(11) Número de Publicação: PT 105747 (51) Classificação Internacional: A47K 3/28 (2006) G05D 23/00 (2006) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: 2011.06.07 (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: 2012.12.07 (73) Titular(es): TIAGO ENES DIAS TRAVESSA DE SÃO JOSÉ, Nº 7, 2º 1200-415 LISBOA PT (72) Inventor(es): TIAGO ENES DIAS PT (74) Mandatário: (54) Epígrafe: CHUVEIRO, COM FUNÇÃO DE ACUMULAÇÃO DE ÁGUA, PARA POUPANÇA DE ÁGUA (57) Resumo: O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UM CHUVEIRO, PARA SER UTILIZADO PREFERENCIALMENTE NAS HABITAÇÕES DOMÉSTICAS, QUE VISA A POUPANÇA DE ÁGUA ATRAVÉS DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA QUE NO INÍCIO DO DUCHE CHEGA AO CHUVEIRO AINDA FRIA E QUE, ATÉ ATINGIR A TEMPERATURA NORMAL DE UTILIZAÇÃO, É ENVIADA PARA O ESGOTO. O CHUVEIRO TEM COMO COMPONENTES PRINCIPAIS UMA PINHA DE CHUVEIRO E UM RESERVATÓRIO QUE ARMAZENA ÁGUA. NA PRIMEIRA FASE DO DUCHE, APÓS O ENCERRAMENTO MANUAL DE UMA VÁLVULA INTERNA DO CHUVEIRO, ESTE RECOLHE A ÁGUA NO SEU RESERVATÓRIO, ENQUANTO VAI MEDINDO A TEMPERATURA DA ÁGUA QUE ENTRA. UMA VEZ ATINGIDA A TEMPERATURA NORMAL PARA UM DUCHE, O CHUVEIRO EMITE UM AVISO SONORO E O UTILIZADOR PODE INICIAR O SEU DUCHE, ABRINDO A REFERIDA VÁLVULA. DURANTE O DUCHE, A ÁGUA FRIA QUE FOI ARMAZENADA VAI SENDO MISTURADA COM A ÁGUA QUENTE PROVENIENTE DA TORNEIRA, POSSIBILITANDO ASSIM O TOTAL APROVEITAMENTO DA ÁGUA ARMAZENADA. O PRESENTE INVENTO É APLICÁVEL NO FABRICO DE CHUVEIROS.
DESCRIÇÃO Chuveiro, com função de acumulação de água, para poupança de água Domínio técnico da invenção Estima-se que o consumo médio doméstico de água potável em países mediterrânicos, e em ambiente urbano, seja na ordem dos 170 l/dia por habitante. Desta quantidade, avalia-se em cerca de 30% o consumo para banhos ou duches, portanto cerca de 51l. Os sistemas de aquecimento das águas sanitárias das habitações situam-se, usualmente, distantes das instalações sanitárias. Consequentemente, a água que inicialmente chega ao chuveiro não está ainda à temperatura desejada para um banho (cerca de 37ºC). A água fria acumulada na tubagem de alimentação, no troço entre o aparelho que aquece as águas sanitárias e o chuveiro, está fria se desde a última utilização de água quente tenha passado algum tempo. Também depois de ser aquecida não chega imediatamente ao chuveiro na temperatura desejada, pois existem perdas de calor na tubagem do referido troço (só depois de aquecer a tubagem é que se consegue atingir a temperatura requerida). Assim, existe um desperdício de água potável que não é desprezável. A somar a esta quantidade também se desperdiça alguma água quente, pois usualmente só entramos no duche depois de alguma água quente já ter corrido (e depois de confirmarmos com a mão, por exemplo, a temperatura da água). Com o presente invento consegue-se, no próprio chuveiro, utilizar esta água fria e evitar o desperdício de água quente referida no parágrafo anterior. Considerando que em média a quantidade de água fria desperdiçada é de 10l, com o seu aproveitamento podemos poupar até 20% da água do duche. Para os casos de utilização de água quente no lavatório ou bidé, na mesma instalação sanitária onde se toma duche, e antes deste, poder-se-á evitar o desperdício da água fria através do enchimento do depósito do chuveiro. Assim, quando a água já chegar quente à instalação sanitária, o chuveiro, além de ter armazenado a água fria, avisa o utilizador e este pode utilizar o lavatório ou bidé. Mais tarde quando tomar duche utilizará então a água armazenada no reservatório. O chuveiro tem apenas um comando, fecho e abertura da válvula (por exemplo, através de uma haste), com manuseamento simples e intuitivo. 1
Estado da técnica Os sistemas automáticos existentes actualmente no mercado para aproveitamento da água fria em causa são complexos, pois usualmente recorrem à utilização de válvulas desviadoras de água fria/quente (para reservatórios de autoclismos, ou outros) e a linhas de retorno de água quente. Estes sistemas, embora eficazes, são pouco práticos para implementar em habitações já construídas e têm um custo expressivo. Sumário da invenção O presente invento diz respeito a um chuveiro que integra o aproveitamento da água que inicialmente chega ao chuveiro ainda fria, através de acumulação num reservatório do próprio chuveiro. O chuveiro é composto basicamente por uma pinha de chuveiro e um reservatório equipado interiormente com acessórios hidráulicos, electrónicos e mecânicos. O chuveiro é fixo na parede ou tecto do duche, ou banheira, à semelhança de qualquer outro tipo de chuveiro comum e a ligação à torneira misturadora existente (qualquer tipo de torneira) pode ser feita através da vulgar bicha flexível de chuveiro. Quando se pretende tomar duche, além de se abrir, como habitualmente, a torneira misturadora de água, deve-se fechar a válvula interna de corte do chuveiro para iniciar o enchimento do reservatório do chuveiro com água e até esta atingir a temperatura normal do duche. Depois da água quente proveniente da rede doméstica atingir a temperatura normal para um duche, o chuveiro emite um sinal sonoro de aviso ao utilizador, (sob a forma de um apito intermitente cuja cadência vai aumentando com a subida da temperatura da água) podendo este iniciar o duche abrindo a válvula de corte do chuveiro. Depois de iniciar o duche o aviso sonoro termina. O nível de água armazenada pode ser visto através da janela estanque e translúcida, existente na parede do reservatório do chuveiro. Caso não se inicie o duche, o sinal sonoro continua a ser emitido e a água, apesar de já estar quente, continua a ser armazenada. Caso o reservatório atinja a sua máxima capacidade, (porque, por exemplo, a torneira da água ficou esquecida aberta) a água sairá pelo orifício de segurança que é direccionado para a base do duche, ou banheira. Enquanto se toma o duche, a água fria do depósito vai sendo misturada com a água quente que vem da torneira misturadora (durante esta fase poderá eventualmente ter de elevar-se ligeiramente a temperatura na torneira para compensar o 2
abaixamento de temperatura provocado pela mistura de água fria). Depois de esgotada a água fria do depósito do chuveiro, o caudal do duche diminuiu ligeiramente, prosseguindo-se com o duche normalmente. Para manter a mesma comodidade do duche poder-se-á abrir levemente mais a torneira, para aumentar o caudal (e baixar a temperatura se se subiu anteriormente). Os materiais a utilizar são adequados para uso em água potável de consumo humano e preferencialmente não incrustantes, como acontece com muitos plásticos disponíveis no mercado: PEX multicamada, PVC, etc.. O presente invento é seguidamente descrito em pormenor, sem carácter limitativo e a título exemplificativo, por meio de uma sua forma de realização preferida, representada nos desenhos anexos, nos quais: - a fig. 1 é um corte esquemático longitudinal, e simplificado, de uma concretização do chuveiro de acordo com o invento; e - a fig. 2 é uma representação em perspectiva esquemática da zona onde o tubo que alimenta o chuveiro é estrangulado através do atravessamento de outro tubo, provocando uma aspiração da água do reservatório; e - a fig. 3 é um esquema do módulo electrónico, parte integrante do chuveiro. Descrição da concretização preferida Fazendo referência às figuras, vai ser agora descrito o funcionamento da concretização preferida do invento, em que o duche é constituído por conjunto de órgãos representados nas ditas figuras, montados como seguidamente se descreve. O chuveiro, pendurado na parede ou tecto do duche através de dois apoios (17), (17 ), recebe a água da torneira através da bicha flexível (1) que é ligada à extremidade de um tubo (2) que entra no reservatório (12). Este tubo (2) é atravessado perpendicularmente por um segundo tubo (3) de diâmetro menor, que obstrui parcialmente a passagem da água, com a extremidade superior fechada (18), e a inferior aberta, e com um orifício (4) na sua parede, a jusante. O depósito (12) possui uma janela estanque na parede lateral para se poder observar o nível da água no seu interior. No tubo maior (2), e a jusante do tubo menor (3), está montada uma válvula de corte (5), seguida de um tubo de ligação (16) à pinha do chuveiro (13). A válvula de corte (5) é comandada por uma haste (11) accionada pelo utilizador, através de um momento torsor transmitido ao cabo de aço (6) (ou outro mecanismo equivalente) que funciona, num primeiro troço, seco dentro de um tubo guia (8) e, noutro 3
troço, dentro de água. Enquanto esta válvula (5) está fechada, o reservatório armazena a água que recebe através do tubo menor (3), passando pelo orifício (4). A temperatura da água que entra no depósito através do tubo (3) é medida pela sonda térmica (9), que se encontra junto à extremidade inferior e aberta do dito tubo (3), no fundo do depósito, e ligada ao módulo electrónico (14) pelos cabos eléctricos (15). O módulo electrónico (14), que é alimentado por uma pequena pilha eléctrica, só funciona quando o interruptor de nível (10), fixo ao eixo da válvula (5), é inclinado ao se fechar a válvula, dando continuidade ao circuito de alimentação eléctrica deste módulo (14) através dos cabos eléctricos (15). Uma vez atingida a temperatura da água normal de um duche (cerca de 37ºC) a sonda térmica (9) faz accionar no módulo electrónico (14) um besouro que emite um aviso, sob a forma de um apito intermitente cuja cadência vai aumentando proporcionalmente à subida da temperatura da água. O módulo electrónico (14) funciona basicamente como um oscilador tradicional onde a base de tempo depende da resistência de um termistor PTC cujo valor aumenta com a temperatura da água, fazendo assim o papel de sonda térmica (9). Caso o depósito (12) atinja a sua capacidade máxima de armazenamento de água, esta sairá pela extremidade (7) do tubo guia (8) que na sua outra extremidade tem ligação ao exterior do depósito e está apontado para baixo em direcção à base do duche, ou banheira. Quando se inicia o duche, a válvula (5) é aberta e o interruptor de nível (10) corta a alimentação eléctrica do módulo electrónico (14), calando assim o aviso sonoro. Também neste momento, no tubo menor (3) a água passa a circular em sentido contrário, iniciando-se a aspiração da água fria armazenada, que se mistura com a água quente que passa no tubo maior (2). Esta aspiração (menor pressão no interior do tubo maior (2) relativamente ao interior do tubo menor (3)) é consequência dos seguintes factores: o efeito de Venturi que acontece na secção onde o tubo maior (2) é estrangulado, através do atravessamento do tubo menor (3); do peso da coluna de água dentro do tubo de saída (16), com valor dependente da altura H; da perda de carga que os componentes do chuveiro provocam a jusante do tubo menor (3) (com especial importância para a pinha do chuveiro (13)); do diâmetro dos tubos (2), (3), (16) e diâmetro do orifício (4). Estes factores são parametrizados de modo a que durante o tempo usual de um duche célere (cerca de 5 minutos), toda a água armazenada no depósito do chuveiro seja utilizada nesse mesmo duche. Lisboa, 3 de Junho de 2011 4
1/3 17 14 17' 6 7 8 12 15 2 3 18 4 5 16 9 10 H 13 1 11 Fig. 1
2/3 Fig. 2
3/3 3V + 3VDC BESOURO 10nF 3 INTERRUPT. NÍVEL 5 4 8 Circuito integrado NE555 1 2 7 6 PTC 620W VR 1kW 47kW 10mF Fig. 3
Relatório de Pesquisa de Portugal Ref. do pedido: 105747 CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA F 24 H 1/18 De acordo com a Classificação Internacional de Patentes DOCUMENTAÇÃO E BASES DE DADOS ELECTRÓNICAS PESQUISADAS EPODOC DOMÍNIOS TÉCNICOS PESQUISADOS Depósitos de água quente em instalações domésticas De acordo com a Classificação Internacional de Patentes DOCUMENTOS CONSIDERADOS RELEVANTES Categoria* Citação do documento, com indicação, sempre que apropriado, das passagens relevantes A US 2007084419 A1 (AMERICAN WATER HEATER COMPANY [US] ), 2007-04-19 cf. p/ex. Descrição, parágrafos 0009 a 0011 A US 6834160 B1 (CHEN-LUNG HUANG [TW]; PAN HUANG CHUAN [TW] ), 2004-12-21 cf. p/ex. Descrição, parágrafos 7 a 12 e figuras A JP 2009097816 A (NORITZ CORP [JP]), 2009-05-07 cf. Resumo Relevante para a reivindicação 1-6 * Categorias dos documentos citados: A Estado da técnica; X Documento de particular relevância quando considerado isoladamente; Y Documento de particular relevância quando combinado com um ou mais deste tipo de documentos; E Pedido de patente anterior publicado na mesma data ou em data posterior à do pedido; L Documento citado por qualquer outra razão; Data do termo da pesquisa 2011.11.23 Data de elaboração do Relatório de Pesquisa 2011.11.23 T & P D O Princípio ou teoria subjacente à invenção; Documento membro da mesma família de documentos de patente; Documento publicado antes da data de pedido mas depois da data de prioridade; Documento citado no pedido; Documento que se refere a uma divulgação oral, uso, exibição ou qualquer outro meio. Técnico examinador: João Marcelino Telefone: INPI, Campo das Cebolas, 1149-035 LISBOA Fax: 21 886 98 59 Assinatura M0589.01 1/2
Anexo ao Relatório de Pesquisa de Portugal Informação sobre os membros da família de documentos de patente Ref. do pedido: 105747 Documento de patente citado no relatório US 2007084419 A1 Data de publicação 2007-04-19 Membro(s) da família CA 2562312 A1 CN 1945156 A MX PA06011503 A US 7380522 B2 MX 265799 B CA 2562312 C CN1945156B B Data de publicação 20070405 20070411 20070401 20080603 20090407 20091222 20101208 US 6834160 B1 2004-12-21 - - JP 2009097816 A 2009-05-07 - - M0589.01 2/2