特許 7565326 ユーザ制御の監視制御システム、自動給水システム及び水使用監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ユーザ制御の監視制御システム、自動給水システム及び水使用監視システム

(51)【国際特許分類】

   A47K 3/28 20060101AFI20241003BHJP

   E03C 1/02 20060101ALI20241003BHJP

   E03C 1/044 20060101ALI20241003BHJP

   E03C 1/05 20060101ALI20241003BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20241003BHJP

   H04Q 9/02 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

A47K3/28

E03C1/02

E03C1/044

E03C1/05

H04Q9/00 301D

H04Q9/02 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022168962

(22)【出願日】2022-10-21

(62)【分割の表示】P 2021067837の分割

【原出願日】2016-04-14

(65)【公開番号】P2023009075

(43)【公開日】2023-01-19

【審査請求日】2022-10-28

(31)【優先権主張番号】62/149,635

(32)【優先日】2015-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】517363388

【氏名又は名称】チャキー レベッカ キャロル

(74)【代理人】

【識別番号】100096699

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿嶋 英實

(72)【発明者】

【氏名】チャキー レベッカ キャロル

【審査官】油原 博

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００６／００６９４５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｋ ３／２８

Ｅ０３Ｃ １／００－１／１０

Ｈ０４Ｑ ９／００、９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配管システムのシャワーを操作するためのユーザ制御の監視制御システムであって、
前記配管システムは、前記配管システムの温水供給ラインによって提供される温水及び冷水供給ラインによって提供される冷水の温度及び流量情報を提供する一連のセンサを有し、温水および冷水がシャワーヘッドに供給するための温度混合水を提供し、前記一連のセンサが前記シャワーヘッドに供給される前記温度混合水の温度測定を提供する第１の温度センサを含み、前記ユーザ制御の監視制御システムは、前記温水供給ライン及び前記冷水供給ラインから供給される、温水及び冷水の混合または前記温度混合水の流量を調整するために配置された、複数の遠隔制御可能なバルブをさらに含み、前記ユーザ制御の監視制御システムは、
プロセッサと、
前記プロセッサで実行可能なソフトウェアを表すプログラム命令を含む記憶装置であって、前記プログラム命令は、複数のシャワープログラムを含み、各シャワープログラムは、指定された持続時間、指定された温度、及び前記シャワーヘッドから放出される水に対して指定された体積流量によって特徴付けられる各ステップを伴うシャワーステップのシーケンスを含む、記憶装置と、
前記プロセッサが、プログラム命令を発行し、前記一連のセンサから取得したデータを書き込むことができる揮発性メモリと、
水使用量、エネルギー使用量、及び温室効果ガス削減量を含む使用量データセットを計算し、ユーザに報告するように構成された水使用監視システムと、
プログラムオプションを選択し、システム情報を表示するためのユーザインターフェースと、
を備え、
前記監視制御システムは、ネットワークを介して接続可能であり、前記一連のセンサの１つ以上によって提供される温度及び流量情報を監視し、シーケンスのシャワーステップのうち複数のステップのため、提供されたシーケンスのライブラリからプログラムされたシャワーシーケンスのユーザ選択を受信し、
前記監視制御システムは、（ｉ）前記ステップの持続時間、及び（ｉｉ）前記シャワーヘッドから放出される水の流量又は温度のユーザ指定の選択に応答し、
前記監視制御システムは、前記ユーザ選択された前記プログラムされたシャワーシーケンスのステップを自動的に進め、各シャワーステップの仕様に基づいて、１つ以上のバルブの設定を調整するための制御信号を送信し、前記シャワーヘッドに供給される前記温度混合水に対する温度測定を提供する前記第１の温度センサで前記シャワーヘッドに流れる水の前記温度測定を用いるフィードバック制御動作に基づいて、前記シャワーヘッドで所望する温度を得るために温水及び冷水を混合し、
第１の可聴信号、第２の可聴信号、および第３の可聴信号を開始し、前記第１の可聴信号は、所定の温度に達したことを伝え、前記第２の可聴信号は、前記プログラムされたシャワーシーケンスが開始されたことを伝え、前記第３の可聴信号は、前記プログラムされたシャワーシーケンスの終了をユーザに伝える、ユーザ制御の監視制御システム。

【請求項2】

浴槽またはシャワーを含む配管システムによって出力される水の流量または温度をユーザが制御するための自動給水システムであって、
前記ユーザによって選択された仕様に従って前記自動給水システムの動作のための水量又は水温の検知値を受信するように結合された処理システムであって、前記処理システムは、バルブを含むアクチュエータに接続されたプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記配管システムによって出力される水に対して、ユーザが選択した温度仕様またはユーザが選択した流量仕様に適合するように，必要なアクチュエータまたはバルブの設定調整を行うための制御信号を送信し、少なくとも１つの設定がユーザが選択した仕様に適合するフィードバック制御動作で調整される、処理システムと、
前記浴槽または前記シャワーへの温水供給ラインまたは冷水供給ラインのような１つ以上の水供給ラインの水温又は流量を検出し、また、前記温水供給ライン及び前記冷水供給ラインからの制御可能な混合水を受けるように結合された温度調整可能な水ライン内の温度を検出するように配置された複数のセンサであって、各センサは、前記処理システムに温度又は流量情報を提供するように前記処理システムに結合される、複数のセンサと、
前記プロセッサから前記配管システムまで延び、前記配管システム内の１つ以上の構成要素の動作を制御するように結合された複数の制御ラインと、
水使用量、エネルギー使用量、及び温室効果ガス削減量を含む使用量データセットを計算し、前記ユーザに報告するように構成された水使用監視システムと、を含み、
前記処理システムは、前記温水供給ライン又は前記冷水供給ラインからの水の混合を変更するように構成され、それによって、温水および冷水の前記混合水の検出された温度に部分的に基づいて温度調節可能な水ライン内の水の温度を調整するように構成され、
前記自動給水システムは、各ステップが所定の持続時間と水温を有するシャワーステップのシーケンスを自動的に実行するようプログラムされ、
第１の可聴信号、第２の可聴信号、および第３の可聴信号を開始するように構成され、前記第１の可聴信号は、所定の温度に達したことを伝え、前記第２の可聴信号は、前記プログラムされたシャワーシーケンスが開始されたことを伝え、前記第３の可聴信号は、前記プログラムされたシャワーシーケンスの終了をユーザに伝える、自動給水システム。

【請求項3】

ユーザのコミュニティとインターフェースするインターネットネットワークにおける、配管システムにプログラム可能な水流シーケンスを提供する複数の水使用制御システムのための水使用監視システムであって、
前記水使用監視システムは、
ユーザ制御装置とユーザアカウントとを関連付け、提供されたシーケンスのライブラリから、フローステップのプログラムされた水流シーケンスを選択し、コントローラが、前記フローステップ中に温水と冷水を自動的に混合して、ユーザによって指定された所定の温度で水を送り、
水使用制御システムとユーザアカウントを関連付けて、前記水使用制御システムに温度制御信号または流量制御信号を送信し、
プログラムオプションを選択し、また、システム情報を表示するためのユーザインターフェースを提供する、ようにプログラムされ、
前記水使用監視システムは、
プログラムされた水流シーケンスのライブラリと、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行されると、前記水使用監視システムに方法ステップを実行させる、前記プロセッサによって実行可能なソフトウェアを表すプログラム命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体と、を備え、
前記方法ステップは、
前記プログラム可能なシーケンスに対するユーザの嗜好および変更を格納及び編成するステップと、
水使用量データおよびエネルギー使用量データの保存、整理、集計および報告するステップと、
データを転送するステップと、
エネルギー消費量と水消費量を決定するための分析を実行するステップと、
ベースラインデータを収集するステップと、
前記水使用制御システムによる実施のために水消費量とエネルギー消費量を削減する代替水流シーケンスを提供するステップと、
第１の可聴信号、第２の可聴信号、および第３の可聴信号を開始するステップであって、前記第１の可聴信号は、所定の温度に達したことを伝え、前記第２の可聴信号は、前記プログラムされた水流シーケンスが開始されたことを伝え、前記第３の可聴信号は、前記プログラムされた水流シーケンスの終了をユーザに伝える、ステップと、
を含む、水使用監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１５年４月１９日に出願された仮特許出願第６２／１４９，６３５号の優先権を主張する。

【0002】

本発明は、水の使用量の制御に関し、より詳細には、例えば水の流れを分配するためのカスタマイズされた設定のユーザ選択のような水の流れを制御するためのユーザ制御の監視制御システム、自動給水システム及び水使用監視システムに関する。

【背景技術】

【0003】

温水バルブを開き、「水を温める」ために水を流すという従来のプロセスは、一般に、例えば、温水ラインの水が温水パイプ内（すなわち、温水器と使用場所との間）で冷却されるために、廃液ドレインの下で冷たくなりすぎる水を送ることを意味する。この無駄な資源は、以前は加熱された飲料水であり、通常は利益を得ることなくシステムから除去される。

【0004】

シャワーやシンクでの水温と出力流量の手動制御が一貫して操作するのが難しいことをユーザはしばしば発見する。これは、所望の設定を達成し、その設定を維持しようとすると、不満足な又は厄介な状況を作り出す可能性がある。例えば、小さいバルブの調整は、大きな温度及び流量応答をもたらす可能性があり、結果として、水、時間、熱エネルギーの浪費を生じる。ある日の温度調整を成功させることは、別の機会に異なる結果を経験することに対する保証ではない。つまり、同じ設定に調整することは、突然水を沸騰させたり、冷たい水を凍結させたりして、別の日に気晴らしや不便、不快感を与えることがある。シャワーシステムで発生する別の問題は、急激な圧力低下（例えば、トイレのフラッシングによる）がある場合、冷水供給ラインの水圧が急激に低下し、温水／冷水の混合を劇的にシフトさせ、温水シャワーを浴びることさえある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００－０１４５７９号公報

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２５９０５６号明細書

【文献】特開平０３－２８６７２３号公報

【文献】米国特許第４７５６０３０号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１６７９３８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

第１の一連の実施形態では、本発明は、システムの第１又は第２の構成に従って水を受け取るシャワーヘッドと共に使用するためのコントローラを含むシャワーシステムを提供する。第１の構成は、シャワーの際に温水と冷水とを混合するための手動制御を可能にする第１の動作モードを提供する。第２の構成は、ユーザがコントローラを用いてシステム設定をプログラムして、自動化されたシャワーステップの時系列シーケンスを実行することができるユーザ選択可能な第２の動作モードを提供する。第２の動作モードは、複数のシャワー工程の間に、温水と冷水を自動的に混合して、使用者が指定した所定の温度でシャワーヘッドを通して水を送る。

【0007】

シャワーシステムの開示された実施形態は、温水を供給する供給ラインと、冷水を供給する供給ラインと、シャワーヘッドを介して温水及び冷水を送るために供給ラインにそれぞれ連結される第１及び第２の分岐ラインとを含む。システムが第１のモードで動作するとき、シャワーヘッドを通る水の流れを制御するために、少なくとも１つの手動制御バルブが第１の分岐ラインに配置される。第１及び第２の常開バルブは、第１の分岐ラインに配置され、システムが第２のモードで動作するときに、第１の分岐ラインを通ってシャワーヘッドへの水の流れを防止するようにコントローラによって構成される。第２の分岐ラインに配置された第１及び第２の常閉バルブを含む複数の追加自動バルブは、第２の分岐ラインを通ってシャワーヘッドへの水の流れを制御する。複数の追加自動バルブは、システムが第２のモードで動作しているときに、温水と冷水の混合を自動的に制御するように構成される。

【0008】

コントローラは、複数の追加自動バルブのうちの１つ以上を調整して、温水と冷水の混合のための選択された温度を達成する。システムは、デフォルト条件として第１の構成で動作し、第２の構成では、例えばユーザが第２のモードでの動作を選択したときに動作する。コントローラは、第２の構成において、自動ステップのユーザ選択可能な時限シーケンスを自動的に提供するプログラムを実行するマイクロコンピュータであってもよい。システムは、また、コントローラと無線通信リンクを有するプロセッサベースのハンドヘルドデバイスを含むことができる。ハンドヘルドデバイスは、ユーザがコントローラ設定をプログラムし、動作の第２のモードで自動化されたシャワーステップの時系列シーケンスを開始することができるアプリケーションソフトウェアを実行することができる。

【0009】

シャワーシステムは、システムが第２のモードで動作するときにシャワーヘッドへの水の流れを制御するために、第２の分岐ラインからの流れを受け取るように配置された動力流量制御バルブを含むこともできる。コントローラは、ユーザが選択したシャワーヘッドを通る水の流れに応答して、動力流量制御バルブを調節することができる。

【0010】

第２の一連の実施形態では、コンピュータ実装方法は、ユーザが選択可能なプログラムモードでシャワーシステムの動作を自動的に制御する。シャワーシステム方法は、第１の一連のプログラムステップを実行して、温水と冷水との混合物を自動的に混合し、混合物を水ラインを介してシャワーヘッドに送ることにより、シャワーステップのユーザが選択した時系列シーケンスを提供することを含む。この方法は、また、マイクロコンピュータにデジタルデータを受信して、シャワー動作のための時系列ステップのプログラムされたシーケンスを選択し、少なくとも１つのステップのためにシャワーヘッドを流れる水の所望の温度を指定し、シャワーヘッドへの高温及び低温供給ラインの温度を示す情報をマイクロコンピュータセンサに提供する。選択されたシーケンスの少なくとも１つのステップに対して、マイクロコンピュータシステムは、シャワーヘッドを通って流れる水の所望の温度を達成するために、１つ以上のバルブ位置を調整することにより、温水と冷水を混合する信号を送る。

【0011】

コンピュータ実装方法の図示された実施形態では、水が所望の温度でシャワーヘッドを介して所定の時間流れ、この方法は、マイクロコンピュータシステムを作動させることをさらに含み、選択されたシーケンスの別のステップに従って、シャワーヘッドを介して流れる水の温度を変更する。これは、ユーザが指定した温度でシャワーヘッドを介して水を提供するために１つ以上のバルブ位置をさらに調整することによって達成することができる。

【0012】

温水及び冷水を混合する信号を送る前に、コンピュータ実装方法は、例えば温水供給ラインの水温が閾値を下回ったときに、温水供給ラインの水をパージすることができる。所望の温度に達するように温水と冷水を混合する方法は、シャワーヘッドに流れる水の温度測定に基づくフィードバック制御を含むことができる。この方法は、マイクロコンピュータとアプリケーションソフトウェアを含むハンドヘルドプログラマブルデバイスとの間の通信を提供することもでき、その実行は、（ｉ）シャワーステップのユーザが選択した時系列シーケンスに基づくデジタルデータ、又は（ｉｉ）シャワーヘッドを流れる水の所望の温度を提供する第２の一連のプログラムステップである。

【0013】

また、コンピュータ実装方法の実施形態によれば、無線通信リンクを有するネットワークを介してマイクロコンピュータとハンドヘルドプログラマブルデバイスとの間で通信が行われてもよい。マイクロコンピュータは、第１及び第２の分岐ラインのいずれかを通る温水及び冷水供給ラインからの水の流れを生じさせて、シャワーヘッドを通して温水及び冷水を送るためにバルブ設定を選択することができる。この実施形態では、第１の分岐ラインは、シャワーヘッドを介して流れる水ために所望の温度に達するようにバルブ位置を調整するためのマイクロコンピュータの制御下にある１つ以上のバルブを有する第２の分岐ラインとともに、シャワー時に温水及び冷水を混合する手動制御を提供することができる。

【0014】

第３の一連の実施形態では、本発明は、ユーザの好みに応じてシャワーの動作を制御するための自動化された方法を提供する。この方法によれば、シャワーヘッドを介して流れる水の所望の温度を指定する各ステップとともに、シャワー活動のための一連の時系列ステップが選択される。電気信号は、制御システムに供給される。信号は、シャワーヘッドに接続された温水及び冷水供給ラインの温度を示す。シャワーヘッドを介して流れる水の温度を示す電気信号も制御システムに供給される。選択されたシーケンスの少なくとも１つのステップについて、制御システムは、シャワーヘッドを介して流れる水の温度を少なくとも１つのステップで指定された温度に一致させるために、１つ以上のバルブを調節することによって供給ラインからの温水及び冷水を混合するという信号を送信する。所定の時間、シャワーヘッドを通って水が所定の温度で流れると、制御システムは、シャワーヘッドを通って流れる水の温度を変化させる信号を、別のステップの順序で送信する。これは、前記別のステップで指定された温度でシャワーヘッドを介して水を提供するために、１つ以上のバルブをさらに調整することによって達成される。

【0015】

自動化方法の例示的な実施形態では、時系列ステップの１つを開始する前に温水供給ラインの一部から水をパージすることができ、１つ以上のバルブは、少なくとも１つのステップのためにシャワーヘッドを介して流れる水に対して指定された温度を達成するためにフィードバック制御を用いて調整されることができる。別の実施形態では、制御システムは、少なくとも１つのステップに対して指定された値に従って、シャワーヘッドを通過する水の流量を調整する信号を送信する。制御システムは、シャワーヘッドを通過する水の流量を調整するために、水ラインから測定された流量データを受信し、フィードバック制御を使用することができる。

【0016】

第３の一連の実施形態では、本発明は、配管システムにおいてシャワーを操作するためのユーザ制御監視制御システムを提供する。このシステムは、シャワーヘッドに供給する温水及び冷水供給ラインによって提供される水の温度及び流量情報を提供する一連のセンサを含む。遠隔制御可能バルブは、温水と冷水の混合、又は温水及び冷水供給ラインから供給される水の流量を調節するように配置される。監視制御システムは、プロセッサ及びプロセッサ上で実行可能なソフトウェアを表すプログラム命令を含む記憶装置を含む。命令は、複数のシャワープログラムを含む。各シャワープログラムは、一連のシャワーステップを含む。各ステップは、指定継続時間、指定温度、及びシャワーヘッドから放出する水のための指定された体積流量によって特徴付けられる。システムは、また、プロセッサがプログラム命令及びセンサから取得したデータを書き込むことができる揮発性メモリと、プログラムオプションを選択し、システム情報を表示するためのユーザインターフェースとを含む。システムは、センサによって提供される温度及び流量情報を監視し、シャワープログラムのユーザ選択を受信するために、ネットワークを介して接続可能である。ここで、選択されたプログラムのシャワーステップのうちの１つ以上について、システムは、（ｉ）ステップの継続時間、（ｉｉ）シャワーヘッドから排出される水の流量又は温度のユーザ指定の選択に応答する。システムは、各シャワーステップの仕様及びセンサによって提供される情報に基づいて１つ以上のバルブの設定を調整するための制御信号を送信することによって、ユーザが選択したシャワープログラムシーケンスのステップ介して自動的に進行する。

【0017】

第４の一連の実施形態では、本発明は、風呂又はシャワーを含む配管システムによって放出される水の流れ又は温度を制御するためのユーザ用のプログラム可能なシステムを提供する。処理システムは、ユーザによって選択された仕様に従ってシステムの動作のための水流又は水温の検出値を受信するように結合される。処理システムは、配管システムによって放出された水のために、ユーザが選択した温度仕様又はユーザが選択した流量仕様に従うために必要な調整を行う制御信号出力端子を含む。このシステムは、風呂又はシャワーからの出力を供給する１つ以上の水ラインの水温又は流量を感知し、温水及び冷水ラインから水の制御可能な混合物を受け取るように結合された温度調節可能な水ライン内の温度を感知するために配置された複数のセンサを含む。各センサは、温度又は流れ情報を処理システムに提供するように結合される。複数の制御ラインは、プロセッサから配管システムまで延び、配管システム内の１つ以上のコンポーネントの制御動作に結合される。処理システムは、出力を供給する温水又は冷水ラインからの水の混合を修正し、それによって、検出された水温情報の一部に基づいて、温度調節可能な水ライン内の水の温度を調整するように構成される。

【0018】

第５の一連の実施形態では、本発明は、ユーザのコミュニティに接続するネットワークにおいて、コミュニティ内の複数の水使用制御システムに対して、水使用監視システムを提供する。このシステムは、配管システムにおいてプログラム可能な水流シーケンスを提供する。監視システムは、ユーザアカウント登録能力、デバイス対ユーザアカウントペアリング能力、プログラム化された水流シーケンスのライブラリ、ソフトウェア更新能力、ユーザインターフェース能力、及びプロセッサを含む。このシステムはまた、プロセッサ上で実行可能なソフトウェアを表すプログラム命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体も含む。命令は、プロセッサによって実行されると、システムに、ユーザの嗜好及びプログラム可能なシーケンスへの修正の保存及び編成；水及びエネルギー使用量データの保存、編成、集約及び報告；データの転送；エネルギー消費量と水消費量を決定する分析の実行；ベースラインデータの収集；及び水使用制御システムによる実施のための水及びエネルギー消費を削減する代替水流シーケンスを提供することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本発明の他の態様及び利点は、以下の説明を添付の図面を参照して読むと、当業者にはより明確に理解されるであろう。

【0020】

【図1】図１は、本発明による水温制御システムのシャワー実施形態を概略的に示す図である。

【図2A】図２Ａは、タンクレス又はフラッシュヒータを含む水温制御システムの代替実施形態を示す図である。

【図2B】図２Ｂは、温水供給ラインから冷水をリダイレクトする水温制御システムの別の実施形態を示す図である。

【図2C】図２Ｃは、温水供給ラインからの冷水のリサイクルを提供する水温制御システムのさらなる別の実施形態を示す図である。

【図3】図３は、水温制御システム及び関連する水使用監視システムのユーザインターフェースを示す図である。

【図4】図４は、水使用監視システムにおけるアカウント初期化に関連する一連のステップを示す図である。

【図5A】図５Ａは、フローチャート形式のプログラムされたシャワーシーケンスを示す図である。

【図5B】図５Ｂは、フローチャート形式のプログラムされたシャワーシーケンスを示す図である。

【図6】図６は、別の実施形態による、フローチャート形式のプログラムされたシャワーシーケンスを示す図である。

【図7】図７は、フローチャート形式の手動シャワー操作を示す図である。

【図8】図８は、フローチャート形式の、水の温度及び流量を制御するためのプロセスを示す図である。

【図9】図９は、フローチャート形式のパージ及び再使用の手順を示す図である。 同様の参照数字が同様の構成要素を示すために図面を通して使用されている。多数の構成要素が概略的に示されているが、本発明の特徴を強調するために、明らかな性質の様々な詳細、接続及び構成要素は示されていないことが理解される。図面に示された様々な特徴は、本発明の特徴を強調するために縮尺通りに示されていない。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明に関連する特定の方法、構成要素、及び特徴を詳細に説明する前に、本発明は、主として、要素及び方法ステップの新規かつ自明でない組み合わせにあることが理解されるべきである。当業者には容易に明らかとなる詳細を用いて開示を不明瞭にしないために、特定の従来の要素及びステップがより詳細に示されている。同時に、図面及び明細書は、本発明の理解に関連する他の要素及びステップをより詳細に記載する。以下の実施形態は、本発明の構造又は方法に関する限界を定義することを意図したものではなく、例示的な構造を提供することのみを目的とする。実施形態は、必須ではなく許容的であり、網羅的ではなく例示的である。

【0022】

温水及び冷水ラインからシャワー、浴槽、シンク、プール又は装飾用池への水の流量又は温度を制御するためのプログラム可能なシステムが記載されている。本発明の実施形態は、商業用又は個人用の水温制御システム（ＴＣシステム）１２を含む。ＴＣシステム１２の図示された実施形態は、水使用制御システムでもある。システム１２は、例えば、水温及び流量の時系列シーケンスでシャワーするためのプログラム可能な温度及び時間制御シーケンスをユーザに提供する。水温制御を含む、システムのプログラミング及び動作は、遠隔ユーザインターフェース、例えば、モバイルデバイスアプリケーション（「アプリケーション」）又はアプリケーションソフトウェア、インターネット対応（「スマート」）アプライアンスハブ、又はブラウザを介して行うことができる。プログラム可能な温度制御シーケンスは、事前にプログラムされ、使用前又は使用時にユーザによってプログラム可能である。システム１２は、また、個人的な嗜好を学習し、それに応じてプログラムシーケンスを修正することもできる。

【0023】

図示された水温及び流量の制御シーケンスは、所定の温度基準を満たす水だけが使用のために引き渡されるように、温水ライン（すなわち、供給パイプ）から冷水を除去するためのウォーターパージ運転、再加熱運転又は再使用運転を含む。水及びエネルギー使用データは、例えば、水使用監視（ＷＵＭ）システムの一部として、オンラインコミュニティ内の他のユーザによる類似の使用データを集約するために、システム１２に格納されるか、リモートサーバにアップロードされることができる。これにより、システムの使用に起因する水のアセスメントと省エネルギーが可能になる。

【0024】

図１を参照すると、水温制御システム１２の一実施形態は、使用のために加熱された水を供給するプロセスの間に、冷却された水の浪費を減らすように構成されたリモートユーザインタフェース１６を含む。所望の水温又は流量設定を見つけるための手動調節及び僅かな制御を排除することにより、改善されたシャワー体験が提供される。このシステムは、温度と流量の制御を改善し、シャワーに要する時間を短縮し、水の使用量を減らし、温水使用量を減らすことによってエネルギー消費を削減する。システム１２は、設定を調整するのに必要な物理的労力を軽減することによって、高齢者や障害者のために、改善されたシャワー体験を提供することができる。代わりに、制御装置、例えばコントローラ又は遠隔のハンドヘルド装置が調整を行う。調整を実行する装置は、特に身体障害者又は移動性の低下した人によってシステムを制御するユーザの能力をさらに改善するために、音声制御コマンドに応答して水温及び流量のシーケンスをプログラムすることができる。本発明の実施形態は、給湯器が所定の温度範囲を上回る又は下回る水温を提供するときにユーザに警告する機能、冷水供給に制限された流れがあるときにユーザに警告する機能を有する給湯器又はシャワーハードウェアを備えていてもよい。本発明の他の特徴は、水、時間、エネルギー及び温室効果ガスの実際の節約を計算し報告する能力；水、時間、エネルギー節約を通貨単位に変換する能力；そのようなデータを個々のユーザが利用できるようにする能力；及び複数のユーザから取得した総コスト削減データをオンライン監視に参加しているコミュニティのメンバーに報告する能力を含むことができる。

【0025】

開示された水節約システム及び方法は、利用可能であったよりも信頼性の高い温度及び流れの供給を提供することができる。ＴＣシステム１２は、アクセス及びカスタマイズを容易にするようにプログラム可能である。この能力は、高齢者及び障害者を支援するのに特に有利である。一般に、ＴＣシステム１２は、ユーザがプログラムされた水温及び流量のシーケンス２０を選択し、修正し、開始することを可能にする。１つの一連の実施形態では、学習アプリケーションは、個人の嗜好に適合するように、時限温度及び流量設定のプログラムされたシーケンスを調整する。このシステムの実施形態は、商業的使用、公共の場所（例えば、フィットネス施設）及びホテル及び家庭での使用に適している。システム１２は、既存の配管システムを改造することによって、又は新しい建物に新しいシステムを設置することによって提供され得る。要するに、本発明の実施形態は、結果としての水及びエネルギーの節約を伴って、水の温度及び流量の制御を向上させる。

【0026】

用語「制御装置」は、壁に取り付けられた基地局、ハンドヘルドスマートモバイルデバイス２４０、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ３３２、パーソナルコンピュータ３３６、ゲームコントローラ、ジョイスティック、又はＴＣシステム１２を作動させることができる、その他の装置のうちの１つを含むが、これらに限定されない電子ユニットを指す。

【0027】

用語「ネットワークインターフェース」及び「インターネットインターフェース」は、有線接続、Ｗｉ－Ｆｉ接続、又は水ＴＣシステム１２が導かれ得る他のデバイスインターフェースを含むが、これに限定されないインターネット接続又は他のネットワーク接続を指す。システム１２とインターフェースする携帯電話アプリケーションは、瞬間的に見えるユーザへの便利なアクセスを提供することができるが、サービスをサポートするために必要な複雑さのレイヤは透過的なままである。インターネットインターフェースのタイプは、本発明の範囲を限定するものではない。

【0028】

用語「温度混合バルブ」又は「混合バルブ」は、温水供給及び冷水供給の両方から水入力を受け取り、混合温度水の出力を提供する三方バルブを指す。混合バルブは、手動又は自動制御されてもよい。

【0029】

用語「混合温度水」は、温水及び冷水供給ラインから得られる水の割合を変えることによって温度を調整することができる水を指す。本発明のいくつかの実施形態によれば、温度Ｔｍの混合温度水４４は、投入冷水１００と投入温水９６とを混合した出力結果である。

【0030】

用語「配管システム」は、シャワー、浴槽、シンク、プール、又は装飾用池を含む任意の水管理システムを指します。配管システムは、一般に、温水９６を供給する温水供給ライン１４４（温水ライン手動遮断バルブ２６８を含む）、冷水１００を供給する冷水供給ライン１４８（冷水ライン手動遮断バルブ２７２を含む）、例えば手動混合バルブ６４のような温水９６及び冷水１００を混合する手段を含む。配管系は、シャワー、浴槽、シンク、プール又は装飾用池のような水供給装置を含むことができる。

【0031】

以下の図５及び表２に示すアルゴリズムでは、入力水の流量は、図１の入力バルブ１２８及び１２４が完全に開いているときに生じる流量のパーセンテージとして与えられる。動力付きバルブ１２８が完全に開いているとき、入力冷水流量Ｆｃは１００であり、動力付きバルブ１２４が全開のときには、入力温水流量Ｆｈは１００である。このような慣例により、混合水流量Ｆｍは、水流の時間差を無視して、入力温水流量Ｆｈと入力冷水流量Ｆｃとの合計と比較することができる。Ｆｃ及びＦｈを加えると、この慣例における混合温度水の流量Ｆｍは、０～約２００の範囲である。したがって、非常に高い所望の水流量、例えば図５の１５０の流速設定点Ｆｓｐは、合理的かつ予想される範囲内である。

【0032】

用語「設定点」は、水送点、例えばシャワーヘッドにおける所望の値を意味する。表２（図５で以下に説明する表）の例示的な温度制御シーケンスルックアップチャートは、混合温度水温設定点Ｔｓｐ（例えば、華氏１０５度、摂氏４１度）及び混合温度水流設定点Ｆｓｐ（例えば、１５０）を指定する。

【0033】

代わりに、Ｆｃ、Ｆｈ、Ｆｍ、及びＦｓｐは、１分当たりのガロン又はリットルなどの単位で記載することができる。これは、水使用監視（ＷＵＭ）システム２４４における水使用データの集約を容易にする。

【0034】

水温制御（ＴＣ）システム１２は、インターネットインターフェース３６（図示せず）、コントローラ３２、１つ以上のプログラマブル温度制御シーケンス２０、プログラマブルサーモスタット制御アルゴリズム、及び、配管システムにおけるセンサ、バルブ、制御装置、及びメーターの集合からなる。コントローラ３２は、弁動作を制御するためにセンサ、バルブ、コントローラ、及びメーターとインターフェースで接続され、バルブ動作を制御し、システムプロセスの実行に関連してセンサ及びメーター出力、並びに他のパラメータを監視する。図示のコントローラ３２は、プロセッサ、記憶装置及びメモリを含むマイクロコンピュータである。図１に示すように、ＴＣシステム１２は、手動混合バルブ６４を介してシャワーヘッド５６を給水するための温水供給ライン４８及び冷水供給ライン５２を有するシャワー６０からなる従来の配管システムの新設又は改築で実施することができる。手動混合バルブ６４は、常時開（ＮＯ）の温水供給制御バルブ１６８と常時開（ＮＯ）の冷水供給制御バルブ１７６との間の第１の分岐ライン１０２に配置されている。第１の分岐ラインは、温水供給ライン４８と冷水供給ライン５２の間に延設され、温水供給Ｔフィッティング１７２及び冷水供給Ｔフィッティング１８０を介して温水及び冷水を受け取る。ＴＣシステム１２は、温水供給ライン４８と冷水供給ライン５２との間に延設された、高温供給Ｔフィッティング１７２及び低温供給Ｔフィッティング１８０を介して温水及び冷水を受け取る第２の分岐ラインを含む。４方フィッティング７６は、常閉（ＮＣ）温水制御バルブ１１６と常閉（ＮＣ）冷水制御バルブ１２０と間の第２の分岐ラインに配置されている。第１及び第２の分岐ラインは、Ｔフィッティング１７２、１８０の間に並列に配置される。分岐ラインのバルブ設定に基づいて、ＴＣシステムは、第１の分岐ライン１０２又は第２の分岐ライン１０６を介してシャワーヘッドに水を送る。いずれの場合でも、水は４方フィッティング７６を通ってシャワーヘッド５６に達する。

【0035】

図１の例示的なＴＣシステム１２は、混合温度水４４を受け取る直列の２つの水ラインセグメントを含む。手動制御（ＭＣ）混合水ラインセグメント６８と呼ばれる第１のセグメントは、例えばＴＣシステム１２がデフォルトのパワーオフモードにあるときに、混合バルブ６４の手動制御の下でのみ、第１の分岐ライン１０２からの温水と冷水との混合物をシャワーヘッド５６に供給するように接続されている。プログラマブル制御（ＰＣ）混合水ラインセグメント７２と呼ばれる第２の水ラインセグメントは、（ｉ）第１の水ラインセグメント６８を介して手動混合バルブの制御下でのみ、温水と冷水との混合物、（ｉｉ）水流が手動混合バルブ６４をバイパスするようにする制御バルブを作動させる、ＴＣシステム１２の制御の下、第２の分岐ライン１０６からの温水と冷水との混合物、の一方を受け取るように接続されている。

【0036】

制御バルブ１６８、１７６は、シャワーＴＣシステム１２が使用されているときに電力を供給されて閉じられる。ＰＣ混合水ラインセグメント７２とＭＣ混合水ラインセグメント６８とは直列に接続されており、ＴＣシステム１２がアクティブ使用でないとき、すなわち、電力供給がないとき、混合温度の水４４を手動混合バルブ６４からシャワーヘッドに運ぶ。例示的なＴＣシステム１２の追加により、４方フィッティング７６は、３つの入力ポート８０、８４、８８から水を受け取り、１つの出力ポート９２を介して水を供給するように接続される。この構成により、ＰＣ混合水ラインセグメント７２が、手動混合バルブの下流の２つの入力から水を受け取るように構成されている。２つの入力は、温水ラインセグメント１０４（後述）からの温水９６及び冷水ラインセグメント１０８（後述）からの冷水１００である。

【0037】

ＭＣ混合水ラインセグメント６８は、手動混合バルブ６４から出力された水１１２をＰＣ混合水ラインセグメント７２内の第１入力ポート８０を介して４方向フィッティング７６に供給する。温水ラインセグメント１０４は、温水供給Ｔフィッティング１７２を介して供給ライン４８から温水を受け取るように接続され、第２の入力部８４から４方フィッティング７６を介して、温水９６をＰＣ混合水ラインセグメント７２に送るように、動力式温水制御バルブ１１６（後述）に接続されている。これは、手動混合バルブ６４をバイパスして温水ラインセグメント１０４からＰＣ混合水ラインセグメント７２へ直接的に温水９６を供給する。冷水ラインセグメント１０８は、冷水Ｔフィッティング１８０を介して供給ライン５２からの水を受け取るように接続され、第３の入力ポート８８から４方フィッティング７６を介して、冷たい水１００をＰＣ混合水ラインセグメント７２に送るように動力式冷水制御バルブ１２０（後述）に接続されている。これは、手動混合バルブ６４をバイパスして冷水ラインセグメント１０８からＰＣ混合水ラインセグメント７２へ直接的に冷水１００を供給する。したがって、ＴＣシステム１２は、シャワーヘッド５６に供給するために、４方フィッティング７６の出力ポート９２を放出すべく、温水と冷水との混合物を提供する。ＴＣシステム１２の構成により、温水ラインセグメント１０４及び冷水ラインセグメント１０８は、手動混合バルブ６４をバイパスして、手動混合バルブ６４の動作から独立してＴＣシステム１２を作動させる。

【0038】

温水ラインセグメント１０４及び冷水ラインセグメント１０８は、各々、インライン常閉（ＮＣ）動力式バルブ１１６及び１２０を含み、これらバルブは、ＴＣシステム１２が電力を供給されていないとき、及び作動していないときに閉じた位置にある。ＮＣ動力式バルブ１１６、１２０は、（ｉ）ＴＣシステム１２が電力を供給されておらず、作動していないときには全閉位置、又は（ｉｉ）ＴＣシステム１２が給電されて動作しているときは全開位置、にのみ調整可能である。４方フィッティング７６とシャワーヘッド５６との間の動力式流量制御バルブ１３２は、混合温度水４４の制御をシャワーヘッド５６に提供する。

【0039】

温水供給ライン４８に位置する動力式常開（ＮＯ）温水バルブ１２４は、４方フィッティング７６、第２の水入力ポート８４を介して、シャワーヘッド５６に供給された温水９６の入力温水流量Ｆｈを制御する。冷水供給ライン５２に位置する動力式常開（ＮＯ）冷水バルブ１２８は、４方フィッティング７６、第３の水入力８８を介して、シャワーヘッド５６に供給された冷水１００の入力冷水流量Ｆｃを制御する。動力式温水制御バルブ１２４及び動力式水冷制御バルブ１２８の同時制御、代替制御又は個別制御は、シャワーヘッド５６への水流の温度を制御し、動力式流量制御バルブ１３２によって設定された限度内で、シャワーヘッド５６に流れる水の流量Ｆｍを制御するための混合調整能力を提供する。

【0040】

図１の実施形態を参照すると、ＴＣシステム１２の特徴は、ＴＣシステムが使用されているときに手動混合バルブを動作不能にするために、一対の常開（ＮＯ）制御バルブを含むことである。１つのＮＯ制御バルブ１６８は、温水供給Ｔフィッティング１７２と手動混合バルブ６４との間に配置され、１つのＮＯ制御バルブ１７６は、冷水供給Ｔフィッティング１８０と手動混合バルブ６４との間に配置される。温水供給ライン４８及び冷水供給ライン５２から手動混合バルブ６４への流れは、ＮＯ制御バルブ１６８、１７６を閉鎖位置に動かすことによって遮断される。ＴＣシステム１２が動力を供給されていないとき、２つのＮＯ制御バルブ１６８、１７６は開放位置にある。ＴＣシステム１２が使用のために電源供給されるとき、２つのＮＯ制御バルブ１６８、１７６は、閉鎖位置にあり、手動混合バルブ６４からＭＣ混合水ラインセグメント６８への水の流出、及びシャワーヘッド５６への水の流出を防止する。

【0041】

温水供給ライン４８には、温水温度Ｔｈを測定するための温水ライン温度センサ１８４が設置されている。冷水供給ライン５２には、冷水温度Ｔｃを測定するための冷水ライン温度センサ１９２が設置されている。ＰＣ混合水ラインセグメント７２内に配置された混合水温センサ２００は、この例ではシャワーヘッド５６である水供給ポイントを介して分配される混合水の温度Ｔｍを測定する。流量計１３６は、ＰＣ混合水ラインセグメント７２内に配置され、シャワーヘッド５６を通過する混合温度水４４の流量Ｆｍを測定する。図１の実施形態では、動力式流量制御バルブ１３２は、４方フィッティング７６の下流で、ＰＣ混合水ラインセグメント７２内に配置され、測定された流量Ｆｍ、及びユーザが選択した流量、すなわち選択可能な流量設定点Ｆｓｐに基づいて、シャワーヘッド５６を通って分配される水４４の流量Ｆｍを変更する。

【0042】

図５を参照すると、時系列ステップのプログラム可能な温度制御シーケンス２０は、シャワーヘッド５６を介して水を送水し、無駄（図示せず）にすることによって、温水供給ライン４８から冷水２１６を除去するパージ動作２８８を含むことができる。水の損失を制限するために、パージ動作２８８は、混合温度水４４が所定の設定温度Ｔｓｐにあるときに、温度Ｔｍ及び信号（例えば、可聴又はＬＥＤ表示灯）を監視することによって、ＴＣシステム１２によって短縮される。自動制御は、設定点温度Ｔｓｐに達すると、パージ動作２８８を停止させることができる。

【0043】

他の実施形態では、プログラマブル温度制御シーケンスは、所定の範囲内の水のみが使用のために供給されることを保証するために、温水供給パイプ４８から冷水２１６を除去する再使用オプションを含むことができる。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃを参照すると、温水供給パイプ４８から得られた冷水２１６を捕捉し、転用し、又は使用する実施形態が示されている。図２Ａは、温水供給パイプ４８の一部としてのさらなる使用のために、冷水２１６を別個に加熱するタンクレス又はフラッシュ加熱器２２４を示す。図２Ｂの実施形態では、動力式温水制御及び分流バルブ２６０は、例えば、冷水供給源として再使用するために、又は便器を洗うために、冷水２１６をホームリザーバ又は保持タンク２２８に送るために用いられる。図２Ｃの実施形態では、動力式温水制御及び分流バルブ２６０は、再加熱し、さらに温水供給として使用するために、冷水２１６を家庭用又は商業用の給湯器２３２に送るために用いられる。これらの再利用オプションは、飲料水の浪費を減らし、飲料水を無駄に消費せずに排水する。

【0044】

水温制御は、配線接続された、又は無線でコントローラ３２に接続された、あるいは、モバイル装置２４０ ａｐｐのような遠隔インターフェースのいずれかを介して、あるいは、パーソナルコンピュータ３３６又は他の装置上のインターネットブラウザを介して、壁に取り付けられた基地局（図示せず）で動作することができる。プログラマブル温度制御シーケンス２０は、ベンダー又はユーザによって予めプログラムされた状態で使用されてもよく、あるいは、オンライン又は使用時に又はプログラムシーケンスが個人の嗜好を学習する学習能力によって調整されてもよい。一実施形態は、シャワーマッサージ流量及び他の流量制御設定を含むことができる自動水流量制御を提供するために、動力式流量制御バルブ１２４、１２８を使用することを含む。表１は、シャワープログラム内の例示的な一連のシャワーシーケンス２０を示し、各々は一連のＮステップを含む。

【0045】

【表1】

【0046】

低温、中温及び高温の例示的な値は、それぞれ８０°Ｆ（２７°Ｃ）、１０５°Ｆ（４１°Ｃ）及び１２０°Ｆ（４９°Ｃ）である。バルブ１２４、１２８の図１の説明で述べた慣例を用いて、低流量、中流量、及び高流量の例示的な値は、それぞれ５０、１００及び１５０である。これらの例示的な値は、以下の図５の説明で使用される。

【0047】

水使用量モニタリング（ＷＵＭ）システム２４４の一部として、オンラインコミュニティに対する同様の使用データを集約するために、水及びエネルギー使用量データをリモートサーバに保存又はアップロードすることができる。これにより、水及び省エネ成功の評価が可能になる。ＷＵＭ２４４システムは、１つ以上のコンピュータを使用してネットワーク上の複数の水流又は温度制御装置の使用を監視することができる。図３は、例示的なプログラマブルＴＣシステム１２ならびにオンラインコミュニティ３１２内の複数の追加ＴＣシステム１２に接続されたＷＵＭシステム２４４を示す。代表的なプログラマブルＴＣシステム１２は、センサ２８０、アクチュエータ２７６、ユーザインターフェース１６、及びコントローラ３２を含むように示されている。データ伝送のためのインフラストラクチャは、ケーブル又は無線データリンク３０４、無線データリンク３０８、ルータ／モデム３２４、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）３２０、及びインターネット３００を含み、ＷＵＭシステム２４４による同化及び報告のためにデータ３２６の通信が行われる。無線データリンク３０８は、ブルートゥス（登録商標）又は他の無線技術を使用することができる。ＴＣシステム１２のコントローラ３２は、有線又は無線通信接続のいずれかのプログラマブル論理コントローラであってもよい。１つ以上のプログラムされたシーケンス２０は、ネットワークトラフィック及び信号強度の変動に伴って生じる可能性のあるインターネットサービス３２８の通信速度の変動性及び接続性の問題を回避するために、インターネット３００を介してＷＵＭ２４４よりむしろコントローラ３２上で動作することができる。

【0048】

ＷＵＭシステム２４４は、ユーザアカウント登録、デバイス対ユーザアカウントペアリング、ソフトウェア更新、及びユーザインターフェース１６を含み、典型的にオンラインコミュニティに関連する能力を含むことができる。ＷＵＭシステム２４４は、ユーザベースライン、ユーザプリファレンス、及びシーケンス変更ストレージとアクセスに関連するアプリケーション特有の能力を備えることができる。ＷＵＭシステム２４４は、典型的には、水及びエネルギー使用の報告を含むデータ集約に関連する計算機能及び報告機能を備えることができる。ＷＵＭシステム２４４は、水及びエネルギー消費のレベルを低減する代替シーケンスを提案する能力も含むことができる。図４は、典型的なアカウント初期化シーケンスの一例を示しており、デバイスのインストール、電源、及びチェックアウト；ユーザアカウント登録；ユーザアカウントでのデバイスペアリング；ユーザアカウント管理を含むことができる。

【0049】

図５のフローチャートは、７つのシャワーステップ（すなわち、Ｎ＝７）の例示的なシーケンスを含む、表１のプログラム１に基づくプログラムされたシャワー動作を示す。例示的なシャワーシーケンスは、表２に示すルックアップテーブルから実施される。シーケンス（ｎ＝１～７）の各ステップは、表１に示す選択可能な持続時間ｔｄを有する。各工程の終了時の合計（累積）経過時間を表２に示すｔｎで示す。

【0050】

【表2】

【0051】

最初に、ユーザはユーザインターフェース１６を係合する。コントローラ３２は、シャワーシーケンス２０の選択肢を表示することによって応答し、ユーザは、シーケンス２０を選択又は変更し、次いでシャワーシーケンス２０（例えば、表１のプログラム１）を開始する。コントローラ３２は、シャワーシーケンス２０からルックアップテーブル（例えば、表２）を作成し、ルックアップテーブルからシステムパラメータを開始する（例えば、Ｎ＝７、ｎ＝１、ｔｎ＝１：００、Ｔｓｐ＝４１℃、Ｆｓｐ＝１００）。コントローラ３２内のタイマ機能は、Ｃ１＝００：００に開始され、コントローラ３２は、ＮＣ及びＮＯバルブをプログラムされた位置に付勢する。ＮＯバルブ１６８、１７６は、手動混合バルブ６４への水の流れを防止するように作動され、ＮＣバルブ１２４、１２８は、水が４方フィッティング７６に流れることを可能にするように作動される。コントローラ３２は、設置に特有のパージ／再使用設定に基づいて、冷却された温水２１６のパージ又は再使用の手順２８８を開始する。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの実施形態の一例のパージ／再使用手順２８８が図９に示されている。タイマ機能は、パージ／再使用に使用される時間及び水を監視するために、パージ／再使用手順において使用される。コントローラ３２は、センサ：温水温度センサ１８４、冷水温度センサ１９２、及び混合水温センサ２００；バルブ設定：温水インライン常開（ＮＯ）動力バルブ１２４及び冷水インライン常開（ＮＯ）動力バルブ１２８；及び測定値Ｔｈ、Ｔｃ、Ｔｍ、Ｆｈ、Ｆｃ、Ｆｍのための混合水流量計１３６をそれぞれ監視する。コントローラは、アクチュエータを制御する制御ループ手順２９２を実行し、この例では、測定されたＴｍを初期設定点Ｔｓｐに調整し、測定されたＦｍを初期設定点Ｆｓｐに調整するバルブ１２４、１２８、１３２である。例示的な制御ループ手順２９２が図８に示されている。コントローラ３２は、システム状態を表示し、温度及び流量が設定点にあることをユーザに伝える第１の可聴信号を開始する。コントローラ３２内のタイマ機能は、ユーザがシャワーに入るために、この例では１０秒である遅延期間をカウントする。図５Ｂも参照すると、コントローラ３２は、システム状態及び第２の可聴信号を表示して、シャワーシーケンス２０の開始が開始されたことをユーザに伝える。コントローラ３２は、表２のｔｎの値に対応する別のタイマ機能Ｃ２＝００：００を開始する。コントローラ３２は、システム状態を再び表示し、遅延（例えば、１秒）をカウントする。コントローラ３２は、タイマ機能の値Ｃ２をｔｎ（例えば、１：００）と比較し、Ｃ２がｔｎより小さい場合、コントローラ３２は、制御ループ２９６を実行してＴｓｐにＴｍ、ＦｓｐにＦｍを維持し、システム状態を再度表示する。別の１秒遅れの後に、Ｃ２がもはやｔｎよりも小さくなっていなければ、シーケンス２０のステップが完了し、コントローラは、シーケンスステップカウンタｎ（例えばｎ＝２）をインクリメントし、ｎ（例えば、ｎ＝２）がシーケンス２０内のステップ数Ｎ（例えば、Ｎ＝７）と比較する。ｎがＮ＋１より小さい場合、コントローラ３２は、ルックアップテーブル（例えば、ｔｎ＝３：００、Ｔｓｐ＝２７℃、Ｆｓｐ＝１００）から新しいシステムパラメータを読み出し、測定された値を検出し、アクチュエータを操作するために、制御ループ手順２９２を実行し、測定値を検出し、アクチュエータを操作してＴｍとＦｍをそれぞれ新しい設定点ＴｓｐとＦｓｐに調整する。これに関して、「調整する」という用語は、Ｔｍ及びＦｍをそれぞれ新しい設定点Ｔｓｐ及びＦｓｐにもたらすことを示し、一方、用語「維持する」は、現在の設定点Ｔｓｐ及びＦｓｐにおけるＴｍ及びＦｍをそれぞれ維持することを示す。コントローラ３２は、時間遅延をカウントし、クロックＣ２をチェックし、測定されたパラメータを検知し、シーケンスの各ステップを通じて、それぞれＴｓｐ及びＦｍで、Ｔｍ及びＦｍを維持する。コントローラ３２は、シーケンスステップカウンタｎにおけるインクリメントされた値がもはやＮ＋１より小さくなくなるまで、シーケンス内のステップの実行を継続し、コントローラ３２は、現在のシステム状態及び第３の可聴信号を表示し、シャワーシーケンス２０の終わりをユーザに伝える。次に、コントローラ３２は、バルブ１２４、１２８を徐々にパワーダウンするように信号を送信し、次にバルブ１１６、１２０、１６６、１７６をパワーダウンするように信号を送る。これにより、ＴＣシステム１２は、パワーダウンされた非アクティブシャワーヘッド５６への水の流れを制御することを可能にする。前述の説明は、遅延時間、ルックアップテーブル値、及び可聴信号の使用の例である。

【0052】

図６は、ユーザが図５及び表１のプログラムされたシャワー操作シーケンス２０を変更することができる例示的なサブプログラムを示す。ユーザインターフェース１６で行われる水温制御機能は、シャワーシーケンスを修正し、戻るか、あるいは現在又は将来の設定値を変更するために、プログラムされたシーケンス２０の現場で手動オーバーライドを含むことができる。学習機能が使用されてもよく、この場合、プログラムは、ユーザの個人的嗜好を学習し、将来の使用のためにプログラムシーケンス２０を調整する。図６は、図５に含まれる制御ループ手順２９２、２９６と同様に続行する前に、制御ループ手順２９８におけるユーザ修正を実施して、手順が段階時間ｔｎを含むルックアップテーブル値を修正してもよい。

【0053】

図７は、手動シャワー動作シーケンスを示す図である。ＴＣシステムが設置され、ＴＣシステムが電力供給されていないとき、システム１２は、デフォルトでは手動操作モードにあり、ＮＯバルブ１１６、１２０、１２４、１２８は完全に開放されて水が手動混合バルブ６４に流れることを可能にし、ＮＣバルブ１１６、１２０は完全に閉鎖され、手動混合バルブ６４をバイパスする水流を遮断する。デフォルトの手動運転モードでは、停電時に手動でシャワーを作動させることができる。手動でシャワーを作動させるために、ユーザは、手動混合バルブ６４を開き、手動混合バルブ６４の設定を所望通りに変更し、使用後に手動混合バルブ６４を閉じる。

【0054】

図８のフローチャートは、混合温度水温Ｔｍ及び混合水流量Ｆｍに影響を及ぼす制御ループ２９２、２９６、２９８の例示的な手順を示す。コントローラ３２は、シャワーシーケンス２０の１つ（例えば、表１）のルックアップテーブル（例えば、表２）から現在のパラメータ（例えば、Ｎ＝７、ｎ＝５、ｔｎ＝８：００、Ｔｓｐ＝４１℃、Ｆｓｐ＝１００）を読み出す。コントローラ３２は、温水温度センサ１８４、冷水温度センサ１９２、混合水温度センサ２００、及び混合水流量計１３６の値Ｔｈ、Ｔｃ、Ｔｍ、及びＦｍを監視する。温度Ｔｈの温水と温度Ｔｃの冷水とを混合して混合温度水温設定点Ｔｓｐに達するためには、ＴｓｐはＴｃよりも高くＴｈよりも低い必要がある。そうでない場合、コントローラ３２は温度エラー表示を送信し、この例ではシステム１２のシャットダウンを実行する。ＴｓｐがＴｃとＴｈとの間にある場合、コントローラ３２は、動力流量制御バルブ１３２に流れを増減させるＦｍが設定流量Ｆｓｐ（例えば、ＦｍはＦｓｐ＝１００に達する）になるまで、混合温度水４４の流量を制御する。コントローラ３２は、バルブ１２４、１２８を徐々に開閉してＦｈ及びＦｃをそれぞれ増減し、Ｆｍ及びＴｍの微調整を行うことができる。コントローラ３２は、この例では１秒間の遅延をカウントする。コントローラ３２は、タイマ機能値Ｃ２をｔｎ（例えば、８：００）と比較し、Ｃ２がｔｎ以上であればステップが完了し、図５に示すプロセスに戻る。Ｃ２がｔｎより小さい場合、コントローラ３２は、Ｔｃ、Ｔｈ、Ｔｍ及びＦｍを監視する。ＦｍがＦｓｐよりも小さいか、又はＦｓｐよりも大きい場合、コントローラ３２は、バルブ１３２を徐々に開閉する信号を送る。ＴｍがＴｓｐよりも小さい場合、コントローラ３２は、バルブ１２４を徐々に開き、バルブ１２８を徐々に閉じる。ＴｍがＴｓｐより大きい場合、コントローラ３２は、バルブ１２４を徐々に閉じるように信号を送り、バルブ１２８を徐々に開く。コントローラ３２は、遅延を繰り返し、タイマ値Ｃ２がｔｎより小さいかどうかを判定し、ｔｎがＣ２より小さくなくなるまで測定及び調整ステップを実行し続け、シーケンスステップが完了し、コントローラは図５に示すプロセスに戻る。

【0055】

冷水供給源５２及び温水供給源４８からの水の流れは、ＴＣシステム１２によって混合され、設定温度及び流量値に適合する混合温度水４４としての出力を提供するように調整される。その後、混合温度水４４の温度Ｔｍは、シーケンス２０の各時系列ステップの間に継続的に監視され、上述のように維持される。「リンギング」、すなわち設定値を繰り返しオーバーシュートするのを避けるために、バルブ１２４、１２８、１３２の位置への増分変更の選択は、リンギングを制限するように、例えば、制御ループアルゴリズムにおいて乗法減衰係数を使用して最適化されてもよい。図８では、遅延時間、エラーチェック、及び減衰係数を含む特定の詳細が例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

【0056】

図９のフローチャートは、水のパージ及び再使用の手順２８８を示す。手順が始まる前に、コントローラ３２は、タイマ機能Ｃ１を開始し、混合温度水温設定点Ｔｓｐ及び混合温度水流量設定点Ｆｓｐを含む初期設定点を読み取る。パージ又は再使用オプションに関する設置設定に従って、コントローラ３２は、次の３つのオプションの１つを選択する。（ｉ）給水ライン１４４内の冷却水２１６がシャワーヘッド５６を通ってシャワードレイン（図示せず）に流れることを可能にするパージ動作を指示する。（ｉｉ）図２Ａに示すように、冷却された水２１６を加熱するようにタンクレス又はフラッシュヒータ２２４の操作を指示する。又は（ｉｉｉ）図２Ｂに示されるように冷却水２１６を保持タンク２２８に、又は図２Ｃに示されるように水ヒーター２３２に転用する再使用操作を開始する。オプション（ｉｉｉ）の選択は、保持タンク２２８又は温水器２３２の利用可能な容量に依存してもよく、この場合、コントローラは、オプション（ｉ）を開始してもよい。いずれのオプションが採用されても、図９の例示的なアルゴリズムによれば、コントローラ３２は、バルブ１２４を８０％に開いてＦｈが８０であり、バルブ１２８を２０％に開いてＦｃが２０である。図９の例示的なアルゴリズムは、パージ／冷却水がすべて温水ラインからパージされたことをシステムが示していない場合、コントローラは、パージエラーメッセージを表示し、システムはシャットダウンされる。これは、例えば、給湯機が最低限必要な温度で水を排出していないときに、水の連続運転を回避する。１秒の増分で、コントローラ３２は、Ｔｈ、Ｔｃを監視し、それらをＴｓｐと比較する。最初は、温水ラインの冷却水で、ＴｈはＴｓｐより大きくはない。冷却された水２１６が、ＴｈがＴｓｐよりも大きくなるように十分に長い間、保持タンク２２８又は給湯器２３２にパージされるか、又は迂回された後、コントローラ３２は、動力温水制御及びダイバータバルブ２６０の閉鎖を開始し、パージ操作が完了した旨のメッセージを表示し、図５の処理ステップを再開する。前述の説明は、遅延時間、エラーチェック、及び初期設定の例である。

【0057】

記載された例示は、本発明の原理を単に説明するものであり、実施形態に関して限定するものではない。ＴＣシステムの別の実施形態では、シンクからの水の流れは、ブラシを濡らす水の流れを提供し、水の流れを止め、すすぎのために水の流れを戻すという３つのステップで歯を磨くためにプログラムされる。３つのステップの完了時に、水の流れは止められる。３つのステップの各々は、設定された持続時間の間プログラムされ、設定された水流量に対してプログラムされる。この実施形態は、センサ及びバルブの異なる構成、及び異なるプログラムされたステップを必要とすることがある。開示された概念は、タブ充填物、又は再循環タブ、又はスパ、又はジャグジーにも適用可能である。これらの実施形態は、再循環水の制御及び再加熱を必要とすることがある。これらの実施形態及び他の実施形態は、シャワーシーケンスにおける前進ステップの聴覚通信のための機能拡張器（ｅｎｕｎｃｉａｔｏｒ）機能を使用することができる。

【0058】

さらに他の用途に向けられた本発明の実施形態は、当業者には明らかであろう。本発明から逸脱することなく、数多くの変形、変更及び置換を行うこともできる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ限定されることが意図される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】