专利名称：家用器具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种洗手台，在一实施例中，该洗手台为安装在洗手间的水槽单元的形式。
背景技术：
众所周知，水槽单元包括至少一个流体分配器，它通常是一种分配水的水龙头，用于分配流体到一个容器中；以及一个排水口，用于将被分配的流体从容器中排出去。该水槽单元可以设置有用于分配一系列不同温度的水的单一水龙头，或用于分配不同温度的水的两个水龙头。该流体分配器可以置于容器的附近，安装在容器上，或者置于墙上。每年用于加热供给水槽单元的水的能量的数量是巨大的。举个例子来说，位于一个中等人流量的公共洗手间的水槽单元每天被使用大概200次左右。如果每个水槽单元的使用者选择使用温度大概是40°C的较热的水洗手，且每次洗手使用大概330ml的水(由分配流量为2升每分钟、每次洗手时间为10秒钟计算得到)，那么在一年中用于将提供给水槽单元的水从约18°C加热到40°C所需的能量大约为625kWh。当分配的水通过空气、然后通过使用者的手、到达容器的外表面上到排水口中，分配的热水温度降低大概5°C。因此，当热水排出水槽的排水口时，浪费的能量大概是每年485kWh。已知可以提供一种将从容器的排水口排出的热水中的热量传递给供应给容器的、进来的冷水的系统，进而在进来的冷水被分配之前、减少加热进来的冷水所需要的能量的量。例如，美国专利US4，291，423描述了一种热量回收系统，在该系统中，废弃的热水从容器中被传送到位于容器下方的通道中，且该通道容纳有包含进来的冷水的管道。热量通过管道的主体从废弃的热水 传递给进来的冷水。然而，香皂、泡沫以及管道外表面的硬水水垢的形成会削弱对进来的冷水的热量传输，因此，容器需要可移除使得使用者可以对热量回收系统进行清洁。这对于使用者来说很不方便。
发明内容
在第一方面，本发明提供一种洗手台或洗手单元，例如水槽单元，包括具有排水口的容器，用于分配流体进入所述容器的流体分配器，所述容器包括热交换器，所述热交换器在分配的流体和第二流体之间传输热量，所述热交换器形成所述容器的外表面的至少一部分。热交换器由此形成容器的一部分，在流体被分配到该容器中。热交换器被设置为在被分配的流体和第二流体之间传输热量，该第二流体可能处于比在容器中的被分配的流体的温度低。这允许在被分配的流体进入排水口之前热交换器从被分配的流体中吸取热量，且从而在被分配的流体的温度相应地只有很小的降低(例如，通过和用户的手和/或空气的接触)之后。对比一般的热回收系统，如专利US4，291，423中描述的那样，热量在被分配的流体从排水口排出或进入封闭通道之后且由此在温度大幅度下降之后从被分配的流体传递，本发明能显著的改善来自被分配的流体热量的回收。如在此使用的，术语“容器的外表面”包括在被分配的流体进入容器的排水口之前、与被分配的流体接触的所有表面。容器可以是碗或者盆的形式，流体被分配到该碗或者盆中。热交换器的定位使得它形成流体被分配进入的容器的外表面的至少一部分，从而能够让与被分配流体热接触的热交换器的外表面很容易地被用户清洗干净。通过对容器外表面的常规清洗，在公共洗手间通常是每天清洗至少两到三次，热交换器的外表面也能保持干净，从而维持所述热交换器的效率。热交换器的该定位将热交换器的外表面置于与另一流体(非被分配流体)接触，比如大气环境的空气。依赖于大气环境和第二流体的相对温度，当容器中没有被分配流体的时候，热交换器可以将热量从相对较热的大气环境传输给相对较冷的第二流体。例如，在公共洗手间中，有各种热源，包括洗手间的使用者、干手机的热风和散热器，其可以有助于加热空气使其温度高于第二流体的温度。替代地，当大气环境相对较冷时，热交换器可以将热量从相对较热的第二流体传输给相对较冷的大气环境。因此，在第二方面，本申请提供一种洗手台，包括容器，所述容器包括热交换器，所述热交换器具有与具有第一温度的流体热接触的外表面，以及与具有第二温度的流体热接触的内表面，热交换器的外表面形成所述容器的外表面的至少一部分。如上所述，与具有第二温度的流体相比，具有第一温度的流体可以比较热，或者比较冷。具有第一温度的流体可以是被分配流体，比如被分配的水或者被分配的空气，或者大气环境中的空气。例如，空气可以从洗手间或者靠近容器的用于循环空气的风扇或者从干手机被分配。在以后的描述中，具有第一温度的流体被称为“被分配的流体”。在以后的描述中，具有第二温度的流体被称为“第二流体”，它可以是来自于主水源的水、或者空气。例如，空气可以从外部源被抽吸到洗手台，或者来自位于安装有洗手台的洗手间外面的空气。第二流体随后可被利用来形成所述被分配流体，因此，被分配流体和第二流体可仅通过他们各自的温度而彼此之间互不相同。热交换器的外表面可以具有任何期望的形状。例如，热交换器的外表面可以形成容器的大体平坦、或者平面的外表面，其与所述被分配流体和/或所述大气环境接触。然而，为了增大热交换器的外表面面积，进而增大给定容器空间中可用于热传输的表面面积，优选地，热交换器形成容器的凸形外表面的至少一部分。替代地，或者附加地，热交换器的外表面可以形成容器的凹形外表面，用于将所述被分配流体引导向排水口。为了优化流体到第二流体的传输，优选地，在热交换器的内表面上或者附近传送第二流体流，其传送方向与在热交换器的外表面上流动的被分配流体的流动方向相反。热交换器的外表面的至少一部分为凸起状的，例如穹形或者凸形的，可使水槽单元能被布置(例如通过选择一下的至少一个:分配器和热交换器的相对位置、分配器的形状和流体被分配的速率中的至少一个)为使得，被分配流体将会以相同的方向流过热交换器的外表面，即，远离凸起表面的顶点的方向。第二流体则会在热交换器的一内表面上或者附近向着顶点传输。用凸起的外表面形成热交换器的一个好处是:被分配流体可在凸起的表面上趋向形成相对较薄的膜，与许多水滴在凸起的表面流动相比，其具有减小的表面面积。这可以减少被分配流体的蒸发冷却程度，使通过热交换器的热量传输最大化。优选地，热交换器的外表面由亲水材料形成或涂覆，以促进被分配流体在热交换器上的延展，且促进热量通过(相对传导的)热交换器传输，而不是通过(相对绝缘的)大气环境传输。热交换器的凸起部可以具有任何期望的几何形状。比如，热交换器的凸起部可以是穹形、圆柱形、锥形、截头锥形或者多面体形。优选地，热交换器形成容器的具有球形曲率的外表面的至少一部分，因而被分配流体均匀地在热交换器上延展、以形成层状膜。因为半球具有相等半径的圆形平圆盘两倍的表面面积，以这种方式形成热交换器可以使每秒热接触热交换器的流体的量最大化，且因此使到第二流体的热量传输率最大化。使用这种形状，热交换器也可以对热交换器相对于流体分配器的安装角度相对地不敏感。球形也是最坚固和耐用的三维形状之一，这可以使至少容器的外表面的形成球形部分的热交换器的部分由厚度小于5mm、优选小于2mm、以及更优选小于Imm的材料形成。这可以减少加热热交换器到被分配流体温度所需要的时间，减少水槽单元多次使用之间由热交换器保持的热量的量。热交换器的厚度及其材料体积与热交换系统的热惯性和敏感性成比例。低惯性的热交换系统可以对小的温度变化迅速地作出反应，允许热量在大气环境和第二流体之间被传输。热交换器由此可以形成容器的平坦、穹形、凸起、圆柱形、锥形、截头锥形、多面体形、半球形、球形的或者球形部分。容器的该部分可以突出容器的底部的外表面的至少一部分。因而，被分配流体可以在被排入排水口之前，流过所述容器的这一部分，到底部上。容器具有连接到底部的侧壁，侧壁绕热交换器延伸。替代地，热交换器可位于容器的侧壁上。所述热交换器可以是独立于容器的底部的部件。例如，热交换器可以连接到容器的底部，使得热交换器位于容器的排水口上方。热交换器可通过多个如热交换器周边延伸的支撑物连接到容器的底部，使得被分配流体可流过热交换器的边沿，然后通过热交换器下面进入排水口。热交换器可以被可移除地连接到容器，以允许热交换器被清洁、维修或者替换，而不需要移除容器的其他任何部分。在一个优选实施方式中，热交换器与容器是一体的。优选地，热交换器形成容器的底部的外表面的至少一部分。基于以上所讨论的原因，优选地，热交换器形成底部的凸起部的至少一部分。该底部的凸起部优选为凸形形状，优选地具有基本球形曲率。在一个优选实施方式中，热交换器形成容器的底部的外表面的半球形部。优选地，水槽单元被布置为使得流体直接被分配到底部的凸起部，使得当被分配流体的流动没有撞击到用户的手时，在被分配流体流向排水口时，容器的凸起部的外表面可以被被分配流体基本均匀地覆盖。例如，流体分配器可被布置为使得被分配流体被分配到容器的凸起部的顶点上。在一个优选实施方式中，容器包括侧壁。作为热交换器形成容器的底部的一部分的替代，或者附加地，热交换器可以形成容器的侧壁的外表面的至少一部分。这可以使得能从用户手上溅出的、到达所述容器的侧壁外表面的被分配流体中吸取热量，且也可以使得能从大气环境和第二流体之间吸收热量。优选地，侧壁绕底部的凸起部延伸，优选地，排水口位于侧壁和底部的凸起部之间。排水口可包括位于单个流体端口或者绕底部的凸起部间隔开的多个流体端口，通过流体端口，流体从容器排放到外部废水管。热交换器可以包括单个材料板，其成形为形成容器的外表面的一部分。排水口可通过冲压形成或者以其它方式从材料板中移除材料形成。优选地，薄材料板由金属材料，比如不锈钢形成，使得热交换器具有较高的热导性。亲水材料的涂层被沉积或者通过其他方式布置到材料板上，以形成热交换器的外表面。替代地，热交换器包括多层材料，其中一层材料形成热交换器的外表面，另一层材料形成热交换器的内表面。在这个例子中，热交换器的多层可以由相同的或者不同的材料构成。例如，热交换器的外表面可由不锈钢板形成；而为了节约生产成本，热交换器的内表面可由不同的金属材料板形成，或者为了用水安全考虑而进一步分离不同的流体流，热交换器的内表面由塑料板形成。优选地，容器包括在热交换器的内表面上或者附近传送第二流体流的装置，使得第二流体被置于与热交换器热接触，以与容器中的流体进行热交换。优选地，流体传送装置布置为在热交换器的内表面上或者附近传送第二流体流，其传送方向与在热交换器的外表面上流动的被分配流体的流动方向相反。例如，热交换器包括限定凸起的外表面的凸起部，被分配流体在凸起部上流动，优选地，流体传送装置被布置为在内部将第二流体槽向热交换器的凸起部的顶点输送。流体传送装置包括至少一个用于在热交换器的内表面附近传送流体的管道。例如，流体传送装置包括一个或多个布置在热交换器的内表面附近的管道或者管子，以使得第二流体被置于与热交换器的内表面热接触。例如，管道可以缠绕在主体或者外壳上，容器位于外壳上方，使得管道被内部地定位为与热交换器的外表面相反。在这个例子中，在被分配流体和第二流体之间传输的热量也必须通过管道，因此该热量中的一些会用来提高管道的温度，而不是提高相应的冷水的温度。有鉴于此，在优选实施方式中，容器包括封闭的流体通路，该流体通路为冷却套管的形式，该冷却套管至少部分通过热交换器的内表面限定，使得不需要额外热质量需要被加热以从较热的流体传递热量到较冷流体。冷却套管可基本在热交换器的整个内表面上延伸，因而可以在容器的底部的内表面和容器的侧壁的内表面两者上延伸。替代地，冷却套管可以在容器的内表面的选定部分上延伸。优选地，容器包括沿着热交换器延伸的外壳，冷却套管优选地位于热交换器和外壳之间、以及更优选地由热交换器和外壳限定。优选地，热交换器的内表面和外壳的内表面具有基本一致的形状，使得冷却套管具有关于热交换器一致的厚度。外壳可以布置为在冷却套管中的流体和与外壳的外表面热接触的大气环境之间传输热量。空气分配器，比如风扇，可以在外壳的外表面上分配空气，使得热量在被分配的空气和冷却套管中的流体之间传输。在这种情况下，外壳也可形成容器的热交换器。例如，外壳可以由金属材料形成，t匕如不锈钢。替代地，外壳可以由绝热材料形成，以抑制通过外壳的热量损失。优选地，外壳具有包括至少一个流体入口端口的侧壁，通过流体入口端口，第二流体进入冷却套管。冷却套管于是可以在热交换器的侧壁的内表面上传送流体。冷却套管可包括绕套管的侧壁布置的多个流体入口端口，用于均匀地分配第二流体在热交换器内表面上。环形的分配套管可用于给多个流体入口端口提供流体。在热交换器的底部包括具有凸起的外表面的凸起部的情况下，优选地，冷却套管的流体出口端口定位为与凸起的外表面的顶点相对。优选地，水槽单元包括用于给冷却套管提供流体的进口管道。进口管道可以被连接到主水源，其可以具有很高的水压，例如lObar。随着所述热交换器厚度的增加-为了允许容器能够经受住提供给冷却套管的冷水的高压-其可能会对热交换器的热传输有害，进口管道包括用于在第二流体进入冷却套管之前减小第二流体的静压的减压阀。通过减少由于冷却套管中流体的压力而导致的形成于热交换器和外壳之间的任意密封或连接部的泄漏的可能性，可以抑制流体从冷却套管的泄漏。进口管道包括电磁阀，或者其它可选择地抑制进入冷却套管的流体流的阀。水槽单元包括出口管道，该出口管道用于将流体从冷却套管传送至流体分配器。第二阀，优选为电磁阀，设置在冷却套管和流体分配器之间，用于抑制从流体分配器的流体的分配。该第二阀位于出口管道中，或者位于出口管道和流体分配器之间的另一管道中。第二阀门可被有选择地打开通过使用者手动打开或者响应于靠近流体分配器的使用者的手的检测而打开，进而使流体被分配。优选地，当流体从流体分配器被分配时，位于进口管道和出口管道中的阀门同时被打开。从流体分配器的流体的分配被停止时，例如，一定时间之后或者一定数量的流体被分配之后，优选地，位于进口管道的阀门在位于出口管道的阀门关闭之前被关闭。这样可以防止在冷却套管中产生的不必要的高静压。加热器被用来加热流体，该加热器位于出口管道中，以形成被从流体分配器分配的流体。当流体通过容器时，通过热交换器提高流体的温度，仅需要较少的能量来进一步将流体加热到期望的分配温度。加热器的至少一部分可被底部的凸起部围绕，以减少位于套管和加热器之间的出口管道的暴露部分的长度。可选择地，出口管道可以将流体从冷却套管传送至恒温混水阀，恒温混水阀具有用于接收来自出口管道的流体的第一入口、用于接收较热的流体的第二入口、和连接到流体分配器的出口。较热的流体可以是由热水器加热的流体，其与来自冷却套管的流体混合，以得到供给到流体分配器的混合流体以形成被分配流体。在这种情况下，仅需要较少的由加热器加热的流体来得到期望的分配温度处的混合流体，因此减少了热水器消耗的能量的量。此外，恒温混水阀的至少一部分被底部的凸起部围绕，以减少位于套管和恒温混水阀之间的出口管道的暴露部分的长度。在这种情况下，用于抑制从流体分配器的流体分配的阀可位于恒温混水阀和流体分配器之间。作为将流体从容器的冷却套管传送至用于分配流体到该容器的流体分配器的替代，来自于冷却套管的流体可以被传送至相邻的水槽单元的流体分配器。作为另一替代，水槽单元可以形成一系列水槽单元的一部分，其连接到公用的主水源，用于提供冷水至水槽单元的容器的冷却套管。从冷却套管排出的水于是被传送到公用的恒温混水阀，用于将来自于水槽单元的容器的水和来自于热水器或者其它加热器的水进行混合，以提供混合流体，该混合流体之后被提供给水槽单元的流体分配器，形成被分配流体。在第三方面，本发明提供一种洗手台，例如水槽单元，包括具有凸起部的容器，凸起部具有凸形外表面；流体分配器，用于分配较热流体到凸形的外表面上；用于在容器的凸起部的内表面上或附近传送较冷流体的装置。在第四方面，本发明提供一种洗手台，例如水槽单元，包括容器，具有底部和连接到底部的侧壁；以及用于在容器的侧壁的内表面上或附近传送较冷流体的设备。在第五方面，本发明提供一种洗手台，例如水槽单元，包括容器，用于分配较热流体至容器的流体分配器，以及热交换器，用于从容器中的较热流体传输热量至较冷流体。在第六方面，本发明提供一种洗手台，例如水槽单元，包括流体分配器，具有排水口的容器，位于排水口上方的热交换器，流体分配器用于分配流体到该热交换器上；以及用于在容器的凸起部的内表面上或附近传送第二流体的装置。优选地，热交换器连接到容器的底部。热交换器可形成容器的侧壁，和/或容器的底部的至少一部分。以上所描述的与本发明的第一个方面相关的特征，也可用于本发明的第二个至第六个方面，反之亦然。
下面将参照下面的附图，通过举例的方式描述本发明的优选特征，其中:图1是水槽单元从上面看的透视图；图2是水槽单元的俯视图；图3是沿图2中的J-J线截取的侧剖视图，图示了用于从水槽单元的容器传送流体至水槽单元的流体分配器的系统；图4(a)是水槽单元的热交换器的第一实例的详细剖视图，图4(b)是水槽单元的热交换器的第二实例的详细剖视图；图5是沿图2中的J-J线截取的另一侧剖视图，图示了用于从水槽单元的容器传送流体至水槽单元的流体分配器的替代系统；图6是图3的类似视图，图示了用于分配临近水槽单元的容器的空气的空气分配器；以及图7是包括多个水槽单元的洗手间中流体通道的示意图。
具体实施例方式参照图1-3，洗手台的一个实例包括流体分配器和用于接收分配流体的容器，在该实例中，洗手台为水槽单元10的形式，水槽单元10包括碗或者盆12形式的容器，和用于分配流体进入盆12中的流体分配器14。在该实例中，盆12和流体分配器14每一个都安装于台面16上。流体分配器14与盆12相邻，但是取决于水槽单元10的设计，流体分配器14也可以直接连接到盆12或者连接到与盆12相邻设置的墙上。台面16具有第一孔洞18，盆12插入到孔洞18中，使得盆12的边缘20被台面16的上表面支撑。替代地，盆12可连接到台面16的下表面，使得盆12直接置于第一孔洞18之下。台面16具有第二孔洞22，通过连接到流体分配器14的分配器供水管24，流体通过该第二孔洞22被输送到流体分配器14。在该实例中，流体分配器14为水龙头的形式，用于分配热水进入盆12中。流体分配器14包括主体部分26，该主体部分26用于接收来自于分配器供水管24的热水；以及喷嘴28，热水从该喷嘴28分配进入盆12中。当需要时，冲洗用的热水从供水管24供应到主体26。热水在主体部分26和喷嘴28内部流动，到达设置在喷嘴28端部处的出口 30。流体分配器14使用常用的传感器和控制回路被配置成“无需手动”操作，所述常用的传感器和控制回路响应于探测到用户的手位于洗手位置中而自动打开在分配器供水管24中的第一截止阀31。替代地，流体分配器14也可以配置为手动操作。在该实例中，盆12具有大体圆形的外周边，但是盆12也可具有矩形的或者方形的外周边，使得可以限定任何需要的尺寸或形状的容积，来接收分配的热水。该容积由底部32的外表面和侧壁34的外表面限定。盆12包括排水口 36，用于来排出分配的热水至废水管道38。
底部32具有中心凸起部40，在该实例中，凸起部40具有凸起的外表面，优选为基本半球形。底部32的凸起部40的顶点42大约与盆12的边缘20持平，进而侧壁34围绕底部32的凸起部40。流体分配器14的喷嘴28的出口 30设为传送热水流到底部32的凸起部40上。在该实例中，流体分配器14的喷嘴28的出口 30位于底部32的穹形部40的顶点42的直接上方，使得当没有使用者的手位于喷嘴28之下时，热水直接分配到底部32的穹形部40的顶点42上。然而，流体分配器14可以布置为引导热水到底部32的穹形部40的不同的部分上。排水口 36包括多个形成于底部32中的废水出口端口，其绕底部32的凸起部40间隔开。盆12包括热交换器44，该热交换器44用于将热量从盆12中的热的分配水传输给较冷的流体，在本实例中是冷水。热交换器44形成盆12的底部32和侧壁34的外表面。在该实施例中，热交换器44包括金属材料板，优选为不锈钢。材料被例如通过冲压或者切割从所述板去除，以形成底部32中的流体端口，来传送废热水到废水管道38。参考图4 (a)，热交换器44可包括多层板材。例如，不锈钢的外层板45a可提供热交换器44的外表面44a,而使用不同材料(比如塑料材料)的内层板45b提供热交换器44的内表面44b。替代地，如图4 (b)所示，热交换器44可包括单层板材，比如不锈钢板材，既提供热交换器44的外表面44a又提供内表面44b。盆12包括流体通道，用于传送来自于自来水的冷水经过热交换器44的内表面44bο在该实例中，流体通道位于盆12中，为冷却套管46的形式,该冷却套管46围绕热交换器44的内表面44b。还参考图4(a)和4(b)，冷却套管46由热交换器44的内表面44b和外壳48的内表面48b所限定，其中热交换器44定位在该外壳48内。外壳48的内表面48b拥有与热交换器44的内表面44b大体相同的形状，使得冷却套管46拥有绕热交换器44大体恒定的厚度。外壳48可以由具有与热交换器44相似的热导性的材料形成，且因此也可由不锈钢形成。然而，外壳48可以由热隔离材料形成、或者具有涂覆有热隔离材料的外表面，从而抑制热量从外壳48的外表面48a的损失。外壳48可以粘结、焊接或以其他方式于基座32和/或侧壁34处与热交换器44接合以保证强度，并且维持冷却套管46恒定的厚度。外壳48限定盆12的边缘20的下表面。优选地，热交换器44和外壳48优选在盆12的边缘20处连接到一起，例如通过焊接或其他合适的接合技术，取决于形成热交换器44和外壳48的材料。外壳48的底部50形成有多个废水出口端口，在盆12的组装期间，这些废水出口端口与热交换器44的底部32的废水出口端口对准。环形插入件52被插入到对准的废水出口端口中，从而将排水口 36与冷却套管46隔离。冷却套管46包括在外壳48的侧壁56的上端处形成的多个流体入口端口 54，用于绕热交换器44的内表面44b均勻地分配冷水。该流体入口端口 54由在外壳48中形成并绕冷却套管46延伸的环形分配套管58提供冷水。该分配套管58可与冷却套管46热隔绝。该分配套管58具有定位在其下端附近的入口 60，其连接到冷水供应管62。该冷水供应管62可与自来水连接，在这种情况下，冷水供应管62可包括用于在冷水进入分配套管58前降低其静压的减压阀。举例来说，减压阀可布置为将冷水的静压降低到约0.5bar,以抑制热交换器44与外壳48之间的密封或者连接中的泄漏产生。该冷水供应管62也可容纳第二截止阀63，用于选择性阻止冷水流向分配套管58。该冷却套管46包括流体出口端口64，其位于外壳48的底部50的凸起部66中。该流体出口端口 64定位为与热交换器44的底部32的凸起部40的顶点42相对。水槽单元10包括用于将冷水从盆12输送至流体分配器14的系统。在该实例中，冷却套管46的流体出口端口 64连接到出口管道68，该出口管道68用于将水从冷却套管46输送至恒温混水阀(thermostatic mixing valve)72的第一入口 70。恒温混水阀72具有连接到热水供应管道76的第二入口 74、和连接到分配器供应管道24的出口 78。热水供应管道76可连接到锅炉或者其它热水源。如所述，恒温混水阀72位于盆12的外部，但是恒温混水阀72也可位于外壳48的下面，使得它至少部分地被外壳48的底部50的凸起部66围绕。这样可以提供具有更为紧凑结构的水槽单元10。当分配套管58的入口 60首先连接到冷水供应管道62时，第二截止阀63打开，使得分配套管58被冷水填充。溢流阀可定位在盆12的边缘20中，以当分配套管58填充水时排出被置换的空气。冷水通过流体入口端口 54进入冷却套管46，且通过冷却套管46流到流体出口端口 64。冷水流动通过出口管道68到达恒温混水阀72，在恒温混水阀72中，冷水与从热水供应管道76接收的热水混合。从恒温混水阀72排出的温水进入连接到流体分配器14的分配供应管道24。在第一截止阀31处于闭合位置的情况下，没有水被从喷嘴28分配。当流体分配器14最初被操作时，由于冷却套管46和出口管道68被填充冷水而从冷却套管46和出口管道68置换的任何空气都被从喷嘴28排出。一旦冷却套管46、分配套管58和出口管道68充满水，第二截止阀63被关闭。因此，盆12通常处于冷却套管46装满冷水的状态。于是热量可以在冷却套管46中的水和大气环境中的空气之间传递。例如,如果大气环境的温度比在冷却套管46中的水的温度高，热量将会通过热交换器44传输到冷却套管46中的水中。取决于形成外壳48的材料，热量也可以从大气环境通过外壳48传输到冷却套管46中。另一方面,如果大气环境的温度比在冷却套管46中的水的温度低，热量将会通过热交换器44从冷却套管46中的水传输到大气环境。此外，取决于形成外壳48的材料,热量也可以通过外壳48传输到大气环境。当用户促动第二截止阀63时，温水从流体分配器14被分配。第一截止阀31与第二截止阀63同时打开，比如通过用于促动第二截止阀63或者检测第二截止阀63的促动的控制器。当温水从流体分配器14被分配时，水槽单元10中的水被补充。冷水通过冷水供应管道62、分配套管58、冷却套管46和出口管道68而被抽取；热水通过热水供应管道76而被抽取。当用户的手不位于喷嘴28的下面时，例如紧随着第一截止阀31的促动，被分配的温水撞击到底部32的凸起部40的顶点42上。被分配的温水沿着凸起部40的外表面44a向下流动，进入位于侧壁34和凸起部40之间的水沟。凸起部40的形状使被分配的温水绕凸起部40均匀地分散、且以大体层流的形式流向水沟。在水沟中，被分配的温水流向排水口 36，温水被从排水口 36排入废水管道38中。当被分配的温水在底部32的凸起部40上流过时，热量通过热交换器44从被分配的温水传递到在冷却套管46中朝向定位为与顶点42相对的流体出口端口 64流动的冷水。热量还通过热交换器44从在水沟中流向排水口 36的被分配的温水传递到冷却套管46中的冷水。当用户的手位于喷嘴28下面时，大多数被分配的水从用户的手继续掉落到底部32的凸起部40上。由于肥皂水减小表面张力，从用户的手到被分配的水中的肥皂的引入可有助于被分配的水在底部32的凸起部40上的散开。一些被分配的水会从用户的手飞溅到侧壁34上。这些温水在热交换器44的外表面44a上流动并进入水沟。当温水在热交换器44的外表面44a上流动时，热量从这些温水传递给在热交换器44的内表面44b上的冷却套管46中流动的冷水。一旦一定量的温水已经从流体分配器14被分配，第二截止阀63在第一截止阀31关闭之前被关闭，以防止在冷却套管46中产生不必要的高静压。从位于盆12中的被分配的温水和围绕在盆12周围的大气环境传递到冷却套管46中冷水的热量的传递，在冷水提供到恒温混水阀72之前，提高了冷水的温度。例如，如果以每分钟2升的流速在40°C温度下从喷嘴28分配水10秒，则通过一厚度为0.7mm的不锈钢热交换器44的热量传递，可以将冷却套管46中的冷水的温度从流体入口端口 54处的约18°C的温度提高到在流体出口端口 64处约28°C的温度。这种传送到恒温混水阀72的冷水温度的提高可以显著减少为了产生需要的分配温度的温水而用于与冷水混合的热水量，所述分配温度在这个实例中在喷嘴28处的温度大约为40°C。产生被分配的温水所需的热水量的减少可以由于减少锅炉或者其它用于加热水来产生热水的装置的能量支出，提供节约倉tfi。图5示出了一种用于从盆12提供水到流体分配器14的替代系统。该系统与图3所示的系统的区别在于，分配器供应管道24经由电加热器80连接到冷却套管46的流体出口端口 64，该电加热器80用于加热从冷却套管46排出的流体。加热器80的至少一部分被底部32的凸起部40围绕，从而减小流体出口端口 64和加热器80之间的任意管道的长度。水槽单元10包括控制器82，该控制器82通过控制线84连接到热电偶86，该热电偶86用于检测从冷却套管46排出的水的温度。控制器82通过第二控制线88连接到加热器80，用于促动加热器80以提高从冷却套管46排出的水的温度到期望的分配温度，比如在喷嘴28处温度为40°C。由于从冷却套管46排出的水的温度将改变，例如，取决于像环境温度和流体分配器14的使用频率这样的变量，根据探测到的温度，控制器82可改变提供给加热器80的功率，使得温水在期望温度下从流体分配器14分配。在该实例中，通过将冷却套管46中的冷水从在流体入口端口 54处约18°C的温度加热到在流体出口端口 64处约28°C的温度的优势是:在加热器80处需要较少的能量来将从流体出口端口 64中排出的冷水加热到期望的分配温度。例如，尽管将水从18°C加热到40°C从喷嘴28以每分钟2升的流量分配可需要大约3，OOOff的能量；但是将水从28°C加热到40°C从喷嘴28以相同的流量分配仅需要大约1，680W的能量。图6示出了图3所示的装置的一种修改形式，其中，至少一个空气分配器88位于盆12附近，用于产生水槽单元10的大气环境中的空气流动。图5中的装置也可以进行类似的修改。在该实例中，水槽单元10包括位于台面16上方的第一风扇88。第一风扇88可位于流体分配器14上，或者也可以位于任何其它地方，比如，靠近流体分配器14处。取决于冷却套管46中的水和大气环境的相对温度，热量可以通过热交换器44传送给冷却套管46中的水、或者传送给大气环境中的空气。如图6所示，当外壳48由导热材料形成时，第二风扇89可以位于台面16下面，进而传送空气至外壳48的外表面48a上方或者附近，于是第二风扇89也可以用作在热接触外壳48的外表面的空气和冷却套管46中的水之间传递热量的热交换器。当然，也可以提供第二风扇89来作为第一风扇88的替换物。
水槽单元10可以安装于包括一连串水槽单元的公共卫生间中。每个水槽单元10可以如图4所示配置，从而每个水槽单元10有各自的加热器80，或者如图3或图6所示，每个水槽单元包括各自的恒温混水阀72，用于混合接收自冷却套管46的冷水和供应自各自的热水供应管道76的热水。替代地，每个恒温混水阀72可连接到公用的热水供应管道W。作为另一种替代形式，如图7中示意性所示，每个水槽单元10的出口管道68可以连接到入口管道92，用于将水从每个水槽单元10传送到连接到热水供应管道76的公用的恒温混水阀72。减压阀94可被提供在热水供应管道76中，用于在热水进入恒温混水阀72之前，减小热水的静压到大约lbar。出口管道96接收来自恒温混水阀72的混合流体，以及传送混合流体到每个水槽单元10的分配器供应管道24。每个水槽单元10的冷水供应管道62连接到公用的自来水供应管道98。自来水供应管道98也可包括减压阀100，用于在冷水进入水槽单元10的冷水供应管道62之前，减小冷水的静压到大约lbar。
权利要求
1.一种洗手台，包括具有排水口的容器，所述容器包括热交换器，所述热交换器具有与具有第一温度的流体热接触的外表面和与具有第二温度的流体热接触的内表面，所述热交换器的外表面形成所述容器的外表面的至少一部分。
2.如权利要求1所述的洗手台，其中，所述热交换器的外表面形成所述容器的凸起的外表面的至少一部分。
3.如权利要求1所述的洗手台，其中，所述热交换器的外表面形成所述容器的具有基本球形曲率的外表面的至少一部分。
4.如权利要求1所述的洗手台，其中，所述热交换器形成所述容器的外侧壁的至少一部分。
5.如权利要求1所述的洗手台，其中，所述热交换器形成所述容器的外底部的至少一部分。
6.如权利要求5所述的洗手台，其中，所述热交换器形成所述底部的凸起部的一部分。
7.如权利要求6所述的洗手台，其中，所述底部的凸起部为凸形形状。
8.如权利要求6或7所述的洗手台，其中，所述凸起部具有基本球形曲率。
9.如权利要求1所述的洗手台，其中，所述容器包括在所述热交换器的内表面附近传送流体流的装置。
10.如权利要求9所述的洗手台，其中，所述流体传送装置被在内部设置为与所述的容器的外表面的至少一部分相对。
11.如权利要求9或10所述的洗手台，其中，所述流体传送装置包括套管，所述套管至少部分由所述热交换器的内表面限定。
12.如权利要求11所述的洗手台，其中，所述套管包括至少一个流体入口端口。
13.如权利要求11所述的洗手台，其中，所述套管包括流体出口端口。
14.如权利要求13所述的洗手台，其中，所述套管包括穹形部，且所述流体出口端口定位在套管的穹形部的顶点处。
15.如权利要求9所述的洗手台，包括出口管道，用于从所述流体传送装置接收流体。
16.如权利要求15所述的洗手台，包括加热器，用于加热位于所述出口管道中的流体。
全文摘要
一种洗手台的容器包括热交换器，该热交换器具有与较热流体热接触的外表面和与较冷流体热接触的内表面。热交换器的外表面形成容器的外表面的至少一部分。
文档编号E03C1/044GK103215991SQ20121059934
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者A·D·布朗, S·B·考特尼 申请人:戴森技术有限公司