KR20030036318A - 지능형 수온조절기 - Google Patents

Abstract

수도꼭지 등에서 냉수 및 온수가 혼합된 혼합수를 간편한 조작으로 토출시킬 수 있는 지능형 수온조절기가 개시된다.

종래에는 기구적인 밸브 장치에 의해 냉수 및 온수가 토출되도록 하고 있으나, 이는 냉수 및 온수를 사용하기 알맞게 혼합되도록 밸브를 조작하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 사용이 불편하고 조작 미숙의 경우에는 고온의 혼합수에 의해 화상을 입게 되는 등의 여러 가지 문제점들이 있는데 이를 해결하기 위하여, 냉수관(20) 및 온수관(21) 내의 물의 온도를 감지하는 냉수 및 온수 온도감지 센서(22)(23)와, 상기 냉수 및 온수 온도감지 센서(22)(23)에서 감지된 온도에 따라 미리 설정된 혼합수의 온도로 개폐되는 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)와, 상기 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)의 열림 정도를 미리 설정된 혼합수의 온도에 맞게 구동하는 밸브 구동장치(26)(27)와, 상기 냉수 및 온수 온도감지센서(22)(23)에서 감지된 데이터를 미리 설정된 혼합수의 온도에 도달하도록 밸브 구동장치(26)(27)에 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)의 열림 정도를 제어하는 신호를 보내는 제어부(30)와, 상기 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)로 배출된 냉수 및 온수를 혼합하여 배출하는 혼합수 개폐밸브(28)를 포함하는 지능형 수온조절기가 제공된다.

따라서, 혼합수의 온도를 사용자가 미리 설정함으로써 원터치방식으로 혼합수의 온도 설정이 용이하고, 토수구를 통하여 토출되는 혼합수가 미리 설정된 일정온도로 토출됨으로써 화상 등의 위험이 없으며, 리모트 콘트롤러 및 콘트롤 패널에서 혼합수의 설정이 이루어짐으로써 사용이 매우 편리하게 된다.

Description

지능형 수온조절기{Intelligence Auto Controling System for Cold Water and Warm Water}

본 발명은 냉,온수 자동공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 원하는 냉수 및 온수의 온도를 냉수 자동제어 밸브와 온수 자동제어 밸브를 통해 자동으로 혼합하여 미리 설정된 온도로 토출하도록 된 지능형 수온조절기에 관한 것이다.

일반적으로 수도꼭지 등에는 냉수 및 온수를 적정의 온도로 혼합하여 토출하도록 하는 수도꼭지가 구비된다.

종래에는 도 1에 도시한 바와 같이 냉수관(10)과 온수관(11)이 각각 별도로 구비되고, 상기 냉수관(10) 및 온수관(11)을 통하여 유입된 냉수 및 온수는 사용자가 적절하게 조절한 조절밸브(12)에 의해 냉수 및 온수가 적정의 온도로 혼합되어 토수구(13)를 통하여 토출되도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 장치는 사용하기 적절한 온도로 혼합수를 혼합되도록 밸브를 조절하는 것이 어려울 뿐만 아니라 사용 초기에는 온수관 내에 머물고 있는 낮은 온도의 온수에 의해 온수의 비율이 높게 됨으로써 사용중 다시 재조정해야 되는 등의 번거로움이 있고, 밸브의 조절이 숙련되지 않을 경우에는 높은 온도의 온수가 토출됨으로써 화상의 위험이 있는 등의 여러 가지 문제점들이 내재되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 사용자가 미리 설정한 온도의 혼합수가 토출됨으로써 사용이 매우 편리하고, 원터치방식으로 혼합수의 온도 설정이 용이하며, 콘트롤패널에 구비된 제어부에서 일정한 온도의 혼합수가 토출되도록 지속적으로 피드백 제어함으로써 고온의 혼합수로 인한 화상 등의 위험을 미연에 방지할 수 있는 지능형 수온조절기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 수도관의 냉, 온수 제어장치를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 지능형 수온조절기를 도시한 블록도,

도 3은 본 발명에 의한 지능형 수온조절기를 도시한 일부 평면도,

도 4는 본 발명에 의한 지능형 수온조절기의 콘트롤 패널을 도시한 개략도,

도 5는 본 발명에 의한 지능형 수온조절기의 일 설치례,

도 6은 본 발명에 의한 지능형 수온조절기의 작동 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 냉수관 21: 온수관

22: 냉수 온도감지 센서 23: 온수 온도감지 센서

24: 냉수 자동제어 밸브 25: 온수 자동제어 밸브

26,27: 밸브 구동장치 28: 혼합수 개폐 밸브

29: 토수구 30: 제어부

31: 혼합수 온도감지 센서 34: 전원 감지회로

36: 스피커 37: 리모트 콘트롤러

40: 콘트롤 패널 41: 표시부

42: 키버튼 46: 스피커

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지능형 수온조절기는, 냉수관 및 온수관 내의 물의 온도를 감지하는 냉수 및 온수 온도감지 센서; 상기 냉수 및 온수 온도감지 센서에서 감지된 온도에 따라 미리 설정된 혼합수의 온도로 개폐되는 냉수 및 온수 자동제어 밸브; 상기 냉수 및 온수 자동제어 밸브의 열림 정도를 미리 설정된 혼합수의 온도에 맞게 구동하는 밸브 구동장치; 센서 및 자동제어밸브를 제어하는 제어부와, 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환기와, 변환기로부터 전원이 공급되는 지를 감지하는 전원 감지회로 및 정전시 자체 저장된 전원을 공급하는 배터리를 일체로 포함하고 있으며, 제어부를 통해 상기 냉수 및 온수 온도감지센서에서 감지된 데이터를 미리 설정된 혼합수의 온도에 도달하도록 밸브 구동장치에 냉수 및 온수 자동제어 밸브의 열림 정도를 제어하는 신호를 보내 혼합수가 미리 설정된 온도에 도달되도록 제어하는 콘트롤 패널과; 상기 냉수 및 온수 자동제어 밸브로 배출된 냉수 및 온수를 혼합하여 배출하는 혼합수 개폐밸브를 포함한다.

따라서 본 발명에 의하면, 혼합수의 온도를 사용자가 키버튼 또는 업·다운 버튼을 통해 원터치방식으로 미리 설정함으로써 혼합수의 온도 설정이 용이하고, 토수구를 통하여 토출되는 혼합수가 항상 미리 설정된 온도로 토출됨으로써 화상 등의 위험이 없으며, 리모트 콘트롤러 및 콘트롤 패널에서 혼합수의 설정이 이루어짐으로써 사용이 매우 편리하게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 지능형 수온조절기를 도시한 개략적인 블록도이고,도 3은 본 발명에 의한 지능형 수온조절기가 적용된 수도꼭지를 도시한 개략적인 평면도로서, 일측에 외부로부터 냉수를 공급하는 냉수관(20)이 구비되고, 타측에는 보일러 등의 가열수단으로부터 가열된 온수를 공급하는 온수관(21)이 구비되어 있다.

상기 냉수관(20) 및 온수관(21)에는 각각의 냉수 및 온수의 온도를 감지하는 냉수 온도감지 센서(22) 및 온수 온도감지 센서(23)가 각각 부착되어 있다.

그리고, 상기 냉수관(20) 및 온수관(21)에는 유량을 제어하는 냉수 자동제어밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)가 각각 설치되어 있다.

상기 냉수 자동제어 밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)에는 밸브의 열림 정도를 제어하는 밸브 구동장치(26)(27)가 각각 설치되어 있다.

상기 냉수 자동제어 밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)에 연결된 냉수관(20) 및 온수관(21)의 선단에는 냉수 및 온수가 혼합된 혼합수를 배출시키기 위한 혼합수 개폐밸브(28)가 구비되어 있으며, 상기 혼합수 개폐밸브(28)에는 외부로 혼합수를 토출시키기 위한 토수구(29)가 결합되어 있다.

또한 상기 혼합수 개폐밸브(28)에는 혼합수의 온도를 감지하여 제어부(30)로 보내는 혼합수 온도감지 센서(31)가 구비되어 있다.

상기 냉수 온도감지 센서(22) 및 온수 온도감지 센서(23)에서 감지된 냉수 및 온수의 온도는 상기 제어부(30)로 보내지며, 상기 제어부(30)에서는 상기 냉수 온도감지 센서(22) 및 온수 온도감지 센서(23)에서 보내진 신호에 의해 적정 온도의 혼합수를 혼합하도록 밸브 구동장치(26)(27)를 구동시켜 냉수 자동제어밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)의 개방 정도를 자동으로 제어하게 된다.

상기 자동제어 밸브(24)(25)는 볼 밸브 또는 조리개 밸브 등 다양한 밸브형식을 사용할 수 있는데, 상기 볼 밸브는 내측에 삽입된 개폐볼을 밸브구동장치(26)(27)를 통해 이동시킴으로써 개방정도를 조절하며, 상기 조리개 밸브는 카메라의 조리개 원리를 채용한 것으로서 밸브구동장치(26)(27)를 통해 조리개를 조절하여 개방정도를 조절하는 것이다.

한편, 전원부(32)를 통하여 인가된 교류 전원은 변환기(33)를 통하여 교류전원이 직류전원 12V∼20V으로 변환된 후 전원 감지회로(34)로 인가되고, 상기 전원 감지회로(34)로 인가된 전원은 정전 등이 감지되도록 구성되며, 정전 시에는 충전된 배터리(35)에서 전원이 인가되는데, 본 발명에서 교류전원을 직접 사용하지 않고 낮은 전압의 직류전원으로 변환하여 사용하는 것은 전기누전으로 인한 감전사고시 피해를 최소화하기 위한 것이다.

상기 제어부(30)는 스피커(36)를 제어하여 미리 설정된 음성 또는 경보음을 출력하게 되며, 리모트 콘트롤러(37) 및 콘트롤 패널(40)에 의해 조작 및 설정이 이루어지도록 구성된다.

상기 콘트롤 패널(40)의 외측부는 도 4에 도시한 바와 같이 상부에는 표시부(41)가 구비되는데, 상기 표시부(41)는 냉수온도 표시부(41a), 온수온도 표시부(41b), 설정온도 표시부(41c) 및 토출되는 혼합수 온도 및 경보 문자 등이 표시되는 혼합수온도 및 문자 표시부(41d)가 각각 형성되어 있고, 중앙부에는 사용자가 미리 설정된 온도를 원터치방식으로 선택하기 위한 키버튼(42)과, 설정 온도를 1℃ 씩 단계별로 상·하 조절하는 업·다운 버튼(45)이 구비되며, 하부에는 냉수만을 토출하는 경우 선택하는 냉수 전용 버튼(43)과, 온수 만을 토출하는 경우 선택하는 온수 전용 버튼(44)이 구비되어 있다.

또한, 상기 콘트롤 패널(40)의 내측 소정부위에는 경보음 또는 음성을 출력하는 스피커(46)가 구비되어 있으며, 상기 콘트롤 패널(40)의 일측면에는 리모트 콘트롤러(37)를 수용하기 위한 수용부(47)가 구비되어 있다.

상기 리모트 콘트롤러(37)는 사용자의 편의를 위해 손목 등에 묶을 수 있도록 암밴드 형식으로 제공할 수 있으며, 이때, 상기 리모트 콘트롤러(37)는 완전방수처리되어야 한다.

물론 상기 제어부(30), 전원부(32), 변환기(33), 전원 감지회로(34) 및 배터리(35)의 구성은 방수처리된 콘트롤 패널(40)의 내부에 구비되는데, 특히 상기 전원부(32) 및 변환기(33)는 콘트롤 패널(40)의 외부 예컨데, 천정부에 매립 설치되고, 별도의 방수케이블(도시되지 않음)을 통해 지능형 수온조절기의 전원감지회로(34)로 인가됨으로써, 전기누전으로 인한 감전사고시 피해를 최소화하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 지능형 수온조절기는 노출형, 매립형 등 다양한 방식으로 설치가 가능한데, 도 5는 샤워기의 높이를 조정하는 슬라이드바(2)의 내측 빈 공간을 이용한 일 설치례를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 전원부(32)는 천정(1)을 통해 벽면의 전원스위치(도시되지 않음) 또는 천정의 전등전원(도시되지 않음)과 직접 연결되어 220 V 교류전원(AC)을 공급받으며, 상기 교류전원은 천정(1)에 매립 설치된 변환기(33)에 전달되어 12V 직류전원(DC)으로 변환되고, 방수케이블을 통해 상기 변환된 직류전원은 슬라이딩바(2) 내측에 형성된 공간을 통과하여 콘트롤 패널(40)에 내장된 전원감지회로(34)에 전달되어 콘트롤 패널(40)을 동작시키게 된다.

이때, 상기 변환기(33)에서 슬라이딩바(2)를 통해 콘트롤 패널(40)과 연결되는 부위 및 콘트롤 패널(40) 자체는 완전방수처리가 됨으로써 물기로 인한 누전사고를 방지함은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 지능형 수온조절기는 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 리모트 콘트롤러(37) 또는 콘트롤 패널(40)에서 사용하고자 하는 혼합수의 온도를 미리 설정하고 제어부(30)에서는 센서(22, 23)를 통해 감지되는 물의 온도를 피드백 과정을 거쳐 제어하게 된다.

즉, 미리 설정된 혼합수의 온도는 제어부(30)로 보내지며, 상기 제어부(30)에서는 냉수관(20) 및 온수관(21) 내의 온도가 냉수 온도감지 센서(22) 및 온수 온도감지 센서(23)를 통하여 감지하여 혼합수 설정 온도에 따라 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)를 제어하게 된다.

상기 제어부(30)에서는 리모트 콘트롤러(37) 또는 콘트롤 패널(40)을 통하여 입력된 혼합수의 온도가 설정된 온도에 도달되도록 상기 냉수 온도감지 센서(22) 및 온수 온도감지 센서(23)에서 보내진 냉수 및 온수의 온도 데이터를 비교한 후 밸브 구동장치(26)(27)를 구동시키게 된다.

이때, 상기 밸브 구동장치(26)(27)의 구동에 의해 미리 설정된 혼합수의 온도에 도달하도록 냉수 자동제어 밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)의 열림 정도가 결정되고, 이에 따라 혼합수 개폐밸브(28)의 개방 조작에 의해 토수구(29)를 통하여 토출되는 혼합수의 온도는 사용자가 설정한 온도로 토출되는 것이다.

그런데, 실질적으로 혼합수 개폐밸브(28)의 개방 초기에 토출되는 혼합수는 온수관(21) 내에 머물고 있던 낮은 온도의 온수에 의해 사용자가 설정한 온도에 도달하지 않게 되는데, 이 때문에 초기 몇초(딜레이타임) 동안은 온수 자동제어 밸브(25) 만이 개방되어 온수만을 토출함으로써 빠른 시간 내에 사용자가 설정한온도의 혼합수가 토출되도록 하게 된다.

상기 딜레이타임은 본 발명에 의한 지능형 수온조절기를 설치하는 장소의 환경조건(중앙온수관, 보일러 등을 통해 온수가 배출되는 시간차이)을 감안하여 설치단계에서 임의로 조절이 가능하다.

한편, 상기 딜레이타임이 초과한 상태에서도 온수관(21)을 통해 배출되는 온수의 온도가 온수온도 감지센서(23)에서 일정 온도 이하로 감지되는 경우에 제어부(30)에서는 스피커(46)를 통해 경보음을 발생시킴과 동시에 콘트롤 패널(40)에 예컨데 "보일러를 점검해 주십시요" 등의 경보문자를 표시함으로써 온수가 공급되지 않음을 사용자에게 경보하게 된다.

물론, 상기 콘트롤 패널(40)을 통하여 혼합수의 설정 온도를 입력하는 경우에는 스피커(46)를 통하여 입력되는 설정 온도를 음성으로 출력하도록 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 냉수관(20) 및 온수관(21) 내의 물온도가 가변되는 경우, 즉 혼합수 개폐밸브(28)에서 배출되는 혼합수의 온도가 미리 설정된 혼합수의 온도보다 낮거나 높을 경우에는 냉수 온도감지 센서(22) 및 온수 온도감지 센서(23)에서 이를 감지하여 제어부(30)로 보냄으로써 밸브 구동장치(26)(27)가 냉수 자동제어 밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)의 열림 정도를 가변시키게 되고, 이에 따라 혼합수 개폐밸브(28) 및 토수구(29)를 통하여 배출되는 혼합수의 온도는 미리 사용자가 설정한 온도로 일정하게 유지되는 것이다.

한편, 정전 시에는 전원 감지회로(34)에서 이를 감지하여 스피커(36)를 통하여 예컨대 "정전입니다" 라는 음성을 출력하게 되며, 내장된 배터리(35)의 전원으로 밸브 구동장치(26)(27)를 작동하여 냉수 자동제어 밸브(24) 및 온수 자동제어 밸브(25)를 모두 개방하고 냉온수를 혼합수 개폐밸브(28)로 직접 제어함으로써, 종래의 수동식 냉온수 조절장치로서의 기능을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 사용자가 혼합수 개폐밸브(28)를 개방하는 경우에만 혼합수가 토출되고 폐쇄시킬 경우에는 혼합수가 토출되지 않으며, 상기 혼합수 개폐밸브(28)는 전원이 공급되어 본 발명의 지능형 수온조절기가 정상적으로 작동할 경우에는 개방 정도에 따라 물의 토출량만을 제어하게 되며, 정전 등으로 콘트롤 패널(40)이 작동하지 않는 경우에는 혼합수 개폐밸브(28)의 조작에 의해 물의 토출량 조절은 물론 혼합수의 온도도 조절하는 것이 가능케 된다.

본 발명은 수도꼭지에 적용된 경우를 도시하고 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 예컨대 가정용 수도꼭지는 물론 욕실 샤워기, 욕실 세면대 수도꼭지, 가정용 씽크대 수도꼭지, 호텔 등 숙박 시설의 샤워기, 수도꼭지 등에 적용될 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

본 발명에 지능형 수온조절기는 혼합수의 온도를 사용자가 미리 설정함으로써 혼합수의 온도 설정이 용이하고, 토수구를 통하여 토출되는 혼합수가 미리 설정된 일정 온도로 토출됨으로써 화상 등의 위험이 없으며, 리모트 콘트롤러 및 콘트롤 패널에서 혼합수의 설정이 이루어짐으로써 사용이 매우 편리하게 되는 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 지능형 수온조절기는 콘트롤 패널(40)의 세분화된 키버튼(42)을 통해 원터치방식으로 온도를 설정하므로 노약자나 장애인 등 활동성이 떨어지는 사람들의 편의를 증진시키며, 특히 업·다운 버튼(45)을 별도로 구비함으로써 수온 변화에 민감한 사람들의 편의도 증진시킬 수 있는 효과가 있으며, 지능형 수온조절기에 사용되는 전원을 낮은 전압의 직류전원으로 변환하여 사용함으로써, 만약에 발생될 수 있는 전기누전에 의한 감전사고의 피해도 최소화 할 수 있다.

Claims (5)

1. 냉수관(20) 및 온수관(21) 내의 물의 온도를 감지하는 냉수 및 온수 온도감지 센서(22)(23);

   상기 냉수 및 온수 온도감지 센서(22)(23)에서 감지된 온도에 따라 미리 설정된 혼합수의 온도로 개폐되는 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25);

   상기 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)의 열림 정도를 미리 설정된 혼합수의 온도에 맞게 구동하는 밸브 구동장치(26)(27);

   센서(22)(23) 및 자동제어밸브(24)(25)를 제어하는 제어부(30)와, 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환기(33)와, 변환기(33)로부터 전원이 공급되는 지를 감지하는 전원 감지회로(34) 및 정전시 자체 저장된 전원을 공급하는 배터리(35)를 일체로 포함하고 있으며, 제어부(30)를 통해 상기 냉수 및 온수 온도감지 센서(22)(23)에서 감지된 데이터를 미리 설정된 혼합수의 온도에 도달하도록 밸브 구동장치(26)(27)에 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)의 열림 정도를 제어하는 신호를 보내 혼합수가 미리 설정된 온도에 도달되도록 제어하는 콘트롤 패널(40)과;

   상기 냉수 및 온수 자동제어 밸브(24)(25)로 배출된 냉수 및 온수를 혼합하여 배출하는 혼합수 개폐밸브(28)를 포함하는 지능형 수온조절기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 콘트롤 패널(40)은 외측부의 상부에 냉수 냉수온도 표시부(41a), 온수온도 표시부(41b), 설정온도 표시부(41c) 및 토출되는 혼합수 온도 및 경보 문자 등이 표시되는 혼합수온도 및 문자 표시부(41d)가 각각 형성되며;

   중앙부에 미리 설정된 온도를 선택하기 위한 키버튼(42)과, 설정 온도의 단계별 상, 하 조절을 선택하는 업·다운 버튼(45)이 형성되고;

   하부에 냉수만을 토출하는 경우 선택하는 냉수 전용 버튼(43), 온수 만을 토출하는 경우 선택하는 온수 전용 버튼(44)이 구비되는 것을 특징으로 하는 지능형 수온조절기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부(30)에는 리모트 콘트롤러(37) 또는 콘트롤 패널(40)중 적어도 어느 하나를 선택하여 혼합수의 온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 지능형 수온조절기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 콘트롤 패널(40)에는 제어부(30)의 제어에 따라 정전시 또는 키버튼(42)의 조작시 미리 설정된 음성을 출력하는 스피커(46)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 지능형 수온조절기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합수 개폐밸브(28)에는 혼합수의 온도를 감지하여 제어부(30)로 보내는 혼합수 온도감지 센서(31)가 구비된 것을 특징으로 하는 지능형 수온조절기.