JP6002754B2 - 液体給配システムでの液体温度を維持する方法および液体給配システム - Google Patents

液体給配システムでの液体温度を維持する方法および液体給配システム Download PDF

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Description

本発明は、液体供給源から液体栓へと延在する少なくとも１本の液体導管を有する液体給配システムにて液体の温度を維持するための方法および液体給配システムに関し、前記方法は、
開栓操作の完了後に前記液体導管に逆向きの圧力勾配を生じさせることによって前記液体導管から液体を排除し、液体が前記液体供給源に向けて逆方向に流れるようにする一方、液体導管へと気体を流入させて液体導管を逆方向に流れる液体と置き換えるステップと、
前記液体導管が空になった場合、前記液体の逆方向の流れを止めるステップと、
液体を前記液体栓から再び出す必要がある場合、前方への圧力勾配を前記液体導管に生じさせることにより、前記液体供給源から前記液体栓へと液体が流れることをもたらして前記液体導管から気体を排除するステップと
を具えている。
このような方法は、２０１０年１０月２８日（優先日：２００９年１０月３０日）に提出した本出願人の特許文献１に開示されている。同様な方法もまた、Pumpe らの特許文献２からすでに知られている。建物内に温水を給配するこの従来技術のシステムにおいて、圧力センサー１０が給湯栓に隣接して液体チャンバーにある。水を出す場合、電気信号が中央に配された制御器具１９に電線１１を介してフィードバックされる。従って、それぞれの給湯栓から中央制御器具へと引き出された電気ケーブルを分ける必要性がある。この周知の方法に伴う他の主たる欠点は、再充填処理中に液体（温水）が液体栓に達した時の高い最大圧力および強烈な騒音を回避するため、温水の液体「弾性」を作り出す空気噴射器(１７)を使用しなければならないことである。
国際特許出願第ＰＣＴ/ＳＥ２０１０/０５１１７２号明細書 独国出願公開第ＤＥ４４０６１５０Ａ１号明細書
この背景に対し、本発明の主たる目的は、液体「弾性」を作る空気噴射器が必要ではないより単純な方法および器具を提供することである。
他の目的は、種々の液体栓と中央の液体供給源との間で分離した電気ケーブルを必要としないより単純な方法および器具を提供することである。
さらなる目的は、液体が液体供給源から液体栓へと送り込まれる場合、液体が液体栓に達した瞬間に気体、すなわち空気が逃げることを確実にできるようにした弁器具を提供することである。しかしながら、その時、液体が通って来ないように空気弁を閉じるべきである。特許文献２はこの点に関して触れていない。
これらの目的を達成するため、本発明は、液体導管から気体を追い出して液体導管に液体を再充填するステップが３つのステップ、すなわち
前記液体栓を開栓することにより始まり、前記液体栓の開栓が物理的変数の変化をもたらし、この変化が第２のステップを始めるために検出器によって検出される第１のステップと、
前記液体導管に前記液体供給源からの液体を再充填する一方、残留気体を前記液体栓の液体流路から分かれた気体流路を介して逃がすことを可能にすることを伴う前記第２のステップと、
液体が前記液体栓に達した時点で始まり、液体が前記液体流路から前記液体栓を通って流れ出ることを可能にするように前記液体流路を開くことを伴う第３のステップと
で行われる改善された方法を提供し、この方法は、液体を前記液体供給源から前記液体導管に再充填する前記第２のステップの終りに、液体が前記少なくとも１つの分岐気体流路に達すると、前記少なくとも１つの分岐気体流路と連通する気体の圧縮可能な容積によってその動きが弱められることで特徴付けられる。
さらに、この発明はまた、この方法を行うために設計され、液体供給源から延在する液体導管に結合される液体栓および弁器具を持つ流体給配システムに関し、前記弁器具は、
液体流路を介して前記液体導管から前記液体栓へと液体を移送するための液体弁ユニットと、
この液体弁ユニットに近接して設けられ、前記液体栓が使用中ではない場合に前記液体導管内の液体を気体で置き換えるために前記液体導管へと気体を送り込む気体弁ユニットと
を具え、
前記気体弁ユニット(１１０，１１６)は前記液体流路(１１２)から分かれた少なくとも１つの分岐気体流路(１１３)を具え、
前記気体弁ユニット(１１０，１１６)は気体入口弁としても気体出口弁としても共に機能し、前記少なくとも１つの分岐気体流路(１１３)は、前記液体栓(９)を閉栓した後に気体を前記液体導管(７)に送給すると共に前記液体栓を開栓することで前記液体供給源からの液体を前記液体導管に再充填する際に入っている気体を前記液体導管から逃がすようにさせるために共に用いられ、
前記弁器具は３つのステップ、すなわち
前記液体栓(９)を開栓することにより始まり、前記液体栓の開栓が物理的変数の変化をもたらし、この変化が第２のステップを始めるために検出器によって検出される第１のステップと、
前方への圧力勾配の発生を伴って前記液体導管に前記液体供給源からの液体を再充填する一方、残留気体を前記少なくとも１つの分岐気体流路(１１３)を介して逃がすことを可能にすることを伴う前記第２のステップと、
前記気体弁ユニット(１１０，１１６)に液体が達するによって始まり、液体が前記液体流路(１１８，１１２)から前記液体栓(９)を通って流れ出ることを可能にするように前記液体流路を開くことを伴う第３のステップと
で前記液体の再充填を可能にし、
前記液体給配システムは、圧縮可能な容積を含む減衰器具(４００)が前記気体弁ユニットに隣接して配され、これにより液体が充填処理中に前記弁器具に達すると、液体の動きが弱められることを特徴とする。
本発明のさらなる好ましい特長によると、前記センサーが集約的に配される。次に、液体導管それ自体は、液体導管に沿った物理的変数の変化を伝えるために用いられる。従って、このような変化、すなわち信号は液体供給源へと逆に伝播し、これは２つのさらなる再充填操作のステップを始めよう。
物理的変数は静圧であってよいが、これはまた、導管中の気体を介した圧力パルスか、何らか他の代わりの圧力変化か、音響信号の如き動的変化であってもよく、あるいはこれが導管の壁を伝わるか、または導管の壁に沿って伝わる電気信号であってよい。導管の壁を金属または導管の壁への導電被覆の如き導電材料から作ることができる。導管の壁に結合されたスイッチ、または導管の壁に組み込まれるか配される導電層あるいは導電線は、液体導管に沿って伝播する電気信号を引き起こすように作動することができる。
何れにしろ、開栓操作の始まりを示す信号をフィードバックするため、配線またはケーブルを分ける必要性がまったくない。
この点に関し、例えば気体、すなわち空気弁を開くことによって液体導管内の静圧の変化が容易に達成され、液体導管内の気体、すなわち空気圧が増大し、雰囲気圧に近付くようになっている。
開栓操作を始める必要がある場合、液体栓の開栓を通常の取手によって達成することができるが、代わりに液体栓の近傍に人の腕または手の存在を検出する近接または接触センサーによってこれを達成することができる。
本発明のさらなる有利な特長は、特に本発明による液体給配システムの好ましい実施形態に関して以下の説明および添付した特許請求の範囲から明白となろう。
上述した特許文献１に開示されたような液体給配システムを概略的に例示する。 従来技術の弁器具を示す。 従来技術の弁器具を示す。 本発明による液体栓器具における弁器具の好ましい一実施形態を第１の操作モードにて例示する。 本発明による液体栓器具における弁器具の好ましい一実施形態を第２の操作モードにて例示する。 本発明による液体栓器具における弁器具の好ましい一実施形態を第３の操作モードにて例示する。 図３ａ〜図３ｃによる弁器具がどのように働くのかを概略的に例示する。 図３ａ〜図３ｃによる弁器具がどのように働くのかを概略的に例示する。 図３ａ〜図３ｃによる弁器具がどのように働くのかを概略的に例示する。 図３ａ〜図３ｃによる弁器具がどのように働くのかを概略的に例示する。 図３ａ〜図３ｃによる弁器具がどのように働くのかを概略的に例示する。 弁器具の第２の実施形態がどのように作動するのかを図４ａと同様な方法にて例示する。 弁器具の第２の実施形態がどのように作動するのかを図４ｂと同様な方法にて例示する。 弁器具の第２の実施形態がどのように作動するのかを図４ｃｅと同様な方法にて例示する。 弁器具の第２の実施形態がどのように作動するのかを図４ｄと同様な方法にて例示する。 弁器具の第２の実施形態がどのように作動するのかを図４ｅと同様な方法にて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 弁器具のさらなる実施形態を異なる操作モードにて例示する。 本発明による液体給配システムにおける液体栓器具を概略的に例示する。 本発明による液体給配システムにおける液体栓器具を概略的に例示する。 本発明による液体給配システムにおける液体栓器具を概略的に例示する。 図７ａ，図７ｂおよび図７ｃの液体栓器具に配された減衰装置および流量制御器具を例示する。 図７ａ，図７ｂおよび図７ｃの液体栓器具に配された本発明による減衰装置および流量制御器具を例示する。 図７ａ，図７ｂおよび図７ｃの液体栓器具に配された本発明による減衰装置および流量制御器具を例示する。 図７ａ，図７ｂおよび図７ｃの液体栓器具に配された本発明による減衰装置および流量制御器具を例示する。 図７ａ，図７ｂおよび図７ｃの液体栓器具に配された本発明による減衰装置および流量制御器具を例示する。
さて、本発明による液体栓器具の好ましい実施形態を例示する添付した図面を参照して本発明がさらに以下に説明されよう。
以下の説明において、この液体給配システムは水に対して意図される。しかしながら、当業者らは、代わりにこのシステムを他のあらゆる液体に対して意図することができることを理解しよう。さらに、このシステムは温水用に設計されている。同様に、このシステムを冷水または何か他の冷たい液体の給配用に代わりに用いることができる。
図１に示した水給配システムは、上述した特許文献１に開示された実施形態の１つと同一である。しかしながら、以下で明らかとなるように、本発明によって与えられる改良は、液体栓器具９または１０にそれぞれ配置された弁器具１７，１８の改良された機能および構成上の具体化にある。
図１のシステムにおいて、水は逆止め弁１を介して真水の供給源Ｓ、例えば公共水道または地域水道から温水タンク２へと供給され、ここで水は相対的に高い温度、一般的には６０〜９０℃の範囲に加熱される。温水器２を通過する温水の再循環ループ２２と、量が変化する空気または気体を収容するように機能する流体圧力容器３とがある。温水は温水器２に隣接する循環ポンプ（図示せず）によって循環され、２つのさらなる逆止め弁４ａ，４ｂがこの循環を一方向にのみ維持することを確実にしよう。さらに、２つの場所２４および２３でループ２２につながる温水送給ライン６がある。この温水送給ライン６にはポンプ５があり、これは建物内の種々の温水栓につながるすべての温水導管７，８が不活性、すなわち塞がっている場合にのみ、作動しよう。
それぞれの温水導管７，８には、それぞれ開閉することができる制御弁１１および１２と、それぞれ液面センサー１３および１４と、それぞれ圧力センサー１５および１６とがある。これらすべての構成要素は、温水タンク２ならびに循環ループ２２およびその橋渡しライン６と共に温水供給源の近くに集約的に配置されている。温水橋渡しライン６にもまた、逆止め弁２５および制御弁２６がある。
温水タンク２および再循環ループ２２および橋渡し温水ライン６は、循環水が常に高温に保持されて温水を温水導管７，８へと連続的に供給するので、加熱源、すなわち温水供給源として見なすことかできる。必要ならば、この温水供給源を断熱筺体に収容することができ、あるいはこれらの構成要素を断熱材料によって個々に覆うことができる。
上述した特許文献１に記述されているように、温水をそれぞれの蛇口９および１０から出す場合、温水はただ単に液体導管７，８内に存在しよう。蛇口９，１０を閉じた場合、多分導管内の温水の温度に実質的に影響を与えないわずかな遅れ（例えば数分）の後、個々の導管に残っている温水がポンプ５によって、もとの温水供給源２，２２へと逆方向に押し出されよう。この処置において、温水は液体導管７，８内の空気または気体によって置き換えられよう。温水が排除された場合、個々の弁１１，１２が閉じられ、大気圧よりも充分に低い低圧の気体、すなわち空気が導管７，８内に残留しよう。
温水を再び蛇口９または１０から出す場合、再充填操作が始められよう。この目的のため、ここで詳細に記述するように、本発明は改善された再充填操作を提供する。
蛇口９または１０が例えば関連する取手を動かすか、遠隔または接触センサーによって開栓される場合、関連する弁器具１７，１８が物理的変数の変化を引き起こし、この変化、すなわち信号は、この変化、すなわち信号を検出する圧力センサー１５，１６または何か別なセンサーの如き、集約的に配されたセンサーまでずっと液体導管７，８に沿って好ましくは伝播しよう。これに引き続き、それぞれ弁１１または１２を開くように第２のステップが始められ、これによって温水が蛇口９，１０の近傍に配した弁器具まで液体導管７，８に沿って前方方向にずっと流れよう。水が空気または気体の弁ユニットに達すると、（この空気弁ユニットが閉鎖した気体システムの一部を形成しない限り）空気または気体弁が閉じ、 隣接する液体弁内の液体のための分離流路が開いて蛇口９，１０を介し温水を通す。
以下に記述される実施形態のいくつかにおいて、温水栓を開栓することによって変化する物理的な変数は、空気弁ユニットの内側の気体、すなわち空気の静圧か、水栓の開栓によって発生する圧力パルスか、電圧または電流であろう。
液体栓器具における好ましい弁器具が図３ａ，図３ｂおよび図３ｃに例示され、この実施形態は図２ａおよび図２ｂに例示した従来技術の弁器具から開発された器具である。
図２ａおよび図２ｂに示した従来技術の弁器具（それ自体周知であるが、図１に示したものと同じようなシステムでは、そうではない）には、３つの管継手、すなわち液体導管に結合される１つの管継手１０１と、液体栓に結合される反対側の管継手１０２と、外気に独立につながる管継手１０３とを持った弁ハウジング１００がある。管継手１０１および１０２間の円筒状流路の中央には、比較的硬質であるが可撓性材料の弁体１０５が取り付けられている。この弁体１０５は、管継手１０２の内側端部にて環状フランジ１０２ａにしっかりと保持された中央側の中空部１０７を具えている。この弁体１０５はまた、液体栓へと液体を通過させるためのいわゆるダックビル状逆止め弁を形成する上部１０８と、軸線方向他端にて径方向外側に延在するリング、すなわち管継手１０３と連通する多数の穴、すなわち空気または気体の流路１０２ｃを有する弁座１０２ｂと協力して傘形弁を形成する環状部１０６とを含む。管継手１０３内の空気（または気体）圧が管継手１０１内の空気（または気体）圧力よりも高い場合、図２ａ中の矢印Ａによって示すように、空気または気体の流路１０２ｃを通って傘形弁１０６のリング部の周囲を通過する空気（または気体）の流れがあろう。
他方、管継手１０１内の圧力が管継手１０３内の圧力よりも高い場合、傘形弁１０６が弁座１０２ｂに対して塞がり、管継手１０１を通って流れるすべての液体はダックビル形弁１０８が開くことをもたらし、管継手１０２に液体を通させよう。従って、従来技術の弁器具は、一方向（図２ａ）への空気の入口弁として、他方向（図２ｂ）への液体の逃がし弁として機能しよう。
さて、本発明による新たな種類の弁器具が図３ａ，図３ｂおよび図３ｃに例示されている。この修正された弁器具は、傘形弁１１６と、管継手１１２に隣接した端部にダックビル形弁１１８を持った中央中空部１１７とを有する弁体１１５を具えている。重要なことだが、弁体１１５はまた可撓性の隔壁１１９を有し、その径方向外側端部が、管継手１１２と連通する弁器具の中央中空部１１２ａにしっかりと固定されている。従って、可撓性の隔壁１１９は保持部として役立ち、弁体１１５はこれが２つの異なる軸線方向の位置、すなわち傘部１１６が空気弁座１１２ｂに当接すると共に空気弁座から離れて曲がる（図３ａ）ことにより逆止め弁部として機能する図３ａおよび図３ｃの第１の軸線方向の位置と、傘部１１６が空気弁座１１６から距離をあけて位置し、両方向（矢Ａ１およびＡ２）の空気流を可能にすると共に空気逃がし弁部（矢印Ａ２）としても機能する第２の位置（図３ｂ）との間を軸線方向に移動可能となるように、隔壁によって保持される。従って、図３ｂはこの弁器具の新奇な特徴を例示し、従来技術の弁器具と比較すると、空気が両方向に流れることを可能すると共に空気弁ユニットが空気入口弁としても空気逃がし弁としても共にまた機能する。
図３ｃに示す位置における弁器具は、図２ｂの従来技術の弁器具に対応し、液体が管継手１１１を通り、中央のダックビル形弁部１１８を通り、そして管継手１１２を通って流れ出ることを可能にし、これは液体流路を形成する。この位置において、傘形弁部１１６が閉じられて管継手１１１内の圧力は管継手１１３内の圧力よりも高いか、またはほぼ等しくされる。
この新奇な弁器具１１０，１１５は、図４ａ，図４ｂ，図４ｃ，図４ｄ，図４ｅに例示するように、次のように作動しよう。
図４ａは、給湯栓９または１０をちょうど閉じた状況（図１を比較）を例示する。この時、隔壁１１９と（液体流路が蛇口と連通する）管部１１２との間のチャンバー１１４内の水圧は、図示したように、ダックビル形弁１１８を閉じさせる程度にまで増大しよう。もちろん、蛇口９または１０を閉じて流れる水を止めた場合、水圧は弁体１１５の他方側でも、また管継手１１１に結合する温水導管７，８内においても増大しよう。水圧または圧力パルスの増大は、導管７，８を逆方向に通って関連する圧力センサー１５または１６まで直ちに伝播しよう。これが起きると、可能性としてわずかな遅れの後、弁１１，１２が開かれ、温水が温水導管７，８を逆方向に通って温水供給源２，２２まで押し戻されるように、ポンプ５が始動しよう。この処置中の温水導管７，８内の圧力は急速に減少しよう。そして、これは傘形弁部１１６を弁座１１２ｂから離れて屈曲させ、これによって外気または気体が（おそらく、図４ａに示した閉鎖気体システム１１３"から）弁ハウジング１１０の空気または気体の流路１１２ｃを通って流れるようにさせる。逆方向に流れる空気または気体（図４ｂおよび図４ｄ中の矢印Ａ１）は、温水導管７，８内の温水に置き換わろう。
液面センサー１３，１４が温水導管７，８から水が完全に除かれたことを検出した場合、弁１１，１２が閉じられると共にポンプ５が停止されよう。ダックビル形弁１１８により閉じ込められた非圧縮性の温水がチャンバー１１４に留まっているので、弁器具の弁体１１５は、その上部の第１の位置に留まっていよう。従って、図４ｃに例示するように、導管７，８内の空気または気体の圧力のわずかな増加の後、傘弁要素１１６は座１１２ｂに対して閉まり、関連する水栓が開栓するまで、この位置に留まっていよう。
給湯栓を（取手を操作することによるか、あるいは遠隔または接触センサーを介するかの何れかによって）再び開栓した場合、チャンバー１１４内に閉じ込められている多量の水が蛇口を介して大気圧にさらされ、これは水が流れ出て隔壁１１９を解放させ、これによって弁体１１５を図４ｄに示す第２の位置へと移動させよう。同時に、温水導管７，８内の空気または気体の圧力が大気圧よりも低く、従って空気または気体は弁体１１５の傘要素１１６を容易に通り抜けよう（図４ｄ中の矢印Ａ１）。
従って、温水供給源に向けて逆向きに伝播する導管７内の空気または気体の圧力あるいは圧力パルスがさらに増大しよう。増大した空気または気体の圧力あるいは圧力パルスは、圧力センサー１５または１６によって検出され、関連する弁１１または１２を開弁させる。次に、温水は温水導管７または８の順方向中に流れよう。この導管に残っている空気または気体は、液体の前方に向けて押圧され、図４ｄ中の矢印Ａ２によって例示するように、弁器具を通り抜けるその流路に達しよう。温水は迅速に温水導管７，８を通って流れ、最終的に弁体１１５の傘部１１６に対して衝突しよう。この衝突は、以下に説明するように効果的に弱められよう。これが起きた場合、蛇口が開かれることを念頭に入れると、弁体１１５は再びその第１の位置へと移動し、これによって傘形弁１１６を閉止しよう。同時に、水圧および開栓のためにダックビル形弁１１８が開き、温水が関連する蛇口９または１０へと管継手１１２を通り、場合によっては相対的に短い長さの管を介して分岐液体流路を通り抜けるようにしよう。
その後、蛇口を閉じると、弁器具１１０，１１５は再び図４ａに示す位置を取ろう。
上述した操作の順序は、本発明の弁器具、特に弁体１１５を軸線方向に位置決めすることを可能にする隔壁１１９に関する構成および操作を例示する。特に、図４ｄに示す位置は重要であり、空気または気体が空気弁を両方向（Ａ１，Ａ２）とも通過することを可能にする。
本発明の弁器具を異なる実施形態へと変更することができ、そのうちの２つが図５ａ〜図５ｅおよび図６ａ〜図６ｉにそれぞれ例示されている。図５ａなどに示す第２の実施形態における弁体１１５'は、図４ａ〜図４ｅに示したものと同様であり、傘形弁部１１６'と、弁体１１５'が２つの位置の何れか一方を取ることを可能にする隔壁１１９'とを持つ。しかしながら、弁体１１５'の中央部はむくであって、水のための中央軸線方向流路を有していない。代わりに、弁体１１５'と並列に、温水が管継手１１１から管継手１１２へと流れることを可能にする分岐液体逆止め弁１１８'がある。この構造的な相違を除き、図５ａ〜図５ｅに示した弁器具は、前の実施形態と全く同じように作動する。
第３実施形態は図６ａ，図６ｂなどに例示されている。弁体１１５，１１５'が隔壁１１９"に置き換えられ、これは水チャンバー１１４"に収容された水と関連して前の実施形態と全く同じ方法で作動する。空気弁ユニットは空気入口弁部１１６ａおよび空気逃がし弁部１１６ｂを具えている。また、前の実施形態の場合のような並列の液体弁１１８"がある。
図６ａ，図６ｂおよび図６ｃに示した状況は、図４ａ，図４ｂおよび図４ｃに示したそれらと正確に対応する。図６ｄにおいて、隔壁１１９"は多量の液体が開いた蛇口を通って大気圧へと解放されるので、その第２の位置に移動する。この移動は、温水導管７，８内の気圧を増大させ、この圧力の変化またはパルスは圧力センサー１５，１６によって検出され、弁１１または１２が開いて温水が温水導管７，８を通って弁器具および蛇口に向けて流れることを可能にするようになっている。導管内に残留する空気または気体は、空気逃がし弁部１１６ｂを通って解放されよう（図６ｅ中の矢印Ａ２）。温水が弁器具に達すると、空気逃がし弁１１６ｂが閉じて隔壁１１９"がその第１の位置へと移動しよう。また、温水は、液体弁１１８"を通り、分岐液体流路を介して給水栓へと、さらに、場合によっては短い長さの管を介して給水栓へと流れることを可能にされよう。
図６ｇに示した実施形態において、可撓性の隔壁１９"を固定端子部材１２１と接触状態にする（移動可能な）金属接触部材１２０が設けられ、電圧供給源１２２、例えばＤＣ電源または電池に電気的に接続される固定端子部材１２１には電圧が印加される。可撓性の（従って移動可能な）隔壁１１９"の金属接触部材１２０は、 温水導管７の壁の導電層１２４に導電線１２３を介して接続される。中央に配された温水供給源(図１中の２，２２，６)に隣接し、導電層１２４は制御ユニット１３０に接続される。この制御ユニット１３０は、隔壁１９"がその上部、すなわち第１の位置（図６ａ，図６ｂ，図６ｃ）に位置している限り、すなわち温水が水栓１７を通って流れ、この蛇口が開いている限り、電圧信号を与えよう。平行な一対の接触部材１２５，１２６は、隔壁１９"をその第１の位置に位置させた場合、この隔壁が接地または基準電圧値に保持されることを確実にしよう。
給水栓１７が閉じられる（か、またはセンサーによって塞がれる）と、温水導管７内の水圧が直ちに上昇し、集約して配された圧力センサー１５,１６を始動させ、その結果、ポンプ５が始動して液体導管７内にまだ残っている温水を吸引しよう。閉じた給水栓と隔壁１１９"と閉じた液体逆止め弁１１８"との間の多量の非圧縮性の水のため、隔壁１１９"はその第１の上側の位置に留まり、制御ユニット１３０に電圧信号を供給し続けよう。空気（または気体）は、気体入口弁部１１６ａを通って吸引され、導管７から送出される水に置き換えられよう。水排除措置の完了後、給水栓を再び開栓するまで、（低圧の）気体、すなわち空気が導管内に留まっていよう。
給水栓を再び開く（か、またはセンサーにより開栓する）と、開いた蛇口を通って大気圧に連通するため、隔壁１１９"の上側の液体チャンバー１１４"内の水圧が増大し、隔壁１１９"を第２の位置（図６ｄ）へと解放しよう。次に、金属接触部材１２０が固定端子部材１２１から離れて移動すると、電気的電圧信号が遮断されよう。この変化は制御ユニット１３０により検出され、中央の弁１１を開くことによって第２のステップの再充填操作を引き起こし、温水が温水導管７へと再び供給されるようになっている。残留する空気（または気体）は、温水が弁器具に達するまで空気逃がし弁部１１６ｂを通って排出されよう。次に、隔壁１１９"はその第２、すなわち下側位置からその第１、すなわち上側位置へと再び移動しよう。
従って、図６ｇの実施形態は、給水栓が開栓すると共に温水が温水導管７を通って供給されるべきであることを示す弁器具からの信号が導管に沿って給水栓器具から中央制御装置へと電気信号として与えられることを除き、前述の実施形態と同じ方法で作動する。
図６ｇのものと同様なさらなる一実施形態が図６ｈに示されている。ここにおける信号はまた、温水導管７を伝わる電気信号である。この場合、壁１２８または温水導管７の外側ではなく、外側の管１２７、例えば可撓性プラスチックホースの内側に埋設した２本の導電線（か、あるいは導電被覆または導電層）１２４ａ，１２４ｂがある。これら２本の線１２４ａ，１２４ｂは、隔壁１１９"の下に配された可撓性検知体１２０ａにワイヤー部１２３ａ，１２３ｂを介して結合される。隔壁が下方に移動すると、可撓性検知体はその電気的特性、例えばその抵抗を変更し、隔壁がその第１、すなわち（図示したような）上側位置からその第２、すなわち（図６ｄに対応する）下側位置へと移動した場合、電気信号が受信機１３０ａの中央に受信されよう。
音響信号発生器１２０ｂを隔壁１１９"の下に配した他の実施形態が図６ｉに例示され、この音響信号発生器は可撓性本体に収容され、この可撓性本体が圧縮された時に作動しよう。
隔壁１１９"がその上側、すなわち第１の位置からその下側、すなわち第２の位置へと移動した時に発生する音響信号は、温水導管７の内側をこれに沿って伝播しよう。前述の実施形態の場合のように、給水栓９，１７（図１および図７ａ）が開栓する時、これが起こる。
音響信号は、中央に配した音響センサー１３０ｂによって検出され、これは水供給源からの水を温水導管に再充填することを伴う一方、残留する気体が空気逃がし弁部１１６ｂから排出されることを可能にする第２のステップを開始しよう。
図７ａには給水栓器具の可能な構造が示され、これは一体化した弁器具１１０，１１５をその管継手１１１，１１２，１１３と共に含み、後者は分岐空気流路である。また、混合器具２０１に接続する冷水導管２００もある。さらに、温水導管７の端部と弁器具１１０，１１５との間に配された流量制御器具３００および減衰器具４００がある。
この本発明による減衰器具４００は、より詳細に図８ａ，図８ｂおよび図８ｃに示される。これは、温水導管７の内側端部に延在する小径の内側管４０１を含み、これは温水導管７の内側および内側管４０１の外側に環状の容積を形成する。温水導管７の端部には、内側管４０１と温水導管７との間をシールする丈夫な材料による環状の停止リング４０２がある。
水が温水導管７の端部に比較的高速で達すると、再充填処理の最終段階にて多量の気体、すなわち空気が環状のチャンバー４０３内に捕捉されよう。このようにして、この多量の空気または気体が圧縮され、水の高速流動が制動されよう。従って、突発的な衝撃が関連する最大圧力および騒音と共に回避されよう。
弁器具１１０，１１５での最終的な水撃のさらなる緩和として、流量制御器具３００が温水導管７の端部と弁器具１１０，１１５との間に挿入される。
図８ｄおよび図８ｅに例示するように、この流量制御器具は、固定した硬質のリング部材３０２によって下流側で支持された弾性リング３０１を含む。圧力が増加すると、弾性リング３０１が圧縮されて軸線方向に変形し、これによりこれが径方向内側に膨らむことをもたらし、図８ｅに示すように、小径の軸線方向流路が形成されるようになっている。このようにして、自由な流路がより小さくなるので、水の流れが減少しよう。
減衰器具４００および流量制御器具３００の組み合わせは、再充填処理の最終段階にて高流速の水の穏やかな衝撃を確実にしよう。
図７ｂおよび図７ｃには、給湯栓１７のアクチュエーターの２つの変形実施形態が示されている。図７ｂにおいて、蛇口管部の上の機械式取手１４０（図７ａ）は、蛇口の前方に物品、例えば自分の手を洗うことを望む彼／彼女の片手の存在を間接的に検知する１つ、または好ましくは２つの光センサー部材１４１，１４２を含む光センサーによって置き換えられている。光センサー部材１４１，１４２は、電気制御器具１４３に接続し、混合器２０１から栓出口１４６までつながる管部１４５に挿入された弁１４４を操作（開または閉）しよう。
構成要素１４１〜１４４は、図７ａの機械式取手１４０としてまさに機能しよう。
図７ｃにおいて、給水栓には接触センサー１２０ｃを設けた取手１４０'が設けられ、接触センサーは、中央に配した制御ユニット１３０ｃに導電体１２４ｃを介してつながっている。取手１４０'に触れるか、これを動かす、すなわち持ち上げると、制御ユニット１３０ｃは上述した図６ｇに示す実施形態と同様な方法にて、すなわち３つの連続するステップ（逆方向へ信号を伝播させること、温水導管内へ水を再充填すること、水が液体流路を通って給水栓まで流れ出ることを可能にすること）にて再充填処理を始めよう。
この明細書には種々の弁器具の実施形態が開示されている。当業者らに関し、添付した特許請求の範囲によって規定された範囲内にて種々の変更を行うことができることは明白である。例えば、（図６ａから図６ｉに例示したように）一方が気体、すなわち空気を出すと共に他方が気体、すなわち空気を出すための２つの分岐空気流路があってもよい。
上に示したように、液体弁と蛇口との間に長さの短い配管があってもよい。また、２つ以上の蛇口を（蛇口と液体弁との間の液体の全容量が小さく限り）短い管を介して共通の液体弁に結合することができる。
図６ｇの導電線１２４ａ，１２５ｂの如き導電線を保護外側管１２７の外に配することができる。重要かつ有利な特徴は、その変化、すなわち信号が温水導管７に沿って伝播するということである。
さらに、液体栓器具は隔壁と同じ方法で作動する機械的結合機構を具えることができる。
最後に、加圧気体を収容した小さな気体容器１１３'を管継手１１３（図３ａ，図４ａ）または気体弁部品１１６ａ，１１６ｂに接続することができ、あるいはこの容器をチャンバー４０３によって構成することができ、さもなければこのチャンバー４０３は小さな気体容器４０３'に対する気体流路の一部を形成することができる。代わりに、チャンバー４０３が気体弁ユニット１１０，１１６を構成するか、これを気体弁に置き換えることができる。何れの場合においても、これらの代わりの実施形態は液体栓器具が使用中ではない場合、気体に対する閉鎖系を形成し、これは液体導管内の液体を置換しよう。

Claims (18)

  1. 液体供給源から、気体弁ユニットおよび液体弁ユニットを有する弁器具を設けた液体栓まで延在する少なくとも１本の液体導管を有する液体給配システムにおける液体の温度を維持のための方法であって、
    液体を前記液体栓から出した後に前記液体導管に逆向きの圧力勾配を生じさせることによって前記液体導管から液体を排除し、液体が前記液体供給源に向けて逆方向に流れることをもたらす一方、液体導管へと気体を流入させてそこを逆方向に流れる液体と置き換えるステップと、
    前記液体導管が空になった場合、前記液体の逆方向の流れを止めるステップと、
    液体を前記液体栓から再び出す必要がある場合、前方への圧力勾配を前記液体導管に生じさせることにより、前記液体供給源から前記液体栓へと液体が流れることをもたらして前記液体導管から気体を排除するステップと
    を具え、前記液体導管から気体を排除して前記液体導管内に液体を再充填する前記ステップが３つのステップ、すなわち
    前記液体栓を開栓することにより始まり、前記液体栓の開栓が前記液体導管に沿って逆向きに伝播する物理的変数の変化をもたらして第２のステップが始まる第１のステップと、
    前記液体導管に前記液体供給源からの液体を再充填する一方、残留気体を前記液体弁ユニットの液体流路から分かれた前記気体弁ユニットの気体流路を介して逃がすことを可能にすることを伴う前記第２のステップと、
    液体が前記液体栓に達した時に始まり、液体が前記液体流路から前記液体栓を通って流れ出ることを可能にするように前記液体流路を開くことを伴う第３のステップと
    で行われ、液体を前記液体供給源から前記液体導管に再充填する前記第２のステップの終りに液体が前記弁器具に達すると、前記気体弁ユニットに隣接して位置する圧縮可能な気体の容積により、その動きが弱められることを特徴とする方法。
  2. 前記物理的変数が以下の
    前記液体栓の前記開栓にて前記液体導管の内部に連通する雰囲気圧を入れることにより、前記変化がもたらされる気体圧力と、
    前記液体栓の前記開栓に応じて作り出される音響信号の形態にて変化する気体圧力と、
    前記液体栓の前記開栓に応じて前記液体導管に沿って伝播するようになった電気信号と のうちの１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 液体供給源(２，２２，６)から延在する液体導管に結合された液体栓(９)および弁器具(１７)とを具えた液体給配システムであって、前記弁器具が
    液体流路を介して前記液体導管(７)から前記液体栓(９)へと液体を移送するための液体弁ユニット(１１８)と、
    前記液体弁ユニット(１１８)に近接して設けられ、前記液体栓が使用中ではない場合に前記液体導管内の液体を気体で置き換えるために前記液体導管へと気体を送り込む気体弁ユニット(１１０, １１６)と
    を具え、前記気体弁ユニット(１１０，１１６，４０３)が前記液体流路(１１２)から分かれた少なくとも１つの分岐気体流路(１１３，４０３)を具え、
    前記気体弁ユニット(１１０，１１６，４０３)は気体入口弁としても気体出口弁としても共に機能し、前記少なくとも１つの分岐気体流路(１１３，４０３)は、前記液体栓(９)を閉栓した後に気体を前記液体導管(７)に送給すると共に前記液体栓を開栓することで前記液体供給源からの液体を前記液体導管に再充填する際に入っている気体を前記液体導管から逃がすために共に用いられ、
    前記弁器具は３つのステップ、すなわち
    前記液体栓(９)を開栓することにより始まり、前記液体栓の開栓が物理的変数の変化をもたらし、この変化が第２のステップを始めるために検出器(１５，１６)によって検出される第１のステップと、
    前方への圧力勾配の発生を伴って前記液体導管に前記液体供給源からの液体を再充填する一方、残留気体を前記少なくとも１つの分岐気体流路(１１３，４０３)を介して逃がすことを可能にすることを伴う前記第２のステップと、
    前記気体弁ユニット(１１０，１１６，４０３)に液体が達するによって始まり、液体が前記液体流路(１１８，１１２)から前記液体栓(９)を通って流れ出ることを可能にするように前記液体流路を開くことを伴う第３のステップと
    で前記液体の再充填を可能にし、
    圧縮可能な容積を含む減衰器具(４００)が前記気体弁ユニットに隣接して配され、これにより液体が充填処理中に前記弁器具に達すると、液体の動きが弱められることを特徴とする液体給配システム。
  4. 前記検出器(１５，１６；１３０；１３０ａ；１３０ｂ)が前記液体供給源の近傍に集約して配されていることを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  5. 前記弁器具は、前記液体栓を閉栓して前記液体導管へと気体を入れると共に前記液体栓を開栓して前記液体供給源から液体を前記液体導管に再充填する際に前記液体導管から気体を逃がすことを可能にするような弁体(１１５)を具えていることを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  6. 前記弁体が傘形の可撓性環状部(１１６)を具えていることを特徴とする請求項５に記載の液体給配システム。
  7. 前記弁体は、前記液体弁ユニットの一部(１１８)と同様に前記気体弁ユニットの一部(１１５)を形成する単一の弁体であり、当該弁体は弁ハウジングに取り付けられる保持部(１１９)を具えていることを特徴とする請求項５に記載の液体給配システム。
  8. 前記弁体は、２つの異なる位置、すなわち
    前記弁体の第１の部分(１１６)が空気弁座に当接し、この空気弁座から離れて曲がることにより入口弁として機能する第１の位置と、
    前記弁器具の前記第１の部分(１１６)が前記空気弁座から距離をあけて位置し、両方向の空気流を可能にする第２の位置と
    の間を移動できる可撓性の隔壁(１１９)を具えたことを特徴とする請求項７に記載の液体給配システム。
  9. 前記弁器具は、液体栓を開栓した場合に雰囲気圧の作用により第１の位置から第２の位置へと変位するようになった可撓性の隔壁(１１９，１１９'，１１９")を具え、前記変位が物理的変数の前記変化を前記液体導管に沿って逆向きに伝播させることを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  10. 前記液体栓と前記可撓性の隔壁との間に液体チャンバーが位置し、この液体チャンバー内に常に液体があることを特徴とする請求項９に記載の液体給配システム。
  11. 物理的変数の前記変化が前記液体導管に沿って伝播する圧力増大を伴い、これによって前記液体導管を液体で再充填することを伴う前記第２のステップが始まることを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  12. 前記液体導管を液体で再充填して液体が前記弁器具に達すると、前記可撓性の隔壁を元の前記第１の位置へと変位させ、これにより前記第３のステップが始まることを特徴とする請求項９に記載の液体給配システム。
  13. 前記液体弁ユニットが前記気体弁ユニットと一体化され、前記液体弁ユニットがダックビル形逆止め弁であることを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  14. 前記気体弁ユニットが閉鎖された気体システムの一部を形成し、前記少なくとも１つの気体流路(１１３)が閉鎖された容積(１１３'，４０３')の加圧気体と連通することを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  15. 前記少なくとも１つの気体流路が入口流路(１１６ａ)および出口流路(１１６ｂ)を具えていることを特徴とする請求項１４に記載の液体給配システム。
  16. 前記減衰装置は、前記液体導管(７)の一端部に配された内部中空本体(４０１)を具え、前記圧縮可能な容積がこの内部中空本体(４０１)の内側または外側の気体、すなわち空気の容積(４０３，４０３')によって形成されることを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  17. 前記弁器具に隣接して流量制御器具(３００)が配され、この流量制御器具は前記液体栓に隣接する液体の流れを制限するように機能することを特徴とする請求項３に記載の液体給配システム。
  18. 前記液体弁ユニットおよび/または前記気体弁ユニットが前記液体栓に一体化されていることを特徴とする請求項３から請求項１７の何れかに記載の液体給配システム。
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