KR20000063908A - 양변기의 절수형 자동 세척 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냄새감지센서로 대/소변을 구분하여 세척수의 배출량을 자동 조절해서 절수 효과와 자동 세척 기능을 갖도록 한 양변기의 절수형 자동 세척 장치 및 방법에 관한 것으로, 사용감지센서를 이용하여 양변기의 사용 여부를 감지하고, 냄새감지센서를 이용하여 용변물의 종류를 감지해서 양변기에서 배출되는 세척수량을 자동 조절함으로써, 용변물의 세척을 위해 배출되는 세척수량을 절약할 수 있게 됨과 동시에 양변기 내부의 용변물을 자동으로 세척하여 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있게 된다.

Description

양변기의 절수형 자동 세척 장치 및 방법{Automatic Cleaning Apparatus And Method For Water Saving Of Bedpan}

본 발명은 양변기의 절수형 자동 세척 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 냄새감지센서로 대/소변을 구분하여 세척수의 배출량을 자동 조절해서 절수 효과와 자동 세척 기능을 갖도록 한 양변기의 절수형 자동 세척 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근들어 수자원의 부족으로 물 절약이 절실히 요구되며, 공공시설 및 빌딩 등의 화장실 문화도 냄새나 세균 감염이 없는 깨끗한 공간으로 인식이 바뀌고 있는 추세이다.

그리고, 화장실의 양변기는 용변을 마친 후 양변기 본체에 세척수를 공급하여 용변물을 세척할 수 있도록 세척수가 담수되는 수조가 구비되며, 해당 수조의 세척수를 배출시켜 양변기로 공급하는 배출장치는, 해당 수조나 양변기의 일측에 외부로 표출되게 설치된 세척레버의 조작에 의해 수조에 담수된 세척수가 배출되어 양변기 내부의 용변물을 배출시킬 수 있도록 구성된다.

그런데, 전술한 종래 양변기의 배출장치는 용변물의 종류(대변, 소변)에 관계없이 수조에 보유된 세척수를 모두 배출시킴에 따라 소변시 불필요하게 많은 양의 세척수를 소비하게 되는 비경제적인 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 기계식 절수형 양변기가 개발되었으나, 이는 용변을 마친 사용자가 소변용 세척레버 또는 대변용 세척레버를 직접 선택하여 조작해야만 하는 사용상의 번거로움이 있었다.

또한, 공공시설 및 빌딩 등에 설치된 화장실의 경우 많은 사람들이 사용하므로 인해 양변기의 세척레버 상태가 불결하여 비위생적일 뿐 아니라, 용변후 양변기의 세척레버를 작동시키지 않고 그대로 나가는 경우가 있어 다음 사용자가 매우 불결한 느낌을 갖게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 사용감지센서를 이용하여 양변기의 사용 여부를 감지하고, 냄새감지센서를 이용하여 용변물의 종류를 감지해서 양변기에서 배출되는 세척수량을 자동 조절함으로써, 용변물의 세척을 위해 배출되는 세척수량을 절약함과 동시에 양변기 내부의 용변물을 자동으로 세척하여 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 절수형 자동 세척 장치가 구비된 양변기의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 절수형 자동 세척 장치의 상세한 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 양변기에서 절수형 자동 세척 장치에 의한 용변물 자동 세척 동작 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

4 : 변기통 6 : 좌대

8 : 덮개 10 : 세척수로

20 : 솔레노이드 밸브 21a, 21b : 전자석

23 : 밸브 스풀 25a, 25b : 챔버

30 : 콘솔 박스 31 : 사용감지센서

32 : 냄새감지센서 33 : 제어부

34 : 전원공급부

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 양변기의 절수형 자동 세척 장치는, 용변물을 세척하기 위해 필요한 세척수가 저장되어 있는 수조와 연결된 세척수로가 변기통의 상측에 형성된 양변기에 있어서, 소정의 제어신호에 따라 개폐되어 상기 세척수로를 통해 배출되는 세척수의 배출량을 용변물의 종류에 따라 조절하는 솔레노이드 밸브와; 상기 양변기 상측에 설치하여 양변기의 사용 유무 및 용변물 종류를 감지하고, 그 결과에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 제어하여 세척수의 배출량을 조절하는 콘솔 박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 콘솔 박스는, 소정 거리 이내에 사용자가 접근하는지를 감지하여 양변기를 사용하는 사용자의 유무를 감지하는 사용감지센서와; 용변물이 대변인 경우에 발생되는 메탄 가스를 감지하여 상기 변기통 내부의 용변물의 종류를 감지하는 냄새감지센서와; 상기 사용감지센서로부터 사용자가 있음을 나타내는 사용감지신호가 전달되는 경우 상기 냄새감지센서에 의해 감지되는 용변물의 종류를 확인한 후, 사용자가 양변기 사용을 마침에 따라 상기 사용감지센서로부터 전달되는 사용감지신호가 종료되면 확인된 용변물의 종류에 따라 대변 또는 소변 세척을 위한 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브 측으로 출력하는 제어부와; 상기 제어부에 소정의 직류 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 솔레노이드 밸브는, 제어부로부터 대변 세척을 위한 제어신호가 출력되는 경우 제1전자석 및 제2전자석에 전자력이 발생하여 밸브 스풀이 제1챔버 및 제2챔버의 출구를 개방시켜 수조로부터 세척수로를 통해 배출되는 세척수를 상기 제2챔버 및 제1챔버를 통해 변기통에 공급하며, 제어부로부터 소변 세척을 위한 제어신호가 출력되는 경우 제1전자석에 전자력이 발생하여 밸브 스풀이 제1챔버의 출구만을 개방시켜 수조로부터 세척수로를 통해 배출되는 세척수를 상기 제1챔버를 통해 변기통에 공급하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 양변기의 절수형 자동 세척 방법은, 양변기로부터 일정범위 이내에 용변을 보기 위해 접근하는 사용자의 유무를 사용감지센서를 이용하여 주기적으로 확인하는 과정과; 사용자의 접근이 감지되는 경우 냄새감지센서를 이용하여 용변물에서 발생되는 메탄 가스의 유무를 감지하여 용변물의 종류를 확인하는 과정과; 상기 사용자가 양변기 사용을 마침에 따라 사용자의 접근이 감지되지 않는 경우 상기 냄새감지센서를 이용하여 확인한 용변물의 종류가 대변인지, 소변인지를 확인하는 과정과; 확인된 용변물이 대변인 경우 솔레노이드 밸브의 제1전자석 및 제2전자석에 전자력을 발생시켜 밸브 스풀이 제1챔버 및 제2챔버의 출구를 모두 개방시키도록 하는 과정과; 개방시킨 제1챔버 및 제2챔버의 출구를 통해 변기통으로 세척수를 공급하여 양변기 내부의 대변을 자동으로 세척하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 양변기의 절수형 자동 세척 방법은, 냄새감지센서를 이용하여 확인한 용변물이 소변인 경우 솔레노이드 밸브의 제1전자석에만 전자력을 발생시켜 밸브 스풀이 제1챔버의 출구만을 개방시키도록 하는 과정과; 개방시킨 제1챔버의 출구를 통해 변기통으로 세척수를 공급하여 양변기 내부의 소변을 자동으로 세척하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 절수형 자동 세척 장치가 구비된 양변기의 구성은 첨부한 도면 도 1에 도시한 바와 같이, 용변물(대/소변)을 세척하기 위해 필요한 세척수가 저장되어 있는 수조와 연결된 세척수로(10)가 변기통(4)의 상측에 형성되고, 해당 세척수로(10)의 어느 한 부분에는 용변물의 종류에 따라 세척수의 배출량을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브(20)가 조립된다.

이때, 해당 양변기를 이루는 변기통(4)의 상면 일측에는 회동 가능하고 사용자의 둔부를 받쳐줄 수 있는 좌대(6)가 설치되고, 해당 좌대(6)의 상부를 덮을 수 있는 덮개(8)가 회동 가능하도록 설치된다.

그리고, 해당 양변기의 상측에는 양변기 사용 유무 및 용변물 종류를 감지하고, 그 결과에 따라 솔레노이드 밸브(20)를 제어하여 세척수의 배출량을 조절하기 위한 콜솔 박스(30, Consol Box)가 설치되는데, 이때, 해당 콘솔 박스(30)의 설치 위치는 양변기의 덮개(8)를 변기통(4)과 수직이 되도록 회동시켰을 때의 덮개(8) 위치보다 높은 곳이어야 하고, 양변기 사용자가 좌대(6)에 앉았을 때 사용자의 유무를 감지할 수 있는 위치이어야 한다. 바람직하기로는, 콘솔 박스(30)의 아랫 부분이 덮개(8)를 수직이 되도록 회동시켰을 때의 덮개(8) 위치로부터 대략 '5㎝ 내지 30㎝' 이내에 설치되어야 한다.

한편, 양변기에서 용변물의 종류에 따라 솔레노이드 밸브(20)를 제어하여 세척수의 배출량을 조절하는 절수형 자동 세척 장치의 전체적인 구성을 보다 상세히 설명하면 첨부한 도면 도 2에 도시한 바와 같다.

여기서, 해당 솔레노이드 밸브(20)와 연결된 콘솔 박스(30)는 사용감지센서(31)와, 냄새감지센서(32)와, 제어부(33) 및 전원공급부(34)로 이루어진다.

먼저, 해당 솔레노이드 밸브(20)는 제어부(33)의 제어에 따라 개폐되어 세척수로(10)를 통해 변기통(4)에 공급되는 세척수의 배출량을 용변물의 종류에 따라 조절하기 위해 두 개의 전자석(21a, 21b)과 밸브 스풀(spool)(23) 및 두 개의 챔버(chamber)(25a, 25b)를 포함하는데, 이때, 제어부(33)로부터 제1전자석(21a) 및 제2전자석(21b) 모두에 제어신호가 출력되는 경우(즉, 대변 세척을 위한 제어신호가 출력되는 경우)에는 제1전자석(21a) 및 제2전자석(21b)에 전자력이 발생하여 밸브 스풀(23)이 제1챔버(25a) 및 제2챔버(25b)의 출구를 모두 개방시키게 됨에 따라 수조로부터 세척수로(10)를 통해 배출되는 세척수는 제2챔버(25b) 및 제1챔버(25a)를 통해 변기통(4)에 공급되며, 제어부(33)로부터 제1전자석(21a)으로만 제어신호가 출력되는 경우(즉, 소변 세척을 위한 제어신호가 출력되는 경우)에는 제1전자석(21a)에 전자력이 발생하여 밸브 스풀(23)이 제1챔버(25a)의 출구만을 개방시키게 됨에 따라 수조로부터 세척수로(10)를 통해 배출되는 세척수는 제1챔버(25a)를 통해서만 변기통(4)에 공급된다.

해당 사용감지센서(31)는 거리를 감지하는 센서로서 소정 거리 이내(바람직하기로는 20~80㎝ 이내)에 사용자가 접근하는지 즉, 양변기를 사용하는 사용자의 유무를 감지하며, 해당 냄새감지센서(32)는 냄새로서 용변물의 종류를 감지하기 위해 용변물이 대변인 경우에 발생되는 메탄 가스를 감지하여 변기통(4) 내부의 용변물의 종류를 감지한다.

해당 제어부(33)는 사용감지센서(31)로부터 사용자가 있음을 나타내는 사용감지신호가 전달되는 경우 냄새감지센서(32)에 의해 감지되는 용변물의 종류를 확인한 후, 사용자가 양변기 사용을 마침에 따라 해당 사용감지센서(31)로부터 전달되는 사용감지신호가 종료되면 확인된 용변물의 종류에 따라 대변 또는 소변 세척을 위한 제어신호를 솔레노이드 밸브(20) 측으로 출력한다.

해당 전원공급부(34)는 소정의 직류(D.C) 전원(6~9V)을 제어부(33)에 공급하는데, 해당 직류 전원은 배터리 전원을 이용하거나 외부 교류(A.C) 전원을 직류 전원으로 변환시켜 이용할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 절수형 자동 세척 장치가 구비된 양변기에는 수동으로 세척수를 배출시키기 위한 수동 세척레버(도면에 도시되어 있지 않음)가 부착되어 있다.

이와 같이 구성된 양변기에서 절수형 자동 세척 장치에 의한 용변물 자동 세척 동작을 첨부한 도면 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 콘솔 박스(30)에 설치된 사용감지센서(31)는 일정범위(대략 20~80㎝) 이내에 사용자가 접근하는지 즉, 용변을 보기 위해 양변기에 접근하는 사용자가 존재하는지를 주기적으로 확인하여(스텝 S31), 사용자의 접근이 감지되는 경우 양변기에 용변을 보고 있는 사용자가 있음을 나타내는 사용감지신호를 제어부(33)로 전달하게 된다(스텝 S32).

그러면, 해당 제어부(33)는 냄새감지센서(32)를 이용하여 용변물의 종류를 감지하게 되는데(스텝 S33), 이는 해당 냄새감지센서(32)를 이용하여 용변물에서 발생되는 메탄 가스의 유무를 감지함으로써, 변기통(4) 내부의 용변물의 종류를 감지할 수 있게 된다.

즉, 사용감지센서(31)로부터 사용감지신호가 전달된 이후에 냄새감지센서(32)에 의해 메탄 가스가 감지되는 경우에는 변기통(4) 내부의 용변물이 대변이라는 것을 알 수 있게 되고, 해당 사용감지센서(31)로부터 전달되던 사용감지신호가 종료되기까지 메탄 가스가 감지되지 않는 경우에는 변기통(4) 내부의 용변물이 소변이라는 것을 알 수 있게 된다.

이후, 해당 제어부(33)는 사용자가 양변기 사용을 마쳤는지 즉, 사용감지센서(31)로부터 전달되던 사용감지신호가 종료되는지를 확인하여(스텝 S34), 해당 사용자가 양변기 사용을 마침에 따라 사용자의 접근이 감지되지 않아 사용감지신호가 종료되는 경우에는 스텝 S33에서 감지된 용변물의 종류가 대변인지, 소변인지를 확인하게 된다(스텝 S35).

만약, 감지된 용변물이 대변인 경우에는 대변 세척을 위한 제어신호를 솔레노이드 밸브(20) 측으로 출력하여(스텝 S36), 해당 솔레노이브 밸브의 제1전자석(21a) 및 제2전자석(21b) 모두에 전자력을 발생시키게 되고, 이로 인해 밸브 스풀(23)이 제1챔버(25a) 및 제2챔버(25b)의 출구를 모두 개방시켜 변기통(4)으로 세척수를 공급함에 따라 양변기 내부의 대변을 자동으로 세척하게 되는데(스텝 S37), 이때, 수조로부터 세척수로(10)를 통해 배출되는 세척수는 제2챔버(25b) 및 제1챔버(25a)를 통해 변기통(4)으로 공급됨에 따라 대변 세척시에 통상적으로 필요로 하는 10~13ℓ정도의 세척수가 배출된다.

그런데, 스텝 S33에서 감지된 용변물이 소변인 경우에는 소변 세척을 위한 제어신호를 솔레노이드 밸브(20) 측으로 출력하여(스텝 S38), 해당 솔레노이드 밸브(20)의 제1전자석(21a)에만 전자력을 발생시키게 되고, 이로 인해 밸브 스풀(23)이 제1챔버(25a)의 출구만을 개방시켜 변기통(4)으로 세척수를 공급함에 따라 양변기 내부의 소변을 자동으로 세척하게 되는데(스텝 S39), 이때, 수조로부터 세척수로(10)를 통해 배출되는 세척수는 제1챔버(25a)를 통해서만 변기통(4)으로 공급됨에 따라 대변 세척시에 필요로 하는 세척수의 50% 정도에 해당되는 4~6ℓ정도의 세척수만이 배출된다.

이로써, 본 발명에 따른 양변기의 절수형 자동 세척 장치는 사용감지센서(31)를 이용하여 양변기 사용 여부를 감지하고, 냄새감지센서(32)를 이용하여 대변시 발생되는 메탄 가스의 유무를 감지해서 용변물의 종류를 확인한 후, 확인된 용변물의 종류에 따라 솔레노이브 밸브의 제1전자석(21a) 및 제2전자석(21b)을 제어하여 양변기에서 배출되는 세척수량을 자동으로 조절함으로써, 용변물의 세척을 위해 배출되는 세척수량을 절약할 수 있게 됨과 동시에 양변기 내부의 용변물을 자동으로 세척하여 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있게 된다.

즉, 용변물이 대변으로 확인되는 경우에는 솔레노이드 밸브(20)의 제1챔버(25a) 및 제2챔버(25b)를 모두 개방시켜 양변기에서 배출되는 세척수량을 10~13ℓ로 조절하고, 소변으로 확인되는 경우에는 솔레노이드 밸브(20)의 제1챔버(25a)만을 개방시켜 양변기에서 배출되는 세척수량을 4~6ℓ로 조절함으로써, 용변물의 세척을 위해 배출되는 세척수를 절약할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있는데, 예를 들어, 냄새감지센서(32)로 암모니아 가스를 감지하는 센서와 메탄 가스를 감지하는 센서를 설치한 후, 암모니아 가스만 감지되는 경우에는 용변물이 소변이라는 것을 알 수 있고, 암모니아 가스와 메탄 가스가 모두 감지되거나 메탄 가스만 감지되는 경우에는 용변물이 대변이라는 것을 알 수 있으며, 이에 따라 솔레노이드 밸브(20)를 제어하여 양변기에서 배출되는 세척수량을 조절할 수 있게 된다.

그리고, 솔레노이드 밸브(20)의 경우에도 두 개의 전자석을 가로 방향으로 설치하고, 이에 따라 동작하는 밸브 스풀을 각각 설치하여 각각의 챔버 출구가 세척수로(10)에 직접 연결되도록 함으로써, 소변인 경우에는 하나의 챔버를 통해서만 변기통에 세척수가 공급되도록 하고, 대변인 경우에는 두 개의 챔버를 통해 변기통에 세척수가 공급되도록 하여 소변 세척을 위해 양변기에서 배출되는 세척수량을 줄일 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 사용감지센서를 이용하여 양변기의 사용 여부를 감지하고, 냄새감지센서를 이용하여 용변물의 종류를 감지해서 양변기에서 배출되는 세척수량을 자동 조절함으로써, 용변물의 세척을 위해 배출되는 세척수량을 절약할 수 있게 됨과 동시에 양변기 내부의 용변물을 자동으로 세척하여 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 용변물을 세척하기 위해 필요한 세척수가 저장되어 있는 수조와 연결된 세척수로가 변기통의 상측에 형성된 양변기에 있어서,

   소정의 제어신호에 따라 개폐되어 상기 세척수로를 통해 배출되는 세척수의 배출량을 용변물의 종류에 따라 조절하는 솔레노이드 밸브와;

   상기 양변기 상측에 설치하여 양변기의 사용 유무 및 용변물 종류를 감지하고, 그 결과에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 제어하여 세척수의 배출량을 조절하는 콘솔 박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 양변기의 절수형 자동 세척 장치.
2. 제 2항에 있어서,

   상기 콘솔 박스는, 소정 거리 이내에 사용자가 접근하는지를 감지하여 양변기를 사용하는 사용자의 유무를 감지하는 사용감지센서와;

   용변물이 대변인 경우에 발생되는 메탄 가스를 감지하여 상기 변기통 내부의 용변물의 종류를 감지하는 냄새감지센서와;

   상기 사용감지센서로부터 사용자가 있음을 나타내는 사용감지신호가 전달되는 경우 상기 냄새감지센서에 의해 감지되는 용변물의 종류를 확인한 후, 사용자가 양변기 사용을 마침에 따라 상기 사용감지센서로부터 전달되는 사용감지신호가 종료되면 확인된 용변물의 종류에 따라 대변 또는 소변 세척을 위한 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브 측으로 출력하는 제어부와;

   상기 제어부에 소정의 직류 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양변기의 절수형 자동 세척 장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브는, 대변 세척을 위한 제어신호가 출력되는 경우 제1전자석 및 제2전자석에 전자력이 발생하여 밸브 스풀이 제1챔버 및 제2챔버의 출구를 개방시켜 수조로부터 세척수로를 통해 배출되는 세척수를 상기 제2챔버 및 제1챔버를 통해 변기통에 공급하며, 소변 세척을 위한 제어신호가 출력되는 경우 제1전자석에 전자력이 발생하여 밸브 스풀이 제1챔버의 출구만을 개방시켜 수조로부터 세척수로를 통해 배출되는 세척수를 상기 제1챔버를 통해 변기통에 공급하는 것을 특징으로 하는 양변기의 절수형 자동 세척 장치.
4. 양변기로부터 일정범위 이내에 용변을 보기 위해 접근하는 사용자의 유무를 사용감지센서를 이용하여 주기적으로 확인하는 과정과;

   사용자의 접근이 감지되는 경우 냄새감지센서를 이용하여 용변물에서 발생되는 메탄 가스의 유무를 감지하여 용변물의 종류를 감지하는 과정과;

   상기 사용자가 양변기 사용을 마침에 따라 사용자의 접근이 감지되지 않는 경우 상기 냄새감지센서를 이용하여 감지한 용변물의 종류가 대변인지, 소변인지를 확인하는 과정과;

   감지된 용변물이 대변인 경우 솔레노이드 밸브의 제1전자석 및 제2전자석에 전자력을 발생시켜 밸브 스풀이 제1챔버 및 제2챔버의 출구를 모두 개방시키도록 하는 과정과;

   개방시킨 제1챔버 및 제2챔버의 출구를 통해 변기통으로 세척수를 공급하여 양변기 내부의 대변을 자동으로 세척하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 양변기의 절수형 자동 세척 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 냄새감지센서를 이용하여 감지한 용변물이 소변인 경우 솔레노이드 밸브의 제1전자석에만 전자력을 발생시켜 밸브 스풀이 제1챔버의 출구만을 개방시키도록 하는 과정과;

   개방시킨 제1챔버의 출구를 통해 변기통으로 세척수를 공급하여 양변기 내부의 소변을 자동으로 세척하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양변기의 절수형 자동 세척 방법.