KR200366537Y1 - 반신욕을 위한 욕조의 온수 온도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 고안은 요즈음 건강 목욕법으로 떠오른 반신욕을 하기 위한 욕조의 온수 온도를 제어하는 방법에 관한 것으로서 더욱 구체적으로는 사용자가 반신욕을 하고자 할 때 저온에서 입욕하여 고온에서 종료하는 것으로서, 통상의 반신욕에 필요한 온수의 온도는 약 37℃~39℃ 사이인데 37℃로 설정하여 반신욕을 하면 신체가 온수를 접하는 부담은 적으나 20~30분이 경과하여도 반신욕의 효과가 별로 나타나지 않으며, 온수 온도를 39℃로 설정하면 반신욕의 효과는 크게 증가하나 초기 입욕시에 뜨거운 온수에 신체가 적응이 되지 않아서 너무 뜨거움을 느끼게 되어 입욕이 굉장히 부담되는데 이를 개선하기 위하여 입욕 초기에는 온수의 온도를 37℃로 유지하되 입욕후 일정시간이 경과하면 온수의 온도를 시간에 비례하여 서서히 약 39℃까지 증가하여서 입욕 종료시점에서는 39℃로 온수의 온도를 유지하여 기존의 일정 온도로 제어되는 온수에서의 반신욕보다 입욕의 부담을 매우 낮추고 혈액순환 촉진, 노폐물 배출, 땀의 배출 등의 효과를 더욱 더 배가시킨 욕조의 온수 온도제어방법에 관한 것이다

즉 기존의 일정온도 온수제어 방법으로는 초기 입욕시 온수가 너무 뜨거워서 입욕이 부담스러웠고 그렇다고 설정온도를 낮추면 반신욕의 효과가 감소하는데 이를 개선한 매우 효과적인 반신욕을 위한 온수의 온도제어방법에 관한 것이다.

Description

반신욕을 위한 욕조의 온수 온도제어방법 { Thermo Controller Algorithm }

본 고안은 반신욕을 위한 욕조의 온수 온도제어장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가정 등에 설치 된 욕조의 온수 온도를 37℃~39℃로 맞추어서 신체의 명치와 배꼽사이까지만 입욕을 하여 하반신은 덥게 하고 상반신은 차게 하여 약 20분에서 30분이 경과하면 몸 안에서부터 더운 열기가 느껴져서 혈액순환 촉진, 땀과 노폐물 및 몸 안의 독소의 배출로 건강을 증진시키는 널리 알려진 목욕방법이다.

일반적으로 가정에서 반신욕을 하기 위해서는 37℃~39℃의 온수를 욕조에 받아두고 입욕을 하는데 조금만 시간이 경과하면 온수의 온도가 내려가서 반신욕의 효과를 볼 수가 없게 된다. 이를 보완하는 방법으로서 욕조덮게를 덮는 방법이 있으나 이 방법도 욕조의 온수 온도가 내려가는 것을 궁극적으로 막을 수는 없었다. 그리하여 최근에는 가열장치를 부가하여 욕조수의 수온을 일정하게 37℃~39℃사이로 해주는 온도조절장치를 이용한 반신욕 방법이 나오게 되었다.

그러나 이러한 자동온도조절장치의 온도조절방법은 한번 설정한 값으로 일정하게 온수의 온도를 유지하므로 초기 입욕의 뜨거운 물에 대한 부담감과 반신욕 종료시점의 효과적인 측면에서 대립되는 불편과 문제점이 있었다.

예를 들면 사용자가 37℃로 온도설정을 해 놓으면 욕조의 온수 온도는 처음부터 끝까지 37℃로 온도조절장치에 의해서 유지되는데 사용자가 초기 입욕시에는 온수의 온도가 미지근하여 입욕의 부담을 느끼지 않고 편하게 시작할 수 있으나 시간이 경과함에 따라 사람의 신체는 37℃의 수온에 적응하여 몸안의 노폐물을 배출하는데 그 효과가 감소하여진다. 그리하여 약 30분이 지나도 반신욕의 효과를 그리 많이 볼 수가 없게 된다. 그렇다고 하여 설정온도를 처음부터 39℃ 또는 40℃ 정도로 설정하면 반신욕의 효과는 충분하겠지만 사용자가 초기 입욕시에 온수가 너무 뜨거워서 입욕이 꺼려지는 심리적 및 건강상의 부담과 불편을 매우 많이 갖고 있었다.

이러한 문제점에 착안하여 본 고안자는 반신욕을 하고자 하는 사용자가 입욕 초기에는 뜨거운 온수에 대한 부담을 느끼지 않는 저온에 입욕하여 시간이 경과함에 따라 온수의 온도를 약간씩 증가시켜 반신욕 종료시에는 그 효과를 극대화할 수있도록 초기 설정온도보다 일정온도(최대 3℃이내)를 상승시켜서 종료하는 기능을 제공하고자 한다.

본 고안은 이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로 반신욕을 위한 욕조의 온수 온도제어방법으로 사용자가 입욕을 시작하면 제어부의 마이크로컨트롤러 (100)는 설정온도(ST)를 기준으로 입욕시작시간 T0(도3b)에서 일정시간 T1(도3b)이 경과하면 욕조의 온수 온도를 설정온도(ST)보다 조금씩 증가시켜 시간 T2(도3b)에 이르기까지 비례적으로 증가설정온도(설정온도+증가온도)수준으로 욕조의 온수 온도를 상승시켜서 신체가 초기 설정온도에 적응한 후에 좀 더 더운 온수에서 반신욕의 효과가 극대화되도록 하는 기능을 구비한 반신욕을 위한 욕조의 온수 온도제어방법에 관한 것이다.

도1은 반신욕을 위한 욕조의 온수 순환공급장치의 기본 구조도

도2는 욕조의 온수순환 공급장치의 제어부 및 구조 블럭다이어그램

도3a는 기존의 일반적인 온수 온도제어방법의 온도변화 그래프, 도3b는 본 고안의 방법에 따른 온수의 온도변화를 나타내는 그래프

도4는 본 고안의 방법을 제어부에서 구현하기 위한 플로우 차트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부분의 부호의 설명

1 : 온수공급장치 제품 본체 2 : 조작표시부

3 : 제어부 10 : 온수현재온도 표시부

11 : 온수설정온도 표시부 12 : 반신욕 남은시간 표시부

13 : 반신욕시간 설정표시부 14 : 키입력부

20 : 온수온도 감지부 21 : 온수 온도 감지부 탱크

30a~30f : 배관용 실리콘 호스 40 : 입수부

50 : 출수부 100 : 마이크로프로세서

101 : 기억장치 110 : 전원부

200 : 히터 구동부 210 : 순환펌프 구동부

300 : 히터(가열장치) 301 : 온도과승방지장치

302 : 히터탱크 310 : 순환펌프

400 : 욕조 410 : 온수

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 온수 온도제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 신체적응 온도제어방법 즉, 저온에서 부담 없이 입욕하여 고온에서 효과적 반신욕을 종료하기 위한 온수 온도제어 방법을 구현하기 위해서는 욕조의 온수를 순환 가열시키기 위한 순환펌프(310)와 온수의 온도를 검출하기 위한 온도감지부(20), 온수를 설정온도로 가열하기 위한 가열장치(300)와 본 고안의 온수 온도제어를 위한 마이크로컨트롤러(100)가 내장되어 있는 제어부(3) 및 본 제품의 동작상태를 나타내며 기능 조작을 하는 표시조작부(2), 온수의 흐름을 위한 배관용실리콘 호스(30b, 30c, 30d, 30e)가 본체(1)내에 구비되어지며 본체 외부에는 온수가 유출입되는 입출수용 실리콘 호스(30a, 30f)와 그 호스에 연결되어서 욕조의 온수가 유출입되는 입수구(40) 및 출수구(50)로 구성되어진다.

동작 실시 예를 들면 반신욕을 위한 입욕자가 온수온도를 37℃로 설정하면 마이크로컨트롤러(100)는 온수의 온도를 검출하여 온수의 온도가 설정값에 도달할 때까지 순환펌프(310)에서 공급되는 온수에 가열장치(300)를 동작시켜 온수의 온도를 상승시키기 시작한다.

온수의 온도가 설정값(도3b ST=37℃)에 도달하면 마이크로컨트롤러는 사용자에게 입욕온도에 도달하였음을 알리며 사용자는 반신욕을 시작할 때 입욕시작버튼을 한번 눌러서 마이크로컨트롤러에게 입욕이 시작되었음을 알리고 욕조에 입욕을 하여 반신욕을 시작한다.

이내 마이크로컨트롤러는 입욕시작(도3b의 T0)부터 시간을 카운트업하기 시작하여 일정시간(도3b의 T0에서 T1까지의 0~10분사이의 내부 설정값)이 경과하면 히터(가열장치)를 다시 작동하여 온수의 온도를 시간 T1(도3b)에서 시간이 경과함에 따라서 비례적으로 39℃ 또는 40℃(도3b의 증가온도 △t의 내부 설정값 )까지 약 0~20여분의 임의의 시간 동안 상승시킨다.

마이크로컨트롤러(100)는 39℃ 또는 40℃까지 온수를 상승시킨 후에는 온수의 온도를 더 이상 상승시키지 않고 반신욕이 끝날 때 까지 온수의 온도를 39℃ 또는 40℃로 유지하도록 가열장치를 운전과 정지를 반복하여 작동하여 반신욕의 효과를 최대화 한다.

다음은 상기 온수의 온도주기를 구현하기 위한 도4의 플로우 차트에 관한 온수의 온도제어루틴에 대하여 설명한다.

온수 온도제어루틴은 단계 701에서 사용자의 반신욕의 시작을 검사하고 있다가 사용자가 입욕을 시작하면서 입욕시작버튼을 누르면 단계 702에서 반신욕 시작시간을 카운트 업 하기 시작한다.

단계 703에서 반신욕 카운트 업 시간이 소정의 시간 T1(도3b)에 도달하였는가를 검사하여서 아직 시간 T1(도3b)에 도달하지 않았으면 단계 706으로 점프한다.

단계 703에서 시간 T1(도3b)에 도달하였으면 다음 단계 704에서 소정의 시간 T2(도3b)에 도달하였는가를 검사하고 아직 T2(도3b)에 도달하지 않았으면 시간 T1(도3b)에서 경과한 시간(단위:분)만큼 사용자가 설정한 온수설정온도에 △t(증가온도)를 더하여 설정온도 상한값 및 설정온도 하한값을 변경한다. 그러나 반신욕 시작시간이 T2(도3b)에 도달하였거나 경과하였으면 더 이상의 △t(증가온도)를 온수 설정온도에 더하지 않고 다음단계 706으로 점프한다.

단계 706에서는 온수의 온도가 설정온도 하한값보다 낮은 가를 검사하여 "예"이면 다음단계 707에서 히터(가열장치)를 ON시키고 단계 708로 점프한다. 그러나 단계 706에서 "아니오"이면 단계 710으로 점프하여 온수온도가 설정온도상한값보다 큰가를 검사한다. 결과가 "예"이면 단계 711에서 히터(가열장치)를 OFF시키고 단계 708로 점프하고 "아니오"이면 바로 단계 708로 점프한다.

이러한 단계 706에서 단계 711까지는 설정온도상한값과 설정온도하한값을 기준하여 조건에 따라서 히터의 전원를 공급 또는 중지하면서 온수의 온도를 설정온도 또는 증가설정온도와 같이 일정하게 유지하는 기능을 하는데 설정온도를 설정온도상한값 및 설정온도하한값으로 나누어서 제어를 하는 것은 동작점에서 히터가 빈번하게 ON/OFF 되는 현상을 방지하기 위한 히스테리시스(ON-OFF 동작점 차)시간을 주고자 함이다.

또한 반신욕을 시작한 후의 경과시간이 시간 T1(도3b)과 시간 T2(도3b) 사이에 있으면 설정상한온도 및 설정하한온도에 △t만큼의 설정값이 더하여져 설정온도상한값 및 설정온도하한값이 변경되어서 시간 T1~T2(도3b)구간에서는 온수의 온도가 시간에 비례하여 상승하게 된다.

단계 708에서는 반신욕을 종료하였는가를 검사하여서 그 결과값이 "예"이면 △t값을 0으로 하여 설정온도상한값 및 설정온도하한값을 원래의 설정온도 값으로 되돌려 주어서 다음 반신욕을 시작할 수 있도록 하고 리턴한다. 그러나 결과값이 "아니오"이면 아직 반신욕을 종료하지 않았으므로 △t값을 유지한 상태에서 리턴한다.

리턴후엔 여타의 일반적인 알고리즘(키입력, 온도검출, 디스플레이 표시 등의 루틴)을 수행 후 다시 온수 온도제어루틴을 시작한다. 여타의 일반적인 알고리즘은 보편적으로 잘 알려진 기술이므로 설명은 생략한다.

단계 701에서 반신욕 시작버튼이 아직 눌리지 않은 경우 단계 706으로 점프하여 반신욕 대기중인 통상의 온도제어를 수행한다.

단계 705의 △t값은 단계 720의 함수를 콜하여 다음과 같은 연산과정을 거쳐서 산출되는데 소정의 시간 T2-T1을 분단위로 산출하여 증가온도(최대 3℃)를 해당시간(분)으로 제산한 뒤에 그 값을 시간 T1에서 경과한 시간(분)만큼 승산하여 산출한다. △t는 최소 0.1℃단위이며 소수 둘째 자리는 버린다.

이상의 알고리즘으로 반신욕의 초기에는 저온의 온수(예:37℃)에 입욕하여 일정시간 후 점차적으로 온수의 온도가 상승하여 최종적으로 고온의 온수(예:39℃ 또는 40℃)에서 반신욕을 효과적으로 진행하게 된다.

본 고안의 효과로는 기존의 일정한 온수 온도제어방법(도3a)으로는 구현할 수 없었던 저온에서 입욕하여 고온에서 종료하는 반신욕법(도3b), 즉 초기 입욕을 시작할 때에 뜨거운 온수에 대한 심리적 부담감과 과도한 신체환경 온도변화에 따른 건강상의 유해함 을 감소시키고, 시간이 경과함에 따라 온수에 적응된 신체에 약간(최대 3℃ 이내)의 시간에 비례하는 온도상승을 시켜서 반신욕의 효과 증대를 통하여 기존의 온수공급장치에 의한 반신욕보다 똑같은 시간을 투자하여서 그 효과를 배가시킨 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (5)

1. 순환펌프, 히터(가열장치), 입출수구를 구비한 반신욕을 위한 욕조의 온수 온도제어방법으로서 입욕을 시작하면 마이크로컨트롤러는 설정온도(ST)를 기준으로 하여입욕시작시간 T0(도3b)에서 일정시간 T1(도3b)이 경과하면 온수의 온도를 설정온도(ST)보다 조금씩 증가시켜 시간 T2(도3b)에 이르기까지 시간에 비례적으로 증가설정온도(설정온도+△t)수준으로 욕조의 온수 온도를 상승시켜서 신체가 초기 설정온도에 적응한 후에 좀 더 더운 욕조의 온수에서 반신욕의 효과가 극대화되도록 하는 기능을 구비한 반신욕을 위한 온수 온도제어방법에 관한 것
2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 시간 T0~T1(도3b)가 0에서 10분 사이에 있게 한 온수 온도제어방법
3. 제1항에 있어서, 상기 소정의 시간 T1~T2(도3b)가 0에서 20분 사이에 있게 한 온수 온도제어방법
4. 제1항에 있어서, 상기 소정의 시간 T2~T3(도3b)가 0에서 30분 사이에 있게 한 온수 온도제어방법
5. 제1항에 있어서, 상기 소정의 증가온도 △t(도3b)가 0℃에서 3℃ 사이에 있게 한 온수 온도제어방법