KR100349439B1 - 수압을 이용한 수돗물 토출량 조절장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도관내에서 흐르는 물의 기본 압력을 이용하여 수도꼭지에서 배출될 수 있는 토출량이 정해진 조건 하에서 항상 일정하게 조절될 수 있도록 하는 수압을 이용한 수돗물 토출(吐出)량 조절장치 및 그 방법에 관한 것이다.

즉 기본 수압을 갖는 수돗물을 수도관내에서 수로를 좁힘으로서 발생되는 역압과 유입홈(4b)을 통하여 통과된 물이 배출홈(6)을 통과하면서 발생되는 역압을 각 이용하여 항시 일정한 물이 수도기기에서 토출될 수 있도록 하는 것이다.

Description

수압을 이용한 수돗물 토출량 조절장치 및 그 방법{the guantity of water control device and method using of water pressure}

본 발명은 수압을 이용한 수돗물 토출(吐出)량 조절장치 및 그 방법에 관한 것으로서 더욱 상세히는 수도관에 흐르는 물의 운동에너지를 압력에너지로 변환하고, 이 압력에너지를 이용하여 수도기기에서 배출될 수 있는 토출량이 정해진 조건하에서 수압 및 토출량의 대소 구분없이 항상 일정하게 조절될 수 있도록 하는 수압을 이용한 수돗물 토출(吐出)량 조절장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물의 토출량은 같은 크기의 수도관이라 할지라도 각 수도기기의 위치에 따라 서로 토출되는 량이 다름은 알 수 있는데, 이는 여타한 조건 즉 물탱크가 설된 위치와 또 상기 물탱크와 각 수도기기간의 거리차이 등으로 인하여 각 가정마다 수도관에서 흐르는 물의 수압 및 토출량이 달라질 수 있고, 또 오래된 수도관일 경우 내부에 이물질 등에 의하여 스케일(scale)이 생겨 토출량이 달라질 수 잇다.

따라서 상기한 수압은 한정된 수도관의 크기와 시간내에서 토출될 수 있는 물의 량과 비례하게 됨으로 관속의 수압이 약한 수도기기에서는 한정된 시간 내에서 적은 량의 물이 토출될 것이고 반대로 수압이 강한 수도기기에서는 보다 많은 량의 물이 토출될 것이다.

예)최초 물탱크에서 메인 배관을 통하여 수돗물이 여러 가정으로 지급되는 최대 지급량이 분당 20ℓ라고 가정한다면 상기 물탱크에서 가장 가까운 거리에 있는 가정의 수도기기를 완전 개방시킬 때 수압이 강함으로 13~15ℓ의 물이 토출되어 낭비를 초래하게 될 것이고, 이와 반대로 상기 물탱크와 원거리에 있는 가정의 수도기기에서는 상대적으로 5~7ℓ밖에 토출되지 못하게 되어 불편을 느끼게 되는 것이다.

이러한 현상은 사용하기에 가장 알맞은 물의 량이 토출되는 가정에서는 문제가 없으나 기준치 보다 토출되는 물의 량이 많이 나올 경우 막대한량의 물이 낭비될 수 있는 것이다. 즉 이는 전국의 가정을 통틀어 분당 토출되는 물의 량을 파악한 결과 기준치를 밑도는 가정보다는 기준치를 초과하는 가정이 월등하게 많게 나타난 것을 보더라도 예상될 수 있는 것이며, 이는 또 물 부족 상태가 임박한 현실을 감안할 때 사회적으로 큰 문제점이 아닐 수 없다할 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 근자에 들어와 일간에서는 이미 설치된 수도관의 내부에 흐르는 수압과 수도기기에서 토출되는 물의 량이 각 가정마다 다름으로 최초 수도밸브 제작시 적용하지 못하고 일일이 가정을 방문하여 그 가정의 수도관 내부의 수압을 측정한 다음 수도관내부의 면적을 적절하게 줄여 토출량을 기준치에 맞도록 하는 유량조절장치를 장착하여 사용하였다.

즉 수압과는 상관없이 수도관내부의 면적을 줄여 조절하는 것임에 따라서 각 가정마다 수도관의 크기와 수압이 다름으로 토출량의 조절을 위해서는 그 각기 다른 조건에 부합되는 많은 종류의 유량조절장치가 제작되어야 함은 물론 일일이 각 가정을 방문하여 수도관의 크기와 수압 및 토출량을 측정한 다음 밸브를 분해하여 설치하여야 하는 등 많은 인력과 시간/비용이 낭비될 수 있는 등 상당한 문제점이 있었다.

따라서 수도법이 2000. 1. 1자로 수도기기의 경우 수압이 1Kgf/cm²일 때 9.5ℓ/m 이하 토출되도록 개정하여 규제하고 있으나 전술된 문제점으로 인하여 종래에는 이를 충족하지 못하는 실정에 있다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 일소하기 위하여 창안한 것으로서, 각 가정마다 토출될 수 있는 물의 량이 항시 동일하게 토출되게 하는 것인 즉, 수도관 내부에 흐르는 물의 운동에너지를 압력에너지로 변환하고, 이 압력에너지의 강/약을 감지하여 수도기기에 토출되는 물의 량이 자동적으로 조절되도록 하는 것에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 단면도

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 분해사시도

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도

도 4는 본 발명의 토출량 조절장치가 장착되는 일실시 예시도

□도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 □

A:수돗물 토출량 조절장치 1:플레이트

2:걸림 환돌기 3:삽지홈

4:피스톤 4a:조절핀

4b:유입홈 5:스프링

6:배출홈 7a:망

7:망플레이트 10:환돌기 플레이트

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 토출량 조절장치가 장착되는 일실시 예시도로서, 이를 통하여 본 발명의 토출장치 및 그 방법에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1에서 도시된 바와 같이 본 발명의 수돗물 토출량 조절장치(A)는 수도꼭지와 수도관의 이음새 또는 샤워기와 연결호스간의 이음새 등에 장착될 수 있는 것으로서, 대략 원통형의 플레이트(1)에 조절핀(4a)을 갖는 피스톤(4), 스프링(5)이 내설되는데, 상기 원통형의 플레이트(1)는 그 상단에 상기 이음새간 걸림될 수 있도록 하는 걸림 환돌기(2)가 형성되고, 상기 플레이트(1) 상단에서부터 일정깊이로 조절핀(4a)이 하방으로 돌출 형성된 피스톤(4)과 스프링(5)이 각 내설될 수 있는 삽지홈(3)이 형성됨과 동시에 상기 삽지홈(3)의 밑단에는 일정크기의 배출홈(6)이 천공된다.

상기 구성의 플레이트(1) 삽지홈(3)에는 내식성이 우수하고, 일정한 탄성력을 갖는 스프링(5)을 내설시킴과 동시에 그 상단에 조절핀(4a)이 하방으로 돌출형성되고, 수돗물 유입홈(4b)이 1개 이상 형성된 피스톤(4)이 구성된다.

그리고 상기 플레이트(1) 최 상단에는 이물질 등을 걸러주는 조밀한 망(7a)을 갖는 망플레이트(7)가 상기 삽지홈(3) 상단 일부분 억지끼움되어 장착된다.

또 상기 피스톤(4)에 형성된 조절핀(4a)의 끝부는 원뿔형태로 뾰쪽하게 구성되고 그 지름의 크기가 상기 밑면의 배출홈(6)의 지름에 비하여 다소 적게 구성되게 하고, 또 상기 배출홈(6)의 면적은 수도관내부에 흐르는 물의 운동에너지를 압력에너지로 변환할 수 있는 최저면적 이상으로 하며, 하부 배출홈(6)의 면적은 수도관에서 일정량 이상으로 흐르는 물이 걸러지지 않고 그대로 토출될 수 있는 최저면적 이상으로 구성된다.

상기와 같이 구성될 수 있는 토출량 조절장치(A)는 각종 이음새간에 상기 플레이트(1)의 걸림 환돌기(2)에 의하여 장착이 될 수 있다.

상기와 같이 장착이 되었을 경우 물은 진행될 수 있는 통로가 상기 피스톤(4)에 형성된 유입홈(4b) 밖에 없음으로 즉, 관내부의 면적이 갑자기 좁아지게 됨으로 흐르는 물의 운동에너지가 압력에너지 즉, 역압이 발생된다. 또한 상기 피스톤(4)이 그 역압에 의하여 하방으로 밀리면서 상기 피스톤(4)에 형성된 조절핀(4a)이 배출홈(6)의 일부분을 막아 배출되는 물의 량을 조절하게되는 것이다.

이때 상기 역압은 수도관내의 기본 수압 및 유량의 크기와 비례하는 것으로서 피스톤(4)의 유입홈(4B)에서 발생되는 역압과 피스톤(4)을 지나 피스톤(4)이 배출홈(6)을 막아 발생하는 역압으로 피스톤(4)이 하방으로 밀릴 수 있는 거리가 정해지는 것이다.

즉 상기 기본수압의 크기가 클 경우 상기 조절핀(4a)이 하방으로 많이 밀려 배출홈(6)의 면적을 많이 좁히게 될 것이고, 이에 반하여 그 기본수압이 약할 경우 조절핀(4a)이 밀리는 거리가 적어 배출홈(6)의 면적이 크게 확보될 수 있어 많은 물이 배출될 수 있는 것이다. 요약하면 상기 기본 수압의 대소에 따라 상기 배출홈(6)이 개방될 수 있는 면적이 결정됨으로 배출될 수 있는 물은 수압에 비례한다할 것이다.

따라서 수압 및 토출량이 작은 수도기기에서는 상기 배출홈(6)의 면적이 많이 확보될 수 있는 반면 수압 및 토출량이 큰 수도기기에서는 배출홈(6)의 면적이 좁아지게 함으로서 수압 또는 토출량의 대소 구분없이 모든 수도기기에서 물이 동일하게 토출되는 것이다.

이는 각 가정마다 다를 수 있는 수도관의 크기와 수압의 편차에도 불구하고 상기 피스톤(4)에 형성된 유입홈(4b)과 배출홈(6)의 면적을 적절하게 조절시킨다면 항시 정량의 물이 배출될 수 있도록 할 수 있어 국가적으로 엄청난 량의 물이 절약될 수 있다할 것이다.

상기와 같이 구성될 수 있는 토출량 조절장치(A)는 수도관 이음새간 장착될 때 그 이음새의 구조적 특성상 원통형의 플레이트(1)에 형성된 걸림 환돌기(2)가 상단이 아니라 하단에 형성시켜 장착되어야 할 때도 있는데, 이 경우 도 3에서 도시된 바와 같이 배출홈(6)이 형성된 별도의 환돌기 플레이트(10)를 별도 제작하여 플레이트(1)의 삽지홈(3)의 하부에 압박끼움 형태로 결합시켜 사용될 수도 있는 것이다.

이상과 같이 상세한 구성과 작용을 갖는 토출량 조절장치 및 그 방법은 무작정 물의 량만을 줄이는 것이 아니라 각 수도기기마다 다른 수압 및 토출량을 감지하여 자동으로 토출되는 물의 량을 원하는 조건에 따라 일정하게 맞출 수 있음은 물론 수도밸브 및 수도기기, 수도관 등의 제작시 적용하여 설치될 수 있음으로 일일이 각 가정을 방문하여 수압 및 토출량을 측정한 다음 설치함에 따라서 빗어지는 인력 및 시간, 제반비용 등을 절약할 수 있는 것이고, 또 기존 다양한 종류의 조절장치를 일원화하여 동일 시킬 수 있어 취급과 관리에 상당한 이점이 제공될 수 있는 것이며, 특히 수돗물을 사용하는 모든 사용자가 평등하게 일정량을 사용할 수 있어 편견된 수돗물의 사용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 정해진 량만큼 수돗물이 토출될 수 있어 수도법에 준하는 토출량 분당 9.5ℓ를 각 수도기기에 적용될 수 있어 막대한 량의 물이 절감될 수 있는 것이다.또 수돗물에 국한되지 않고 주유기 및 오일교환기 등 유체에도 적용가능 하는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

Claims (4)

1. 각종 수도기기의 이음새 등에 장착될 수 있는 수돗물 토출량 조절장치(A)에 있어서,

   상기 수돗물 토출량 조절장치(A)는 상부 외주연에 걸림 환돌기(2)가 형성되고, 삽지홈(3)과 상기 삽지홈(3)의 밑단에 배출홈(6)을 갖는 원통형 플레이트(1)를 구비토록 하는 것과;

   상기 플레이트(1)의 삽지홈(3)에 스프링(5)과 피스톤(4), 망플레이트(7)를 각 구성토록 하는 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 수돗물 토출량 조절장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤(4)은 1개 이상의 유입홈(4b)이 형성되고, 그 중심부 하방에는 끝부가 원뿔형으로 되는 조절핀(4a)이 돌출구성 되는 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 수돗물 토출량 조절장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 걸림 환돌기(2)를 상기 플레이트(1)의 하단에 구성토록 할 경우 배출홈(6)이 형성된 별도의 환돌기 플레이트(10)를 상기 플레이트(1) 하단에 결합 구성시키는 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 수돗물 토출량 조절장치.
4. 기본 수압을 갖는 수돗물을 수도관내에서 수로를 좁힘으로서 발생되는 역압과 유입홈(4b)을 통하여 통과된 물이 배출홈(6)을 통과하면서 발생되는 역압을 이용하여 항시 일정한 물이 수도기기에서 토출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한 수압을 이용한 수돗물 토출량 조절방법.