KR20140013648A

KR20140013648A - 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템

Info

Publication number: KR20140013648A
Application number: KR1020120081592A
Authority: KR
Inventors: 윤상인
Original assignee: 주식회사 맥스포
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-02-05
Also published as: KR101392278B1

Abstract

본 발명은 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템에 관한 것으로, 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템은 내부에 물을 수용하는 공간이 형성되고, 상기 공간에 수용된 물을 외부로 배출하는 배출공을 구비한 하우징; 상기 하우징의 일측에 장착되고, 급수관으로부터 공급된 물을 상기 하우징으로 배출시키는 수도꼭지부; 상기 수도꼭지부로 접근하는 감지 대상의 근접 여부를 감지하는 센서부; 상기 수도꼭지부로부터 물이 배출되도록 상기 급수관의 관로를 개폐하는 밸브부; 및 상기 센서부의 감지 결과에 따라, 상기 밸브부의 개도를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 를 포함하고, 그로 인해 수도꼭지로부터 배출되는 물의 사용을 편리하게 하고, 센서의 오동작을 줄여서, 배출되는 물을 절약할 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명에 의하면, 제1센서부 및 제2센서부의 감지결과에 따라, 수도꼭지부를 통한 물 배출량이 차등적으로 조정되도록 하므로 물 소비량을 유동적으로 조절할 수 있다.

Description

전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템{THE WATER SAVING SYSTEM USING ELECTRONIC FAUCET}

본 발명은 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수도꼭지는 화장실의 세면대 또는 주방의 싱크대 등에 설치되어 일정 방향으로 물을 분사함으로써 사용자에게 물을 공급하는 취수 장치이다. 근래에는 에너지를 절약하고, 불필요한 물의 낭비를 막기 위한 절수형 수도꼭지가 개발되고 있으며, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0044640호 및 제10-2010-0078430호 등에는 이러한 절수형 수도꼭지에 대해 제시된 바 있다.

종래에 개발된 대부분의 절수형 수도꼭지는 수도꼭지 근처로 사용자의 손이 접근할 경우, 수도꼭지 부근에 위치한 센서가 이를 감지하여 물을 분사하는 자동 감지식 수도꼭지였다.

그런데, 이러한 자동 감지식 수도꼭지는 사용자의 손의 위치를 감지하여 손이 센서 근처에 위치할 경우에만 물을 분사하는 방식이므로, 물 분사 중 사용자의 손이 센서가 감지할 수 있는 영역을 이탈할 경우에는 자동으로 단수가 이루어졌다.

즉, 종래의 자동 감지식 수도꼭지는 물 분사 중에 사용자가 양치를 하거나 세안 등과 같이 특정 동작을 취할 때에는 물이 나오지 않으므로 물을 다시 사용하기 위해서는 센서 부근에 손을 재위치시켜야 함에 따라, 사용상의 불편함이 존재했고, 센서가 손의 위치를 재감지하고 수도꼭지의 관로를 개방시켜 물을 분사하는 일련의 과정에는 소정의 시간이 소요되므로 신속한 사용이 제한되었다.

한편, 종래의 자동 감지식 수도꼭지는 손의 위치를 감지한 센서로부터 전기적 제어 신호를 입력받은 후, 타이머에 의해 일정 시간동안 물을 분사하는 구조이므로 사용자가 다른 장소로 이동했을 경우에도 일정 시간동안 물이 배출되어 수돗물이 불필요하게 낭비될 우려가 있었다.

그리고, 종래의 자동 감지식 수도꼭지는 감지 센서가 수도꼭지 근처에 설치됨에 따라, 물방울이나 기타 이물질이 센서에 유입되어 센서의 오동작을 일으킬 가능성이 있으며, 센서의 오동작으로 인해 물이 연속적으로 배출되는 경우가 발생하여 수돗물의 낭비를 초래했다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수도꼭지로부터 배출되는 물의 사용을 편리하게 하고, 배출되는 물을 절약할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템은 내부에 물을 수용하는 공간이 형성되고, 상기 공간에 수용된 물을 외부로 배출하는 배출공을 구비한 하우징; 상기 하우징의 일측에 장착되고, 급수관으로부터 공급된 물을 상기 하우징으로 배출시키는 수도꼭지부; 상기 수도꼭지부로 접근하는 감지 대상의 근접 여부를 감지하는 센서부; 상기 수도꼭지부로부터 물이 배출되도록 상기 급수관의 관로를 개폐하는 밸브부; 및 상기 센서부의 감지 결과에 따라, 상기 밸브부의 개도를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

또한, 센서부는 상기 수도꼭지부의 일측에 장착되고, 사용자의 손의 접근을 감지하는 제1센서부; 및 상기 하우징의 일측 또는 상기 수도꼭지부의 타측에 장착되고, 상기 사용자의 근접 여부를 감지하는 제2센서부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1센서부 및 제2센서부의 감지 결과에 따라, 상기 수도꼭지부를 통한 물 배출량이 차등적으로 조정되도록 상기 밸브부의 개도를 조절할 수 있다.

여기서, 밸브부는 상기 급수관에 흐르는 유량을 조절하도록 마련된 전자식 유량 조절 밸브일 수 있다.

또한, 유량 조절 밸브는 글로브 밸브, 니들 밸브, 버터플라이 밸브 및 볼 밸브 중 어느 하나일 수 있다.

한편, 제어부는 상기 제1센서부로부터 상기 사용자의 손의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출되고, 상기 제2센서부로부터 상기 사용자의 신체 일부의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출될 경우, 상기 유량 조절 밸브가 완전히 개방되도록 상기 유량 조절 밸브의 개도율을 조절할 수 있다.

아울러, 제어부는 상기 제1센서부로부터 상기 사용자의 손의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출되지 않고, 상기 제2센서부로부터 상기 사용자의 신체 일부의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출될 경우, 상기 유량 조절 밸브가 부분적으로 개방되도록 상기 유량 조절 밸브의 개도율을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템은 상기 하우징의 내측에 설치되어 상기 하우징이 수용하는 물의 압력을 측정하는 제3센서부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제3센서부에 의해 측정된 압력 검출신호가 기준치를 초과할 경우, 상기 유량 조절 밸브의 개도율이 감소되도록 상기 유량 조절 밸브의 개도를 조절할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제1센서부 및 제2센서부의 감지결과에 따라, 수도꼭지부를 통한 물 배출량이 차등적으로 조정되도록 하므로 물 소비량을 유동적으로 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2센서부를 통해 사용자의 신체 일부를 감지하여 물을 배출하므로 사용자가 하우징 근처에 위치할 경우에는 손의 위치와 상관없이 언제든지 물을 사용할 수 있으며, 사용자가 다른 장소로 이동할 경우에는 즉시 물의 배출이 중단됨에 따라, 불필요한 물의 낭비를 방지할 수 있다.

또한, 제어부는 제2센서부로부터 신체 일부의 접근이 감지되지 않으면, 즉시 밸브부가 폐쇄되도록 밸브부의 개도율을 제어하기 때문에 제1센서부의 오동작이 발생할 경우에도 물의 낭비를 막을 수 있다.

결국, 본 발명은 적어도 하나 이상의 센서를 통해 밸브부의 개도를 제어하기 때문에 밸브부의 정밀한 제어가 가능하며, 물 소비량을 효율적으로 조절할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 블록도를 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 제1실시예를 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 제2실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

본 발명에 따른 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템(10)은 하우징(100), 수도꼭지부(200), 센서부(300), 밸브부(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성되고, 이에 대하여 도1 내지 도3을 참조하여 설명한다.

하우징(100)은 수도꼭지부(200)로부터 배출되는 물을 수용하는 장치로서, 내부에 물을 수용하는 공간이 형성된다. 하우징(100)의 하부에는 공간에 수용된 물을 외부로 배출하는 배출공(110)이 설치된다.

수도꼭지부(200)는 하우징(100)의 상부에 장착되고, 급수관으로부터 공급된 물을 하우징(100) 방향으로 토출시킨다.

센서부(300)는 수도꼭지부(200)로 접근하는 감지 대상의 근접 여부를 감지하는 감지 장치로서, 본 발명에 따른 센서부(300)는 제1센서부(310), 제2센서부(320, 321), 제3센서부(330) 및 제4센서부(340)를 포함하여 이루어진다.

제1센서부(310)는 수도꼭지부(200)의 일측에 장착되고, 사용자의 손이 제1센서부(310)의 근처로 접근할 경우, 이를 감지하여 감지신호를 발생시킨다. 제2센서부(320, 321)는 하우징(100)의 일측 또는 수도꼭지부(200)의 타측에 장착되어 사용자의 근접 여부를 감지한다.

일실시예에서 제1센서부(310) 및 제2센서부(320, 321)는 사물의 근접 여부를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 근접 감지 센서이므로, 빛을 방출하는 발광센서 및 발광센서로부터 방출된 빛을 수신하는 수광센서를 포함하는 적외선 센서로 구성되는 것이 바람직하다.

제3센서부(330)는 하우징(100)의 내측에 설치되어 하우징(100)의 표면에 가해지는 압력을 측정하고, 압력 검출신호를 발생시켜 제어부(500)로 전송함으로써 하우징(100)의 내부에 수용되는 물의 수위를 판단할 수 있다.

제4센서부(340)는 하우징(100)의 배출공(110) 내에 설치되어 하우징(100)으로부터 배수관으로 배출되는 유량을 측정한다. 즉, 제4센서부(340)는 단위 시간당 배출공(110)을 통과하는 유량에 따라 전기적 신호를 발생시킨다.

밸브부(400)는 수도꼭지부(200)로부터 물이 배출되도록 수도꼭지부(200)와 연결된 급수관의 관로를 개폐하는 개폐장치이다. 본 발명의 일실시예에서 밸브부(400)는 급수관에 흐르는 유량을 조절하도록 마련된 전자식 유량 조절 밸브로서, 글로브 밸브, 니들 밸브, 버터플라이 밸브 및 볼 밸브 중 어느 하나일 수 있으며, 관로에 흐르는 유량을 조절하는 밸브라면 어떠한 종류라도 적용 가능하다.

제어부(500)는 센서부(300)의 감지 결과에 따라, 밸브부(400)의 개도를 조절하기 위한 제어신호를 출력한다. 일예로, 제어부(500)는 센서부(300) 중 제1센서부(310) 및 제2센서부(320, 321)로부터 발생하는 감지 신호에 따라, 밸브부(400)의 개도를 조절하여 수도꼭지부(200)를 통한 물 배출량이 차등적으로 조정되도록 제어할 수 있다.

사용자가 손을 씻기 위해서는 하우징(100) 근처로 접근하여 수도꼭지부(200)에 손을 위치시켜야 하며, 이때, 제2센서부(320, 321)가 사용자의 신체 일부의 접근을 감지하여 감지 신호를 생성한다. 또한, 제1센서부(310)가 사용자의 손의 접근을 감지하여 감지 신호를 생성하고, 제1센서부(310) 및 제2센서부(320, 321)로부터 생성된 감지 신호는 제어부(500)로 전송된다.

여기서, 제어부(500)는 제1센서부(310) 및 제2센서부(320, 321)로부터 전송된 감지 신호를 수신하고, 밸브부(400)의 개도율을 100%로 조절하는 제어신호를 밸브부(400)로 전송함으로써, 유량 조절 밸브가 완전히 개방되도록 제어한다.

한편, 하우징(100) 근처에 접근한 사용자가 비누칠이나 양치 등을 이유로 일정 시간동안 물을 사용하지 않을 때에는 사용자의 손이 수도꼭지부(200)의 근처에 위치하지 않기 때문에 제1센서부(310)로부터 감지 신호가 검출되지 않으나, 제2센서부(320, 321)로부터 사용자의 신체 일부의 접근을 감지하는 감지 신호가 생성되어 제어부(500)로 전송이 이루어진다.

그리하여, 제어부(500)가 제2센서부(320, 321)로부터만 감지 신호를 수신할 경우에는 밸브부(400)의 개도율을 조절하는 제어신호를 밸브부(400)로 전송함으로써, 유량 조절 밸브가 부분적으로 개방되도록 제어한다.

여기서, 밸브부(400)의 개도율을 설정하기 위한 데이터는 제어부(500) 내에 별도로 구비된 저장부(미도시)에 기저장될 수 있으며, 사용자의 설정에 의한 변경이 가능하다. 즉, 개도율 설정 데이터는 월별 물 소비량 또는 수도요금을 반영하여, 자유롭게 변경할 수 있다.

일실시예에서, 제어부(500)는 제2센서부(320, 321)로부터만 감지 신호를 수신할 경우, 밸브부(400)의 개도율을 70~50%로 설정하는 제어신호를 밸브부(400)로 전송할 수 있다.

따라서, 제어부(500)는 사용자가 수도꼭지부(200) 근처로 손을 위치시키지 않는 경우에는 밸브부(400)가 부분적으로만 개방되도록 밸브부(400)의 개도율을 제어함에 따라, 사용자는 비누칠이나 양치 등과 같은 특정한 동작 중에도 수도꼭지로부터 배출되는 물을 사용할 수 있으며, 물 소비량을 유동적으로 조절할 수 있다.

한편, 제어부(500)는 제3센서부(330)에 의해 측정된 압력 검출신호가 저장부에 기저장된 기준치를 초과할 경우에는 하우징(100)의 외부로 물이 넘치지 않도록 밸브부(400)의 개도율을 감소시킨다.

예를 들어, 제어부(500)가 밸브부(400)의 개도율을 70~50%로 설정하는 제어신호를 밸브부(400)로 전송했을 때, 제3센서부(330)로부터 전송된 압력 검출신호가 기준치를 초과할 시에는 밸브부(400)의 개도율이 현재 개도율인 70~50%보다 더 감소되도록 제어하여 물의 낭비를 방지한다.

여기서, 제3센서부(330)에 의해 측정된 압력 검출신호가 저장부에 기저장된 기준치를 초과할 경우, 제어부(500)에 의해 이루어지는 밸브부(400)의 개도율 감소는 저장부에 기저장된 데이터에 따라 수행될 수 있다.

일실시예에서 제3센서부(330)로부터 측정된 압력 검출신호가 기준치를 초과할 때의 밸브부(400)의 개도율이 100%라면, 제어부(500)는 밸브부(400)의 개도율을 40~50%로 감소되도록 제어하고, 현재 밸브부(400)의 개도율이 50%라면 20~30%로 감소되도록 제어하여 물이 하우징(100)의 외부로 넘치거나 불필요하게 낭비되지 않도록 물 배출량을 조절하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 절수 시스템은 각 건물 또는 가정의 수도 배관으로 유입되는 수돗물의 양을 측정하고, 소정의 디지털 펄스 신호를 발생시키는 디지털 계량기부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

따라서, 제어부(500)는 디지털 계량기부를 통해 각 건물 또는 가정으로 유입되는 수돗물의 전체 유입량을 실시간으로 확인하고, 제4센서부(340)를 통해 하우징(100)으로부터 배출되는 물 배출량 데이터와 비교하여 물 소비율을 산출한다.

즉, 제어부(500)는 하기 수학식 1과 같이, 하우징(100)으로부터 배출되는 물의 소비율을 산출한다.

[수학식 1]

물 소비율 = 하우징으로부터 배출되는 물 배출량 / 수돗물의 전체 유입량 × 100

만일, 수학식 1에 의해 산출된 소비율이 저장부에 저장된 소비율보다 높을 경우, 제어부(500)는 밸브부(400)의 개도율이 현재보다 5~10% 더 감소되도록 제어하여 소비되는 물을 절약하는 것이 가능하다.

결국, 본 발명은 제1센서부(310), 제2센서부(320, 321), 제3센서부(330) 및 제4센서부(340)의 감지 결과에 따라, 밸브부(400)의 개도율을 유동적으로 조절함으로써 수도꼭지부(200)의 물 배출량을 차등적으로 조정할 수 있으므로 물 소비량을 사용자의 소비의도에 맞게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2센서부(320, 321)를 통해 사용자의 신체 일부를 감지하여 물을 배출하므로 사용자가 하우징(100) 근처에 위치할 경우에는 손의 위치와 상관없이 언제든지 물을 사용할 수 있으며, 손의 위치에 따라 밸브부(400)의 개도율이 변경되어 물 배출량이 조절된다.

아울러, 본 발명은 사용자가 다른 장소로 이동할 경우에는 제2센서부(320, 321)로부터 감지 신호가 검출되지 않으므로 즉시 밸브부(400)가 폐쇄되어 물의 배출이 중단됨에 따라, 불필요한 물의 낭비를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2센서부(320, 321)로부터 감지 신호가 검출될 경우에만 밸브부(400)의 개도율을 조절하여 밸브부(400)를 개방시키고, 제2센서부(320, 321)로부터 감지 신호가 검출되지 않는 경우에는 밸브부(400)를 폐쇄하도록 밸브부(400)의 개도율을 제어함에 따라, 제1센서부(310)의 오작동으로 인한 물의 낭비를 방지할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

10 : 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템
100 : 하우징
110 : 배출공
200 : 수도꼭지부
300 : 센서부
310 : 제1센서부
320, 321 : 제2센서부
330 : 제3센서부
340 : 제4센서부
400 : 밸브부
500 : 제어부

Claims

내부에 물을 수용하는 공간이 형성되고, 상기 공간에 수용된 물을 외부로 배출하는 배출공을 구비한 하우징;
상기 하우징의 일측에 장착되고, 급수관으로부터 공급된 물을 상기 하우징으로 배출시키는 수도꼭지부;
상기 수도꼭지부로 접근하는 감지 대상의 근접 여부를 감지하는 센서부;
상기 수도꼭지부로부터 물이 배출되도록 상기 급수관의 관로를 개폐하는 밸브부; 및
상기 센서부의 감지 결과에 따라, 상기 밸브부의 개도를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서부는
상기 수도꼭지부의 일측에 장착되고, 사용자의 손의 접근을 감지하는 제1센서부; 및
상기 하우징의 일측 또는 상기 수도꼭지부의 타측에 장착되고, 상기 사용자의 근접 여부를 감지하는 제2센서부; 를 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1센서부 및 제2센서부의 감지 결과에 따라, 상기 수도꼭지부를 통한 물 배출량이 차등적으로 조정되도록 상기 밸브부의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.
제2항에 있어서,
상기 밸브부는 상기 급수관에 흐르는 유량을 조절하도록 마련된 전자식 유량 조절 밸브인 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.
제3항에 있어서,
상기 유량 조절 밸브는 글로브 밸브, 니들 밸브, 버터플라이 밸브 및 볼 밸브 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1센서부로부터 상기 사용자의 손의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출되고, 상기 제2센서부로부터 상기 사용자의 신체 일부의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출될 경우, 상기 유량 조절 밸브가 완전히 개방되도록 상기 유량 조절 밸브의 개도율을 조절하는 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1센서부로부터 상기 사용자의 손의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출되지 않고, 상기 제2센서부로부터 상기 사용자의 신체 일부의 접근을 감지하는 감지 신호가 검출될 경우, 상기 유량 조절 밸브가 부분적으로 개방되도록 상기 유량 조절 밸브의 개도율을 조절하는 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.
제6항에 있어서,
상기 전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템은
상기 하우징의 내측에 설치되어 상기 하우징이 수용하는 물의 압력을 측정하는 제3센서부; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제3센서부에 의해 측정된 압력 검출신호가 기준치를 초과할 경우, 상기 유량 조절 밸브의 개도율이 감소되도록 상기 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는
전자 감지식 수도꼭지를 이용한 절수 시스템.