KR20110115480A - 자가발전 비데 - Google Patents

Abstract

비데 또는 저수탱크에 공급되는 물을 이용하여 발전을 수행하는 자가발전 비데가 개시된다.
개시되는 자가발전 비데는 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서, 원수가 유입되는 원수 유입부; 상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기; 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부; 및 상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부;를 포함하며, 상기 충전부의 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 자가발전 비데에 의하면, 노즐부를 통하여 충분한 양의 원수를 배출하여 발전을 수행함으로써 충전부에 충전된 전압이 충분하지 않은 경우라도 안정적으로 비데를 사용할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

자가발전 비데{Self-generating Bidet}

본 발명은 발전을 통하여 전기를 생성할 수 있는 비데에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 좌변기 또는 비데에 공급되는 물을 이용하여 발전을 수행하는 자가발전 비데에 관한 것이다.

일반적으로 비데는 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 장치로서, 온수세정장치 또는 국부세정장치라고도 불린다.

비데에는 사용자가 레버 등을 직접 조작하여 물을 분사하는 기계식 비데와, 사용자가 특정 기능의 버튼을 누르면 비데에 구비되는 각종 동작, 예를 들어, 비데기능, 세정기능, 노즐세척기능, 건조기능 등이 자동으로 수행되는 전자식 비데가 있다.

그러나, 기계식 비데는 별도의 외부 전원이 없으므로 사용자가 모든 동작을 조절해야 하는 불편함이 있으며, 전자식 비데는 외부의 전원이 연결되어야 작동이 가능하므로 전원 공급시설이 없거나 전원 연결에 많은 불편이 따르는 지역에서는 사용할 수 없다.

이러한 전자식 비데의 전원 연결의 어려움을 해결하기 위하여 건전지를 사용하여 비데의 각종 기능을 사용하는 방안을 고려할 수 있으나, 건전지를 수시로 교체해야 하는 불편함이 따른다.

이를 해결하기 위하여 수도전 등으로부터 공급되는 원수의 수압을 이용하여 발전하여 전기를 제공하는 방법이 제안된 바 있다. 이러한 발전식 비데는 변기 세척을 위한 저수탱크에 연결된 배관에 발전기를 설치하게 되지만, 배관에 발전기를 설치하는 작업에 많은 수고와 어려움이 따르게 된다. 또한, 발전기에서 생성된 전기를 저장하는 충전부가 비데 본체 내부에 위치하므로 발전기와 충전부를 전기적으로 연결하는 배선이 비데 본체의 외부에 노출된 상태가 된다. 이러한 경우, 미관을 해칠 뿐만 아니라 사용자의 부주의 또는 장난으로 인하여 외부 배선이 단선되거나 사용자가 걸려 넘어질 수 있는 등 여러 가지 문제점이 있다.

특히, 저수탱크가 없는 좌변기에는 상기와 같은 발전식 비데를 설치할 수 없다는 문제점이 있다.

한편, 발전식 비데는 발전기에서 발전되는 전기의 용량이 극히 적으므로 소모전력을 극소화할 필요가 있으나, 전기가 공급되는 각종 전장부품에 대기전원이 공급되는 상태이므로 전력의 낭비가 심하다. 특히, 비데의 사용시간은 하루 중 극히 일부 시간이므로 비데 사용을 위하여 상당한 양의 대기전력을 낭비하는 것은 발전용량이 충분하지 못한다는 점을 고려할 때 비효율적인 요소가 되며, 발전식 비데의 보급에 상당한 장애요소가 되고 있다.

나아가, 전자식 비데의 경우 물의 분사를 위하여 각종 밸브가 설치되고 있으며, 유량조절밸브를 통하여 분사수압을 조절하고 있다. 그러나, 이러한 유량조절밸브는 모터의 구동을 통하여 밸브의 개폐정도를 조절하므로 많은 전력이 소모되며 따라서 발전용량이 많지 않은 발전식 비데에는 사용될 수 없다.

특히, 종래에 제안된 발전식 비데는 단순하게 저수탱크에 공급되는 물을 이용하여 발전을 수행할 뿐이어서 발전용량이 충분하지 못하며, 더욱이 충전부 전압이 낮은 상태에서는 비데의 사용이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위한 것으로서, 노즐부를 통하여 원수를 배출함으로써 충분한 발전용량을 확보하여 비데를 안정적으로 사용할 수 있는 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 충전된 전압이 비데의 사용에 충분하지 않은 경우 발전을 수행하여 비데를 안정적으로 사용할 수 있는 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 발전기 및 이를 충전부와 연결하는 배선이 외부로 노출되지 않아 미관이 개선되고 배선의 단락이 방지될 수 있는 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 대기전력의 소모를 극소화하여 소비전력을 최소화할 수 있는 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 유로의 개폐를 위한 밸브를 구동하는데 소요되는 전력을 최소화할 수 있는 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 전력의 사용을 최소화하면서도 유량조절이 가능한 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 저수탱크가 없는 좌변기에서도 발전이 가능한 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 온수가 공급되더라도 발전기의 손상이 발생하지 않는 자가발전 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 외부의 수압에 의해 소음이 크게 발생하거나 밸브 등 각종 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은, 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서, 원수가 유입되는 원수 유입부; 상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기; 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부; 및 상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부;를 포함하는 자가발전 비데를 제공한다.

다른 측면으로서 본 발명은, 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서, 원수가 유입되는 원수 유입부; 상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기; 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부; 상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부; 및 상기 발전기를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크에 공급하도록 상기 발전기와 저수탱크 사이에 구비되는 탱크 유로부;를 포함하여, 상기 탱크 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하는 자가발전 비데를 제공한다.

또 다른 측면으로서 본 발명은, 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서, 원수가 유입되는 원수 유입부; 상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기; 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부; 상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부; 및 상기 발전기를 거친 원수를 좌변기의 보울에 공급하도록 상기 발전기와 보울 사이에 구비되는 물내림 유로부; 를 포함하여, 상기 물내림 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하는 자가발전 비데를 제공한다.

또한, 본 발명에 의한 자가발전 비데는 상기 충전부의 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;를 추가로 포함할 수 있다. 이와는 달리, 본 발명에 의한 자가발전 비데는 미리 설정된 조건에 해당할 때 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;를 추가로 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 노즐부는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 세척하는 세척노즐을 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 제어부는 상기 충전부의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 세척노즐을 통하여 원수가 배출되도록 하여 상기 발전기가 구동되도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자가발전 비데는 사용자가 변좌에 착좌하는 것을 감지하여 착좌신호를 발생시키는 착좌센서;를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 착좌센서에서 착좌가 감지되면 상기 충전부로부터의 전원공급이 이루어지도록 하고, 상기 착좌센서로부터 사용자의 착좌이탈이 감지되면 미리 설정된 대기 시간 이후 상기 충전부로부터의 전원공급을 차단하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 착좌센서는 사용자가 변좌에 착좌시 눌려져 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 노즐 유로부는 상기 분사노즐로 원수가 공급되거나 공급되지 않도록 상기 분사노즐과 연결된 분사노즐 유로를 개폐하는 제1 개폐밸브와, 상기 세척노즐로 원수가 공급되거나 공급되지 않도록 상기 세척노즐과 연결된 세척노즐 유로를 개폐하는 제2 개폐밸브를 포함할 수 있다. 이때, 전력소비의 절감을 위하여 상기 제1 개폐밸브와 상기 제2 개폐밸브는 래치밸브로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 노즐 유로부는 상기 분사노즐로 공급되는 유량을 조절하도록 상기 제1 개폐밸브의 하류에 설치된 유량조절밸브를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 전력소비의 절감을 위하여 상기 유량조절밸브는 항상 개방된 제1 유로와 전원 인가에 의해 개방되는 제2 유로를 포함하는 래치밸브로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 노즐부는 상기 분사노즐과, 상기 분사노즐을 전후 방향으로 이동시키는 노즐구동부를 구비하며, 하나의 분사노즐을 통하여 세정기능과 비데기능의 구현이 가능하도록 상기 제어부는 세정기능과 비데기능의 사용시 상기 분사노즐의 이동 거리가 다르도록 상기 노즐 구동부의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 노즐 구동부는 직류모터를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 탱크 유로부에 구비되는 유로의 직경은 상기 노즐 유로부에 구비되는 유로의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 이때, 상기 노즐 유로부에 구비되는 유로의 직경과 상기 탱크 유로부에 구비되는 유로의 직경의 비는 1 : 1.2 ~ 5로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 물내림 유로부에 구비되는 유로의 직경은 상기 노즐 유로부에 구비되는 유로의 직경보다 큰 것이 바람직하다.

바람직하게, 비데 하우징의 외부로 배선이 노출되는 것을 최소화하기 위하여 상기 발전기, 충전부, 노즐부 및 노즐 유로부, 그리고 탱크 유로부 또는 물내림 유로부는 비데 하우징 내부에 구비될 수 있다.

또 다른 측면으로서, 본 발명은 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서, 원수가 유입되는 원수 유입부; 상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기; 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부; 온수가 유입되는 온수 유입부; 상기 원수 유입부에서 유입된 원수와 상기 온수 유입부에서 유입된 온수를 혼합하도록 상기 발전기의 하류에 설치된 혼합밸브; 및 상기 혼합밸브를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하는 노즐 유로부;를 포함하는 자가발전 비데를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데는 상기 발전기를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크에 공급하도록 저수탱크와 연결되는 탱크 유로부;를 추가로 포함하여, 상기 탱크 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이와는 달리, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데는 상기 발전기를 거친 원수를 좌변기의 보울에 공급하도록 상기 발전기와 보울 사이에 구비되는 물내림 유로부;를 추가로 포함하여, 상기 물내림 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하도록 구성될 수 도 있다.

바람직하게, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데는 고수압 지역에서 상기 발전기에 유입되는 원수의 압력을 감압하여 발전기에서 발생되는 소음을 감소시키도록 상기 발전기의 상류에 설치되는 감압 밸브;를 추가로 포함할 수 있다. 이와는 달리, 저수압 지역에서 원수의 압력이 발전기로 그대로 전달되도록 하여 발전효율을 높이되 상기 노즐 유로부에 구비된 부품을 보호하기 위하여 상기 발전기를 통과한 원수의 압력을 감압하도록 상기 발전기의 하류에 감압밸브를 설치할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데는 상기 충전부의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;를 추가로 포함할 수 있다.

이때, 상기 노즐부는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 세척하는 세척노즐을 포함하며, 상기 제어부는 상기 충전부의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 세척노즐을 통하여 원수가 배출되도록 하여 상기 발전기가 구동되도록 할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐부를 통하여 충분한 양의 원수를 배출하여 발전을 수행함으로써 충전부에 충전된 전압이 충분하지 않은 경우라도 안정적으로 비데를 사용할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 저수탱크 또는 좌변기의 보울에 공급되는 원수를 통하여 충분할 발전을 수행하고, 비데를 사용하는 과정에서 노즐부를 통해 분사 또는 배출되는 원수를 통해 추가적인 발전을 수행할 수 있으며, 나아가 충전된 전압이 충분하지 않은 경우 노즐부로 원수를 강제적으로 배출함으로써 발전을 수행하므로, 발전용량을 극대화할 수 있고 비데의 각종 전장부품의 구동을 할 수 있는 전력을 충분히 확보할 수 있다는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 비데 하우징 내부에 발전기와 충전부가 위치하고 단순히 원수 유입부와 탱크 유로부/물내림 유로부를 각각 원수 공급부 및 저수탱크/좌변기의 보울과 연결하면 되므로 배선이 외부로 노출되지 않고 설치가 극히 용이하다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 사용자가 이탈한 후 충전부로부터 각종 전장부품으로의 전원공급을 차단함으로써 대기전력의 소모를 극소화할 수 있고 이로 인해 소비전력을 최소화할 수 있다는 효과가 있다. 나아가, 착좌센서로 변좌 착좌시 눌려져 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치를 포함하는 센서를 사용함으로써, 충전부로부터의 전원공급이 차단된 상태에서 사용자가 착좌하면 스위칭이 이루어져 곧바로 전원 공급의 재개가 이루어질 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서 유량조절밸브로서 래치밸브를 사용함으로써 전력소모를 극소화하면서도 유량조절이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 각종 밸브를 래치밸브로 구성함으로써 전력소모를 최소화할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서 노즐부로 충분한 양의 원수를 배출하여 발전을 수행할 수 있으므로 저수탱크가 없는 좌변기에서도 자가발전 비데의 사용이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 사용자의 물내림에 의하여 좌변기의 보울에 공급되는 원수를 이용하여 발전을 수행할 수 있으므로 저수탱크가 없는 직수식 좌변기에서도 자가발전 비데의 사용이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 온수가 유입되는 온수 유로를 발전기 후단에 배치함으로써 온수에 의해 발전기의 마그네트가 손상되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 발전기의 상류에 감압밸브를 설치함으로써 고수압 지역에서 발전기에서 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다. 또한, 저수압 지역의 경우에는 발전기의 하류에 감압밸브를 설치함으로써 원수의 압력이 발전기로 그대로 전달되도록 하여 발전효율을 높일 수 있고 원수압의 변동(수격)에 의해 노즐 유로부에 구비된 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데를 도시한 개략도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자가발전 비데의 개략도.
도 6은 도 1 내지 도 5에 도시된 유량조절밸브의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데에 적용 가능한 제어방법을 도시한 순서도.
도 8은 도 7에 도시된 충전부 전압체크 단계의 일 실시예를 구체적으로 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데에 적용 가능한 다른 제어방법을 도시한 순서도.
도 10은 도 9에 도시된 자가발전 가능여부 판단단계의 일 실시예를 구체적으로 도시한 순서도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데를 도시한 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자가발전 비데의 개략도이며, 도 6은 도 1 내지 도 5에 도시된 유량조절밸브의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데에 적용 가능한 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 도 7에 도시된 충전부 전압체크 단계의 일 실시예를 구체적으로 도시한 순서도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데에 적용 가능한 다른 제어방법을 도시한 순서도이며, 도 10은 도 9에 도시된 자가발전 가능여부 판단단계의 일 실시예를 구체적으로 도시한 순서도이다.

이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 여러가지 실시예에 따른 자가발전 비데에 대해 먼저 살펴본 후, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 자가발전 비데에 적용될 수 있는 제어방법에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데(100)에 대해 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데(100)는 원수가 유입되는 원수 유입부(110)와, 상기 원수 유입부(110)로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기(120)와, 상기 발전기(120)에서 발생된 전기를 저장하는 충전부(130)와, 상기 원수 유입부(110)로 유입된 원수를 인체에 분사하도록 구성되는 노즐부(150)와, 상기 발전기(120)를 거친 원수를 상기 노즐부(150)에 공급하도록 상기 발전기(120)와 상기 노즐부(150) 사이에 구비되는 노즐 유로부(140)를 포함하며, 상기 발전기(120)가 구동되도록 노즐 유로부(140)의 유로개폐를 제어하는 제어부(C)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데(100)는 상기 발전기(120)를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크(230)에 공급하도록 상기 발전기(120)와 저수탱크(230) 사이에 구비되는 탱크 유로부(190)를 포함할 수도 있다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데(100)는 상기 발전기(120)를 거친 원수를 좌변기의 보울(240)에 공급하도록 상기 발전기(120)와 보울(240) 사이에 구비되는 물내림 유로부(190')를 포함할 수도 있다.

도 2에 도시된 자가발전 비데(100)는 발전기(120)를 통과한 원수를 저수탱크(230)로 공급하도록 설치된 탱크 유로부(190)를 추가로 구비한다는 점에서만, 그리고 도 3에 도시된 자가발전 비데(100)는 발전기(120)를 통과한 원수를 좌변기의 보울(240)로 공급하도록 설치된 물내림 유로부(190')를 추가로 구비한다는 점에서만, 도 1에 도시된 자가발전 비데(100)와 차이가 있으므로 도 1 내지 도 3에 도시된 자가발전 비데(100)를 함께 설명하기로 한다.

상기 원수 유입부(110)는 수도관 또는 이와 연결된 배관과 같이 비데 하우징(180) 외부에 설치된 원수 공급부(210)로부터 원수를 공급받게 되며, 수도관 등과 연결을 위한 연결포트를 구비한다.

상기 원수 유입부(110)로 유입된 원수는 발전기(120)에 유입되어 발전이 이루어지도록 한다. 본 발명에 사용되는 발전기(120)는 임펠러(수차)를 구비하여 발전기(120) 내부로 원수가 흐를 때 임펠러의 회전이 발생하고 이를 통하여 발전을 수행하게 된다. 또한, 상기 충전부(130)는 상기 발전기(120)에서 전기를 저장하도록 상기 발전기(120)와 전기적으로 연결되며, 충전부(130)에 충전된 전기는 비데의 사용, 즉 노즐구동부(160)나 각종 밸브(143,144,147)의 구동에 사용된다. 이와 같이, 유체의 흐름에 의해 발전을 수행하는 발전기(120) 및 이를 통하여 생성된 전기를 충전하는 충전부(130)의 구성은 다양한 형태로 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 발전기(120)를 거친 원수는 노즐 유로부(140)를 통하여 노즐부(150)로 공급된다. 이때, 상기 노즐 유로부(140)는 노즐부(150)로 원수를 공급하거나 차단하기 위하여 다양한 밸브장치(143,144,147)가 설치될 수 있으며, 그 구체적인 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 예에 한정되지 않는다.

또한, 상기 노즐부(150)는 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 분사노즐(151)로만 이루어질 수 있으나, 상기 분사노즐(151)의 외면(특히, 상면)을 세척하도록 상기 분사노즐(151)의 상면 측으로 원수를 분사하는 세척노즐(152)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 유로부(140)는 분사노즐(151)에 원수를 공급하기 위한 분사노즐유로(146)와 세척노즐(152)에 원수를 공급하기 위한 세척노즐유로(148)를 구비할 수 있다. 상기 분사노즐유로(146)에는 분사노즐유로(146)의 개폐를 수행하는 제1 개폐밸브(143)가 설치되며, 제1 개폐밸브(143)를 통과한 원수의 유량을 조절할 수 있도록 유량조절밸브(144)가 설치될 수도 있다. 그리고, 상기 세척노즐유로(148)에는 세척노즐유로(148)의 개폐를 수행하는 제2 개폐밸브(147)가 설치될 수 있다.

이때, 상기 제1 개폐밸브(143)와 상기 제2 개폐밸브(147)는 전력소모를 최소화하기 위하여 전기적 신호에 의하여 온/오프(ON/OFF)되는 래치밸브로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 래치밸브의 구성은 다양한 형태와 구조로서 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 유량조절밸브(144)의 경우에도 전기적 신호에 의하여 온/오프됨으로써 유량조절이 가능한 래치밸브로 구성될 수 있다. 상기 유량조절밸브(144)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원수가 유입되는 하나의 유입로와 유량조절이 가능하도록 선택적으로 개방되는 복수개의 출수로(145a, 145b)를 갖는 몸체(144a)와, 복수개의 출수로(145a, 145b)가 합쳐지는 합수배출구(144b)를 구비할 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 도 6에 일 예로 도시된 바와 같이, 상기 유량조절밸브(144)는 노즐 유로(141)와 연결되어 발전기(120)를 통과한 원수가 유입되는 유입로(310)와, 항상 개방되어 원수 배출이 가능한 제1 유로(145a)와, 전원 인가에 의해 개방되는 제2 유로(145b)를 포함하는 래치밸브로 구성될 수 있다.

상기 유량조절밸브(144)는 상부 하우징(327) 내부에 위치한 솔레노이드(SL)에 코일이 감겨있으며, 솔레노이드(SL)의 안쪽으로는 플런저(322), 철심(329)이 배치되어 있고, 철심(329)의 상부에 영구자석(M)이 배치되어 있으며, 철심(329)의 하부에 플런저(322)를 출수구(314)쪽으로 밀어낼 수 있도록 스프링(325)이 배치되어 있다.

하부 하우징(328)에는 노즐 유로(141)와 연결되어 발전기(120)를 통과한 원수가 유입되는 유입로(310)와 공간부(330)를 거친 원수가 배출되는 제2 유로(145b)가 형성되어 있다. 상기 유입로(310)과 제2 유로(145b)의 단부에는 탄성을 가지는 고무 재질의 다이어프램(320)과, 상기 다이어프램(320)에 끼워지며 유입구(311)과 출수구(314)가 형성되어 있는 플라스틱 재질의 지지체(321)가 구비되어 있다. 또한, 상기 유입로(310)는 유입구(311)를 통하여 공간부(330)와 연통하며, 제2 유로(145b)는 출수구(314)를 통하여 공간부(330)와 연통한다.

그리고, 다이어프램(320) 및 지지체(321)와 상부 하우징(327) 사이의 공간부 (330)에는 제1 유로(145a)가 형성되어 있으며, 지지체(321)의 상면에는 스토퍼(332)로서의 스프링이 장착되어 있다. 상기 스토퍼(332)는 플런저(322)의 반경보다 큰 반경을 가져서 지지체(321)가 다이어프램(320)과 함께 상승하였을 때, 상부의 하우징(327)과 우선적으로 만나게 되어, 지지체(321)와 다이어프램(320)의 상승위치를 제한하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 유량조절밸브(144)는 플런저(322)가 출수구(314)를 막는 오프(OFF) 위치에 있을 때에도, 공간부(330)를 통하여 유입로(310)와 제1 유로(145a)가 연통하므로 제1 개폐밸브(143)가 개방(ON)된 경우 제1 유로(145a)를 통하여 원수가 배출될 수 있다. 또한, 유량조절밸브(144)가 온(ON)이 되는 경우 플런저(322)가 상승하여 출수구(314)가 개방되므로 유입구(311)를 통하여 유입되는 원수는 출수구(314)을 통하여 제2 유로(145b)로도 추가로 유출된다. 따라서, 제1 유로(145a)와 제2 유로(145b)에서 배출된 원수는 도 1 및 도 2의 합수배출구(144b)를 통하여 배출되고, 이후 분사노즐(151)로 공급된다. 따라서, 유량조절밸브(144)가 온(ON) 상태인 경우에는 오프(OFF) 상태인 경우보다 제2 유로(145b)를 흐르는 유량만큼 더 많은 유량이 흐를 수 있게 된다.

이와 같이, 제1 개폐밸브(143)로서의 래치밸브와 유량조절밸브(144)로서의 래치밸브를 사용하면 분사노즐(151)에서 저수압(저유량) 분사가 필요한 경우에는 제1 개폐밸브(143)만을 개방시키면 되고, 고수압(고유량) 분사가 필요한 경우에는 제1 개폐밸브(143)가 개방된 상태에서 유량조절밸브(144)만 개방시키면 되므로 2개의 밸브를 단순히 온/오프시킴으로써 다단계로 분사수압을 구현할 수 있고 소비전력의 절감을 극대화할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 노즐 유로부(140)는 밸브 개폐량을 조절하여 원수의 유입량을 조절하거나, 유로를 구성하는 부품에 이상이 발생하거나 부품의 교체가 필요한 경우 등에 있어서 유로를 강제적으로 차단하기 위한 수동밸브(142)가 설치될 수도 있으며, 이러한 수동밸브(142)는 평상시 개방된 상태로 유지된다.

그리고, 상기 분사노즐(151)은 비데기능과 세정기능을 수행하기 위하여 각각의 기능을 수행하는 비데노즐과 세정노즐, 즉 2개의 노즐을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하나의 노즐로만 이루어지는 것도 가능하다.

또한, 상기 노즐부(150)는 상기 분사노즐(151)을 전후 방향으로 이동시키는 노즐구동부(160)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 노즐구동부(160)는 직류모터를 사용함으로써 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비하여 전력소비의 절감을 달성할 수 있다.

구체적으로 직류모터의 효율은 75%~80% 수준이지만, 스테핑 모터는 정밀한 위치 제어를 위해서 여러 개의 상을 가진 전류를 사용해야 하므로 전류 사용 효율이 상기한 직류모터보다 25~30% 하락한 50~60% 수준이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예와 같이 직류모터를 사용한 경우 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비해서 소비전력 면에서 우수한 효과를 가지므로 자가발전 비데에 적합하게 된다. 이러한 직류모터로는 브러쉬 직류모터(Brush DC Motor) 또는 브러쉬리스 직류모터(Brushless DC Motor, BLDC motor)가 사용될 수 있다.

또한, 노즐구동부(160)의 구동에 의한 분사노즐(151)의 이동은 직류모터와 연계된 가변저항을 이용하여 조절가능하다. 가변저항에 의하여 직류모터의 회전량을 제어하는 기술은 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 노즐부(150)에 하나의 분사노즐(151)만이 구비되는 경우 분사노즐(151)의 이동 거리가 다르도록 노즐구동부(160)의 구동을 제어함으로써 하나의 분사노즐(151)을 통하여 세정기능과 비데기능의 구현이 가능하다. 이와 같이, 하나의 분사노즐(151)만을 구비하는 경우에는 두 개의 분사노즐(151)을 구비하는 경우에 비하여 노즐부(150)의 구성이 간단하고 하나의 분사노즐(151)만을 이동시키므로 노즐구동부(160)의 제어가 용이하다는 이점이 있게 된다. 즉, 두 개의 분사노즐(151)을 구비하는 경우에는 하나의 노즐구동부(모터)(160)로서 둘 중 하나의 분사노즐(151)만 이동시키기 위하여 복잡한 기어구조가 필요하지만 하나의 분사노즐(151)만을 사용하는 경우에는 분사노즐(151)의 구동을 위한 구조가 간단하고, 이로 인해 노즐구동부(160)의 제어가 용이하게 된다. 또한, 전술한 바와 같이 노즐구동부(160)로서 직류모터를 사용하고 분사노즐(151)의 이동 거리(즉, 직류모터의 회전량)를 가변저항으로 제어하는 경우에는 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비해 소비전력의 절감을 달성할 수 있게 된다.

한편, 도 2에 도시된 탱크 유로부(190)는 상기 발전기(120)를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크(230)에 공급하도록 발전기(120) 하류의 노즐 유로부(140)에서 분기되어 저수탱크(230)와 연결될 수 있도록 구성된다. 일 예로서, 상기 탱크 유로부(190)는 노즐 유로(141)에서 분기된 탱크 유로(191)와 저수탱크(230)가 연결가능하도록 연결포트(192)를 구비할 수 있다. 이와 같이, 발전기(120) 하류에 탱크 유로부(190)를 설치함으로써 저수탱크(230)에 수용된 물을 이용하여 변기를 세척한 후 저수탱크(230)에 물이 재공급될 때 원수가 발전기(120)를 통과하게 되며, 이를 통하여 발전이 이루어지게 된다.

그리고, 도 3에 도시된 물내림 유로부(190')는 상기 발전기(120)를 거친 원수를 변기 세척을 위한 세척수가 고여 있는 좌변기의 보울(240)에 공급하도록 발전기(120) 하류의 노즐 유로부(140)에서 분기되어 보울(240)과 연결될 수 있도록 구성된다. 일 예로서, 상기 물내림 유로부(190')는 노즐 유로(141)에서 분기된 물내림 유로(191')와 보울(240)이 연결가능하도록 연결포트(192')를 구비할 수 있다. 이와 같이, 발전기(120) 하류에 물내림 유로부(190')를 설치함으로써 사용자가 좌변기의 사용전 또는 사용후에 물내림을 하는 경우 보울(240)에 물이 공급될 때 원수가 발전기(120)를 통과하게 되며, 이를 통하여 발전이 이루어지게 된다.

이와 같이, 도 1에 도시된 자가발전 비데(100)는 원수를 노즐부(150)를 통하여 배출하면서 발전기(120)의 발전을 수행하므로 저수탱크(230)가 없는 좌변기에도 설치가 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 비데의 사용시 분사노즐(151)을 통해 분사되는 원수나 노즐 세척을 위하여 세척노즐(152)을 통해 배출되는 원수를 사용하여 발전을 수행하고, 발전용량이 충분하지 않거나 충전부(130)의 전압이 낮은 경우 노즐부(150)를 통하여 다량의 원수를 충분한 시간동안 배출(예를 들어, 분당 1리터 내외의 원수를 1~2분 동안 배출)함으로써 충분한 용량의 발전이 가능하게 된다.

또한, 도 2에 도시된 자가발전 비데(100)는 비데의 사용시 분사노즐(151)을 통해 분사되는 원수나 노즐 세척을 위하여 세척노즐(152)을 통해 배출되는 원수를 이용하는 발전뿐만 아니라, 저수탱크(230)에 공급되는 원수를 이용하는 발전까지 수행하므로 충분한 용량의 발전이 가능하게 된다. 또한, 충전부(130)의 전압이 낮은 경우 노즐부(150)를 통하여 강제로 배출되는 다량의 원수를 통한 발전을 수행하므로, 여러가지 방법으로 발전이 가능하고, 부족한 전기를 보충할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 도 3에 도시된 자가발전 비데(100)는 비데의 사용시 분사노즐(151)을 통해 분사되는 원수나 노즐 세척을 위하여 세척노즐(152)을 통해 배출되는 원수를 이용하는 발전뿐만 아니라, 보울(240)에 공급되는 원수를 이용하는 발전까지 수행하므로 충분한 용량의 발전이 가능하게 된다. 또한, 충전부(130)의 전압이 낮은 경우 노즐부(150)를 통하여 강제로 배출되는 다량의 원수를 통한 발전을 수행하므로, 여러가지 방법으로 발전이 가능하고, 부족한 전기를 보충할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데(100)는 단순히 저수탱크(230) 또는 좌변기의 보울(240)에 공급되는 원수를 통해 발전하는 것이 아니라 비데의 사용시 노즐부(150)로 공급되는 원수 또는 발전이 필요한 경우 강제적으로 노즐부(150)로 배출되는 원수를 통한 발전까지 수행하므로 발전용량이 증가하고 항상 충분한 충전부 전압을 유지할 수 있다는 효과가 있게 된다.

한편, 상기 제어부(C)는 상기 충전부(130)의 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부(150)를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부(140)에 설치된 각종 각종 밸브(143,144,147)의 개폐를 제어하여 상기 발전기(120)가 구동되도록 할 수 있다. 이러한 충전필요전압은 비데의 기능 사용시 필요한 전력을 감안하여 적절한 값으로 설정될 수 있다.

즉, 사용자가 용변후 비데기능 및/또는 세정기능을 사용하기에 충분한 용량의 전원을 확보하지 못한 경우 충전부(130)의 충전이 필요하며, 이를 위하여 상기 제어부(C)는 충전부(130)에 충전된 충전부(130) 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 높은지 판단하고, 상기 충전부(130) 전압이 상기 충전필요전압보다 낮으면 노즐부(150)를 통하여 발전을 수행하게 된다. 구체적으로, 상기 제어부(C)는 노즐부(150)에서 변기의 보울(bowl)로 원수가 배출되도록 노즐 유로부(140)의 유로를 개방시킴으로써 발전기(120)에서 발전이 이루어지도록 한다. 즉, 발전기(120)는 유체가 그 내부를 흘러야 발전이 이루어질 수 있기 때문에 본 발명의 경우 충전부(130) 전압이 충분하지 않으면 발전기(120)의 발전을 위하여 노즐 유로부(140)를 자동으로 개방하여 노즐부(150)로부터 변기의 보울로 원수를 흘려 보내게 된다.

이러한 노즐부(150)는 전술한 바와 같이 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 분사노즐(151)을 포함할 수 있으며, 상기 제어부(C)는 분사노즐(151)이 인체 쪽으로 신장되지 않은 상태, 즉 비데 하우징(180)의 외부로 노출되지 않은 상태에서 분사가 이루어지도록 노즐구동부(160) 및 노즐 유로부(140)에 설치된 제1 개폐밸브(143)의 개폐를 제어함으로써 원수가 인체에 직접적으로 분사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 분사노즐(151)이 비데 하우징(180) 외부로 노출되지 않은 상태라 하더라도 인체에 원수가 튀기는 현상 또는 비데 하우징(180) 내부로 원수가 침투하는 것을 방지하기 위하여 분사노즐(151)의 상측에 별도의 커버를 장착하는 것도 가능하다.

또한, 상기 노즐부(150)가 분사노즐(151) 뿐만 아니라 세척노즐(152)을 포함하는 경우에는 세척노즐(152)에서 원수의 분사방향이 하측 방향이므로, 세척노즐(152)을 통하여 원수를 배출하고 이를 통하여 발전을 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제어부(C)는 제2 개폐밸브(147)를 개방시켜 세척노즐유로(148)를 통하여 원수가 흐르도록 함으로써 발전기(120)의 발전이 수행될 수 있다.

즉, 세척노즐(152)을 통해 원수를 분사하는 경우 분사노즐(151)을 통해 원수를 배출하는 경우보다 사용자에게 물이 튀기는 현상을 최소화할 수 있으며, 이로 인해 사용자의 불편을 최소화하면서 발전이 가능하다는 이점이 있게 된다. 또한, 세척노즐(152)을 통하여 원수를 배출하는 경우에는 물 튀김이 최소화되므로 원수 배출 유량을 크게 하는 것이 가능하고 부수적으로 분사노즐(151)의 세척까지 가능하다는 이점이 있게 된다.

한편, 전술한 바와는 달리, 상기 제어부(C)는 미리 설정된 조건에 해당할 때 상기 노즐부(150)를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부(140)에 설치된 각종 각종 밸브(143,144,147)의 개폐를 제어하여 상기 발전기(120)가 구동되도록 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 제어부(C)는 후술하는 바와 같이 착좌센서(S)를 통하여 사용자의 착좌감지가 일정회수 이상인 경우나 사용자가 비데기능이나 세정기능 등을 사용한 회수가 일정회수인 경우와 같이 사용자가 비데를 사용한 회수를 감지하여 발전기(120)의 발전이 이루어지도록 할 수 있으며, 사용자가 장기간 비데를 사용하지 않을 때 충전부(130)의 방전이 발생하지 않도록 일정기간이 경과할 때 발전기(120)의 발전이 수행되도록 하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데(100)는 사용자가 변좌에 착좌하는 것을 감지하여 착좌신호를 발생시키는 착좌센서(S)를 구비할 수 있다. 이러한 착좌감지센서는 정전용량센서와 같이 사용자의 착좌에 따른 전기적 변화를 측정하는 센서가 사용될 수도 있고, 사용자의 접근을 감지하는 적외선 센서가 사용될 수도 있으며, 마이크로 스위치와 같이 사용자가 변좌에 착좌시 눌려져 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치가 사용될 수도 있는 등 사용자의 착좌를 감지할 수 있다면 그 종류나 감지 방식, 설치위치가 특별히 한정되지는 않는다.

이와 같이, 착좌센서(S)를 구비하는 경우 상기 제어부(C)는 상기 착좌센서(S)에서 착좌가 감지되면 상기 충전부(130)로부터의 전원공급이 이루어지도록 하고, 상기 착좌센서(S)로부터 사용자의 착좌이탈이 감지되면 미리 설정된 대기 시간 이후 상기 충전부(130)로부터의 전원공급을 차단하도록 함으로써 사용자가 비데를 사용하지 않을 때 전력소비를 최소화할 수 있게 된다. 즉, 사용자가 변좌에서 이탈한 후 일정시간이 경과하면 충전부(130)로부터 각종 전장부품, 예를 들어 각종 밸브(143,144,147), 노즐구동부(160), 디스플레이(미도시) 등에 전원이 공급되는 것을 차단함으로써 전력소비를 최소화할 수 있게 된다.

이 경우, 사용자가 착좌하면 자동으로 비데가 사용가능한 상태가 되도록 착좌센서(S)에서 사용자의 착좌가 감지되면 상기 충전부(130)로부터의 전원공급이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 사용자의 착좌감지를 위한 착좌센서(S)는 사용자가 변좌에 착좌시 눌려져 기계적으로 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 통상의 비데에서는 착좌센서(S)로서 정전용량센서나 적외선 센서가 사용될 수 있지만, 사용자가 변좌에서 이탈한 후 충전부(130)로부터의 전원을 강제로 차단하고 사용자가 재사용을 위하여 착좌시 이를 기계적으로 감지할 수 있도록 사용자의 하중 또는 가압에 의하여 스위칭이 이루어지도록 마이크로 스위치 등 접촉식 센서가 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 발전기(120)에서 발전을 극대화하기 위하여 저수탱크(230)로 공급되는 원수는 압력 또는 유량 손실의 발생을 최소화해야 하지만, 원수 공급부(210)의 원수압이 그대로 노즐 유로부(140)의 구성부품에 가해지면 구성부품의 고장이나 수명단축이 발생할 수 있다.

따라서, 탱크 유로부(190)에 공급되는 원수의 압력을 높은 상태로 유지하되 노즐 유로부(140)에 공급되는 원수의 압력을 상대적으로 감압하기 위하여 상기 탱크 유로부(190)에 구비되는 탱크 유로(191)의 직경은 상기 노즐 유로부(140)에 구비되는 노즐 유로(141)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.

이때, 상기 노즐 유로(141)의 직경과 상기 탱크 유로(191)의 직경의 비는 1 : 1.2 ~ 5로 이루어지는 것이 바람직하다. 만약, 탱크 유로(191)의 직경이 노즐 유로(141) 직경의 1.2배보다 작다면 노즐 유로(141)에 유입되는 원수압이 높으므로 노즐 유로부(140)에 설치된 부품의 손상이나 수명저하가 발생할 수 있고, 반대로 5배를 넘어서면 탱크 유로(191)의 직경에 비해 노즐 유로(141)의 직경이 너무 작게 되어 비데 사용과정에서 분사노즐(151)의 분사가 제대로 구현될 수 없으며 노즐부(150)를 통해 원수를 배출하면서 수행되는 발전과정에서 배출되는 원수의 유량이 적으므로 충분한 발전이 이루어질 수 없게 된다.

상기한 탱크 유로부(190)에서 설명한 바와 같은 이유로, 물내림 유로부(190')에 공급되는 원수의 압력을 높은 상태로 유지하되 노즐 유로부(140)에 공급되는 원수의 압력을 상대적으로 감압하기 위하여 상기 물내림 유로부(190')에 구비되는 물내림 유로(191')의 직경은 상기 노즐 유로부(140)에 구비되는 노즐 유로(141)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150) 및 노즐 유로부(140)를 비데 하우징(180) 내부에 일체로 설치함으로써 발전을 위한 배관 또는 구성 부품이 외부로 노출되지 않아 미관이 우수하고 원수 공급부(210)와 원수 유입부(110)만을 연결하는 작업만으로 발전을 위한 구성이 완료되므로 자가발전 비데의 설치가 극히 용이하다는 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 도 2에 도시된 바와 같이 탱크 유로부(190)를 구비하는 경우에는 탱크 유로부(190)의 구성까지 비데 하우징(180) 내부에 설치함으로써 미관 개선 및 설치작업 용이성의 효과를 달성할 수 있게 된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 물내림 유로부(190')를 구비하는 경우에는 물내림 유로부(190')의 구성까지 비데 하우징(180) 내부에 설치함으로써 미관 개선 및 설치작업 용이성의 효과를 달성할 수 있게 된다.

한편, 고수압의 원수가 발전기(120)에 직접 유입되면 임펠러의 급속한 회전으로 인하여 상당한 소음이 발생하게 되므로 고수압 지역에서는 자가발전으로 인한 소음을 최소화하되 발전용량의 확보가 가능하도록, 그리고 노즐 유로부(140)에 설치된 구성부품의 손상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 원수압을 적절히 감압할 필요가 있다. 이를 위하여 원수 유입부(110)와 발전기(120) 사이에 원수압을 일정수준 이하로 감압하는 감압밸브(115)를 설치하는 것이 바람직하다.

다음으로 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 자가발전 비데에 대해 살펴본다.

도 4 및 도 5에 도시된 자가발전 비데(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 자가발전 비데와 마찬가지로 원수가 유입되는 원수 유입부(110)와, 상기 원수 유입부(110)로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기(120)와, 상기 발전기(120)에서 발생된 전기를 저장하는 충전부(130)와, 상기 원수 유입부(110)로 유입된 원수를 인체에 분사하도록 구성되는 노즐부(150)와, 상기 발전기(120)를 거친 원수를 상기 노즐부(150)에 공급하도록 상기 발전기(120)와 상기 노즐부(150) 사이에 구비되는 노즐 유로부(140)를 포함하여 구성되며, 발전기(120)를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크(230)에 공급하도록 상기 발전기(120)와 저수탱크(230) 사이에 구비되는 탱크 유로부(190)와, 상기 충전부(130)의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부(150)를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부(140)의 유로를 개방하여 상기 발전기(120)가 구동되도록 하는 제어부(C)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 도 3에 도시된 바와 마찬가지로, 상기 탱크 유로부(190) 대신에, 발전기(120)를 거친 원수를 좌변기의 보울(240)에 공급하도록 상기 발전기(120)와 보울(240) 사이에 구비되는 물내림 유로부(190')와, 상기 충전부(130)의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부(150)를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부(140)의 유로를 개방하여 상기 발전기(120)가 구동되도록 하는 제어부(C)를 추가로 포함할 수 있다.

다만, 도 4 및 도 5에 도시된 자가발전 비데(100)는 온수가 유입되는 온수 유입부(170)와, 상기 원수 유입부(110)에서 유입된 원수와 상기 온수 유입부(170)에서 유입된 온수를 혼합하도록 상기 발전기(120)의 하류에 설치된 혼합밸브(141a)를 구비하여, 상기 혼합밸브(141a)를 거친 원수를 상기 노즐부(150)에 공급한다는 점에서 차이가 있다. 불필요한 중복을 피하기 위하여 동일 내지 유사한 부분에 대한 상세한 설명은 생략하고 온수 유입부(170) 및 혼합밸브(141a), 그리고 이와 관련된 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 온수 유입부(170)는 온수 생성 또는 공급이 가능한 보일러 배관 등의 온수 공급부(220)와 연결포트로 연결되어 온수를 노즐 유로부(140)에 공급하도록 구성된다. 이때, 온수 유로(171)가 발전기(120)의 하류에서 노즐 유로(141)와 합류되도록 함으로써, 상기 온수 유입부(170)로 유입된 온수에 의하여 발전기(120)의 마그네트가 손상되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 온수 유로(171)를 거친 온수는 원수 유입부(110)에서 유입된 원수와 혼합되도록 혼합밸브(141a)로 유입된다. 이때, 상기 혼합밸브(141a)는 분사노즐(151)을 통하여 분사되는 물의 온도를 조절하기 위하여 온수와 원수(냉수)의 혼합정도를 수동으로 또는 자동으로 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 온수 유입부(170)를 구비하는 경우에는 분사노즐(151)을 통해 분사되는 물의 온도를 조절할 수 있으며, 특히 혼합밸브(141a)를 발전기(120) 하류에 설치함으로써 온수에 의해 발전기(120)의 마그네트가 손상되는 현상을 방지하여 발전기(120)의 원활한 사용이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 고수압(예를 들어, 5kgf 이상의 수압) 지역에서 자가발전을 수행하는 경우 발전용량을 충분히 크게 할 수 있지만, 고수압의 원수가 발전기(120)에 직접 유입되면 임펠러의 급속한 회전으로 인하여 상당한 소음이 발생하게 된다는 문제점이 있다. 따라서, 고수압 지역에서 자가발전으로 인한 소음을 최소화하되 발전용량의 확보가 가능하도록 원수압을 적절히 감압할 필요가 있다. 이를 위하여 도 4에 도시된 바와 같이 원수 유입부(110)와 발전기(120) 사이에 원수압을 일정수준(예를 들어, 3~4kgf) 이하로 감압하는 감압밸브(115)를 설치하는 것이 바람직하다.

반면, 저수압 지역에서는 원수압에 의한 발전기(120)의 소음이 크지 않으므로 감압밸브를 설치하지 않는 것도 가능하지만, 원수압의 수압 변동(수격 현상)에 의해 노즐 유로부(140)에 설치된 구성부품의 손상이 발생할 수 있으므로 도 5에 도시된 바와 같이 발전기(120) 하류의 노즐 유로부(140)에 감압밸브(115)를 설치하는 것도 가능하다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 원수 유입부(110)로 유입된 원수가 역류하지 않도록 원수 유입부(110)에 체크밸브(111)를 설치하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 1 내지 도 5에 도시된 자가발전 비데(100)의 구성과 도 7 및 도 8의 순서도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데(100)에 적용가능한 제어방법(S100)에 대해 살펴본다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 도 1에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150) 및 노즐 유로부(140) 를 포함하여 노즐 유로부(140)를 유동하는 원수(이하, 제어방법의 설명에 있어서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 원수와 온수가 혼합된 상태를 포함하여 간단히 '원수'라 표현한다)를 통하여 발전기(120)의 발전이 이루어지는 자가발전 비데(100), 또는 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150), 노즐 유로부(140) 및 탱크 유로부(190)를 포함하여 탱크 유로부(190) 및 노즐 유로부(140)를 유동하는 원수를 통하여 발전기(120)의 발전이 이루어지는 자가발전 비데(100), 또는 도 3에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150), 노즐 유로부(140) 및 물내림 유로부(190')를 포함하여 물내림 유로부(190') 및 노즐 유로부(140)를 유동하는 원수를 통하여 발전기(120)의 발전이 이루어지는 자가발전 비데(100)의 제어방법에 관한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 사용자가 변좌(미도시)에 착석하는 것을 감지하는 착좌감지단계(S110)와, 충전부 전압이 충전필요전압보다 낮으면 발전기(120)를 통하여 발전을 수행하는 전압체크단계(S130)를 포함하며, 상기 전압체크단계(S130) 이후에 사용자의 기능선택에 따라 노즐부(150)에 원수를 공급하여 분사하는 비데사용단계(S150)를 포함할 수 있다.

상기 착좌감지단계(S110)는 착좌센서(S)를 통하여 사용자가 변좌에 착석하는지 여부를 감지하게 된다. 이러한 착좌감지센서는 정전용량센서와 같이 사용자의 착좌에 따른 전기적 변화를 측정하는 센서가 사용될 수도 있고, 사용자의 접근을 감지하는 적외선 센서가 사용될 수도 있으며, 마이크로 스위치와 같이 사용자가 변좌에 착좌시 눌려져 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치가 사용될 수도 있는 등 사용자의 착좌를 감지할 수 있다면 그 종류나 감지 방식, 설치위치가 특별히 한정되지는 않는다.

이와 같이, 사용자의 착좌감지가 이루어지면 충전부(130)에 충전된 전압을 체크하고 충전부 전압이 충분하지 않은 경우, 즉 사용자가 용변후 비데기능 및/또는 세정기능을 사용하기에 충분한 용량의 전원을 확보하지 못한 경우 충전부(130)의 충전을 행하는 전압체크단계(S130)를 수행하게 된다.

구체적으로, 상기 전압체크단계(S130)는 사용자의 착좌가 감지되면 상기 충전부(130)에 충전된 현재의 충전부 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은지 판단하고, 충전부 전압이 충전필요전압보다 낮으면 발전기(120)를 통하여 발전을 수행함으로써 충전부(130)를 충전하게 된다.

이러한 전압체크단계(S130)는 도 8에 일 예로 도시된 바와 같이, 충전부(130)에 충전된 충전부 전압을 측정하는 전압측정단계(S131)와, 충전부 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 높은지 판단하는 충전여부 판단단계(S132)와, 상기 충전부 전압이 상기 충전필요전압보다 낮으면 발전을 수행하는 발전단계(S133)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 발전단계(S133)는 노즐부(150)에서 변기의 보울로 원수가 배출되도록 노즐 유로부(140)의 유로를 개방시킴으로써 발전을 수행하게 된다. 즉, 발전기(120)는 유체가 그 내부를 흘러야 발전이 이루어질 수 있기 때문에 본 발명의 경우 충전부 전압이 충분하지 않으면 발전기(120)의 발전을 위하여 노즐 유로부(140)를 자동으로 개방하여 노즐부(150)로부터 변기의 보울로 원수를 흘려 보내게 된다.

이러한 노즐부(150)는 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 분사노즐(151)을 포함할 수 있으며, 상기 발전단계(S133)에서는 분사노즐(151)이 인체 쪽으로 신장되지 않은 상태, 즉 비데 하우징(180)의 외부로 노출되지 않은 상태에서 분사가 이루어지므로 원수가 인체에 직접적으로 분사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 분사노즐(151)이 비데 하우징(180) 외부로 노출되지 않은 상태라 하더라도 인체에 원수가 튀기는 현상 또는 비데 하우징(180) 내부로 원수가 침투하는 것을 방지하기 위하여 분사노즐(151)의 상측에 별도의 커버를 장착하는 것도 가능하다.

전술한 바와는 달리 상기 노즐부(150)는 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 분사노즐(151) 및 이러한 분사노즐(151)의 외면(특히, 상면)을 세척하도록 상기 분사노즐(151)의 상면 측으로 원수를 분사하는 세척노즐(152)을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 세척노즐(152)을 구비하는 경우에는, 세척노즐(152)에서 원수의 분사방향이 하측 방향이므로, 세척노즐(152)을 통하여 원수를 배출하고 이를 통하여 발전을 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 세척노즐(152)을 통해 원수를 분사하는 경우 분사노즐(151)을 통해 원수를 배출하는 경우보다 사용자에게 물이 튀기는 현상을 최소화할 수 있으며, 이로 인해 사용자의 불편을 최소화하면서 발전이 가능하다는 이점이 있게 된다. 또한, 세척노즐(152)을 통하여 원수를 배출하는 경우에는 물 튀김이 최소화되므로 원수 배출 유량을 크게 하는 것이 가능하고 부수적으로 분사노즐(151)의 세척까지 가능하다는 이점이 있게 된다.

이러한 발전단계(S133)는 충전부 전압이 충전필요전압보다 커질 때 또는 같아질 때까지 계속 수행된다(S134).

한편, 상기 전압체크단계(S130)는 충전이 이루어지고 있는 충전부 전압이 충전필요전압보다 낮지 않은 경우, 즉 충전필요전압보다 높아지거나 같아진 경우 곧바로 발전단계(S133)를 종료하지 않고 충전부 전압을 충전필요전압보다 높아지도록 소정시간 동안 추가로 발전을 수행할 수 있다.

즉, 상기 전압체크단계(S130)는, 상기 발전단계(S133) 이후에 미리 설정된 발전유지시간 동안 상기 노즐부(150)로 원수를 추가로 배출시켜 추가 발전을 수행하는 추가발전단계(S135)를 포함할 수 있다. 이와 같이 추가발전단계(S135)를 수행함으로써 사용자가 비데기능 또는 세정기능을 복수회 사용하더라도 안정적인 노즐부(150)의 작동이 가능하게 된다. 특히, 추가발전을 통해 충전부 전압을 충전필요전압보다 일정수준 높게 설정함으로써 사용자가 변좌에 착좌할 때마다 발전을 수행하지 않도록 하는 것이 가능하여 사용자가 느끼는 불편함을 최소화할 수 있게 된다. 이러한 발전유지시간은 원수압이나 발전기 성능에 따라 달라질 수 있지만, 일 예로서 사용자가 변좌를 사용할 때마다 발전이 이루어지지 않고 복수회 사용후 발전이 이루어질 수 있을 정도로 설정될 수 있다.

그리고, 상기 추가발전단계(S135)의 경우에도 전술한 발전단계(S133)와 마찬가지로 분사노즐(151)로 원수를 분사함으로써 수행될 수 있으나, 세척노즐(152)을 구비하는 경우에는 물 튀김 현상의 최소화, 원수 배출유량 최대화, 분사노즐(151)의 세척 등을 고려하여 세척노즐(152)로 원수를 배출시켜 발전이 수행되는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 충전부(130)의 전압체크단계(S130)가 종료된 후 사용자의 기능선택이 있을 때까지 대기 단계(S145)를 거치게 되며, 이후 사용자의 기능선택이 있으면 비데사용단계(S150)가 수행된다.

상기 비데사용단계(S150)에서는 통상의 비데와 마찬가지로 사용자의 선택에 의해 인체의 항문을 세정하기 위한 세정기능을 수행하는 세정수행단계(S151~S154) 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 비데기능을 수행하는 비데수행단계(S151', S152', S153, S154)를 포함할 수 있다.

즉, 사용자가 세정기능을 선택하면(S151), 세정기능 수행을 위한 노즐이 인체에 대응하는 위치까지 신장되고 원수의 분사가 이루어짐으로써 세정기능이 수행되며(S152), 사용자가 정지버튼(정지 키)을 누르거나 분사시간이 미리 설정된 시간을 경과하게 되면(S153), 원수의 분사가 종료되고 세정기능 수행을 위한 노즐이 원위치로 복귀하게 된다(S154).

이와 동일하게, 사용자가 비데기능을 선택하면(S151'), 비데기능 수행을 위한 노즐이 인체에 대응하는 위치까지 신장되고 원수의 분사가 이루어짐으로써 세정기능이 수행되며(S152'), 사용자가 정지버튼(정지 키)을 누르거나 분사시간이 미리 설정된 시간을 경과하게 되면(S153), 원수의 분사가 종료되고 비데기능 수행을 위한 노즐이 원위치로 복귀하게 된다(S154).

이와 같이, 상기 비데사용단계(S150)는 비데기능과 세정기능을 수행하기 위하여 분사노즐(151)로서 각각의 기능을 수행하는 비데노즐과 세정노즐, 즉 2개의 노즐을 구비할 수 있으나, 분사노즐(151)의 구성은 이에 한정되지 않고 하나의 분사노즐(151)로서 세정수행단계(S151~S154)와 비데수행단계(S151', S152', S153, S154)를 수행하는 것도 가능하다. 즉, 노즐부(150)가 하나의 분사노즐(151)만을 구비하고, 이를 전후방향으로 이동시키는 노즐구동부의 구동에 의하여 상기 분사노즐(151)의 이동 거리를 조절함으로써 세정기능과 비데기능을 모두 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같이, 하나의 분사노즐(151)만을 구비하는 경우에는 두 개의 분사노즐(151)을 구비하는 경우에 비하여 노즐부(150)의 구성이 간단하고 하나의 분사노즐(151)만을 이동시키므로 노즐 구동부(160)의 제어가 용이하다는 이점이 있게 된다. 즉, 두 개의 분사노즐(151)을 구비하는 경우에는 하나의 노즐 구동부(160)(모터)로서 둘 중 하나의 분사노즐(151)만 이동시키기 위하여 복잡한 기어 구조가 필요하지만 하나의 분사노즐(151)만을 사용하는 경우에는 분사노즐(151)의 구동을 위한 구조가 간단하고, 이로 인해 노즐 구동부(160)의 제어가 용이하게 된다. 또한, 도 1에 도시된 자가발전 비데(100)에서 설명한 바와 같이 노즐 구동부(160)로서 직류모터를 사용하고 분사노즐(151)의 이동 거리(즉, 직류모터의 회전량)를 가변저항으로 제어하는 경우에는 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비해 소비전력의 절감을 달성할 수 있게 된다.

한편, 상기 세정기능 수행단계(S152)와 비데기능 수행단계(S152')는 통상의 비데와 마찬가지로 분사되는 유량 또는 수압을 선택하는 유량선택단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 도 1에 도시된 자가발전 비데(100)에서 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 유량조절을 위한 유량조절밸브(144)로서 항상 개방된 제1 유로(145a)와 전원 인가에 의해 개방된 제2 유로(145b)를 포함하는 래치밸브를 사용하는 경우에는 래치밸브의 단순한 ON/OFF를 통해 유량의 조절이 가능하므로 소비전력을 크게 절감할 수 있다는 이점이 있게 된다.

한편, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 상기 전압체크단계(S130)와 사용자의 선택에 의한 비데사용단계(S150) 사이, 즉 전압체크단계(S130) 이후 사용자의 선택이 있을 때까지 대기단계(S145)를 수행하기 이전에 세척노즐(152)로 원수를 공급하여 분사노즐(151)을 세척하는 노즐세척단계(S140) 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같이 노즐세척단계(S140)를 수행하는 경우에는 사용자가 분사노즐(151)을 사용하기 이전에 분사노즐(151)을 세척함으로써 분사노즐(151)이 오염된 상태에서 원수가 분사되는 것을 방지할 수 있으며, 이러한 노즐 세척과정에서 원수가 배출됨으로써 부가적으로 발전기(120)를 통한 발전이 가능하고 이로 인해 충전부(130)의 전압을 높일 수 있게 된다.

아울러, 상기 비데사용단계(S150) 이후에도 세척노즐(152)로 원수를 공급하여 상기 분사노즐(151)을 세척하는 노즐세척단계(S160)를 수행하는 것이 가능하다. 이와 같이, 노즐세척단계(S160)를 수행하는 경우에는 사용자의 용변후 분사노즐(151)에 잔류하는 오염물을 세척함으로써 분사노즐(151)이 오염된 상태로 유지되는 것을 방지할 수 있으며, 이러한 노즐세척 과정에서 원수가 배출됨으로써 부가적으로 발전기(120)를 통한 발전이 가능하고 이로 인해 충전부(130)의 전압을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 착좌센서(S)를 통하여 사용자가 변좌에서 이탈하는 것을 감지하는 이탈감지단계(S170)와, 상기 이탈감지단계(S170) 이후에 미리 설정된 대기시간 이후 상기 충전부(130)로부터의 전원공급을 차단하는 전원차단단계(S180)를 추가로 포함할 수 있다.

물론, 구체적으로 도시하지는 않았지만 대기단계(S145) 이후에 사용자가 비데나 세정 기능을 사용하지 않고 변좌에서 이탈하는 경우에도 상기 이탈감지단계(S170) 및 전원차단단계(S180)가 수행될 수 있다.

이와 같이, 사용자가 변좌에서 이탈한 후 일정시간이 경과하면 충전부(130)로부터 각종 전장부품, 예를 들어 각종 밸브(143,144,147), 노즐 구동부(160), 제어부, 디스플레이(미도시) 등에 전원이 공급되는 것을 차단함으로써 전력소비를 최소화할 수 있게 된다.

이 경우, 전술한 착좌감지단계(S110)는 사용자가 착좌한 후 비데를 사용할 수 있도록 함과 동시에 비데의 사용에 필요한 충전부 전압을 확인하기 위하여 사용자의 착좌가 감지되면 상기 충전부(130)로부터의 전원공급이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 사용자의 착좌감지를 위한 착좌센서(S)는 사용자가 변좌에 착좌시 눌려져 기계적으로 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 통상의 비데에서는 착좌센서(S)로서 정전용량센서나 적외선 센서가 사용될 수 있지만, 사용자가 변좌에서 이탈한 후 충전부(130)로부터의 전원을 강제로 차단하고 사용자가 재사용을 위하여 착좌시 이를 기계적으로 감지할 수 있도록 사용자의 하중 또는 가압에 의하여 스위칭이 이루어지도록 마이크로 스위치 등 접촉식 센서가 사용되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 1 내지 도 5에 도시된 자가발전 비데(100)의 구성과 도 9 및 도 10의 순서도를 참조하여 본 발명에 의한 자가발전 비데에 적용가능한 제어방법(S100)에 대해 살펴본다.

도 9에 도시된 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 도 7에 도시된 자가발전 비데의 제어방법(S100)과 마찬가지로, 도 1에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150) 및 노즐 유로부(140)를 포함하여 노즐 유로부(140)를 유동하는 원수를 통하여 발전기(120)의 발전이 이루어지는 자가발전 비데(100), 또는 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150), 노즐 유로부(140) 및 탱크 유로부(190)를 포함하여 탱크 유로부(190) 및 노즐 유로부(140)를 유동하는 원수를 통하여 발전이 이루어지는 자가발전 비데(100), 또는 도 3에 도시된 바와 같이 발전기(120), 충전부(130), 노즐부(150), 노즐 유로부(140) 및 물내림 유로부(190')를 포함하여 물내림 유로부(190') 및 노즐 유로부(140)를 유동하는 원수를 통하여 발전기(120)의 발전이 이루어지는 자가발전 비데(100)의 제어방법에 관한 것이다.

구체적으로, 도 9에 도시된 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 도 7에 도시된 자가발전 비데의 제어방법(S100)과 마찬가지로, 착좌센서(S)를 통하여 사용자가 변좌에 착석하는 것을 감지하는 착좌감지단계(S110)와, 사용자의 착좌가 감지되면 충전부(130)에 충전된 충전부 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은지 판단하고, 충전부 전압이 충전필요전압보다 낮으면 발전기(120)를 통하여 발전을 수행하고 충전부(130)를 충전하는 전압체크단계(S130)와, 사용자의 기능선택에 따라 상기 노즐부(150)에 원수를 공급하여 분사하는 비데사용단계(S150)를 포함하며, 추가적으로 발전기(120)에서 발전되는 발전용량 및 충전부(130)에 충전된 후 비데의 구동을 위하여 사용된 사용용량을 비교하여 자가발전 가능여부를 판단하는 자가발전 가능여부 판단단계(S190)를 포함하여 구성된다.

즉, 도 9에 도시된 자가발전 비데의 제어방법(S100)은 자가발전 가능여부 판단단계(S190)를 추가로 포함한다는 점을 제외하고는 도 7에 도시된 자가발전 비데의 제어방법(S100)과 동일 내지 유사하므로 불필요한 중복을 피하기 위하여 동일 내지 유사한 내용에 대한 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 살펴보기로 한다.

상기 자가발전 가능여부 판단단계(S190)는 발전기(120)에서 발전된 후 충전부(130)에 충전되는 발전용량(충전용량) 및 충전부(130)에 충전된 후 비데의 구동을 위하여 사용된 사용용량을 비교하여 자가발전이 가능한 장소(예를 들어, 수압이 높은 지역)에 자가발전 비데(100)가 설치되었는지 여부 또는 수압의 변동이나 충전부(130)의 성능 저하 등으로 인하여 자가발전이 효율적으로 이루어지지 않는 상황인지 여부를 판단하는 단계이다.

비데 내부의 유로를 흐르는 유량을 통하여 발전을 수행하는 자가발전 비데(100)의 경우에 있어서, 발전량이 매우 작기 때문에 비데에서의 전원사용을 최소화할 필요가 있으며 나아가 발전기(120)를 통한 발전용량이 비데 사용에 의해 사용된 사용용량보다 적지 않아야 한다.

본 발명에 따른 자가발전 비데(100)의 발전 및 충전은 변기세척을 위하여 저수탱크(230)의 물을 배출한 후 저수탱크(230)에 다시 원수가 공급되는 과정 또는 사용자가 물을 내리는 경우 좌변기의 보울(240)에 원수가 공급되는 과정에서 발전/충전이 이루어지는 경우와, 사용자가 비데를 사용하는 과정(비데기능, 세정기능, 노즐세척기능)에서 노즐부(150)를 통해 원수가 배출되면서 발전/충전이 이루어지는 경우와, 사용자가 착좌후 충전부 전압이 충전필요전압보다 작다고 판단되는 경우 노즐부(150)를 통해 원수가 자동적으로 배출되면서 발전/충전이 이루어지는 경우로 나눌 수 있다.

통상적으로 비데를 사용하는 경우, 저수탱크(230) 또는 보울(240)에 물이 채워지거나 사용자가 노즐부(150)를 사용하는 과정에서 발전기(120)를 통하여 원수가 유동하게 되고 이를 통하여 발전이 이루어지고 이러한 발전용량(충전용량)으로 비데의 사용이 이루어지게 된다. 만약, 저수탱크(230) 또는 보울(240)이나 노즐부(150)에 원수가 공급되면서 발전되는 발전용량이 불충분하다면 충전부(130)에 충분한 전기가 충전될 수 없고 이로 인해 비데의 사용에 제약이 많게 된다.

따라서, 통상적인 비데의 사용에 의해 얻어질 수 있는 발전용량(충전용량)이 비데의 사용에 필요한 전기 사용용량보다 더 큰 것이 바람직하다.

이러한 발전용량은 원수압에 크게 영향을 받는다. 예를 들어, 고수압 지역에서는 원수의 압력이 높아 발전기(120)에 구비되는 임펠러(수차)의 회전속도가 빨라지고 이로 인해 충분한 양의 발전이 가능한 반면, 수압이 극히 낮은 지역에서는 발전을 수행하기 위한 임펠러(수차) 회전속도를 확보하기 어렵거나 충분한 양의 발전이 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 원수압은 항상 일정하게 유지되는 것이 아니라 변동되기 때문에 원수압의 변화에 따라 발전용량도 변화가 발생하게 된다.

따라서, 자가발전 비데(100)가 설치된 장소의 원수압에 따라 발전용량이 영향을 받게 되고, 수압이 낮은 장소에 자가발전 비데(100)가 설치된 경우 발전용량이 사용용량보다 높지 않을 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 제어방법은 충전부(130)에 충전된 충전부 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 노즐부(150)를 통하여 원수를 배출함으로써 발전이 수행되도록 구성되어 있으나, 저수압 지역에서는 전압체크단계(S130)를 수행하더라도 충분한 발전용량을 확보하기 어렵다는 문제가 있다. 이러한 경우에는 자가발전 비데(100)를 효율적으로 사용할 수 없으므로 건전지 등 별도의 전원공급수단이 요청될 수 있다.

또한, 충전부(130)의 지속적인 사용으로 인하여 충전 성능이 저하될 수 있고, 이러한 경우 고수압 지역이라 하더라도 충분한 용량의 충전이 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 경우에도 발전용량(충전용량)이 사용용량보다 작아지는 경우가 발생할 수 있다.

이와 같이 발전용량(충전용량)이 충분하지 못한 경우 이를 판단하기 위하여, 사용자가 변좌에 착좌한 이후의 단계에서 자가발전 가능여부 판단단계(S190)를 수행할 수 있다.

이러한 자가발전 가능여부 판단단계(S190)는 착좌감지단계(S110) 이후 이탈감지단계(S190) 이후 어느 단계에서나 하나의 과정으로서 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 상부에 표시된 바와 같이 전압체크단계(S130) 이후의 대기단계(S145)에서 수행될 수도 있고, 도 9의 하부에 표시된 바와 같이 비데사용단계(S150) 이후의 대기단계(S165)에서 수행될 수도 있으며, 자가발전 가능여부 판단단계(S190)가 종료되면 원래의 단계로 복귀하여 이후의 단계가 수행된다.

이러한 자가발전 가능여부 판단단계(S190)는 도 10에 도시된 바와 같이, 충전부(130)에 충전된 초기의 충전부 전압을 측정하여 저장하는 초기전압 측정단계(S191)와, 사용자의 비데 사용회수를 적산하는 적산단계(S192)와, 사용자의 비데 사용회수가 미리 설정된 회수에 도달하였는지 판단하고(S193) 미리 설정된 회수에 도달한 경우 그 상태에서 충전부(130)에 충전된 충전부 전압을 측정하는 비교전압 측정단계(S194)와, 상기 초기전압 측정단계(S194)에서 측정된 초기전압과 상기 비교전압 측정단계(S194)에서 측정된 비교전압을 비교하여 자가발전 가능여부를 판단하는 비교단계(S195)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 최초 사용시 또는 사용회수가 리셋된 상태에서의 초기전압을 측정하고(S191), 사용자의 비데 사용회수가 미리 설정된 회수에 도달하지 않은 경우 자가발전 가능여부 판단에 충분하지 않으므로 원래의 플로우로 복귀하게 된다(S199). 즉, 자가발전 가능여부의 판단은 복수회의 비데 사용이 있은 후에 평균적인 발전용량과 사용용량을 비교하는 것이 바람직하므로, 비데 사용회수가 미리 설정된 회수에 도달하지 않은 경우 자가발전 가능여부 판단단계(S190)를 종료하게 된다.

만약, 사용자의 비데 사용회수가 미리 설정된 회수에 도달한 경우 그 상태에서 충전부(130)에 충전된 충전부 전압을 측정하고(S194), 여기서 측정된 비교전압을 초기전압 측정단계(S194)에서 측정된 초기전압과 비교하게 된다(S195). 만약, 비교전압이 초기전압보다 크거가 같다면 사용용량보다 비데의 사용 등에 의한 발전용량(충전용량)이 큰 상태이므로 자가발전이 가능한 상태로 판단하고(S196), 반대로 비교전압이 초기전압보다 작다면 발전용량(충전용량)이 불충분하므로 수압이 낮은 장소에 설치되었거나 충전부(130)의 교체가 필요한 것으로 판단하고 이를 비데 하우징(180)에 설치된 디스플레이부(미도시)를 통하여 표시하거나 알람으로 알리게 된다(S198).

아울러, 자가발전이 가능한 상태로 판단되면(S196) 사용회수를 리셋하고(S197) 원래의 단계로 복귀하게 된다(S199). 이때, 사용회수를 리셋하는 과정에서 초기전압의 값을 리셋하는 것도 가능하다.

한편, 사용자의 비데 사용회수를 적산하는 적산단계(S192)는 사용자가 변좌 착좌후 사용자의 기능선택에 따라 상기 노즐부(150)에 원수를 공급하여 비데기능 또는 세정기능이 수행된 회수를 적산함으로써 수행될 수 있다. 이와는 달리, 사용자의 비데 사용회수를 적산하는 적산단계(S192)는 변좌 착좌후 항상 비데기능 또는 세정기능을 사용하는 것이 아니므로 착좌센서(S)를 통하여 사용자의 착좌가 감지된 회수를 적산함으로써 수행될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 경우 자가발전 가능여부 판단단계(S190)를 수행함으로써 발전용량(충전용량)이 충분한지 여부를 판단하게 되고, 발전용량이 불충분한 경우 이를 표시함으로써 자가발전 비데(100)의 안정적 사용여부를 확인할 수 있다는 효과가 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100... 자가발전 비데 110... 원수 유입부
115... 감압밸브 120... 발전기
130... 충전부 140... 노즐 유로부
141... 노즐 유로 141a... 혼합밸브
142... 수동밸브 143... 제1 개폐밸브
144... 유량조절밸브 145a... 제1 유로
145b... 제2 유로 146... 분사노즐유로
147... 제2 개폐밸브 148... 세척노즐유로
150... 노즐부 151... 분사노즐
152... 세척노즐 160... 노즐 구동부
170... 온수 유입부 180... 비데 하우징
190... 탱크 유로부 191... 탱크 유로
192... 연결포트 190'... 물내림 유로부
191... 물내림 유로 192... 연결포트
210... 원수 공급부 220... 온수 공급부
230... 저수탱크 240... 보울
C... 제어부 S... 착좌센서
S100... 자가발전 비데의 제어방법

Claims (30)

1. 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서,
   원수가 유입되는 원수 유입부;
   상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기;
   상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부; 및
   상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부;
   를 포함하는 자가발전 비데.
2. 제1항에 있어서,
   상기 충전부의 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;
   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
3. 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서,
   원수가 유입되는 원수 유입부;
   상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기;
   상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부;
   상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부; 및
   상기 발전기를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크에 공급하도록 상기 발전기와 저수탱크 사이에 구비되는 탱크 유로부;
   를 포함하여, 상기 탱크 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하는 자가발전 비데.
4. 제3항에 있어서,
   상기 충전부의 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;
   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
5. 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서,
   원수가 유입되는 원수 유입부;
   상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기;
   상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부;
   상기 발전기를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하도록 상기 발전기와 상기 노즐부 사이에 구비되는 노즐 유로부; 및
   상기 발전기를 거친 원수를 좌변기의 보울에 공급하도록 상기 발전기와 보울 사이에 구비되는 물내림 유로부;
   를 포함하여, 상기 물내림 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하는 자가발전 비데.
6. 제3항에 있어서,
   상기 충전부의 전압이 미리 설정된 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;
   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐부는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 세척하는 세척노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
8. 제2항, 제4항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐부는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 세척하는 세척노즐을 포함하며,
   상기 제어부는 상기 충전부의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 세척노즐을 통하여 원수가 배출되도록 하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
9. 제1항, 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   미리 설정된 조건에 해당할 때 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;
   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
10. 제2항, 제4항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자가 변좌에 착좌하는 것을 감지하여 착좌신호를 발생시키는 착좌센서;를 추가로 포함하며,
    상기 제어부는 상기 착좌센서에서 착좌가 감지되면 상기 충전부로부터의 전원공급이 이루어지도록 하고, 상기 착좌센서로부터 사용자의 착좌이탈이 감지되면 미리 설정된 대기 시간 이후 상기 충전부로부터의 전원공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
11. 제10항에 있어서,
    상기 착좌센서는 사용자가 변좌에 착좌시 눌려져 스위칭이 이루어지는 접촉식 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐부는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 세척하는 세척노즐을 포함하며,
    상기 노즐 유로부는 상기 분사노즐로 원수가 공급되거나 공급되지 않도록 상기 분사노즐과 연결된 분사노즐 유로를 개폐하는 제1 개폐밸브와, 상기 세척노즐로 원수가 공급되거나 공급되지 않도록 상기 세척노즐과 연결된 세척노즐 유로를 개폐하는 제2 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 개폐밸브와 상기 제2 개폐밸브는 래치밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
14. 제12항에 있어서,
    상기 노즐 유로부는 상기 분사노즐로 공급되는 유량을 조절하도록 상기 제1 개폐밸브의 하류에 설치된 유량조절밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
15. 제12항에 있어서,
    상기 유량조절밸브는 항상 개방된 제1 유로와 전원 인가에 의해 개방되는 제2 유로를 포함하는 래치밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
16. 제2항, 제4항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐부는 상기 분사노즐과, 상기 분사노즐을 전후 방향으로 이동시키는 노즐구동부를 구비하며,
    하나의 분사노즐을 통하여 세정기능과 비데기능의 구현이 가능하도록 상기 제어부는 세정기능과 비데기능의 사용시 상기 분사노즐의 이동 거리가 다르도록 상기 노즐 구동부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
17. 제16항에 있어서,
    상기 노즐 구동부는 직류모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
18. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 탱크 유로부에 구비되는 유로의 직경은 상기 노즐 유로부에 구비되는 유로의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
19. 제18항에 있어서,
    상기 노즐 유로부에 구비되는 유로의 직경과 상기 탱크 유로부에 구비되는 유로의 직경의 비는 1 : 1.2 ~ 5인 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
20. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 물내림 유로부에 구비되는 유로의 직경은 상기 노즐 유로부에 구비되는 유로의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
21. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발전기, 충전부, 노즐부 및 노즐 유로부는 비데 하우징 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
22. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 발전기, 충전부, 노즐부, 노즐 유로부 및 탱크 유로부는 비데 하우징 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
23. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 발전기, 충전부, 노즐부, 노즐 유로부 및 물내림 유로부는 비데 하우징 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
24. 유입된 원수를 노즐부를 통하여 분사하는 비데에 있어서,
    원수가 유입되는 원수 유입부;
    상기 원수 유입부로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기;
    상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 충전부;
    온수가 유입되는 온수 유입부;
    상기 원수 유입부에서 유입된 원수와 상기 온수 유입부에서 유입된 온수를 혼합하도록 상기 발전기의 하류에 설치된 혼합밸브; 및
    상기 혼합밸브를 거친 원수를 상기 노즐부에 공급하는 노즐 유로부;
    를 포함하는 자가발전 비데.
25. 제24항에 있어서,
    상기 발전기를 거친 원수를 변기 세척을 위한 저수탱크에 공급하도록 저수탱크와 연결되는 탱크 유로부;
    를 추가로 포함하여,
    상기 탱크 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
26. 제24항에 있어서,
    상기 발전기를 거친 원수를 좌변기의 보울에 공급하도록 상기 발전기와 보울 사이에 구비되는 물내림 유로부;
    를 추가로 포함하여,
    상기 물내림 유로부 및 상기 노즐 유로부를 유동하는 원수를 통하여 발전을 수행하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
27. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전기에 유입되는 원수의 압력을 감압하도록 상기 발전기의 상류에 설치되는 감압 밸브;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
28. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 유로부에 구비된 부품을 보호하기 위하여 상기 발전기를 통과한 원수의 압력을 감압하도록 상기 발전기의 하류에 설치되는 감압 밸브;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
29. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전부의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 노즐부를 통하여 원수가 배출되도록 상기 노즐 유로부의 유로를 개방하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 제어부;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.
30. 제29항에 있어서,
    상기 노즐부는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 세척하는 세척노즐을 포함하며,
    상기 제어부는 상기 충전부의 전압이 충전필요전압보다 낮은 경우 상기 세척노즐을 통하여 원수가 배출되도록 하여 상기 발전기가 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 자가발전 비데.

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