KR102309805B1

KR102309805B1 - 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법

Info

Publication number: KR102309805B1
Application number: KR1020200087851A
Authority: KR
Inventors: 박민근
Original assignee: 박민근
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2021-10-07

Abstract

본 발명은 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법에 관한 것으로서, 한 개 이상의 건조바에서 발생하는 열과 배출되는 바람을 이용하여 신속하게 수건을 건조하는 과정에서 걸려있는 수건의 건조 상태를 인식하고 건조가 완료되면 자동으로 건조 기능이 정지하게 되어, 오로지 건조에 필요한 전력만 소비하도록 하는 장치와 이를 수행하기 위한 기기의 제어방법을 포함하며, 상기 건조 인식 기능을 포함하는 자동 수건 건조대는 전열코일(160)과 공기 토출구(122)를 내장한 다수의 수건 건조바(110,120)가 좌우측으로 이격되어 배치된 두개의 수건 건조지지대(101a,101b)에 수직으로 부착되고 수건 건조지지대(101a,101b)는 벽걸이 마운트(104)를 이용하여 욕실 벽면부에 고정되는 형태로 이루어지며, 최상측 수건 건조바(110)에는 로드셀(140)이 부착된 수건 걸이부(130)가 형성되어, 걸려있는 수건의 무게를 측정하고 여기서 얻어지는 값을 이용하여 본 발명의 실시예에 의한 제어 방법에 따라 각각 다른 형태, 무게 그리고 재질을 가진 수건이 건조 상태에 이를 수 있도록 하는 것을 본 발명의 특징으로 하며 제어방법에 따른 발명의 실행 과정에서 도출되는 수건의 사용 기간과 사용 횟수 정보를 이용하여 적합한 수건 교체 시기를 사용자에게 알려 수건의 위생적인 재사용을 도울 수 있는 기능도 가지고 있는 다 기능 자동 욕실 수건 건조대로서 전열 기기의 특성상 여름과 같은 계절적인 요소에 제약을 받는 기존 전기 수건 건조대의 낮은 활용성을 획기적으로 높일 수 있어 제품의 상품성을 극대화하고 위생향상과 함께 에너지 소비를 절감하는 효과를 기대할 수 있는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법에 관한 것이다.

Description

건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법 {Automatic bathroom towel dryer with drying recognition mechanism and controlling method}

본 발명은 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기를 이용해 발생하는 열과 바람으로 수건을 빠르게 건조함에 있어 건조 단계에서 발생하는 무게 변화 값을 측정하여 수건에 함유된 수분의 양을 파악하고 이에 따라 건조 기능을 제어할 수 있도록 하여 사용 편의성과 에너지 절약 효과를 높일 수 있는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기 욕실 수건 건조대(Towel warmer)는 사용후에 수분이 함유된 수건을 건조하게 유지함으로써 악취 및 세균번식을 억제할 수 있으며 특히 기온이 낮은 겨울철에는 욕실의 온도를 따뜻하게 유지시켜주는 난방 기능도 부가적으로 수행할 수 있다.

상기 전기 욕실 수건 건조대는 스테인리스 스틸 재질의 건조대 내부에 열선을 배선하여 발열 건조하는 방식이 일반적이며, 건조대 파이프 내부의 충전물을 데워서 열을 발생시키는 라디에이터 전열방식도 쓰이고 있다.

이러한 전기 욕실 수건 건조대에 대한 일 예가 공개특허 10-2014-0127385호나 공개특허 10-2017-0039334호를 비롯한 다수의 선행 문건에 개시되어 있다.

상기한 전기 욕실 수건 건조대는 일반적으로 전원이 켜지면 상시 작동되며, 일부 제품의 경우 타이머와 자동 전원 차단장치를 구비하여 지정된 온도 및 시간에 따라 작동되게 하는 등 절전 기능이 강화되어 가고 있으나, 걸려 있는 수건의 건조 상태를 파악할 수 없기 때문에 조기 작동 종료로 인한 불완전 건조 및 초과 작동에 따른 불필요한 에너지 소모로 이어지게 되는 문제점을 가지고 있다.

전열 기기는 겨울과 같은 특정 계절에만 사용되는 것이 일반적이며 이에 따라 여름과 같은 고온 다습한 계절 동안은 사용하지 않고 장기 보관하게 된다.

하지만 욕실 벽면에 반영구적으로 부착되어 사용되는 일반적인 전기 수건 건조대의 경우 기기의 상시 활용도를 높이는 것이 중요하며 이를 위해서는 앞에서 설명한 바와 같이 불완전 건조와 초과 작동에 따른 효율성 저하 문제는 분명 개선되어야 할 과제이다.

상기한 효율성 향상을 위해서는 수건의 수분함량 상태를 파악하고 건조에 필요한 에너지만 소비하여 건조할 수 있는 장치가 필요하지만 측정기를 이용하여 수건의 수분 함량을 파악하더라도 수분이 수건 전체에 균등이 분포할 것이 전재되어야 하기에 현실적으로 불가능하며, 증발수분을 측정할 수 있지만 이를 위해서는 밀폐된 공간이 필요하며 밀폐된 공간을 설치하여 수건을 수납하는 형태로 실시하더라도 욕실 공간을 지나치게 차지하거나 복잡한 설계에 따른 생산시에 비용적인 문제점이 야기되며 수건의 사용을 위해 밀폐된 공간을 개폐해야 하기에 쉽고 빈번한 사용이 가능해야 하는 욕실 수건 건조대의 일반적인 이용 형태로는 적합하지 않다고 할 수 있다.

따라서 쉽게 이용할 수 있는 일반적인 수건 건조대의 형태를 유지하면서 건조된 수건과 젖은 수건의 수분함량에 따른 무게 차이를 이용하여 건조 여부를 파악하는 건조 인식방법이 상기한 과제들을 해결할 수 있는 가장 현실적인 방법으로 고려될 수 있다.

하지만 무게 감소에 따라 수건의 건조 여부를 측정하기 위해서는 수분이 없는 수건의 자체 무게 값을 알고 사용 후 수분을 함유한 수건의 무게가 건조를 거쳐 이 값에 도달했을 때 수분이 없는 상태 즉 건조 된 상태로 판단하여야 하겠지만 일반적으로 사용되는 수건들은 대부분 다른 무게와 크기 그리고 재질로 생산되기 때문에 수건의 자체 무게를 사전 데이터로 수집하여 활용하기가 힘들며, 사용 후 수건이 흡수하게 될 수분의 양 또한 수건의 재질과 수건이 이용되는 상황에 따라 모두 상이하기 때문에 건조 인식 기능을 포함하는 자동 건조를 실시하기 위한 기준이 될 수 있는 수치로 활용하기가 어렵다.

수건의 무게를 측정하는 방법에 있어서는 일반적으로 금속으로 구성된 건조대 부품들의 무게에 비해 상대적으로 경미한 수건의 무게 변화를 측정할 수 있어야 하기 때문에 무게를 감지하는 측정부의 면적을 줄이고 경량화 하여야 하지만 무게 측정을 위해 사용자가 수건을 걸 수 있는 범위를 일부분으로 한정하는 것은 사용시 편의성을 저하시키는 문제점이 생길 수 있다.

신속한 건조를 위하여 발열과 송풍을 동시에 실행하는 복합적인 건조 방법이 권장되지만 수건에 바람을 불어넣게 되면 수건이 흔들리면서 미세한 무게 변화가 일어나며 측정시에 오류가 발생할 수 있기 때문에 효율적인 건조를 위한 송풍기능을 포함하기 위해서 해결해야할 과제로 볼 수 있다.

마지막으로, 수건의 건조와 함께 위생적인 사용을 위하여 수건을 주기적으로 교체하는 것이 필요하기 때문에 사용기간이나 횟수 등을 참고하여 적합한 교체시기를 도출하고 이것을 사용자에게 인지시켜 주는 기능이 요구된다.

상기한 과제를 해결하기 위해서 고안된 무게변화를 이용한 수건 건조 장치는,

다수의 수건 건조바가 세로로 배치된 두개의 수건 건조 지지대에 연결되어 있으며 각각의 수건 건조바에는 열을 발생시키는 전열선이 내측에 형성되고, 송풍을 할 수 있는 토출구가 마련되어 열과 바람을 이용하여 신속한 건조가 가능하도록 하며, 가장 위에 위치한 수건 건조바에는 좌우 각각 한개의 로드셀(load cell)이 연결된 수건 걸이부가 마련되어 있으며 제어부는 자동모드와 사용자 임의 모드 중 하나를 선택할 수 있는 버튼과 송풍과 강도를 제어할 수 있는 버튼, 타이머 조정 레버, 전원 스위치 그리고 새로운 수건 사용 시점을 입력하는 버튼으로 구성되는 것이다.

수건 걸이부의 하부에 채결된 하나 이상의 로드셀(load cell)은 스트레인 게이지가 부착된 빔 형이 쓰이게 되며 수건의 무게에 따라 수직으로 작용하는 힘에 의해 빔 형 탄성변형체가 변형이 일어나면 부착된 스트레인 게이지에서 출력되는 전기 신호를 이용하여 무게를 측정하도록 한다.

각기 다른 무게를 가지고 있는 수건의 다양한 건조 완료 시점을 인식해야 하는 상기 과제를 해결하기 위하여, 건조와 무게 측정의 단계를 반복하는 방법을 이용하게 되는데, 보다 자세히 설명하자면 사용 후 젖은 수건의 무게를 측정하고 일정시간의 건조 작동을 실시한 후 현재 측정된 무게는 상기 건조 작동 이전에 측정하여 저장된 무게와 비교하여 그 차이 값을 산출하고, 이 값에 따라 다시 건조 작동을 하게 되는 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 상기 차이 값이 0이 되거나 오차범위 내에서 이에 근접하면 즉각 모든 전열과 송풍 기능을 정지시키거나 설정된 시간동안 확인 건조 작동 후에 종료하는 방식으로 수건의 건조를 완료할 수 있게 된다.

상기 제어부에 마련된 선택 버튼을 통하여 사용자는 자동 건조 방식과 항시 건조 그리고 타이머 건조 기능을 이용할 수 있으며 이를 이용하여 계절과 기후에 따른 이용 방식의 다양화로 제품의 활용도를 높일 수 있다.

상기한 건조대 부품들에 비해 상대적으로 경미한 수건의 무게 및 무게 변화 값을 정확히 측정해 야하는 문제점을 해결하기 위해 수건 걸이부 자체의 경량화가 필요하지만 수건을 걸 수 있는 범위를 확보하여 사용시 편의성을 높이는 것도 동시에 고려되어야 할 사항이다. 이를 위하여 측정판으로 쓰이게 될 수건 걸이부는 얇은 판형태로 최상측 수건 건조바의 윗면을 덮도록 형성하여 경량화를 유지함과 동시에 사용자가 범위의 재약없이 수건을 걸 수 있어 상기한 이용 편의성 문제를 해결할 수 있다.

또한, 수건 건조바가 지지대와 접합하는 부위의 내측에 로드셀(load cell)을 설치하여 수건이 위치하게 되는 힘점과 로드셀(load cell)의 위치인 작용점 간의 거리를 이용한 돌림힘(toque)의 작용에 따라 로드셀(load cell)에 작용하는 힘을 증가시켜 적은 무게 변화량의 측정을 용이하게 한다.

일상적인 사용에서 거치된 수건의 일부분이 측정부가 아닌 다른 수건 건조바에 닿게 되어 측정 수치가 수건 자체의 무게와 차이를 나타내더라도 본 발명을 통해 제시하는 무게 감소 폭의 변화와 0에 도달하는 시점을 측정하는 방법적 특성에 의하면 열과 바람이 수건의 전체 면적에 가해지기 때문에 일부분을 제외한 수건의 무게 측정값이 0에 도달했을 때에도 상기 일부분을 포함한 전체 수건이 건조한 것으로 볼 수 있다.

상기 제어부에 배치된 입력 버튼을 이용하여 사용자는 송풍기능을 이용할 수 있으며 이것은 건조바에 밀착되어 있는 수건에 토출구로 바람을 배출해 신속한 건조를 가능하게 하지만, 송풍 기능 작동시에 수건의 움직임으로 인해 측정 오차가 발생할 수 있기 때문에 송풍기능이 같이 동작중인 경우 무게 측정 단계에서는 송풍팬을 일시적으로 멈추는 제어방법을 이용하여 정확한 무게 측정이 가능하도록 한다.

사용자가 새로운 수건을 교체하여 사용할 경우 선택적으로 제어부에 위치한 수건교환 입력버튼을 눌러, 교체되는 순간을 기록할 수 있으며, 이 후 사용자의 별도 입력이 없더라도 상기 측정 방법에 따라 사용 횟수 또는 건조에 소비된 총 시간 등을 산출할 수 있기 때문에 이렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 교체 알림 기능을 설정하여 수건의 위생적 사용이 가능하도록 한다.

본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대 및 제어방법에 따르면 한 개 이상의 수건 건조바 내부에 열선을 배선하고, 건조바 내부 공간을 통하여 전달되는 바람이 각각의 수건 건조바에 설치된 토출구를 통해 수건과 수건 건조바의 접촉면으로 배출되어 젖은 수건을 신속하게 건조하는 과정에서 수건의 무게를 측정하여 단계별로 산출되는 감소 값의 변화를 이용하여 건조 상태를 인지하게 되는 자동건조 기능과 제어방법을 실시함에 따라 건조 후에 불필요한 전력을 차단함으로써 건조에 필요한 에너지 효율을 크게 높이는 효과를 가져올 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 수건의 최초 사용 시점과 사용 횟수와 같은 부가적인 정보를 데이터화 할 수 있으며 이것을 이용하여 적합한 수건의 교체 시점을 도출하고 사용자에게 알림으로서 수건의 위생적인 사용이 가능하도록 해준다

사용자는 자동 모드와 항시 모드를 버튼 입력으로 쉽게 선택할 수 있으며, 자동 건조 모드 에서는 상기한 바와 같이, 건조에 필요한 열 에너지만 발생하기 때문에 일반적인 전열기기의 한계점이라 할 수 있는 고온 다습한 계절 및 환경에서의 낮은 활용성을 크게 개선할 수 있으며, 항시 모드에서는 수건의 건조기능과 더불어 겨울과 같은 기온이 낮은 환경에서 욕실 난방 전열기기로도 사용이 가능하기 때문에 모든 계절과 기후조건에서 활용도가 크게 증가하여 제품의 상품성을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 사용 상태를 나타내기 위한 사용상태도,
도 3은 도 1에 도시된 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 벽면부착 상태를 나타내기 위한 측면도,
도 4는 도 1에 도시된 최상측 수건 건조바의 수건 걸이부 내부에 형성된 로드셀과 완충부를 나타내는 분해사시도와 부분 확대도,
도 5는 도 4에 도시된 수건 걸이부 내부의 로드셀이 결합된 상태를 나타내는 절개 사시도와 부분 확대도,
도 6은 도 1에 도시된 수건 건조바의 내측 구성을 나타내기 위한 측면 절개 사시도와 부분 확대도,
도 7은 도 6에 도시된 수건 걸이부의 로드셀 및 완충제가 수건의 누름 힘에 의해 변형된 상태를 나타내는 부분 측단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 내측에 전열코일과 열선 패킹이 위치한 형태를 나타내기 위한 정면 투시도와 부분 확대도,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 내부 전선의 배선 형태를 도식화한 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 배면 분해 사시도와 부분 확대도,
도 11는 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 송풍 동작에 의한 공기 흐름을 나타내는 도면,
도 12은 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어부를 나타내는 사시도,
도 13는 도12에 도시된 제어부의 탈 부착 상태를 나타내는 배면도,
도 14는 수건 건조 실시예에 의한 시간 경과에 따른 수건개체들의 무게 감소값을 나타내는 그래프,
도 15는 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어 방법에 따른 순서도이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예를 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명할 것이며 그것을 달성하기 위한 제어 방법은 작동 순서도와 참조하여 명확하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위한 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대(100)를 나타내는 도면이며, 도 2는 전술한 실시예에 의한 수건의 건조 작동 형태를 나타내기 위해 수건(10)과 전원 연결을 표현한 도면이며, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대(100)는 욕실 벽 측에 고정 설치되어 이용되며, 보편적인 설치 형태는 다수의 벽걸이 브라켓(104)이 나사에 의해 욕실 벽면에 고정되고 수건 건조대 본체부의 지지대 마운트(103)가 가 이에 결합하는 형태로 행할 수 있으며, 일반적으로 기기의 가장 밑 부분이 바닥에서 90cm 정도의 높이에 위치하게 하여 사용자의 하체가 발열부에 닫지 않게 설치된다.

상기 복수의 지지대 마운트(103)에 결합된 좌우 2개의 건조 지지대(101a, 101b)에는 다수의 수건 건조바(120)가 수직으로 결합되고, 각각의 수건 건조바(120)에는 공기 토출구(122)와 공기 토출그릴(121)이 앞뒤로 배치되어 밀착되어 걸려있는 수건의 표면에 공기를 불어넣어 건조를 용이하게 하는 역할을 하며, 특히 가장 위에 위치한 최상측 수건 건조바(110)는 외형상 상기 복수의 수건 건조바(120)들과 유사한 형태를 가지고 있으나, 수건의 무게를 측정하도록 마련된 수건 걸이부(130)를 포함하고 있으며, 한쪽의 수건 건조 지지대(101a)의 하부에는 송풍팬부(300)가 결합되어 지지대와 수건 건조바 내부의 공간을 통하여 공기를 밀어서 공기 토출구로 배출하는 기능을 가지며, 몸체부의 측면에는 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대(100)의 자동건조기능을 제어할 수 있는 제어부(400)가 부착되어 있는 형태로 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대(100)의 외관이 형성된다.

도 4내지 도 5를 참조하면, 최상측 수건 건조바(110)의 상부에는 로드셀(140)이 좌우 양측에 내장되며 정면을 기준으로 로드셀(140)의 앞부분은 상향 고정스크류(142a)를 이용하여 수건 걸이부(130)의 내측에 있는 걸이부 보강판(131)과 결합되고 뒷부분은 하향 고정스크류(142b)를 이용하여 최상측 건조바 상판(125)에 고정되어 형성되며, 여기서 도 5의 확대도를 참조하면 상기한 걸이부 보강판(131) 및 최상측 건조바 상판(125)의 로드셀(140) 결합 부위는 두껍게 형성하여 견고하게 고정하고 물리적인 힘에 강하도록 형성된다.

이렇게 형성된 수건 걸이부(130)는 수건을 걸면 수건 질량의 누름힘(16)이 하부에 결합된 로드셀(140)에 전달되고 로드셀(140)의 빔형 탄성변형체(141)가 물리적인 변형을 일으킴에 따라 내장된 스트레인 게이지(144)가 수축하거나 이완할 때 전기 저항 변화를 일으켜 발생하는 전기 신호를 제어부로 전달하는 방법으로 걸려있는 수건의 무게를 측정할 수 있도록 한다.

도 6을 참조하면, 수건 걸이부(130)는 자체 무게를 줄여서 무게 측정에 간섭하는 질량을 최소화하기 위해 알루미늄, 탄소수지 혹은 ABS수지와 같은 경량의 내열성 소재를 아치형 단면 구조의 쉘로 형성하고 뒤틀림과 변형 방지를 위하여 걸이부 보강판(131)을 삽입한 형태로 이루어 진다.

도 7을 참조하여 설명하자면, 본 발명의 실시예에서는 측정부인 수건 걸이부의 무게를 포함하면서 동시에 수건의 미세한 무게 변화를 측정할 수 있어야 하기 때문에 로드셀(140)에 작용하는 힘의 크기를 증가시키는 것이 필요하며, 이를 위해 작용점과 힘점간의 거리에 비례하여 증가하는 돌림힘(torque)을 이용하게 되는데, 힘작용 거리(17)가 나타내는 바와 같이 수건이 걸리게 되는 수건 걸이부(130)의 앞부분과 로드셀(140)간의 간격을 떨어지게 형성하여 탄성변형체에 작용되는 힘을 증가시키고 이를 통하여 최소 1g의 미세한 무게 변화를 측정하는데 용이하도록 형성된다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 수건 걸이부(130)의 앞쪽 하부에는 한 개 이상의 완충부(180)가 설치되어 있고, 이것은 금속 재질의 스프링(182)이 다습한 환경에서 부식 할 수 있는 문제점 및 걸이부 유격(14) 통해 침투한 이물질의 낌 방지를 위해 완충제 포켓(181)안에 삽입되어 형성되고 지속적인 최상측 수건 건조바(110)와 충돌로 인한 충격 및 파손을 방지하고 탄성변형체(141)에 작용하는 상시적 스트레스를 줄일 수 있다.

상기 완충부(180)는 수건 걸이부(130)의 무게 중 일정부분을 상쇄하는 기능을 하지만 스프링(182)의 힘은 수건 걸이부(130) 자체 무게가 누르는 힘의 크기 이하로 정하고 이렇게 상쇄되고 남은 수건 걸이부(130)의 무게가 영점으로 설정된 후 수건 무게의 누름힘(16)이 모두 로드셀(140)로 전달되어 정확한 무게 측정이 가능하도록 한다.

도 6 내지 도8를 참조하면 최상측 수건 건조바(110)와 그 아래로 위치한 복수의 수건 건조바(120)는 각각 전열 코일(160)이 내측에 형성되어 있고, 열선패킹(152)과 열선격벽(127)이 전열 코일(160)을 밀폐하여 습기나 이물질을 차단함은 물론 물이나 오일등의 열매체를 채워 넣어 열전도율을 높이는 효과를 기대할 수 있으며, 건조 바의 정면부와 후면부에는 공기 토출구(122)가 배치되어 수건 건조바(120)에 접촉하고 있는 수건의 빠른 건조를 돕고 각각의 토출구(122)에는 공기 토출그릴(121)을 설치하여 이물질의 유입을 방지하고 부착형 교체 필터의 사용이 가능하여 악취와 세균의 번식을 억제할 수 있다.

도 8를 참조하면, 온도 센서(500)를 최상측 수건 건조바의 전열 코일(160)과 측면부에 형성하여 현재 내부 온도를 측정하여 제어부에 전달하고 전열 코일의 발열을 이용한 건조 기능이 안전 작동 온도 범위 내에서 이루어지도록 실시간으로 제어한다.

도 9를 참조하면, 수건 건조바의 내측에 형성된 복수의 전열 코일(160)들은 수건 건조 지지대 (101a, 101b)의 내측에서 병열로 제어부 기판(410)까지 연결되어 있으며, 양쪽에 위치한 로드셀(140)은 최상측 수건 건조바(110)와 우측부 수건 건조지지대(110a)의 내측 빈공간을 따라 전선을 배선하여 측정값을 전기신호로 전달하면 제어부 기판(410)에서 이 값을 합하는 방식으로 수건의 무게를 측정하도록 형성되며, 송풍팬부(300)는 수건 건조지지대(101a)의 내측 공간을 따라 배선하여 제어부 기판(410)에 연결되어 송풍에 필요한 전력과 제어신호를 받게 된다.

도 10을 참조하면, 전술한 바와 같이 공기 토출구(122)를 통하여 수건 표면에 바람을 전달하기 위한 송풍팬부(300)는 우측부 수건 건조 지지대(110a)의 밑 부분에 분리 결합이 가능하도록 형성되며 송풍팬 케이스(305)에 부착된 리어 브랫킷(303)이 고정자(302)와 결합하고 로터 코어를 포함한 송풍팬 날개(301)가 전기 에너지를 회전에너지로 전환하는 고정자(302)에 의해 회전하여 바람을 발생하는 구조로 형성된다.

송풍팬 날개(301)는 면적이 일반 팬 날개보다 넓게 형성하고 송풍팬 케이스에 내측면에 최대한 밀착하여 회전하도록 하여 수건 건조지지대(101a)안으로 압력을 가진 공기를 밀어 넣을 수 있도록 유도하고 긴 작동시간을 필요로 하는 본 발명에 의한 실시예의 특성을 고려하여 회전속도는 2000rpm 이하로 제한하여 소음과 전력 소비를 최소화 하고 걸려있는 수건(10)의 과도한 움직임에 의한 무게 측정 오류가능성을 줄일 수 있도록 하며, 이는 건조에 필요한 우선 요소가 전열 코일(160)에서 발생하는 열을 수건 건조바(110,120)를 거쳐 수건(10)에 전달하는 것이고, 송풍 기능은 수건(10)과 자동수건 건조대(100) 사이 접촉면의 건조를 원활하게 해주는 보조 역할임을 고려한 것이다.

도 11을 참조하면, 상기 설명한 바와 같이 송풍팬부(300)에서 발생하는 바람은 수직으로 결합된 우측부 수건 건조지지대(101a)의 내부 공간을 거쳐 각각의 수건 건조바(110,120) 내부 공간으로 이동하게 되며, 반대편 수건 건조 지지대(101b)에는 측면격벽(153)을 형성하여 송풍팬부(300)에서 발생한 바람이 공기 토출구(122)로 배출이 용이하도록 한다.

도 12 내지 도 13를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대(100)는 제어부(400)를 포함하며 이것은 제어부 마운트(105)에 탈부착이 가능하며 전원과 데이터 케이블을 내장한 제어부 케이블(109) 또한 분리가 가능하도록 형성되어 기기의 이동, 설치 그리고 관리가 쉬운 특징을 가지며, 상기 제어부는(400)는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대(100)의 작동을 도 15에서 나타내는 순서도에 따라 제어하는 프로그램이 내장된 제어부 기판(410)을 포함하고 있으며, 전면부에 배치된 입력 버튼들을 통해 작동 시간과 방법 등 사용자의 추가적인 명령을 입력 받을 수 있고, 구비된 LED표시등을 점등하여 현재 작동 상태 및 알림 사항을 사용자에게 전달하는 기능을 한다.

도 12을 참조하면, 상기 제어부(400)는 복수의 입력 버튼을 포함하고 있으며, 각각의 버튼에 대한 기능과 제어방법을 설명하자면, 먼저 송풍팬 제어버튼(402)은 사용자의 입력에 따라 송풍팬(400)의 작동과 정지 그리고 연속으로 눌러 송풍팬 날개(301)의 회전속도를 조절할 수 있도록 마련되었으며, 모든 작동 단계는 옆에 배치된 순환팬 바람세기 표시등(405)을 통하여 직관적으로 나타내어진다. 모드 선택 버튼(406)은 건조 작동 모드를 사용자가 선택할 수 있도록 형성되었으며, 건조 인식 기능을 포함하는 자동 건조 방법의 실행과 일반적인 전기 수건 건조대와 같은 지속적인 전열 기능의 실행 중에서 선택할 수 있다. 한편, 타이머 조정 레버(401)는 사용자가 선택한 시간만큼 건조기가 작동하고 종료하는 기능을 수행하며, 상기 두가지의 작동 모드에서 모두 동작하도록 하여 본 발명의 활용도를 높일 수 있도록 한다.

상기 제어부에 형성된 수건교환 입력버튼(404)을 이용하면 사용자에게 적합한 수건 교체 시기를 알려주는 기능을 실현할 수 있게 되는데 이 방법에 대해서 자세히 설명하자면, 사용자가 수건을 교체하고 상기 수건교환 입력버튼(404)을 누른 시점 에서부터 수건이 사용되고 있는 총시간과 건조 작동을 한 시간을 파악할 수 있으며, 도 15을 참조하면, 급격한 무게 변화 감지 시점(S1)은 사용자가 수건이 걸려 있는 상태로 사용하거나 수건 건조대에서 내려서 사용한 후 다시 수건 걸이부(130)에 거는 행동을 한 것을 의미하기 때문에 이것은 곧 수건 사용 횟수와 동일 하다 말할 수 있고, 앞에서 설명한 수건 사용 기간, 실제 건조를 한 시간 그리고 사용 횟수의 데이터 값을 토대로 위생적으로 최적화된 수건 교체 시기를 사용자에게 알릴 수 있게 된다.

다음은 상기 본 발명의 제어 방법을 설명하기 위해서 본 발명에 의한 실시예에서 달성하고자 하는 건조 완료 인식의 핵심적인 개념과 실행 방법을 본 발명에 의한 실시예와 유사한 조건에서 실행한 전열 건조 테스트 결과를 토대로 자세히 설명하고자 한다.

본 발명을 달성하기 위한 기기의 제어 방법은 전열기기의 발열에 의해 수건이 건조하며 함유 수분이 증발하는 과정에서 무게가 감소하는 수치를 이용하는 것에 핵심을 두고 있으며, 경과 시간대별 감소 수치의 증가폭에 따라 건조 완료 시기를 판단할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 건조방법과 유사한 조건을 만들기 위해서 각기 다른 무게와 원사(Fabric)를 가진 다양한 수건 개체들에 수분을 포함시킨 다음 소비전력 330W인 라디에이터형 전열 히터에 걸어서 건조를 실시하였으며, 표면온도는 50°C-70°C를 유지하면서 10분 간격으로 무게를 측정하였고 그 측정수치는 표 1과 같이 기록되었다.

테스트 개체	수분 (g)	경과시간
테스트 개체	수분 (g)	시작	10분	20분	30분	40분	50분	60분	70분	80분	90분
수건1	9	138	132	130	129	*129	129	종료
수건2	29	136	124	114	109	108	*107	107	종료
수건3	20	138	126	119	118	*118	종료
수건4	73	191	165	142	130	124	120	*118	118	종료
수건5	53	275	258	245	235	229	225	*223	222	222
수건6	53	199	187	175	164	157	151	149	*146	146	종료
수건7	43	64	45	28	21	*21	21	종료

도 14를 참조하여 설명하자면, 상기 표 1에서 도출된 측정값의 시간에 따른 감소폭을 나타내는 그래프로서 표 1과 같이 살펴보면 처음 20분 동안 수건에서 가장 많은 수분이 증발하여 무게 감소가 많아지는 것을 확인할 수 있으며 이후로 점차 무게 감소폭이 줄어들다가 수건 표면의 건조가 확인되거나 이에 가장 근접한 상태일 때, 다시 말해 수건을 실제 사용할 경우 건조된 상태라고 판단할 수 있는 시점에서는 상기 표 1에서 *표시된 바와 같이 무게의 감소 값이 0 이거나 0에 가까운 것을 확인할 수 있으며, 이와 같은 무게 감소폭과 건조 상태의 상관 관계를 이용하여 각기 다른 무게, 크기, 재질을 가진 수건들의 건조 상태를 인식하는 개념은 후술하게 될 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법을 실현하기 위한 핵심 방법으로 해석 될 수 있다.

도 15는 상기 설명한 바와 같이 무게 감소 값에 따른 수건의 건조 여부를 인식하는 원리를 이용하여 자동 건조 제어를 실시하기 위한 구체적인 실행 순서와 방법을 나타내는 순서도이며 이것을 참고하여 건조 실행 순서와 발열 논리 구조를 포함하는 건조 인식 기능을 가진 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법에 대해 자세히 설명하도록 하며 여기서 나타나는 모든 측정값과 수치는 자연수로 한정하여 발명의 실시예에 대한 명확한 이해를 돕도록 한다.

건조 인식 기능을 이용하는 제어방법은 자동 건조모드에서 실행되며 도 16에서 시작 시점으로 표현된 바와 같이, 사용자가 수건을 수건 건조바(100)의 상부에 위치한 수건 걸이부(130)에 걸면 최상측 수건 건조바(110)에 장착된 수건 걸이부(130)는 급격한 무게 변화를 감지하고 이를 전달받은 제어부가 자동 건조 제어방법의 시작을 인식하게 된다(S1).

사용자가 수건을 걸이에서 빼서 사용한 후 다시 걸거나 수건이 걸려있는 상태로 사용하는 동작에 인하여 움직임이 발생할 수 있기 때문에 현재 무게를 측정 하기전에 설정된 시간에 따라 대기하는 단계를 가져야 하며 만약 대기 시간내에 움직임으로 인한 무게 변화가 관찰되면 대기 시간이 연장되는 방식으로 움직임이 안정될 때까지 무게 측정을 멈추고 대기하는 단계를 포함한다(S2).

상기한 대기 시간을 거쳐 움직임이 안정되면(S2) 수건 걸이부(130)에 걸려있는 수건의 현재 무게(a)를 측정(S3)하는 단계를 실행 하는데, 먼저 제어부는 수건이 가질 수 있는 최소 무게 설정 값을 가지고 있어야 하며, 만약 측정값이 최소 무게 설정 값 이하일 경우 수건이 걸려있지 않은 상태로 보고 자동 건조 프로세스를 종료하게 되며(S14), 상기 설정 값보다 클 경우 측정된 값을 저장 무게(b)로 덮어서 시스템메모리에 저장(S5)하고 다음단계로 이동하게 된다.

사용자는 상기 제어부(400)에 포함된 송풍 제어버튼(402)을 눌러 송풍 기능을 켜고 끌 수 있는데, 송풍 기능이 켜진 상태에서는 전열 코일(160)의 발열을 이용한 건조시에 송풍팬(300)이 함께 작동(S6)하게 되며, 설정된 초기 발열 값에 비례한 시간동안 발열 및 송풍기능을 이용하여 수건을 건조하게 된다.

초기 발열 및 송풍 건조 단계를 마친 이후 정확한 무게 측정을 위해 송풍팬(300)의 작동을 일시 정지(S8)하고 현재 무게(a)를 측정한다(S9), 이렇게 측정된 무게는 시스템 메모리에서 출력된 저장 무게(b)와 비교하게 되고 줄어든 수치 즉 그 감소값(d)이 제어부의 설치된 시스템의 연산과정을 통해 구해지게 된다(S10),

상기 감소값(d)을 구한 후 현재 무게(a)는 다시 저장된 무게(b)로 덮어서 시스템 메모리에 저장(S11)하고 구해진 감소값(d)에 비례한 시간 동안 전열 코일을 가동하여 발열 건조 기능을 수행하고(S12) 송풍 기능이 켜진 상태에서는 무게 측정을 위해 일시 정지하였던 송풍팬(300)을 다시 동작 시켜서 수건을 건조하게 된다.

상기 감소값(d)에 비례한 건조시간 동안 건조를 마친 후 송풍팬(300)을 일시 정지(S8)하고 현재 무게를 측정(S9)하는 사이클을 반복적으로 수행하면서 수건에 함유된 수분이 증발하여 무게가 줄어들게 되고, 이 과정에서 감소 값(d)이 0에 도달하게 되면 완전건조를 위해 10분이하로 설정된 시간 동안 발열 및 송풍 건조 기능을 수행(S13)한 다음 모든 기능을 정지하고 자동 건조의 제어방법을 완료하게 된다(S14).

상기 감소 값(d)이 0에 도달하지 않았지만 일정 수치 이하일 때에는 설정된 시간만큼 건조기능을 수행하게 함으로써 정지와 재가동 사이클의 짧은 반복 수행 주기로 인한 건조 효율 저하를 방지하도록 하며, 본 발명에 따른 실시예에서는 이해를 돕기 위해 상기 최소 발열 설정값을 5로 정하고 이에 따라 감소값(d)이 5이하일때는 일괄적으로 5분동안 발열 및 송풍 건조를 실시한다(S12).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수건 건조대(100)는, 욕실에서 사용되는 수건이 건조되는 과정에서, 가로로 배치된 넓은 면적의 수건 건조바(110,120)에 포함된 전열 코일(160)에서 발생하는 열과 상기 수건 건조바(110,120)에 형성된 다수의 공기 토출구에서 배출되는 바람을 이용하여 사용한 수건을 신속하게 건조 할 수 있고, 건조가 완료되었을 때 자동으로 모든 전기 건조 수단을 정지할 수 있는 건조 완료 인식 기능을 갖는 수건 건조대와 그 기능을 실현할 수 있는 제어방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 내용은 발명의 청구 범위에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명의 특징과 기술적 장점을 폭 넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시 적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구 범위와 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 수건 13: 메인 케이블
14: 걸이부 유격 16: 수건 무게의 누름힘(F)
17: 힘작용 거리
70: 욕실 벽면 100: 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대
101a, 101b : 수건 건조지지대 102: 지지대 마개
103: 지지대 마운트 104: 벽걸이 브라켓
105: 제어부 마운트
109: 제어부 케이블 110: 최상측 수건 건조바
120: 수건 건조바 121: 공기 토출그릴
122: 공기 토출구 125: 최상측 건조바 상판
127: 열선 격벽 130: 수건 걸이부
131: 걸이부 보강판 140: 로드셀
141: 탄성변형체 142a, 142b: 고정스크류
144: 스트레인게이지 151: 로드셀 전선
152: 열선 패킹 153: 측면 격벽
154: 순환팬 연결 전선 160: 전열 코일
180: 완충부 181: 완충 포켓
182: 완충 스프링 300: 송풍팬부
301: 송풍팬 날개 302: 고정자(stator)
303: 리어 브랫킷 305: 송풍팬 케이스
400: 제어부 401: 타이머 레버
402: 송풍 제어버튼 403: 모드 선택버튼
404: 수건교환 입력버튼 405: 순환팬 바람세기 표시등
406: 모드 표시등 407: 전원 스위치
408: 코드 연결부 410: 제어부 기판
500: 온도센서

Claims

좌우로 이격하여 배치된 한 쌍의 수건 건조 지지대;
상기 수건 건조 지지대 사이에 위치하며 내측에 전열 코일이 구비되며, 정면부 및 후면부에는 공기를 배출하는 공기 토출구가 구비된 한 개 이상의 수건 건조 바;
상기 수건 건조지지대와 상기 수건 건조바 내측으로 이동하는 바람을 발생시키는 송풍팬;
최상측에 위치한 수건 건조바의 상부에 배치되어 수건이 걸리는 수건 걸이부;
상기 수건 걸이부의 좌우측 단부에서 상기 수건 걸이부와 상기 최상측 수건 건조바 사이에 구비되어 수건의 무게를 측정하는 측정부;
상기 측정부에서 측정된 상기 수건의 무게에 따라 상기 수건을 건조시키도록 상기 전열 코일 및 상기 송풍팬을 일정시간 가동하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
전면부에 풍양 조절 버튼, 모드 선택 버튼, 수건 교환 버튼 그리고 타이머 조절 버튼을 포함하는 조작 버튼들이 구비되며,
수건 교환 버튼이 선택되면 수건이 교환되는 시점을 시스템 메모리에 저장하는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대.
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청구항 1에 있어서,
상기 한 개 이상의 수건 건조바 각각은 상기 정면부와 상기 후면부에 한 쌍의 공기 토출구가 구비되고, 상기 각 공기 토출구에는 공기 토출 그릴이 구비되는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대.
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청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 사용자가 상기 수건 교환 버튼을 누른 후 설정된 기간, 총 건조 시간 및 사용 횟수에 도달하게 되면 수건 교환을 알리는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대.
건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법에 있어서,
수건 걸이부에 수건이 걸리면 상기 수건의 무게를 측정하는 단계;
전열 코일에 의한 발열 및 송풍팬에 의한 송풍을 통해 상기 수건을 초기 건조하는 단계;
상기 송풍을 중지하고 상기 수건의 무게를 재측정하는 단계; 및
상기 수건의 무게 감소값에 비례하는 건조시간 동안 수건을 건조하는 단계;를 포함하고,
상기 수건의 무게 감소값이 제1임계값 이하일까지 상기 재측정 및 건조를 반복하는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법.
청구항 8에 있어서,
상기 수건의 무게를 측정하는 단계는 일정 시간 대기 후 무게를 측정하거나,
상기 수건의 무게를 재측정하는 단계는 상기 송풍을 중지하고 일정 시간 대기 후 상기 수건의 무게를 재측정하는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법.
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청구항 9에 있어서.
상기 수건의 무게를 측정하는 단계는 상기 대기시간 동안 움직임이 감지되면 대기 시간을 리셋 하며,
상기 수건의 무게를 측정하는 단계 및 상기 수건의 무게를 재측정하는 단계는 시스템 메모리에 상기 무게 측정 값을 저장하는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 수건을 건조하는 단계는 상기 재측정 전후의 상기 무게 감소 값에 비례한 시간동안 상기 발열 및 송풍에 의해 상기 수건을 건조하는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법.
청구항 8에 있어서,
상기 수건의 무게 감소값이 제1임계값 이하이지만 상기 제1임계값보다 작은 제2임계값이 아닌 경우, 설정된 시간동안 발열 및 송풍에 의해 건조를 실시한 후에 무게를 측정하고 상기 감소 값이 상기 제2임계값이 될 때 까지 이 단계를 반복하고,
상기 감소 값이 상기 제2임계값에 도달하게 되면 설정된 시간동안 종료 전 확인 건조를 실시한 후 건조를 완료하는 건조 인식 기능을 포함하는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법.
청구항 8에 있어서,
상기 수건 걸이부에 일정크기 이상의 무게 변화를 감지하면 자동 건조가 개시되는 자동 욕실 수건 건조대의 제어방법.
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