KR102110189B1 - 변기용 스마트 절수장치 - Google Patents

Abstract

대소변이 일시적으로 수용되는 양변조와 상기 양변조에 물을 공급하는 저수조를 포함하는 변기에 설치되고, 대소변에 따라 상기 변기에서 사용되는 물의 양을 조절하는 변기용 스마트 절수장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치는, 대소변 여부를 판별하고 센싱정보를 생성하는 센싱모듈과, 상기 센싱모듈로부터 상기 센싱정보를 수신하고, 상기 센싱정보를 바탕으로 제어신호를 생성하는 제어기와, 상기 제어기로부터 상기 제어신호를 수신하여, 상기 제어신호를 바탕으로 음압을 조절하는 압력조절부와, 상기 압력조절부에 의해 상기 양변조로 물을 공급하거나 공급하지 않도록 물을 수용하는 물통을 포함할 수 있다.

Description

변기용 스마트 절수장치{Smart device for water closet toilet bowl}

본 발명은 대소변에 따라 사용되는 물의 양을 조절할 수 있는 변기용 스마트 절수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 대소변 여부를 센서등을 통해 판별하고 이를 통해 변기에 공급되는 물의 양을 제어하여, 대변과 소변에 따른 물의 양을 조절하는 변기용 스마트 절수장치에 관한 것이다.

양변기는 분뇨배출구에서 올라오는 악취나 분뇨의 원활한 세척을 위해 변기 보울에 일정량의 물을 저수하는 사이펀(siphon)의 원리가 이용되고 있다. 이러한 사이펀 원리는 역 U자관내의 수위와 변기내의 수위가 평형을 이룰 때는 물이 정체상태인 반면, 변기 보울내의 수위가 갑자기 높아지면 변기 보울내의 압력상승이 동반 되면서 상대적으로 저압상태인 사이펀관과의 압력차에 의해 변기 보울내의 물이 배출되는 원리를 말한다.

한편, 우리나라는 물부족 국가로 분류되어 있다. 생활 환경 곳곳에서 물을 아껴쓰는 지혜가 필요한데, 가령, 현재 가정이나 공공장소에서 사용되고 있는 양변기의 경우, 소변과 대변에 따른 구분 없이 같은 양의 물을 배수하여, 물의 낭비가 이루어지고 있다.

보다 구체적으로, 가정에서 일인 하루 평균 물 사용량은 180L정도인데 이중 변기로 사용되는 양은 전체의 1/3 수준으로 가장 높다. 가정 변기의 경우 97%이상 대소변 구분없이 물을 흘려보내고 있으며 한번 물을 내릴 때 평균 12L의 물이 소모되고 있는 실정이다. 성인 평균 일회 소변량이 250ml인데, 이 소변량 처리를 위해 50배나 되는 물을 소모하고 있는 실정이다. 이를 4인가구 기준으로 계산해보면 한달 600회 7.2톤의 물이 소모되고 있는데 20%만 절감해도 1.4톤이 절감되며 수도세 14000원가량을 절감할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0084454호

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대소변 여부를 센서등을 통해 판별하고 이를 통해 변기에 공급되는 물의 양을 제어하여, 대변과 소변에 따른 물의 양을 조절하는 변기용 스마트 절수장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치는, 대소변이 일시적으로 수용되는 양변조와 상기 양변조에 물을 공급하는 저수조를 포함하는 변기에 설치되고, 대소변에 따라 상기 변기에서 사용되는 물의 양을 조절하는 것으로, 대소변 여부를 판별하고 센싱정보를 생성하는 센싱모듈과, 상기 센싱모듈로부터 상기 센싱정보를 수신하고, 상기 센싱정보를 바탕으로 제어신호를 생성하는 제어기와, 상기 제어기로부터 상기 제어신호를 수신하여, 상기 제어신호를 바탕으로 음압을 조절하는 압력조절부와, 상기 압력조절부에 의해 상기 양변조로 물을 공급하거나 공급하지 않도록 물을 수용하는 물통을 포함할 수 있다.

상기 센싱모듈은 전원공급부, 대소변 감지센서, 센싱신호처리부를 포함할 수 있다.

상기 대소변 감지센서는 대변 또는 소변이 상기 양변조에 인가하는 진동을 통해 대소변 여부를 센싱할 수 있다.

상기 대소변 감지센서는 대변 또는 소변이 상기 양변조에 인가하는 무게를 통해 대소변 여부를 센싱할 수 있다.

상기 대소변 감지센서는 대변 또는 소변의 빛 투과량을 통해 대소변 여부를 센싱할 수 있다.

상기 대소변 감지센서는 상기 양변조에 수용된 물의 부피 변화를 감지하여 대소변 여부를 센싱할 수 있다.

상기 대소변 감지센서는 센싱신호를 생성하고 상기 센싱신호처리부는 상기 센싱신호를 바탕으로 상기 센싱정보를 생성할 수 있다.

상기 제어기는 상기 센싱정보를 바탕으로 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 처리부를 포함할 수 있다.

상기 압력조절부는 음압조절셔터, 상기 음압조절셔터를 구동하는 셔터구동부, 상기 음압을 생성하는 음압발생기를 포함할 수 있다.

상기 셔터구동부는 상기 제어신호를 바탕으로 구동될 수 있다.

상기 제어신호가 대변에 관한 정보를 포함하는 경우, 상기 셔터구동부는 상기 음압조절셔터를 개방하여 상기 물통에 수용된 물을 상기 양변조로 공급할 수 있다.

상기 제어신호가 소변에 관한 정보를 포함하는 경우, 상기 셔터구동부는 상기 음압조절셔터를 폐쇄하여 상기 물통에 수용된 물이 상기 양변조로 공급되지 않을 수 있다.

상기 저수조에 물이 공급되는 경우, 상기 물통에도 물이 공급되고, 상기 음압발생기는 상기 물통 내부의 압력을 음압으로 조절할 수 있다.

본 발명에 의하면, 대소변 여부를 센서등을 통해 판별하고 이를 통해 변기에 공급되는 물의 양을 제어하여, 대변과 소변에 따른 물의 양을 조절하는 변기용 스마트 절수장치가 제공된다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 이외의 발명의 효과도 청구범위의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치가 설치되는 양변기의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 변기용 스마트 절수장치가 양변기에 설치되는 모습을 나타낸 갓이다.
도 3은 본 발명의 변기용 스마트 절수장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 변기용 스마트 절수장치에 포함된 센싱모듈의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 변기용 스마트 절수장치에 포함된 압력조절부의 블록도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 변기용 스마트 절수장치의 작동을 설명하기 위한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치가 설치되는 양변기의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 변기용 스마트 절수장치가 양변기에 설치되는 모습을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 변기용 스마트 절수장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 변기용 스마트 절수장치에 포함된 센싱모듈의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 변기용 스마트 절수장치에 포함된 압력조절부의 블록도이다.

먼저 도 1을 참조하여, 양변기의 개략적인 구조를 설명하면 다음과 같다.

양변기는 도 1에서 도시된 바와 같이 소정량의 물을 담수하고, 사용자의 대소변이 일시적으로 수용되는 양변조(20)와, 상기 양변조(20) 보다 높은 위치에서 소정량의 수세용 물을 저수하고 있으면서 상기 양변조(20)에 대하여 급수구 패킹(15)에 의해 닫혀진 공급로(20a)를 통하여 연결되는 저수조(10)로 구성된다. 저수조(10)에 설치된 배수레버(13)의 조작으로, 그 배수레버(13)에 연동하는 상기 급수구 패킹(15)이 급수구(11)를 개방하여 저수조(10)의 물이 그 공급로(20a)를 통해 양변조(20)에 급속히 공급됨으로써, 양변조(20) 내 수위 증가에 따라 양변조(20) 내에서 발생하는 수압과 그 수압에 의해 상기 양변조(20)의 배수로(20b)를 다라 배수되는 물이 생성하는 사이펀 효과에 의해 양변조(20) 내 침전된 대, 소변을 배수트랩(20c)을 통해 배출되도록 한다.

양변기는 양변조(20) 내에 악취 등의 역류를 방지하기 위한 배수트랩(20c) 높이 이상의 수위를 항상 유지해야 하고 또 수세시에 상기 배수트랩(20c) 높이의 수압을 이길 수 있는 양의 물이 사용되어야 하기 때문에 물의 소비량이 많다. 특히, 기존의 양변기는 대변이나 소변을 구분하지 않고 동일한 양의 물로 양변조(20)를 수세하였다. 본 발명은 대변과 소변을 구분하여 이에 따라 양변조(20)에 공급하는 물의 양을 조절하여, 양변기에서 사용되는 물의 양을 조절하기 위한 것이다. 환경이나 물의 사용에 있어 상당한 기여를 할 것으로 예상된다.

도 2a 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치는 양변기에 설치되어, 양변기에서 사용되는 물의 양을 조절할 수 있다. 도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 본 발며의 변기용 스마트 절수장치(1)는 양변기의 저수조(10) 내에 설치될 수 있다. 즉, 저수조(10) 내에 설치되어, 대소변 여부에 따라 저수조(10)에서 양변조(20)로 공급되는 물의 양을 스마트하게 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치(1)는 센싱모듈(100), 제어기(200), 압력조절부(300) 및 물통(400)을 포함할 수 있다.

센싱모듈(100)은 양변조에 수용된 오물이 대소변인지 여부를 판별하고, 이를 바탕으로 센싱정보를 생성한다. 이를 위해, 센싱모듈(100)은 전원공급부(110), 대소변 감지센서(120) 및 센싱신호처리부(130)를 포함할 수 있다.

전원공급부(110)는 센싱모듈(100), 제어기(200), 압력조절부(300) 등에 전력을 공급하여, 이들이 작동할 수 있도록 한다. 전원공급부(110)는 충방전이 가능한 전지로 구성될 수 있으며, 외부전원 케이블 등에 전기적으로 접속될 수도 있다. 또한 전원공급부(110)는 무선충전 방식으로도 구현될 수 있다. 전원공급부(110)는 물이 저장된 저수조(10)에 위치하므로, 방수재질로 외기와 차단될 수 있다.

전원공급부(110)는 예를들어, 배터리를 포함할 수 있는데, 이때, 배터리 소모를 최소한도로 하기 위하여, 변기 사용이 적은 밤시간때에는 동작이 일시 멈춰질 수 있다. 즉, 사용자의 패턴을 분석하여 사용자가 잘 사용하지 않는 시간때에는 자동적으로 sleep mode로 변환되어, 변기용 스마트 절수장치(1)에 전원공급을 일시 해제할 수 있다. Sleep Mode라도 진동이 감지되거나 사용자가 변기를 2-3회 두드리면 전원공급부(110)는 변기용 스마트 절수장치(1)에 다시 전원을 공급하게 되고, 변기용 스마트 절수장치(1)는 정상적으로 작동하게 된다. 물론, 상술한 Sleep Mode변환은 전원공급부(110)가 외부전원과 연결된 경우에도 동일하게 작동될 수 있다.

한편, 전원공급부(110)에 충전이 필요한 경우에는 후술하는 표시부(미도시)에 의해 충전 알림을 사용자에게 전달할 수 있다.

한편, 변기용 스마트 절수장치(1)는 저수조(10) 밖에도 위치시킬 수 있다. 다만, 변기가 설치되는 곳은 습기가 상존하는 경우가 대부분이므로, 변기용 스마트 절수장치(1)의 구성중 전기 신호가 인가되는 센싱모듈(100), 제어기(200), 압역조절부(300)를 방수재질로 밀봉할 수 있다.

계속해서, 대소변 감지센서(120)는 양변조에 수용되는 물체가 대변인지 소변인지 여부를 센싱한다. 이를 위해, 대소변 감지센서(120)는 양변조에 설치될 수 있다. 대소변 감지센서(120)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 양변조(20)의 중앙에 가는 철사 또는 투명한 아크릴 형태로 센서를 구현할 수 있다. 대소변 감지센서(120)는 대소변 여부를 센싱한 후, 센싱신호를 생성하고 이를 후술할 센싱신호처리부(130)로 전달한다.

먼저, 대소변 감지센서(120)는 대변 또는 소변이 상기 양변조(20)에 인가하는 진동을 통해 대소변 여부를 센싱할 수 있다. 즉, 대변의 경우, 적은 횟수의 큰 진동을 양변조(20)에 인가할 수 있고, 소변의 경우 연속된 작은 진동을 양변조(20)에 인가할 수 있다. 이러한, 진동 패턴을 차이를 대소변 감지센서(120)가 센싱하여 센싱신호를 생성할 수 있다. 생성된 센싱신호는 후술할 센싱신호처리부(130)로 전달되고, 센싱신호처리부(130)는 최종적으로 대변인지 소변인지 여부를 판단하게 된다.

또한, 사용자로부터 유래되는 진동을 센싱할 수도 있다. 보다 구체적으로, 사용자가 변기에 앉음으로써 발생하는 진동과, 이후의 약간의 움직임으로부터 발생하는 진동을 센싱하고, 진동이 지속되는 시간을 측정한다. 측정시간이 수분을 초과하면 대변으로 인식되고, 수분 내이면 소변으로 인식하는 것이다. 예를 들어, 상기 시간이 2분을 초과하면 대변으로, 2분 내이면 소변으로 인식하는 것이다. 이에 의해, 저수조(10)에서 배출하는 물의 양을 조절할 수 있다.

한편, 사용자로부터 유래되는 진동이 작거나 발생되지 않는 경우, 물내림에 대한 신호가 감지되지 않으면, 사용자가 아직 변기를 사용하고 있다고 인식할 수 있다. 다만, 수십분이 지난 후에도 물내림이 감지되지 않으면, 사용자가 물을 내리지 않은것으로 파악하고, 사용자의 진동 측정시간을 재설정할 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 진동 측정과 함께 물내림 소리를 감지하는 음파센서를 병행 사용하여 물내림을 판단할 수도 있다. 상기 음파센서는 휴대형 배터리 소모를 최소화 위해 진동 감지가 되고 소정의 시간 예를 들어 5분 동안만 작동하도록 설정될 수 있다. 구체적으로, 사용 초기에 설정 과정을 통해, 변기의 물내림 소리가 음파센서 상에서 어느 정도 감지되는지 음파크기를 소정 횟수 이상 측정하여 개별 사용 변기별로 임계값(threshold)을 결정할 수 있다. 음파센서를 통해 물내림 소리 패턴을 인식하면, 변기의 구조상 물을 내릴때 마다 유사한 소리가 같은 패턴으로 발생하여 물내림을 소리나 음파로 인식할 수도 있다.

대소변 감지센서(120)는 양변조(20)에 수용된 물의 부피 변화를 감지하여 대소변 여부를 센싱할 수 있다. 일반적으로 대변이 소변에 비하여 양이 많을 수 있다. 이에 의해, 대변이 양변조(20)에 수용되면, 양변조(20)에 수용되어 있던 물의 부피가 일시 증가할 수 있다. 디른 한편으로, 소변이 양변조(20)에 수용되는 경우에도, 양변조(20)에 수용되어 있던 물의 부피가 일시 증가할 것이다. 이때, 양변조(20)에 수용되어 있던 물의 부피는 대변의 경우가 소변의 경우보다 상대적으로 크게 증가할 것이다. 따라서, 이러한 부피 차이를 센싱하여, 부피가 비교적 많이 증가하면 대변으로, 부피가 소폭증가하면 소변으로 센싱할 수 있다.

한편, 대소변 감지센서(120)는 다른 방식으로도 대소변 여부를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 대소변 감지센서(120)는 대변 또는 소변이 상기 양변조(20)에 인가하는 무게를 통해 대소변 여부를 센싱할 수 있다. 대변과 소변의 무게가 상이하므로, 이러한 무게 차이를 통해 대변인지 또는 소변인지 여부를 판단할 수 있다(예를 들면, 무게량이 크면 대변이고, 무게량이 작으면 소변으로 판단할 수 있을 것이다).

다른 한편으로, 대소변 감지센서(120)는 대변 또는 소변의 빛 투과량을 통해 대변인지 소변인지 여부를 센싱할 수 있다. 양변조(20) 내의 하부 양측면에 대소변 감지센서(120)로 광센서를 설치하여, 사용자의 대변 또는 소변시 상기 센서에 감지되는 빛의 투과정도에 따라 대변인지 또는 소변인지 여부를 판단할 수 있다(예를 들면, 빛의 투과가 있으면 소변으로, 빛의 투과가 안되면 대변으로 판단할 수 있을 것이다).

센싱신호처리부(130)는 대소변 감지센서(120)에서 생성된 센싱신호를 전달받고, 이를 바탕으로 대소변여부에 대한 최종정보가 포함된 센싱정보를 생성한다.

센싱신호처리부(130)는 센싱신호에 포함된 정보가 대변인지 소변인지 여부를 판단하기 위해 레퍼런스 데이터를 포함할 수 있다. 즉 센싱신호처리부(130)는 대변 및 소변에 대한 진동정보, 무게정보, 빛투과도에 대한 정보를 레퍼런스 데이터를 가지고 있다. 상기 정보들은 범위 값으로 데이터화되어 센싱신호처리부(130)에 저장되어 있다. 이러한 레퍼런스 데이터는 양변기를 반복 사용함으로써 갱신될 수 있다. 즉, 상기 사용자의 대소변 패턴을 장기간 센싱하고 이를 바탕으로 센싱신호처리부(130)가 학습을 하면 센싱신호처리부(130)에 저장된 레퍼런스 데이터가 사용자 및 환경에 맞도록 갱신될 수 있다. 예를 들어, 변기, 장소, 주변 소음 및 고정도 등에 따라 상기 레퍼런스 데이터가 갱신될 수 있다. 이에 의해, 대소변 여부를 보다 명확히 판별할 수 있다.

한편, 레퍼런스 데이터를 갱신할 수 있는 요소는 예를 들어 다음과 같을 수 있다. 즉, 대소변 소리, 휴지의 사용량, 휴지에서 발생하는 소리의 지속시간 등도 센싱신호처리부(130)가 레퍼런스 데이터를 갱신할 수 있는 학습의 일 태양일 수 있다. 또한, 각 사용자별 변기 사용패턴도 학습이 될 수 있다. 이에 의해, 사용자별 셋팅을 하면, 사용자에 맞게 절수장치(1)를 구동시킬 수 있다.

한편, 센싱신호처리부(130)는 사용자의 대소변에 대한 헬스케어정보와 절수량 정보를 외부로 전송할 수 있는 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 통신부는 상기 정보들을 사용자의 모바일기기나 건강 웹사이트 또는 건강앱등으로 전송할 수 있다.

계속해서, 제어기(200)는 센싱모듈(100)로부터 센싱정보를 수신하고, 센싱정보를 바탕으로 제어신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 제어기(200)는 센싱정보를 바탕으로 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어기(200)는 센싱모듈(100) 및 압력조절부(300) 사이에서 대소변 여부에 따라, 물통(400)의 내부 음압을 제어하는 기능을 수행한다. 특히, 제어기는 압력조절부(300)의 셔터구동부(320)를 제어하여 물통(400)의 음압을 제어할 수 있다.

계속해서, 압력조절부(300)는 제어기로부터 제어신호를 수신하여, 제어신호를 바탕으로 물통(400) 내의 음압을 조절한다. 이를 위해, 압력조절부(300)는 음압조절셔터(310), 음압조절셔터(310)를 구동하는 셔터구동부(320), 음압을 생성하는 음압발생기(330)를 포함할 수 있다. 압력조절부(300)는 물통(400)의 상방에 위치할 수 있다.

음압조절셔터(310)는 개폐형의 장치로써, 개방이 되는 경우, 물통 내의 음압이 소멸하여 물통(400) 내의 물이 양변조(20)로 공급될 수 있다. 한편, 음압조절셔터(310)가 폐쇄되는 경우, 물통 내의 음압이 유지되어, 물통(400) 내의 물이 그대로 물통(400)에 남아있게 되어, 양변조(20)에 공급되는 물의 양을 조절할 수 있다. 음압조절셔터(310)는 공기의 흐름을 제어하는 방식으로, 회전방식, 직진방식, 쓰로틀(throttle) 방식, solenoid 방식으로 구현될 수 있다.

한편, 음압조절셔터(310)의 구동은 셔터구동부(320)에 의해 이루어진다. 셔터구동부(320)는 제어기(200)로부터 제어신호를 전달받아, 이를 바탕으로 구동될 수 있다. 셔터구동부(320)는 제어신호를 바탕으로 음압조절셔터(310)의 on-off, 즉 개폐를 제어할 수 있다.

음압조절셔터(310)의 구동을 통해 공기의 흐름이 제어되도, 물통(400) 내 음압이 on-off된다. 이때, 음압조절셔터(310)는 전원공급부(110)에서 공급된 전력으로 구동되고, 이때 초저전력으로도 음압조절셔터(310)가 구동될 수 있다.

구체적으로, 제어신호가 대변에 관한 정보를 포함하고 있는 경우, 셔터구동부(320)는 음압조절셔터(310)를 개방하여 물통(400)에 수용된 물을 상기 양변조(20)로 공급하는 것이다. 또한, 제어신호가 소변에 관한 정보를 포함하고 있는 경우, 셔터구동부(320)는 상기 음압조절셔터(310)를 폐쇄하여 물통(400)에 수용된 물이 양변조로 공급되지 않도록 하는 변기용 스마트 절수장치. 즉, 물통(400)은 압력조절부에 의해 상기 양변조로 물을 공급하거나 공급하진 않도록 물을 수용할 수 있다.

한편, 저수조(10)에 물이 공급되는 경우, 저수조(10)에 위치하는 물통(400)에 물이 공급될 수 있다. 즉, 물통(400) 내에 물이 없는 경우, 저수조(10)에 물이 공급되면서, 물통(400)에도 물이 공급될 수 있다. 이때, 물통(400) 내의 물이 대변이나 소변이든 어느 경우에나 양변조(20)로 공급되지 않도록, 물통(400) 내의 압을 음압으로 유지할 필요가 있다. 음압발생기(330)는 물통(400) 내의 압력을 음압으로 맞추는 것으로, 펌프 등으로 구성되어, 물통(400) 내의 압력을 음압으로 조절한다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치의 작동을 설명한다.

도 6을 참조하면, 저수조(10)에 물(w1)이 공급되면, 변기용 스마트 절수장치(11)의 물통(400)에도 물(w2)이 공급된다. 저수조(10) 내의 물과 같은 레벨로 물통(400) 내에도 물이 채워진다. 이때, 채워진 물(w2)이 물통(400) 밖으로 빠져나가지 않도록, 압력조절부(300)의 음압발생기(330)가 가동되고, 물통(400) 내부에 음압이 걸리게 된다.

물통(400)은 어느 것이든 사용될 수 있다. 예를 들어, 물통(400)은 페트병 같은 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 또한, 물통(400)의 하방에는 물이 진출입할 수 있는 구멍이 위치할 수 있다. 구멍의 크기는 사용자의 물 사용량에 따라 가변적으로 조절될 수도 있다.

도 7을 참조하면, 대변이 양변조(20)에 수용되면, 변기용 스마트 절수장치(1)의 센싱모듈(100)은 대변을 판별하고, 대변에 관한 정보가 포함된 센싱정보를 생성한다. 상기 센싱정보는 제어기(200)로 전송되고, 제어기(200)는 대변에 상응하도록 압력조절부(300)의 음압조절셔터(310)를 개방시킬 수 있는 제어신호를 생성하고 이를 압력조절부(300)로 전송한다. 압력조절부(300)는 제어신호에 의해 셔터구동부(320)를 작동시켜, 음압조절셔터(310)가 개방되도록 한다. 이에 의해, 물통(400) 내의 음압이 해제되어, 물통(400) 내의 물(w2)이 양변조(20)로 공급되고, 양변조(20)에 수용된 대변이 외부로 제거된다. 한편, 대변이 아닌 경우에도 물통(400) 내의 물을 양변조(20)에 공급하려면, 변기에 임위적인 진동을 주어 물통(400) 내의 물을 양변조(20)로 공급할 수도 있다.

도 8을 참조하면, 소변이 양변조(20)에 수용되면, 변기용 스마트 절수장치(1)의 센싱모듈(100)은 소변을 판별하고, 소변에 관한 정보가 포함된 센싱정보를 생성한다. 상기 센싱정보는 제어기(200)로 전송되고, 제어기(200)는 소변에 상응하도록 압력조절부(300)의 음압조절셔터(310)를 폐쇄시킬 수 있는 제어신호를 생성하고 이를 압력조절부(300)로 전송한다. 압력조절부(300)는 제어신호에 의해 셔터구동부(320)를 작동시켜, 음압조절셔터(310)가 폐쇄되도록 유지한다. 이에 의해, 물통(400) 내의 음압이 유지되고, 물통(400) 내의 물(w2)은 양변조(20)로 공급되지 않고, 물통(400) 내에 그대로 잔류하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변기용 스마트 절수장치(1)에 의할 경우, 대변 또는 소변을 자동으로 판별하고, 이에 의해 양변조(20)에 공급하는 물의 양을 스마트하게 조절할 수 있어, 물 사용량을 감축할 수 있고, 환경보호에 기여할 수 있다. 또한, 사용자의 배변 습관을 주기적으로 획득하여, 사용자에 따른 최적의 물 사용량을 산정할 수 있다.

또한, 물통(400)에 의해 절수가 되는 경우에는 표시부(미도시)를 통해 절수 여부를 사용자에게 알림한다. 예를 들어, 표시부는 LED로 구성된 표시창이나 소리를 발생시킬 수 있는 사운드 발생기로 구성될 수 있는데, 절수가 되는 경우, 상기 LED 표시창을 통해 빛이 표시되거나, 사운드 발생기를 통해 소리가 나도록 하여, 사용자에게 절수여부를 알림할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 변기용 스마트 절수장치
10: 저수조 20: 양변조
100: 센싱모듈 200: 제어기
300: 압력조절 400: 물통
110: 전원공급부 120: 대소변 감지센서
130: 센싱신호처리부 310: 음압조절셔터
320: 셔터구동부 330: 음압발생기

Claims (15)

1. 대소변이 일시적으로 수용되는 양변조와 상기 양변조에 물을 공급하는 저수조를 포함하는 변기에 설치되고, 대소변에 따라 상기 변기에서 사용되는 물의 양을 조절하는 변기용 스마트 절수장치에 있어서,
   대소변 여부를 판별하고 센싱정보를 생성하는 센싱모듈;
   상기 센싱모듈로부터 상기 센싱정보를 수신하고, 상기 센싱정보를 바탕으로 제어신호를 생성하는 제어기;
   상기 제어기로부터 상기 제어신호를 수신하여, 상기 제어신호를 바탕으로 음압을 조절하는 압력조절부; 및
   상기 압력조절부에 의해 상기 양변조로 물을 공급하거나 공급하지 않도록 물을 수용하는 물통;을 포함하며,
   상기 압력조절부는,
   음압조절셔터, 상기 음압조절셔터를 구동하는 셔터구동부, 상기 음압을 생성하는 음압발생기를 포함하는 변기용 스마트 절수장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 센싱모듈은 전원공급부, 대소변 감지센서, 센싱신호처리부를 포함하는 변기용 스마트 절수장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 대소변 감지센서는 대변 또는 소변이 상기 양변조에 인가하는 진동을 통해 대소변 여부를 센싱하는 변기용 스마트 절수장치.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 대소변 감지센서는 대변 또는 소변이 상기 양변조에 인가하는 무게를 통해 대소변 여부를 센싱하는 변기용 스마트 절수장치.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 대소변 감지센서는 대변 또는 소변의 빛 투과량을 통해 대소변 여부를 센싱하는 변기용 스마트 절수장치.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 대소변 감지센서는 상기 양변조에 수용된 물의 부피 변화를 감지하여 대소변 여부를 센싱하는 변기용 스마트 절수장치.
7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 대소변 감지센서는 센싱신호를 생성하고 상기 센싱신호처리부는 상기 센싱신호를 바탕으로 상기 센싱정보를 생성하는 변기용 스마트 절수장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 센싱정보를 바탕으로 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 처리부를 포함하는 변기용 스마트 절수장치.
9. 삭제
10. 제1 항에 있어서,
    상기 셔터구동부는 상기 제어신호를 바탕으로 구동되는 변기용 스마트 절수장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제어신호가 대변에 관한 정보를 포함하는 경우, 상기 셔터구동부는 상기 음압조절셔터를 개방하여 상기 물통에 수용된 물을 상기 양변조로 공급하는 변기용 스마트 절수장치.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 제어신호가 소변에 관한 정보를 포함하는 경우, 상기 셔터구동부는 상기 음압조절셔터를 폐쇄하여 상기 물통에 수용된 물이 상기 양변조로 공급되지 않도록 하는 변기용 스마트 절수장치.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 저수조에 물이 공급되는 경우, 상기 물통에도 물이 공급되고, 상기 음압발생기는 상기 물통 내부의 압력을 음압으로 조절하는 변기용 스마트 절수장치.
14. 제2 항에 있어서,
    물내림 소리를 감지하여 물내림을 판단하는 음파센서를 더 포함하는 변기용 스마트 절수장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 음파센서는 상기 센싱모듈이 특정 신호를 감지한 이후 소정 시간 동안만 동작하도록 제어되는 변기용 스마트 절수장치.

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