KR101944669B1 - 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정역 구동되는 솔레노이드 밸브를 채택한 소변기, 세면대 또는 싱크대 등에 적용되어 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 정전이나 배터리 방전이 발생된 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄함으로써 급수를 차단하는 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치에 관한 것이다.
본 발명의 비상 전원을 갖는 자동 급수 장치는 장치의 각 부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 자동 급수 장치의 적소에 설치된 근접센서; 그 개폐에 따라 급수를 허용 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 이를 구동하는 밸브 구동부; 전원 공급부의 공급 전압을 감지하는 전압 감지부; 비상 전원 및 근접센서의 감응 여부에 따라 솔레노이드 밸브의 구동을 제어하여 급수를 진행 또는 차단하고, 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 공급 전압이 기준 전압 이하일 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄시켜서 급수가 중단되도록 제어하는 제어부를 구비한다.
전술한 구성에서, 전압 감지부는 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서만 동작한다.
사용자의 스마트 기기에 설치된 관리 앱을 통해 원격지에서 접속 가능한 홈오토메이션 서버와 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부를 더 구비한다.

Description

비상 전원을 구비한 자동 급수 장치{automatic water supply with emergency power supply}

본 발명은 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치에 관한 것으로, 특히 정역 구동되는 솔레노이드 밸브를 채택한 소변기, 세면대 또는 싱크대 등에 적용되어 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 정전이나 배터리 방전이 발생된 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄함으로써 급수를 차단하는 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 수도 밸브는 가정집의 싱크대나 세면대, 각종 공공시설이나 오피스 빌딩 및 상가 등의 싱크대, 세면대 및 소변기 등에 설치되어 수도물을 공급하는데, 종래 싱크대나 세면대에 설치되는 수동식 수도 밸브는 비록 그 토출량을 임의로 조절할 수 있는 장점이 있으나 일단 개방되면 사용하지 않는 동안에도 지속적으로 급수가 진행되어 아까운 수도물이 낭비되는 단점이 있었다.

이러한 문제를 감안하여 인체의 접근이 감지되는 동안에만 수도물을 공급하는 세면대용 자동 급수 장치가 제안되어 널리 사용되고 있는데, 도 1은 종래 자동 급수 장치의 정면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 자동 급수 장치는 세면대(또는 싱크대)(S)의 상부 후방에 위로 돌출 설치되되 내부에 배수로가 형성되고 하단에는 배수구가 형성된 수전(10), 각각 온수와 냉수를 공급하는 온수관(40)과 냉수관(50), 수전(10)과 연통된 급수관(70), 온수관(40)과 냉수관(50)을 각각 통과하여 혼합된 온수와 냉수를 급수관(70)으로 공급하거나 차단하는 솔레노이드 밸브(30) 및 수전(10)의 목부위 전면에 설치되는 근접 센서(11)를 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 근접 센서(11)는 광학 센서, 예를 들어 적외선 방식의 반사형 또는 투과형 포토 커플러로 구현될 수 있는바, 사용자가 수전(10)의 목부위에 손목이나 손바닥을 갖다대면 근접 센서(11)가 이를 감지하여 도시하지 않는 제어부에 감지 신호를 전달하고, 제어부는 감지 신호가 지속적으로 입력되는 동안에 솔레노이드 밸브(30)를 제어하여 이를 개방시킴으로써 급수가 이루어지도록 한다. 이 상태에서, 사용자의 손바닥이나 손목이 근접 센서(11)로부터 멀어지면 제어부에 감지 신호가 입력되지 않게 되고, 그 즉시 제어부는 솔레노이드 밸브(30)를 제어하여 이를 폐쇄시킴으로써 급수를 차단하게 된다.

이와는 달리, 소변기용 자동 급수 장치에서는 소변기의 상부 전면에 근접센서가 설치되어 있는데, 여기에 인체가 감지된 경우에는 미리 정해진 시간 동안 솔레노이드 밸브가 개방되어 급수가 이루어지게 된다. 그리고 사용자가 소변을 다 보고 떠나서 근접센서가 불감응하는 경우 다시 미리 정해진 시간 동안 솔레노이드 밸브가 개방되어 급수가 이루어지게 된다.

한편, 전술한 세면대, 싱크대 또는 소변기용 자동 급수 장치에 사용되는 솔레노이드 밸브로는 정역 밸브, 즉 개방 및 폐쇄의 쌍안정 상태로 동작하는 솔레노이드 밸브가 사용되는데, 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 정전이나 배터리의 방전이 발생하는 경우에 그 원인이 해소되기 전에는 개방된 상태가 그대로 유지됨으로써 아까운 수도물이 낭비되고 심지어 범람이 발생하는 문제점이 있었다.

선행기술1: 10-0758928호 등록특허공보(발명의 명칭: 자동 수도 밸브)

선행기술2: 10-207-0106610호 공개특허공보(발명의 명칭: 자동 모드 및 수동 모드를 선택할 수 있는 근접 수도꼭지)

선행기술3: 10-1021439호 등록특허공보(발명의 명칭: 수도밸브 개폐장치)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 정역 구동되는 솔레노이드 밸브를 채택한 소변기, 세면대 또는 싱크대 등에 적용되어 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 정전이나 배터리 방전이 발생된 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄함으로써 급수를 차단하는 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 비상 전원을 갖는 자동 급수 장치는 장치의 각 부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 자동 급수 장치의 적소에 설치된 근접센서; 그 개폐에 따라 급수를 허용 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 이를 구동하는 밸브 구동부; 전원 공급부의 공급 전압을 감지하는 전압 감지부; 비상 전원 및 근접센서의 감응 여부에 따라 솔레노이드 밸브의 구동을 제어하여 급수를 진행 또는 차단하고, 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 공급 전압이 기준 전압 이하일 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄시켜서 급수가 중단되도록 제어하는 제어부를 구비한다.

전술한 구성에서, 전압 감지부는 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서만 동작한다.

사용자의 스마트 기기에 설치된 관리 앱을 통해 원격지에서 접속 가능한 홈오토메이션 서버와 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부를 더 구비한다.

급수의 수행 여부를 체크하는 급수 감지 수단을 더 구비하고, 제어부는 솔레노이드 밸브의 개방 명령시에도 급수가 수행되지 않거나 솔레노이드 밸브의 폐쇄 명령시에도 급수가 수행되는 경우에는 그 사실을 통신부를 통해 홈오토메이션 서버에 전달한다.

본 발명의 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치에 따르면, 정역 구동되는 솔레노이드 밸브를 채택한 소변기, 세면대 또는 싱크대 등에 적용되어 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 정전이나 배터리 방전이 발생된 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄함으로써 아까운 수도물이 낭비되거나 수도물이 범람하는 것을 방지할 수가 있다.

도 1은 종래 자동 급수 장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치의 기능 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치의 기능 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치는 크게, 후술하는 장치의 각 부에 전원을 공급하는 전원 공급부(280), 수전의 목부위의 전면이나 소변기의 상부 전면에 설치된 근접센서(220), 솔레노이드 밸브(255)와 이를 구동하는 밸브 구동부(250), 급수의 수행 여부를 감지하는 급수 감지 센서(230), 전원 공급부(280)의 공급 전압을 감지하는 전압 감지부(270), 홈오토메이션용 서버(미도시)와의 사이에서 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(270), 솔레노이드 밸브(255)의 개방 상태에서 정전이 발생하거나 배터리 전압이 갑자기 방전된 경우 솔레노이드 밸브(255)를 강제 폐쇄시키는데 사용되는 비상 전원(290) 및 자동 급수 장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(210)를 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 전원 공급부(280)로는 독립 전원인 배터리나 상용교류전원을 감압, 정류 및 평활하여 얻어진 직류 전원이 사용될 수 있다.

제어부(210)는 통상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있을 것이다. 솔레노이드 밸브(255)는 개방 및 폐쇄의 이중 안정 상태를 갖는 정역 솔레노이드 밸브로 구현될 수 있다. 급수 감지 센서(230)는 예를 들어 솔레노이드 밸브(255)의 개폐 상태 감지 센서 또는 급수관을 흐르는 유량을 감지하는 유량 센서 등으로 구현될 수 있을 것이다. 근접센서(220)는 광학 센서, 예를 들어 적외선 방식의 반사형 또는 투과형의 포토 커틀러로 구현될 수 있을 것이다.

통신부(260)는 유선 또는 블루투스 모듈이나 와이파이 모듈과 같은 무선으로 홈오토메이션 서버에 연결될 수 있는데, 사용자나 관리자는 자기가 휴대하고 다니는 스마트폰 등의 스마트 기기에 설치된 관리용 애플리케이션 프로그램(이하 '관리 앱'이라 한다)을 통해 홈 오토메이션 서버에 접속함으로써 자동 급수 장치의 각 부의 동작 상태나 이상 여부를 체크할 수 있을 것이다.

밸브 구동부(250)는 트랜지스터 등의 전자식 스위치와 그 주변 회로 소자로 구현될 수 있을 것이다. 비상 전원(290)은, 예를 들어 슈퍼 콘덴서 등으로 구현될 수 있을 것이다.

한편, 세면대나 싱크대에 적용된 자동 급수 장치의 제어부(210)는 근접센서(220)가 감응하는 동안에만 밸브 구동부(250)를 제어하여 솔레노이드 밸브(255)를 개방시킴으로써 급수가 이루어지도록 하고, 근접센서(220)가 불감응하는 즉시 밸브 구동부(250)를 제어하여 솔레노이드 밸브(255)를 폐쇄시킴으로써 급수를 중단한다. 이와는 달리 소변기에 적용된 자동 급수 장치의 제어부(210)는 근접센서(220)가 일단 감응하면 밸브 구동부(250)를 제어하여 솔레노이드 밸브(255)를 미리 정해진 급수 지속시간, 예를 들어 5~10초 동안 개방시킴으로써 급수가 이루어지도록 한다. 이 상태에서, 근접센서(220)가 불감응하는 즉시 다시 밸브 구동부(250)를 제어하여 솔레노이드 밸브(255)를 급수 지속시간 동안 개방시킨 후에 다시 폐쇄시킨다.

다음으로, 정상 통전 상태에서는 비상 전원(290)에 전기가 비축되게 되는바, 정전이 발생하거나 배터리가 급 방전되어 전원 공급부(280)의 공급 전압이 기준 전압 아래로 떨어지는 경우에 전압 감지부(270)는 저전압 감지 신호를 제어부(210)에 출력하고, 제어부(210)는 비상 전원(290)을 통해 짧은 시간 동안 공급되는 전기를 사용하여 밸브 구동부(250)를 제어하여 솔레노이드 밸브(255)를 강제 폐쇄시킨다.

더욱이, 독립 전원인 배터리를 공급 전원(280)으로 사용하는 경우에는 배터리 소모를 줄이기 위해 솔레노이드 밸브(255)가 개방 상태를 유지하는 동안에만 전압 감지부(270)가 동작하도록 하는 것이 바람직하다.

제어부(210)는 또한 급수 감지 센서(230)의 감지 신호를 바탕으로 솔레노이드 밸브(2550)의 개방 명령이 입력된 상태에서 솔레노이드 밸브(255)가 개방되지 않거나 반대로 솔레노이드 밸브(255)의 폐쇄 명령이 입력된 상태에서 솔레노이드 밸브(2550)가 폐쇄되지 않는 경우에는 고장이라고 판단하여 이 사실을 통신부(270)를 통해 홈오토메이션 서버에 전달할 수 있을 것이다. 그러면, 사용자 또는 관리자가 자기가 휴대하고 다니는 스마트 기기에 탑재된 관리 앱을 통해 홈오토메이션 서버에 접속하여 이를 파악한 후에 적절한 대처를 수행할 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도인바, 세면대나 싱크대에 적용된 자동 급수 장치의 제어부(210)를 주체로 하여 수행됨을 밝혀 둔다. 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S10에서는 근접센서(220)가 감응하였는지를 판단하는데, 감응한 경우에는 단계 S20으로 진행하여 솔레노이드 밸브(255)를 개방함으로써 급수가 이루어지도록 한다.

다음으로, 이렇게 급수가 이루어지는 동안에 단계 S30에서는 전압 감지부(270)를 통해 공급 전압의 크기를 체크하고, 이어지는 단계 S40에서는 공급 전압이 밸브 강제 폐쇄의 기준이 되는 기준 전압 이하인지를 판단한다. 단계 S40에서의 판단 결과, 공급 전압이 기준 전압 이하인 경우에는 단계 S70으로 진행하여 솔레노이드 밸브(255)를 강제로 폐쇄함으로써 급수를 강제로 중단하는 반면에 초과하는 경우에는 단계 S50으로 진행하여 근접센서(220)가 불감응하였는지를 판단한다.

단계 S50에서의 판단 결과, 감지센서(220)가 감응 상태를 유지하는 경우에는 단계 S30으로 복귀하는 반면에 불감응한 경우에는 단계 S60으로 진행하여 그 즉시 솔레노이드 밸브(255)를 폐쇄함으로써 급수를 중단한다.

이상, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다. 예를 들어, 전압 감지부를 통해 배터리의 공급 전압을 체크하여 배터리 교체 시기가 도래하였는지를 판단한 후에 도래한 경우에는 이를 홈오토메이션 서버를 거쳐서 관리 앱에 전달함으로써 적절한 시기에 배터리가 교체되도록 할 수도 있을 것이다.

210: 제어부, 220: 근접센서,
230: 급수 감지 센서, 250: 밸브 구동부,
255: 솔레노이드 밸브, 260: 통신부,
270: 전압 감지부, 280: 전원 공급부,
290: 비상 전원

Claims (4)

1. 장치의 각 부에 전원을 공급하는 전원 공급부;
   자동 급수 장치의 적소에 설치된 근접센서;
   그 개폐에 따라 급수를 허용 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 이를 구동하는 밸브 구동부;
   솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서만 전원 공급부의 공급 전압을 감지하는 전압 감지부;
   비상 전원;
   근접센서의 감응 여부에 따라 솔레노이드 밸브의 구동을 제어하여 급수를 진행 또는 차단하고, 솔레노이드 밸브가 개방된 상태에서 공급 전압이 기준 전압 이하일 경우에 비상 전원을 사용하여 솔레노이드 밸브를 강제로 폐쇄시켜서 급수가 중단되도록 제어하는 제어부;
   사용자의 스마트 기기에 설치된 관리 앱을 통해 원격지에서 접속 가능한 홈오토메이션 서버와 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부;
   급수의 수행 여부를 체크하는 급수 감지 수단인 솔레노이드 밸브 개폐상태 감지센서나 급수관을 흐르는 유량을 감지하는 유량센서;를 구비하고,
   상기 제어부는 솔레노이드 밸브의 개방 명령시에도 급수가 수행되지 않거나 솔레노이드 밸브의 폐쇄 명령시에도 급수가 수행되는 경우에는 그 사실을 통신부를 통해 홈오토메이션 서버에 전달하는 것을 특징으로 하는 비상 전원을 구비한 자동 급수 장치.
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