ES2863309T3 - Sistema de desagüe para la desviación de agua sucia y circulación continua de agua limpia - Google Patents

Abstract

Un sistema de suministro de agua, que comprende: una pila de lavabo (104) ; una salida (101) en comunicación con una fuente de agua, en la que el agua de la fuente de agua sale a través de la salida (101); una entrada (102) para recibir el agua que sale de la salida (101), en la que el agua atraviesa un espacio entre la entrada (102) y la salida (101) y a través de la pila de lavabo (104) durante un caudal ininterrumpido y el agua recibida por la entrada (102) se recircula hacia la salida (101); y un desagüe (103) situado en la pila de lavabo (104), en el que el agua que sale de la salida (101) pero no es recibida por la entrada (102) entra en el desagüe (103).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de desagüe para la desviación de agua sucia y circulación continua de agua limpia

Antecedentes de la invención

La invención se refiere en general a un sistema de suministro de agua como el formulado en US 1286835 que describe una fuente de agua potable con una salida y un desagüe o en US 5274861 que describe una pileta o tubo con una bomba de reciclaje para las aguas grises. Más específicamente, la invención se refiere a un sistema de suministro de agua que comprende una pileta, un grifo y dispositivos de bombeo que hacen circular continuamente agua limpia y desvían el agua sucia que ha tocado las manos de un usuario. Al desviar solo el agua contaminada y recircular agua limpia, el sistema de suministro de agua tiene la capacidad de mejorar la conservación del agua.

Se han diseñado distintos sistemas en técnicas anteriores para intentar conservar el agua. Por ejemplo, en los lavabos públicos, algunos sistemas se basan en sensores que abren automáticamente el caudal de agua cuando las manos del usuario se ponen debajo del grifo. A efectos de ahorro de agua, el caudal se interrumpe cuando el usuario retira las manos. Estos sistemas tan utilizados suelen denominarse grifos automáticos. Los grifos automáticos disponen de dos partes clave: un sensor, como un sensor de infrarrojos, que detecta la proximidad de las manos del usuario y una válvula conmutada eléctricamente que abre el caudal de agua.

Estos grifos automáticos presentan problemas relacionados con el sensor y la válvula conmutada. Por ejemplo, el sensor no siempre es preciso y puede iniciar el caudal de agua demasiado pronto o mantenerlo abierto después de que el usuario retira las manos del grifo. Además de malgastar agua, la falta de precisión en la respuesta de estos sensores provoca molestias al usuario.

La principal desventaja de este tipo de sistemas es el coste añadido. Además, los grifos automáticos requieren baterías, que se agotan y se acaban con el tiempo, o requieren una fuente de alimentación específica. Estos componentes son vulnerables a los fallos. De hecho, la desventaja fundamental de la metodología de conservación de agua de los grifos automáticos es que se basa en la detección y la conmutación, ambas llevadas a cabo por componentes adicionales que requieren energía, mantenimiento y pueden fallar.

Otros sistemas de conservación del agua son los grifos de cierre automático, como los que se utilizan en los aviones y otros lavabos públicos. Con estos sistemas, el usuario aprieta un mando en el grifo para activar el caudal de agua. El mando vuelve lentamente a la posición de cierre, momento en el que cesa el caudal de agua. Los usuarios encuentran estos grifos incómodos porque el periodo de tiempo que el grifo se mantiene abierto es fijo y normalmente es demasiado corto para un usuario particular y tiene que volver a pulsar el mando varias veces mientras usa el grifo. Si el grifo se mantiene abierto demasiado tiempo, se desperdicia agua. Estos grifos son propensos al fallo del mecanismo mecánico de temporización, lo que hace que el periodo de tiempo se acorte, provocando molestias, o se alargue, provocando el desperdicio de agua. Otra desventaja de los grifos de cierre automático es la necesidad de tocarlos con las manos sucias, lo que supone un riesgo higiénico en los lavabos públicos y en centros sanitarios. Por tanto, sería ventajoso desarrollar un sistema de conservación del agua que no presentara los inconvenientes asociados a la técnica anterior.

Breve resumen de la invención

De acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación, se trata de un sistema de suministro de agua que fluye y recircula continuamente agua limpia, desviando solo el agua que ha tocado las manos del usuario. No se requieren sensores para activar el caudal de agua y las acciones del usuario desvían de forma efectiva el agua sucia a un desagüe. En una configuración, el sistema de suministro de agua comprende una salida de agua limpia, una entrada de agua limpia, un desagüe de agua sucia y una bomba de circulación. Un chorro de agua fluye continuamente desde la salida y es recibido por la entrada de agua si el chorro no es interrumpido. Si el chorro se perturba de alguna manera, por ejemplo, por la actividad del lavado de manos del usuario, el chorro se desvía de la entrada y va a parar a la pileta y al desagüe. Una bomba de circulación mueve continuamente el agua desde la entrada, que puede combinarse con el agua de fuente, hasta la salida. El sistema se puede diseñar en distintas configuraciones colocando la entrada y la salida del chorro de agua en diferentes posiciones, lo que lo hace flexible y cómodo para diferentes usos.

La presente invención es particularmente económica para su aplicación en mezquitas, hoteles y aeropuertos donde hay múltiples grifos en el mismo lugar, ya que el sistema puede funcionar con una bomba de circulación y una válvula de circulación. Por el contrario, los grifos automáticos requieren un sensor y un interruptor/solenoide para cada grifo en cada pileta.

Con respecto a la conservación de agua, algunos estudios han llegado a la conclusión de que los grifos automáticos obtienen peores resultados que los sistemas convencionales en muchas circunstancias. El sistema de la presente invención resuelve este problema desviando únicamente el agua sucia; una vez que el usuario aparta las manos del chorro/haz de agua, no se desperdicia agua. Además de los beneficios de conservación, el sistema de suministro de agua de la presente invención proporciona los siguientes beneficios adicionales: (1) inhibición de la propagación de gérmenes común a los grifos tradicionales; (2) ayuda para el uso en usuarios de edad avanzada o físicamente discapacitados; y (3) reducción del riesgo de incidentes de escaldadura por agua caliente.

En realizaciones alternativas, se puede aplicar un tratamiento de ozono y ultravioleta al chorro de agua y al agua recirculada. Al aumentar el tiempo de permanencia del agua en el sistema debido a la recirculación, se puede mejorar la higiene. En otra realización, se puede añadir iluminación al chorro de agua para prestar características decorativas. Esta característica se puede usar en hoteles de lujo o en casas donde el chorro de agua que fluye continuamente actúa como una fuente de agua decorativa que se ilumina con bonitos patrones de luz que incluso se pueden sincronizar con una música de fondo relajante, o simplemente dejar el sonido relajante del fluir del agua.

Breve descripción de las distintas vistas de las figuras

La Fig. 1 es una vista esquemática del sistema de suministro de agua de acuerdo con una realización.

La Fig. 2 muestra una bomba de recirculación de dos impulsores, de acuerdo con una realización.

La Fig. 3 muestra una realización alternativa del sistema de suministro de agua.

La Fig. 4 representa el sistema de suministro de agua mostrando un conjunto de bomba de circulación integrado en el sistema.

Las Fig. 5A-5C son vistas esquemáticas de diferentes orientaciones de una válvula de circulación utilizada para reponer el agua desviada.

Las Fig. 6A-6C muestran formas de realización alternativas de la válvula de circulación utilizada para reponer el agua. La Fig. 7 muestra una realización alternativa del diseño del grifo con una barrera y un receptor.

La Fig. 8 ilustra una realización del sistema alimentado por gravedad que utiliza la realización mostrada en la Fig. 7. La Fig. 9 muestra una realización del sistema de ducha como una realización alternativa.

Las Fig. 10A-10B representan el sistema de suministro de agua según una realización que incluye la integración con un calentador de agua central.

La Fig. 11 es una realización alternativa de la disposición de conservación de agua mostrada en la Fig. 10.

Las Fig. 12A-12B muestran el sistema de suministro de agua con un calentador de agua en línea con el agua que entra en la salida.

Las Fig. 13A-13B representan una pileta y un grifo tradicionales modificados con el sistema de suministro de agua de la presente invención.

Las Fig. 14A-14B ilustran el sistema con una tapa de desagüe activada, que puede utilizarse como una mejora en los sistemas tradicionales.

Las Fig. 15A-15B muestran el sistema con una válvula de desagüe activada.

Las Fig. 16A-16B muestran el sistema en una realización con una modificación de pileta larga de un sistema existente. La Fig. 17 muestra el sistema adaptado a una pileta tradicional.

La Fig. 18 muestra una realización alternativa a un diseño de pileta larga.

La Fig. 19 muestra una realización alternativa útil en lavabos públicos.

La Fig. 20 muestra una realización alternativa del sistema útil en lavabos públicos.

La Fig. 21 muestra el conjunto de circulación de agua con un tanque de acumulación y un tanque principal de suministro de agua.

Las Fig. 22A-22D muestran una realización alternativa con un mecanismo de circulación operado mecánicamente. Las Fig. 23A-23D muestran una modificación para mejorar los grifos automáticos que puede conseguirse utilizando transductores de luz láser.

Las Fig. 24A-24D muestran las relaciones entre el caudal de agua, la presión y el control de la bomba de circulación, necesarias para garantizar el funcionamiento óptimo del sistema de suministro de agua.

Descripción detallada de la invención

En una realización, el sistema de suministro de agua comprende un grifo o salida 101, una entrada de agua limpia 102, un desagüe 103 y un sistema de recirculación 201, que se muestra en la Fig. 1. En algunas realizaciones, el sistema de recirculación (o conjunto) 201 comprende una bomba de circulación 202 y una válvula de circulación 203. El grifo 101, o la salida de agua, y la entrada 102 están colocados dentro de una pileta 104 u otro tipo de pileta y separados por una distancia. El grifo 101 está diseñado para que el agua que sale del grifo 101 se desplace en un chorro directamente hacia la entrada de agua 102. En una realización, el agua sale del grifo 101 como un chorro de agua laminar, de modo que prácticamente toda el agua entra en la entrada de agua 102 si no es interrumpida por una fuerza externa, como las manos del usuario. Como se muestra en la Fig. 1, el grifo 101 está colocado en una posición más baja que la entrada 102, donde el chorro de agua transcurre en una trayectoria ascendente. Sin embargo, se puede utilizar cualquier posición del grifo 101 y de entrada 102 que permita que el agua que sale del grifo 101 entre en la entrada 102. En la realización alternativa mostrada en la Fig. 3, por ejemplo, el chorro de agua tiene una trayectoria casi vertical desde la salida 101 hasta la entrada 102.

El agua recibida por la entrada 102 entra en el sistema de recirculación 201, donde una bomba de circulación 202 devuelve el agua al grifo 101. Se ha previsto una válvula de circulación 203 para añadir agua de fuente, por ejemplo de un suministro de agua municipal, al agua recirculada. Esto es necesario cuando el agua se desvía al desagüe 103 y no entra en la entrada 102. Un ejemplo del sistema de recirculación 201 se muestra en la Fig. 4.

En una realización, la bomba de circulación 202 es una bomba de doble impulsor, como la que se muestra en la Fig. 2. Sin embargo, se puede utilizar una bomba de un solo impulsor si se coloca en el extremo receptor de la tubería del circuito de circulación de agua, en línea después de la entrada de agua 102. La bomba de circulación 202 puede ser una dedicada para una sola pileta, o una para varias piletas en un lavabo público. Alternativamente, se puede utilizar una bomba 202 para toda la casa, con tuberías de circulación que se dirijan a ella. La bomba 202 se puede accionar eléctricamente o, alternativamente, por la presión del agua municipal que llega a la casa. El eje del impulsor 204 puede utilizarse para mantener ambos impulsores de la bomba en movimiento cuando el caudal de agua es inconsistente.

El desagüe 103 está colocado en la parte más baja de la pileta 104, como es lo habitual. En una realización de ejemplo, el desagüe 103 está situado lejos de la entrada de agua 102 para evitar que el agua contaminada entre en la entrada 102. Con referencia de nuevo a la Fig. 1, se muestran dos chorros de agua: un primer chorro atraviesa el hueco entre la salida 101 y la entrada 102, lo que ocurre cuando el usuario no interrumpe la trayectoria del chorro de agua; y un segundo chorro drena a través del desagüe 103 cuando el usuario interrumpe el chorro de agua. Por ejemplo, los usuarios interrumpen el chorro al lavarse las manos. De este modo, el agua que entra en el desagüe 103 puede enviarse a un sistema de alcantarillado, o filtrarse y reutilizarse en sistemas de aguas grises, de riego o para otros fines que no requieran agua pura. Aunque hasta ahora se han dado a conocer varias realizaciones de ejemplo, los ingenieros de sistemas de agua y los expertos en la física de los caudales de agua pueden variar la implementación técnica del sistema de suministro de agua para garantizar el rendimiento de la aplicación prevista. Por ejemplo, algunos sistemas pueden valorar un chorro de agua bonito y uniforme, o "haz de agua", por encima de otras consideraciones. Como se comentará más adelante con más detalle, el diseño del sistema puede variar con respecto a la presión del agua, la circulación, la velocidad del agua y la trayectoria del haz de agua.

Las Fig. 5A-5C y las Fig. 6A-6C describen varias realizaciones de una válvula de circulación 203, que mezcla el agua recirculada con el agua de fuente. Como se muestra en la Fig. 5A, la válvula 203 puede estar en posición cerrada, donde solo el agua de fuente se dirige hacia el grifo 101; la válvula 203 puede estar parcialmente abierta (Fig. 5B), donde el agua de fuente y el agua recirculada se mezclan; o la válvula puede estar completamente abierta (Fig. 5C), donde solo el agua recirculada se mueve hacia el grifo 101. Las Fig. 6A-6C muestran una realización alternativa de la válvula 203 que comprende una válvula de bola. En las Fig. 6A-6C, la válvula de bola se muestra en la configuración cerrada, parcialmente abierta y abierta. Como se ha indicado antes, el agua de fuente es necesaria cuando un usuario desvía el agua hacia el desagüe 103, como por ejemplo al lavarse las manos.

En una realización, el sistema de suministro de agua tiene un sistema de recirculación 201 para cada pileta 104 de una casa o una aplicación similar a pequeña escala en la que se puede desplegar un solo sistema. En los lavabos públicos, un solo sistema de recirculación 201 se puede usar para múltiples piletas 104 para aumentar la economía del sistema. En otra realización, la bomba de circulación 202 puede ser accionada hidráulicamente por la presión del agua del servicio público, o por la presión generada por la bomba de presión de la casa central. Cuando la presión del agua es suficiente, esta solución de bomba hidráulica (impulsada por el agua) sería ventajosa, ya que no es necesario instalar una bomba eléctrica, lo que reduce el consumo de energía eléctrica y la complejidad en la casa.

Para reequipar el sistema de suministro de agua en una casa con tuberías existentes, y utilizando una bomba de presión central de la casa existente para evitar la instalación de bombas de circulación separadas para cada pileta, se pueden instalar tubos flexibles concéntricos dentro de las tuberías existentes. Este método evita las molestias y el deterioro que entrañaría instalar una nueva serie de tuberías paralelas hasta la bomba de presión central de la casa. La desventaja de las tuberías concéntricas es, obviamente, la reducción total del volumen de agua que resultará, y en caso de que las tuberías instaladas originalmente sean pequeñas, es probable que esta opción no funcione.

Además del uso tradicional a nivel doméstico, el sistema de suministro de agua de la presente invención puede utilizarse en hoteles, lavabos públicos de aeropuertos y centros comerciales, restaurantes, mezquitas, aviones de pasajeros y autobuses donde el agua es escasa. Estudios recientes han demostrado que los grifos de los lavabos públicos de los aeropuertos tienen algunos de los niveles más altos de gérmenes. Al disponer de un chorro de agua que fluye continuamente, no hay necesidad de que el usuario toque el grifo 101 o cualquier otra parte del sistema para que comience a fluir el agua.

Otro método muy extendido para conservar el agua es el uso de aireadores en la punta de los grifos 101 para mezclar el aire con el agua y reducir así el volumen efectivo de agua consumido a efectos de limpieza. El grifo 101 de la presente invención puede utilizar también aireadores, siempre que el chorro de agua sea lo suficientemente uniforme como para entrar en la entrada de agua 102. Con el uso de una bomba de circulación 202, se pueden mezclar mayores volúmenes de aire con el agua utilizando aireadores diseñados a propósito para ello con el fin de obtener una mayor conservación y otras ventajas sobre el estándar.

La Fig. 7 muestra una realización alternativa en la que la entrada 102 está colocada detrás de una barrera 302. Se puede utilizar un receptor 301 para dirigir el agua hacia la entrada 102. La principal ventaja de esta realización de barrera-receptor es su capacidad para funcionar en ausencia de una bomba de circulación o cuando la presión del agua es variable, como en un entorno rural. Debido a que el área en la que el chorro de agua puede golpear en la pileta y aún ser recogida por la entrada 102 se ha ampliado en este diseño, menos agua se desvía inadvertidamente al desagüe 103 debido a las fluctuaciones de presión. En una realización, el receptor 301 está colocado por encima de la entrada 102, por lo que el agua recibida por el receptor 301 se transfiere a la entrada 102 por gravedad.

La Fig. 8 muestra una realización alternativa para el sistema de circulación que utiliza la realización de barrera-receptor mostrada en la Fig. 7. En esta realización, se utiliza una bomba manual 202 en conexión con un tanque de gravedad 303. El agua del tanque de gravedad superior 303 suministra la presión para el grifo 101. El grifo tiene una llave de grifo 105 que puede utilizarse para hacer correr el agua como un grifo tradicional. La bomba manual 202 mueve/recircula el agua que se acumula en el tanque inferior 304 hacia el tanque superior 303. El depósito inferior 304 almacena el agua limpia que ha circulado y no ha entrado en contacto con el usuario antes de ser bombeada al depósito superior 303. Esta realización es útil en áreas donde no hay electricidad. En la realización mostrada en la Fig. 8, se utilizan un receptor 301 y una barrera 302 para desviar el agua hacia la entrada 102, ya que la presión del agua puede no ser constante.

La Fig. 9 representa una realización alternativa del sistema de suministro de agua para el uso como una ducha. El agua se proyecta desde el grifo 101 hacia arriba. Cuando un usuario acciona el chorro de agua, el agua golpea el cuerpo del usuario y se desvía de la vía que lleva a la entrada 102. En su lugar, el agua interrumpida se drena a través del desagüe 103. De forma similar que en las realizaciones anteriores, el caudal de agua ininterrumpido circula a través de la entrada 102. Un área de captación 401 recibe el agua que no circula y la drena de vuelta al desagüe 103.

El sistema de suministro de agua de la presente invención aporta algunas oportunidades para aumentar la higiene del agua debido al proceso de recirculación. Por ejemplo, el ozono, la ionización del agua y el tratamiento ultravioleta pueden aplicarse al agua dentro del sistema de recirculación 201 para sanear el agua y aportar propiedades higienizantes. Como el agua recirculada entrará en contacto con el tratamiento múltiples veces, se reduce el riesgo de que los patógenos no sean tratados.

Los beneficios de la "higienización en proceso" o "higienización activa" que se produce en la bomba de recirculación pueden ser importantes para los hospitales, ya que algunos gérmenes se acumulan dentro del chorro de agua y no como resultado de que el usuario toque los grifos. En un caso conocido, un hospital de Estados Unidos volvió a utilizar los grifos tradicionales en lugar de los automáticos al descubrir que los grifos automáticos acumulaban una mayor concentración de bacterias que los tradicionales.

Mientras que los tratamientos de agua con ozono, ultravioleta e ionización son técnicas probadas, la magnetización del agua para la higienización es menos conocida, pero el sistema de recirculación 201 de la presente invención proporciona una oportunidad para tratar el agua de formas no posibles anteriormente debido a la naturaleza del proceso de circulación que permite más tiempo en contacto con el agua.

El sistema de suministro de agua de la presente invención presenta otros beneficios además de la conservación del agua y la higienización. La humidificación es necesaria frecuentemente en lugares donde el aire es muy seco. La humedad excesivamente baja puede darse en climas desérticos cálidos y secos o en interiores en espacios con calefacción artificial. En invierno, especialmente cuando el aire frío del exterior se calienta en el interior, la humedad puede descender hasta un 10-20%. Esta baja humedad puede tener efectos adversos para la salud, ya que reseca las membranas mucosas, como la mucosa de la nariz y la garganta, y puede provocar trastornos respiratorios. La baja humedad también puede afectar a los muebles de madera, provocando contracción o que se aflojen las juntas o se agrieten las piezas. Los libros, papeles y obras de arte pueden encogerse o deformarse y volverse frágiles con un nivel muy bajo de humedad. Además, la electricidad estática puede convertirse en un problema en condiciones de baja humedad, destruyendo los dispositivos semiconductores y provocando la molesta adherencia estática de los tejidos, y haciendo que el polvo y las pequeñas partículas se adhieran obstinadamente a las superficies cargadas eléctricamente. Con un chorro constante de agua en recirculación, la humedad del aire en las proximidades del sistema de suministro de agua puede aumentar.

En una realización alternativa, se pueden inyectar fragancias al chorro de agua circulante. Esta exposición y mezcla del aire en la habitación con el agua circulada y sus propiedades de higienización, humidificación y aromatización inducidas pueden aumentarse manteniendo el sistema en funcionamiento continuo y maximizando la capacidad de aireación del agua y la longitud del haz/chorro de agua expuesta a la atmósfera de la habitación. En un ejemplo, la aromatización del agua circulada puede realizarse con extractos de frutas totalmente naturales, como los de la piel de naranja. De este modo, se obtendrían dos beneficios: se elimina la necesidad de utilizar máquinas de pulverización de fragancias que funcionan con pilas y que la gente instala en las paredes de los lavabos públicos, y se elimina la necesidad de utilizar fragancias en las manos después de lavarlas, como a algunas personas les gusta hacer. De hecho, la mayoría de los jabones para manos que la gente utiliza incorporan alguna fragancia.

Con las piletas y grifos tradicionales, una cantidad considerable de agua se desperdicia por los usuarios que dejan correr un poco de agua hasta que sale el agua a la temperatura deseada. Por ejemplo, algunos usuarios dejan correr el agua hasta que se calienta antes de lavarse las manos. Este tipo de despilfarro de agua se conoce como despilfarro por control de la temperatura del agua. Para abordar este problema y proporcionar al usuario final agua caliente al instante, se han desarrollado sistemas con una bomba y un sistema de circuito cerrado que se utiliza para hacer circular continuamente el agua de vuelta al calentador principal de la casa, evitando que se enfríe en las tuberías. La Fig. 10A muestra una configuración estándar, en la que el agua de las tuberías se enfría cuando el lavabo no está en uso. En la Fig. 10B, se muestra el sistema de la presente invención donde el agua circula continuamente a través del calentador de agua principal 501. La implementación de estos sistemas es cara y a menudo solo se hace en viviendas de lujo. En las realizaciones de la presente invención, la bomba y la válvula adicionales necesarias forman parte del sistema y, por tanto, no exige ningún coste adicional. En otras palabras, dado que el sistema de suministro de agua de la presente invención es un sistema del tipo de recirculación, el circuito de recirculación puede incluir el calentador de agua principal de la casa 501 para mantener caliente la temperatura del agua que sale del grifo 101.

La bomba de recirculación 202 (o al menos, la válvula de recirculación 203) se puede instalar a la entrada del calentador de agua principal 501 para asegurar que el agua de las tuberías no se estanque o se enfríe. Sin embargo, hay que tener en cuenta que si el usuario decide desconectar el sistema, el agua de las tuberías se enfriará con el tiempo Cuando el sistema se vuelve a encender y mientras se deja fluir el agua de las tuberías para sustituirla por el agua caliente deseada, ésta está circulando y no se drena ni se desperdicia. Si el usuario decide que no quiere perder tiempo esperando a que la temperatura se iguale, puede dejar el sistema funcionando continuamente o programarlo para que empiece a circular el agua unos minutos antes de usar el sistema.

El sistema de la Fig. 10B puede tener un coste prohibitivo si es necesario modificar estructuras del edificio y las tuberías existentes. Existen otras dos opciones para estas situaciones. En una realización alternativa, se puede conectar un pequeño tubo de igualación de temperatura 502 a la entrada del calentador de agua 501 desde el sistema de recirculación 201, como se muestra en la Fig. 11. En esta opción, una pequeña cantidad de agua recirculada se devuelve al calentador principal 501 y se calienta. El agua de fuente sustituye al agua devuelta. El agua que se devuelve en el tubo pequeño 502 se controla mediante una válvula de igualación de temperatura 503. La válvula ecualizadora 503 puede funcionar de tres formas posibles: puede ser programada para enviar agua al calentador en intervalos programados cada hora dependiendo de la temperatura del agua recirculada; la válvula 503 puede enviar una porción fija del agua recirculada de vuelta al calentador (3%, 5% o 10%) continuamente; o, la válvula 503 puede ser operada manualmente por el usuario en momentos en que la ecualización de la temperatura sea necesaria antes de una ducha, por ejemplo. La válvula manual 503 puede ser una válvula de auto-cierre medido para la comodidad del usuario, y conseguir más eficiencia en el uso de la energía eléctrica

Las Figs. 12A-12B muestran una disposición alternativa de la que puede verse en la Fig. 10 que consigue la conservación del agua eliminando el desperdicio de control de la temperatura del agua, pero esta vez utilizando un pequeño tanque calentador en línea 504 cerca de la pileta 104 (con un método de conmutación especial), que se puede usar en sistemas convencionales así como para el sistema de la presente invención. El calentador en línea 504 tiene un filamento calefactor 505 que calienta el agua antes de entrar en el grifo. El agua calentada sube entre las láminas metálicas 506 que ayudan a que el agua suba a la parte superior del calentador 504. La Fig. 12A muestra el agua fluyendo a través del tanque del calentador en línea 504. La Fig. 12B muestra el agua que fluye directamente desde el calentador principal después de que el agua fría haya sido desviada al pequeño tanque calentador en línea 504. Para utilizar el sistema de suministro de agua de la presente invención en lugar de uno convencional, un usuario tendría que sustituir el sistema del grifo convencional (como se destaca en las Figs.. 12A-12B) por el sistema 101 indicado en las Figs. 10A-10B.

En otra realización alternativa, se pueden incluir efectos de iluminación ornamentales o decorativos al sistema. Por ejemplo, el haz de agua que sale del grifo 101 puede colorearse con luces LED. En un diseño, una pileta podría tener varias fuentes de agua y varios receptores en dos semicírculos enfrentados. Las luces LED pueden ser diferentes y alternarse entre los diversos haces de agua. También se pueden sincronizar con una música adecuada. El sonido del fluir del agua que se recircula en el sistema se suma al efecto relajante.

Las Figs. 13A-13B muestran el sistema de suministro de agua de la presente invención adaptado a una pileta existente 104. En este diseño, se añade un receptor de agua de circulación, o entrada 102, en la parte inferior de la pileta 104 concéntrico con el desagüe 103. Sin embargo, la entrada 102 es más alta que la abertura del desagüe 103 por un par de centímetros. La Fig. 13A muestra un caudal de agua ininterrumpido en el que el chorro no es tocado por la mano del usuario y circula a través de la entrada 102. La Fig. 13B muestra el caudal interrumpido donde el agua circularía a través del desagüe 103. Esta modificación es compacta y se pueden utilizar los agujeros existentes en la pileta 104.

En las modificaciones simples mostradas en las Figs. 13A13B, la pureza del agua circulada no será del 100% ya que parte del agua desviada caerá en la entrada 102. La pureza puede ser del 95%, por ejemplo. Aunque se podrían utilizar filtros para conseguir una pureza del 97%, algunos usuarios seguirían considerándola inaceptable. Para superar este problema, la entrada 102 puede cubrirse con una tapa activada por un solenoide 601, como se muestra en las Figs. 14A-14B. En esta realización, un sensor se dispara al pasar las manos del usuario, lo que hace que el solenoide se active, cubriendo la entrada 102. La Fig. 14A muestra la tapa 601 en posición cerrada, mientras que la Fig. 14B muestra la tapa 601 en posición abierta. Alternativamente, se puede utilizar una válvula de solenoide 602 para desviar el agua que ha entrado en la entrada 102 hacia un tubo de descarga, como se muestra en las Figs. 15A-15B. De forma similar a las realizaciones mostradas en las Figs. 14A-14B, la Fig. 15A muestra la válvula de solenoide 602 desviando el agua a la tubería de descarga cuando el chorro de agua está en contacto con la mano del usuario y la Fig. 15B muestra la válvula de solenoide 602 haciendo circular el chorro de agua sin interrupción.

Este sistema de recirculación puede utilizarse incluso con los grifos automáticos tradicionales. Con un sistema de recirculación 201, se pueden utilizar nuevos tipos de sensores. Por ejemplo, se pueden utilizar sensores capacitivos o conductivos. Específicamente, el sensor activado en la realización de las Figs. 14A-14B y 15A-15B puede ser un sensor capacitivo. Cuando se interrumpe el chorro de agua, un sistema capacitivo detecta un cambio en la carga eléctrica y activa la válvula de drenaje 602 o la tapa activada por solenoide 601. La ventaja de este nuevo método es que se puede lograr una detección más precisa y exacta de las manos del usuario, lo que redundará en una conservación más eficiente del agua y en la comodidad del usuario.

La Fig. 16B muestra una realización de "pileta larga", donde se mejora la pureza del agua recirculada, con una pileta tradicional que se presenta en la Fig. 16A. En la realización de la pileta larga 104, el proceso de enjabonado y lavado de manos se mantiene alejado de la entrada 102 para evitar que el agua sucia caiga en el receptor de circulación, o en la entrada 102. El diseño de pileta larga puede ser una nueva pileta, como se muestra en la Fig. 16, o la pileta se puede modificar, como se muestra en la Fig. 17. La realización de la "pileta larga" puede ajustarse aún más para distanciar más la trayectoria de circulación, como se muestra en la Fig. 18. Como puede verse, la entrada 102 se mueve hacia arriba con el grifo, más cerca del borde de la pila de lavabo 104. Esta realización mejora la circulación ya que la entrada 102 está más lejos del desagüe 103.

Otra sencilla modificación de los sistemas tradicionales es aplicable a los grifos de ablución disponibles en muchas mezquitas de todo el mundo, que los visitantes de las mezquitas usan hasta cinco veces al día y que presentan un enorme potencial para la conservación del agua. Para este tipo de sistemas, se añade una entrada 102 en la parte inferior, cerca del desagüe, como se muestra en la Fig. 19. Como se indica, el usuario puede estar sentado en el asiento mostrado, que es una configuración típica del grifo de las mezquitas. Cualquier contacto entre la mano del usuario y el chorro de agua desvía la trayectoria del agua y evita que el agua pase por la entrada 102, desviando en su lugar el chorro hacia el desagüe 103 situado debajo.

De forma similar a la realización ilustrada en la Fig. 18, en la que la entrada 102 está colocada más lejos de las actividades de lavado de manos, en la Fig. 20 se muestra una realización alternativa a la mostrada en la Fig. 19. En esta realización, la entrada 102 está también más lejos del desagüe 103 en comparación con la realización de la Fig. 19. Para el uso en una mezquita, esto hace más difícil para el usuario lavarse los pies, pero ayuda a disminuir la cantidad de agua sucia que circula involuntariamente.

La Fig. 21 muestra una realización de ejemplo que tiene un circuito de circulación para el uso en una mezquita o una aplicación que despliega múltiples grifos de circulación 101. Se muestra un tanque acumulador en la parte inferior del sistema y se utiliza para proporcionar alimentación continua de agua a la bomba 202. De esta forma se evita que la bomba 202 bombee una mezcla bifásica de agua y aire que podría dañar la bomba 202. El depósito principal de agua sirve de almacenamiento para el suministro de agua a los grifos 101 y también proporciona la presión adecuada para los grifos 101.

En una realización simple, un chorro de agua continuo puede circular a lo largo de un canal contenido como se muestra en las Figs. 22A-22D. El canal contenido comprende dos compuertas 702 y 703, que pivotan por bisagras 701 accionadas por resorte. Las compuertas 702 y 703 están montadas entre el grifo 101 y la entrada 102. Cuando el usuario coloca las manos, las dos compuertas giran dejando pasar el agua a través de una abertura en la compuerta 702. La vista frontal de la abertura se muestra en la Fig. 22A. La vista lateral muestra la posición de las compuertas 702 y 703 cuando el sistema de suministro de agua no está en uso (Fig. 22B) o en uso (Fig. 22C). Cuando está en uso, el chorro de agua desviado se drena a través del desagüe 103. Cuando el usuario retrae la mano, las compuertas 702 y 703 se cierran para hacer circular el agua. Esta circulación puede activarse mediante la válvula regular 105 mostrada cerca de la salida 101 o el chorro puede circular continuamente. Además, una tira metálica flexible 704 puede enrollarse alrededor de las bisagras 701 y pasar por el interior de las compuertas. Cuando las compuertas 702 y 703 se activan, la tira flexible 704 se estira y ayuda a deslizar las compuertas 702 y 703 hacia la posición de cierre. Esto hace que las compuertas 702 y 703 giren sin atascarse. Las Figs. 23A-23D ilustran otra modificación para mejorar los grifos automáticos que puede lograrse utilizando transductores de luz láser 802, y en disposiciones geométricas específicas, para controlar la detección. La disposición del sensor 801 consta de haces de láser de luz visible 802 y sensores en lugar de los tradicionales sensores infrarrojos para abrir y cerrar los grifos. Cuando se utilizan sensores infrarrojos, abrir el grifo puede ser bastante complicado ya que el usuario no sabe dónde y cuándo el sensor detectará sus manos. Con los haces de láser visibles 802, el usuario vería el haz de láser reflejado en su mano al pasar por debajo del grifo. Cuando el haz del láser impacta con la mano del usuario, el grifo se abre. Una de las principales desventajas de los grifos automáticos es que suelen tener un caudal fijo, que o bien es mayor que el que necesita el usuario y, por tanto, se desperdicia agua, o bien es demasiado escaso para las necesidades de agua en determinados momentos y, por tanto, es un inconveniente para el usuario. Para superar este inconveniente, la disposición de detección 801 puede utilizar múltiples transductores láser 802, con sus respectivos haces del láser, de forma que el usuario pueda controlar el caudal. La intersección del primer haz de láser abriría el grifo con el mayor caudal posible, logrando la máxima conservación del agua. La intersección del segundo o tercer haz de láser aumentaría el caudal a una velocidad media o máxima, respectivamente, como se muestra en las Figs. 23B-23D, entre los diferentes dibujos con número creciente de haces. La disposición de conmutación del haz del láser 801 puede incorporarse a las realizaciones de la presente invención (como se muestra en la Fig.23A) o puede incorporarse a los grifos automáticos existentes (como se muestra en la Fig. 23B). Las Fig. 23C-23D muestran cómo la velocidad del agua es controlada por el usuario hasta el nivel deseado.

Las realizaciones mostradas en las Figs. 23A-23D son una realización del uso de los haces de láser 802 y los sensores, otras realizaciones pueden implicar un único transductor de haces de láser 802 y tres o más sensores en lugar de los tres transductores 802 representados. Las disposiciones geométricas se optimizarían a lo que fuera más eficaz para detectar las manos del usuario. La disposición del sensor 801 también puede utilizarse para duchas, ya sea con el sistema de la presente invención en el que el agua circula continuamente, o con duchas automáticas estándar de tipo grifo.

La Fig. 24A es un sistema de suministro de agua según una realización que muestra diferentes trayectorias del flujo de agua (A-C). La Fig. 24B es un gráfico que representa el flujo de agua, la presión y el control de la bomba de circulación necesarios para asegurar una operación óptima y la conservación de agua para la realización preferida. En el sistema de la presente invención, uno de los principales factores de control es la velocidad de la bomba (para un tamaño de salida y una distancia de salida/entrada determinados), que puede controlarse con gran precisión, especialmente si la bomba de circulación 202 se acciona mediante un motor digital. La velocidad de rotación de la bomba 202 controlará el caudal del agua en el sistema.

Por lo tanto, el velocidad de rotación de la bomba 202 determinará la presión del agua en la salida 101, dado que el área de la salida 102 y las pérdidas de presión en la tubería son fijas. Por tanto, la presión de salida debe ajustarse para que el flujo de agua pueda salvar el espacio entre la salida 101 y la entrada 102. Una presión de salida baja hará que el chorro no llegue a la entrada 102 y entre en el desagüe 103. Una vez que la presión se eleva hasta alcanzar el valor de umbral necesario para salvar el espacio entre el grifo 101 y la entrada 102, el haz de agua será el más bajo, muy curvado, como se muestra en la Fig. 24A. El haz de agua con la presión y el caudal mínimos necesarios para salvar el espacio es el chorro de agua "A". A medida que se aumenta la presión, el haz de agua será menos curvado y casi recto, como se representa en el haz de agua superior 'C'. Obsérvese la vista lateral de la entrada de agua 102, que es elíptica para tener en cuenta la curvatura variable del haz de agua. El haz de agua "B" tiene un caudal que permite que el haz salve el espacio y alcance un punto ligeramente superior a la altura mínima. Este caudal garantiza que el haz salve ese espacio y deje una pequeña contingencia para las variables no controladas, sin que el caudal sea demasiado elevado. A máxima velocidad de rotación de la bomba y, por tanto, a máxima presión de salida del agua y a máximo caudal, el sistema estaría esencialmente haciendo circular el agua más rápido de lo necesario, como si se abriera un grifo tradicional al máximo. La Fig. 24B es un gráfico del caudal de agua frente a la presión de salida en la salida 102 y los puntos etiquetados. Nota, durante la instalación la bomba 202 puede ser calibrada para asegurar que el haz de agua tenga la trayectoria adecuada.

También hay que señalar que la invención puede eliminar la necesidad de un grifo mecánico tradicional aparte, en su caso, para regular el flujo de agua o para controlar la velocidad del caudal. La apertura, el cierre y la variación del caudal de agua correrán a cargo de la bomba. Mientras tanto, la bomba puede ser controlada electrónicamente mediante sensores sin contacto, u otros medios más básicos, pero también puede ser calibrada inicialmente y ajustada a un caudal constante en el que el agua salve el espacio entre el grifo 101 y la salida 102.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de suministro de agua, que comprende:

una pila de lavabo (104) ;

una salida (101) en comunicación con una fuente de agua, en la que el agua de la fuente de agua sale a través de la salida (101); una entrada (102) para recibir el agua que sale de la salida (101), en la que el agua atraviesa un espacio entre la entrada (102) y la salida (101) y a través de la pila de lavabo (104) durante un caudal ininterrumpido y el agua recibida por la entrada (102) se recircula hacia la salida (101); y un desagüe (103) situado en la pila de lavabo (104), en el que el agua que sale de la salida (101) pero no es recibida por la entrada (102) entra en el desagüe (103).

2. El sistema de suministro de agua de la reivindicación 1, que comprende además:

un sistema de circulación para suministrar agua desde al menos una fuente de agua y la entrada en la salida.

3. El sistema de suministro de agua de la reivindicación 1 o 2, en el que la salida y la entrada están situadas en lados opuestos de la pila de lavabo.

4. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que el desagüe está situado en una posición más baja de la pila de lavabo.

5. El sistema de suministro de agua de la reivindicación 2, 3 o 4, en el que el sistema de circulación comprende una bomba de circulación de agua y una válvula de circulación.

6. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

un receptor situado junto a la entrada, en el que el receptor transfiere

el agua recibida desde la salida a la entrada por gravedad.

7. El sistema de suministro de agua de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que el sistema de circulación dirige el agua a través de un calentador.

8. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que la entrada es concéntrica con el desagüe.

9. El sistema de suministro de agua de la reivindicación 8, que comprende además una tapa para evitar que el agua entre en la entrada.

10. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

una primera compuerta abatible unida a la salida; y una segunda compuerta abatible unida a la entrada, en la que la primera compuerta abatible y la segunda compuerta abatible son colineales con una línea que se extiende desde la salida hasta la entrada.

11.El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que el agua que entra en el desagüe se ha interrumpido para que no llegue a la entrada.

12. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que el agua atraviesa el espacio entre la entrada y la salida, sin tocar la pila de lavabo, durante un caudal ininterrumpido.

13. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que el agua salva el espacio entre la entrada y la salida y atraviesa la pila de lavabo durante el caudal ininterrumpido.

14. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que la entrada está situada a una altura superior a la salida.

15. El sistema de suministro de agua de cualquier reivindicación anterior, en el que la entrada está situada a una altura por encima del desagüe.