KR20000018919A - 급수밸브 자동 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물의 낭비를 방지하기 위한 급수밸브 자동 제어장치에 관한 것으로, 종래에는 물을 틀어 두고서 깜박 잊는 경우 계속해서 급수 상태에 있기 때문에 물의 낭비를 초래한다. 본 발명은 이를 감안하여, 물체 감지 센서를 급수장치의 주변에 설치하여 사람이 접근하는지를 감지하고, 급수장치의 급수관에 전동 밸브를 설치하며, 상기 센서에 의해 사람이 접근하는 것을 감지하면 상기 급수관의 전동 밸브를 열어주어 급수가 가능하게 하고, 사람이 없는 것으로 감지되면 일정 시간 동안 급수가 가능한 상태를 유지하다가 그 일정 시간이 경과된 후에 상기 급수관의 전동밸브를 잠그도록 제어하는 제어수단을 설치한 급수밸브 자동 제어장치를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 사용자가 급수장치의 근처에 있는지의 여부에 의해 전동 밸브를 제어하여 사람이 없는 상태로 일정 시간 이상 경과되면 전동 밸브를 잠그게 되므로 수도꼭지를 틀어둔 채로 방치되는 것을 자동으로 방지할 수 있게 된다.

Description

급수밸브 자동 제어장치

본 발명은 급수밸브의 개폐를 자동 제어하여 물의 낭비를 방지하기 위한 것으로, 물체 감지 센서를 이용하여 사람이 없을 때 급수장치의 급수밸브를 자동으로 잠금으로써, 물 낭비를 방지할 수 있도록 한 급수밸브 자동 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 대부분의 가정이나, 영업 장소 또는 공공 장소 등에서 물을 공급하기 위한 급수장치 즉, 가정의 싱크대나 세면대 또는 욕실 등등의 급수 장치는, 수동 밸브(수도꼭지)를 돌려서 열림과 잠금을 수동으로 조작하도록 되어 있다. 그런데, 사용자가 물을 틀고서 그대로 두고 자리를 떠나는 경우, 수동으로 수도꼭지를 잠가 주어야만 급수를 중지시킬 수 있기 때문에, 물의 낭비가 커지게 된다. 실수로 수도꼭지를 잠그지 않고 자리를 떠나는 경우도 있고, 욕조 등에 물을 받기 위하여 물을 틀어 두고서 자리를 떠났다가도 이 사실을 깜박 잊는 경우가 종종 있으며, 이런 경우 물의 낭비를 초래한다. 특히나, 온수를 공급하는 경우에 온수를 틀어두고서 자리를 비워서 물이 낭비되는 경우 급탕을 위한 에너지 손실까지 겹치므로 낭비가 심해지는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 급수장치(수도)의 주위에 사람이 접근하는지를 감지하여 자동으로 물의 공급을 제어함으로써, 물의 낭비를 최소화시킬 수 있도록 한 급수밸브 자동 제어장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 물체 감지 센서를 급수장치의 주변에 설치하여 사람이 접근하는지를 감지하고, 급수장치의 급수관에 전동 밸브를 설치하며, 상기 센서에 의해 사람이 접근하는 것을 감지하면 상기 급수관의 전동 밸브를 열어주어 급수가 가능하게 하고, 사람이 없는 것으로 감지되면 일정 시간 동안 급수가 가능한 상태를 유지하다가 그 일정시간이 경과된 후에 상기 급수관의 전동밸브를 잠그도록 제어하는 제어수단을 설치함으로써, 달성되는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 사용자가 급수장치의 근처에 있는지의 여부에 의해 전동 밸브를 제어하여 사람이 없는 상태로 일정 시간 동안 이상 경과되면 전동밸브를 잠그게 되므로 수도꼭지를 틀어둔 채로 방치되는 것을 자동으로 방지할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 의한 급수밸브 자동 제어 장치 구성도.

도 2 는 본 발명의 자동 제어부의 상세 블록도.

도 3 은 본 발명의 급수밸브 자동 제어 흐름도.

도 4 는 본 발명을 옥내 전원선을 이용한 데이타 송수신 장치에 적용한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 급수 관 2 : 급수장치

10 : 전동 밸브 20 : 밸브 구동기

30 : 자동 제어부 31 : 신호 입력부

32 : 필터부 33 : 움직임 검출부

34 : 제어부 35 : 타이머

36 : 비교부 37 : 기준값 설정부

38 : 제어신호 출력부 40 : 움직임 검출 센서

100 : 전원선을 이용한 데이타 송수신부

101 : 옥내 전원선 102 : 전원 콘센트

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 의한 급수밸브 자동 제어장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 사용자가 직접 밸브 손잡이를 조작하여 급수를 조절하는 급수 장치(2)에 있어서, 상기 급수 장치(2)의 주변에 사람이 있는지를 검출하기 위한 움직임 검출센서(40)와, 상기 급수 장치(2)의 급수 관(1)을 개폐시키기 위한 전동 밸브(10)와, 상기 움직임 검출센서(40)의 검출신호를 판독하여 상기 급수 장치(2)의 주변에 사람이 있는 경우 상기 전동 밸브(10)를 열어 주도록 제어신호를 발생하고, 상기 급수 장치(2)의 주변에 사람이 없으면 일정한 시간 동안 대기하였다가 상기 전동 밸브(10)를 잠그도록 제어신호를 발생하는 자동 제어부(30)와, 그 자동 제어부(30)의 제어신호에 의거하여 상기 전동 밸브(10)를 열거나 잠그도록 구동시키는 밸브 구동기(20)를 포함하여 구성된다.

상기 움직임 검출센서(40)는, 실용화되어 이미 잘 알려진(예; 현관문의 조명등 자동 제어를 위한 움직임 감지 센서 등등) 센서를 사용할 수 있으며, 세면대나, 욕실 등등의 급수장치가 있는 주변 공간 내에 사람이 들어와서 움직이는지를 감지하도록 센서의 감지 영역을 적절하게 조절하여 움직임 검출 센서(40)를 설치한다.

상기 자동 제어부(30)는, 상기 움직임 검출 센서(40)의 검출신호를 입력받아 기준값과 비교하여 움직임이 있는지 즉, 사람이 급수장치(2)의 주변에 근접하는지를 판단하고, 그 판단에 의거해서 전동 밸브(10)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다.

상기 전동 밸브(10)는, 급수 관(1)을 개폐시킬 수 있는 볼 밸브 등을 이용하며, 그 밸브를 구동시키기 위해서 밸브 구동기(20)를 사용한다.

상기 밸브 구동기(20)는, 상기 전동 밸브(10)와 일체로 구성될 수 있으며, 상기 자동 제어부(30)의 제어신호에 의거해서 전동밸브(10)를 '잠김' 상태 또는 '열림' 상태가 되도록 제어하기 위해서, 모터나 솔레노이드 등을 이용할 수 있으며, 전원을 절약하기 위해서 '열림' 상태 또는 '잠김' 상태로의 상태 변환시에만 밸브 구동기(20)가 작동되고, 현재 상태를 유지하는 경우에는 별도의 전원 소모를 하지 않도록 구성함이 바람직하다.

도 2 는 본 발명에 의한 자동 제어부의 일 실시예를 보인 블록도이다.

상기 자동 제어부(30)는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 움직임 검출 센서(40)의 검출신호를 입력받아 전치 증폭하는 신호 입력부(31)와, 잡음을 제거하는 필터부(32)와, 그 필터부(32)의 출력신호를 입력받아 일정시간 지연시킨 이전신호와 현재 입력되는 현재신호의 차이값이 기준값보다 큰지를 비교하여 움직임 여부를 검출하는 움직임 검출부(33)와, 움직임 검출부(33)의 움직임 검출신호를 일정한 시간마다 체크하여 그 움직임 검출 여부에 의해서 전동밸브(10)를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부(34)와, 상기 제어부(34)의 제어에 의거하여 움직임 검출이 없는 경우 시간 카운트를 시작하고, 움직임 검출이 있으면 리세트 되는 타이머(35)와, 그 타이머(35)의 타이머 시간과 기준값 설정부(37)의 미리 설정해둔 기준 시간을 비교하여 타이머 시간이 기준시간보다 큰 경우 상기 제어부(34)에 전동 밸브 잠금을 위한 제어신호를 발생하는 비교부(36)와, 상기 제어부(34)의 전동 밸브 제어신호를 밸브 구동기(20)에 출력하는 제어신호 출력부(38)로 구성된다.

여기서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 제어부(30)는 일 실시예를 보인 것으로 꼭 이와 같은 구성만을 본 발명으로 한정하는 것은 아니며, 움직임 검출부가 센서(40)와 함께 구성되어 센서(40)에서 움직임이 있을 때만 자동제어부의 제어부에 움직임 검출신호를 입력하도록 구성될 수도 있다. 또한, 타이머, 비교부, 기준값 설정부는, 일정한 시간을 지연시키는 적분기에 의한 시정수를 이용하여 제어부(34)의 움직임이 없는 시점에서의 제어신호를 일정한 시정수 시간동안 지연시켜 다시 제어부(34)에 입력시키도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 자동 제어부(30)는, 센서(40)의 검출신호를 신호 입력부(31)를 통해서 전치 증폭하여 입력받고, 필터부(32)에서 필터링하여 움직임 검출부(33)에 입력되면, 움직임 검출부(33)는 입력신호를 일정시간 지연시킨 이전신호와 현재 입력신호를 비교하여 그 차이가 기준값 이상이면 움직임이 있는 것으로 판단하여 움직임 신호를 제어부(34)에 출력한다.

제어부(343)는 움직임 검출부(33)의 움직임 검출신호에 의거하여 도 3 과 같은 제어 흐름으로 전동 밸브 제어신호를 발생한다. 일정 시간마다 체크하여 움직임 검출이 없으면 타이머(35)를 작동시키고, 타이머(35)의 시간과 기준값 설정부(36)의 설정시간을 비교하여 타이머 시간이 설정시간을 경과하면 비교부(36)에서 제어부(34)에 제어신호를 입력하고, 그 제어부(34)가 전동밸브를 잠금으로 제어할 수 있도록 제어신호를 출력한다.

상기 자동 제어부(30)의 제어부(34)의 작용을 도 3 에 도시된 본 발명에 의한 급수밸브 자동 제어 흐름도를 참조해서 설명한다.

자동 제어부(30)는, 움직임 검출 센서(40)로부터 검출신호를 입력받아 일정한 시간 간격으로 급수장치(2) 주변에 사람이 있는지 즉, 움직임이 검출되는지를 판단한다. 만약, 움직임 검출이 있으면, 전동밸브(10)를 '열림'으로 제어하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 이에 따라 밸브 구동기(20)는, 자동제어부(30)의 밸브 '열림'제어신호에 의해서 전동밸브(10)를 '열림'으로 제어한다.

한편, 움직임이 검출되지 않으면, 현재 밸브 제어신호가 '잠금'신호인지를 판단하고, 잠금 신호인 경우는, 전동밸브(10)가 잠금 상태에 있는 것이므로 별도의 제어 없이 움직임 검출인지를 판단하는 단계로 복귀하여 움직임 검출이 있을 때가지 전동밸브(10)의 잠금 상태를 유지시킨다. 만약, 움직임 검출이 없는 상태에서 전동밸브(10)가 잠금 상태가 아니면, 즉, 전동밸브(10)를 열림 상태로 제어하고 있는 상태에서 움직임 검출이 없으면, 타이머를 온 시켜 시간을 카운트하고, 그 타이머 시간이 미리 정해둔 일정한 시간(예; 15분 ∼ 20분)을 경과하는지를 체크한다.

타이머 시간이 상기 일정 시간보다 작은 경우 움직임 검출이 있는지를 판단하고, 타이머를 작동시키는 동안에 움직임 검출이 없으면, 타이머 시간을 계속 체크하고, 타이머 작동중도 움직임 검출이 있으면, 즉시 타이머를 리세트 시킴과 아울러 자동밸브(10)를 열림 상태로 제어하도록 제어신호를 발생한다.

그리고, 카운트되고 있는 타이머 시간이 상기 미리 정해둔 일정한 시간보다 큰 경우, 즉, 움직임 검출이 없는 시점부터 일정한 시간이 경과된 후에는, 상기 전동밸브(10)를 '잠금'상태로 제어하도록 제어신호를 발생한 후, 타이머를 리세트시키고, 움직임 검출이 있는지를 계속 체크한다. 이에 따라 밸브 구동기(20)에서는 전동밸브(10) 잠금 신호에 의거하여 전동밸브(10)를 '잠금' 상태로 제어하여 급수가 자동으로 정지되게 한다.

따라서, 사용자가 급수장치(2)의 주변에 접근하면 센서(40)가 움직임을 검출하고, 자동 제어(30)가 움직임 검출임을 판단하여 전동 밸브(10)를 열림 상태로 제어한다. 이에 따라 사용자가 급수장치(2)의 손잡이를 돌려서 급수를 받을 수 있게 된다.

사용자가 물 사용을 마치고, 사용자가 수도꼭지를 잠그고 나가게 되면 아무런 문제가 없으나, 수도꼭지를 열어둔 채로 나가게 되면 물의 낭비가 우려된다. 이때에 본 발명의 장치가 작동되어 일정한 시간이 경과되면 자동으로 급수를 중단시키게 된다.

사용자가 급수장치(2)의 주변에서 나가게 되면, 즉, 센서(40)의 감지 영역 밖으로 나가게 되면, 움직임 검출이 없게 되고, 이에 따라 타이머를 작동시켜 일정시간이 경과될 때까지 움직임 검출이 없으면 전동밸브(10)를 잠금 상태로 제어하게 된다.

그러므로 사용자가 급수장치(2)의 손잡이를 열어둔 채로, 즉, 수도꼭지를 잠그지 않고서 밖으로 나가게 되면, 일정한 시간이 경과된 후 전동 밸브(10)를 자동으로 잠그게 되므로, 물의 낭비를 방지할 수 있게 된다.

여기서, 움직임 검출이 없는 후 일정한 시간이 경과되는지를 체크하는 이유는, 사용자가 욕조나, 다른 물통에 물을 받는 경우, 급수장치 주변에서 지키고 있지 않고 밖으로 나가는 경우가 있으므로, 욕조에 물을 채우거나 물통에 물을 받을 수 있는 시간을 감안하여 일정한 시간을 설정하고 그 일정 시간 동안 기다렸다가 전동 밸브를 잠그게 된다.

이와 같은, 본 발명은, 여관이나 호텔 또는 다수의 급수장치가 구비된 기타 시설 등등에서 관리인이 각 급수장치를 쉽게 관리하기 어려운 경우 매우 유용하게 물의 낭비를 방지할 수 있고, 특히 온수 공급을 자동 제어하도록 함으로써, 물의 낭비뿐만 아니라 온수 공급을 위한 에너지의 낭비도 방지할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명은 옥내 전원선을 이용하여 데이타 송수신을 하도록 구성할 수 있는데, 이는 도 4 에 도시된 바와 같이, 옥내 전원선(101)을 통해서 센서(40)와, 자동 제어(30) 및 밸브 구동기(20)가 서로 신호 전달을 할 수 있도록 구성할 수 있다.

옥내 전원선(101)을 통해서 서로 신호를 전달하기 위해서 전원선을 이용한 데이타 송수신부(100)를 이용한다. 즉, 센서(40)와, 자동 제어부(30) 및 밸브 구동기(20)에 각각 전원선을 이용한 데이타 송수신부(100)를 하나씩 연결하고, 각 전원선을 이용한 데이타 송수신부(100)는 옥내 전원선(101)으로 부터 인출된 콘센트(101)에 각각 플러그로 연결하여 설치한다.

여기서, 상기 전원선을 이용한 데이타 송수신부(100)는, 가정용 전원의 주파수가 60Hz 이므로, 그 주파수를 이용하여 변조된 데이타를 전원신호에 실어보내고, 그 전원 주파수에서 데이타를 분리 검출하는 방법으로 전원선을 이용하여 데이타를 송수신 할 수 있다. 이때, 옥내 배선이 시작되는 적산 전력계의 바로 후단에 전원차단기나 또는 전원 안정화기 등등이 설치되어 옥내와 옥외간의 신호전달 및 잡음이 차단되며, 옥내 배선에서만 데이타 송수신이 이루어진다. 이러한 전원선을 이용한 데이타 송수신 장치는, 이미 상용화되어 원칩화된 제품으로 판매되고 있으며, 본 발명에서는 그 상용화된 전원선을 이용한 데이타 송수신 칩을 사용한다.

이와 같이 전원선을 이용하게 되면, 센서(40)와 자동 제어부(30) 및 밸브 구동기(20)간에 상호 신호선 연결이 필요 없으므로 센서, 자동 제어부 및 밸브 구동기의 설치 위치를 전원선이 있는 곳에 자유롭게 선택하여 설치할 수 있고, 자동 제어부(30)의 데이타 처리 용량을 크게 하여 다수의 센서와 다수의 밸브 구동기를 각각의 식별 신호를 부여하여 신호처리 하도록 구성함으로써, 하나의 자동 제어부로서 각기 해당되는 센서의 감지에 따라 다수의 전동 밸브를 각각 제어할 수 있도록 구성할 수 있다.

이와 같은 하나의 자동 제어부를 이용하여 다수의 전동 밸브를 제어하도록 하는 구성은 여관이나 호텔등 많은 수의 급수장치가 각각 구비되어 있고, 각각을 관리인이 제어하기 어려운 곳에서 매우 유용하게 적용될 수 있다. 또한, 다수의 전동밸브를 제어하도록 하는 경우, 자동 제어부에 각 방마다의 사용 상태를 표시하는 표시장치와 수동 조작장치 등을 더 포함시켜 구성하여 활용도를 더욱 확장시킬 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 사용자가 급수장치의 근처에 있는지의 여부에 의해 전동 밸브를 제어하여 사람이 없는 상태로 일정 시간 이상 경과되면 전동밸브를 잠그게 되므로 수도꼭지를 틀어둔 채로 방치되는 것으로 자동으로 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 밸브 개폐 자동 제어 장치는, 우리가 흔히 볼 수 있는 APT, 여관, 호텔, 빌딩, 연수원, 기숙사, 비닐하우스 등과 같은 물을 사용하는 장소에 설치함으로써, 물을 사용하는데 있어서 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하며, 상기와 같은 장소에서 사용자의 실수나 착오로 인한 물의 낭비를 감소할 수 있으므로 일반 산업시설이나 숙박업소와 같은 곳의 에너지의 낭비도 줄일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 전원선을 이용한 데이타 송수신 장치를 이용하게 되면, 각 센서와 자동제어 및 전동 밸브간의 별도의 배선이 필요 없고, 설치 위치를 자유롭게 선택할 수 있으며, 하나의 자동 제어부를 이용하여 다수의 전동 밸브를 각각 해당되는 센서의 감지에 따라 제어할 수 있어서 설비비를 절감할 수 있다.

Claims (3)

1. 사용자가 직접 밸브 손잡이를 조작하여 급수를 조절하는 급수 장치(2)에 있어서,

   상기 급수 장치(2)의 주변에 사람이 있는지를 검출하기 위한 움직임 검출 센서(4)와,

   상기 급수 장치(2)의 급수 관(1)을 개폐시키기 위한 전동 밸브(10)와,

   상기 움직임 검출 센서(40)의 검출신호를 판독하여 상기 급수 장치(2)의 주변에 사람이 있는 경우 상기 전동 밸브(10)를 열어 주도록 제어신호를 발생하고, 상기 급수 장치(2)의 주변에 사람이 없으면 일정한 시간 동안 대기하였다가 상기 전동 밸브(10)를 잠그도록 제어신호를 발생하는 자동 제어부(30)와,

   그 자동 제어부(30)의 제어신호에 의거하여 상기 전동 밸브(10)를 열거나 잠그도록 구동시키는 밸브 구동기(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 급수밸브의 자동 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 제어부(30)는,

   상기 움직임 검출 센서(40)의 검출신호를 입력받아 전치 증폭하는 신호 입력부(31)와, 잡음을 제거하는 필터부(32)와,

   그 필터부(32)의 출력신호를 입력받아 일정 시간 지연시킨 이전신호와 현재 입력되는 현재신호의 차이값이 기준값보다 큰지를 비교하여 움직임 여부를 검출하는 움직임 검출부(33)와,

   움직임 검출부(33)의 움직임 검출신호를 일정한 시간마다 체크하여 그 움직임 검출 여부에 의해서 전동 밸브(10)를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부(34)와,

   상기 제어부(34)의 제어에 의거하여 움직임 검출이 없는 경우 시간 카운트를 시작하고, 움직임 검출이 있으면 리세트 되는 타이머(35)와,

   그 타이머(35)의 타이머 시간과 기준값 설정부(37)의 미리 설정해둔 기준 시간을 비교하여 타이머 시간이 기준 시간보다 큰 경우 상기 제어부(34)에 전동 밸브 잠금을 위한 제어신호를 발생하는 비교부(36)와,

   상기 제어부(34)의 전동 밸브 제어신호를 밸브 구동기(20)에 출력하는 제어신호 출력부(38)로 구성된 것을 특징으로 하는 급수밸브 자동 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 급수밸브 자동 제어장치는,

   옥내 전원선(101)을 통해서 데이타를 송수신할 수 있는 전원선을 이용한 데이타 송수신부(100)를 상기 센서(40)와, 상기 자동 제어부(30) 및 상기 밸브 구동기(20)에 각각 더 포함시켜 옥내 전원선(101)의 임의의 콘센트(102)에 각기 연결하고,

   상기 센서(40)와 상기 자동 제어(30) 및 상기 밸브 구동기(20) 간에 별도의 신호선 연결없이 서로의 데이타를 옥내 전원선(101)을 이용하여 송수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 급수밸브 자동 제어장치.