KR200379840Y1 - 수력발전기능의 자동세정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 2차전지인 충전지를 사용하지 않고 슈퍼콘덴서를 사용하여 잦은 충방전에도 수명 감퇴 현상을 없게 하였으며, 1차건전지인 알카라인건전지를 비상시에만 사용하여 정상동작을 가능케 하면서 긴 사용수명으로 경제적인 사용을 이루는 수력발전기능의 자동세정장치에 관한 것이다. 이러한 자동세정장치는 수도관(12) 상에 배치되어 흐르는 수압에 의해 전압을 생성하는 발전기(10)와, 상기 발전기(10)에서 생성된 전압을 정류하여 소정의 전압으로 제어하는 정류제어부(20)와, 상기 정류제어부(20)에서 출력된 전압을 충전되는 슈퍼콘덴서(30)와, 상기 수도관(12)에 장착되어 슈퍼콘덴서(30)를 전원으로 해서 솔레노이드 제어신호에 따라 수도관(12)을 개폐하는 솔레노이드밸브(40)와, 상기 수도관(12)에 장착되어 입수압을 감지하는 압력스위치(50)와, 상기 솔레노이드밸브(40)와 압력스위치(50)및 전원전환부(60)를 제어하는 마이컴제어부(70)와, 이용자를 감지하여 신호를 발생하는 감지센서(80)와, 상기 압력스위치(50)로 감지된 입수압이 일정용량이하일때 마이컴제어부(70)의 전원전환부(60) 제어신호에 따라 슈퍼콘텐서(30)로 전압을 출력하는 소모성 1차건전지(90)를 포함하여 이루어진다.

Description

수력발전기능의 자동세정장치{Automatic water supply system using hydraulic powergeneration}

본 고안은 변기의 자동 세정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2차전지인 충전지를 사용하지 않고 슈퍼콘덴서를 사용하여 짧은 시간 충전하여서 자가발전을 위한 물 절약을 이룰 수 있으며, 1차건전지인 알카라인전지를 비상시에만 사용하여 정상동작을 가능케 하면서 긴 사용수명으로 경제적인 사용을 이루는 수력발전기능의 자동세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동세정장치는 외부 교류전원을 유입하여 소정의 직류전압으로 변환시킨 구동전원을 이용하는 교류 전원 타입과 소모성 1차건전지를 구동 전원으로 이용하는 건전지 타입과 2차전지를 사용하고 발전기에 의해 충전해서 구동전원으로 사용하는 발전타입이 있으며, 센서를 통하여 마이컴제어부가 소변기 앞에 있는 사람을 감지하면 자동으로 소정의 시간동안 솔레노이드밸브를 제어하여 소변기에 소정의 수량을 배출시켜 소변기가 세정될 수 있도록 하고 있다.

이러한 자동 세정장치의 건전지 타입의 경우는 도 2에서와 같이 1차배터리는 전원으로 사용되며, 센서는 사람을 감지하여 감지된 신호를 마이컴제어부에 전송한다. 마이컴제어부는 사람을 감지한 신호가 유입되면 소정시간동안 솔레노이드밸브를 개방시킴으로써 수도관을 통하여 배출된 물로 소변기를 세정한다. 이러한 자동 세정장치에서 한번 소변기를 세정하는 데는 솔레노이드밸브의 구동을 위한 약 30ms동안 대략 20mA전류가 소모된다.

따라서, 자동 세정장치의 사용빈도가 많을 수록 방전된 1차건전지를 자주 새것으로 교환해 주어야 하며, 배터리교환시기가 늦어지는 경우에는 세정장치가 정상적으로 작동하지 못하여 화장실의 위생상태가 불량해지는 등 화장실을 관리하는 데 불편함이 따랐다. 또한, 이러한 자동 세정장치는 대용량의 에너지밀도를 갖는 리튬이온 배터리와 같은 고가의 1차건전지의 사용이 불가피하여 다량의 세정장치가 요구되는 큰 건물에서는 유지보수를 위한 많은 배터리 교체비용이 소요되었다.

또한 이를 개선하기 위해 발전타입의 경우는 도 3에서와 같이 2차 전지인 충전지를 사용하는 것으로 유체의 출구나 밸브 근처에 손이나 인체의 접근을 감지하는 광센서나 근접센서 또는 스위치 등을 두어 변화를 감지하여 솔레노이드작동을 하고 발전기를 동작시켜 충전을 하여 정상 동작을 이루도록 되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 2차전지를 사용하는 충전기에 있어서는 2차전지인 충전기에 직접 출전하므로 충전 량이 많아 긴토수를 하게 되므로 물 낭비로 인한 비경제적인 사용을 이루게 되고, 또한 완전방전과 완전충전이 이루어지지 않는 잦은 충방전에 의한 충전지의 용량이 감퇴되어 수명저하 현상이 발생되는 문제가 있다.

이를 개선한 리듐이온 전지는 가격이 고가이므로 적격하지 못한 사용을 이루게 되는 문제가 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 2차 전지인 충전지를 사용하지 않고 1차 건전지인 알카라인 건전지를 사용하여 제조 원가를 낮추었으며, 충전지 대용으로 슈퍼콘덴서를 사용하여 작은 충방전에도 수명 수명 감퇴가 없으며, 1차건전지인 알카라인건전지 또한 단수되어 물의 압력이 떨어질때 압력스위치가 off 되어 전체 전원을 차단하여 전류 소모를 없애고 물이 투입되어 압력스위치가 on 될 때 슈퍼콘데서가 방전 되었을 경우에는 1차건전지에서 전원을 공급하고 즉시 솔레노이드 밸브를 열어 발전기를 동작하므로 슈퍼콘덴서를 충전시켜 정상 동작을 이루게 되고 1차건전지는 차단된다. 이렇듯 1차 건전지를 비상시에만 사용함으로써 생산 자재비 절감을 이루게 하고, 짧은 시간동안 충전하여 물 절약을 이루게 하며, 건전지 사용수명이 길어져 안정적이면서 경제적인 사용을 이루게 하는 수력발전기능의 자동세정장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 수력발전기능의 자동세정장치는, 수도관상에 배치되어 흐르는 수압에 의해 전압을 생성하는 발전기와, 이용자를 감지하여 작동하는 정상 토수시와 슈퍼콘덴서의 전위가 충전 가시전압 이하로 내려갈 시 슈퍼콘덴서의 충전을 위한 강제 토수시 상기 발전기에서 생성된 전압을 정류하여 소정의 전압으로 제어하는 정류제어부와, 상기 정류제어부에서 출력된 전압을 충전되는 슈퍼콘덴서와, 상기 수도관에 장착되어 슈퍼콘덴서를 전원으로 해서 솔레노이드 제어신호에 따라 수도관을 개폐하는 솔레노이드밸브와, 상기 솔레노이드밸브 및 전원전환부를 제어하는 마이컴제어부와, 이용자를 감지하여 신호를 발생하는 감지센서와, 감지된 입수압이 일정압력 이하일때 전원을 완전 차단하고 다시 일정 압력 이상으로 올라갈 때 전원을 투입 정상 동작케 하는 압력스위치와, 상기 압력스위치에 의한 전원 투입시 슈퍼콘덴서가 방전되었을 경우 마이컴제어부의 전원전환부 제어신호로 슈퍼콘텐서로 전압을 출력하는 소모성 1차건전지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 수력발전기능의 자동세정장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 의한 자동세정장치의 블록구성도이다.

도 1에 도시된 장치는, 수도관(12) 상에는 발전기(10)와, 솔레노이드밸브(40)과, 압력스위치(50)가 각각 설치되어 있으며, 발전기(10)는 정류제어부(20)와 연결되며, 솔레노이드밸브(40)는 슈퍼콘덴서(30)와 연결되고, 압력스위치(50)는 전원 전환부(60)와 연결되어 마이컴제어부(70)로 제어되도록 되어 있다. 또한 감지센서(80)가 마이컴제어부(70)로 연결되어 있으며 소모성 1차건전지(90)가 마이컴제어부와 슈퍼콘덴서(30)로 연결되어 있다.

상기 발전기(10)는 상기 수도관(12) 상에 배치되어 흐르는 수압에 의해 전압을 생성하여 정류하고 있으며 정류된 소정의 전압은 정류제어부(20)로 제어하고 있다.

슈퍼콘덴서(30)는 상기 정류제어부(20)에서 출력된 전압을 충전하고 있으며, 상기 솔레노이드밸브(40)는 상기 수도관(12)에 장착되어 슈퍼콘덴서(30)를 전원으로 해서 솔레노이드 제어신호에 따라 수도관(12)을 개폐하고 있다.

상기 압력스위치(50)는 상기 수도관(12)에 장착되어 입수압을 감지하고, 감지된 입수압력 이하일 때 전원을 차단하고 다시 일정압력이상으로 올라갈 때 전원을 투입 정상동작하고 있다.

마이컴제어부(70)는 상기 솔레노이드밸브(40) 및 전원전환부(60)를 제어하고 있다.

감지센서(80)는 이용자를 감지하여 신호를 발생하고 있으며, 소모성 1차건전지(90)는 상기 압력스위치(50에 의해 전원 투입시 슈퍼콘덴서(30)가 방전되었을 겨우에 마이컴제어부(70)의 전원전환부(60) 제어신호에 따라 슈퍼콘텐서(30)로 전압을 출력하고 있다.

이와 같은 구성에 따른 본 고안을 도 1의 구성으로 살펴보면, 마이컴제어부(70)은 적외선 감지센서(80)로부터 세정장치 앞에 사람의 존재를 감지한 신호가 유입되면 수도관(12)에 장착된 솔레노이드밸브(40)를 개방하여 소정의 수량을 배출시킴으로써 자동으로 세정기능이 이루어지도록 한다.

또한 충전이 가능한 슈퍼콘덴서(30)는 솔레노이드밸브(40)와 마이컴제어부(70)에 동작전압을 공급하여, 충전된 전원으로 정상동작이 가능하다.

여기서 상기 슈퍼콘덴서(30)가 충전 가시 전압 이하로 떨어질 경우 마이컴제어부(70)에서 감지하여 솔레노이드 밸브(40)를 개방하여 수압에 의한 발전을 해서 슈퍼콘덴서(30)를 충전하게 된다.

또한 이동이나 공사 등으로 단수시 전체 전원을 차단하여 전류 소비를 줄이고 다시 물 공급이 재개될 때 압력스위치(50)에 의해 자동으로 동작이 개시되도록 하고. 이때 슈퍼콘덴서(30)가 완전 방전되었을 경우에는 소모성 1차건전지인 알카라인 건전지(90)에서 슈퍼콘덴서(30)로 충전하므로 정상동작이 이루어진다.

발전기(10)는 감지센서(80)에서 사람이 감지되어 솔레노이드밸브(40)를 개방할 때에도 수도관(12)의 수압을 이용하여 생산된 전압을 정류제어부(20)에 출력하고 있다.

이상과 같이, 본 고안의 수력발전기능의 자동세정장치는, 2차 건전지를 사용하지 않고 소모성 1차건전지를 사용하여 생산자재비 원가를 절감하고, 충전지 대용으로 슈퍼콘덴서를 사용하여 잦은 충반전에 의한 수명 감퇴를 줄이게 하면서 소모성 1차건전지를 비상시에만 사용하여 사용수명이 길어 짐으로써 경제적인 사용을 이루게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 의한 자동세정장치의 블록구성도이고,

도 2는 종래의 자동세정장치의 제1실시예 블록구성도이고,

도 3은 종래의 자동세정장치의 제2실시예 블록구성도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 발전기 12 : 수도관

20 : 정류제어부 30 : 슈퍼콘덴서

40 : 솔레노이드밸브 50 : 압력스위치

60 : 전원전환부 70 : 마이컴제어부

80 : 감지센서 90 : 소모성1차건전지

Claims (1)

1. 자기발전기능을 가지는 자동 세정장치에 있어서,

   수도관(12) 상에 배치되어 흐르는 수압에 의해 전압을 생성하는 발전기(10)와,

   상기 발전기(10)에서 생성된 전압을 정류하여 소정의 전압으로 제어하는 정류제어부(20)와,

   상기 정류제어부(20)에서 출력된 전압을 충전되는 슈퍼콘덴서(30)와,

   상기 수도관(12)에 장착되어 슈퍼콘덴서(30)를 전원으로 해서 솔레노이드 제어신호에 따라 수도관(12)을 개폐하는 솔레노이드밸브(40)와,

   상기 솔레노이드밸브(40)와 및 전원전환부(60)를 제어하는 마이컴제어부(70)와,

   이용자를 감지하여 신호를 발생하는 감지센서(80)와,

   감지된 입수압력 이하일때 전원을 차단하고 다시 일정압력 이상으로 올라갈 때 전원을 투입 정상 동작케 하는 압력스위치(50)와;

   상기 압력스위치(50)에 의해 전원 투입시 슈퍼콘덴서(30)가 방전되었을 경우마이컴제어부(70)의 전원전환부(60) 제어신호에 따라 슈퍼콘텐서(30)로 전압을 출력하는 소모성 1차건전지(90)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수력발전기능의 자동세정장치.