KR20110064750A - 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치 - Google Patents

발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치 Download PDF

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KR20110064750A
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Abstract

수도장치의 수압을 이용하여 전기 에너지를 발전하고, 수온에 따라 물 색깔을 다르게 변경하기 위한 전기 회로에 발전된 전기 에너지를 공급하여 사용함으로써 전기 에너지의 활용도를 높이고, 발전 과정에서 외부 공기의 기포를 잘게 부수어 미세 버블을 간편하게 발생시킴으로써 세척력을 보다 증대할 수 있다. 또한 발전된 전기 에너지로 동작하는 인감지 센서로 사용자 접근을 감지하여 자동 조명할 수 있다.
수도, 물 색깔, 조명, 미세 버블

Description

발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치 {multi-purpose faucet device for electricity generating, display of water temperature, and bubble generating}
본 발명은 수도장치의 수압을 이용하여 전기 에너지를 발전하고, 수온에 따라 수돗물의 물 색깔을 변경하기 위한 전기 회로에 발전된 전기 에너지를 사용하며, 발전 과정에서 외부로부터 유입되는 공기의 기포를 잘게 부수어 미세 버블을 생성하는 장치에 관한 것이다.
가정이나 사무실에서 사용하는 수도장치는 손잡이로 냉수와 온수의 비율을 조정할 수 있다. 사용자의 부주의한 조작으로 인하여 뜨거운 물이 나오게 되면 화상을 입을 수 있기 때문에 수도장치에 조명 램프를 설치하여 수온에 따라 물 색깔을 다르게 비추는 기술이 개발되어 출시되고 있다.
그러나 기존 조명 장치에 전기 에너지를 공급하기 위하여 건전지를 사용하는 방식을 적용할 때 그 건전지의 수명이 제한되어 있으므로 해서 일정 주기로 교체해 주어야 하는 번거로움이 따른다. 외부로부터 전기를 공급하는 방식을 적용할 경우 별도의 배선 작업이 필요하고 전선을 내장하기 위한 구조를 갖출 때 제품의 부피가 커지게 되므로 미관상 보기가 좋지 않다.
또한 기존 수도장치에서 물 색깔을 바꾸어 시각적 효과를 얻는데 주안점을 두고 있을 뿐 손을 씻거나 그릇을 닦을 때 세척력을 증대할 수 있는 것에 대해서는 고려되는 바가 없다.
본 발명의 일 측면은 수도장치의 수압을 이용하여 전기 에너지를 발전하고, 수온에 따라 물 색깔을 다르게 변경하기 위한 전기 회로에 발전된 전기 에너지를 공급하여 사용함으로써 전기 에너지의 활용도를 높이고, 발전 과정에서 외부 공기의 기포를 잘게 부수어 미세 버블을 간편하게 발생시킴으로써 세척력을 보다 증대할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 발전된 전기 에너지로 동작하는 인감지 센서로 사용자 접근을 감지하여 자동 조명할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치는, 수돗물을 공급하는 수도장치와; 상기 수도장치에 부착되고 수압에 의해 회전하는 회전부가 버블을 잘게 부수어 마이크로 버블을 생성하는 버블 생성부;를 포함한다.
또한, 상기 버블 생성부가 상기 회전부를 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 결합되는 하부 덮개를 포함하고, 상기 회전부가 수압에 의해 회전하는 복수의 회전 날개를 포함하며, 상기 복수의 회전 날개가 칸막이 형태로 형성된다.
또한, 상기 버블 생성부가 상기 하우징 내부의 수로 안으로 공기를 유도하기 위해 상기 수로와 연통되게 형성되는 복수의 공기 유도관과, 상기 회전부 일측에 연장 형성되어 상기 공기 유도관에 의해 유도되어 생성되는 버블을 잘게 부수는 복수의 절단부재를 더 포함하고, 상기 복수의 절단부재는 상기 회전 날개와 함께 회전한다.
또한, 상기 버블 생성부가 상기 하우징 내부에 수용되는 고정자와 회전자로 구성하는 발전부와, 상기 발전부에 의해 생성된 발전 전기를 정류하는 정류부와, 상기 정류된 전원으로 충전 전원을 제공하는 충전부를 더 포함한다.
또한, 상기 버블 생성부가 상기 충전부의 충전 전원을 이용하여 수온을 측정하는 수온 측정부와, 적어도 하나의 색상으로 발광하는 조명부와, 상기 수온 측정부에 의해 측정된 수온에 따라 상기 조명부를 제어하여 상기 수돗물의 물 색깔을 변경하는 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
또한, 상기 버블 생성부가 동작 모드를 설정하기 위한 모드 선택부를 더 포함하고, 상기 모드 선택부에 의해 조명 모드로 설정되면 상기 제어부가 수온에 따라 물 색깔을 변경하는 동작을 수행한다.
또한, 상기 버블 생성부가 사용자의 접근을 감지하는 인감지 센서와, 적어도 하나의 색상으로 발광하는 조명부와, 상기 인감지 센서에 의해 사용자 접근을 감지하면 상기 조명부를 제어하여 주위를 조명하는 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
이상과 같이 실시 예에 따르면 수압을 이용하여 간편하게 미세 버블을 생성하여 세척력을 증대할 수 있다. 또한 미세 버블을 생성할 때 얻어진 전기 에너지로 조명함에 따라 전기 에너지를 절약하고, 사용 편의를 향상시킬 수 있다. 또한 사용 자 접근을 감지하는 인감지 센서를 이용하여 주위를 자동 조명할 수 있어 사용자에 의한 수도 사용이 편리하다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 사용 예를 보인 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 버블 생성부의 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치(1)는 수도 장치(100)와 버블 생성부(200)를 포함한다.
수도장치(100)는 수돗물을 공급하는 배출관(120)에 설치되어 사용자의 조작에 따라 냉수와 온수의 비율을 조절하는 손잡이(110)를 포함한다.
버블 생성부(200)는 배출관(120)의 일단에 부착되어 수돗물 공급 시 수압에 의해 미세 버블을 자체적으로 생성하여 외부로 배출한다.
도 2를 참고하여, 버블 생성부(200)는 고정자(220), 회전자(230), 회전부(240)를 수용하는 하우징(210)을 포함한다. 하우징(210)의 하단에 하부 덮개(260)가 나사 결합된다. 하부 덮개(260)의 상면에 제어박스(262)를 배치하고 그 제어박스(262) 주위에 복수의 분출구멍(264)을 형성한다.
하우징(210)의 상면 중앙에 중공 형태의 결합 부재(211)가 형성된다. 결합 부재(211) 안에 실링 부재(213)를 넣은 상태로 배출관(120)에 끼워 고정한다. 결합 부재(211)는 배출관(120)의 일단에 끼워 고정하고 잡아 당겨 빼낼 수 있게 직경이 배출관(120)보다 조금 작고 고무 재질로 하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 배출관(120)에 하우징(210)을 고정시킬 수 있는 다양한 결합 구조를 적용할 수 있다.
하우징(210) 외측에 모드 선택부(214)가 형성된다. 모두 선택부(214)로 조명 모드와 정지 모드를 선택할 수 있는데, 정지 모드에서는 조명을 하지 않고 단순히 물 공급하는 동작을 의미하고, 조명 모드는 수온에 따라 물 색깔을 변경하는 동작을 의미한다.
회전부(240)의 중심에 회전자(230)가 고정 위치하고, 그 회전자(230)의 케이싱(231) 외곽을 고정자(220)의 케이싱(231) 내측이 둘러싸게 된다.
회전자(230)의 중심에 회전 부시(250)가 끼워지고, 그 회전부시(250) 안에 제어박스(262)에 일측이 고정된 고정축(261)이 끼워진다.
손잡이(110) 조작에 의해 배출관(120)에서 공급되는 수돗물이 하우징(210) 내부로 유입되며, 강한 수압에 의해 회전 날개(241)가 회전한다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 하우징(210) 내부로 유입된 수돗물은 고정자 케이싱(221) 외측에 형성된 수로(215)를 통해 흐름에 따라 수로(215) 일단에 설치된 회전부(240)에 칸막이 형태로 형성된 복수의 회전 날개(241)를 회전시킨다.
도 4에 도시한 바와 같이, 회전자(230) 내부에 N극 또는 S극을 띄고 환형으로 배치되는 복수의 영구 자석(232)이 삽입되어 있고, 고정자(220) 내부에 코일이 감겨지고 환형으로 배치된 복수의 코어(222)가 삽입된다. 복수의 영구 자석(232) 외곽에 복수의 코어(222)가 서로 떨어져 위치하게 되며, 회전자(230의 회전에 의해 영구 자석(232)이 회전하면 코어(222)에서 전자기 유도에 의해 발전이 이루어진다. 이런 발전 전기를 이용하여 하부 덮개(260)의 중심부에 외부에 노출되게 마련된 조명부(270)에서 다양한 색깔의 빛을 비출 수 있다. 조명부(270) 주위를 덮는 투명부재(265)에 무늬를 넣으면 빛의 굴절로 인한 다양한 시각적 효과를 연출할 수도 있다.
도 5를 참고하여 회전부(240)의 외측에 복수의 절단부재(242)가 일체로 형성된다. 절단부재(242)는 길이 방향으로 연장되어 하우징(210)에 형성된 공기 유도관(212)의 유출구(212a)에 근접 배치된다.
복수의 공기 유도관(212)은 하우징(210)의 길이 방향으로 좁고 기다랗게 외부와 연통되어 있어 외부 공기를 하우징(210) 안으로 유도하고, 유출구(212a)를 통해 외부 공기가 수로(215) 안으로 공급될 때 비교적 큰 버블이 만들어진다. 이때 회전부(240)의 회전에 따라 빠르게 돌고 있는 절단부재(242)가 유출구(212a)를 지나가면서 버블을 잘게 부수어 다량의 미세 버블(M)을 생성한다. 미세 버블(M)은 하부 덮개(260)의 분출 구멍(264)을 통해 외부로 분출된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 제어 블록도이다.
전원부(201)는 발전부(201)와 정류부(203)를 포함한다.
수압에 의해 회전 날개(241)가 회전할 때 고정자(220)와 회전자(230)를 포함하는 발전부(202)에서 자가 발전을 수행하고, 발전 전기가 정류부(203)로 제공되어, 정류부(203)에서 정류된 직류 전원을 제공할 수 있다.
충전부(204)는 정류부(203)로부터 직류 전원을 공급 받아 충전 배터리를 충 전하고, 충전 전원을 각 부에 공급한다.
수온 측정부(263)는 수로(215)에 노출되게 설치되어 수돗물의 수온을 측정하고, 수온 측정 신호를 제어부(205)에 제공한다.
모드 선택부(214)가 사용자에 의해 선택된 동작 모드로서, 조명 모드 또는 정지 모드에 대응하는 모드 선택 신호를 제어부(205)에 제공한다.
조명부(270)는 제2 내지 제4스위치(207)(208)(209)에 대응하며 적색, 청색, 녹색으로 발광하는 복수의 엘이디(271)(272)(273)를 포함한다.
조명 모드가 설정된 경우 제어부(205)에 의해 제1스위치(206)가 온(ON) 되면 충전부(204)의 충전 전원이 수온 측정부(263)에 제공된다. 이에 따라 수온 측정부(263)가 수로(215)를 통해 공급되는 수돗물의 온도를 측정하여 수온 측정 신호를 제어부(205)에 제공한다. 제어부(205)는 측정된 수온에 따라 설정된 물 색깔로 조명하기 위하여 제2 내지 제4스위치(207)(208)(209)를 선택적으로 또는 동시적으로 작동시킨다. 예를 들어 수온이 상대적으로 높은 경우 제2스위치(207)를 선택적으로 온(ON) 시켜 적색 엘이디(271)를 점등하여 분출 구멍(264)을 통해 분출되는 수돗물의 색깔이 적색이 되게 한다. 다른 예로서 제2스위치(207)와 제4스위치(209)를 동시에 온(ON) 시켜 적색과 녹색을 섞어서 수돗물의 색깔을 연출한다.
이하에서는 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 동작을 설명한다.
손잡이(110) 조작에 따라 냉수와 온수의 비율이 조정되는 수돗물이 배출관(120)에서 유출된다(310). 배출관(120)에 결합된 버블 생성부(200)의 수로(215) 를 따라 수돗물이 공급될 때 강한 수압에 의해 회전부(240)가 회전한다. 이때 회전부(240) 외곽에서 연장 형성된 복수의 절단부재(242)가 회동함에 따라 공기 유도관(212)의 유출구(212a)에서 형성되는 큰 버블을 잘게 부수어 다량의 미세 버블을 형성한다(312).
제어부(205)가 모드 선택부(214)의 모드 선택신호에 따라 조명 모드의 설정여부를 판단하고(314), 조명 모드이면 제1스위치(206)를 온(ON) 시켜 충전부(204)의 충전 전원이 수온 측정부(263)에 공급한다(316). 수온 측정부(263)가 수돗물의 온도를 측정하여 수온 측정 신호를 제어부(205)에 제공하고(318), 제어부(205)는 수온에 따라 제2 내지 제4스위치(207)(208)(209)를 제어하여 적색, 청색 녹색 엘이디(271)(272)(273) 중 적어도 하나를 점등시켜 수돗물에 비추어 설정된 물 색깔로 조명한다(320). 조명 모드로 설정되는 동안 수온에 따라 물 색깔을 변경하는 동작을 지속한다.
정지모드로 바뀌면(322의 예) 제어부(205)가 제1 내지 제4스위치(206)(207)(208)(209)를 모두 오프(OFF) 시켜 수온에 따라 조명하는 동작을 중단한다(324).
이후의 실시 예에서는 사용자 접근을 감지하여 자동적으로 조명하는 동작을 중심으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 사용 예를 보인 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 제어 블록도이 며, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치(1)는 인감지 센서(205b)가 설치된 버블 발생부(200a)를 포함하며, 그 이외에 앞선 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대해 동일한 부호를 인용하여 설명한다.
인감지 센서(205b)는 충전부(204)에 전기적으로 연결되어 충전 전원을 항시 제공받는다. 따라서 인감지 센서(205b)는 수돗물 공급 시 얻어진 전기 에너지를 사용할 수 있으므로 별도의 전원 장치 없이도 작동이 가능하다.
도 9를 참고하여, 인감지 센서(205b)가 사용자 접근을 감지하여 접근 감지 신호를 제어부(205a)에 제공한다. 제어부(205a)는 인감지 센서(205b)로부터 접근 감지 신호에 따라 사용자의 접근을 인식하면 수돗물 공급 여부와 상관 없이 제2 내지 제4스위치(207)(208)(209) 중 적어도 하나를 온(ON) 시켜 빛을 비춘다.
이러한 자동 조명은 실내가 어두울 때 사용자가 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치(1)에 접근하는 것만으로 주위를 밝게 비추어 사용자의 수도 사용을 편리하게 할 수 있다.
이후 손잡이(110) 조작으로 수돗물을 공급하는 동안 회전부(240)의 회전에 의해 미세 버블이 발생되는 것은 앞서 설명한 실시 예와 실질적으로 동일하다.
또한 모드 선택부(214)로 조명 모드를 설정 시 수온에 따라 물 색깔을 다르게 변경하는 동작 역시 앞서 설명한 실시 예와 실질적으로 동일하다.
이하에서는 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 동작을 설명한다.
인감지 센서(205b)가 사용자 접근을 감지하면(406의 예), 제어부(205a)가 제2 내지 제4스위치(207)(208)(209) 중 적어도 하나를 온(ON) 시켜 빛을 비춤으로서 자동 조명을 실시한다(408).
손잡이(110) 조작에 따라 냉수와 온수의 비율이 조정되는 수돗물이 배출관(120)에서 유출된다(410). 배출관(120)에 결합된 버블 생성부(200)의 수로(215)를 따라 수돗물이 공급될 때 강한 수압에 의해 회전부(240)가 회전한다. 이때 회전부(240) 외곽에서 연장 형성된 복수의 절단부재(242)가 회동함에 따라 공기 유도관(212)의 유출구(212a)에서 형성되는 큰 버블을 잘게 부수어 다량의 미세 버블을 형성한다(412).
제어부(205a)가 모드 선택부(214)의 모드 선택신호에 따라 조명 모드의 설정여부를 판단하고(414), 조명 모드이면 제1스위치(206)를 온(ON) 시켜 충전부(204)의 충전 전원이 수온 측정부(263)에 공급한다(416). 수온 측정부(263)가 수돗물의 온도를 측정하여 수온 측정 신호를 제어부(205)에 제공하고(418), 제어부(205)는 수온에 따라 제2 내지 제4스위치(207)(208)(209)를 제어하여 적색, 청색 녹색 엘이디(271)(272)(273) 중 적어도 하나를 점등시켜 수돗물에 비추어 설정된 물 색깔로 조명한다(420). 조명 모드로 설정되는 동안 수온에 따라 물 색깔을 변경하는 동작을 지속한다.
정지모드로 바뀌면(422의 예) 제어부(205)가 제1 내지 제4스위 치(206)(207)(208)(209)를 모두 오프(OFF) 시켜 수온에 따라 조명하는 동작을 중단한다(424).
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 사용 예를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 버블 생성부의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 주요부의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주요부의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주요부의 상세 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 제어 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 사용 예를 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 제어 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 수도장치
110 : 손잡이
120 : 배출관
200 : 버블 생성부
210 : 하우징
220 : 고정자
230 : 회전자
240 : 회전부
250 : 회전부시
260 : 하부덮개
270 : 조명부

Claims (7)

  1. 수돗물을 공급하는 수도장치와;
    상기 수도장치에 부착되고 수압에 의해 회전하는 회전부가 버블을 잘게 부수어 미세 버블을 생성하는 버블 생성부;를 포함하는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버블 생성부가
    상기 회전부를 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 결합되는 하부 덮개를 포함하고, 상기 회전부가 수압에 의해 회전하는 복수의 회전 날개를 포함하며, 상기 복수의 회전 날개가 칸막이 형태로 형성되는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 버블 생성부가
    상기 하우징 내부의 수로 안으로 공기를 유도하기 위해 상기 수로와 연통되게 형성되는 복수의 공기 유도관과, 상기 회전부 일측에 연장 형성되어 상기 공기 유도관에 의해 유도되어 생성되는 버블을 잘게 부수는 복수의 절단부재를 더 포함하고, 상기 복수의 절단부재는 상기 회전 날개와 함께 회전하는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 버블 생성부가
    상기 하우징 내부에 수용되는 고정자와 회전자로 구성하는 발전부와, 상기 발전부에 의해 생성된 발전 전기를 정류하는 정류부와, 상기 정류된 전원으로 충전 전원을 제공하는 충전부를 더 포함하는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 버블 생성부가
    상기 충전부의 충전 전원을 이용하여 수온을 측정하는 수온 측정부와, 적어도 하나의 색상으로 발광하는 조명부와, 상기 수온 측정부에 의해 측정된 수온에 따라 상기 조명부를 제어하여 상기 수돗물의 물 색깔을 변경하는 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 버블 생성부가
    동작 모드를 설정하기 위한 모드 선택부를 더 포함하고, 상기 모드 선택부에 의해 조명 모드로 설정되면 상기 제어부가 수온에 따라 물 색깔을 변경하는 동작을 수행하는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 버블 생성부가
    사용자의 접근을 감지하는 인감지 센서와, 적어도 하나의 색상으로 발광하는 조명부와, 상기 인감지 센서에 의해 사용자 접근을 감지하면 상기 조명부를 제어하여 주위를 조명하는 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 발전과 수온표시 및 버블 발생을 위한 다기능 수도 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014077561A1 (ko) * 2012-11-15 2014-05-22 Lee Chun-Woo 버블발생기
KR101410756B1 (ko) * 2013-08-22 2014-06-24 주식회사 칼라카나 버블발생기
KR20170032756A (ko) 2015-09-15 2017-03-23 성균관대학교산학협력단 기포를 이용한 전기발생장치 및 이를 이용한 조명 시스템

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