专利名称：太阳能全自动淋浴节水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于家庭淋浴与马桶水箱之间的太阳能全自动淋浴节水系统。它是由太阳能供电系统，淋浴底座废水收集器，单泵双浮标开关淋浴废水收集系统，可任意组合、艺术造型储水罐及单泵双浮标开关马桶水箱废水供水系统组成；本设计完全绿色环保、全自动收集家庭淋浴废水，全自动为马桶提供废水；使用本系统后，一般家庭的马桶用水，可以完全使用废水，而不用再加注干净的自来水。
背景技术：
对于节水的重要性及紧迫性无须赘述；生活中，马桶用水占了很大比重，而目前绝大多数家庭完全使用干净水；另一方面，随着生活条件的改善，家庭淋浴水也占了很大比重，可是使用后的废水，大都白白流失了 ；一般意义上讲，一个人淋浴的废水，几乎可以提供三口之家一天的马桶用水，如果能将淋浴废水收集，则可满足整个家庭的马桶用水。在已知的若干实用新型专利中，设计者已经通过寻求增加淋浴废水的收集方式，以达到二次用水的目的。毋庸置疑，这些设计的出发点及思路是完全正确的，然而，由于设计者的局限，设计方案过于简陋，其产品造价可能比较低廉，但不美观、不实用，使节水仍然流于形式，并没达到真正意义上的节水。本设计除了解决淋浴废水回收再利用这一问题外，还有两个特点，其一，追求完全绿色环保。即水泵的电源来自于太阳能；虽然一次性投入可能稍大了些，但从节省能源的角度，还应大力提倡，这样既节省水源也节省能源，一次性的投入可以完全补偿回来。当然，设计本身并不完全局限在太阳能上，其它能源也可以利用。其二，追求现代生活的完美。在已知的淋浴节水专利设计中，几乎无一例外地有一个集水箱或者一个储水箱，却没有考虑高质量生活的需要，试想如果一个装修很漂亮的卫生间，墙上或者顶棚挂一个粗大的储水箱，是何等感觉？本设计从美观大方入手，第一次引进时尚文化的元素，设计出可以任意组合、多种造型的“集成艺术储水罐”，即每一个储水罐都是一件艺术装饰品；可以根据卫生间的大小，自己设计摆放或者挂放的图案样式，计算需要多少个艺术储水罐，然后购买并组装；再试想，这时的洗手间艺术储水罐的创意，又是多么的惬意！本发明的要义在于不仅完善一种节水方式，而且完全打破传统观念的束缚，以全新的观念，引进全新的生活方式。主要的新观念是A，新设计的艺术造型储水罐，不仅是传统意义上的“单一”的集水或者储水“器皿”，设计者第一次注入“文化元素”，设计出未来的“艺术造型储水罐”;不仅如此，它应用了“集成”理念，使用者可以根据空间的大小，任意设计图案，自己组装。B，独创设计一种可移动的淋浴底座废水收集器，即像一个扁平的空心“大饼”，夹层中间的空间用来集水，这样废水全部集中到新的可移动的淋浴底座废水收集器里。C，全自动收集废水系统。淋浴废水不是每时每刻都有，如果收集的方式是靠人工控制的，势必给使用者带来很多麻烦，所以本设计采用双浮标开关控制系统，使收集废水的方式可以全自动。D，全自动废水供应系统。对于提供马桶的废水，如果不能完全自动控制，也会给使用者带来麻烦，所以本设计仍然采用双浮标开关控制系统，使废水供给的方式也可以全自动。E，本设计对马桶水箱有一定的要求，传统马桶无法使用，必须是配合可以控制干净水上水的马桶，这种马桶水箱控水理念，可以在已经申报的“折叠隐蔽式马桶水箱洗手池”专利中查找(专利申请号:201110238611. 6)。F，窗式太阳能板；设计者首先提出“窗式太阳能板”概念，将普通居民住房的窗户中一个或者若干个的一半(每扇窗户的一半，太阳能板的大小与原窗户一样)，改装成“窗式太阳能板”，即可满足本设计“太阳能全自动淋浴节水系统”电能的需要，也不会影响室内的光线。综上所述，本专利的申请诉求，不仅是单一的“太阳能全自动淋浴节水系统”，以上六大新观念，也是诉求专利保护的范畴，特此说明。
发明内容
为了达到全方位收集生活淋浴废水的目的，必须设置太阳能供电系统，淋浴底座废水收集器，单泵双浮标开关淋浴废水收集系统，可任意组合、艺术造型储水罐及单泵双浮标开关马桶水箱废水供水系统，然后与马桶水箱自动添注净水的控水系统配套即可。由于本发明为全新观念节水系统，因而引发了多项新的连带从属发明，下面结合技术方案详细描述。本发明解决其技术问题所采用的技术方案为以下所述首先是电能，本设计系统中水泵所需电能并不大，因为技术方案所采用的只是12V直流电，一个水泵的功率约为15W左右，因而也不是非得采用太阳能，设计者的理念，是推崇绿色能源，所以选择太阳能，尽管这样会增加一次性投资；为了给使用者选择的机会，在设计方案中增加备用的交流电变压器，也可给12V蓄电池充电；如果使用者不想使用太阳能，则可选择单一的交流电方式；如果使用者选用太阳能方式，这个备用的交流电变压器，可在极端的连续阴雨天，太阳能采集不够的情况下应急使用。对于太阳能采集板，通过试验表明，虽然对着太阳效果最好，然而只要光线足够强，同样可以采集太阳能来转换电能，在阴天时也可以采集，这是因为设计方案中的水泵耗电量很小；试验时还发现，对于12V15W的水泵，当蓄电池的电压下降至IlV以下时，水泵仍然可以工作；根据这些试验，本专利首先提出“窗式太阳能板”概念。由于城市居民住楼房的占绝大多数，一般不可能将太阳能收集板设置在楼顶；如果挂在楼体的外部，视觉上又不美观。本设计从综合因素考量，如果应用“窗式太阳能板”概念，将普通住房窗户中一个或者若干个的一半(每扇窗户的一半，太阳能板的大小与原窗户一样)，改装成“窗式太阳能板”，则既不影响楼体的美观，又可解决太阳能的收集。需要说明的是，通过试验，本专利设计者认为在南向或者西向的窗户中，只要选择其中的窗户一半大小的采光面，即可满足本设计“太阳能全自动淋浴节水系统”电能的需要，这样也不会影响室内的光线。如果采用太阳能系统，还可利用它解决卫生间的照明，如果同时使用时，即便电量不够，使用者可以用备用交流电电源。值得一提的是关于蓄电池，试验时所使用的是汽车汰换下来的12V旧电池，由于本设计系统用电量很小，而且太阳能板可随时充电，所以汰换下来的汽车电池仍可继续使用。淋浴底座废水收集器是集水的关键，本设计有两方面考虑，其一，目前市场上销售的成套组装淋浴房，如方型、长方型、钻石角型、半弧角型等等，其分离组件---淋浴底座，只是单层的底板加上立筋，底板下面的空间是“浪费”的。本设计在其底部增加一个复板，使之封闭成一个空间，在最低处设置水泵，将收集的淋浴废水泵到艺术造型储水罐里即可。由于这种设计是专门为这些产品“配套”的，所以在工艺的改进上较为容易。技术方案是，淋浴底座的最底层是连体的密封“槽”，在原来底部排污水口处，仍然设置排污水口，整个底部不是平底，而是从排污水口处至密封“槽”的一个底边呈高低倾斜状，在最低处的“凹槽”里设置水泵，其它“凹槽”部分用若干立筋组成一个平面，上面是可以开启的复板，固定后可以站在上面淋浴。复板在有水泵的一侧，留有若干栏栅状的“口”，其位置略低一点，这样收集的淋浴废水可以流入有水泵的“凹槽”里；如果整个系统的储水罐饱和,水泵不工作,这时“凹槽”里的水积满后，逐渐升高，当水位达到排污水口处，自动排掉。对于连接水泵与储水罐的水管，则可设置在淋浴房“墙壁”里。其二，对于已经使用的淋浴房或者淋浴空间，因为已经固定，所以本专利单独设计一种可移动的淋浴底座废水收集器，即像一个扁平的空心“大饼”，夹层中间的空间用来集水，其原理与上面所述一样，只是这个可以移动的淋浴底座废水收集器，从外表上看两面都是平坦的，这样使用者站在上面才可保持平稳，但内部则有高低之分，水泵还是设置在最低点的“凹槽”里，水泵系统是一样的；使用者比照接近原淋浴地面的尺寸，放在地面上，然后将周围密封，这样废水全部集中到可移动的淋浴底座废水收集器里。另一个不同之处是，连接水泵与储水罐的水管，则不能铺设在淋浴房“墙壁”里，固定在一个角落里即可。最后一个配套装置是储水罐，可以直接设计在淋浴房的最上部空间，形成一个完整的体系。这个储水罐还可与卫生间其它储水罐相连，以增大储水容积。由于淋浴废水不是每时每刻都有，如果收集的方式是靠人工控制，势必给使用者带来很多麻烦，所以本设计采用单泵 双浮标开关淋浴废水收集系统。具体技术方案是，在水泵的“凹槽”里，设置一个浮标式开关，当积水达到水泵可以工作的高度后，开关自动联通电路，水泵自动开启工作；当水位低于工作高度时，浮标开关短路，水泵停止工作，这个过程是随着水位的高低周而复始地自动循环。以上的叙述只有一个浮标式的开关，另一个的作用是什么呢？试想，如果集成式储水罐整个组合都满了，那是什么状况呢？水泵在“凹槽”里不断地工作，将废水送到储水罐系统中，又从最高位的溢水管流到下水道系统，换句话说水泵做了无用功；为避免发生此类情况，本设计在储水罐最高位接近溢水管处，设置一个浮标式水位开关，它的作用与刚才所述的浮标开关刚好相反，当水位达到这个高度时，开关自动短路，这样即便“凹槽”里的浮标开关联通，水泵也是不工作的，“凹槽”里的水直接从淋浴底座的排污水口流入下水道。此时，整个收集废水的方式已经全自动，不过为了安全，本设计在整个电路里，还增加一个人工控制的开关，其作用是，当长时间不进行淋浴时，可以关闭整个电路。在试验过程中发现，如果水泵与储水罐的连接管直接放入储水罐中，当水泵不工作时，则产生“虹吸”现象，即连接管慢慢地又将储水罐中的废水倒吸回；据此，设计者将储水罐废水的进口位置，设计在高于储水罐溢水口另一侧的固定位置上，同时在这个高度差的空间里，增加一个网状的隔体，在隔体里放置如同海绵状的过滤物质，水泵送上的废水首先经过这个装置过滤，以保证整个储水系统的基本清洁。组装淋浴废水的全自动集水系统，其实才完成整个系统的一半，另一半是全自动废水供应系统。对于提供给马桶的废水，如果不能完全自动控制，也会给使用者带来一定的麻烦，所以本设计仍然采用双浮标开关控制系统。这里着重说明的是，与这个系统配套使用的马桶水箱，不是传统意义的水箱，必须是可以自动控制净水上水的水箱，这种水箱的设计，在已经申报的“折叠隐蔽式马桶水箱洗手池”专利中可以查找到(专利申请号201110238611. 6)，其主要功能是，将原有马桶水箱“被动”加注净水的方式，改成“主动”控制补注净水方式；即如厕后，由止水阀门自动控制，水箱不再自动加注净水，完全空出水箱空间，用以收集所有生活污水；有了这样新功能水箱，马桶自动供水才有可能完成。本设计在集成组装的储水罐里，选择最低位置的储水罐，在其内部设置一个水泵，水泵自动供水的启动开关，设置在马桶水箱里，这个浮标式的开关，固定在马桶水箱的最高水位处，当使用马桶水箱时，水位下降，这时浮标式开关联通电路，因而在最低位置的储水罐里的水泵开始工作，储水罐中的废水自动补加到马桶水箱里；当马桶水箱里的水位达到最高点时，浮标式开关短路，水泵停止工作；另一个浮标式开关安装在有水泵的储水罐里，固定在水泵工作的最低水位上，当整个储水罐系统的水位降低到这个点时，浮标式开关短路，这样，即便是水箱内的水泵启动开关“通知”水泵工作，由于系统内无废水可供，所以整个系统还是不工作，从而保证系统的安全(只是在极端的情况下才会发生)。最后是新设计的艺术造型储水罐，不仅仅是传统意义上“单一”的集水或者储水“器皿”，设计者第一次注入“文化元素”，将中国书法、各种形式的绘画、摄影、诗词、陶瓷技术(青花陶瓷等)、玻璃品技术等等一切形式的艺术，都“融入”新的“艺术造型储水罐”上，使之具有观赏价值，不但增加了文化底蕴、美化了生活，也使艺术焕发青春，文化传统得以传承；换言之，未来的“艺术造型储水罐”除了是可以集水或者储水“器皿”外，更是一件艺术品；不仅如此，它应用了“集成”理念，使用者可以根据空间的大小，任意设计图案，自己组装。从美学的角度讲，除了设计规则流线体的艺术造型外，还可增加特殊几何造型或者带有生肖的动物造型，组成图案时可以串联进去，这样卫生间的整体图案造型就可以因人而异，多种多样；规则流线体造型的好处是，可以规整地排列，比如在墙角叠加摞在一起，或者在房顶的墙角平列一排，每一个储水罐上的艺术图案或者汉字，可以成组搭配，使之产生整体效果；现在仅以规则流线体造型为例，阐述储水罐的技术要求，储水罐可以用不透明的彩色材料制成，或者其它艺术形式的图案，为了加强其强度，在其内壁上设计有暗筋，特别是储水罐的左右侧及后部，各设计有两个暗筋，在罐体的外部暗筋处，分别上下延伸出明“桩”，上下明“桩”是“子母”槽，这样当两个储水罐叠加摞在一起时，“子母”槽自动扣在一起，后部两个明“桩”上设计有螺丝孔，靠墙摞放时用来固定；储水罐的左右、上下各设计一个带有标准尺寸的螺丝管口，并配有螺丝帽，在后部设计一上一下两个这种螺丝管口，在组合时，可从不同方向串联水管，不用的管口，可用螺丝帽封死；每一个储水罐的正上方，设计一个可以伸进手的大小尺寸、可以密封螺丝口盖，打开此盖可以清洗污垢；一组储水罐，最起码也要两个以上，这是因为一个储水罐是用来连接上水水泵管及浮标开关的，在这个储水罐上还要设计一个系统溢水管，直接与下水道联通；另一个是放置供马桶水箱水的水泵及浮标开关的；设计者特别设计一个储水罐，在其正面的中部，设计一个螺丝管口，这个储水罐在组合串联时，可以固定在有洗手池或者水池的上方，螺丝管口处接上水龙头，就可以用这种沉淀后的淋浴水，洗抹布或者擦地的墩布。以上就是本专利所设计的“太阳能全自动淋浴节水系统”全部技术方案。本发明的有益效果是1.节省水源直接将淋浴废水全部收集起来，通过系统排入马桶水箱后，得以二次利用。2.美化生活由于储水罐采用艺术品造型，除可观赏外，更重要的是，让诗词、摄影、绘画等艺术形式，走进生活，美化生活。3.绿色环保除了节省水源外，由于采用了太阳能作为电源，不会因为节水造成其它能源的浪费；另外建议使用汽车汰换电池，废物利用。4.充分利用能源采用此系统的另一好处是，收集起来的淋浴废水，温度大约在35度左右，储水罐就像一组暖气片，在慢慢冷却的过程中，释放着热能，这在某种意义上也是节能；当然，夏天也会升高卫生间的温度，不过可以打开窗户通风。5.使用方便由于整个系统是全自动的设计，使用起来非常方便。
图1是本发明淋浴底座废水收集器立体透视图；图2是本发明淋浴底座废水收集器立体图；图3是本发明淋浴底座废水收集器立体仰视图；图4是本发明淋浴废水收集电路图；图5是本发明废水供水电路图；图6是储水罐后侧面立体示意图；图7是储水罐内部透视示意图；下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。在图1中，101淋浴底座，102淋浴底座坡型内立筋板，103底座内水泵，104底座内浮标式水位开关，105底座排水口，106底座内水泵出水口 ；在图2中，201可开式底座平面复板，202集水栏栅；在图3中，301淋浴底座坡型内立筋板的外延部分，302底座排水口的外延部分；在图4中，401淋浴底座，402底座内水泵，403底座内浮标式水位开关，404人工控制开关，405底座内水泵出水管，406高位储水罐，407高位储水罐内浮标式溢水开关，408保险丝，409电池，410电池负极，411电池正极；在图5中，501低位储水罐，502低位储水罐内水泵，503低位储水罐内浮标式空水开关，504水泵供水管，505马桶水箱，506马桶水箱内浮标式供水开关，507人工控制开关，508保险丝，509电池，510电池负极，511电池正极；在图6中，601储水罐，602螺丝管口，603储水罐暗筋，604圆柱型子母槽；在图7中，701密封螺丝口盖，702圆环型子母槽。
具体实施例方式在图4中，淋浴之前，使用者首先检查太阳能电池电压409，如果12V以上，则说明电源正常，这时打开人工控制开关404，因为淋浴底座废水收集器此时没有废水，所以整个电路处于待机工作状态；使用者开始淋浴，淋浴底座废水收集器401也开始收集废水，当“凹槽”里的水达到一定高度时，浮标式开关联通403，如果高位储水罐中406的废水水位低于溢水浮标式开关407，则底座内水泵402开始工作，废水通过底座内水泵出水管405进入高位储水罐中406，如果高位储水罐中406废水满了，则溢水浮标式开关407自动断开电路，这时底座内水泵402停止工作，“凹槽”里的水达到一定高度时，通过底座排污水口 105自动排水，如图1中所示，使用者不受任何影响，结束淋浴后，使用者关闭人工控制开关404，保持整个电路处于安全状态。在图5中，是系统供应给废水的电路图，一般情况下，人工控制开关507可以保持打开状态，为了安全也可每次使用厕所时打开，用后关闭；如果系统在待机状态，只要开始使用马桶水箱里的水，水位则下降，这时马桶水箱内浮标式供水开关506将自动打开，低位储水罐内水泵502开始工作，储水罐系统中的废水，通过水泵供水管504进入马桶水箱中505，当水位重新达到高度时，马桶水箱内浮标式供水开关506将自动关闭，供水系统完成工作。其实图4与图5之间，应该有若干个储水罐相连，形成一个系统，这里将其简化。需要说明的是，在整个说明书里，没有对“窗式太阳能板”做更详细的描述及配附图，这是因为“窗式太阳能板“要根据窗户的大小来决定，其技术上并无任何障碍，重要的是创意理念。图6及图7只是艺术造型储水罐的简单工艺示意图。
权利要求
1.一种用于家庭淋浴与马桶水箱之间的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征是由窗式太阳能板太阳能供电系统，淋浴底座废水收集器，单泵双浮标开关淋浴废水收集系统，可任意组合、艺术造型储水罐及单泵双浮标开关、给马桶水箱供废水系统组成；必须与“折叠隐蔽式节水洗漱洗手池”专利中的“可控上水马桶水箱”配套使用(专利申请号201110238611. 6)。
2.根据权利要求1所述的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征在于太阳能板不是单独分离的、倾斜对着太阳放置的装置，而是结合正常窗户的大小与样式，配套安装在一般建筑物的窗户上，所以一切应用本设计创意理念，将太阳能板改装在建筑物的窗户上，无论是什么材料与材质、各种结构与造型、安装方式、各种颜色、各种尺寸，均涵盖此权利要求范畴之内。
3.根据权利要求1所述的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征在于储水罐引入了文化艺术元素，是可以有各种特殊艺术造型的、可任意组合创意图案的，可以与任何现有的淋浴房产品配套，安装淋浴房的顶部空间，也可以安装卫生间的任何空间；不是单一的，而是“集成”组合的，是可以同时使用与观赏的；所以一切艺术形式、各种艺术造型、各种材料与材质、各种颜色、各种尺寸，均涵盖此权利要求范畴之内。
4.根据权利要求1所述的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征在于淋浴底座废水收集器是扁平密封的，内部有支撑暗筋，容器的底部是高低不平呈倾斜状，使淋浴废水可以集中在底座废水收集器的最底部“凹槽”里，在这个位置上设计有水泵和浮标式水位开关，其上部有可开启的复板盖，最底处有栅栏式集水口，整个淋浴底座废水收集器底部仍然保留污水口 ；因而无论是为了给各种样式、各种类型的现有淋浴房配套，还是用于已有的淋浴设备改造，只要应用本创意理念，则全部涵盖此权利要求范畴之内，所以一切材料与材质、各种结构与造型、各种颜色、各种尺寸，其内部的结构与格局无论怎样变化，均涵盖此权利要求范畴之内。
5.根据权利要求1所述的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征在于单泵双浮标开关淋浴废水收集系统，真正完成了淋浴废水的自动收集过程，其水泵的样式、功率的大小、何种电源、设在哪个位置等并不重要，关键是这个创意理念，因而凡应用此创意理念来完成废水收集的，无论怎样变化，均涵盖此权利要求范畴之内。
6.根据权利要求1所述的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征在于单泵双浮标开关、给马桶水箱供废水系统，真正完成了淋浴废水的自动供水过程，其水泵的样式、功率的大小、何种电源、设在哪个位置等并不重要，关键是这个创意理念，因而凡应用此创意理念来完成废水供水的，无论怎样变化，均涵盖此权利要求范畴之内。
7.根据权利要求1所述的太阳能全自动淋浴节水系统，其特征在于必须与“折叠隐蔽式节水洗漱洗手池”专利中的“可控上水马桶水箱”配套使用(专利申请号201110238611.6)。
8.据权利要求7所述的“可控上水马桶水箱”，其核心是马桶水箱内设置两个可控型止水阀门，在止水阀门的外伸臂上设置一个可滑动的模块组，由高低两部分模块组成，其一端用弹簧与止水阀门外伸臂的底部相连，弹簧起到回拉作用，即当水箱水位达到最高点时(满箱时)，由于浮标的升起，带动止水阀门的外伸臂升高，这时模块组的底部高于阀门平台，在弹簧回拉下，模块组全部回到阀门平台上，如果没有外力的作用拉动模块下降，模块组将自动锁死止水阀门外伸臂的下降，这样也自动锁死了止水阀门；即当水箱的水位下降时，浮标不能带动止水阀门使之打开，从而起到水箱不再自动添加干净水的作用；当需要补添水时，模块的另一端与水箱盖的大小补水键连接，按小水键时，高模块只下降一个高度，也就是说止水阀门的外伸臂可以下降一个限定高度，使之启动止水阀门开始供水，由于模块高度限定的原因，止水阀门只能供半箱水就停止了 ；如果按大水键，则两个模块一齐下降，也就是说止水阀门的外伸臂可以下降全部高度，这时启动的止水阀门可以提供干净水 直至满箱；因而凡以这种理念及原理特征为标志的，一切材料与材质、各种结构与造型、各种颜色、各种尺寸马桶水箱分水量、可控型止水阀门控制系统，均涵盖此权利要求范畴之内。
全文摘要
一种用于家庭淋浴与马桶水箱之间的太阳能全自动淋浴节水系统。它是由太阳能供电系统，窗式太阳能板，淋浴底座废水收集器，单泵双浮标开关淋浴废水收集系统，可任意组合、艺术造型储水罐及单泵双浮标开关马桶水箱废水供水系统组成；它必须与“折叠隐蔽式节水洗漱洗手池”专利中的“可控上水马桶水箱”配套使用(专利申请号201110238611.6)。本设计完全绿色环保、全自动收集家庭淋浴废水，全自动为马桶提供废水；使用本系统后，一般家庭的马桶用水，可以完全使用废水，而不用再加注干净的自来水。
文档编号E03C1/12GK103061385SQ201110315368
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者沈洸, 沈利中, 沈丹薇 申请人:沈洸, 沈利中, 沈丹薇