TWI363151B - On demand electronic faucet - Google Patents

Description

1363151 九、發明說明： 【發明所屬之技術領; 發明領域 本發明係大致有關於水龍頭史領域 明係有關於自動隨選電子水龍頭 【先前技術3 發明背景 本申請案聲明2006年9月29 b 士 口甲古主令& 請案第60/848,430號的優先權，复敍^ 、國臨時專利申 考。 、體在此―入做為參 更特別 的是本發 15 20 浴室設計中近來的趨勢開始强調使用 水龍頭之重要性。免動手電子水龍- 一， 典型的實體操縱以啟動水流之水^為不4桿或把手之 I領。很多電子水惩 統曾被發展以達成此使用如紅外錄 八瑪•碩系 緣、RE(射頻）、雷办 學與音頻之各種偵測系統。免動本 、光 于系統因而允許不須觫 冷/熱、開/關鈕地操作水龍頭。 、觸模 此對水控制之免動手特點捂 托供數個所欲的特點。、， 先，使用者科實體地職錢_洗臉盆之任何部八I 提供改善的魅性質。此在商業^裝之高通行位二別 重要。此利益在住宅安裝於減少、、夫 π理及防止細菌散佈亦為 所欲的。 免動手」電子 免動手系統之第二特點為其易 發現傳統的水龍頭紐之啟動是困難 皂而滑溜或手嚴重地被弄髒時之情 於使用。使用者經常會 的，即在他們的手因肥 形。免動手系統允許使 5 1363151 用者簡單地觸發感應器來開始水的流動。然而’很多慣常 之隨選系统要求使用者將其手置於水龍頭下方以觸發水 流。此配置會限制使用者如何使用該裝置的能力。 隨選系統之第三個利益為省水。所有的免動手特點包 5括一自動開啟特點，其可能是以一計時器機構為基礎。此 種特點節省用水，且使用者不須擔心關閉水龍頭。典型地， 隨選系統比傳統之手動系統用的水較少，大部分是因使用 者在關閉手動系統之失敗。在一些自動系統中’水只有在 使用者之手直接在出水點下方才會來。因而’納入自動關 10閉特點之能力比傳統水龍頭典型所遭遇地允許水的較有效 率之使用。 雖然免動手系統提供很多利益，目前之系統在提供數 個所欲型式的功能給使用者亦為失敗的。首先只有少數例 外地，目前之電子系統不允許使用者在沒有手動調整下分 15 離地控制熱水與冷水之水流或控制出自水龍頭的混合水流 的溫度。此在冷水用於飲用、溫水用於洗手及熱水用於房 間清潔可能均被要求來自同一水龍頭之水龍頭而言會是一 個特別的關切之處。 其次’目前的系統之額外的限制在於其需要特定之固 20 定啟動區。不管感應器系統所使用者為紅外線、RF、電容、 RF等之型式，免動手系統具有某一偵測區，此處需要一「目 標」進入以啟動水龍頭。某些系統典型在水龍頭或洗臉盆 之固定位置納入一感應器’要求使用者之手放在洗臉盆偵 測區内以啟動水流。雖然此對簡單的洗手動作為可接受 6 的’此種設計對洗臉盆附近之其他應用為無效的。 第三’目前之免動手系統因如先前被討論的感應器在 水龍頭中之要求而限制水龍頭的美學設計。此結果為使用 者能選用之水龍頭種類較少，其在住宅應用會是特定的關 切之處。 第四’目前之系統不提供對傳統水龍頭的改修。典型 上’使用者必須負擔全新水龍頭之費用以享受免動手的功 能，原因在於感應器被固定於水龍頭之洗臉盆。 【内 J 發明概要 本發明之一實施例係有關於一隨選電子系統。該系統 包含一感應器單元。該感應器單元包括一罩殼具有一感應 器用於㈣至少—刺激與—無線通訊裝置，該感應器單元 被定位於水龍頭之遠端。該隨選電子系統亦包括至少一無

乍ί生通<^及與感應II無線通訊裝置成無線通訊。針對多個 、文之偵測，-彳5號由感應器單元被發射至無線控制間裝 而觸發閥之狀態改變，如打開水或關水。 在一釋例性實施例中，一 無線控制閥被定位於熱與冷

該感應器單元能偵測至少二 主>、二刺激及在其幼分辨，此處 刺激下被送至熱水閥及一第二信 器單元通

響應一第二刺激下被送至冷水閥。 本發明之這些與其他目標、 利盈及特點，與其操作的 織”方式將由下列詳細之描述，在配合其中下面被描述 正個數圖中類似元件具有類m件編號之附圖被讀取時 將變得明白的。 圖式簡單說明 • ^第1A圖為具有分離之熱與冷把手與二個單—控制間的 “之手動水龍頭的透視圖；第卿為具有單—溫度與水 4把手及個雙重控制閥的慣常之手動水龍頭的透視圖； 第2圖為具有二個單一控制閥之一隨選水龍頭系統的 透視圖； 第3圖為具有一個雙重控制閥之一隨選水龍頭系統的 透視圖； 第4圖為本發明之一感應器單元的圖示，· 第5圖為具有一光源之本發明的感應器單元之另一釋 例性實施例； 第6A圖為具有-溫度感應器之第2圖的系統之一釋例 性實施例；細圖為具有-顯示制於指示水溫之本發明 的感應器單元之另一釋例性實施例；以及 第7圖為具有一手啟動機構之本發明的感應器單元之 另一釋例性實施例。

t實施方式J 較佳實施例之詳細說明 如第1八與_中顯示地，傳統之水籠統系統包括一水 龍頭10、-洗臉盆12、-熱水供水線路^與—冷水供水線 路16。-些習知技藝之系統（第以圖）運用分離的熱與冷水 ^63,151 供水線路14、16，其每一個分別被一熱水把手18與一冷水 把手20控制，而以通過二供水線路14、16之總合水流決定 經由水龍頭10的水流溫度。其他的習知技藝之系統（第丨B圖） 運用單一之把手，其作用來控制熱與冷水水流二者。此類 5習知技藝之系統包括被埋入水龍頭10或洗臉盆12本身中的 固定位置之感應器13，使得在洗臉盆12的部位内物體之出 現可被偵測。 本發明係有關於具有隨選功能之一免動手水龍頭系 統。如第2圖與第3圖中被顯示地，該隨選系統1〇〇包括一感 1〇應器單元22(在第4圖中更詳細地被顯示）與至少一無線閥控 制單元21通訊，用於控制由供水線路14與16至水龍頭1〇之 水流。在一實施例中，水流利用被至少一無線閥控制單元 21控制之閥23加以調節。 在第3圖中被顯示之一釋例性實施中，至少一無線閥控 15制單元21包含一無線熱水閥控制單元24與一無線冷水閥控 制單元26。該至少一閥23包含一熱水閥25與一冷水閥27。 該無線熱水閥控制單元24與熱水閥25通訊；及該無線冷水 閥控制單元26與冷水閥27通訊，使得單元24與26分別控制 熱水線路14與冷水線路16。因而，每一條供水線路14與16 20有效地與感應器單元22通訊，使得其各別之水流可因來自 感應器單元22之信號的結果被開啟與被關閉。 在本發明中被顯示之實施例中，無線閥控制單元21為 與單一閥單元23通訊的單一單元。單—閥單元可包括一個 二控制閥，如美國專利第6,508,272號中被描述之型式，但 9 1363151 不限於此，其被納入此處作為參考。因而，熱水線路14盘 冷水線路16二者之水流可經由單一無線閥控制單元2丨被栌 制。 感應器單元22與水龍頭10被隔離，允許其按使用者所 5 需地被疋位。第4圖顯不感應裔早元22之一釋例性實施例 在一實施例中，感應器裝置以可拆卸地被固定至一表面， 如第3圖顯示之化粧台11 ’但不限於此。該感應器須只被玫 置成分別與熱及冷控制閥單元24、26無線通訊。 感應器22包括一罩殼39、如電池(未被畫出）之電源、及 10能偵測使用者指示之觸發的一感應器34。在一釋例性實施 例中，電子元件可為部分之印刷電路板(未畫出）。感應器34 具有一債測區40，其中其能偵測一個或多個刺激(如使用者 之手出現）。在一實施例中，感應器34為一被動紅外線(piR) 偵測器，其在本技藝中為備為習知的。一般而言，為了偵 15測人類，PIR偵測器必須對人體與周圍被比較之溫度差為靈 敏的。人類具有約9〇卞之皮膚溫度而以9與1〇微米間的波長 放射紅外線能量。在一釋例性實施例，感應器單元22對具 有在約8至12微米之範圍内的波長之紅外線能量為靈敏 的。雖然本發明已以相關於piR被描述，各種慣常之偵測技 20術的使用為在本發明之領域内。此種慣常之偵測技術包括 主動紅外線、電容偵測、被動光偵測(如光電池）、如被動紅 外線或熱電堆、與RF，但不限於此。在一實施例中，由於 债測區被綁至感應器單元22之位置且感應器22可能為活動 的’伯測區40不會相對於水龍頭1〇之關係被固定，而是可 10 1363151 藉由移動感應器22被調整。 感應器單元22包括一感應器單元無線通訊裝置3〇(見 第4與5圖）用於與無線閥控制單元24、26相關聯之至少一閥 控制無線通訊裝置31通訊（元件30為了圖形清楚而被顯示 5為天線。實際之裝置可能不在外部而實際上可在罩殼内）。 在一釋例性實施例中，無線通訊裝置3〇包含—射頻(RF)發 射器，而閥控制單元無線通訊裝置31包括對應之rf接收 器。感應器單元22在感應器偵測到一刺激時發射—信號。 在第4圖中被顯示之一實施例中，感應器單元無線通訊 W裝置30包含-感應器單元收發器，及間控制單元無線通訊 裝置31包含至少一閥控制單元收發器。該等收發器提供發 送/接收通訊能力。收發器之使用允許吾人保證信號整合性 (即當資料被發送時，其可被感應器單元22藉由要求接收器 送回驗證而驗證說無線閥控制單元21接收正確之資料）。在 實靶例中，該驗證經由一和檢核被完成。若和檢核為正 確的，被發射器接收之資料為正確的。 在一釋例性實施例中，本發明企劃多重RF通訊裝置之 使用。在一實施例中，每一個RF傳輸以數位ID標藏或位元 破編碼。RF範圍内之接收器聆聽RF通訊，但除非ID為正確 的，無行動被採取。在一實施例中，感應器單元無線通訊 裝置30與閥控制單元無線通訊裝置31為具有相同ID之被配 子的單元，使仔當感應器單元22發射時，適當之無線閥控 制單元24, 26將回應。在另一實施例中，感應器單元無線 通讯裝置30與閥控制單元無線通訊裝置3丨使用相同之頻率 11 傳輸’其中只有相媒配之頻率配對單元將彼此回應。此即， 感應器單元22與無線閥控制單元21被調諧為相同頻率。 在—釋例性實施例中，感應器單元22被適應以偵測各 種刺激。在一實施例中，感應器單元22偵測及區別在價測 區40内使用之右至左手動作與左至右手動作。在一實施例 中’ 一第一右至左手動作形成來自感應器單元22的特定型 式之k號。在響應該第一右至左手動作下，熱水閥25逆轉 其狀態，即若其被關閉，其會開啟；若其被開啟，其會關 閉。在一釋例性實施例中，冷水閥控制單元26在響應左至 1〇右手動作下以相同方式操作。雖然感應器單元22已被描述 為偵測左至右手動作相對於右至左手動作，一般熟習本技 藝者將了解用於控制水流率與溫度各種型式之動作及準備 的個數被了解為將在本發明之精神内。 藉由用逆轉狀態對-信號響應’本發明允許使用者能 15開啟與關閉水流。例如在一實施例中，使用者走近水龍頭 10(水流為關閉的）並有以手由右至左通過偵測區4〇之動 作。此對無線熱水閥控制單元24發信號，其切換熱水閥 25(即假設閥被關閉時由關閉至開啟），而讓使用者洗手。一 §十時器（未畫出）被起動’其在使用者若未啟動另—信號時於 2〇 一段預設時間量後觸發熱水閥25關閉。當使用者完事時， 其再次提供手由右至左通過偵測區4G之動作，形成對熱水 閥25發出第二信號而停止熱水流之結果。因而，使用者被 提供遠離水龍頭1〇而關閉水流之免動手的選項，此為目^ 之免動手系統沒有的特點，且其允許比唯獨依賴計時器式 12 自動關閉之用水的甚至更強健之控制。 在—釋例性實施例中，本發明提供水流量之免動手的 可變之控制。在一實施例中，感應器單元22在響應某些刺 激下發射"'信號至無線閥控制單元21JL提供超越簡單之開 啟與關_態的可變水流之被選擇的驗開啟之量。在-釋例性實_巾，熱賴Μ與冷額η二者被無線閥控制 單疋21獨立而可變地控制，允許無數之水流組合，形成由 熱至冷範圍的可能溫度。 在—釋例性實施例中，水龍頭10包括至少一手動控制 (即把手）。傳統之二把手實施例在第1圖中被顯示，具有熱 水把手18與冷水把手2〇分別用於控制熱與冷水。在一實施 例中’使用者可為所欲之水流及/或熱與冷水的混合而設定 把手18、20 ^當隨選系統100(見第2圖）被啟動以允許水流 時’水將依照把手18、20之設定流出。在另一釋例性實施 例中’水龍頭10不包括用於控制水流之傳統的把手。在一 實施例中，手動控制閥68、69分別被置於熱水線路14與冷 水線路16 ’以在隨選系統100被啟動時，手動地設定對水龍 頭10可得可用之水的水龍與溫度(及熱對冷水之相對比值）。 在—釋例性實施例中，感應器單元22發送一信號至無 線閥控制單元21，其再依次控制閥25、27(或在第2圖之實 施例中為23)，此指出某些參數。例如，使用者可提供某些 刺激對應於以可變之水流的選項提供給使用者之水流的變 化°針對預設刺激之偵測，感應器單元22發射一信號至盔 線閱控制單元21而指出水流的變化。然後無線閥控制單元 1363151 21適當地調整閥單元23。因而，使用者可運用特定之刺激 來可變地控制水流。 在第6A圖顯示之實施例中’本發明不僅允許水流控制 亦有溫度的控制。在一釋例性實施例中，感應器單元22於 響應一第一刺激下發送一第一信號至熱水控制單元25，其 變更熱水閥25之狀態而不須管冷水閥27的狀態。感應器單 元22於響應一第二刺激下發送一第二信號至冷水控制單元 27 ’其變更冷水閥27之狀態而不須管熱水閥25的狀態。 在一實施例中，於第5圖中顯示地，可見之光源44可被 集積至感應器單元22内。在一釋例性實施例中，光源料與 一光感應器46通訊，此處在低或無光線位準被偵測時光源 44為開啟的。因而’感應11單元22或者為了辨識其操作位 置亦可具有夜光功能。在1例性實關中，被光源44照 15 亮之區域實質地對應於_區4〇。在另一釋例性實施例 中，被光源44照亮之區域斜

可對水龍頭10大略對應於洗臉盆 之位置或實際的幾何。此存土 I ^, 风先亦可在夜間提供有用的位置 與障礙物資訊(如化粧台、殊 L u M x '臉盆或水龍頭之位置），而又大 致地照亮該區域。 在第6A與6B圖被顯示 20 ^ ^ ^ ^ ώ 另—釋例性實施例中，無線閥 控制早兀21包括典型地彳 山、甘-a丨旦.^人， 於供水的一溫度感應器（未畫

出），其測量混合之水溫。# V 七紅舶〜釋例性實施例中’感應器單 几22包括一顯不450(第齒、 ^ .如口 圖）與溫度感應器（未畫出）通訊 用於顯不〉皿度。在另一釋 實施例中，溫度感應器48被 提供於無線閥控制單元21τ、 卜游且與感應器單元22通訊。在 14 13631.51 自動關閉計時If在控侧裝置由關閉至開啟被切換而觸發 計時被啟動。一預設時間值與計數器值被比較，且在該預 設時間被超過時，若控制間於該預設時間前未關閉時，<控 制閥之狀態由開啟被改變為關閉。 5 10 ^發明之實施例的前面之描述已就說明與描述的目的 2开式其不被欲為耗盡的或要限制本發明為所揭露之精 或者太且修改與變化在有鑑於上面之教習為可能的， 明之原理被務被獲得。該等實施例為了解釋本發 技藝者能在各2描述，且其實務應用為要促成熟習本 劃之特定的使用施例中運用本發明及各種修改適於被企 【阐式簡果說明】 慣常Γ手分離之熱與冷把手與二個單—控制閥的 15 流把手及-個雙Γ透視圖；第1阳為具有翠一溫度與水 雙重控制閥的慣常之手動水龍頭的透視圖； 透視圖2圖為具有二個單一控制闊之一隨選水龍頭系統的 第3圖為目士 透視圖； 個雙重控制閥之—隨選水龍頭系統的 20 第4圖為本發明之-感應器單元的圖示； 弟5 _為目士· 例性實施例Ϊ、有—光源之本發明的感應器單元之另一釋 為具有一溫度感應器之第2圖的系統之一釋例 實例’第6B_為具有一顯示器用於指示水溫之本發明 16 1363151 的感應器單元之另一釋例性實施例；以及 第7圖為具有一手啟動機構之本發明的感應器單元之 另一釋例性實施例。 【主要元件符號說明】 30.. .感應器單元無線通訊裝置 31…閥控制單元無線通訊裝置 34.. .感應器 39.. .罩殼 40.. .偵測區 44.. .光源 46.. .光感應器 48.. .溫度感應器 50.. .顯示器 60···手動按钮 61. 62.. .按紐 68.··手動控制閥 69.. ·手動控制閥 100.. .隨選系統 10…水龍頭 11…化粧台 12···洗臉盆 13.. .位置感應器 14.. .熱水感應器 15…冷水感應器 17…單一把手 18…熱水把手 20…冷水把手 21…無線閥控制單元 22.. .感應器單元 23.. .閥 24.··無線熱水閥控制單元 25.. .熱水閥 26.. .無線冷水閥控制單元 27.. .冷水閥 17

Claims (1)

1363.151 . ^6135942號申請案修正頁 100.12.14: 十、申請專利範圍： 1. 一種用於對被一具有熱水供水閥及冷水供水閥的供水 線路饋給之水龍頭控制水流的無線裝置，該無線裝置包 含： 5 具有一罩殼之一感應器單元，其具有用以偵測及辨 別多個刺激之一感應器、一手動開關、與一感應器無線 通訊裝置，該感應器單元被定位成遠離該水龍頭； 與該熱水閥成操作性通訊的一無線熱水控制閥裝 " 置，使得該無線熱水控制閥裝i選擇地控制供應到該供 10 水線路的熱水量；及 與該冷水閥成操作性通訊的一無線冷水控制閥裝 置，使得該無線冷水控制閥裝置選擇地控制供應到該供 . 水線路的冷水量； 其中根據該等多個刺激之一第一刺激的偵測或該 15 手動開關的啟動，一第一信號由該感應器無線通訊裝置 被發射至該無線冷水控制閥裝置，而觸發該冷水供水閥 之狀態改變，以及根據該等多個刺激之一第二刺激的偵 測，一第二信號由該感應器無線通訊裝置被發射至該無 線熱水控制閥裝置，而觸發該熱水供水閥之狀態改變； 20 其中來自該水龍頭的該水流速率係根據一第三刺 激的偵測而改變； 其中該水龍頭被定位於一梳妝台上及該感應單元 被定位於遠離該水龍頭之該梳妝台的另一部分上，該感 應器單元具有在該梳妝台上的一谓測區；以及 18 1363.151 [l~96l35942~^f If t "WIXH. 其中該感應單元無線通訊裝置傳送具有一識別碼 且該無線冷水控制閥裝置與該無線熱水控制閥裝置僅 回應帶有該識別碼的傳送。 '2_如申請專利範圍第1項之無線裝置，其中該感應器無線 5 通訊裝置包含一感應器收發器，該無線冷水控制閥裝置 也包含一無線冷水控制閥收發器，且該無線熱水控制閥 裝置亦包含一無線熱水控制閥收發器，該等收發器係彼 此成無線發送/接收通訊。 3.如申請專利範圍第2項之無線裝置，其中該感應器收潑 10 4. 5. 15 6. 20 7. 器在發射資料之際驗證該控制閥收發器已接收該資料。 如申请專利範圍第1項之無線裝置，其中該感應器單元 無線通訊裝置與該無線冷水控制閥裝置與該無線熱水 控制閥裝置具有用於無線通訊的被配對之頻率。 如申請專利範圍第1項之無線裝置，其中該感應器單元 無線通訊裝置包含—發射H，該無線冷水控制閥裝置包 含一接1UI ’且該無線熱水控制裝置包含—接收器， 該等發射器與接收器成無線通訊。 其中該等發射器與 其進一步包含被定 如申請專利範圍第5項之無線裝置 接收器係經由射頻傳輸來通訊。 如申凊專利範圍第1項之無線裝置 位於該感應器單元中之一光源。 —種隨選水龍頭系統，其包含： 具有一水槽與一水龍頭的—插 ^ . . 锍妝口，该水龍頭與由 供水線 ，，、、水線路及一冷水供水線路所形成之_ 19 8. 1363151 第~"96135942 路成流體相通； 一熱水閥，其操作性地被定位於該熱水供水線路上 以控制被供應至該供水線路之熱水量； 5 一無線熱水閥接收器，其與該熱水閥成操作性連 通，使得該無線熱水閥接收器選擇地控制被供應至該供 水線路之熱水量； 一冷水閥，其操作性地被定位於該冷水供水線路上 以控制被供應至該供水線路之冷水量； 10 一無線冷水閥接收器，其與該冷水閥成操作性連 通，使得該無線冷水閥接收器選擇地控制被供應至該供 水線路之冷水量；以及 一感應器單元，被定位成在該梳妝台上遠離該水龍 碩’且包含具有一無線發射器的一罩殼、一手動開關、 15 ’且配則日不在該水龍頭之水溫的—溫度顯示器、與用於 出現偵測的具有在嗲Μ π A L t ' ' 写，…乂 之一该測區的-感應 二〜之發射器與該無線熱水閥接收 無線冷水成鱗通訊； 及該 水線冷水供水線路與該熱水供 20 調整水、、，： 的水流被改變，從該水龍頭 、’皿’其中該感應器能夠辨別至少一第一、[ 以及第三出現翻，其 —' 觸發該熱水閥之狀離改::该第一出現類剛 =到=:::二出現類型的偵測，-第二信號被 5 — 之狀態改變的該冷水閥裝置，從而 20 13631.51 [f~96l35942~E?請案彳頁 ~ 允許該熱水供水線路與冷水供水線路的獨立控制，其中 根據一第三出現類型，水流速率從該水龍頭被改變，其 中該水龍頭被定位於一梳妝台上及該感應單元被定位 於遠離該水龍頭之該梳妝台的另一部分上，以及其中該 5 感應單元無線通訊裝置傳送具有一識別碼且該無線冷 水控制閥裝置與該無線熱水控制閥裝置僅回應帶有該 識別的傳送。 9. 如申請專利範圍第8項之隨選水龍頭系統，其中該偵測 垦-係使得該感應器能偵測出現，及其中該债測區相對於 一 10 該水龍頭為可移動的。 10. 如申請專利範圍第8項之隨選水龍頭系統，其進一步包 含一/皿度感應器，其被定位於與該供水線路成熱接觸且 與該感應器單元成無線通訊，該感應器單元包含用於指 示水溫之一顯示器。 15 u.如申請專利範圍第10項之隨選水龍頭系統，其進一步包 含一溫度觸發式的水關閉開關，其被定位於該供水線路 上且與該溫度感應器成無線通訊，其中對該水龍頭之水 流在該溫度感應器偵測到高於預設限度的溫度時被停 止。 U·如申請專利範圍第8項之隨選水龍頭系統，其進一步包 含-自動關閉計時器，其在該控制閥裝置由關閉被切換 為開啟時被起動’且其在一預設期間後由開啟至關閉地 改變其狀態。 U.如申請專利範圍第8項之隨選水龍頭系統，其進一步包 21 1363151 . . ·. @6135942號申請案修正頁 100.12.14: 含一手動致動器，其被定位於該感應器單元上且與該感 應器單元無線發射器通訊，其中該致動器的致動會起動 對熱與冷水控制閥接收器二者或其中之一的一信號傳 輸。 5 22