專利名稱：溫度激活的淋浴控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)水淋浴裝置，具體但不排他地涉及具有計時功能的溫度激活的淋浴控制器。
背景技術(shù)：
尤其是在干旱、缺水和其他限制的時間期間，限制淋浴時間以節(jié)約水的概念是已知的。限制淋浴時間的問題可以通過兒童父母的阻撓以及制止租得房屋的不負(fù)責(zé)任租戶進(jìn)行任意持續(xù)時間的長時淋浴來舉例。為了給出具體的示例，由兒童進(jìn)行的長時淋浴不僅導(dǎo)致其父母的異議和憤怒，而且經(jīng)常具有重要的后果，其中兒童可能上學(xué)遲到或者延誤 家庭外出。當(dāng)考慮過量加熱和水使用中需要的能量和水兩者的不必要浪費時，問題被進(jìn)一步加劇，其具有經(jīng)濟后果和環(huán)境后果兩者?？刂乒?yīng)到淋浴的水的概念是已知的。實施例公開在澳大利亞專利第2007231680號(JOBSEN)和澳大利亞專利第 785030 號(CLOSE)中。AU 2007231680 (JOBSEN)公開了一種淋浴計時器，其通過控制器倒計時預(yù)定的淋浴時間，以允許使用者在已經(jīng)啟動倒計時的同時增加或減小剩余的淋浴時間。AU 785030 (CLOSE)公開了一種淋浴計時器，其允許流動預(yù)定的時間期間，具有視覺指示設(shè)備以指示剩余的流動時間，并具有可聽設(shè)備，用于在剩余淋浴時間減少時提供在頻率或音調(diào)上變化的一個或多個警報標(biāo)志。現(xiàn)有技術(shù)的這些實施例均不允許在溫度的基礎(chǔ)上自動起動的淋浴頭控制器或計時器，例如關(guān)于時間響應(yīng)于溫度上的變化，即溫度梯度或者當(dāng)達(dá)到水的預(yù)定閾值溫度時。另外，AU 785030 (CLOSE)也似乎需要遠(yuǎn)程電源，其將通常需要涉及有資質(zhì)的安裝者，從而增加成本。與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的第二、重要的限制在于這些現(xiàn)有技術(shù)裝置需要通過使用者按壓“開始”按鈕來啟動，并且不能以非通用的方式應(yīng)用，即當(dāng)淋浴自動開始時淋浴控制器自身不檢測并且然后在指定時間期間內(nèi)確保使用者完成其淋浴。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，計時功能可以被使用者超控，從而否定具有該裝置的益處。重要的是，如果不啟動淋浴單元，則淋浴時間可以像使用者確定的那樣長，這是因為淋浴計時器單元是一起分流的。發(fā)明目的因此，存在對于溫度激活的淋浴控制器的需要，其在淋浴操作上具有最小的影響，并且控制和確定淋浴的有限時間，而不能完全超控(override)淋浴控制器,尤其是在兒童使用的情形下。本發(fā)明的另一目的在于，本發(fā)明應(yīng)該能夠被使用者安裝，而不需要有資質(zhì)的或受過技術(shù)訓(xùn)練的人員幫助。本發(fā)明的一般目的是提供給公眾可選擇的且有用的選擇。發(fā)明陳述因此，一方面，本發(fā)明在于溫度激活的淋浴控制器，包括以下組合
溫度傳感器，其適于檢測并響應(yīng)供應(yīng)到淋浴頭的水中的關(guān)于時間的溫度變化的預(yù)定速率，即，溫度梯度；閥，其適于允許或減小水到淋浴頭的流動；可編程的微處理器設(shè)備，其響應(yīng)于溫度傳感器并適于根據(jù)預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間來控制閥的操作；其中使用時，通過打開水供應(yīng)并且在關(guān)于時間的溫度變化的預(yù)定速率即溫度梯度被檢測到以后，溫度激活的淋浴控制器被啟動，并且在給定時間期間內(nèi)，使用者可選擇淋浴持續(xù)時間，或者微處理器默認(rèn)為預(yù)設(shè)定的淋浴持續(xù)時間，在此時間以后，閥移動到關(guān)閉位置以減小流動到淋浴頭的水的流量。 在另一示例中，溫度傳感器適于檢測并響應(yīng)供應(yīng)到淋浴頭的水的預(yù)定閾值溫度。優(yōu)選地，在閥被關(guān)閉以減小水供應(yīng)之后，在微處理器發(fā)出信號以再次打開閥以前，存在另一個“鎖定(lock out) ”時間期間。優(yōu)選地，閥是通過電脈沖在打開和關(guān)閉位置之間移動的閉鎖式電磁閥(latchingsolenoid valve)。優(yōu)選地，閥在淋浴結(jié)束時不完全關(guān)閉供應(yīng)到淋浴頭的水，因此細(xì)水流被允許從淋浴頭流動，并且提示使用者關(guān)閉龍頭。優(yōu)選地，溫度傳感器是熱敏電阻裝置，其按各種間隔檢測水溫以確定溫度的變化速率并且向微處理器發(fā)出信號。更優(yōu)選地，如果在兩個連續(xù)的8秒間隔期間，溫度變化的預(yù)定速率增加O. 5°C，則溫度激活的淋浴控制器被啟動。在可選擇實施方式中，溫度傳感器是檢測預(yù)定閾值水溫的熱敏電阻裝置。在以上實施方式中，當(dāng)熱敏電阻檢測到30°C和50°C之間的特定水溫并且更優(yōu)選地為40°C的溫度時，溫度激活的淋浴控制器被啟動。優(yōu)選地，存在使用者可以選擇的多個預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間。在優(yōu)選示例中，淋浴持續(xù)時間僅能延長一次短的時間期間，這由微處理器控制，例如在預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間內(nèi)不能完成淋浴的情形下。更優(yōu)選地，微處理器設(shè)備可以被編程以操作閥來向四(4)、六(6)或八(8)分鐘持續(xù)時間的淋浴提供僅僅單獨60秒的延長，或者更少。優(yōu)選地，在淋浴持續(xù)時間默認(rèn)為六(6)分鐘的持續(xù)時間以前，預(yù)定溫度被感應(yīng)以后的給定時間期間為三十(30)秒。優(yōu)選地，閥組件位于放置在淋浴頭和淋浴供應(yīng)管之間的殼體中。優(yōu)選地，熱敏電阻緊密接近于閥定位。在優(yōu)選示例中，微處理器設(shè)備是通過線纜連接到閥和熱敏電阻裝置的單獨單元。更優(yōu)選地，微處理器設(shè)備是通過無線連接來控制閥和熱敏電阻裝置的單獨單元。在可選擇示例中，微處理器設(shè)備、閥和熱敏電阻可以定位在位于淋浴頭和淋浴供應(yīng)管之間并將淋浴頭連接到淋浴供應(yīng)管的單獨殼體中。適當(dāng)?shù)?淋浴控制器是電子驅(qū)動的(electronically powered)并通過電池或通過太陽能操作。
在可選擇方案中或者另外，淋浴控制器能夠與適當(dāng)?shù)陌踩娏骱碗妷簻p小設(shè)備(safety electric current and voltage reduction means)進(jìn)行有線電連接(mainswired)。優(yōu)選地，聲音和/或視覺指示器可以用于在淋浴期間提示使用者。優(yōu)選地，淋浴控制器還可以在其完成時提供關(guān)于淋浴的統(tǒng)計信息。附圖
簡述為了使本發(fā)明得到更好地理解并實施，現(xiàn)將參照附圖，附圖中圖I顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式；圖2顯示本發(fā)明的可選擇實施方式；并且 圖3和4顯示與淋浴控制器關(guān)聯(lián)的可編程設(shè)備的細(xì)節(jié)。附圖詳述圖I顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式的側(cè)視圖，特征在于淋浴頭20，其為節(jié)水的設(shè)計，具有到淋浴供水管(未示出)的非鉸接的或者直的進(jìn)口連接器22。包含電磁閥的閥殼體24也緊密接近并鄰近進(jìn)口連接器22。在淋浴循環(huán)開始以前，閉鎖式電磁閥(未示出)在打開位置開始以允許滿水流動，這使得使用者能夠感受優(yōu)選淋浴溫度的流動水。通過進(jìn)口 22進(jìn)入淋浴頭的水的溫度由熱敏電阻(未示出)按八(8)秒的間隔測量三次。如果由熱敏電阻檢測的溫度增加預(yù)定的量，例如對于兩個連續(xù)的八(8)秒間隔來說為O. 5度，則可編程的微處理器單元(未示出)觸發(fā)計時器以開始受控的淋浴循環(huán)，并通過聲音和/或視覺提示指示使用者選擇淋浴時間。如果在預(yù)定長度的時間(例如三十(30)秒)以后沒有做出輸入，則微處理器單元將自動地選擇默認(rèn)的淋浴時間設(shè)定(例如六(6)分鐘)。現(xiàn)在參照圖2，顯示了作為鉸接淋浴頭12 —部分的可選擇閥殼體10的頂視圖。閥殼體包含電磁閥(未示出)以及緊密接近電磁閥的熱敏電阻(內(nèi)部的并且未示出)。如圖I中，在淋浴起動以前，電磁閥處于打開位置。在此實施方式中，當(dāng)進(jìn)入進(jìn)口連接器14的水到達(dá)預(yù)定閾值溫度時，熱敏電阻向可編程的微處理器單元(未示出)發(fā)出信號以觸發(fā)用于受控淋浴循環(huán)的計時器，并通過聲音和/或視覺提示指示使用者選擇淋浴時間。如果在預(yù)定長度的時間(例如三十(30)秒)以后沒有做出輸入，則微處理器單元將自動地選擇默認(rèn)的淋浴時間設(shè)定(例如六(6)分鐘)。在圖I和2兩者的示例中，在完成通過可編程的微處理器單元設(shè)定的淋浴持續(xù)時間時，電磁閥被導(dǎo)致關(guān)閉。閥在“鎖定”時期保持關(guān)閉。在完成淋浴的持續(xù)時間并關(guān)閉閥以后，微處理器(未示出)對預(yù)定的“鎖定”時期進(jìn)行計時，例如三(3)分鐘。在此時間以后，微處理器導(dǎo)致閥被觸發(fā)(toggle)到打開位置以準(zhǔn)備用于下一個受控的淋浴循環(huán)。在如之前所述的優(yōu)選形式中，電磁閥不完全關(guān)閉供應(yīng)到淋浴頭的水，并且細(xì)水流(例如，全部水流的5%)被允許圍繞關(guān)閉的閥流動，其提示使用者完全關(guān)掉龍頭。這可以由聲音和/或視覺提示伴隨至使用者以關(guān)掉龍頭。這是優(yōu)選的裝置以提醒使用者尤其是年輕的孩子以關(guān)掉龍頭，因為流動的細(xì)流將繼續(xù)從淋浴頭滴下以提示龍頭沒有完全關(guān)閉。這是重要的，因為當(dāng)“鎖定”時期結(jié)束時，來自淋浴頭的全部水流將被恢復(fù)。設(shè)想溫度激活的淋浴控制器可以作為如圖I和2所示的可以由使用者簡單安裝的預(yù)組裝淋浴頭銷售和分配?，F(xiàn)在參照圖3，其中顯示了可編程的微處理器單元30的前板，其中當(dāng)分別按壓按鈕34、36或38時，可選擇四(4)分鐘、六(6)分鐘和八(8)分鐘持續(xù)時間的淋浴時間。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說清楚的是，可用的預(yù)定淋浴持續(xù)時間的選擇可以是一(I)到十(10)分鐘的通常范圍內(nèi)的任何間隔的選擇，并且不限于圖3中所示的實施方式。還存在一次關(guān)閉的(once-off)淋浴持續(xù)時間延長按鈕32以允許使用者完成淋浴，如果因為任何原因而導(dǎo)致初始選擇的淋浴持續(xù)時間不恰當(dāng)?shù)脑挕Ｔ诖耸纠?，淋浴持續(xù)時間延長按鈕32將淋浴持續(xù)時間延長額外的六十￠0)秒。此淋浴延長按鈕僅僅在初始淋浴持續(xù)時間接近完成以后(例如在初始未延長的淋浴時間的最后六十(60)秒中)開始激活并可用于選擇，并且在每個淋浴循環(huán)中僅可使用一次。還存在以顯示器40形式的警報設(shè)備，指示存在受限的時間量，例如在水流減小以前‘剩余十秒’的示例。將清楚，顯示器40還可用于指示在受控淋浴循環(huán)中的其他明顯情形，例如提示使用者輸入淋浴的選擇時間，指示淋浴期間的時間進(jìn)程、淋浴持續(xù)時間中的剩余時間，提示使用者輸入淋浴延長的選項，提示使用者在淋浴完成時關(guān)掉龍頭，指示電池的低電壓和任何其他的相關(guān)信息。設(shè)想微處理器能夠計算并顯示各種統(tǒng)計數(shù)字，例如使用水的近似量和近似的能量消耗。
將清楚，前板將是防水的面飾。并且可以完全包入柔韌的或柔軟的透明塑料外殼或外套中。顯示器40理想地為允許可變文字輸出的IXD顯示器。如之前討論的，顯示板可以組合在與閥和熱敏電阻一樣的殼體中，或者可選擇地其可以是通過線纜或無線連接到閥組件和熱敏電阻裝置的獨立單元。這允許關(guān)于顯示器和使用者輸入按鈕的可接近性的各種選擇。例如，在本發(fā)明被更小的兒童使用時，預(yù)期的使用者可以選擇將獨立的顯示板30安裝在更加可視并且對這些更矮身高的人來說友好使用的低高度選項。圖4顯示了可編程單元運行的示意性概述57，其中如圖3中所示，四(4)分鐘、六
(6)分鐘或八(8)分鐘的淋浴持續(xù)時間能夠被選擇并編程到微控制器單元。當(dāng)淋浴頭中檢測的水溫度在設(shè)定時期期間已經(jīng)增加預(yù)定量(例如在兩個(2)連續(xù)的八(8)秒間隔期間O. 5攝氏度)時，或者可選擇地，達(dá)到大約四十(40)攝氏度的預(yù)定閾值溫度時，自動起動的傳感器被激活，并且被閥殼體中的熱敏電阻單元檢測，其發(fā)出信號52至微處理器以激活計時器并起動受控的淋浴循環(huán)。淋浴循環(huán)由提示使用者進(jìn)入淋浴持續(xù)時間的選擇55開始。如果在30秒以后沒有選擇淋浴時間，則淋浴默認(rèn)為由微處理器50確定的六(6)分鐘的持續(xù)時間。如上討論的，在初始未延長的淋浴持續(xù)時間完成時，允許使用者任選地使用一次關(guān)閉的短時間段延長并提示使用者在初始淋浴持續(xù)時間的最終階段做出選擇。在淋浴時間完成之前不久，通過聲音和/或視覺指示器通告使用者。在淋浴時間完成時，微控制器驅(qū)動閥驅(qū)動電路56以引起閥殼體中的閉鎖式電磁閥58移動到關(guān)閉位置，從而減小供應(yīng)到淋浴頭的水。如以上討論的，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，閥不完全關(guān)閉流動，而是允許甚至是當(dāng)閥處于關(guān)閉位置時經(jīng)過淋浴頭的小流動，以向使用者指示(結(jié)合來自LCD顯示器的聲音和視覺提示)關(guān)閉龍頭。此時，另一個計時器被啟動以對“鎖定時期”進(jìn)行計時，并且在三(3)分鐘以后，微控制器導(dǎo)致閥被觸發(fā)至打開位置，準(zhǔn)備用于下一個受控洗浴循環(huán)，其中到洗浴頭的全部流動被恢復(fù)。在此形式中，存在IXD (液晶顯示器)設(shè)備53和微處理器，其由九伏的DC電源54供電。
變化形式當(dāng)然將意識到，雖然前述內(nèi)容通過本發(fā)明的闡示性示例給出，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，對本發(fā)明所有的這些和其他的修改和變化被視為落入如本文提出的本發(fā)明的寬廣范圍和界限內(nèi)。說明書中，術(shù)語“包括(comprising) ”和“包含(containing) ”應(yīng)理解為具有類似 于術(shù)語“包括(including) ”的寬廣含義，并且將被理解為暗指包括提到的整體或步驟或者整體或步驟的組，而不排除任何其他的整體或步驟或者整體或步驟的組。此限定還用于術(shù)語“包括(comprising) ”和“包含(containing) ”上的變化,例如“包括(comprise) ”、“包括(comprises) ”、“包含(contain) ” 和“包含(contains)”。
權(quán)利要求
1.一種溫度激活的淋浴控制器，包括以下組合 溫度傳感器，其適于檢測并響應(yīng)供應(yīng)到淋浴頭的水中的關(guān)于時間的溫度變化的預(yù)定速率，即溫度梯度； 閥，其適于允許或減小水到所述淋浴頭的流動； 可編程的微處理器設(shè)備，其響應(yīng)于所述溫度傳感器并適于根據(jù)預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間來控制所述閥的操作； 其中在使用中， 通過打開水供應(yīng)并且在關(guān)于時間的所述溫度變化的預(yù)定溫度速率，即溫度梯度被檢測到以后，所述溫度激活的淋浴控制器被啟動，并且在給定時間期間內(nèi)，使用者可選擇淋浴持續(xù)時間，或者所述微處理器默認(rèn)為預(yù)設(shè)定的淋浴持續(xù)時間，在該時間以后，所述閥移動到關(guān)閉位置以減小供應(yīng)到所述淋浴頭的水的流量。
2.一種溫度激活的淋浴控制器，包括以下組合 溫度傳感器，其適于檢測并響應(yīng)供應(yīng)到淋浴頭的水中的預(yù)定閾值溫度； 閥，其適于允許或減小水到所述淋浴頭的流動； 可編程的微處理器設(shè)備，其響應(yīng)于所述溫度傳感器并適于根據(jù)預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間來控制所述閥的操作； 其中在使用中， 通過打開水供應(yīng)并且在所述預(yù)定閾值溫度被檢測到以后，所述溫度激活的淋浴控制器被啟動，并且在給定時間期間內(nèi)，使用者可選擇淋浴持續(xù)時間，或者所述微處理器默認(rèn)為預(yù)設(shè)定的淋浴持續(xù)時間，在該時間以后，所述閥移動到關(guān)閉位置以減小供應(yīng)到所述淋浴頭的水的流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中在所述閥被關(guān)閉以減小水供應(yīng)以后，在所述微處理器發(fā)出信號以打開所述閥以前，存在另一 “鎖定”時間期間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述閥是通過電脈沖在打開位置和關(guān)閉位置之間移動的閉鎖式電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述閥在淋浴結(jié)束時不完全關(guān)閉供應(yīng)到所述淋浴頭的水，使得細(xì)水流被允許從所述淋浴頭流動。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述溫度傳感器是熱敏電阻裝置，所述熱敏電阻裝置按各種間隔檢測水溫以確定溫度變化的速率并且向所述微處理器發(fā)出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度激活的淋浴控制器，其中對于兩個連續(xù)的8秒間隔，所述溫度變化的預(yù)定速率為0. 5°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述熱傳感器是響應(yīng)于30°C和50 V之間的特定水溫的熱敏電阻裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中存在使用者可選擇的多個預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴持續(xù)時間僅能延長一次短的時間期間，該延長由所述微處理器控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述微處理器設(shè)備能夠被編程以操作所述閥來向四(4)、六(6)或八(8)分鐘持續(xù)時間的淋浴提供僅僅單獨60秒的延長，或者更少。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中在達(dá)到預(yù)定溫度以后的給定的時間期間為三十(30)秒，并且默認(rèn)的預(yù)設(shè)定的淋浴時間期間為六(6)分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述閥位于放置在所述淋浴頭和淋浴供應(yīng)管之間的殼體中。
14.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述熱傳感器是緊密接近于所述閥定位的熱敏電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述微處理器設(shè)備是通過線纜連接到所述閥和所述熱傳感器的單獨單元，包括熱敏電阻裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述微處理器設(shè)備是無線控制所述閥和所述熱傳感器的單獨單元，包括熱敏電阻裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述微處理器設(shè)備、所述閥和所述熱傳感器定位在位于所述淋浴頭至所述淋浴供應(yīng)管之間并將所述淋浴頭連接到所述淋浴供應(yīng)管的單獨殼體中。
18.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴控制器是電子驅(qū)動的并通過電池操作的。
19.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴控制器是電子驅(qū)動的并通過太陽能操作或通過太陽能增強的。
20.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述淋浴控制器與適當(dāng)?shù)陌踩娏骱碗妷簻p小設(shè)備進(jìn)行有線電連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中在整個淋浴期間，所述控制器通過聲音和/或視覺指示器提示使用者。
22.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度激活的淋浴控制器，其中所述控制器提供關(guān)于淋浴的統(tǒng)計信息。
全文摘要
一種溫度激活的淋浴控制器，包括以下組合溫度傳感器，其適于檢測并響應(yīng)供應(yīng)到淋浴頭的水中的預(yù)定溫度的增加；閥，其適于允許或減小水到淋浴頭的流動；可編程的微處理器設(shè)備，其響應(yīng)于溫度傳感器并適于根據(jù)預(yù)編程的淋浴持續(xù)時間控制閥的操作。在操作使用中，當(dāng)打開水供應(yīng)并且在關(guān)于時間的溫度變化的預(yù)定溫度速率，即溫度梯度被檢測以后的給定時間期間內(nèi)，溫度激活的淋浴控制器被啟動，并且使用者可選擇淋浴持續(xù)時間，或者微處理器默認(rèn)為預(yù)設(shè)定的淋浴持續(xù)時間，在此時間以后，閥移動到關(guān)閉位置以減小供應(yīng)到淋浴頭的水的流量。
文檔編號G05D7/00GK102781588SQ201180006622
公開日2012年11月14日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者大衛(wèi)·邁克爾·布魯諾里 申請人:大衛(wèi)·邁克爾·布魯諾里