KR20050115366A - 욕조의 온도 및 수위조절 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평개념의 온도ㆍ수위조절 욕조(Hydro Bathub)로서, 지금까지 수직 낙하식 수전으로 욕조에 담수시키는 방식을 탈피하여, 바람직하게는 수도꼭지가 설치된 직수관을 사용하지 않고 수평 라인(line) 개념으로 욕조본체에 배관을 부착하고 온도와 수위를 자동으로 조절할 수 있도록 구성한 욕조의 온도 및 수위조절 시스템을 제안한다.

Description

욕조의 온도 및 수위조절 시스템{temperature and water level control system for a bath}

본 발명은 가정용 욕조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평으로 온수가 공급되고 자동으로 온도 및 수위 조절이 가능한 욕조의 온도 및 수위조절 시스템에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 가정에 설치되는 욕조는 보통 FRP와 같은 강화플라스틱으로 제작되는데 욕조의 가장 일반적인 형태는 사각의 상판과 중앙에 물이 담겨지는 저수부가 일체로 형성된 구조로 이루어져 있으며, 상기 저수부는 보통 긴 타원형으로 형성되고, 머리부분의 측벽은 목욕하는 사람이 편안하게 기댈 수 있도록 등받이경사면으로 형성되어 있다.

또한 이러한 욕조에는 온수밸브와 냉수밸브를 설치하여 사용자가 온수밸브와 냉수밸브를 임의로 조작하여, 즉 직수관에 부착된 수도꼭지를 임의로 조작하여 저수부에 저장되는 물의 온도와 수량을 취향에 따라 조절할 수 있도록 하고 있다.

그러나 위와 같은 종래의 욕조는 위에서 아래로 물(온수 또는 냉수)이 떨어지는 방식을 채택하고 있기 때문에 목욕시 수도꼭지에 부딪혀 상해를 입는 경우가 종종 발생하였다. 특히 이러한 문제는 어린이나 노약자들에게 두드러지게 나타나고 있는 실정이다.

특히, 상기 욕조는 물을 저장하는 기능외 별반의 기능을 갖고 있지 않는 것으로 사용자가 욕조에 담겨지는 물의 온도를 수시로 점검하며 밸브를 조작하여야 하고 저장되는 물의 양에 대한 점검도 수시로 이루어져야 함으로 그 사용이 매우 불편하였으며, 또한 욕조에 물을 틀어 놓은 상태로 다른 작업을 보다가 저수부의 물이 넘치게 되는 경우가 발생하였다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 위에서 아래로 떨어지는 수도꼭지가 부착된 직수관을 사용하지 않고 욕조의 저수부 내부에서 직수가 직접 공급되도록 구성한 욕조의 온도 및 수위조절 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 욕조의 저수부에 담겨지는 물의 수위를 자동으로 조절할 수 있는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 욕조의 저수부에 담겨지는 물의 온도를 자동으로 조절할 수 있는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 저수부의 내부에 있는 물을 순환시켜 항상 적정한 온도로 유지시켜줄 수 있는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉, 온수공급관을 통해 저수조내에 공급된 물의 온도와 수위를 자동으로 조절하게 되는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템에 있어서, 상기 냉, 온수공급관에 연결되며 상기 냉, 온수공급관에서 공급되는 냉, 온수의 혼합량을 조절하는 조절밸브와, 상기 조절밸브와 급수관으로 연결되며 상기 급수관을 개폐시켜 혼합된 물의 양을 조절하는 자동수전과, 상기 자동수전과 급수관으로 연결되며 상기 자동수전으로 부터 공급된 온수를 상기 저수조로 배출하며 또한 상기 저수조로 배출된 온수를 순환관으로 유입시키는 담수 및 순환흡입구와, 상기 급수관에 설치되며 상기 저수조로 공급되는 물의 온도 및 상기 저수조에 공급된 물의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 순환관에 연결되며 저수조내의 물을 강제 흡입하여 상기 저수조로 다시 배출시키는 펌프 및 상기 펌프를 통해 강제 흡입된 물을 설정된 온도만큼 가열시키는 히터와, 상기 온도감지센서로 부터 출력되는 감지신호를 입력받아 상기 히터 및 펌프의 작동을 제어하여 저수조내의 물의 온도를 조절하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명의 기술적 범위를 한정하려는 것은 아니며 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하려고 하는 것이다. 도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명은 수평개념의 온도ㆍ수위조절 욕조(Hydro Bathub)로서, 지금까지 수직 낙하식 수전으로 욕조에 담수시키는 방식을 탈피하여, 바람직하게는 수도꼭지가 설치된 직수관을 사용하지 않고 수평 라인(line) 개념으로 욕조본체에 배관을 부착하고 온도와 수위를 자동으로 조절할 수 있도록 하였다.

특히 본 발명에 따른 수평 라인배관은 구조와 시스템이 간단하고 물을 1차 담수시킬 때 기다릴 필요없이 제어부를 통해 자동수전을 자동으로 개폐시켜 만수(滿水)시에 자동으로 차단되도록 하였다.

또한 본 발명에서는 시간이 경과되면서 욕조 내의 물의 온도가 떨어질 때 저수부에 담겨진 물의 온도를 센서가 감지하여 자동으로 물을 순환시켜 설정된 온도로 유지시켜주는 새로운 개념의 욕조를 제안하며, 이러한 욕조의 기술적 구성은 도 1 과 도 2의 상세설명에 의해 용이하게 이해될 것이다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수평으로 온수가 공급되는 욕조의 구성을 보이고 있는 도면들이다. 상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 욕조(10)는 사각 또는 원형의 상판과 중앙에 물이 담겨지는 저수조(12)가 일체로 형성된 구조로 되어 있다.

상기 욕조(10)의 상판 아랫부분에는 통상의 냉수공급관(14)과 온수공급관(16)이 설치되며, 상기 냉, 온수공급관(14, 16)은 조절밸브(18)에 결합되어 진다. 상기 조절밸브(18)는 냉, 온수공급관(14, 16)을 통해 공급되는 냉수와 온수를 일차 혼합시켜 온도를 필요에 따라 인위적으로 조작시키는 기능을 수행하며, 이러한 조절밸브(18)는 사용자가 레버(18a)를 잡고 수동으로 조작 가능하게 구성한다.

상기 조절밸브(18)에는 자동수전(22)이 급수관(20a)으로 연결 구성된다. 상기 자동수전(22)은 후술할 제어부(62)의 작동에 따라 자동으로 개폐되며 급수관(20a)을 통해 공급되는 냉, 온수가 혼합된 물의 양을 조절하는 기능을 수행한다.

상기 자동수전(22)에는 또 다른 급수관(20b)이 연결되어 있으며, 이 급수관(20b)의 일단에는 담수 및 순환흡입구(24)가 연결되어 진다. 상기 담수 및 순환흡입구(24)는 단일관으로서 저수조(12)내로 냉, 온수가 혼합된 물을 배출하는 기능과 함께, 상기 저수조(12)내로 공급된 물을 후술할 순환관(26)으로 유입시키는 기능을 겸비하여 수행한다.

한편, 상기 급수관(20b)에는 온도감지센서(23)가 설치되어 있으며, 이 온도감지센서(23)는 상기 급수관(20a)과 담수 및 순환흡입구(24)를 거쳐 저수조(12)내로 공급되는 온수(냉수와 온수가 섞여 혼합된 물)의 온도를 감지하는 기능을 수행하며, 또한 저수조(12)내에 담겨져 있는 온수의 온도를 감지하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 저수조(12)내로 온수를 적당량 공급한 다음, 자동수전(22)을 폐쇄하면 저수조(12)내의 온수는 담수 및 순환흡입구(24)를 통해 급수관(20b)과 순환관(26)으로 역류하게 되며, 따라서 급수관(20b)과 순환관(26)내의 온수는 저수조(12)내의 온수와 동일한 온수온도를 가지게 된다. 즉, 이러한 작용으로 인해 온도감지센서(23)는 급수관(20b)의 온도를 측정함으로서 저수조(12)내의 온수온도를 간접적으로 정확히 측정할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 급수관(20b)에 연결되는 순환관(26)은 저수조(12)내의 온수온도가 사용과정에서 설정온도보다 낮아질 경우, 이를 강제 순환시키는 관으로서, 이러한 순환관(26)에는 제어부(62)의 작동으로 자동 제어되어 지는 펌프(28)와 히터(30)가 장착되어 진다. 즉, 저수조(12)내의 온수온도가 설정온도보다 낮아질 경우, 온도감지센서(23)가 이를 감지하여 제어부(62)로 감지신호를 출력하여 펌프(28)와 히터(30)를 가동시키게 되며, 따라서 저수조(12)내의 온수는 담수 및 순환흡입구(24)를 통해 상기 순환관(26)으로 강제 흡입된 후, 히터(30)에 의해 설정온도만큼 가열된 상태에서 순환관(26)의 배출구(26a)를 통해 저수조(12)내로 공급되어 짐으로서 저수조(12)의 온수온도를 항시 설정온도만큼 자동으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 순환관(26)에는 도 2에 도시한 바와 같이 수위감지부(32)가 설치 구성된다. 상기 수위감지부(32)는 저수조(12)내로 공급되는 온수의 수위를 감지하는 기능을 수행하게 되는 바, 이러한 수위감지부(32)는 상기 순환관(26)에 수직으로 연결 구성되며 상기 순환관(26)내의 물이 유입되기 위한 공간부(34a)를 가지는 관체(34)와, 상기 관체(34)내에 설치되며 일정간격을 두며 다수의 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들이 설치된 봉체(36)와, 상기 공간부(34a)로 유입되는 온수의 양에 따라 상기 봉체(36)를 타고 승, 하강하며 상기 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들중 어느 하나의 수위감지센서에 근접하게 되는 감지부(40)로 이루어진 구조이다. 즉, 이러한 구조를 가지는 수위감지부(32)는 내부에 구비된 다수의 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들을 통해 저수조(12)내의 수위를 감지하여 제어부(62)로 감지신호를 출력하여 자동수전(22)을 개폐시키게 되는 바, 이를 보다 더 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 온수는 자동수전(22)의 개방으로 급수관(22b)과 담수 및 순환흡입구(24)를 통해 저수조(12)내로 배출되는 과정에서 순환관(26)으로도 흘러가게 되며, 이와 같이 순환관(26)내로 흘러간 온수는 수위감지부(32)인 관체(34)내로 유입되어 상기 관체(34)내에 설치된 감지부(40)를 부력으로 상승시키게 된다.(즉, 상기 관체(34)내로 유입되는 온수의 수위는 결과적으로 저수조내의 온수 수위와 동일한 높이를 나타내게 된다.) 이후, 상기 감지부(40)는 상승하는 과정에서 다수의 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들중 어느 하나의 수위감지센서(제어부에 미리 설정된 수위 높이에 해당하는 센서)에 근접하게 되면, 이 수위감지센서가 이를 감지하여 제어부(62)로 감지신호를 출력하게 되며, 따라서 제어부(62)는 자동수전(22)을 자동으로 폐쇄시켜 온수의 유입을 차단하게 됨으로서 저수조(12)의 수위를 조절할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 저수조(12)의 일측 상단에는 컨트롤 패널(42)이 부착되어 있으며, 이 컨트롤 패널(42)에는 도 3에 도시한 바와 같이 전원스위치(44)와 온도조절스위치(46) 및 표시부(48)가 각기 설치되며, 이 외 다수의 스위치들 예컨데 수위조절스위치(54), 히터스위치(56), 타이머표시부(57) 및 타이머스위치(58), 알람스위치(60)등이 설치되며, 마지막으로 상기한 스위치들과 욕조의 구비된 모든 구성품들을 제어하는 제어부(62)가 설치되어 진다.

상기 전원스위치(44)는 외부로부터 전원을 공급받아 제어부(62) 및 각 구성품으로 전원을 공급하는 스위치를 말하며, 상기 온도조절스위치(46)는 사용자가 욕조(10)의 저수조(12)에 담겨지는 물의 온도를 임의대로 설정하는 스위치를 말한다. 또한 상기 표시부(48)는 상기 온도조절스위치(46)의 작동으로 설정된 온수온도를 표시하는 디스플레이이다. 여기서 상기 표시부(48)는 설정된 온수온도를 표시하는 기능외에 전술한 온도감지센서(23)로부터 감지되는 물의 현재온도를 실시간으로 표시하는 기능을 겸비하며, 이러한 표시부(48)는 설정온도버튼(50)과 현재온도버튼(52)에 누름동작에 따라 설정온도나 혹은 현재온도를 각각 선택적으로 표시하게 된다. 또한 상기 수위설정스위치(54)는 저수조(12)로 공급되는 물의 수위를 설정하는 스위치이며, 히터스위치(56)는 순환관(26)에 장착되어 있는 히터(30)를 인위적으로 가동시키기 위한 스위치를 말한다. 또한 타이머스위치(58)는 입욕시간을 설정하는 스위치이며, 알람스위치(60)는 설정된 입욕시간이 경과했음을 알리는 스위치이다. 타이머표시부(57)는 상기 타이머스위치(58)의 조작으로 설정된 타이머를 표시하는 디스플레이이다. 즉, 이러한 다수의 스위치들은 제어부(62)와 전기적으로 연결 구성되어 욕조(10)의 동작(온도나 수위, 입욕시간등)을 제어하게 되는 바, 이와 같이 욕조(10)의 동작을 제어하기 위한 제어부(62)의 제어방법을 도 5를 참조하여 하기에 기술하기로 한다.

우선 도 1 또는 도 2에 도시한 전원스위치(44)를 "온"시켜 욕조(10)의 각 구성품들에 전원을 공급한 다음(100단계), 사용자는 온도조절스위치(46)를 이용하여 물의 온도(예를 들어 38℃)를 미리 설정한다.(102단계)

이후, 제어부(62)는 자동수전(22)을 개방하여(104단계) 냉수공급관(14)과 온수공급관(16)에서 공급된 냉, 온수를 급수관(22b)과, 상기 급수관(22b)에 연결되어 있는 담수 및 순환흡입구(24)를 통해 저수조(12)내로 온수를 공급하게 된다.(106단계)이때 상기 104단계인 자동수전(22)을 개방하는 과정에서 냉, 온수공급관(14, 16)에 연결되어 있는 조절밸브(18)를 통해 온수의 온도를 인위적으로 조절할 수 있다. 즉, 상기 자동수전(22)은 배출되는 온수의 양을 조절하는 기능만을 수행함에 따라 만일 저수조(12)내로 공급되는 온수온도가 설정온도(38℃)값보다 낮을 경우에는 상기 조절밸브(18)에 구비된 레버(18a)를 인위적으로 조작함으로서 온수온도를 설정온도값에 근접하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기와 같이 설정온도에 근접한 온수온도가 저수조(12)내로 공급되면 온수감지센서(23)가 이를 감지하여 제어부(62)로 신호를 출력하게 되며, 이에 따라 제어부(62)는 펌프(28)와 히터(30)를 가동시켜 저수조(12)내로 공급되는 온수를 순환관(26)으로 강제흡입한 후, 설정온도값과 동일한 온도를 가지도록 가열하여 저수조(12)로 다시 공급하게 됨으로서, 저수조(12)내에는 설정온수와 동일한 온도값을 가진 온수가 담수되어 지는 것이다.

이후, 제어부(62)는 욕조(10)의 저수조(12)에 물이 담겨지는 동안 수위감지부(32)에 구비되어 있는 수위감지센서(38a, 38b, 38c)로부터 출력되는 감지신호가 있는지를 판단한다.(108단계)

상기 108단계에서 상기 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들중 어느 하나의 수위감지센서가 감지되었다고 판단되면 상기 제어부(62)는 자동수전(22)을 폐쇄하여 온수의 공급을 차단한다.(110단계)

만약 상기 108단계에서 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들이 감지되지 않았다고 판단되면 상기 제어부(62)는 전술한 106단계를 계속해서 수행하게 된다.

이후, 상기 제어부(62)는 온도감지센서(23)가 감지되었는지를, 바람직하게는 저수조(12)에 담겨진 물의 온도가 떨어졌는지를 감지한다.(112단계)

상기 112단계에서 온도감지센서(23)가 감지되었다고 판단되면 제어부(62)는 펌프(28)를 구동시켜 저수조(12)에 담겨진 온수를 담수 및 순환흡입구(24)와 순환관(26)을 통해 유입시킨 다음(114단계), 상기 제어부(62)는 116단계에서 히터(30)를 가동시켜 상기 물을 설정된 온도(38℃)만큼 가열시켜 순환관(26) 및 배출구(26a)를 통해 저수조(12)내로 공급시켜 설정된 온도가 유지되도록 한다.(118단계){이때, 전술한 동작은 저수조(12)에 담겨진 물의 온도가 설정된 온도에 도달할 때까지 계속해서 진행되어 진다.}

만약 전술한 112단계에서 온도감지센서(23)가 감지되지 않았다고 판단되면(즉, 저수조(12)에 담겨져 있는 물의 온도가 설정된 온도(38℃)를 유지하고 있다고 판단되면), 상기 제어부(62)는 전술한 114단계 내지 116단계를 수행하지 않고 118단계(설정된 온도유지)를 수행하게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 위에서 아래로 떨어지는 수도꼭지가 부착된 직수관을 사용하지 않고 욕조의 저수부 내부에서 직수가 공급되어지도록 구성하므로서 목욕시 수도꼭지에 부딪혀 상해를 입는 경우를 방지할 수 있으며 이러한 구성으로 인해 콤팩트한 욕조를 구현할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 욕조에 담겨지는 수온 및 수량을 목욕자의 취향에 맞도록 자동으로 조절할 수 있으며 이에 따라 수도꼭지를 이용하여 냉,온수 밸브를 수동으로 조작할 필요가 없고 또한 수온과 수량을 목욕자가 직접 점검해야 하는 번거로움을 해소하였다.

특히, 본 발명은 욕조의 저수부에 담겨져 있는 물의 온도를 항상 일정하게 유지시켜주므로서 장시간 목욕시에도 최적의 온도에서 목욕을 즐길 수 있는 상승적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 온도 및 수위조절을 자동으로 제어하기 위한 욕조의 구성을 보이고 있는 도면.

도 2는 도 1의 정면을 도시한 도면.

도 3은 도 1에서 도시한 컨트롤패널의 상세구조를 도시한 도면.

도 4는 도 1에서 도시하고 있는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템의 회로구성을 나타낸 도면.

도 5는 도 4에서 도시하고 있는 제어부의 제어방법을 보이고 있는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 욕조 12: 저수조

18: 조절밸브 22: 자동수전

23: 온도감지센서 24: 담수 및 순환흡입구

26: 순환관 28: 펌프

30: 히터 32: 수위감지부

38a, 38b, 38c: 수위감지센서 42: 컨트롤패널

62: 제어부

Claims (4)

1. 냉, 온수공급관(14, 16)을 통해 저수조(12)내에 공급된 물의 온도와 수위를 자동으로 조절하게 되는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템에 있어서,

   상기 냉, 온수공급관(14, 16)에 연결되며 상기 냉, 온수공급관(14, 16)에서 공급되는 냉, 온수의 혼합량을 조절하는 조절밸브(18)와;

   상기 조절밸브(18)와 급수관(20a)으로 연결되며 상기 급수관(20a)을 개폐시켜 혼합된 물의 양을 조절하는 자동수전(22)과;

   상기 자동수전(22)과 급수관(20b)으로 연결되며 상기 자동수전(22)으로 부터 공급된 온수를 상기 저수조(12)로 배출하며 또한 상기 저수조(12)로 배출된 온수를 순환관(26)으로 유입시키는 담수 및 순환흡입구(24)와;

   상기 급수관(20b)에 설치되며 상기 저수조(12)로 공급되는 물의 온도 및 상기 저수조(12)에 공급된 물의 온도를 감지하는 온도감지센서(23)와;

   상기 순환관(26)에 연결되며 저수조(12)내의 물을 강제 흡입하여 상기 저수조(12)로 다시 배출시키는 펌프(28) 및 상기 펌프(28)를 통해 강제 흡입된 물을 설정된 온도만큼 가열시키는 히터(30)와;

   상기 온도감지센서(23)로 부터 출력되는 감지신호를 입력받아 상기 히터(30) 및 펌프(28)의 작동을 제어하여 저수조(12)내의 물의 온도를 조절하는 제어부(62)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 순환관(26)에는 상기 급수관(20b)을 통해 저수조(12)내로 공급되는 물의 수위를 감지하여 상기 제어부(62)로 신호를 출력하여 상기 자동수전(22)을 자동으로 개폐시키는 수위감지부(32)가 설치 구성됨을 특징으로 하는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 수위감지부(32)는;

   상기 순환관(26)에 수직으로 연결 구성되며 상기 순환관(26)내로 유입된 온수가 공급되기 위한 공간부(34a)를 가지는 관체(34)와;

   상기 관체(34)내에 설치되며 일정간격을 두며 다수의 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들이 설치된 봉체(36)와;

   상기 공간부(34a)로 유입되는 물의 양에 따라 상기 봉체(36)를 타고 승, 하강하며 상기 수위감지센서(38a, 38b, 38c)들중 어느 하나의 수위감지센서에 근접하게 되는 감지부(40)로 이루어짐을 특징으로 하는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템.
4. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 저수조(12)에는 상기 저수조(12)로 공급되는 물의 수위를 설정하는 수위설정스위치(54)와, 상기 히터(30)를 인위적으로 가동시키는 히터스위치(56)와, 입욕시간을 나타내는 타이머표시부(57) 및 타이머스위치(58), 입욕시간이 종료되었음을 알리는 알람스위치(60)가 포함되어 설치되어 제어부(62)와 전기적으로 연결 구성됨을 특징으로 하는 욕조의 온도 및 수위조절 시스템.