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1. WO2020130597 - WATER ELECTROLYSIS STERILIZATION MODULE USING HIGH-DURABILITY ELECTRODE, AND STERILIZATION FAUCET SYSTEM EQUIPPED WITH SAME

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

12   13   14   15   16   17  

과제 해결 수단

18   19   20   21   22  

발명의 효과

23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38  

도면의 간단한 설명

39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156   157   158   159   160   161   162   163   164   165   166   167   168   169   170   171   172   173   174   175   176   177   178   179   180   181   182   183   184   185   186   187   188   189   190   191   192   193   194   195   196   197   198   199   200   201   202   203   204   205   206   207   208   209   210   211   212   213   214   215   216   217   218   219   220   221   222   223   224   225   226   227   228   229   230   231   232   233   234   235   236   237   238   239   240   241   242   243   244   245   246   247   248   249   250   251   252   253   254   255   256   257   258   259   260   261   262   263   264   265   266   267   268   269   270   271   272   273   274   275   276   277   278   279   280   281   282   283   284   285   286   287   288   289   290   291   292   293   294   295   296   297   298   299   300   301   302   303   304   305   306   307   308   309   310   311   312   313   314   315   316   317   318   319   320   321   322   323   324   325   326   327   328   329   330   331   332   333   334   335   336   337   338   339   340   341   342   343   344   345   346   347   348   349   350   351   352   353   354   355   356   357   358   359   360   361   362   363   364   365   366   367   368   369   370   371   372   373  

청구범위

1   2   3   4   5  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10a   10b   10c   10d   11a   11b   11c   12   13a   13b   13c   14   15   16   17   18   19   20   21  

명세서

발명의 명칭 : 고내구성 전극을 이용한 수전해 살균모듈 및 이를 탑재한 살균수전 시스템

기술분야

[1]
본 발명은 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 자동으로 사용자에게 제공할 수 있는 고내구성 전극을 이용한 수전해 살균모듈 및 이를 탑재한 살균수전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비접촉식 센서에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 비유로형과 유로형 전기분해 살균모듈을 선택적으로 적용하여 살균수 변환 효율을 높이는 수처리 장치 및 사용자가 살균수전에 근접하는 경우, 미리 설정된 시간을 카운트 하면서, 일정시간은 살균수를 출력하고, 나머지 시간은 수돗물을 출력하는 수처리 장치에 관한 것이다.

배경기술

[2]
신종 인플루엔자(H1N1) 메르스(MERS)의 전염 및 확산이 전 세계적으로 발생하고 있는 가운데 국내에도 최근 발표된 인플루엔자 표본 감시 결과 인플루엔자 바이러스가 증가하고 있어 질병 관리본부는 신종 인플루엔자 유행주의보를 전국에 발령하고 주의를 당부하고 우선 접종대상자의 예방접종 권고와 손 씻기 등 개인 위생 관리에 철저히 임하도록 발표하였다.
[3]
최근에 보도된 기사에 따르면 인천지역에서 전염성이 매우 높은 수인성 질환과 식중독이 해마다 즐고 있지만 원인을 찾지못하고 있다.
[4]
이러한 질병은 오염된 물과 음식을 섭취하는 과정에서 미생물과 바이러스에 감염돼 구토, 설사, 발열 등의 증상을 보이는 질병이다.
[5]
대표적인 식중독균으로 노로 바이러스와 병원성 대장균 등이 있으며, 최근 기후와 환경요인의 변화 등으로 발생률이 점점 높아지고 있는 추세이다.
[6]
세계적으로 해마다 발생되는 세균과 바이러스에 의해 동시 다발적인 전염병이 발생하나 이에 대한 뚜렷한 예방책이 없으며 유일한 예방책으로 제시되고 있는 것이 개인위생(손씻기)으로 약 90%의 예방적 효과를 기대하고 있는 실정이다.
[7]
개인위생(손씻기)를 위해 이용되는 수돗물은 수도관을 통해 각 가정으로 공급되기 전에 일반적으로 항균/살균 처리 등의 전처리 작업을 거치게 되나, 노후된 상수도 관을 통해 이송되는 과정에서 불가피하게 세균이 증식되는 문제가 있다.
[8]
뿐만 아니라, 현재 국내에서의 수돗물의 공급 비율은 60%에 불과한 것으로 알려져 있으며, 따라서 40%에 달하는 가정에서는 항균/살균 처리가 되지 않은 지하수를 공급받고 있는 실정이다.
[9]
이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 방법으로, 손 소독제(손 세정제)가 가장 널리 쓰이고 있고, 이러한 방법으로는 주로 알콜계 소독제가많이 사용되나 인체 유해성 문제가 대두되고 있다.
[10]
또한, 비 접촉 페달식 일반수전 및 누름식 절수수전이 제안되고 있으나 살균기능이 없는 페달식 수전으로 효과가 떨어진다는 문제점도 존재한다.
[11]
따라서 상기 문제점을 해소할 수 있는 장치 및 방법에 대한 니즈가 대두되고 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[12]
본 발명의 목적은 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 자동으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 것이다.
[13]
구체적으로 본 발명은 비접촉식 센서에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공하고자 한다.
[14]
본 발명은, 전술한 종래의 문제점들을 해소하고, 고효율 전기분해 모듈을 이용하여 수돗물을 전기화학적 반응으로 살균 수를 생성시켜 살균수전의 분사 노즐을 통해 살균 수를 토출하여 손(피부) 과 식품, 기구 등을 살균 세정하는 IoT연동 살균수전 시스템을 제공하고자 한다.
[15]
또한, 본 발명은 비유로형 전기분해 살균모듈과 유로형 전기분해 살균모듈을 선택적으로 적용하여 살균수 변환 효율을 높이는 수처리 장치를 제공하고자 한다.
[16]
또한, 본 발명은 사용자가 살균수전에 근접하는 경우, 미리 설정된 시간을 카운트 하면서, 일정시간은 살균수를 출력하고, 나머지 시간은 수돗물을 출력하는 수처리 장치를 제공하고자 한다.
[17]
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

과제 해결 수단

[18]
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비접촉식 수처리 장치는, 외부로부터의 물의 유입을 차단 또는 허용하는 솔레노이드 밸브(200); 미리 설정된 범위 이내의 객체의 접근을 감지하는 센서부(100); 전해질의 이온을 교환하는 격막 없이 인접하게 배치된 (+) 전극 및 (-) 전극을 포함하고, 상기 (+) 전극 및 (-) 전극을 통해 상기 솔레노이드 밸브(200)로 유입된 물을 전기분해하여 살균수를 생성하는 살균수 생성부(300); 상기 솔레노이드 밸브(200) 및 살균수 생성부(300)의 동작을 제어하는 제어부(500); 및 상기 살균수 생성부(300)에서 생성한 살균수를 외부로 분사하는 분사부(600);를 포함하되, 상기 상기 센서부(100)가 상기 객체의 접근을 감지하는 경우, 상기 제어부(500)는, 상기 솔레노이드 밸브(200)가 오픈(open)되어 상기 물을 유입하도록 제어하고, 상기 살균수 생성부(300)가 상기 유입된 물을 전기분해하여 살균수를 생성하도록 제어하며, 상기 분사부(600)가 미리 정해진 총 시간 중 제 1 시간은 상기 생성한 살균수를 상기 외부로 분사하고, 나머지 제 2 시간은 상기 살균수로 변환되지 않은 물을 상기 외부로 분사하도록 제어할 수 있다.
[19]
또한, 상기 살균수 생성부(300)의 내부는, 유로형 구조 또는 비유로형 구조로 형성되고, 상기 유로형 구조는, 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해되기 위한 유로(2000)를 더 포함하고, 상기 유로(2000)는 상기 살균수 생성부(300)의 내부에서 적어도 일부 굽어진 형태로 배치되며, 상기 비유로형 구조는, 상기 살균수 생성부(300)의 내부에는 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해되기 위한 비유로 일괄 분배형 구조(3000)를 포함하고, 상기 적어도 일부 굽어진 유로(2000) 또는 상기 비유로 일괄 분배형 구조(3000)를 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해 됨으로써, 상기 상기 (+) 전극 및 (-) 전극과의 평균 접촉량이 증가하여 상기 살균수의 생성률이 증가할 수 있다.
[20]
또한, 상기 분사부(600)는, 상기 살균수 생성부(300)에서 생성한 살균수가 유입되는 살균수 유입부(620); 외부로부터 기체가 유입되기 위한 기체 유입부(643); 및 상기 살균수 유입부(620)를 통해 유입된 살균수와 상기 기체 유입부(643)를 통해 유입된 기체가 혼합되고, 상기 기체 혼합 액체를 상기 외부로 분사하는 회전유도부(630);를 포함하고, 상기 외부로 분사되는 기체 혼합 액체는 맥동 현상을 수반하며 배출될 수 있다.
[21]
또한, 외부와 통신하는 통신부; 및 상기 통신부가 수신한 정보를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 디스플레이부가, 상기 통신부가 수신한 식중독 관련 정보 및 미세먼지 관련 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 제어하고, 상기 미리 정해진 총 시간, 제 1 시간 및 제 2 시간 중 적어도 하나를 표시하는 디스플레이부;를 포함하며, 상기 디스플레이부는, 상기 총 시간, 제 1 시간 및 제 2 시간 중 적어도 하나가 소진되는 것을 시각적으로 변화하여 표시하고, 상기 식중독 관련 정보를 통해 판단한 식중독 지수 및 상기 미세먼지 관련 정보를 통해 판단한 미세먼저 농도 중 적어도 하나에 따라 시각적으로 변화하여 표시하며, 상기 통신부는, 유선 통신, 근거리 통신 또는 원거리 통신을 이용하고, 상기 근거리 통신은, 와이파이(WiFi, Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra-Wideband), ZigBee 기술 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 원거리 통신은, CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[22]
또한, 상기 살균수 생성부(300)는 복수이고, 상기 복수의 살균수 생성부(300)와 상기 분사부(600) 간에는 적어도 하나의 침전 필터(sediment filter, 950)가 추가적으로 구비될 수 있다.

발명의 효과

[23]
본 발명은 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 자동으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[24]
구체적으로 본 발명은 비접촉식 센서에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[25]
본 발명은, 전술한 종래의 문제점들을 해소하고, 고효율 전기분해 모듈을 이용하여 수돗물을 전기화학적 반응으로 살균 수를 생성시켜 살균수전의 분사 노즐을 통해 살균 수를 토출하여 손(피부) 과 식품, 기구 등을 살균 세정하는 IoT연동 살균수전 시스템을 제공할 수 있다.
[26]
또한, 본 발명은 미스트 절수 노즐을 적용하여 일반 수전에 비해 60~70%의 절수를 할 수 있고, 수압이 상승되는 효과를 제공할 수 있다.
[27]
또한, 본 발명은 비접촉식 적외선 센서를 이용하여 수전 손잡이에 의한 접촉성 감염을 예방하고, 살균수를 이용함으로써 수배관을 통한 전염원 차단과 사용자 손 살균 세정이 가능한 효과가 있다.
[28]
또한, 본 발명은 비유로형 전기분해 살균모듈과 유로형 전기분해 살균모듈을 선택적으로 적용하여, 살균수 변환 효율을 높이는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[29]
또한, 본 발명은 사용자가 살균수전에 근접하는 경우, 미리 설정된 시간을 카운트 하면서, 일정시간은 살균수를 출력하고, 나머지 시간은 수돗물을 출력하는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[30]
또한, 본 발명은 기존기술에 비해 전극의 장수명화 구현 등의 장점이 있어 상용화 시 경제적 파급효과 클 것으로 예상된다.
[31]
또한, 본 발명은 병의원, 식품공장, 공공시설 등 손체척 살균기로 활용 가능하며, 이외에도 수처리 전기분해 유닛, 대기오염방지 시설 및 전기도금 분야 등 다양한 분야의 고내구성 전극제조 기술로 활용 가능하다.
[32]
또한, 본 발명은 기존 화학약품 사용으로 인한 2차 오염물질이 발생하지 않는 점에서 친환경적인 대체 기술로 활용가능성 높다.
[33]
또한, 본 발명이 제안하는 수전해 살균시스템 기술은 자외선, 오존 및 활성탄 등 기존 정수 및 살균/소독 기술의 문제점을 극복하고 고효율의 경제적인 해결책을 제공함으로써 환경적 측면과 경제적 측면에서 유리하다.
[34]
본 발명이 제안하는 기술관련 살균시장 규모는, 2026년 세계시장이 2조 117억원이고, 국내시장이 905억원으로 추정된다.
[35]
본 발명에 따른 고내구성 전극은, 수처리 분야에서, 화학 및 생물학적 처리에 비하여 저온 조작, 빠른 반응 속도, 분자상 산소의 활성화 및 유해한 산화제가 필요 없다는 장점이 있고, 전기분해, 전해회수, EDI, 선박평형수, 상수살균 등에 적용될 수 있다.
[36]
또한, 본 발명에 따른 고내구성 전극은, 도금 분야에서, 전자기기의 소형화, 다기능화로 인하여 주요 기판인 PCB의 고밀도화, 미세패턴이 요구되고 있어 기존 구리 전극을 대체하는 용도로 적용가능하다.
[37]
또한, 본 발명에 따른 고내구성 전극은, 대체에너지 분야에서, 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 분야에 적용할 수도 있고, 수소전지, 연료전지 등에 적용될 수 있다.
[38]
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도면의 간단한 설명

[39]
도 1은 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 블록구성도를 도시한 것이다.
[40]
도 2는 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[41]
도 3은 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치에 적용되는 솔레노이드 밸브, 살균수 생성부, 제어부 등의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[42]
도 4는 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치를 통해 살균수가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[43]
도 5는 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 구체적인 모습의 일례를 도시한 것이다.
[44]
도 6은 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치에 적용되는 센서부 및 분사부의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[45]
도 7은 본 발명에 따른 수처리 장치가 비접촉식 센서에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공하는 방법을 설명하는 순서도이다.
[46]
도 8은 본 발명에 따른 수처리 장치에 적용되는 분사부에서 살균수를 미스트 방식으로 분사하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
[47]
도 9는 도 8에서 설명한 살균수를 미스트 방식으로 분사하기 위한 구조에 포함된 회전공간, 회전유도라인, 에어 투입구 등의 구체적인 모습을 도시한 것이다.
[48]
도 10a 내지 도 10d는 본 발명과 관련하여, 직수타입 유로형 수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전의 일례를 도시한 것이다.
[49]
도 11a 내지 도 11c는 본 발명과 관련하여, 유로형 전기분해 살균모듈을 적용한 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[50]
도 12는 도 11a 내지 도 11c에서 설명한 유로형 전기분해 살균모듈을 적용하는 경우의 개선된 효과를 설명하기 위한 도면이다.
[51]
도 13a 내지 도 13c는 본 발명과 관련하여, 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈을 적용한 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[52]
도 14는 도 13a 내지 도 13c에서 설명한 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈을 적용하는 경우의 개선된 효과를 설명하기 위한 도면이다.
[53]
도 15은 본 발명이 제안하는 수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전의 서비스 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
[54]
도 16은 본 발명이 제안하는 직수형 전기분해모듈 일체형 살균수전을 도시한 것이다.
[55]
도 17은 도 16에서 제안한 직수형 전기분해모듈 일체형 살균수전에 적용되는 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
[56]
도 18은 본 발명과 관련하여, IoT 살균수전 시스템 탑재용 2조1식 전기분해모듈을 도시한 것이다.
[57]
도 19는 도 18에서 제안한 전기분해모듈과 관련하여, 수처리 필터를 적용한 모델과 수처리 필터를 미적용한 모델의 일례를 도시한 것이다.
[58]
도 20은 본 발명과 관련하여, 복수의 센서 및 디스플레이를 적용한 기능 일례를 도시한 것이다.
[59]
도 21은 본 발명과 관련하여, IoT 연동형 살균수전 시스템의 구체적인 일례를 도시한 것이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[60]
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
[61]
전술한 것과 같이, 개인위생(손씻기)를 위해 이용되는 수돗물은 수도관을 통해 각 가정으로 공급되기 전에 일반적으로 항균/살균 처리 등의 전처리 작업을 거치게 되나, 노후된 상수도 관을 통해 이송되는 과정에서 불가피하게 세균이 증식되는 문제가 있다.
[62]
뿐만 아니라, 현재 국내에서의 수돗물의 공급 비율은 60%에 불과한 것으로 알려져 있으며, 따라서 40%에 달하는 가정에서는 항균/살균 처리가 되지 않은 지하수를 공급받고 있어 문제된다.
[63]
따라서 본 발명에서는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 자동으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공하고자 한다.
[64]
구체적으로 본 발명은 비접촉식 센서에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공하고자 한다.
[65]
[66]
비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 블록구성도
[67]
도 1은 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 블록구성도를 도시한 것이다.
[68]
도 1을 참조하면, 본 발명이 제안하는 수처리 장치(10)는 센서부(100), 솔레노이드 밸브(200), 살균수 생성부(300), 인터페이스부(400), 제어부(500), 분사부(600), 조절부(800) 및 전원공급부(700)를 포함할 수 있다.
[69]
먼저, 센서부(100)는 수처리 장치(10)의 개폐 상태, 수처리 장치(10)의 위치, 사용자 접촉 유무, 수처리 장치(10)의 방위, 수처리 장치(10)의 가속/감속 등과 같이 수처리 장치(10)의 현 상태를 감지하여 수처리 장치(10)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.
[70]
예를 들어 근접 센서가 수처리 장치(10)에 근접한 사용자의 신체를 센싱할 수 있다.
[71]
또한, 전원 공급부(700)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(400)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다.
[72]
전술한 것과 같이, 센서부(100)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.
[73]
상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다.
[74]
상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 디스플레이부(미도시) 상에 출력될 수 있다.
[75]
한편, 본 발명에 따른 센서부(100)는 사용자의 근접 여부를 센싱하는 것 이외에 살균수와 관련된 정보를 센싱하는 기능을 제공할 수도 있다.
[76]
예를 들어, 전해조 컨트롤 부분에서 정전류 방식으로 암페어가 정해지고, 물속에 염소가 많아지면 유리잔류염소로 전기분해 하는 전압(V)를 낮추며, 염소가 적으면 전압(V)를 올려 적정 와트(W)를 조절하도록 지원하는 정보를 센서부(100)가 센싱할 수 있다.
[77]
또한, 센서부(100)는 물속에 지나치게 염소량이 많커나 적어 원하는 수치가 넘어가면 전류(A)값을 셀렉트 스위치로 높이거나 줄이기 위한 정보를 수집하여 제어부로 전달함으로써, 수돗물을 살균수로 만드는데 안정적인 전기 컨트롤하는 것을 지원할 수 있다.
[78]
도 1에 도시하지는 않았지만 본 발명이 제안하는 수처리 장치(10)는 디스플레이부를 더 포함할 수도 있다.
[79]
디스플레이부는 수처리 장치(10)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다.
[80]
디스플레이부는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[81]
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다.
[82]
센서부(100)의 일례로서, 디스플레이부와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 이용될 수 있고, 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.
[83]
터치 센서는 디스플레이부의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
[84]
터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(500)로 전송한다. 이로써, 제어부(500)는 디스플레이부의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
[85]
또한, 센서부(100)의 일례인 근접 센서(141)는 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 수처리 장치(10)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.
[86]
상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.
[87]
즉, 본 발명은 비접촉식 적외선 센서를 이용하여 수전 손잡이에 의한 접촉성 감염을 예방하고, 살균수를 이용함으로써 수배관을 통한 전염원 차단과 사용자 손 살균 세정이 가능한 효과를 제공할 수 있다.
[88]
다음으로, 솔레노이드 밸브(200)는 제어부(500)로부터의 전류 공급 여부에 따라 개별적으로 개방 또는 차단됨으로써, 살균수 생성부(300)에 의한 살균수 공급 모드가 실행되도록 할 수 있다.
[89]
또한, 살균수 생성부(300)는 무격막의 복수의 전극을 포함한다.
[90]
예를 들어, 무격막의 2개의 (+) 전극과 (-) 전극을 포함할 수 있다.
[91]
단, 본 발명의 내용이 2개의 전극으로 제한되는 것은 아니고 무격막의 한쌍의 (+) 전극과 (-) 전극을 포함하는 경우에는 더 많은 개수의 전극이 포함될 수 있다.
[92]
이때, 살균수 생성부(300) 내에 배치된 적어도 2개의 전극 사이에는 격막이 존재하지 않고, 무격막 환경에서 원수에 존재하는 미량의 물속 미네랄과 잔류염소가 전해질 역할을 하므로 전극의 소재에 따라 고효율의 전해 살균수를 얻을 수 있다.
[93]
본 발명에 따른 전극은, 전기화학반응에 사용되는 불용성 전극으로 일반적으로 티타늄에 귀금속 산화물(이리듐, 루테늄, 백금 등)을 도포한 제품으로 부식은 되지 않고 전기전도성은 향상시킨 것이다.
[94]
이러한 본 발명에 따른 전극은, 고 내구성 소형 DSE(Dimensionally Stable Electrode) 으로, 대면적 전극이 될 수 있다.
[95]
중, 소형 불용성전극은, 원형, 판형, Mash전극 등이 될 수 있고, 대형 산업용 전극은 발전냉각, 선박평형수 등에 활용 가능하다.
[96]
살균수 생성부(300)를 통한 살균수 생성과정에 대해서는 도 4를 참조하여 구체적으로 후술한다.
[97]
또한, 인터페이스부(400)는 수처리 장치(10)에 연결되는 모든 외부기구 및 장치와의 통로 역할을 한다.
[98]
인터페이스부(400)는 외부 장치와 연결되는 구조를 제공하거나 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 수처리 장치(10) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 수처리 장치(10) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.
[99]
예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(400)에 포함될 수 있다.
[100]
상기 인터페이스부는 수처리 장치(10)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 수처리 장치(10)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 수처리 장치(10)로 전달되는 통로가 될 수 있다.
[101]
상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 수처리 장치(10)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.
[102]
또한, 제어부(500)는 센서부(100)를 통해 감지되는 신호에 기초하여 솔레노이드 밸브(200), 살균수 생성부(300), 전원공급부(700) 및 분사부(600)의 동작을 제어한다.
[103]
제어부(controller, 500)는 통상적으로 수처리 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다.
[104]
상기 제어부(500)는 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
[105]
여기에 설명되는 제어부(500)는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
[106]
하드웨어적인 구현에 의하면, 제어부(500)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
[107]
제어부(500)는 소프트웨어적인 구현에 의하면, 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다.
[108]
또한, 전원 공급부(700)는 제어부(500)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
[109]
또한, 분사부(600)는 살균수를 사용자에게 공급할 수 있다.
[110]
특히, 본 발명에 따른 분사부(600)는 살균수를 미스트의 형태로 사용자에게 분사하는 구조를 취할 수 있다.
[111]
이와 같이, 본 발명에 따른 분사부(600)는 미스트 절수 노즐을 적용하여 일반 수전에 비해 60~70%의 절수를 할 수 있고, 수압이 상승되는 효과를 제공할 수 있다.
[112]
분사부(600)의 구체적인 구조 등에 대해서는 도 6을 참조하여 후술한다.
[113]
또한, 조절부(800)는 사용자가 수처리 장치(10)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다.
[114]
조절부(800)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
[115]
또한, 본 발명에 따른 사용자 조절부(800)는 온수와 냉수의 공급을 조절하는 용도로 이용될 수도 있다.
[116]
또한, 조절부(800)는 일반 수돗물이 유입되는 구성으로 이용될 수 있다.
[117]
조절부(800)로 유입된 수돗물은 조절부(800)를 통해 다른 구성으로 제공되는 것이 가능하다.
[118]
마지막으로, 디스플레이부(900)는 살균수전(10)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다.
[119]
또한, 본 발명에 따른 디스플레이부(900)는 2D 및 3D 표시 모드를 지원한다.
[120]
본 발명에 따른 디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[121]
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(900)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다.
[122]
한편, 도시하시는 않았지만 본 발명이 제안하는 수처리 장치(10)는 외부와 데이터를 송수실할 수 있는 무선통신부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
[123]
여기서 무선통신부의 통신 기술에 이용되는 통신은 원거리 무선통신과 근거리 무선통신이 포함될 수 있다.
[124]
상기 근거리 통신은 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 기술 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
[125]
또한, 원거리 무선 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
[126]
[127]
비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치
[128]
한편, 도 2는 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[129]
도 2를 참조하면, 상측에 살균수를 외부로 배출하는 분사부(600)와 사용자가 인접하게 위치한 것을 감지하는 센서부(100)가 도시되어 있다.
[130]
설명의 편의를 위해, 본 명세서에서 적용되는 센서부(100)는 근접 센서인 것으로 가정하나 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.
[131]
분사부(600)는 살균수를 사용자에게 공급할 수 있는데, 본 발명에 따른 분사부(600)는 살균수를 미스트의 형태로 사용자에게 분사하는 구조를 취할 수 있다.
[132]
이와 같이, 본 발명에 따른 분사부(600)는 미스트 절수 노즐을 적용하여 일반 수전에 비해 60~70%의 절수를 할 수 있고, 수압이 상승되는 효과를 제공할 수 있다.
[133]
또한, 본 발명에 따른 근접 센서는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 이용될 수 있다.
[134]
이러한 근접센서를 통해, 본 발명은 비접촉식으로 수처리 장치(10)를 운용함으로써, 수전 손잡이에 의한 접촉성 감염을 예방하고, 살균수를 이용함으로써 수배관을 통한 전염원 차단과 사용자 손 살균 세정이 가능한 효과를 제공할 수 있다.
[135]
다음으로, 도 2의 중간에는 솔레노이드 밸브(200), 살균수 생성부(300), 인터페이스부(400), 전원공급부(700) 및 제어부(500)가 도시되어 있다.
[136]
도 2를 참조하면, 제어부(500)는 중간의 콘트롤 박스의 표면에 배치된 것으로 도시되어 있으나 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니고 제어부(500)의 위치는 변경될 수 있다.
[137]
또한, 상기에서는 센서부(100)가 분사부(600)의 상단에 배치된 것으로 가정하여 설명하였으나 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니고, 센서부(100)는 수처리 장치(10)의 중간 파트 또는 하단 파트에 배치될 수도 있다.
[138]
도 3은 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치에 적용되는 솔레노이드 밸브, 살균수 생성부, 제어부 등의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[139]
도 2 및 도 3을 참조하면, 솔레노이드 밸브(200)가 도시되어 있다
[140]
솔레노이드 밸브(200)는 제어부(500)로부터의 전류 공급 여부에 따라 개별적으로 개방 또는 차단됨으로써, 살균수 생성부(300)에 의한 살균수 공급 모드가 실행되도록 할 수 있다.
[141]
또한, 살균수 생성부(300)는 무격막의 복수의 전극을 이용하여 전해 살균수를 생성한다.
[142]
도 4는 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치를 통해 살균수가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[143]
도 4를 통해, 물의 전기분해 및 살균수를 생성하는 과정에 대해 설명한다.
[144]
일반적으로 이온수기는 이온수 생성기 또는 환원수기라 부르고 있으며 이온수기는 정수기와 전해조를 구비하여 산성 이온수와 알칼리 이온수가 전기분해에 의해 생성된다.
[145]
이렇게 생성된 알칼리 이온수는 주로 음료용으로 사용되고, 산성 이온수는 피부 미용수 또는 소독수, 세척수로 사용된다.
[146]
하지만 대부분의 식음용 알칼리수를 생성하는 과정에서 함께 생산되는 산성수는 폐수되는 실정이다.
[147]
또한 소독수, 세척수 등으로 사용하기 위해서 일반적인 이온수기에서 생성되는 산성수는 그 살균력이 낮고, 일반적인 알칼리 이온수기에서 생성되는 산성수는 일반 정수를 전기분해하여 양극방에서 생성되는 이온수로 pH농도가 약 4.0 ~ 6.5 사이로 생성된다.
[148]
한편, 강산성 이온수는 일반 알칼리 이온수기에서 생산하는 과정이 동일하지만 희석소금용액(0.2%이하)를 정량펌프를 통해 공급하여 전기분해 과정을 거치면 강한 살균력을 갖는 강산성 차아염소산수가 생성된다.
[149]
이에 강한 살균력을 갖는 강산성 차아염소산수를 생성하기 위해서는 상기와 같이 별도의 용매(NaCl 또는 HCl 등)를 혼합한 정수에 전기분해하여 강산성 또는 강알칼리성 이온수를 생성하기 위하여 많은 개발이 이루어지고 있는 바, 현재 동일한 전해조에서 알칼리수와 강산성수가 생성되는 이온수기가 개발되고 있으나 강산성수 생성 후 알칼리수 생성 사용 시 사용자에게 냄새를 유발하는 한편 음용하였을 경우 인체에 무해하다는 검증 결과가 없는 실정이다.
[150]
도 4를 참조하면, 격막을 기준으로 (+)극과 (-)극이 존재하고 전해질에서 음이온은 (+)극으로 이동하고, 양이온은 (-)극으로 이동함으로써, 가수분해가 수행된다.
[151]
또한, 수돗물을 전해질로 하여 음이온으로 분류되는 요소들이 (+)극으로 이동하고, 양이온으로 분류되는 요소들이 (-)극으로 이동하게 된다.
[152]
결국 (+)극에서는 산성 이온수가 생성되어 출력가능하고, (-)극에서는 알칼리 이온수가 생성되어 출력 가능하다.
[153]
한편, 격막을 이용하지 않는 전기분해를 무격막전기분해이라고 한다.
[154]
즉, 무격막전기분해는 (+)전극과 (-)전극의 사이에 격막을 사용하지 않는 전기분해를 의미하고, 작은 힘으로 전기분해를 하므로 전기의 저항이 작아서 유격막보다 약한 열이 발생된다.
[155]
유격막은 격막을 이용하는 것으로 (+)전극과 (-)전극의 사이에 이온만 통과되고 물은 통과하지 않게 하기 위해 격막을 사용하는 방식이다.
[156]
유격막전기분해는 무격막전기분해에 비해 단위시간당 최대의 효율을 얻게 되고, 격막이 있는 이유는 ph를 원하는 수치에 매핑하기 위함이다.
[157]
무격막은 양쪽 전극에 물의 흐름이 없게 되므로 전기의 힘이 많이 필요하므로 열이 발생되고, 결국 전기의 저항이 그만큼 크다는 것을 의미한다.
[158]
단, 무격막방식이라도 가동 시간이 길어지면 유격막방식과 마찬가지 현상이 발생할 수 있다.
[159]
유격막 방식의 경우 (-)극쪽, 즉 알칼리 이온수가 생성되는 쪽의 극실에 미량의 잔류물들이 남는데 이것은 전기분해 하면서 (-)전극 쪽에 있는 백금족 금속 이온들이 떨어져 나오게 된다.
[160]
이것을 지속적으로 농축을 시키게 되면 육안으로 보이는 정도의 불순물이 형성된다.
[161]
이온수기의 경우 한쪽의 극성만 쓰게 되면 어느 순간 스케일이 과도하게 전극의 표면에 끼게 되어 급격한 효율의 감소현상이 나타나게 되므로 이러한 현상을 방지하기 위하여 일정 단위 시간별로 아주 짧은 순간 동안에 전기의 극성을 바꿔서 스케일을 인위적으로 떨어지게 하는 방식을 채택될 수 있다.
[162]
담수 된(즉, 일정한 용기에 저장된) 물을 가지고 전기분해를 할 경우 전극의 극성을 바꾸게 되면 오히려 전극의 수명에 영향을 미치게 되고 효율을 낮출 수도 있다.
[163]
살균수 생성부(300) 내에 배치된 적어도 2개의 전극 사이에는 격막이 존재하지 않고, 도 4에서 설명한 것과 같이, 무격막 환경에서 원수에 존재하는 미량의 물속 미네랄과 잔류염소가 전해질 역할을 하므로 전극의 소재에 따라 고효율의 전해 살균수를 얻을 수 있다.
[164]
또한, 전원공급부(700)는 각 구성요소에 대한 구동 전원을 공급하는 기능을 제공한다.
[165]
한편, 인터페이스부(400)는 제 1 인터페이스부(410), 제 2 인터페이스부(420) 및 제 3 인터페이스부(430)를 포함할 수 있다.
[166]
즉, 살균수를 외부로 배출하는 분사부(600)와 사용자가 인접하게 위치한 것을 감지하는 센서부(100)를 포함하는 상측과 중간부분을 연결하는 배관(440)이 도시되어 있는데, 배관(440)과 살균수 생성부(300)를 연결하기 위해 제 3 인터페이스부(430)가 이용될 수 있다.
[167]
또한, 솔레노이드 밸브(200)와 살균수 생성부(300)를 연결하기 위해 제 2 인터페이스부(420)가 이용될 수 있다.
[168]
또한, 물이 유입되는 조절부(800)와 솔레노이드 밸브(200)를 연결하기 위해 제 1 인터페이스부(410)가 이용될 수 있다.
[169]
또한, 도 2의 하단에는 조절부(800)가 도시된다.
[170]
조절부(800)의 조작을 통해 사용자는 원하는 온수와 냉수의 공급을 조절할 수 있다.
[171]
또한, 조절부(800)의 하단을 통해 수돗물이 유입되는 경우, 유입된 수돗물이 제 1 인터페이스부(410)을 통해 솔레노이드 밸브(200)로 제공될 수 있다.
[172]
한편, 도 5는 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치의 구체적인 모습의 일례를 도시한 것이다.
[173]
발명이 제안하는 수처리 장치(10)는 센서부(100), 솔레노이드 밸브(200), 살균수 생성부(300), 인터페이스부(400), 제어부(500), 분사부(600), 조절부(800) 및 전원공급부(700)를 포함할 수 있다.
[174]
도 5의 상단에는 센서부(100)와 분사부(600)의 구체적인 배치 형태가 도시된다.
[175]
또한, 도 5의 중단에는 솔레노이드 밸브(200), 살균수 생성부(300) 및 제어부(500)의 배치 형태가 도시되어 있다.
[176]
또한, 도 5의 하단에는 조절부(800)의 배치 모습이 도시되어 있다.
[177]
한편, 도 6은 본 발명이 제안하는 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 제공하는 수처리 장치에 적용되는 센서부 및 분사부의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[178]
도 6을 참조하면, 근접 센서인 센서부(100)는 인접한 사용자의 존재를 센싱한다.
[179]
또한, 분사부(600)는 살균수를 사용자에게 공급할 수 있는데, 본 발명에 따른 분사부(600)는 도 6에 도시된 것과 같이, 살균수를 미스트의 형태로 사용자에게 분사하는 구조를 취할 수 있다.
[180]
이와 같이, 본 발명에 따른 분사부(600)는 미스트 절수 노즐을 적용하여 일반 수전에 비해 60~70%의 절수를 할 수 있고, 수압이 상승되는 효과를 제공할 수 있다.
[181]
이하에서는 전술한 도 1 내지 도 6의 구성을 기초로, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 수처리 장치(10)가 비접촉식 센서(100)에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
[182]
도 7을 참조하면, 센서부(100)가 미리 설정된 거리 이내로 사용자가 인접한 것을 센싱하는 단계(S100)가 진행된다.
[183]
대표적으로 센서부(100)로서 근접 센서가 이용되어 사용자의 인접 사실을 감지할 수 있다.
[184]
이후, 센싱된 정보가 제어부(500)에 전달되고, 제어부(500)의 제어에 따라 솔레노이드 밸브(200)가 오픈(open)되는 단계(S200)가 진행된다.
[185]
솔레노이드 밸브(200)의 오픈에 대응하여, 조절부(800)를 통해 원수가 솔레노이드 밸브(200)로 유입되는 단계(S300)가 진행된다.
[186]
또한, 솔레노이드 밸브(200)로 유입된 원수가 살균수 생성부(300)로 제공(S400)된다.
[187]
살균수 생성부(300) 내에 존재하는 무격막의 적어도 한 쌍의 (+) 및 (-) 전극들은, 살균수 생성부(300)에 공급된 원수를 전기분해 하여 살균수를 생성(S500)한다.
[188]
또한, 생성된 살균수가 배관(440)를 따라 분사부(600)에 전달(S600)되고, 결국, 분사부(600)에서 미스트 노즐을 통해 살균수를 분사(S700)한다.
[189]
분사부(600)의 살균수 분사는 미리 정해진 시간이 있는 경우, 제어부(500)의 제어에 따라 상기 시간 동안 분사된 이후에 자동으로 분사가 중단될 수 있다.
[190]
[191]
분사부에서 살균수를 미스트 방식으로 분사하기 위한 구조
[192]
한편, 본 발명에서는 분사부(600)에서 살균수를 분사함에 있어서, 살균수를 미스트 형태로 분사하고, 기존의 방식보다 강력하게(powerfully) 분사하며, 기체와의 결합을 통해 맥동현상을 수반하도록 외부로 분사할 수 있는 구조를 제안하고자 한다.
[193]
도 8은 본 발명에 따른 수처리 장치에 적용되는 분사부에서 살균수를 미스트 방식으로 분사하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
[194]
도 8을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 분사부(600)의 구조만을 확대하여 도시하였다.
[195]
도 8의 분사부(800)는 (b)에서 도시된 것과 같이, 외부 하우징(610), 살균수 유입부(620) 및 회전유도부(630)로 구성된다.
[196]
먼저, 외부 하우징(610)은 본 발명이 제안하는 수처리 장치에 분사부(800)를 고정시키는 역할을 제공하고, 외부 하우징(610)의 적어도 일부에는 외부로부터 에어(air) 등의 기체가 유입되기 위한 에어 투입부를 적어도 하나 구비할 수 있다.
[197]
또한, 살균수 유입부(620)는 살균수 생성부(300)가 생성한 살균수를 전달받아 회전유도부(630)로 살균수를 공급하는 기능을 제공한다.
[198]
또한, 회전유도부(630)는 살균수 유입부(620)로부터 전달받은 살균수를 미스트 형태로 분사하고, 기존의 방식보다 강력하게(powerfully) 분사하며, 기체와의 결합을 통해 맥동현상을 수반하도록 외부로 분사하게 된다.
[199]
도 8의 (a)를 참조하면, 살균수 유입부(620)의 제 1 공간(641)을 통해 살균수 생성부(300)가 생성한 살균수가 유입된다.
[200]
또한, 유입된 살균수는 살균수 유입부(620)와 회전유도부(630)가 결합된 중간의 제 2 영역(644)으로 떨어지게 된다.
[201]
이때, 제 2 영역(644)은 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646) 방향으로 회전을 유도하기 위한 라인을 포함한다.
[202]
도 9는 도 8에서 설명한 살균수를 미스트 방식으로 분사하기 위한 구조에 포함된 회전공간, 리브살, 회전유도라인, 에어 투입구 등의 구체적인 모습을 도시한 것이다.
[203]
도 9를 참조하면, 제 2 영역(644)에 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646) 방향으로 회전을 유도하기 위해 형성된 라인(644a, 644b)이 형성되어 있다.
[204]
즉, 제 2 영역(644)에는 제 3 영역(645) 방향으로 회전을 유도하기 위해 복수의 라인(644a)이 단차를 이루며 구성되어 있다.
[205]
또한, 제 2 영역(644)에는 제 4 영역(646) 방향으로 회전을 유도하기 위해 복수의 라인(644b)이 단차를 이루며 구성되어 있다.
[206]
살균수 유입부(620)와 회전유도부(630)가 결합된 중간의 제 2 영역(644)으로 떨어진 살균수는 회전을 유도하기 위해 형성된 라인(644a, 644b)을 따라 이동하면서 자체 회전이 유도되고, 여기서 발생된 회전을 통해 살균수는 미스트 상태로 분사 가능하다.
[207]
다시 도 8로 복귀하여, 제 2 영역(644)으로 떨어진 살균수는 결국 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646)으로 이동되어 아래로 떨어지게 되는데, 이때, 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646)에는 추가적인 회전을 유도하기 위한 회전 공간이 구성된다.
[208]
도 9를 참조하면, 제 3 영역(645)은 수직방향으로 아래로 내려갈수록 관로가 좁아지는 형태를 가지고, 회전하면서 살균수가 하단으로 내려가도록 하는 회전 구조를 취하고 있다.
[209]
마찬가지로, 제 4 영역(646)은 수직방향으로 아래로 내려갈수록 관로가 좁아지는 형태를 가지고, 회전하면서 살균수가 하단으로 내려가도록 하는 회전 구조를 취하고 있다.
[210]
결국, 살균수는 회전을 유도하기 위해 형성된 라인(644a, 644b)을 따라 이동하면서 1차적으로 회전이 유도되고, 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646)에 형성된 관로가 좁아지는 회전 공간을 통과하면서 2차적으로 회전이 유도되게 된다.
[211]
이렇게 회전이 유도된 살균수는 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646) 말단의 좁은 관로를 통해 미스트의 형태로 외부로 분사된다.
[212]
즉, 살균수는 도 8의 제 5 영역(642)를 통해 미스트의 형태로 외부로 분사된다.
[213]
이때, 분사되는 살균수는 이중의 회전을 포함하고, 좁아지는 관로 형태를 통해 분사되므로, 기존의 출력보다 높은 출력을 갖고 외부로 분출된다.
[214]
또한, 본 발명에서는 분사되는 살균수의 살균 효과를 극대화하기 위해 맥동현상을 포함하는 기체와 액체 혼합물이 분사되도록 할 수 있다.
[215]
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 분사부(600)는 외부로부터 에어 등의 기체가 유입될 수 있는 제 6 공간(643)을 구비할 수 있다.
[216]
여기서 제 6 공간(643) 단순하게 직선의 유입 공간이 아니라 유입되는 기체에 대해서도 회전을 유도하기 위해 회전 관로의 형태로 구현된다.
[217]
또한, 제 6 공간(643)은 한 개가 아니라 복수 개로 구현될 수 있다.
[218]
도 9를 참조하면, 기체가 유입되는 제 6 공간(643)은 제 1 유입부(643a) 및 제 2 유입부(643b)로 2개로 구현되어 있다.
[219]
단, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니고 더 많은 개수의 기체 유입부가 구현될 수 있고, 1개의 기체 유입부만 이용될 수도 있다.
[220]
또한, 도 9의 제 1 유입부(643a) 및 제 2 유입부(643b)는 유입되는 기체가 회전될 수 있도록 회전하는 관로의 형태로 구현된다.
[221]
제 1 유입부(643a) 및 제 2 유입부(643b)로 유입된 기체는 도 8의 제 2 영역(644)에서 회전하는 살균수와 섞이게 되고, 여기서 섞인 기체 및 살균수는 제 3 영역(645) 및 제 4 영역(646)에 형성된 관로가 좁아지는 회전 공간을 통과하면서 2차적으로 회전이 유도된다.
[222]
회전이 유도된 기체 및 액체 혼합물은 맥동현상을 수반하면서 제 5 영역(642)를 통해 미스트의 형태로 외부로 분사된다.
[223]
본 발명에서의 맥동 현상이란 자유 수면이 없는 액체의 흐름에 있어서, 액체의 압력과 토출량이 주기적으로 변동하는 현상으로서, 이는 주기적인 진동을 발생시킨다.
[224]
이와 같은 맥동 현상의 발생 원인은 여러가지가 있으나, 배관의 토출 관로가 길고, 배관의 내부에 에어 포켓 등의 공기가 괴어 있는 부분이 존재하는 경우에 발생하는 것으로 알려져 있다.
[225]
맥동 현상은 관내 유체의 원할한 흐름을 저해하는 요인으로서 일반적으로는 배관 내의 공기를 제거하거나, 관의 단면적, 유속, 유량을 조절하는 등과 같은 맥동 현상을 방지하기 위한 방법 등이 연구되고 있으나, 본 발명에서는 맥동 현상에 의해 발생되는 진동과 가해지는 충격량을 통해 분사되는 살균수의 살균 효과를 극대화하는 방법을 제안하고 있다.
[226]
따라서 본 발명에서 제안하는 구조를 이용하게 되면 2중의 회전 구조를 통해 효율적인 미스트 생성이 가능하고, 좁아지는 관로 형태 및 2중의 회전 구조를 통해 강력한 미스트 분출이 가능하며, 맥동현상을 수반하는 살균수를 분출함으로써 살균효과를 극대화 시킬 수 있게 된다.
[227]
[228]
직수타입 유로형 수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전
[229]
본 발명에서는 추가적으로 직수타입 유로형 수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전(10)을 제안하고자 한다.
[230]
도 10a 내지 도 10d는 본 발명과 관련하여, 직수타입 유로형 수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전의 일례를 도시한 것이다.
[231]
먼저, 도 10a를 참조하면, 분사부(600)의 상단에 센서부(100)가 배치되고, 살균수전(10)에 일정 거리 이내로 접근하는 사용자를 센싱할 수 있다.
[232]
또한, 전술한 실시예와 달리, 살균수전(10)의 하우징(1100) 내에 살균수 생성부(300) 및 솔레노이드 밸브(200)가 모두 삽입되어 배치될 수 있다.
[233]
도 10a를 참조하면, 내부에 살균수 생성부(300)가 배치되고, 일단은 분사부(600)로 연결하기 위한 제 1 연결부재(1000)로 연결되고, 타단은 솔레노이드 밸브(200)로 연결하기 위한 제 2 연결부재(1200)로 연결된다.
[234]
도 10a의 우측 도면에는 하우칭(1100)에 삽입된 전체 외형 구조의 일례를 도시한다.
[235]
또한, 도 10b를 참조하면, 하우징(1100)의 상단에는 디스플레이부(900)가 정보를 표시한다.
[236]
대표적으로, 사용자가 살균수 및 수돗물이 출력되는 시간을 지정한 경우, 해당 시간을 역 카운트 하면서 시간이 얼마 남았는지에 대해 사용자에게 시각적으로 표시하는 것이 가능하다.
[237]
또한, 하우징(1100) 내부에 삽입된 센서부(100)의 일 부분이 분사부(600)의 상단에 노출된다.
[238]
도 10c 및 도10d를 참조하면, 전술한 하우징(1100), 센서부(100), 분사부(600) 및 디스플레이부(900)의 구체적인 형태가 도시된다.
[239]
또한, 본 발명에서는 도 10a에 도시된 살균수 생성부(300)와 관련하여, 유로를 적용한 유로형 전기분해 살균모듈(300)을 이용한다.
[240]
도 11a 내지 도 11c는 본 발명과 관련하여, 유로형 전기분해 살균모듈을 적용한 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[241]
도 11a를 참조하면, 제 2 연결부재(1200)를 통해 유입된 수돗물은 살균모듈(300) 내부를 통과하면서 살균수로 변환되어 제 1 연결부재(1000)를 통해 분사부(600)로 출력되는데, 이때 내부에 수돗물 등의 유체를 이송하는 구불구불한 유로(2000)를 적용하는 경우, 살균수 발생 효율을 높일 수 있다.
[242]
도 11b를 참조하면, 살균수 생성부(300) 내부에 삽입되는 구불구불한 유로(2000)의 구체적인 형태가 도시된다.
[243]
또한, 도 11c를 참조하면, 살균수 생성부(300) 내부에 삽입되는 구불구불한 유로(2000)를 다른 측면에서 바라본 일례를 도시한 것이다.
[244]
기존에는 본 발명이 제안하는 유로(2000)를 적용하지 않고, 비 유로형 전해살균모듈을 적용하였는데, 이에 대한 유동해석을 해본 결과, 입수량을 100으로 가정했을 때 전극과 충분히 접촉하는 양을 58이상으로 볼 수 있고, 직사각형의 모서리 부분에 와류로 인한 정체 부위 비교적 넓다는 문제점이 존재하였다.
[245]
또한, 기존의 유로를 이용하지 않는 방식은, 입수 속도가 등속이라 가정하면 교환이 일어나지 않는 맴돌이 수량이 전체의 32% 존재하고, 입/출수 부분의 속도는 중간부분의 4.1배 빠르며 내부 압력증가로 인한 전해조의 변형 우려되며, 전해조 속에 머무는 정체수량이 많아서 유로 혹은 그에 준하는 순환구조 추가적으로 필요하다는 문제점도 존재하였다.
[246]
따라서 본 발명에서는 도 11a 내지 도 11c에 따른 구불거리는 유로 구조(2000)를 적용하였다.
[247]
본 발명에 따른 유로 구조(2000)가 적용되는 경우, 유로형 전해살균모듈 유동해석 결과로서, 입수량을 100으로 가정했을 때 전극과 접촉하는 양을 87이상으로 볼 수 있고, 비 유로형 전해조와 비교해서 일반수의 살균 수 변환효율은 30% 이상 높을 것으로 예상된다.
[248]
또한, 입/출수 부분의 속도는 유로부분의 3.2배 빠르며 단면적에 비례하고, 전극과 충분히 접촉하지 않는 부분을 평균 접촉량의 80% 이하로 가정할 때 그 양은 전체 입수량의 13% 정도이며, 그 농도는 접촉시간을 고래할 때 비 유로형 모델과 비교하면 현저히 높을 것으로 추정된다.
[249]
한편, 도 12는 도 11a 내지 도 11c에서 설명한 유로형 전기분해 살균모듈을 적용하는 경우의 개선된 효과를 설명하기 위한 도면이다.
[250]
도 12를 참조하면, 입수량을 100으로 가정했을때 전극과 접촉하는 양을 87이상으로 볼 수 있고, 이전 유로가 없는 모델과 비교해서 일반수를 살균수로 변환 효율은 30%이상 높아졌다.
[251]
또한, 입/출수 부분의 속도는 유로부분의 3.2배 빠르며 단면적에 비례하고, 전극과 충분히 접촉하지 않는 부분을 평균접촉량의 80%이하로 가정할때 그 양은 전체 입수량의 13%정도이며 그 농도는 접촉시간을 고려할 때 유로가 없는 모델의 그것과 비교하면 현저히 높다는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다.
[252]
[253]
유로형 전기분해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전
[254]
본 발명에서는 추가적으로 유로형 전기분해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전(10)을 제안하고자 한다.
[255]
앞에서 설명한 유로형 전기분해모듈은, 전기분해 반응 면적은 증가하나 (+)와 (-) 전극 사이에 생성된 미세기포 및 응집된 기포에 의해 유체 순환이 취약하다는 문제가 발생될 수도 있다.
[256]
또한, 일반적인 비 유로형 전기분해모듈은, 전해조에 유입되는 유체가 빠른 유속으로 다수의 전극에 골고루 분포되지 못하고, 전해조 측면 공간에 정체되는 와류현상으로 전극의 전기분해 반응 효율이 취약하다는 문제가 발생될 수 있다.
[257]
따라서 본 발명에서는 비 유로형 전기분해모듈을 적용하되 일괄 분배 방식을 적용하는 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈을 이용하는 것을 제안한다.
[258]
도 10a 내지 도 10d에서 설명한 것과 같이, 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈을 이용하는 수전해 살균모듈에서도, 전기분해모듈 이외의 다른 구성은 그대로 적용 가능하다.
[259]
즉, 분사부(600)의 상단에 센서부(100)가 배치되고, 살균수전(10)에 일정 거리 이내로 접근하는 사용자를 센싱할 수 있고, 살균수전(10)의 하우징(1100) 내에 살균수 생성부(300) 및 솔레노이드 밸브(200)가 모두 삽입되어 배치되며, 내부에 살균수 생성부(300)가 배치되고, 일단은 분사부(600)로 연결하기 위한 제 1 연결부재(1000)로 연결되고, 타단은 솔레노이드 밸브(200)로 연결하기 위한 제 2 연결부재(1200)로 연결될 수 있다.
[260]
또한, 하우징(1100) 내부에 삽입된 센서부(100)의 일 부분이 분사부(600)의 상단에 노출된다.
[261]
또한, 본 발명에서는 도 10a에 도시된 살균수 생성부(300)와 관련하여, 비 유로 일괄 분배형 전기분해 살균모듈(300)을 이용한다.
[262]
도 13a 내지 도 13c는 본 발명과 관련하여, 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈을 적용한 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[263]
도 13a를 참조하면, 제 2 연결부재(1200)를 통해 유입된 수돗물은 살균모듈(300) 내부를 통과하면서 살균수로 변환되어 제 1 연결부재(1000)를 통해 분사부(600)로 출력되는데, 이때 내부에 수돗물 등의 유체를 이송하는 비 유로 일괄 분배형 구조(3000)를 적용하는 경우, 살균수 발생 효율을 높일 수 있다.
[264]
즉, 앞에서 설명한 유로형 전기분해 살균모듈(300)은 유로를 통해 몇 갈래로 갈라져서 분출되는 것에 반해 해당 실시예인 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈(300)에서는 중간의 공간을 활용하여 자동으로 전해조와 솔레노이드 밸브(200)를 콘트롤하여 원스탑으로 수돗물이 모였다가 분출되는 형식을 적용하는 것이다.
[265]
도 13b를 참조하면, 살균수 생성부(300) 내부에 삽입되는 비 유로 일괄 분배형 구조(3000) 의 구체적인 형태가 도시된다.
[266]
또한, 도 11c를 참조하면, 살균수 생성부(300) 내부에 삽입되는 비 유로 일괄 분배형 구조(3000)를 다른 측면에서 바라본 일례를 도시한 것이다.
[267]
또한, 도 14는 도 13a 내지 도 13c에서 설명한 비 유로 일괄 분배형 전기분해모듈을 적용하는 경우의 개선된 효과를 설명하기 위한 도면이다.
[268]
즉, 전술한 유로형 대비 유체의 전기분해 반응 시간 효율은 감소하나 (+) 및 (-) 전극 사이에 미세기포 응집이 감소하여 전기분해 반응 효율과 유체순환이 원활해지는 것을 확인할 수 있다.
[269]
따라서 사용자는 비유로형 전기분해 살균모듈과 유로형 전기분해 살균모듈을 선택적으로 적용하여, 살균수 변환 효율을 높이는 수처리 장치를 제공받을 수 있다.
[270]
[271]
수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전의 서비스 방법
[272]
도 15은 본 발명이 제안하는 수전해 살균모듈을 적용한 역 카운트 살균수전의 서비스 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
[273]
도 15를 참조하면, 가장 먼저, 디스플레이부(900)가 미리 설정된 시간을 표시하는 대기모드 단계(S810)가 진행된다.
[274]
예를 들어, 30초의 출수 시간이 설정되어 있는 경우, 이에 대한 시간 안내가 디스플레이부(900) 상에 표시될 수 있다.
[275]
또한, 디스플레이부(900)가 일정 시간 간격으로 깜박거리면서, 현재 대기 모드 상태라는 것을 사용자에게 알릴 수 있다.
[276]
다음으로, 사용자가 살균수전에 근접하는 것을 적외선 근접센서(100)가 감지하는 단계(S820)가 진행된다.
[277]
즉, 사용자가 살균수전(10)으로부터 일정 이격거리 이내로 근접하는 경우, 적외선 근접센서(100)가 이를 감지하고, 감지된 신호를 제어부(500)에 전달한다.
[278]
S820 단계 이후, 제어부(500)는 솔레노이브 밸브(200)를 온(ON) 시키고(S830), 수돗물이 하단의 연결부재(1200)를 통해, 살균수 생성부(300)로 유입되도록 제어한다(S840).
[279]
이에 대응하여, 살균수 생성부(300)에서는 수돗물을 이용하여 살균수를 생성(S850)하고, 제어부(500)는 미리 설정된 시간을 카운트 하면서, 살균수가 제 1 시간 동안 분사부(600)를 통해 출력되도록 제어한다(S860).
[280]
예를 들어, 총 설정된 시간인 30초 중 제 1 시간이 25초로 설정된 경우, 25초를 역카운팅 하면서 살균수가 분사부(600)를 통해 출력된다.
[281]
이후, 제 1 시간이 경과하면, 제어부(500) 남은 제 2 시간 동안 수돗물이 출력(S870)되도록 제어한다.
[282]
즉, S870 단계는 살균수를 통해 세척한 신체 부위에 남아있는 살균수 잔존물을 수돗물을 통해 세척하는 단계이다.
[283]
예를 들어, 총 설정된 시간인 30초 중 제 2 시간이 5초로 설정된 경우, 살균수 분사가 끝난 후 5초 동안 역카운팅 하면서 수돗물이 분사부(600)를 통해 출력된다.
[284]
이후, 미리 설정된 시간이 경과하거나 적외선 근접센서(100)를 통해 사용자가 미 감지 되는 경우, 제어부(500)는 솔레노이브 밸브를 오프(OFF) 시키고, 살균수 생성부(300)의 동작을 오프(OFF) 시키게 된다(S880).
[285]
보건복지부(질병관리본부)는 최근 예년보다 빨리 찾아온 여름철, 급속한 기온 상승으로 인해 각종 감염병(식중독, 수족구병, 눈병 등)의 발생 가능성이 높아짐에 따라 이를 예방하고자 전국 30초 손씻기 운동을 추진하고 있고, 제안하는 본 발명은 이러한 운동에 맞춰 사용자가 편리하게 손씻는 동작을 수행할 수 있게 지원할 수 있다.
[286]
결국, 본 발명에 따른 직수형 전기분해 살균모듈을 적용한 30초 역 카운트 살균수전 핵심 기능으르소, 접촉성 감염예방을 위한 비 접촉 차아염소산(HOCL) 살균 수 제조 및 분사 기능을 제공하고, 대 국민 보건증진을 위한 “초 손 씻기” 홍보 목적의 시간 정보 제공 기능을 제공할 수 있다.
[287]
또한, 본 발명에 따르면, 살균 수 유량조건으로, 분당 600ml 이상 살균 수 제조가 가능하고, 살균 수 농도조건으로, 수돗물(0.4ppm이내 기준)반응 살균 수 잔류염소 1.00ppm 이상 제조 가능한 장점이 있다.
[288]
[289]
직수형 전기분해모듈 일체형 살균수전
[290]
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 직수형 전기분해모듈 일체형 살균 수정을 제공할 수 있다.
[291]
도 16은 본 발명이 제안하는 직수형 전기분해모듈 일체형 살균수전을 도시한 것이다.
[292]
도 16의 (a)를 참조하면, 수돗물이 입수되어 살균수를 분사하는 외부 구조가 도시된다.
[293]
또한, 도 16의 (b)를 참조하면, 센서부(100), 솔레노이드 밸브(200), 살균수 생성부(300), 분사부(600) 등의 구체적인 구성이 도시된다.
[294]
즉, 본 발명의 일 실시예에서는, 고내구성 전극을 적용한 고효율 전기분해모듈 살균수전 내부애 탑재함으로써, 일체형 살균수전을 제공할 수 있다.
[295]
또한, 본 발명은 근접센서를 이용한 비 접촉식 자동 On/Off 기능, Mist 분사노즐 분당 500ml/min 이내 살균수를 출수하는 것이 가능하다.
[296]
또한, 본 발명은 전기분해 살균 수 - 차아염소산(HOCl) 발생 능 1.0~4.0ppm 이내, pH 7.0~8.0 이내 즉, 먹는 물 수질 기준 이내의 조건을 만족하는 것이 가능하다.
[297]
한편, 도 17은 도 16에서 제안한 직수형 전기분해모듈 일체형 살균수전에 적용되는 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
[298]
도 17의 (a)를 참조하면, 전기분해모듈(300)의 일례가 도시된다.
[299]
또한, 도 17의 (b)를 참조하면, 살균수전의 일례가 도시된다.
[300]
또한, 도 17의 (c)를 참조하면, 유로형 전기분해모듈(300)의 일례가 도시된다.
[301]
또한, 도 17의 (d)를 참조하면, 비 유로형 일괄분배 전기분해모듈(300)의 일례가 도시된다.
[302]
또한, 도 17의 (e)를 참조하면, 직수형 전기분해모듈 일체형 살균수전의 일례가 도시된다.
[303]
[304]
IoT 살균수전 시스템 탑재용 2조1식 전기분해모듈
[305]
또한, 본 발명에 따르면, IoT 살균수전 시스템 탑재용 2조1식 전기분해모듈(300)이 적용될 수 있다/
[306]
도 18은 본 발명과 관련하여, IoT 살균수전 시스템 탑재용 2조1식 전기분해모듈을 도시한 것이다.
[307]
도 18을 참조하면, 수돗물 입수 구조(101), 살균수 출수(400), 살균수전(600), 방사형 분사노즐(640) 등의 구조가 도시된다.
[308]
또한, 도 18을 참조하면, 전기분해모둘 1조(300a)와 전기분해모듈 2조(300b)가 도시되고, PCB 박스(500)와 정압(감압) 솔레노이드 밸브(200) 등이 도시된다.
[309]
특히, 도 18에서는 침전 필터(sediment filter, 950)을 추가적으로 활용할 수 있다.
[310]
이러한, 침전 필터(950)는, 물속의 입자가 큰 먼지, 녹, 모래, 흙 등을 걸러주는 구조물로, 입자가 큰 침전물이 다른 필터에 유입 되는 것을 막아주며, 주로 필터의 첫번째 단계에 장착되기 때문에 전처리 필터로 활용되기도 한다.
[311]
도 18에 도시된 것과 같이, 본 발명에서는, 직수형 전기분해모듈 2개(300a, 300b)를 탑재하고, 살균수를 연속 출수하는 것이 가능하다.
[312]
또한, 도 18에 도시된 것과 같이, 본 발명에서는, 감압밸브 & 솔레노이드밸브 일체형 정압 솔밸브를 적용할 수 있다.
[313]
또한, 최종 출력되는 살균 수는 차아염소산(HOCl) 발생 능 1.0~4.0ppm 이내, pH 7.0~8.0 이내로서, 먹는 물 수질 기준을 만족한다.
[314]
한편, 도 19는 도 18에서 제안한 전기분해모듈과 관련하여, 수처리 필터를 적용한 모델과 수처리 필터를 미적용한 모델의 일례를 도시한 것으로, (a)에서는 수처리 필터(950)를 적용한 구체적 일례 및 2조1식 전기분해장치의 일례가 도시된다.
[315]
또한, 도 19의 (b)에서는, 수처리 필터(950)를 적용한 구체적 일례 및 2조1식 전기분해장치의 일례가 도시된다.
[316]
[317]
식중독 & 미세먼지 정보 Big Data 연동 IoT 기반 Wi-Fi 통신시스템 및 제어장치
[318]
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, Wi-Fi 통신 기반의 식중독 & 미세먼지 정보 Big Data 연동 IoT 기반 수전 시스템을 구현 및 제공하는 것이 가능하다.
[319]
먼저, 제어부(500)는, Wi-Fi 통신 모듈(미도시)로부터 데이터를 전송 받아 디스플레이부(900)에 표시하고, PIR 센서(100)의 입력을 받아 적절하게 전기분해모듈(300)과 솔레노이드 밸브(200)를 제어할 수 있다.
[320]
또한, Power Supply 부(700)는, 12V 5A 파워 어댑터로부터 공급받는 DC 전원을 이용하여 회로에서 필요로 하는 12V, 5V, 3.3V 전원을 적절히 공급할 수 있다.
[321]
또한, 도 1에서 설명한 구성 이외에 Big Data Wi-Fi 통신모듈 부를 더 포함할 수 있고, 이는 식품의약품안전처 및 에어코리아 사이트에 접속하여 식중독 지수 및 미세먼지 지수 데이터를 제어부(CPU, 500)에 전송할 수 있다.
[322]
또한, LED Display 표시부(900)는, 미세 먼지 농도와 식중독 지수를 각각 관심, 주의, 위험, 경고의 4단계로 표시할 수 있다.
[323]
또한, 제어부(500)는 적외선 센서(100) 및 솔레노이브 밸브(200)와 관련하여. 사람의 손이 접근하는 것을 감지하여 솔레노이드 밸브(200)의 제어 급수를 조절하고, 물의 급수를 ON/ OFF 할 수 있다.
[324]
또한, 제어부(500)는, 전기분해모듈(300)과 관련하여, DSE 전기분해모듈에 전류를 흘려 물을 전기 분해하는 과정에서 HCLO 및 활성 라디칼을 생성함으로써 물의 살균 기능을 제공할 수 있다.
[325]
또한, 제어부(500)는 미세먼지 Data Fetch와 관련하여, airKorea 사이트에 접속하여, 해당기관이 제공하는 open API 를 이용하여 데이터를 가져올 수 있다.
[326]
대표적으로, 데이터 획득 명령어: GET /openapi/services/rest/ArpltnInforInqireSvc/getMsrstnAcctoRltmMesureDnsty?stationName=종로구&dataTerm=daily&pageNo=1&numOfRows=10&ServiceKey=%2Fr9uNAGf59C2vAu3J%2BZO3dJEDuO5vYXMP%2BgiSDpJKpv0bBbPZd8kTXXmHGmJHhpXp%2BuBZzgE9EI017Y1NKIcfw%3D%3D&ver=1.3 HTTP/1.1\r\nHost: openapi.airkorea.or.kr\r\nConnection: close\r\n\r\n를 이용할 수 있다.
[327]
여기서 ServiceKey는 데이터 사용 신청을 통해 사용 승인 후 제공받는 것이고, 이렇게 제공받는 데이터는 산화질소, 오존, pm10, pm2.5, pm25 등 매우 다양하며, 위 커리에서 볼 수 있듯이, 데이터 요청시 특정 지역을 명기하여 데이터를 받을 수 있다.
[328]
또한, 제어부(500)는 식중독 Data Fetch로서, 식중독 데이터를 식품의약품안전처가 제공하는 openAPI 를 통해 얻을 수 있다.
[329]
대표적으로, 다음과 같은 command를 통해 받을 수 있다.
[330]
GET /B550928/dissForecastInfoSvc/getDissForecastInfo?serviceKey=%2Fr9uNAGf59C2vAu3J%2BZO3dJEDuO5vYXMP%2BgiSDpJKpv0bBbPZd8kTXXmHGmJHhpXp%2BuBZzgE9EI017Y1NKIcfw%3D%3D&numOfRows=10&pageNo=1&type=xml&dissCd=3&lowrnkZnCd=11620 HTTP/1.1\r\nHost: apis.data.go.kr\r\nConnection: close\r\n\r\n
[331]
이러한 구성 및 기능을 통해, 본 발명은 IoT 살균수전 시스템 Big Data 정보통신모듈 & IoT 살균수전 제어용 PCB 적용이 가능하다.
[332]
[333]
복수의 센서 및 디스플레이를 적용한 센서 기능
[334]
도 20은 본 발명과 관련하여, 복수의 센서 및 디스플레이를 적용한 기능 일례를 도시한 것이다.
[335]
도 20에 도시된 것과 같이, 수처리 장치(10)에는 복수의 센서가 포함될 수 있다.
[336]
즉, 헤드부에 제 1 센서(100a)가 포함되고, 몸통부에 제 2 센서(100b)가 포함될 수 있다.
[337]
나아가 제 1 센서(100a)는 센서만 구비되는 것이 아니라 디스플레이(900)가 함께 배치될 수 있다.
[338]
또한, 제 1 센서(100a) 주변에는 광 출력부(미도시)가 함께 구비될 수도 있다.
[339]
여기서 제 2 센서(100b)는 근접센서로서 사용자가 인접하는 것에 대한 센싱을 수행할 수 있고, 제 1 센서(100a)는 터치 센서로서 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
[340]
기본적으로, 제 1 센서(100a)와 제 2 센서(100b)는 사용자의 인접 여부를 센싱하며, 특히, 제 2 센서(100b)를 통해 사용자가 근접한 상태를 인지하는 경우, 제 1 센서(100a)와 인접한 디스플레이(900)에는 장치의 현재 상태 및 사용자와 관련된 정보가 표시될 수 있다.
[341]
또한, 사용자가 장치에 가까워지는 것에서 더 나아가 장치를 터치하는 케이스를 고려해볼 수 있다.
[342]
즉, 사용자가 제 1 센서(100a)를 터치하여 살균수가 분사되는 경우, 디스플레이(900)는 동작을 중단하고, 광 출력부(미도시)를 통해 분사되는 살균수 방향으로 빛이 출력된다.
[343]
한편, 디스플레이부(900) 및 광 출력부(미도시)는 제 1 센서(100a) 근방에만 배치되는 것이 아니라 제 2 센서(100b)와 인접한 영역에도 배치될 수 있다.
[344]
[345]
IoT 연동형 살균수전 시스템
[346]
도 21은 본 발명과 관련하여, IoT 연동형 살균수전 시스템의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
[347]
도 21의 (a) 를 참조하면, 전술한 본 발명에 따른 구성은 케이스(961)에 삽입되어 구비될 수 있다.
[348]
도 21의 (a)를 참조하면, 전술한 본 발명의 구성은 케이스(961)에 삽입되어 배치되고, 상단에는 분사부(600)가 노출되어 배치된다.
[349]
또한, 도 21의 (a)에 도시된 것과 같이, 케이스(961)의 하단에는 본체를 지지하기 위한 지지부(962)가 별도로 구비되고, 도시되지는 않았지만 지지부(962) 상에는 바퀴 등과 같은 이동 수단이 추가적으로 구비될 수도 있다.
[350]
또한, 분사부(600)의 주변에는 배수구가 추가적으로 배치되어, 과정을 마친 액체가 외부로 배출될 수 있다.
[351]
또한, 도 21의 (b)는 도 21의 (a) 구조의 내부 구조를 도시한 것으로, 살균모듈(A)이 내부에 삽입되어 있다.
[352]
또한, 도 21의 (c)는 도 21의 (a)의 다른 일례를 도시한 것으로, 케이스(961), 분사부(600) 및 지지부(962)의 구체적인 모습이 도시되어 있다.
[353]
[354]
본 발명에 따른 효과
[355]
전술한 본 발명의 구성이 적용되는 경우, 본 발명은 비접촉식 센서를 이용하여 살균수를 자동으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[356]
구체적으로 본 발명은 비접촉식 센서에서 센싱한 정보를 기초로, 무격막의 복수의 전극을 이용하여 생성된 살균수를 미스트 방식으로 사용자에게 제공할 수 있는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[357]
또한, 본 발명은 미스트 절수 노즐을 적용하여 일반 수전에 비해 60~70%의 절수를 할 수 있고, 수압이 상승되는 효과를 제공할 수 있다.
[358]
또한, 본 발명은 비접촉식 적외선 센서를 이용하여 수전 손잡이에 의한 접촉성 감염을 예방하고, 살균수를 이용함으로써 수배관을 통한 전염원 차단과 사용자 손 살균 세정이 가능한 효과가 있다.
[359]
또한, 본 발명은 비유로형 전기분해 살균모듈과 유로형 전기분해 살균모듈을 선택적으로 적용하여, 살균수 변환 효율을 높이는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[360]
또한, 본 발명은 사용자가 살균수전에 근접하는 경우, 미리 설정된 시간을 카운트 하면서, 일정시간은 살균수를 출력하고, 나머지 시간은 수돗물을 출력하는 수처리 장치를 제공할 수 있다.
[361]
또한, 본 발명은 기존기술에 비해 전극의 장수명화 구현 등의 장점이 있어 상용화 시 경제적 파급효과 클 것으로 예상된다.
[362]
또한, 본 발명은 병의원, 식품공장, 공공시설 등 손체척 살균기로 활용 가능하며, 이외에도 수처리 전기분해 유닛, 대기오염방지 시설 및 전기도금 분야 등 다양한 분야의 고내구성 전극제조 기술로 활용 가능하다.
[363]
또한, 본 발명은 기존 화학약품 사용으로 인한 2차 오염물질이 발생하지 않는 점에서 친환경적인 대체 기술로 활용가능성 높다.
[364]
또한, 본 발명이 제안하는 수전해 살균시스템 기술은 자외선, 오존 및 활성탄 등 기존 정수 및 살균/소독 기술의 문제점을 극복하고 고효율의 경제적인 해결책을 제공함으로써 환경적 측면과 경제적 측면에서 유리하다.
[365]
본 발명이 제안하는 기술관련 살균시장 규모는, 2026년 세계시장이 2조 117억원이고, 국내시장이 905억원으로 추정된다.
[366]
본 발명에 따른 고내구성 전극은, 수처리 분야에서, 화학 및 생물학적 처리에 비하여 저온 조작, 빠른 반응 속도, 분자상 산소의 활성화 및 유해한 산화제가 필요 없다는 장점이 있고, 전기분해, 전해회수, EDI, 선박평형수, 상수살균 등에 적용될 수 있다.
[367]
또한, 본 발명에 따른 고내구성 전극은, 도금 분야에서, 전자기기의 소형화, 다기능화로 인하여 주요 기판인 PCB의 고밀도화, 미세패턴이 요구되고 있어 기존 구리 전극을 대체하는 용도로 적용가능하다.
[368]
또한, 본 발명에 따른 고내구성 전극은, 대체에너지 분야에서, 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 분야에 적용할 수도 있고, 수소전지, 연료전지 등에 적용될 수 있다.
[369]
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
[370]
[371]
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
[372]
본 발명은 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
[373]

청구범위

[청구항 1]
외부로부터의 물의 유입을 차단 또는 허용하는 솔레노이드 밸브(200); 미리 설정된 범위 이내의 객체의 접근을 감지하는 센서부(100); 전해질의 이온을 교환하는 격막 없이 인접하게 배치된 (+) 전극 및 (-) 전극을 포함하고, 상기 (+) 전극 및 (-) 전극을 통해 상기 솔레노이드 밸브(200)로 유입된 물을 전기분해하여 살균수를 생성하는 살균수 생성부(300); 상기 솔레노이드 밸브(200) 및 살균수 생성부(300)의 동작을 제어하는 제어부(500); 및 상기 살균수 생성부(300)에서 생성한 살균수를 외부로 분사하는 분사부(600);를 포함하되, 상기 상기 센서부(100)가 상기 객체의 접근을 감지하는 경우, 상기 제어부(500)는, 상기 솔레노이드 밸브(200)가 오픈(open)되어 상기 물을 유입하도록 제어하고, 상기 살균수 생성부(300)가 상기 유입된 물을 전기분해하여 살균수를 생성하도록 제어하며, 상기 분사부(600)가 미리 정해진 총 시간 중 제 1 시간은 상기 생성한 살균수를 상기 외부로 분사하고, 나머지 제 2 시간은 상기 살균수로 변환되지 않은 물을 상기 외부로 분사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수처리 장치.
[청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 살균수 생성부(300)의 내부는, 유로형 구조 또는 비유로형 구조로 형성되고, 상기 유로형 구조는, 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해되기 위한 유로(2000)를 더 포함하고, 상기 유로(2000)는 상기 살균수 생성부(300)의 내부에서 적어도 일부 굽어진 형태로 배치되며, 상기 비유로형 구조는, 상기 살균수 생성부(300)의 내부에는 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해되기 위한 비유로 일괄 분배형 구조(3000)를 포함하고, 상기 적어도 일부 굽어진 유로(2000) 또는 상기 비유로 일괄 분배형 구조(3000)를 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해 됨으로써, 상기 상기 (+) 전극 및 (-) 전극과의 평균 접촉량이 증가하여 상기 살균수의 생성률이 증가하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수처리 장치.
[청구항 3]
제 1항에 있어서, 상기 분사부(600)는, 상기 살균수 생성부(300)에서 생성한 살균수가 유입되는 살균수 유입부(620); 외부로부터 기체가 유입되기 위한 기체 유입부(643); 및 상기 살균수 유입부(620)를 통해 유입된 살균수와 상기 기체 유입부(643)를 통해 유입된 기체가 혼합되고, 상기 기체 혼합 액체를 상기 외부로 분사하는 회전유도부(630);를 포함하고, 상기 외부로 분사되는 기체 혼합 액체는 맥동 현상을 수반하며 배출되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수처리 장치.
[청구항 4]
제 1항에 있어서, 외부와 통신하는 통신부; 및 상기 통신부가 수신한 정보를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 디스플레이부가, 상기 통신부가 수신한 식중독 관련 정보 및 미세먼지 관련 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 제어하고, 상기 미리 정해진 총 시간, 제 1 시간 및 제 2 시간 중 적어도 하나를 표시하는 디스플레이부;를 포함하며, 상기 디스플레이부는, 상기 총 시간, 제 1 시간 및 제 2 시간 중 적어도 하나가 소진되는 것을 시각적으로 변화하여 표시하고, 상기 식중독 관련 정보를 통해 판단한 식중독 지수 및 상기 미세먼지 관련 정보를 통해 판단한 미세먼저 농도 중 적어도 하나에 따라 시각적으로 변화하여 표시하며, 상기 통신부는, 유선 통신, 근거리 통신 또는 원거리 통신을 이용하고, 상기 근거리 통신은, 와이파이(WiFi, Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra-Wideband), ZigBee 기술 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 원거리 통신은, CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수처리 장치.
[청구항 5]
제 1항에 있어서, 상기 살균수 생성부(300)는 복수이고, 상기 복수의 살균수 생성부(300)와 상기 분사부(600) 간에는 적어도 하나의 침전 필터(sediment filter, 950)가 추가적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수처리 장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]

[도9]

[도10a]

[도10b]

[도10c]

[도10d]

[도11a]

[도11b]

[도11c]

[도12]

[도13a]

[도13b]

[도13c]

[도14]

[도15]

[도16]

[도17]

[도18]

[도19]

[도20]

[도21]