KR102122690B1 - 자가발전형 전자식 선반 샤워수전 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자식 선반(형) 샤워수전을 구성함에 있어, 자체생산 및 비축(충전) 전력을 이용한 기기운용은 물론 급수되는 물의 자화로 물에 섞인 유해물질을 제거할 수 있도록 한 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 세면 또는 샤워시 선택적으로 사용하며, 그 선택적 사용목적의 최적경로로 물을 배출시키는 복수의 출수기구로 조합된 물배출수단; 욕실의 냉수배관 및 온수배관이 연결되고, 상기 물배출수단에 연계된 상태로 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물을 상기 물배출수단에 공급하되, 출수와 지수 동작을 수행하는 물공급수단; 수전의 몸체로써, 상기 물배출수단의 연계결합 및 상기 물공급수단의 내재조립과 아울러 전자제어방식에 의한 사용자 조작이 가능한 전자선반; 및, 상기 물공급수단에 부가된 상태로, 상기 냉수배관을 통해 급수되는 물의 이동흐름에 연관하여 전력을 생산하는 자가발전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자가발전형 전자식 선반 샤워수전{ELECTRONIC SHELF-SHOWER FAUCET OF SELF-GENERATING TYPE}

본 발명은 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자식 선반(형) 샤워수전을 구성함에 있어, 자체생산 및 비축(충전) 전력을 이용한 기기운용은 물론 급수되는 물의 자화로 물에 섞인 유해물질을 제거할 수 있도록 한 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 관한 것이다.

현대에 이르러, 욕실(浴室, bathroom)은 거주자의 생활패턴을 반영하게 되면서 기능의 다양화를 가져왔으며 이를 통해 다채롭게 변화하고 있다. 또한, 웰빙문화(well-being culture)로 인해 피로회복과 휴식공간으로써의 욕실에 대한 관심도가 확산되고 있으며, 일상 속 프라이빗(private)한 쉼(rest)을 욕실에서 찾는 이들이 많아지면서 더욱 편안하고 기분좋은 샤워룸(shower room)을 제공하기 위해 다방면의 도약이 이뤄지고 있다.

특히, 청량한 물줄기를 선사하는 샤워수전(shower faucet)은 하루 동안 쌓인 피로를 가볍게 털어낼 수 있는 치유의 아이템으로, 온몸을 케어(care)해야 하는 특성상 감각적인 디자인은 기본이고 다른 제품보다 섬세하며 복합적인 기능이 요구된다.

근래에는, 웰빙에 주목하여 트렌디한 디자인과 감성적 경험을 강화한 샤워수전이 보편화되고 있다. 즉, 미세 물입자를 뿜어 상쾌한 샤워의 즐거움을 이끌어내고, 섬세한 온도조절 뿐만 아니라 필터링 기능을 갖추는 등 단순 위생과 청결 그 이상의 프리미엄 가치를 구현한다.

여기서, 앞서 언급한 샤워수전은 다양한 경로(route)로의 선택적 물 배출로 간단한 세면은 물론 몸을 씻는 샤워가 가능토록 통상의 수도꼭지를 포함하여 레인샤워기 및 핸드샤워기를 한데 조합한 멀티수전(muiti faucet)으로, 최근 들어서는 공간활용에 최적화된 벽부식(壁附式)의 선반형 샤워수전(대한민국 등록실용신안 제20-0475805호, 대한민국 공개실용신안 제20-2018-0003628호 참조)이 개시되어 큰 각광을 받고 있다.

아울러, 기존 기계식 샤워수전에 비해 보다 편리하고 정밀하게 물 배출관계를 제어할 수 있는 전자식 샤워수전이 보급되고 있는 바, 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1416047호를 통해, 토수(吐水 / 출수) 및 지수(止水 / 출수정지)와 수온 및 수량에 대한 조절이 전자제어방식에 의해 편리하게 조절되는 전자식 샤워수전이 개시된 바 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자식 샤워수전에 있어서 컨트롤유닛의 구성관계를 나타낸 회로구성도로써, 종래의 전자식 샤워수전은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉수 및 온수를 혼합하여 토수구, 헤드샤워, 핸드샤워에 선택적으로 공급할 수 있도록 토수 및 지수와 수온 및 수량에 대한 조절을 위한 스위치가 각각 구비되어진 샤워수전에 있어서, 유입된 냉수와 온수를 혼합하되 스위치에서 설정된 수온조건에 따라 냉온수의 혼합비율을 조절하여 배출하는 온도조절장치(904); 상기 온도조절장치(904)의 토출측과 최종 토수수단(토수구, 헤드샤워, 핸드샤워)들 사이에 위치하되 스위치에서 설정된 수량조건에 따라 물 공급량을 조절하여 배출하는 유량조절장치(903); 실제 수온을 측정하여 상기 온도조절장치(904)에 피드백하기 위한 온도계(906); 상기 온도 조절장치(904)와 유량조절장치(903)사이에 위치하고 스위치에서의 토수 또는 지수의 명령에 따라 온오프 제어되는 솔레노이드밸브(905e); 상기 유량조절장치(903)와 상기 최종 토수수단들 사이에 위치하되 병렬로 분기된 관로상에 각각 위치하면서 선택적으로 개폐되기 위한 다수의 솔레노이드밸브(905a)(905b)(905c);로 구성된다.

종래 기술에 의하면, 물 배출관계 다시 말해 토수(이하 "출수"라 함) 및 지수와 수온 및 수량에 대한 조절이 상술한 전기장치들(온도조절장치, 유량조절장치, 온도계, 다수의 솔레노이드밸브)의 전자제어방식에 의해 이루어지는 관계로 전력이 반드시 필요하다. 이 때문에, 갑작스런 정전에 따른 기기구동 불가상황에 대한 대비책이 필요하며, 그러한 이유로 인하여 정전이 빈번한 장소에는 기능성이 크게 떨어지는 문제가 있고, 전력수급이 어려운 장소에는 설치사용이 불가한 문제가 있어 왔다.

결국, 전자제어방식에 따른 조작편의성의 제공은 물론이거니와 외부전력의 수급여부와 관계없이 어떠한 장소라에도 설치사용이 가능한 자가발전형 전자식 선반 샤워수전의 연구개발이 절실히 요구된다.

(문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1416047호(2014.07.01. 등록) (문헌 2) 대한민국 등록실용신안 제20-0475805호(2014.12.29. 등록) (문헌 3) 대한민국 공개실용신안 제20-2018-0003628호(2018.12.26. 공개)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자제어방식으로 구동하는 선반 샤워수전을 구성함에 있어, 기기구동에 필요한 소요전력을 자체 생산하고 또한 배터리에 비축(충전)하는 자가발전기를 구비하여, 외부전력이 필요없이도 기기구동이 가능할 수 있도록 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 물배출수단의 각 출수기구들로 물을 분산공급하는 분배기 내부에 물을 자기(磁氣 / 자화) 처리하는 자화수단을 구비하여, 상기 물배출수단을 통해 최종배출되는 물에 섞인 스케일, 녹물, 중금속 등의 인체유해성분은 제거(filtering)하는 반면 인체유익성분(미네랄, 칼슘 등)의 생성 및 항산화력을 증진시키는 자화수로 공급할 수 있도록 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 세면 또는 샤워시 선택적으로 사용하며, 그 선택적 사용목적의 최적경로로 물을 배출시키는 복수의 출수기구로 조합된 물배출수단; 욕실의 냉수배관 및 온수배관이 연결되고, 상기 물배출수단에 연계된 상태로 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물을 상기 물배출수단에 공급하되, 출수와 지수 동작을 수행하는 물공급수단; 수전의 몸체로써, 상기 물배출수단의 연계결합 및 상기 물공급수단의 내재조립과 아울러 전자제어방식에 의한 사용자 조작이 가능한 전자선반; 및, 상기 물공급수단에 부가된 상태로, 상기 냉수배관을 통해 급수되는 물의 이동흐름에 연관하여 전력을 생산하는 자가발전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물공급수단에 장착된 상태로 물을 자화시켜, 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물에 섞인 유해물질을 제거하는 자화수단;을 더 포함한다.

더하여, 상기 물공급수단은, 냉·온수배관이 연결되며 상기 출수기구들로 물이 분산공급되도록 하는 분배기, 상기 출수기구들과 분배기 사이에 연계된 상태로 물 공급을 제어하는 복수의 개폐밸브, 상기 냉·온수배관과 상기 분배기 사이에 연계된 상태로 냉수와 온수의 공급비율을 조정하여 출수온도가 조절되게 하는 온도조절밸브로 구성되고, 상기 분배기에는, 물의 이동흐름이 이어지는 관로가 내부에 마련되고, 상기 관로와 연통하며 상기 온도조절밸브가 연결되는 유입구 및, 상기 관로와 연통하고 상기 개폐밸브들이 각각 연결되는 복수의 유출구가 형성되며, 상기 개폐밸브는, 솔레노이드 동작에 의거한 관로의 개방 또는 폐쇄에 따라 상기 분배기를 거치는 물이 상기 출수기구들로 공급 또는 공급중단이 이루어지도록 한 복수의 솔레노이드밸브이고, 상기 온도조절밸브는, 스테핑 사이클 동작에 의해 밸브하우징 내부에 구비된 카트리지가 동작하고, 그 동작에 따라 냉수와 온수의 공급비율이 조정됨으로써 상기 물배출수단을 통해 최종배출되는 물의 온도조절이 이루어지도록 한 스텝모터이다.

또한, 상기 전자선반은, 상기 물배출수단이 연계결합되고 상기 물공급수단과 상기 자가발전기가 내재수용되는 선반하우징, 물 배출관계의 사용자 조작이 가능하도록 상기 선반하우징 전면에 구비되는 조작부, 상기 선반하우징에 내장된 상태로 상기 조작부에 입력된 사용자 조작신호를 전달받아 기설정 프로그램값에 기반한 동작신호를 상기 개폐밸브 및 상기 온도조절밸브에 각각 전달하는 제어부, 상기 선반하우징에 내재되고 상기 제어부와 전기적으로 연결된 상태로 상기 자가발전기에서 생산된 전력의 충전 및 그 전력을 상기 조작부 및 상기 제어부에 공급하는 배터리로 구성되고, 상기 선반하우징은, 상기 물공급수단과 상기 자가발전기의 내재수용 및 벽면부착시 다수 욕실용품의 거치를 위해 수평으로 길고 벽면으로부터 소정폭 돌출되는 박스형을 이루며, 상기 조작부는, 전원공급 및 상기 온도조절밸브 동작의 사용자 조작을 위한 제1조작모듈과, 상기 출수기구들을 통한 선택적 물 배출의 사용자 조작을 위한 제2조작모듈로 구성된다.

더하여, 상기 자가발전기는, 상기 냉수배관을 통해 급수되어 상기 분배기로 이동흐름을 이어가는 물의 위치에너지를 터빈의 운동에너지로 변환시켜 전력을 생산하는 초소수력발전기이다.

또한, 상기 자화수단은, 상기 물공급수단의 분배기에 내재된 상태로 물 이동흐름의 패턴과 경로를 바꿔 상기 분배기 안에서 물의 장기체류를 유발하는 나선관체와, 상기 나선관체에 내재된 상태로 자기장을 발산하여 물의 자화를 유발하는 자성체와, 상기 분배기 내부에서 상기 나선관체를 둘러 감싸 상기 분배기 내 물 이동흐름의 우회를 유발하는 구획관체로 구성된다.

더하여, 상기 제1조작모듈에는, 터치식 조작에 따른 전원 ON/OFF 및 양방향 회전조작에 따른 상기 온도조절밸브의 단계별 동작을 위한 조그셔틀이 구비되고, 상기 제2조작모듈에는, 상기 개폐밸브들의 개별 동작을 위한 복수의 터치스위치가 구비되며, 상기 조그셔틀은, 전원 ON/OFF 조작시 세레모니 구현 및 상기 온도조절배브의 동작을 단계별 수치로 표시하는 디스플레이가 구비된다.

또한, 상기 나선관체에는, 물의 나선형 이동패턴과 길이방향 왕복형 이동경로를 마련하는 한 쌍의 제1나선홈 및 제2나선홈이 외둘레에 형성되며, 상기 제1나선홈 및 상기 제2나선홈의 동일방향 일측을 연결하여 제1나선홈을 거친 물의 이동흐름을 상기 제2나선홈으로 이어주는 연결홈이 형성되고, 상기 제1나선홈 및 상기 제2나선홈의 동일방향 타측에는 상기 제1나선홈과 상기 제2나선홈을 분리시키는 차단벽이 형성된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 자가발전형 전자식 선반 샤워수전은, 물배출수단 조합의 각 출수기구들(수도꼭지, 레인샤워기, 핸드샤워기) 중 어느 하나를 통한 선택적 물 배출이 이루어지도록 함에 있어, 전자선반의 채용으로 인한 사용자 조작편의성의 향상은 물론 기기운용시 냉수배관을 통해 물공급수단으로 물이 급수 및 공급되는 과정에서 자가발전기에 의해 소요전력이 자체적으로 생산되고 그렇게 생산된 전력이 배터리에 충전됨으로써, 정전으로 인해 외부전력의 공급이 어렵거나 수급이 불가한 장소라 하더라도 기기(수전)의 설치사용이 가능한 효과가 있다.

또한, 선택적 물 공급을 주관하는 물공급수단을 거치는 물이 분배기를 통과하는 과정에서 상기 분배기 내부에 장착된 자화수단에 의해 자화되고, 그로써 물에 섞인 유해성분이 제거된 상태로 상기 물배출수단의 각 출수기구를 통해 배출되는 것에 따라, 사용자에게 보다 청정한 물(자화수)을 제공할 수 있는 효과를 가져다준다.

이와 함께, 지금까지와 같은 각종 효과의 달성으로, 기존과 차별화되는 상품의 하이터치(High touch)화의 고부가가치를 창출할 수 있는 새로운 개념의 샤워수전을 제안, 욕실이 단순한 세면장과 화장실의 복합공간이 아닌 하루의 시작과 끝을 맺는 휴식과 가치창출의 공간으로 탈바꿈하는 현시대의 추세에 부응한 새로운 패러다임의 욕실디자인 창출 및 관련산업 발전에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자식 샤워수전에 있어서, 컨트롤유닛의 구성관계를 나타낸 회로구성도.
도 2는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전의 개략적인 구성관계를 나타낸 기기구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서, 물공급수단과 전자선반의 구성관계를 나타낸 기기구성도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서, 물공급수단의 분배기와 자화수단의 구성관계를 나타낸 예시단면도.
도 5는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서, 자화수단의 구성관계를 나타낸 분해사시도.
도 6은 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서, 자화수단 중 나선관체의 외부구조를 나타낸 평면도.
도 7(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서, 자화수단을 통과하는 물의 이동패턴을 나타낸 흐름예시도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 2는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전의 개략적인 구성관계를 나타낸 기기구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서 물공급수단과 전자선반의 구성관계를 나타낸 기기구성도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서 물공급수단의 분배기와 자화수단의 구성관계를 나타낸 예시단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서 자화수단의 구성관계를 나타낸 분해사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서 자화수단 중 나선관체의 외부구조를 나타낸 평면도이고, 도 7(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전에 있어서 자화수단을 통과하는 물의 이동패턴을 나타낸 흐름예시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전(A)은, 세면 또는 샤워시 선택적으로 사용하며 그 선택적 사용목적의 최적경로로 물을 배출(출수)시키는 복수의 출수기구로 조합된 물배출수단(1)과, 욕실의 냉수배관 및 온수배관이 연결되고 상기 물배출수단(1)에 연계된 상태로 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물을 물배출수단(1)에 공급하되 출수(물 배출)와 지수(물 배출 중단) 동작을 수행하는 물공급수단(2)과, 수전의 몸체로써 상기 물배출수단(1)의 연계결합 및 상기 물공급수단(2)의 내재조립과 아울러 전자제어방식에 의한 사용자 조작이 가능한 전자선반(3)과, 상기 물공급수단(2)에 부가된 상태로 상기 냉수배관을 통해 급수되는 물의 이동흐름에 연관하여 전력을 생산하는 자가발전기(4)를 포함한다.

또한, 상기 물공급수단(2)에 장착된 상태로 물을 자화(磁化, magnetization)시켜 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물에 섞인 유해물질을 제거하는 자화수단(5)을 더 포함한다.

물배출수단(1)은, 세면 또는 샤워에 최적화된 경로로의 물 배출(출수)을 위해 선택적으로 사용하는 복수의 출수기구인 것으로, 세면시 다소 낮은 곳에서 물을 출수시키는데 주로 사용하는 수도꼭지(11)와, 몸을 씻는 샤워시 다소 높은 곳에서 물을 뿜어 내리는데 주로 사용하는 레인샤워기(12)와, 세면 또는 샤워시 사용자가 손으로 직접 붙들거나 걸이구 고정상태로 물을 출수시키는데 주로 사용하는 핸드샤워기(13)로 조합됨이 바람직하다.

물공급수단(2)은, 냉수배관 및 온수배관을 통해 급수되는 물을 상기 물배출수단(1)으로 공급하는 것으로, 냉·온수배관이 연결되며 상기 물배출수단(1)의 출수기구들(수도꼭지, 레인샤워기, 핸드샤워기)로 물이 분산공급되도록 하는 분배기(21)와, 상기 출수기구들과 분배기(21) 사이에 연계된 상태로 물 공급을 제어(개폐)하는 복수의 개폐밸브(22)와, 상기 냉·온수배관과 분배기(21) 사이에 연계된 상태로 냉수와 온수의 공급(혼합)비율을 조정하여 출수온도가 조절되게 하는 온도조절밸브(23)로 구성된다.

상기 분배기(21)에는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 물의 이동흐름이 이어지는 관로(211)가 내부에 마련되어 있고, 상기 관로(211)와 연통하며 온도조절밸브(23)가 연결되는 유입구(212) 및, 상기 관로(211)와 연통하고 상기 개폐밸브(22)들이 각각 연결되는 복수의 유출구(213)가 형성되어 있다.

상기 개폐밸브(22)는, 솔레노이드(solenoid) 동작에 의거한 관로의 개방 또는 폐쇄에 따라 상기 분배기(21)를 거치는 물이 물배출수단(1)의 상기 출수기구들로 공급 또는 공급중단이 이루어지도록 한 복수의 솔레노이드밸브(solenoid valve)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.

상기 온도조절밸브(23)는, 스테핑 사이클(stepping cycle) 동작에 의해 밸브하우징 내부에 구비된 카트리지(cartridge)가 동작하고, 그에 따라 냉수와 온수의 공급비율이 조정됨으로써 상기 물배출수단(1)을 통해 최종배출되는 물의 온도조절이 이루어지도록 한 스텝모터(step motor / 또는 "스테핑모터"라고도 함)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.

전자선반(3)은, 각 구성요소들(물배출수단, 물공급수단, 자가발전기)의 연계결합 및 내재조립을 통한 기기구성의 단일화와 아울러 전자제어방식의 사용자 조작이 가능토록 하는 한편 기기(수전)의 벽부식 설치를 위한 것으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 물배출수단(1)이 연계결합되고 물공급수단(2)과 자가발전기(4)가 내재수용되는 선반하우징(31)과, 물 배출관계의 사용자 조작이 가능하도록 상기 선반하우징(31) 전면에 구비되는 조작부(32)와, 상기 선반하우징(31)에 내장된 상태로 상기 조작부(32)에 입력된 사용자 조작신호를 전달받아 기설정 프로그램값에 기반한 동작신호를 상기 물공급수단(2)의 개폐밸브(22) 및 온도조절밸브(23)에 각각 전달하는 제어부(33)와, 상기 선반하우징(31)에 내재되고 제어부(33)와 전기적으로 연결된 상태로 상기 자가발전기(4)에서 생산된 전기에너지(전력)의 충전 및 그 충전에너지를 상기 조작부(32) 및 제어부(33)에 소요전력으로 공급하는 배터리(34)로 구성된다.

상기 선반하우징(31)은, 상기 물공급수단(2)과 자가발전기(4)를 내재수용할 수 있으며 벽면부착시 몇가지 욕실용품(샴푸, 린스, 비누 등)의 거치가 용이하도록 대략 수평으로 길고 벽면으로부터 소정폭 돌출되는 박스형을 이루는 것이 바람직하다.

상기 조작부(32)는, 기기구동에 필요한 전원공급 및 상기 물공급수단(2)의 온도조절밸브(23) 동작의 사용자 조작을 위한 제1조작모듈(32-1)과, 상기 물배출수단(1)을 구성하는 각 출수기구들(수도꼭지, 레인샤워기, 핸드샤워기)을 통한 선택적 물 배출의 사용자 조작을 위한 제2조작모듈(32-2)로 구성되는 바, 상기 제1조작모듈(32-1)에는 터치식 조작에 따른 전원 ON/OFF 그리고 양방향 회전조작에 따른 상기 온도조절밸브(23)의 단계별 동작을 위한 조그셔틀(321)이 구비되어 있고, 상기 제2조작모듈(32-2)에는 개폐밸브(22)들의 개별 동작을 위한 복수의 터치스위치(322)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 조그셔틀(321)은, 전원 ON/OFF 조작시 전원공급의 여부 등을 알리는 등의 특정 세레모니(ceremony) 구현은 물론이거니와 상기 온도조절배브(23)의 동작을 단계별 수치로 표시하는 디스플레이(display)가 구비된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 터치스위치(322)는, 손을 대면 열을 감지하는 내부회로의 반응이 상기 제어부(33)에 사용자 조작신호로 전달(송출)되도록 하는 것임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 전자요소(예컨대, 압력센서)라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.

상기 제어부(33)는, 집적회로·저항기·콘덴서 따위의 전자부품을 인쇄 배선판의 표면에 고정하고 그 부품들의 사이를 배선으로 접속시켜 전자회로를 편성한 회로기판이고, 기기운용의 프로그램이 설정되어 있다.

상기 배터리(34)는, 일정용량의 전기에너지(전력)를 저장(충전)해 둘 수 있고 그 충전에너지를 상기 제어부(33)로 공급하는 통상의 충전식(充電式) 배터리(battery)인 것이 바람직하며, 필요에 따라 외부전력을 연결해서 직접충전이 가능토록 할 수도 있다.

자가발전기(4)는, 냉수배관을 통해 급수되는 물의 이동흐름에 연관하여 기기운용에 필요한 소요전력의 자체생산을 위한 것으로, 상기 냉수배관을 통해 급수되어 분배기(21)로 이동흐름을 이어가는 물의 위치에너지를 터빈(turbine)의 운동에너지로 변환시켜 전력을 생산하는 초소수력발전기(Micro hydro generator)인 것이 바람직하다.

자화수단(5)은, 냉·온수배관을 통해 상기 물공급수단(2)으로 급수되는 물을 자화시켜 유해성분이 제거되도록 하기 위한 것으로, 도 4a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 물공급수단(2)의 분배기(21)에 내재된 상태로 물 이동흐름의 패턴과 경로를 바꿔 분배기(21) 안에서 물의 장기체류(長期滯留, a long stay)를 유발하는 나선관체(51)와, 상기 나선관체(51)에 내재된 상태로 자기장을 발산하여 물의 자화를 유발하는 자성체(52)와, 상기 분배기(21) 내부에서 나선관체(51)를 둘러 감싸 분배기(21) 내 물 이동흐름의 우회를 유발하는 구획관체(53)로 구성된다.

상기 나선관체(51)에는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 자성체(52)의 내재를 위한 제1수용홀(511)이 내부에 마련되어 있고, 상기 제1수용홀(511)과 연통하며 물의 나선형 이동패턴과 길이방향 왕복형 이동경로를 마련하는 한 쌍의 제1나선홈(512) 및 제2나선홈(513)이 외둘레에 형성되어 있으며, 상기 제1나선홈(512) 및 제2나선홈(513)의 동일방향 일측을 연결하여 제1나선홈(512)을 거친 물의 이동흐름을 상기 제2나선홈(513)으로 이어주는 연결홈(514)이 형성되어 있고, 상기 제1나선홈(512) 및 제2나선홈(513)의 동일방향 타측에는 제1나선홈(512)과 제2나선홈(513)을 분리시키는 차단벽(515)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1나선홈(512)의 일측부에는 후술할 상기 자성체(52)의 유입로 일측부에 형성된 제2통공과 연통하는 제1통공(516)이 관통되어 있다.

이에 따라, 상기 유입구(212)를 통해 분배기(21)의 관로(211)로 유입되는 물이 자성체(52)을 거쳐 상기 제1나선홈(512)과 제2나선홈(513)을 차례로 통과하는 왕복 및 나선형 이동흐름의 패턴을 나타내므로 상기 분배기(21) 안에서 물이 장시간 체류하는 것이며, 그로써 상기 자성체(52)에서 발산되는 자기장에 의해 충분히 자화될 수 있다{도 7(a)(b)(c) 참조}.

상기 자성체(52)에는, 도 4a 내지 도 5 및 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 상기 분배기(21)의 관로(211)로 유입되는 물이 분배기(21)의 길이방향을 따라 이동흐름되게 하는 유입로(521)가 마련되어 있고, 상기 유입로(521)의 일측부에는 제1나선홈(512) 일측부에 형성된 상기 제1통공(516)과 연통하는 제2통공(522)이 관통되어 있다.

상기 구획관체(53)에는, 도 4a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 나선관체(51)의 내재를 위한 제2수용홀(531)이 내부에 마련되어 있고, 상기 제2수용홀(531)의 일측부에는 상기 제2나선홈(513)의 일측부와 연통하며 제2나선홈(513)을 통과한 물의 이동흐름이 상기 관로(211)로 이어질 수 있도록 하는 제3통공(532)이 관통되어 있다. 또한, 외둘레에는 상기 제3통공(532)을 통과한 물이 관로(211)를 거쳐 상기 분배기(21)의 유출구(213)들로 이동흐름되는 사이공간 마련을 위한 단차부(533)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 자가발전형 전자식 선반 샤워수전(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 얼굴이나 손을 씻는 세면 또는 몸을 씻는 샤워시 다양한 경로로의 선택적 물 배출을 목적하는 멀티수전으로서 본 발명의 자가발전형 전자식 선반 샤워수전(A)을 벽면에 설치사용한다.

우선, 전술한 목적달성을 위한 본 발명의 자가발전형 전자식 선반 샤워수전(A)의 설치관계를 설명하자면, 물 이동흐름에 연관하여 자체적으로 전력을 생산하는 자가발전기(4)를 벽면노출의 냉수배관(수도배관 / 미도시) 선단부에 연결하고, 물공급수단(2)의 온도조절밸브(23)를 벽면노출의 온수배관(보일러배관 / 미도시) 선단부에 연결한다.

이어서, 상기 자가발전기(4)의 일측과 온도조절밸브(23)의 일측을 서로 연결하고, 상기 온도조절밸브(23)의 타측에 분배기(21) 및 복수의 개폐밸브(22)를 차례로 연결하여 상기 물공급수단(2)의 설치를 완료한다.

계속해서, 수전의 몸체가 되는 전자선반(3)을 벽면에 부착하여 상기 물공급수단(2)의 노출을 차단하고, 물배출수단(1) 조합의 출수기구들인 수도꼭지(11)와 레인샤워기(12) 및 핸드샤워기(13)를 상기 전자선반(3)의 정해진 위치에 장착함과 더불어 그 출수기구들을 상기 물공급수단(2)의 개폐밸브(22)들 각각에 연결하여 물공급수단(2)으로 급수되는 물이 상기 물배출수단(1)으로 공급되도록 하고, 전자선반(3)의 사용자 조작에 따른 상기 물공급수단(2)의 동작으로 상기 출수기구들(수도꼭지, 레인샤워기, 핸드샤워기) 각각을 통해 선택적 물 배출(출수)이 이루어질 수 있도록 한다.

이때, 상기 전자선반(3)에는, 전원 ON/OFF 및 출수온도 조절의 사용자 조작을 위한 제1조작모듈(32-1)과 각 출수기구들을 통한 선택적 물 배출의 사용자 조작을 위한 제2조작모듈(32-2)을 포함하는 조작부(32), 상기 조작부(32)의 사용자 조작시 기설정 프로그램값에 의거 상기 물공급수단(2)의 동작을 컨트롤하는 제어부(33)가 미리 장착되어 있고, 상기 자가발전기(4)에서 생산된 전력이 충전되는 배터리(34)가 내장되어 있다.

이 상태에서, 얼굴이나 손을 씻는 세면을 하고자 할 경우 상기 물배출수단(1)의 수도꼭지(11)로 물을 출수시키는 바, 이를 위해 상기 조작부(32)의 제1조작모듈(32-1)를 조작(터치 또는 푸시조작)하여 전원 ON 상태를 이룬 다음, 상기 제2조작모듈(32-2)의 터치스위치(322)들 중 정해진 어느 하나를 손가락으로 가볍게 터치하여 해당 터치스위치(322)의 조작신호를 전달받은 상기 제어부(33)가 기설정 프로그램값에 의거한 동작신호를 상기 물공급수단(2)의 개폐밸브(22)들 중 수도꼭지(11)와 연결된 정해진 어느 하나의 개폐밸브에 전달하여 그 개폐밸브 동작에 따라 상기 수도꼭지(11)로 이어지는 관로(연결파이프 또는 연결호스 / 미도시)가 개방되는 것에 의해 상기 수도꼭지(11)로부터 물이 출수된다.

한편, 상기 제1조작모듈(32-1)의 더 조작(회전조작)해서 상기 온도조절밸브(23)를 동작시키고, 그에 따라 상기 냉수배관과 온수배관으로부터 급수되는 냉수와 온수의 비율이 조정되도록 함을 통해 상기 물배출수단(1)을 통해 최종배출되는 출수온도를 조절할 수 있다.

그리고, 몸을 씻는 샤워를 하고자 할 경우 상기 물배출수단(1)의 레인샤워기(12) 또는 핸드샤워기(13)를 통해 물의 선택적 배출이 이루어지도록 하는 바, 이는 상기 수도꼭지(11)를 통해 물을 출수시키는 방법과 유사한 관계로 생략하기로 한다.

결국, 상기 전자선반(3)의 조작부(32)를 설정규칙에 따라 사용자가 조작하는 행위를 통해 상기 물배출수단(1)의 수도꼭지(11)와 레인샤워기(12) 및 핸드샤워기(13)로 조합되는 복수의 출수기구들을 통해, 세면 또는 샤워시 최적의 경로로 물 배출이 가능케 되는 것이다.

이와 함께, 지금까지 설명한 바와 같은 과정에서 상기 냉수배관으로부터 급수되는 물이 자가발전기(4)를 거쳐 상기 온도조절밸브(23)를 통과하게 되는데, 이렇듯 물이 상기 자가발전기(4)를 통과하는 이동흐름의 과정에서 자가발전기(4) 동작에 의한 전력이 자체적으로 생산되고, 그렇게 생산된 전력은 상기 배터리(34)에 지속적으로 충전되며, 그렇게 충전된 전력은 상기 전자선반(3)의 조작부(32) 및 제어부(33) 그리고 상기 물공급수단(2)의 온도조절밸브(23)와 개폐밸브(22)들 구동에 필요한 소요전력으로 사용됨으로써, 외부전력이 필요없이도 기기(수전)의 운용이 가능하게 되는 것이다.

아울러, 상기 자가발전기(4)와 온도조절밸브(23)를 통과하는 물이 상기 분배기(21)를 거치는 과정에서 분배기(21) 내부에 장착된 자화수단(5)에 의해 상기 물배출수단(1)으로 공급되는 물이 자화되고, 그로써 물에 섞인 유해물질이 제거됨에 따라 청정한 물을 제공할 수 있다.

구체적으로, 상기 온도조절밸브(23)를 거쳐 분배기(21) 내부의 관로(211)로 유입되는 물이, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 상기 분배기(21) 내부에 장착된 자화수단(5) 중 자성체(52)의 유입로(521)를 따라 길이방향으로 이동흐름을 이어가는 과정에서 1차 자화작용이 유발된다.

이어서, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 상기 자성체(52)를 거친 물이 나선관체(51)의 제1나선홈(512)의 궤도를 따라 자성체(52)를 거치는 방향과 반대되는 방향으로 분배기(21) 내부에서 이동흐름을 더 이어가는 과정에서 2차 자화작용이 유발되고, 뒤이어, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 상기 제1나선홈(512)을 거친 물이 제2나선홈(513)의 궤도를 따라 제1나선홈(512)을 거치는 방향과 반대되는 방향으로 분배기(21) 내부에서 이동흐름을 더 이어가는 과정에서 3차 자화작용이 유발되는 것이며, 이와 같이 상기 유입구(212)를 통해 분배기(21)의 관로(211)로 유입되는 물이 자성체(52)을 거쳐 상기 제1나선홈(512)과 제2나선홈(513)을 왕복 및 나선형 이동흐름의 패턴을 나타내며 차례로 통과하기 때문에 분배기(21) 안에서 물이 장시간 체류하게 되고, 그로써 상기 자성체(52)에서 발산되는 자기장에 의해 충분히 자화될 수 있는 것이다.

정리하여, 본 발명의 자가발전형 전자식 선반 샤워수전(A)에 의하면, 상기 물배출수단(1) 조합의 각 출수기구들(수도꼭지, 레인샤워기, 핸드샤워기) 중 어느 하나를 통한 선택적 물 배출이 이루어지도록 함에 있어, 상기 전자선반(3)의 채용으로 인한 사용자 조작편의성의 향상은 물론 기기운용시 냉수배관을 통해 상기 물공급수단(2)으로 물이 급수 및 공급되는 과정에서 상기 자가발전기(4)에 의해 소요전력이 자체적으로 생산되고 그렇게 생산된 전력이 배터리(34)에 충전됨으로써, 정전으로 인해 외부전력의 공급이 어렵거나 수급이 불가한 장소라 하더라도 기기(수전)의 설치사용이 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.

또한, 선택적 물 공급을 주관하는 상기 물공급수단(2)을 거치는 물이 분배기(21)를 통과하는 과정에서 상기 분배기(21) 내부에 장착된 상기 자화수단(5)에 의해 자화되고, 그로써 물에 섞인 유해성분이 제거된 상태로 상기 물배출수단(1)의 각 출수기구를 통해 배출되는 것에 따라, 사용자에게 보다 청정한 물(자화수)의 제공이 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 샤워수전, 1 : 물배출수단
2 : 물공급수단, 3 : 전자선반
4 : 자가발전기, 5 : 자화수단
11 : 수도꼭지, 12 : 레인샤워기
13 : 핸드샤워기, 21 : 분배기
22 : 개폐밸브, 23 : 온도조절밸브
31 : 선반하우징, 32 : 조작부
32-1 : 제1조작모듈, 32-2 : 제2조작모듈
33 : 제어부, 34 : 배터리
51 : 나선관체, 52 : 자성체
53 : 구획관체, 211 : 관로
212 : 유입구, 213 : 유출구
321 : 조그셔틀, 322 : 터치스위치
511 : 제1수용홀, 512 : 제1나선홈
513 : 제2나선홈, 514 : 연결홈
515 : 차단벽, 516 : 제1통공
521 : 유입로, 522 : 제2통공
531 : 제2수용홀, 532 : 제3통공
533 : 단차부

Claims (8)

1. 세면 또는 샤워시 선택적으로 사용하며, 그 선택적 사용목적의 최적경로로 물을 배출시키는 복수의 출수기구로 조합된 물배출수단;
   욕실의 냉수배관 및 온수배관이 연결되고, 상기 물배출수단에 연계된 상태로 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물을 상기 물배출수단에 공급하되, 출수와 지수 동작을 수행하는 물공급수단;
   수전의 몸체로써, 상기 물배출수단의 연계결합 및 상기 물공급수단의 내재조립과 아울러 전자제어방식에 의한 사용자 조작이 가능한 전자선반;
   상기 물공급수단에 부가된 상태로, 상기 냉수배관을 통해 급수되는 물의 이동흐름에 연관하여 전력을 생산하는 자가발전기; 및,
   상기 물공급수단에 장착된 상태로 물을 자화시켜, 상기 냉·온수배관을 통해 급수되는 물에 섞인 유해물질을 제거하는 자화수단;을 포함하고,
   상기 자화수단은, 상기 물공급수단의 분배기에 내재된 상태로 물 이동흐름의 패턴과 경로를 바꿔 상기 분배기 안에서 물의 장기체류를 유발하는 나선관체와, 상기 나선관체에 내재된 상태로 자기장을 발산하여 물의 자화를 유발하는 자성체와, 상기 분배기 내부에서 상기 나선관체를 둘러 감싸 상기 분배기 내 물 이동흐름의 우회를 유발하는 구획관체로 구성되며,
   상기 나선관체에는, 물의 나선형 이동패턴과 길이방향 왕복형 이동경로를 마련하는 한 쌍의 제1나선홈 및 제2나선홈이 외둘레에 형성되고, 상기 제1나선홈 및 상기 제2나선홈의 동일방향 일측을 연결하여 제1나선홈을 거친 물의 이동흐름을 상기 제2나선홈으로 이어주는 연결홈이 형성되며, 상기 제1나선홈 및 상기 제2나선홈의 동일방향 타측에는 상기 제1나선홈과 상기 제2나선홈을 분리시키는 차단벽이 형성됨을 특징으로 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 물공급수단은, 냉·온수배관이 연결되며 상기 출수기구들로 물이 분산공급되도록 하는 분배기, 상기 출수기구들과 분배기 사이에 연계된 상태로 물 공급을 제어하는 복수의 개폐밸브, 상기 냉·온수배관과 상기 분배기 사이에 연계된 상태로 냉수와 온수의 공급비율을 조정하여 출수온도가 조절되게 하는 온도조절밸브로 구성되고,
   상기 분배기에는, 물의 이동흐름이 이어지는 관로가 내부에 마련되고, 상기 관로와 연통하며 상기 온도조절밸브가 연결되는 유입구 및, 상기 관로와 연통하고 상기 개폐밸브들이 각각 연결되는 복수의 유출구가 형성되며,
   상기 개폐밸브는, 솔레노이드 동작에 의거한 관로의 개방 또는 폐쇄에 따라 상기 분배기를 거치는 물이 상기 출수기구들로 공급 또는 공급중단이 이루어지도록 한 복수의 솔레노이드밸브이고,
   상기 온도조절밸브는, 스테핑 사이클 동작에 의해 밸브하우징 내부에 구비된 카트리지가 동작하고, 그 동작에 따라 냉수와 온수의 공급비율이 조정됨으로써 상기 물배출수단을 통해 최종배출되는 물의 온도조절이 이루어지도록 한 스텝모터인 것을 특징으로 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 전자선반은, 상기 물배출수단이 연계결합되고 상기 물공급수단과 상기 자가발전기가 내재수용되는 선반하우징, 물 배출관계의 사용자 조작이 가능하도록 상기 선반하우징 전면에 구비되는 조작부, 상기 선반하우징에 내장된 상태로 상기 조작부에 입력된 사용자 조작신호를 전달받아 기설정 프로그램값에 기반한 동작신호를 상기 개폐밸브 및 상기 온도조절밸브에 각각 전달하는 제어부, 상기 선반하우징에 내재되고 상기 제어부와 전기적으로 연결된 상태로 상기 자가발전기에서 생산된 전력의 충전 및 그 전력을 상기 조작부 및 상기 제어부에 공급하는 배터리로 구성되고,
   상기 선반하우징은, 상기 물공급수단과 상기 자가발전기의 내재수용 및 벽면부착시 다수 욕실용품의 거치를 위해 수평으로 길고 벽면으로부터 소정폭 돌출되는 박스형을 이루며,
   상기 조작부는, 전원공급 및 상기 온도조절밸브 동작의 사용자 조작을 위한 제1조작모듈과, 상기 출수기구들을 통한 선택적 물 배출의 사용자 조작을 위한 제2조작모듈로 구성됨을 특징으로 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 자가발전기는, 상기 냉수배관을 통해 급수되어 상기 분배기로 이동흐름을 이어가는 물의 위치에너지를 터빈의 운동에너지로 변환시켜 전력을 생산하는 초소수력발전기인 것을 특징으로 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전.
   
6. 삭제
7. 제4항에 있어서,
   상기 제1조작모듈에는, 터치식 조작에 따른 전원 ON/OFF 및 양방향 회전조작에 따른 상기 온도조절밸브의 단계별 동작을 위한 조그셔틀이 구비되고,
   상기 제2조작모듈에는, 상기 개폐밸브들의 개별 동작을 위한 복수의 터치스위치가 구비되며,
   상기 조그셔틀은, 전원 ON/OFF 조작시 세레모니 구현 및 상기 온도조절배브의 동작을 단계별 수치로 표시하는 디스플레이가 구비됨을 특징으로 하는 자가발전형 전자식 선반 샤워수전.
   
8. 삭제

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