の大部分が液体で満たされた場合のみ、圧力が比較的高いレベルまで高まる。
− システム、特にそれぞれの供給管に少量のガスのみが存在することを条件として、圧力は、再充填プロセスの最終段階でのみ比較的高くなり、この場合、高速流動液体が効果的に制動される。
− 液体弁の閾値圧力レベルが比較的高いため、制動容積が大きい必要はなく、そのため、制動チャンバを含む装置は、小寸法かつ比較的低価格で作製することができ、したがってまた適度な設置コストとかさばらない装置とが保証される。
− 周囲空気と連通する個別の空気弁の必要性がないため、液体の漏れなど、そのような空気弁の不具合に由来する問題が発生するリスクがなく、当然ながら設置コストが低い。
− 液体源の圧力が一時的に多少下がった場合でさえ、液体源の圧力が、特定の液栓ユニットの入口に接続された液体弁の任意の閾値レベルを超えるレベルに維持される限り、システムは動作し続ける。
− 液抜きステップ中、個別の液抜きポンプは、最低液体レベルになるまで特定の供給管の液体をくみ出す。このように、動作は信頼性が高く、液栓開放動作後に任意の液体が供給管に残るリスクがない。
− 個別の液抜きポンプと、場合により個別の液抜き弁とを使用することにより、供給管の少なくとも１つに液体を供給し、同時に少なくとも１つの他の供給管から液体を抜くことが可能である。

本発明による液体配給システムで使用される様々な構成要素は、例えば、同じ日に同じ出願人によって出願された「液体配給ユニット」、「制動弁ユニット」および「流体停止弁ユニット」に関する並行特許出願に開示されているように、多くの方法で変更され得る。

本発明の好ましい実施形態およびいくつかの修正形態が開示される以下の詳細な説明から、さらなる特徴および利点が明らかになるであろう。

ここで、本発明による弁装置の好ましい実施形態を図解した添付図面を参照して、本発明が下記でさらに説明される。

図１は、上記の国際特許出願に開示した先行技術の液体配給システムを概略的に示す。 図２は、本発明による液体配給システムを好ましい実施形態で同様に概略的に示す。 図３は、図２のシステムで使用される制動弁ユニットを断面図で示す。 図３Ａは、図２のシステムで使用される制動弁ユニットを断面図で示す。 図３Ｂは、図２のシステムで使用される制動弁ユニットを断面図で示す。 図４は、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図５は、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図６は、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図７Ａは、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図７Ｂは、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図８は、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図８Ａは、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。 図８Ｂは、図３の制動弁ユニットの修正実施形態を示す。

以下の説明では、液体配給システムは、例えば、建物での温水を対象としている。しかし、システムは、代替的に他の任意の液体用に使用され得ることが当業者には分かるであろう。さらに、システムは、代替的に、冷水または何らかの別の冷液の配給に使用され得る。

図１に示す先行技術のシステムでは、水は、真水源Ｓ、例えば公共水道ラインＳＬまたは地域水道から逆止弁１を介して温水タンク２に供給され、この場合、水は、比較的高温、典型的には６０〜９０℃に加熱される。水ヒータ２と、可変量の空気またはガスを動作圧力で収容する役割を果たす水圧容器３とを通る温水の再循環ループ２２がある。温水は、ヒータ２に隣接する循環ポンプ（図示せず）によって循環され、２つのさらなる逆止弁４ａ、４ｂは、循環が一方向にのみ維持されることを保証する。さらに、２つの地点２４、２３でループ２２に架かる温水供給ライン６がある。温水供給ライン６には、温水を供給ライン６に沿って循環させるポンプ５がある。ポンプ５は、建物内の様々な温水栓ユニット９、１０につながるすべての温水供給管７、８が稼働していないかまたは閉鎖されている場合でさえ動作し、そのため、供給管に残った液体を抜くことができる。このように、ポンプ５には２つの目的がある。

温水源Ｓへの接続部に隣接するそれぞれの温水供給管７、８には、それぞれ開放および閉鎖できる制御弁１１、１２と、それぞれ液位センサ１３、１４と、それぞれ圧力センサ１５、１６とがある。これらの構成要素はすべて、温水タンク２と、橋渡しライン６を有する循環ループ２２とを合わせた温水源の近くで中央に配置されている。温水橋渡しライン６には、逆止弁２５および制御弁２６もある。

温水タンク２、再循環ループ２２、および橋渡し温水ライン６は、熱源または温水源Ｓとみなすことができ、その理由は、循環水が常に高い温度に維持され、温水を温水供給管７、８に連続的に供給するからである。必要に応じて、温水源は、断熱包囲体に収容することができ、または断熱材で個別に覆うこともできる。

上記の国際公開第２０１２／１４８３５１号パンプレットで説明しているように、温水は、それぞれの液栓ユニット９、１０から出されるときに液体供給管７、８にのみ存在する。液栓ユニット９、１０が閉鎖されると、場合により、導管内の温水の温度に大きく影響を及ぼさない短い遅延（例えば、数分）後、それぞれの供給管に残存する温水は、ポンプ５によって逆の方向に送り出され、温水源２、２２に戻る。このプロセスでは、温水は、液体管７、８において周囲空気またはガスに置き換えられる。ただし、温水が抜かれたときにそれぞれの弁１１、１２は閉鎖され、周囲の大気圧力より若干低いガス圧力または空気圧力が供給管７、８に残る。

温水が液栓８または液栓１０から再度出されるとき、再充填動作が開始される。本発明は、図２に概略的に示す改良された方法およびシステムを提供する。

図１の温水源２、２２と同じであり得る主液体源ＬＳは、供給ラインＦＬ、個別の連結部Ｃ１、Ｃ２など、および個々の制御弁ＣＶ１、ＣＶ２などを介して、いくつかの温水供給管ＦＣ１、ＦＣ２などに接続されている。制御弁ＣＶ１が開放されると、温水は、前の液抜きステップで空になった関連する供給管ＦＣ１に急速に流入する。

制御弁ＣＶ１が開放され、それにより、液体源ＬＳ内に広がる圧力に一致する下からの駆動圧力（通常、約２〜５ｂａｒの超過圧力または絶対値的に周囲空気圧力の３００％を超える）と、０．２〜０．８ｂａｒの不足圧力（ｕｎｄｅｒ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ）または絶対値的に周囲空気圧力の約２０〜８０％など、上のきわめて低い圧力とを媒介するため、供給管ＦＣ１内に高い圧力勾配がある。相応して、温水は、水栓ユニットＬＴ１に向かって高速で流れる。通常、供給管は、建物内において、液体源ＬＳからそれぞれの温水栓ユニットＬＴ１などまで、少なくとも５〜３０ｍの長さがある。

温水が液栓ユニットに接近すると、温水の激しい打撃衝撃、いわゆる「ウオータハンマ」が起こるリスクがある。しかし、上記の国際公開第２０１２／１４０８３５１号パンプレットからそれ自体公知のように、制動チャンバＤ１が液体弁Ｖ１の周辺に配置されるため、空気またはガスクッションが、急速に移動する温水の衝撃を弱める。

本発明によれば、それぞれの制動チャンバＤ１、Ｄ２などは、流路ＯＰ１、ＯＰ２などを介して関連する供給管ＦＣ１、ＦＣ２などの端部に接続されている。この流路には、液体弁ユニットＶ１、Ｖ２など、例えば停止弁、逆止弁またはチェック弁への入口がある。図３、４、５、６および図７Ａ、７Ｂ、８、８Ａ、８Ｂも参照されたい。

制動弁ユニットＤＶ１、ＤＶ２などの構造（図３、３Ａ、３Ｂを参照されたい）は、本願と同じ日に出願され、それぞれ「ａ ｄｕｍｐｉｎｇ ｖａｌｖｅ」および「ａ ｆｌｕｉｄ ｓｔｏｐ ｖａｌｖｅ」として示された２つの別の特許出願に詳細に開示されている。すなわち、液体弁ユニットＶ１、Ｖ２は、直列に接続され、圧力応答部、例えば２つの鏡像ダイアフラムばねを含む非線形ばね装置Ｓ１によって閉鎖位置に向かって付勢された２つのチェック弁ＶＡ１、ＶＡ２を含むことができ、そのため、弁の入口ＩＮ１、ＩＮ２などで閾値圧力レベル（通常、液体源ＬＳにおける圧力の２５％〜７５％）に達した場合、弁は、閉鎖位置（図３Ｂ）から開放位置（図３Ａ）に移行する。非線形ばね装置Ｓ１などは、閾値圧力に達した場合、弁本体がその開放位置に（図３では右に）比較的長い行程にわたって急に移動するようなものとされる。そのため、弁は、閾値圧力レベルに達した直後に明確に開放し、高流量の温水流れを可能にする。

ばね装置Ｓ１は、軸方向ロッドＲによって２つのチェック弁ＶＡ１、ＶＡ２に連結されるため、ばね装置の端部位置は、チェック弁に伝えられ、チェック弁は開放（図３Ａ）または閉鎖される（図３Ｂ）。

制動チャンバＤ１、Ｄ２などは、（図３、４、５、６、７Ａ、７Ｂに示すように）個別のケーシングに収めることができ、または液体弁Ｖ１が中央に配置されたハウジングによって形成することもできる（図８）。何れの場合も、供給管ＦＣ１、ＦＣ２などの上端（図２）は、上記の流路ＯＰ１、ＯＰ２などに隣接し、流路ＯＰ１、ＯＰ２などは、弁Ｖ１、Ｖ２などの入口ＩＮ１、ＩＮ２なども収容している。

供給管ＦＣ１、ＦＣ２の広がった圧力および容積は、再充填水が流路ＯＰ１、ＯＰ２などに達したときに再充填水の圧力が依然として比較的低く、弁の設定閾値圧力未満であるようなものとされる。したがって、隣接する制動チャンバＤ１、Ｄ２などに捕捉された空気またはガスが、隣接する水を対応する圧力にする空気圧力またはガス圧力が弁Ｖ１、Ｖ２などの閾値レベルと同じレベルまで上昇する程度に圧縮される前に、水は流路ＯＰ１、ＯＰ２などを越えてさらに上に移動する。次いで、弁が急に開放し、温水が弁を通って隣接する液栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２などに流れ込む。このとき、流路ＯＰ１、ＯＰ２などには水のみがあるため、水のみが弁を通って液栓ＬＴ１、ＬＴ２などに流れ込み、ガスまたは空気は流れ込まない。（液栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２などにおける周囲空気圧力であっても）周囲空気圧力よりもはるかに高い液体源ＬＳの圧力と、液体弁Ｖ１、Ｖ２などの閾値圧力とは、液体配給システムの通常動作中、制動チャンバＤ１、Ｄ２などの中で圧縮された空気またはガスが圧縮されたまま流路ＯＰ１、ＯＰ２などに広がらないことを保証する。

閾値圧力に達したときに液体弁を開放することの代替案として、流路ＯＰ１、ＯＰ２などにおいて、液体弁Ｖ１、Ｖ２などの入口ＩＮ１、ＩＮ２などに液体が存在するかどうかを検出するセンサを設けることが可能である。センサは、関連するアクチュエータ、例えば電磁装置または機械アクチュエータと組み合わせた液位センサ、光学センサ、またはフロートセンサとすることができ、関連するアクチュエータは、液体の存在を検出したときに液体弁Ｖ１、Ｖ２などを開放する。

さらなる代替案は、水検出要素が弁の入口ＩＮ１、ＩＮ２などで液体の存在を検出した場合に解放されるロック部材またはラッチ部材（図示せず）によっても閉鎖位置に保持される弁Ｖ１、Ｖ２などを設けることである。この場合、後続の液抜きステップ中に弁をその閉鎖位置に戻すためのリセット機構を設けることができる。

特定の液栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２などを閉鎖するために、液栓ハンドルまたは関連する装置もしくはセンサが作動した場合のみ変化がある。この場合、弁Ｖ１、Ｖ２などと、関連する液栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２との間に挿入された（または液体弁もしくは液栓ユニットに隣接する何らかの別の位置にある）圧力センサＰＳ１、ＰＳ２など（図２を参照されたい）は、圧力の上昇を検出し（流れは停止するが、供給圧力が依然として存在する）、電気信号を制御ユニットＣＵに送り、次に、制御ユニットＣＵは、液体源ＬＳに隣接する制御弁ＣＶ１、ＣＶ２などを閉鎖する。制御ユニットＣＵは、液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などを開放するために個別の液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などにも信号を送る。この液抜き弁は、（供給管が再充填されるときに見られるように）制御弁ＣＶ１、ＣＶ２などの下流であるが、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２などに隣接して配置された分岐接続部に配置されている。液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などは、共に液抜きポンプＥＰに接続され、液抜きポンプＥＰは、温水を液体源ＬＳに再循環させる。

圧力センサＰＳ１、ＰＳ２は、液体弁Ｖ１、Ｖ２などと、液栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２との間で（短い）導管に連結されて概略的に示されている。しかし、代替案として、圧力センサＰＳ１、ＰＳ２は、液体弁のケーシング内で液体弁の出口側にまたは液栓ユニット自体に隣接して配置することができる。

当然ながら、制御ユニットを介して電気信号を送る代わりに、上記の国際公開第２０１２／１４８３５１号パンプレットに開示されているように、圧力脈動または他の物理的変化を供給管に沿って液体源まで伝播させることが可能であり、パルスまたは他の物理的変化は検出され、トリガとして、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２などを閉鎖し、液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などを開放するために使用される。

特定の供給管ＦＣ１、ＦＣ２などが液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などを介して液体源に接続されると、液体（温水）は、液抜きポンプＥＰによって液体源ＬＳに吸い戻される。液位センサＬＳ１、ＬＳ２も、分岐接続部（または分岐接続部近傍）の液位を検出するために配置されている。このセンサが、液面が最低レベルに達したことを検出した場合、これは、すべての液体が関連する供給管ＦＣ１、ＦＣ２などから抜かれた（取り出された）ことを意味する。代替案は、単に、制御弁または液抜き弁近傍の低圧を検出することであり、低圧は、実質的にすべての液体が供給管から抜かれたことを意味する。

したがって、この時点で、特定の供給管ＦＣ１、ＦＣ２において、０．５ｂａｒの不足圧力（周囲空気圧力の５０％）または０．２〜０８ｂａｒの不足圧力の圧力など、圧力はきわめて低い。この場合、信号が制御ユニットＣＵに送られ、制御ユニットが液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などを閉鎖するため、関連する供給管は、空の状態に維持され、供給管からの放熱による熱損失はない。供給管ＦＣ１、ＦＣ２などには、圧力がきわめて低い状態（ほとんど真空）でガスまたは空気のみが残る。液栓ユニットの１つを開放することで、新たな再充填サイクルを開始、誘発または起動することができる。

分岐接続部に個別に置かれた制御弁ＣＶ１、ＣＶ２など、および液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などの配置には、任意の１つまたはいくつかの供給管ＦＣ１、ＦＣ２などを互いに個別に空にすることができるという利点がある。したがって、１つまたは複数の他の供給管ＦＣ１、ＦＣ２などが再充填されている間、または関連する液栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２などにおいて温水を出すように動作している間、１つまたは複数の供給管ＦＣ１、ＦＣ２を空にすることができる。他方で、図１に示す先行技術のシステムでは、これは不可能であった。むしろ、供給管を共同使用のポンプに接続することが可能になる前に、すべての供給管が使用されなくなるまで待つことが必要であった。

供給ラインＦＬと、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２などと、個別の液抜き弁ＥＶ１、ＥＶ２などと、共有接続された液抜きポンプＥＰとを含む特定の液体配給ユニットは、同じ出願人によって同じ日に出願された「ａ ｌｉｑｕｉｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｕｎｉｔ」という名称の別の特許出願にさらに詳細に開示されている。

図４、５、６、７Ａ、７Ｂおよび図８、８Ａ、８Ｂの修正実施形態を以下に簡単に説明する。

図４では、液体弁ユニットＶ１は図３の液体弁と全く同じである。しかし、関連する制動チャンバＤ１は、供給管ＦＣ１の再充填中、圧力が周囲空気圧力よりも高い、例えば０．１ｂａｒの超過圧力を超えた場合にガスを制動チャンバに入れるための、逆止弁の形態のガス入口弁ＧＩＶ１と、供給管ＦＣ１の液抜き中にガスが供給管ＦＣ１に逆流することを可能にするガス出口弁ＧＯＶ１との２つの平行な弁装置を収容する流路ＯＰ’１を介して供給管ＦＣ１に接続されている。ガス出口弁ＧＯＶ１は、設定値、例えば２〜３ｂａｒを超える圧力差になった場合に開放する。ガス出口弁は、液体弁ユニットＶ１と同様の構造とされるが、１つのみのチェック弁（逆止弁）ＶＡ’１を有する。液抜き中に圧力差が小さくなった場合でさえ、ガス出口弁は、小さい圧力差がある限り開放したままであり、圧力差が逆転した場合、それでも開放したままであり得る。この場合、後続の水の再充填中、流入水は、ガス出口弁をその閉鎖位置に移行させる。圧力が約０．２ｂａｒの超過圧力になると、ガス入口弁ＧＩＶ１は開放し、ガスと、場合により一部の水とを制動チャンバに流れ込ませる。ガス出口弁ＧＯＶ１は、液体弁Ｖ１を介して温水を出している間、閉鎖されたままである。

平行な出口弁ＧＯＶ１および入口弁ＧＩＶ１を含む弁装置は、液体弁Ｖ１が開放した場合、制動チャンバＤ１内のガスがそこに留まることを保証し、付随して、弁Ｖ１を通って関連する温水栓ユニット（図２のＬＴ１）に至る水の流出が定常状態になるまで供給管ＦＣ１の圧力が低下する。このように、空気またはガスが液体弁Ｖ１を流れることが回避される。

制動チャンバは、図３および図４に示すように、自由内部空間を有することができ、または制動チャンバは、図５に示すように制動チャンバＤ’１の場合に可動性ピストンＰ、もしくは図６に示すように制動チャンバＤ’’１の場合に可撓性ダイアフラムＤＩを有することもできる。ピストンＰまたはダイアフラムは、初期ガス圧力が事前に設定された最内コンパートメントを画定し、初期ガス圧力は変わるが、このコンパートメント内のガスは再充填ステップ中に水と混ざらない。

液体弁は、例えば、図７Ａおよび図７Ｂに示すように異なる構造とすることができ、エラストマー本体Ｖ’１は、供給管ＦＣ１と制動チャンバＤ１との間の流路ＯＰ’’１に配置され、流路ＯＰ’’１が開放される（かつ右の液体弁部が閉鎖される）位置（図７Ａ）と、流路ＯＰ’’１が閉鎖される（かつ右の液体弁部が開放される）位置（図７Ｂ）との間で移動可能である。温水が温水栓ユニットＬＴ１に流入する場合に後者の位置が取られ、サイクルの他の段階中に他方の位置が取られる。

図８、８Ａ、８Ｂは、特にコンパクトな制動弁ＤＶ’１の実施形態を示す。この場合、液体弁Ｖ１は、内部制動チャンバＤ１を画定するハウジングＨ内で中央に配置されている。入口ＩＮ１は、供給管ＦＣ１と制動チャンバＤ１との間の開放流路ＯＰ１に配置されている。小オリフィスの形態の入口ＩＮ１は、導管ＣＯを介して液体弁ユニットＶ１と連通している。導管およびオリフィス入口ＩＮ１の内径は、供給管ＦＣ１の液抜き中でさえ水が導管ＣＯに残り、ガスが液体弁Ｖ１に流入するのを防止するようなものとされる。当然ながら、この場合も同様に、弁Ｖ１の閾値レベルは、弁Ｖ１が開放し、水が水栓ユニットＬＴ１に流れ込むのを可能にする前に、液体（温水）が入口ＩＮ１に達することを保証するのに十分に高い。

当業者は、添付の特許請求の範囲によって規定された範囲内で方法および液体配給システムを修正することができる。例えば、上記のように、温液ではなく、冷液用にシステムを使用することが可能である。供給管は、金属管またはプラスチックホースで構成することができる。当然ながら、液体弁Ｖ１、Ｖ２などの閾値圧力レベルは、それぞれの場合に適切な値に設定されるように変えることができ、システムと、それぞれの制動弁ユニットＤＶ１、ＤＶ２などの制動特性とを最適化するように、これらの閾値圧力レベルを変えることも可能である。場合により、制動チャンバの容積を変えることもできる。

上記のように、システムの通常の動作中、空気または他のガスの放出がないのは大きい利点である。制動チャンバは、周囲空気に対して閉鎖され、他の取付けおよび連結は、圧力が非常に低いまたはかなり高い状態においてでさえ、気密性でなければならない。先行技術のシステムの場合のように、入口空気弁から周囲空気を入れる必要はない。したがって、システムは迅速に動作し、充填速度は高く、信頼性は高く、したがって建物に適切に設置した後のサービスコストはかなり低い。

システムは、建物以外の他のユニット、例えば大型ベッセル（水上輸送もしくは空中輸送）もしくは移動車両、または温液もしくは冷液を様々な液栓ユニットに配給する必要がある他のユニットで使用することもできる。

Claims (15)

1. 中央に配置された液体源（ＬＳ）が個別の供給管（ＦＣ１、ＦＣ２など）を介して複数の液栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２）に接続される、液体配給システムにおいて液体および熱エネルギを節減する方法であって、
   − 前記関連する液栓ユニットでの液出し動作の完了後、前記液体が前記液体源に向かって逆流し、およびその後、前記関連する供給管がその中に保持されたガスのみを収容するように、前記関連する供給管に逆方向の圧力勾配を発生させることにより、前記関連する供給管から前記液体を抜くステップと、
   − 前記液栓ユニットの作動時、前記関連する供給管に順方向の圧力勾配を発生させ、かつ液体が前記液体源から前記関連する液栓ユニットに流れるのを可能にすることにより、前記供給管内の残存ガスを、周囲空気圧力レベルを超える動作圧力で前記関連する液栓ユニットに向かって押し込みながら、前記関連する供給管に液体を再充填するステップと
   を含む方法において、
   前記液体配給システムの全動作中、前記供給管（ＦＣ１など）のそれぞれを、関連する流路（ＯＰ１、ＯＰ’１、ＯＰ’’１など）を介して関連する制動チャンバ（Ｄ１、Ｄ’１、Ｄ’’１など）と連通した状態に維持する工程であって、
   − 前記関連する流路は、前記関連する液栓ユニット（ＬＴ１など）に接続される液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）への入口（ＩＮ１など）を収容し、および
   − 前記供給管、前記関連する流路、および前記関連する制動チャンバは、使用時、閉鎖されたシステムであって、その中の残存ガスに関して周囲空気から切り離された閉鎖されたシステムを形成する、工程と、
   前記液抜きステップ中、前記残存ガスの圧力を前記関連する液栓ユニットでの前記周囲空気の圧力レベルよりも実質的に低い最低圧力レベルまで下げながら、個別の液抜きポンプ（ＥＰ）により、前記関連する供給管および前記関連する流路からすべての液体を抜く工程と、
   前記再充填ステップ中、前記液栓ユニットの任意の１つでの前記周囲空気圧力レベルよりも実質的に高い前記動作圧力により、前記残存ガスを前記関連する制動チャンバ（Ｄ１）に押し込みながら、前記再充填液体が前記供給管を通り、かつ前記関連する流路（ＯＰ１、ＯＰ’１、ＯＰ’’１など）を越えて流れるようにする工程と、
   前記再充填ステップ中、前記再充填液体が前記入口（ＩＮ１）に達し、かつ前記関連する流路を越えて通過するまで、前記液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）を閉鎖された状態に維持する工程であって、前記液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）を介して前記関連する液栓ユニット（ＬＴ２）に前記再充填液体を流入させるが、ガスまたは空気を流入させないように前記液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）が開放される、工程とを有すること
   を特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）は、
   − 前記流路内の前記再充填液体の圧力が前記周囲空気圧力レベルよりも実質的に高い閾値圧力レベルに達する場合、または
   − センサまたは機械要素が前記液体弁の前記入口で液体の存在を検出した場合
   に開放されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記再充填ステップ中の前記関連する供給管（ＦＣ１など）内における上昇する圧力は、前記関連する供給管が前記液体源と直接連通するように前記液体源（ＬＳ１）に隣接して前記関連する供給管（ＦＣ１など）に配置された制御弁（ＣＶ１など）を開放することによって達成され、前記液体源（ＬＳ）内の液体圧力は、前記動作圧力に維持されることを特徴とする方法。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法において、前記液抜きステップ中、液体は、前記個別の液抜きポンプ（ＥＰ）により、前記関連する供給管（ＦＣ１など）から前記液体源（ＬＳ）に再循環されることを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法において、前記液抜きステップ中の前記供給管（ＦＣ１など）からの液抜きは、前記供給管（ＦＣ１など）と前記個別の液抜きポンプ（ＥＰ）との間に接続された個別の液抜き弁（ＥＶ１）を開放することによって開始されることを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法において、
   − 前記最低圧力レベルは、前記周囲空気圧力の２０〜８０％であり、および
   − 前記動作圧力は、前記周囲空気圧力の少なくとも３００％である
   ことを特徴とする方法。
7. 液体および熱エネルギを節減するための液体配給システムであって、
   − 中央に配置された液体源（ＬＳ）と、
   − 前記中央に配置された液体源に個別に接続されたいくつかの供給管（ＦＣ１、ＦＣ２など）であって、それぞれの個別の供給管（ＦＣ１など）は、関連する液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）を介して関連する液栓ユニット（ＬＴ１など）に接続される、いくつかの供給管（ＦＣ１、ＦＣ２など）と、
   − それぞれの供給管に関連する制動チャンバ（Ｄ１、Ｄ’１、Ｄ’’１など）と
   を含み、それぞれ供給管は、関連する液栓ユニットが閉鎖される場合に液体を抜かれ、かつ前記液栓ユニットが開放される場合に液体を再充填される、液体配給システムにおいて、
   − 前記供給管（ＦＣ１など）のそれぞれは、前記関連する液栓ユニット（Ｌｔ１など）に接続される前記液体弁（Ｖ１、Ｖ’１など）への入口（ＩＮ１など）を収容する関連する流路（ＯＰ１、ＯＰ’１、ＯＰ’’１など）を介して前記制動チャンバ（Ｄ１）と連通し、
   − 前記液体弁（Ｖ１など）のそれぞれは、再充填動作中、再充填液体が前記入口（ＩＮ１）に達し、かつ前記入口（ＩＮ１）を越えて通過するまで、残存ガスを前記関連する制動チャンバ（Ｄ１など）に押し込みながら、前記液体弁（Ｖ１など）を閉鎖された状態に維持することにより、前記関連する供給管（ＦＣ１など）を前記関連する液栓ユニット（ＬＴ１など）から切り離された状態に維持するように構成され、
   − 前記液体弁（Ｖ１など）は、再充填動作中、液体の前記流路への流入および前記制動チャンバ（Ｄ１など）内の前記残存ガスの圧縮後に開放するように構成され、
   − それぞれの供給管（ＦＣ１など）、前記関連する流路（ＯＰ１など）、および前記関連する制動チャンバ（Ｄ１など）は、前記システムの閉鎖された部分であって、その中の任意の残存ガスに関して周囲空気から切り離された前記システムの閉鎖された部分を共同で形成し、および
   − 個別の液抜きポンプ（ＥＰ）は、それぞれの供給管に接続可能であり、かつ液抜き動作中に接続されると、前記供給管から液体がなくなるまで前記供給管の液抜きを行うように構成され、液体がなくなった時点で、それぞれの関連する液栓ユニット（Ｌ１など）における前記周囲空気圧力よりも実質的に低く、かつ後続の再充填動作中の十分に低い圧力を確保する最低圧力が得られている
   ことを特徴とする液体配給システム。
8. 請求項７に記載の液体配給システムにおいて、前記個別の液抜きポンプ（ＥＰ）は、個別の液抜き弁（ＥＶ１）を介してそれぞれの供給管に接続可能であることを特徴とする液体配給システム。
9. 請求項７または８に記載の液体配給システムにおいて、前記液体弁は、− 前記流路内の前記再充填液体の圧力が前記周囲空気圧力レベルよりも実質的に高い閾値圧力レベルに達する場合、または
   − センサまたは機械要素が前記液体弁の前記入口で液体の存在を検出した場合
   に開放するように構成されることを特徴とする液体配給システム。
10. 請求項７乃至９の何れか１項に記載の液体配給システムにおいて、制御弁（ＣＶ１など）は、前記液体源（ＬＳ）に隣接してそれぞれの供給管（ＦＣ１など）に配置され、それにより、前記関連する供給管は、前記液体源に接続可能であることを特徴とする液体配給システム。
11. 請求項７乃至１０の何れか１項に記載の液体配給システムにおいて、前記関連する液栓（ＬＴ１など）の閉鎖時に上昇した液体圧力が検出される場合、前記液抜きステップを開始するために、圧力センサ（ＰＳ１など）は、前記液体弁（Ｖ１）の出口側の液体圧力レベルを検出するように配置されることを特徴とする液体配給システム。
12. 請求項７乃至１１の何れか１項に記載の液体配給システムにおいて、電子制御ユニット（ＣＵ）は、
    − 前記液体弁（Ｖ１）の前記出口側に配置された圧力センサ（ＰＳ１など）と、
    − 前記液体源（ＬＳ）に隣接してそれぞれの供給管に配置された制御弁（ＣＶ１など）と、
    − 前記液体源（ＬＳ）に隣接してそれぞれの供給管に配置された液位センサ（ＬＳ１など）と、
    − 前記液抜きポンプ（ＥＰ）と、
    − 個別の液抜き弁（ＥＶ１など）と
    の少なくとも１つに接続されることを特徴とする液体配給システム。
13. 請求項７乃至１２の何れか１項に記載の液体配給システムにおいて、前記関連する流路（ＯＰ’１）は、前記システムへの液体の再充填中、前記供給管（ＦＣ１）から前記制動チャンバ（Ｄ１）へのガスの流れを可能にするように構成されたガス入口弁（ＧＩＶ１）と、前記システムからの液抜き中、前記制動チャンバ（Ｄ１）からのガスの流れを可能にするように構成されたガス出口弁（ＧＯＶ１）とを含むことを特徴とする液体配給システム。
14. 請求項７乃至１３の何れか１項に記載の液体配給システムにおいて、前記液体弁（Ｖ１など）は、少なくとも１つの逆止弁（ＶＡ１）および圧力応答部（Ｓ１）を含むことを特徴とする液体配給システム。
15. 請求項１４に記載の液体配給システムにおいて、前記圧力応答部は、閾値圧力レベルに達した直後に前記液体の高流量の流れを可能にするために、弁本体を閉鎖位置から開放位置まで長い行程にわたって移動させる非線形ばね装置を含むことを特徴とする液体配給システム。

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