KR200315765Y1 - 자동수위조절장치 - Google Patents

Abstract

물의 높이를 정확하게 검출하는 능력을 가진 자동수위조절장치를 제공한다. 이 수 위조절장치는 전기적 절연벽의 외측면에 정전용량(Capacitance)검출 센서가

부착되어지고, 회로부는 전극들 사이의 정전용량 값을 검출하기 위한 정전용량 검출 센서를 포함하며, 정전용량 값은 검출 영역에서 물의 양에 응답하여 변화하고, 출력 회로는 정전용량 검출 센서에 의해 검출된 정전용량 값에 따라 수위에 대응하는 전기 신호를 제공하고 그 신호를 받아 제어회로부에서 급수밸브를 조절한다.

Description

자동 수위조절 장치{The Auto Water Level Control Equipment}

본 고안은 가정, 일반 숙박업소, 호텔 등의 욕조 및 물탱크의 수위조절장치에 관한 것으로, 욕조 또는 물탱크내의 수위가 원하는 수위에 도달하였을 때 물의 공급을 자동으로 차단하여 물의 낭비를 최대한 억제시키기 위하여 고안한 자동수위조절 장치이다.

욕조나 물탱크에 설치된 수도전은 사용자가 수도전을 열어 욕조내에 급수되는 물의 양을 사용자가 수시로 확인하여 일정수위에 도달하게 되면 수도전을 잠그어 주어 욕조나 물탱크 내에 저장되는 물이 넘치지 않도록 하게 되는 것으로서, 욕조나 물탱크 내에 물을 급수시켜 줄때 사용자가 일정수위에 도달할 때까지 지켜서 있거나, 또는 수도전을 틀어놓은 상태에서 다른 일을 하다가 사용자가 수시로 욕조나 물탱크 내에 담수되는 물의 양을 확인하여 일정수위에 도달하게 되면 수도전을 잠그어 주어야 하는 사용상의 번거로움이 있는 것이고, 수도전을 열어준 상태에서 다른 일을 하다가 수도전을 틀어준 것을 깜박 잊을 경우에는 욕조나 물탱크 내로 급수되는 물이 넘치게 되어 있어 필요 이상으로 물을 낭비하게 되는 등의 단점이 있었던 것이다.

이를 방지하기 위한 하나의 방법으로서 종래 기술로는 부력을 이용하여 밸브가 잠기게 하는 방법을 이용하고 있으나 외관상 노출이 될 수밖에 없는 구조라서 산업적인 디자인의 관점에서나 청소등에 제약을 받을수 밖에 없고, 또 파손에 의한 불편함이 많다는 것이 사실이다. 또한 종래의 자폐식 수도전은 급수되는 물에는 각종의 이물질이 함유되어 있어 이물질에 의해 오작동을 하게되어 물의 공급이 원활하게 되지 않는 단점이 있고 욕조나 물탱크의 크기에 따른 급수시간조절의 불편함이 있었던 것이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 치유하면서도 비용면에서는 저가의 자동절수장치를

그리고 신뢰성 면에서 구조가 간단하면서도 확실한 절수효과를 얻도록 하는 자동 수위조절장치를 제공하는 것이 바람직하다. 따라서 본 고안의 주목적은 욕조 및 물탱크(10)내의 수위가 원하는 수위(11)에 도달 하였을때 물의 공급을 보다 확실하게 공급 및 차단을 하게 하여 절수효과를 얻도록 하는 자동 수위조절장치를 제공하는 것이며, 이 수위조절장치는 욕조 및 물탱크 등에 설치되어 수전금구로부터 공급되어 담겨져 있는 물의 높이를 감지하여 물을 지속적 공급 또는 자동 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 물이 가지고 있는 정전용량(Capacitance)(도6 의 31,32)을 이용하여 일정한 기준의 정전용량(35)(36)과 비교를 하여 정해진 수위를 인식하여 전기적 전압 (도6)으로 출력해주는 정전용량 검출센서(12)(13)를 이용하여, 전자제어부(도6)가 급수의 여부를 판단, 급수밸브를 제어하여 절수효과를 얻도록 하는 자동 급수조절장치이다.

또한 정전용량 검출 센서(12)(13)는 근접한 위치에서도 인식할 수 있기 때문에 비접촉(도3)으로 이루어질수 있으므로 욕조나 물탱크의 내부벽(14)이 아닌 외부벽 (15)에 커페시턴스 검출 센서(12)(13)를 부착하여도 내부의 수위를 인식할 수 있는 이점이 있어 무접촉 감지 제어가 가능한 것이다. 이것을 이용하여 담겨지는 물의 높이를 감지하여 제어를 할 수 있는 특징의 자동수위조절장치이다.

제1도는 부력을 이용한 자동수위조절 장치의 실시 예를 나타내는 구성도로서,

수 위가 낮아지면 부력기구(1)가 아래로 내려오게 되며 밸브(2)가 열려 급수가

되고, 수위가 높아지면 부력기구(1)가 올라가게 되어 밸브(2)가 닫히게 되는 원리 이다.

제2도는 자폐식 수전금구에 부력기구를 별도로 연결한 자동수위조절 장치

제3도는 상기 자동수위조절장치에서의 정전용량 검출 센서가 욕조 또는 물탱크

외벽에 부착되는 상태를 나타내는 종단면도이다.

제4도는 각각의 정전용량 검출 센서 부위에 수위가 도달했을때의 센서 출력

신호를 나타낸 그림이다.

제5도는 욕조 또는 물탱크와 금부관, 금부 밸브, 전자제어부, 정전용량 검출

센서의 부착위치 등의 연결구성도의 실시예를 나타낸 그림이다.

제6도는 자동수위조절 장치의 회로도이다.

제7도는 검침봉을 사용한 실시예이다.

부력기구 : (1) 정전용량 : (31),(32) 급수용배관 : (50)

밸브 : (2) 기준정전용량 : (35),(36) 전자식스위치 : (52)

물탱크 : (10) 검출센서 : (12),(13) 급수밸브 : (51)

수위 : (11) 전자제어부 : (37) 구동부 : (38)

내부벽 : (14) 외부벽 : (15) 전원회로부 : (39)

표시부 : (41) 케이블 : (42)

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 고안에 의한 자동 수위조절장치는, 급수용 배관(50)에 결합되어진 밸브(51)와 전자식 스위치(52)의 조작에 따라 욕조나 물탱크(53)에 물을 공급 및 차단하는 기능을 갖는 급수장치에 있어서,

본 고안은 전기적 절연벽이 형성된 욕조 및 물탱크(53), 정전용량 검출센서(12) (13), 센서의 전원을 공급하는 전원 회로부(39), 센서의 출력신호를 인식 비교 처리하는 전자제어부(37), 급수밸브(51)를 구동하는 구동부(38), 급수여부를 입력시키는 스위치 및 동작유무를 알려주는 표시부(41)가 포함된다.

또한, 전기적 절연벽(10)의 두께는 0.1내지 5mm 범위가 바람직하다. 두께가 두꺼워서 물과 센서와의 거리가 멀어지면 물이 가지고있는 정전용량(31)(32)을 감지하지 못하거나 오동작을 할수 있기 때문이다.

도6 에 도시한 바와 같이, 회로부는 물 검출 영역의 물의 양에 응답하여 변화하는, 각각의 센서(36)에 유기되는 정전용량값(31)(32)을 검출하기 위한 정전용량 센서(36) 물의 양에 대응하는 전기 신호(도4), 즉 정전용량 센서(36)에 의해 검출된 정전용량 값에 따라 전압 신호(도4)를 검출하는 검출 회로(37) 및 센서(36)로 전력을 공급하기 위한 전원(39) 및 급수밸브(51)를 동작시킬수 있는 밸브제어부 (38) 급수량 및 급수의 여부를 인식할 수 있는 조작부 및 표시부(41)를 포함한다. 정전용량 값(31)(32)을 검출하기 휘한 정전용량 센서(36)는 물이 가지고있는 정전용량 값을 검출하여 기준되는 정전용량 값(35)과의 비교 후 전기적인 신호로 출력전압을 출력하고, 출력 전압은 커넥터를 가지는 케이블(42)을 통하여 전자제어부(37)로 보내진다. 따라서 전력은 케이블(42)을 통하여 제어부(37)로 전원으로 공급되며, 센서 출력 신호는 케이블을 통하여 제어부(37)로 보내진다.

제어부에서는 전달된 출력신호를 인식하여 임의로 설정된 물의 높이와의 비교를 하고 비교된 결과값에 따라 급수부의 밸브(51)를 제어토록 한다.

또한 사용자의 선택이 이루워질 수 있도록 제어부의 입력부(41)로부터 전압으로

변환된 입력전압이 전자제어부(37)로 전달되어진다.

도 4 에서는 수위의 변화에 따른 그림 3 에서의 각각의 센서(12)(13)에 반응하여 센서출력전압의 변동을 예를들어 도식한 것이다. 따라서 임의의 설정된 수위를 "B"(도4)의 위치라고 한다면 수위가 높아져서 "B"점에 이르러서 물의 정전용량이 "B"센서에 인식이 되면 "B"센서 출력파형이 그림4의 아래와 같은 파형("B"센서 출력파형)으로 나타나게되어 전자제어부(37)에서 이를 인식후 밸브제어부(38)를 동작시켜 밸브를 구동, 이렇게 함으로써 자동으로 수위를 조절하게 되는 것이다.

상술한 설명으로부터 본 고안의 자동 수위조절장치에 의하면, 수전금구로부터 공급되는 물이 갖고있는 정전용량(Capacitance)을 비교한 출력신호(도4)를 인식하여 물을 지속적 공급 또는 자동 차단함으로서, 보다 확실한 절수 효과를 얻을 수 있고, 또한 전자식 버튼을 이용하여 간단히 물의 높낮이를 선택할수 있고 외견상 노출이 없으므로 욕조 및 물탱크를 설계할 때 규제조건이 적으며 청소의 용이함에 있어 소비자의 불편함을 최소화시키고 편리성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전기적 절연벽이 형성되어진 욕조 및 물탱크에 있어서 수전금구에 결합되어 레버의 조작 또는 스위치에 의하여 개폐되어 물을 공급 및 차단하는 급수장치에 있어서 정전용량 검출 센서를 1개 또는 여러개를 전기적 절연벽이 형성되어진 욕조 또는 물탱크의 원하는 수위 위치부분의 외측벽에 각각 부착시키고, 센서로부터 출력되는 출력전압을 전자제어부로 하여금 인식케 하여 각각의 위치에 물의 높이를 비교하여 전자제어부로부터 급수배관에 부착되어진 밸브를 개폐하여 원하는 높이의 수위를 조절할 수 있도록 하는 장치
2. 청구항1에 있어서 전기적 절연벽이 형성되어진 욕조 및 물탱크를 관통하는 검침봉 또는 판을 설치하고 그 검침봉에 정전용량 검출센서를 1개 또는 여러개를 연결하여 센서로부터 출력되는 출력 전압을 전자제어부로 하여금 인식케 하여 각각의 위치에 물의 높이를 비교하여 전자제어부로부터 급수배관에 부착되어진 밸브를 개폐하여 원하는 높이의 수위를 조절할 수 있도록 하는 장치