KR100403498B1 - 펌프작동식위생설비 - Google Patents

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KR100403498B1 KR1019930024149A KR930024149A KR100403498B1 KR 100403498 B1 KR100403498 B1 KR 100403498B1 KR 1019930024149 A KR1019930024149 A KR 1019930024149A KR 930024149 A KR930024149 A KR 930024149A KR 100403498 B1 KR100403498 B1 KR 100403498B1
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Abstract

본 발명은 물을 절약하기 위하여 소정 양의 물을 저장조에서 변기 보울에 송출하는 펌프를 갖는 변기를 제공한다. 일 실시예에서, 모터와 펌프 양자가 림 및 변기통 두군데에 모두 물을 공급하도록 저장조에 위치된다. 다른 실시예에서는, 림과 변기통에 물을 독립적으로 또는 동시에 또는 선택적 순서로 공급하도록 제공되는, 변기통, 림 및 제어부 사이에 도관들이 배치된다.
변형예에서는, 보울의 림과 흡입 도관에 재충전 튜브가 연결되어 워터 시일을 형성하고, 공급 도관에는 안전 밸브가 연결되며, 세정 유체와 펌프를 구비한 리셉터클이 변기에 연결되고, 오물을 수용하기 위한 적어도 2 개의 리셉터클이 존재한다.

Description

펌프 작동식 위생 설비{Pump operated plumbing fixture}
발명의 배경
본 발명은 절수형 위생 설비에 관한 것으로, 특히, 변기(toilet) 및 소변기와 같은 위생 설비의 작동을 보조하기 위하여 펌프를 사용하는 개량된 수단에 관한 것이다.
종래 기술의 설명
적어도 부분적으로 변기의 위에 저장조를 갖는 형태의 중력 배수식 변기는 과거에 대개 변기를 수세(flush)하는데 11.36 ℓ (3 갤런) 이상의 물을 필요로 했다. 근년에, 이들 변기의 효율이 개선되어, 많은 경우 변기를 세정하는데 6.06 ℓ(1.6 갤런)의 물이면 충분하다. 그러나, 특히 많은 양의 오물이 존재하는 경우에는 여전히 변기를 완전하게 세정하기 위하여 2회의 수세가 필요하다. 더욱이, 정상적인 수세중에 이들 변기가 좀더 효율적으로 될 수 있다면, 그리고, 단지 변기내에 소변과 화장지만 있는 경우에는 수세를 위하여 보다 적은 물을 이용할 수 있다면 물을 보다 절약할 수 있을 것이라 기대된다.
수세하는데 필요한 물의 양을 감소시키는 한가지 공지된 방법은 수세용 물을 가압하는 것이다. 미국 특허 제 2,979,731 호, 제 3,431,563 호 및 제 5,036,553 호를 참조하기 바란다. 그러나, 이들 종래의 시스템은 복잡하고 비싸며, 대개는 표준 치수의 변기에 완벽하게 설치하기에는 적절하지 못했다. 또한 이들 시스템은 다른 문제점들도 안고 있었다.
그러므로, 수세될 물질의 형태에 따라 사용되는 물의 양을 변경하고, 림(rim) 부분 및 변기통(basin) 부분과 관련하여 수세액을 보다 효율적으로 순서화하여, 단일 저장조로부터 복수의 설비에 물을 분배할 수 있도록 하며, 저장조의 배치를 달리 할 수 있고, 구조가 미려하고 콤팩트하며, 잠재적으로 물이 넘치는 문제를 해결하며, 전기적 단락과 관련한 안전 규격을 만족하고, 양호한 보울 세정 및 오물 배수 특성을 갖는 개량된 펌프 작동시의 위생 설비가 필요해졌다.
발명의 요약
본 발명은 한가지 양태에 있어서, 물을 수납하는 적어도 하나의 리셉터클과, 일정 체적의 수세용 물을 저장하는 저장 탱크와, 펌프 모터 및 펌프(이들 양자는 모두 저장 탱크내에 배치되고, 상기 펌프의 입구는 저장 탱크의 내부와 연통하고 있음)와, 펌프 출구와 리셉터클 사이에 연결되는 도관, 및 상기 모터에 선택적으로및 작동적으로 연결되어 펌프를 하나의 시간 주기동안 작동시켜 일정량의 수세용 물을 펌프 출구로 송출시키는 제어 수단을 포함하는, 수세가능한 오물을 수용하기 위한 위생 설비를 제공한다.
다른 양호한 양태에서, 펌프 수단은 저장 탱크의 내부나 외부 어느쪽에든 설치되며, 제어수단은 선택적으로 및 작동적으로 펌프 수단에 연결되어 펌프를 적어도 하나의 다른 시간 주기 동안 작동시켜 적어도 하나의 다른 양의 수세용 물을 리셉터클로 송출시킨다.
또 다른 양호한 양태에서는, 변기 및 소변기와 같이 오물을 수용하기 위한 적어도 두개의 리셉터클이 존재한다.
또 다른 양태에서는, 재충전(refill) 제어 밸브가 흡입 도관에 작동적으로 연결되고, 재충전 제어 밸브와 변기의 림 사이에 튜브가 연결된다.
또 다른 양호한 양태에서는, 펌프의 작동 및 변기의 넘침을 방지하기 위해 시간 지연 수단을 포함하는 제어 수단이 있다.
또 다른 양태에는 탱크 벽을 관통하여 배치되고 모터의 아래에 배치되어 모터에 전기적으로 접속되는 유체 통과 수단이 존재한다.
또 다른 양태에서는 세정 유체와 같은 유체를 저장하기 위한 리셉터클과, 그러한 유체를 변기내로 펌핑하여 변기를 세정하기 위한 추가 펌프 수단이 제공된다.
또 다른 양태에서는, 저장 탱크와 변기 양자에 대한 넘침(overflow) 방지 수단이 있다. 저장 탱크와 관련하여, 전기 작동식 안전 밸브가 공급 도관에 연결되어 공급 밸브 누설이 있는 순간 물 공급을 차단한다. 또한, 탱크로부터 과잉의 물을송출하기 위하여 펌프 모터에 연결된 넘침 감지기(sensor)도 있다. 변기와 관련하여, 펌프의 과도한 작동 및 변기의 범람(flooding)을 방지하기 위한 시간 지연 특성도 있다.
또 다른 한 바람직한 양태에서는, 펌프 출구, 변기통(basin) 및 림 사이에 연결되는 제 1 도관과 제 2 도관이 존재한다. 모터 및 펌프에 연결된 제어 수단은 일정 체적의 수세용 물을 림에 송출하고, 일정 체적의 수세용 물을 선택적으로, 또는 동시에 선택적 순서에 의해 순차로 공급한다.
그러므로 본 발명의 목적은 다음과 같다.
a. 변기 혹은 소변기로부터 수세가능한 오물을 제거하는데 적은 양의 물이 사용될 수 있는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
b. 상이한 양의 물을 상이한 타이밍 순서로 변기 및 림에 송출하도록 펌프 및 모터가 전기적으로 제어될 수 있는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
c. 넘침 상태가 일어날 가능성을 현저하게 감소하기 위해 안전 장치가 제공되는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
d. 위생 설비에 펌프가 용이하게 착탈될 수 있는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
e. 하나의 펌프가 복수의 위생 설비에 작용할 수 있는 전술한 종류의 위생설비를 제공하는 것.
f. 일정한, 소정의 체적 및 유량의 물이 공급 도관의 압력이나 흐름 특성에 무관하게 제트 채널에 송출되는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
g. 세정 유체가 세정 목적으로 별도의 탱크로부터 변기로 펌핑될 수 있는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
h. 표준의 급수 라인 및 배수 라인에 조립될 수 있는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
i. 펌프와 저장조가 변기나 소변기로부터 멀리 배치되는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
j. 수세 작용이 스위치에 의해 실행되는 전술한 종류의 위생 설비를 제공하는 것.
본 발명의 상기 및 기타의 목적 및 장점은 후술되는 설명으로부터 보다 명확해질 것이다. 하기의 상세한 설명에는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하면서 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명의 전체 범위를 표현한 것은 아니다. 오히려 본 발명은 다른실시예에도 채용될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 권리 범위를 해석하기 위해서는 청구범위가 기준이 되어야 한다.
양호한 실시예의 상세한 설명
제 1 도 및 제 2 도에는 중공 림(14)과 변기통(basin) 부분을 갖는 보울(12)형태의 리셉터클을 구비한 변기(10)가 도시되어 있다. 저장조(16)는 탱크(17) 형상이다. 탱크(17)내에는 흡입형 펌프(18)가 배치된다. 펌프는 저장조내에서 진동 흡수대(19)에 의해 지지된다. 도면 부호 43의 펌프 유닛은, 전선(21)에 의해 전력을 공급받는 모터(20)로 구동되는 펌프(18)를 포함한다. 상기 모터(20)는 제 13 도와 관련하여 더 상세히 후술하는 밀봉된 자기 구동(magnetic drive)에 의해 펌프(18)를 구동한다. 본 발명의 경이적인 한가지 특성은 전기 모터를 변기의 물탱크내에 위치시키는 것이다.
물은 입구(23)에서 펌프(18)로 진입하고 출구 매니폴드(25) 근처에서 펌프(18)로부터 배출된다. 출구 도관(27)은 커넥터(68)를 경유해 부착된 제트 채널(28)(제 4 도 참조)을 통해서 보울(12)의 하부로 물을 송출한다. 소형 도관(30)은 채널(32)을 통해서 림(14)으로 물을 송출한다.
제 2 도 및 제 3 도를 참조하면, 물은 통상적인 급수원(water source)에 연결된 입구 파이프(35)에 의해 탱크(17)로 진입한다. 플로트 밸브 조립체(37)는 로드(42)와 레버 아암(44)에 의해 파이프(40) 내부의 밸브(도시 않음)를 작동하는 플로트(float)(39)를 포함한다. 플로트(39)는 안내 부재(45)에 의해 안내된다. 입구 밸브를 통과하는 물은 입구밸브 허쉬튜브(47)를 통해 리셉터클로 진입한다. 플로트 밸브가 개방 상태에 있을 때마다 소량의 물을 림(14)으로 송출하도록 상기 플로트 밸브 조립체에는 바이패스 튜브(50)가 연결되어 있다.
제 4 도 및 제 5 도에 상세히 도시한 바와 같이, 상측 보울(12)과 저장조(16) 사이에는 복귀 통로(33)가 배치되며, 따라서 탱크에 물이 넘치는 경우 물은 탱크로부터 보울로 통과할 수 있다. 또한, 이러한 배치는 보울 내부가 막히거나 거의 넘치는 상태가 전개되는 경우에 물이 다른 방향으로 흐르게 한다.
또한, 복귀 통로(33)에 인접하여 탱크(17)의 내측에는 댐 부재(69)가 배치되어 있다. 댐 부재는 다른 부품으로 물의 범람이 발생하기 전에 탱크(17)나 보울(12)내의 수위를 상승시키는 역할을 한다. 제 3 도 및 제 6 도에 상세히 도시한 바와 같이, 물의 유동을 촉진하도록 림 통풍구(73)가 제공된다.
제 7 도에는 탱크(17)의 후벽을 관통해 연장하는 여러개의 개구(52)가 도시되어 있다. 상기 개구(52)의 복귀 통로(33)가 막힐 경우 탱크(17)로부터 범람하는 물이 탱크로부터 유출될 수 있게 하기 위한 것이다. 상기 개구(52)는 유체 유출 통로를 제공하고, 범람하는 물이 전선(21)과 모터(20)의 전기 접점과 접촉하기 전에 유출될 수 있도록 탱크 내에서 바닥 위의 거리에 위치하고, 물이 모터로 진입할 수 있는 지점 아래에 위치한다. 상기 접점 위치는 제 2 도에 표시되어 있다. 개구(52)는 오염된 물이 탱크내에서 파이프(40)내에 흡입된 물과 접촉하기에 충분한 높이까지 상승하는 것을 방지한다.
제 8 도 내지 제 11 도는 도면 부호(10A)로 표시한 다른 실시예를 도시한다. 동일 부품은 문자 "A"를 덧붙인 것을 제외하면 제 1 실시예와 동일한 도면 부호로 표시했다. 두 실시예의 차이점 중 하나는 상기 보울(12A) 아래에 저장조(16A)를 위치시켜 저장조(16A)내의 수위가 보울(12A)의 수위보다 낮다는 것이다. 보울(12A)용 지지 포스트(15A)가, 보울(12A)의 측면 및 후면을 따라 연장하는 주위 하우징(22A)에 부가적으로 제공된다.
제 8 도에 있어서, 저장조(16A)상에 위치한 것은 보울(12A)을 세정하기 위한 세정용 유체를 함유하는 콘테이너(24A)이다. 세정용 유체는 모터(56A)에 의해 구동되는 펌프(54A)의 내측에 연결된 도관(53A)에 의해 세정유체 콘테이너(24A)로부터 펌핑된다. 제 2 도관(57A)은 펌프(54A)의 출구측으로부터 보울(12A)의 림(14A)으로 연장되며 그곳에서 입구 튜브(55A)에 연결된다.
제 11 도는 주위 하우징(22A)의 외측에 세정유체 콘테이너(24A)를 위치시킨 다른 실시예를 도시한다.
제 9 도 및 제 10 도는 림(14A)과 보울(12A) 뿐만 아니라 저장조(16A)로 물이 공급이 되는 것을 설명한다. 펌프(18A)와 모터(20A)는 저장조(16A)내에 위치한다. 물은 플로트 밸브 조립체(37A)를 통해 진입하고 출구 파이프(47A)에 의해 저장조(16A)로 송출된다. 그러나, 이 실시예에서, 입구측 물은 공급라인(59A)에 의해 플로트 밸브 조립체(37A)로 공급된다. 상기 입구측 물은 라인(59A)과 하우징(22A)의 후면을 통해 공급되고 전류가 흐를 때 밸브(60A)를 개방하는 솔레노이드에 의해 제어된다. 펌프(18A)는 도관(27A', 27A") 및 매니폴드(25A)에 연결된 도관(27A)에 의해 보울(12A)에 물을 공급한다. 또한, 펌프는 매니폴드(25A)에 연결된 도관(30A)에 의해 림(14A)으로 물을 공급한다.
제 10 도에 가장 잘 도시되어 있듯이, 도관(27A')에는 솔레노이드 다이어프램 밸브(62A)가 연결되어 있다. 상기 밸브는 파일럿(63A)에 의해 작동되고 물을 보울(12A)에 공급하도록 작동할 때까지 폐쇄 상태를 유지한다.
제 9 도에는 단부에 전기 접촉 캡(67A)을 갖는 안내 로드(64A)에 장착된 플로트(66A)를 포함하는 수위 센서(65A)가 도시되어 있다. 캡(67A)과 플로트(66A)의 접촉으로 펌프(18A)를 작동하는 모터(20A)에 전기 신호를 보내 저장조(16A)내의 최대 수위를 결정한다. 안내 로드(64A)는 지지 로드(51A)에 조절 가능하게 교대로 연결되는 브래킷(61A)상에 지지된다. 통상적인 출구측 배수구(58A)와 연통되는 트랩웨이(trapway)(49A)도 도시되어 있다.
제 12 도는 또 다른 실시예(도면 부호 70B)를 도시한다. 동일하거나 유사한 부재는 제 1 실시예와 동일한 도면 부호로 표시했으나 문자"B"를 덧붙였다. 이 실시예(70B)에서, 펌프(18B)와 모터(20B)는 벽걸이 변기(10B)와 같은 위생 설비의 외측에 위치한다. 이 실시예에서, 수세액은 저장조(16B)에 수용되고 흡입 도관(71B) 및 배출 도관(72B)에 의해 저장조(16B)로부터 펌핑된다. 물은 전환 밸브(75B)를 통해 변기(10B)와 소변기(74B)로 송출된다.
양호한 형태로, 변기(10B)로 펌핑된 물의 양은 1.6 갤런 이하인 반면에 소변기(74B)로 펌핑된 물의 양은 1.0 갤런 이하이다. 변기(10B)와 소변기(74B)로 송출된 물의 양은 제 14 도, 제 16A 도 및 제 16B 도와 관련하여 후술하는 타이밍 회로에 의해 제어될 수 있다.
제 13 도는 모터(20)에 의해 구동되는 펌프(18)를 보다 상세히 도시한다. 모터(20)와 펌프(18)는 밀봉 하우징(29, 31)으로 에워싸여 있다. 모터(13)는 펌프 회전자(rotor)(41)에 의해 이송된 자석(38)을 끌어당기는 자석(36)을 갖는 회전자(34)를 구동한다. 이는 물이 입구(23)로 진입하게 하고 매니폴드(25)로부터 배출되게 하는 펌핑 작용을 한다(제 2 도 참조). 각 플라스틱 하우징내에 있는 자석(36, 38)의 위치 변경으로 회전자(34, 41) 사이의 밀봉을 수행하여 저장조 워터로의 전기 단락 기회를 감소시킨다. 지지대(46)는 저장조(16, 16A)의 바닥으로부터의 적합한 진입 공간(23)을 제공한다(제 2 도 또는 제 3 도 참조). 지지 부재(48)는 모터 하우징(29) 바닥 위의 소정 지점에 모터(13)를 위치시킨다.
제 14 도 내지 제 17C 도는 전술한 실시예의 전기 제어를 설명한다. 마이크로프로세서(80)는 실시예(10A)에서의 (폐쇄될 시트 커버에 의해 작동되는) 단시간 수세기능, 장시간 수세기능, 및 특수 보울 세정 기능과 같은 소정의 기능을 실행하도록 프로그래밍된다. 이들 기능은 통상 터치식인 각각의 스위치 버튼(81, 82, 83)에 의해 시작될 수 있다. 상기 종류의 스위치는 동일한 스위치 하우징 내에서 단시간 수세기능 및 장시간 수세기능을 갖는 박막(membrane)형 스위치일 수 있다. 시트 커버 폐쇄 기능의 예에 있어서는 '원-샷(one-shot)"으로 공지된 단안정(monostable) 다중 진동기(85)가 작동 스위치(84)에 추가로 제공된다.
상기 특정 시트 커버 폐쇄 기능은, 그 내용이 본원에 참조로 포함되고 공동출원인의 명의로 계류중인 1992년 1월 22일자 출원된 미국 특허 출원 07/824,808호에 상술되어 있다. 미국 특허 제 3,590,397 호를 참조하면 될 것이다. 근본적인 사상은 보울 뚜껑용 자석의 위치가 탱크내의 센서에 의해 감지되고 그 정보가 수세기능을 제어(예를 들어, 뚜껑이 먼저 폐쇄되면, 수세 기능이 발생)한다는 점이다. 수위 센서(65A)는 또한 마이크로프로세서(80)에 입력된다. 마이크로프로세서(80)의 출력측은 주 펌프(18A), 변기 보울 세정 액체용 펌프(54A), 및 공급 밸브 솔레노이드(62A)에 각각 라인(86, 87, 88)으로 연결된다. 실시예(70B)와 관련하여 후술하는 바와 같이, 단시간 수세기능 버튼(81)은 제 16B 도에 도면 부호(118)로 표시한 소변기 수세 키의 기능을 한다.
제 15A 도 및 제 15B 도에는 제 1 도 내지 제 7 도에 도시한 실시예용 플로우 차트를 나타낸다. 시작(단계 89)후 펌프 변기(10)의 작동에서의 제 1 단계는, 스위치가 키 또는 푸시 버튼에 의해 작동되었는지를 결정하는 결정단계(90)이다.만일, 키가 작동하지 않으면, 백그라운드 타이머가 단계 91 및 92에서 갱신된다. 타이머가 지정한 숫자를 가르키는지의 여부를 체크한다. 지정된 숫자를 가르킨다면, 단계 93에서 재설정되고 수세 타이머를 보아 0초 인지를 결정해야 한다. 그렇지 않으면, 단계 95에서 감소(decrement)된다.
상기 백그라운드 타이머는 97 및 105 에서의 장시간 및 단시간 수세 키의 작동 및 주 펌프(18)의 타이밍과 관련하여 후술되는 작동과 함께 설명되는 식으로 수세 타이머와 관련하여 작동한다. 96 단계에서, 수세 타이머가 30 초 이상인지의 여부가 체크된다. 만일 30 초 이하이면 97 이나 105 단계에서 장시간 또는 단시간 수세 키중 하나를 작동시킨다.
스위치(82)에 의해 작동되는 장시간 수세 키가 단계 97에 있으면, 단계 98에서 입력을 체크한 후에 단계 99에서 주 펌프가 작동한다(ON). 이는 즉시 물을 도관(25)을 통해 보울(12)내의 제트로 송출할 뿐 아니라 도관(25)을 경유해 림(14)으로도 송출한다. 단계(100)에 표시된 바와 같이 3.17 초의 지연 후에, 펌프(18)는 단계(101)에서 꺼진다(OFF). 이는 물 6.06 ℓ (1.6 갤런)를 뿜어내어 오물을 수세시킨다. 단계(102)에서는 수세 타이머에 60초가 추가되고 이후 다른 수세 사이클이 시작되기 전에 단시간 또는 장시간 키가 눌려지는지가 단계(103, 104)에서 결정된다. 장시간 수세 사이클 대신에 단시간이 선택된다면, 단시간 수세 키(105)가 스위치(81)에 의해 작동된다. 단계(106)에서 입력을 체크한 후에 펌프(18)는 단계(107)에서 작동되며 단계(108)에서 표시한 바와 같이 2.07초 동안 작동한다. 펌프는 물 3.79 ℓ (1 갤런)를 송출한 후에 단계(101)에서 작동 정지한다(OFF). 이러한 단시간 수세는 통상 소변 및 휴지를 수세하는데 통상 사용된다. 단계(102)에서 도시한 바와 같이 수세 타이머에 다시 60 초가 추가된다.
백그라운드 타이머와 수세 타이머는 두개의 지연 특징을 갖도록 단계(96, 102)와 관련하여 프로그래밍된다. 첫 번째 지연은 제 1 수세후 30 초 이상 60 초 이하에서 제 2 수세가 이루어지는 상황과 연관된다. 탱크(17)를 재충전하기 위해서는 수세 사이에 30초의 지연이 항상 있어야 하는 것이 인정된다. 이 상황에서, 변기는 처음 30 초 지연 후에 두번째로 수세될 수 있지만, 이것이 이루어지면 제 1 수세로부터 최대 90 초가 되고 각 수세후에 60초가 더해질 때까지 세 번째로 수세될 수 없다. 제 2 의 지연은 제 1 수세의 60 초 이내에 또는 임의의 후속 수세후 90초 이내에 제 2 수세가 이루어지지 않는 상황과 연관된다. 이 경우에, 백그라운드 타이머는 자동으로 재설정되고, 변기는 탱크를 재충전하는데 필요한 30 초 이외의 제한 없이 수세될 수 있다. 본질적으로, 이것은 변기가 제 1 경우에서와 같이, 제한되지 않고 매 60 초마다 수세될 수 있는 것을 의미한다.
제 16A 도 및 제 16B 도를 참조하면, 이것들은 제 12 도에 도시한 실시예의 플로우 차트를 도시하고 있다. 단계(89 내지 96)는 제 15A 도와 관련하여 상술한 것과 동일하다. 만일 스위치(82)로 작동될 수 있는 수세 키(110)가 선택된다면, 제 15B 도와 관련하여 전술한 바와 같이 단계(98 내지 102)가 이어질 수 있다. 마찬가지로, 변기 및 소변기 수세 키의 상황에 대한 동일한 결정이 단계(116, 117)에서 이루어진다. 시트 수세 특징이 뚜껑 폐쇄 스위치(84)에 의해 단계(112)에서 작동되면, 동일한 과정이 장시간 수세를 위해 단계(98 내지 102)에서 표시한 바와 같이이루어진다. 소변 수세 키가 단계(118)에서 작동되는 경우에, 단시간 수세 사이클이 시작되는 바 이는 제 15B 도와 관련하여 기술된 단계(106 내지 108, 101, 102)와 유사하다.
이제 제 17A 도, 제 17B 도, 및 제 17C 도를 참조하면, 이들 도면은 제 8 도 내지 제 10 도에 도시한 실시예의 플로우 차트이다. 단계(89 내지 96)는 공급 밸브(60)가 열리는 단계(122)를 제외하고 제 15A 도 및 제 16A 도와 관련하여 상술한 것과 동일하다. 장시간 수세 키(97)가 작동된다면, 주 펌프(18A)는 단계(98)에서 유효 입력을 체크한 후에 단계(99)에서 작동이 켜진다(ON). 이에 따라 물이 즉시 도관(30A)에 의해 림(14A)으로 공급된다. 제트 다이아프램 밸브(62A)가 폐쇄되면 물은 도관(27A)을 통해 보울(12A)의 제트로 유동하는 것이 방지된다. 단계(123)에서 표시한 바와 같이 0.5 초의 지연후에, 솔레노이드 안내봉(pilot)(63A)은 단계(124)에서 작동된다. 이것은 물을 펌프(18A)로부터 보울(12A)내의 제트에 공급할 뿐만 아니라 도관(30A)을 통해 림(14A)에 공급한다. 단계(100)에 도시한 바와 같이 3.5 초 후에, 밸브(62A)는 단계(125)에서 폐쇄된다. 단계(126)에서 표시한 바와 같이 3.0 초 지연후에, 물은 림(14A)으로 계속 유동한다. 3 초 지연후에, 주펌프(18A)는 단계(101)에서 꺼진다. 나머지 단계(102 내지 104)는 제 15B 도와 관련하여 상술한 것과 동일하다.
시트 작동 기능(seat activated function)은 또한 전술한 장시간 수세 단계(98 내지 101)와 관련하여 단계(136)에서 도시되어 있다.
소변이나 휴지를 수세하기 위한 것과 같은 보다 단시간의 수세가 요망되는경우에, 단시간 수세 버튼(B1)이 단계(105)에서 표시된 바와 같이 단시간 수세를 시작하도록 작동된다. 다음 단계(106 내지 130)는 펌프가 3.5 초가 아닌 2.5 초 동안 작동하는 단계(108)를 제외하고 각 단계(98 내지 126)에 도시된 것과 동일하다.
이전의 수세 기능에 부가하여, 단계(131)에서 표시된 독립적인 클리너 수세가 존재하는 바, 이는 세정 유체를 림(14A)에 공급한다. 단계(132)에서 유효 입력을 체크한 후에, 주 펌프(18A) 및 위생 펌프(54A)가 단계(133)에서 작동된다. 단계(133)에서 6초 후에, 주 펌프(18A) 및 위생 펌프(54A)는 단계(134)에서 꺼지며 이후 단계(135)에서 표시한 바와 같이 60초의 시간 지연이 있게 된다.
제 14 도 및 제 17B 도를 참조하면, 수위 센서(65A)로부터 마이크로프로세서(80)로 신호가 보내지는 것을 알 수 있다. 이 신호는 단계(137)에서 작동되고, 플로트 밸브 조립체(37A)가 고장 났을 때 저장조(16A) 내에서의 넘침 상태를 방지하기 위해 메인 펌프(18A)가 단계(138)에서 켜지고 제트 솔레노이드는 물을 저장조(16A)로부터 변기(10A)로 펌핑한다. 4초의 지연 후에, 주 펌프(18A) 및 제트 솔레노이드는 단계(140)에서 꺼진다. 넘침 특징이 단계(141)에서 도시한 바와 같이 60분 동안에 3번 발생한다면, 공급 밸브(60A)는 단계(141)에서 꺼지고 단계(143)에서 대기가 시작된다. 마이크로프로세서(80)와 관련된 추가의 안정 특징은 제어 회로 및 펌프(18A)의 전기적 고장 및 플로트 밸브 조립체의 폐쇄 고장의 경우에 공급 밸브(60A)를 폐쇄시키는 것이다.
따라서, 본 발명은 각 기능을 위해 최소의 물을 사용하는 변기 수세 시스템을 제공한다. 이중 수세의 필요성이 줄어든다. 양호한 실시예가 상술되었지만, 당업자라면 본 발명의 취지나 범주를 벗어남이 없이 많은 변경이나 변화가 이루어질 수 있다는 것을 본원의 개시 내용으로부터 알 수 있다. 예를 들어, 펌프 변기와 관련하여 수세용 물을 제 1 시퀀스에서는 림에 송출하고, 제 2 시퀀스에서는 림 및 변기통에 송출하며, 제 3 시퀀스에서는 림에만 송출하는 것을 기술했지만, 이 시스템은 밸브(62A)로뿐 아니라 보울로의 도관(27, 27A, 27A', 27A")을 제거하므로써 림에만 물을 송출하도록 변경될 수 있다. 대안적으로, 본원의 시스템에서는 림과 밸브(62A)에 연결된 도관(30, 30A)을 제거함으로써 변기통에만 수세액을 공급할 수 있다. 림 및/또는 변기통에 수세용 물을 공급하는 것의 조합은 적당한 밸브에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 림-변기통-림의 송출 시퀀스에서 변기통에만 물 유동을 공급하고자 한다면, 밸브(62A)가 도관(30A)에 위치될 수 있다. 대안적으로, 도관(27, 27A, 27A', 27A", 30A)과 연관하여 3방 밸브가 사용될 수 있다.
전술한 실시예에서 장시간 및 단시간 수세 사이클을 설명하였다. 이들 두개의 사이클은 보울 클리너 수세나 시트 커버 작동과 별개로 사용될 수 있다. 같은 방법으로, 장시간이나 단시간 수세 사이클 뿐만 아니라 수세액의 양을 변화시키는 중간 시간의 수세 사이클로 이루어지는 제 3 의 장시간 수세 사이클이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 필요하다면, 수세 사이클중 하나를 제거함으로써 하나의 수세사이클만이 사용될 수 있고, 이는 일정량의 물을 저장 탱크에서 변기 보울로 공급하기 위해 일정기간 동안 펌프를 작동할 수 있다. 저장조(16B) 및 펌프(18B)를 하나의 변기(10B) 및 하나의 소변기(74B)와 관련하여 설명하였지만, 출구 도관(73B, 74B)을 상호 접속함으로서 다중 위생 설비가 사용될 수 있다. 실시예(10A)와 관련하여 전술한 모든 수세 사이클은 변기(10B)에 사용될 수 있다.
또한, 시트 커버 및 위생 시설은 제거될 수 있고 여전히 물 절약 특성을 달성할 수 있다. 마찬가지로, 유출 특성이 제거될 수 있으며 여전히 원하는 물 절약기능을 달성할 수 있다. 또한, 세정 기능이 자동화될 수 있으며, 따라서 프로세서는 변기를 소정 횟수(예를 들어 30 번) 사용한 후에 세정 사이클이 자동적으로 발생할 수 있도록 사용 횟수를 계수할 것이다. 장시간 및 단시간 수세 사이클은 펌프 모터를 다른 시간 간격으로 작동함으로써 이루어질 수 있다. 이는 또한 제 15B 도에 점선으로 도시한 바와 같이 펌프 모터를 두개의 다른 속도로 작동함으로써 이루어질 수 있다.
제 1 도는 본 발명의 바람직한 실시예가 장착되는 변기(탱크 뚜껑이 제거됨)의 부분 절취 평면도.
제 2 도는 제 1 도의 선 2-2를 따라 취한 부분 단면도.
제 3 도는 제 1 도의 선 3-3을 따라 취한 단면도.
제 4 도는 제 1 도의 선 4-4를 따라 취한 부분 단면도.
제 5 도는 제 4 도의 선 5-5를 따라 취한 부분 단면도.
제 6 도는 제 3 도의 선 6-6을 따라 취한 부분 단면도.
제 7 도는 제 1 도에 도시된 변기의 배면도.
제 8 도는 대체예를 도시하는 부분 단면 측면도.
제 9 도는 제 8 도에 도시된 변기의 부분 단면 배면도.
제 10 도는 제 9 도의 선 10-10 상에서 취한 부분 단면도.
제 11 도는 다른 대체예를 도시하는 제 8 도와 유사한 도면.
제 12 도는 다른 실시예의 개략도.
제 13 도는 본원에 개시된 변기에 사용하기 위한 펌프 및 모터를 보다 상세히 도시한 수직 단면도.
제 14 도는 모터 및 펌프용 제어 회로의 개략도.
제 15A 도 내지 제 17C 도는 제 14 도에 도시된 제어 회로용 신호 흐름 블록선도를 도시하는 플로우 차트.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 변기 14: 림
16: 저장조 17: 탱크
18: 펌프 20: 모터
42: 로드 44: 레버 아암
45: 안내 부재 50: 바이패스 튜브

Claims (22)

  1. 수세가능한 오물을 수용하기 위한 적어도 하나의 리셉터클(12)과, 일정 체적의 수세용 물(flush water)을 저장하기 위한 저장 탱크(17)와, 상기 저장 탱크(17)의 내부와 유체 연통하는 펌프 수단(18), 및 상기 펌프 출구(25)와 리셉터클(12) 사이에 연결되는 도관(27)을 포함하는, 수세가능한 오물을 수용하기 위한 위생 설비에 있어서,
    펌프 수단(18)에 선택적으로 및 작동적으로 연결되어 펌프 수단(18)을 하나의 주기 동안 작동시켜 일정 양의 수세용 물을 리셉터클(12)로 송출하여 위생 설비가 두 개의 상이한 수세 사이클을 사용하도록 제어하는 제어 수단(80)을 포함하며, 상기 제어 수단은 펌프 수단의 최종 작동후 특정한 지연 이전에 펌프 수단(18)이 작동하는 것을 방지하기 위한 시간 지연 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(12)은 림(14)과 변기통(basin) 부분을 구비하며, 부가로 상기 제어 수단(80)은 부가로 일정 체적의 수세용 물을 림(14)과 변기통에 동시에 송출하기 위해 펌프 수단(18)에 선택적으로 및 작동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(12)은 림(14)과 변기통 부분을 구비하며, 부가로 상기 제어 수단(80)은 일정 체적의 수세용 물을 림(14)에만 송출하도록 펌프 수단(18)에 선택적으로 및 작동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(12)은 림(14)과 변기통 부분을 구비하며, 부가로 상기 제어 수단(80)은 제 1 시퀀스에서 일정 체적의 수세용 물을 림(14)에 송출하고 이어서 제 2 시퀀스에서 일정 체적의 수세용 물을 림(14)과 변기통에 송출하도록 펌프 수단(18)에 선택적으로 및 작동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(12)은 림(14)과 변기통 부분을 구비하며, 상기 설비는 림(14)과 변기통에 수세용 물을 송출한 후에 물을 림(14)에 송출하기 위한 밸브 수단을 상기 펌프 수단(18)과 별개로 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(12)은 림(14)과 변기통 부분을 구비하며, 부가로 상기 제어 수단(80)은 제 1 시퀀스에서 일정 체적의 수세용 물을 림(14)에 송출하고, 제 2 시퀀스에서 일정 체적의 수세용 물을 변기통에 송출하며, 제 3 시퀀스에서 일정 체적의 수세용 물을 림(14)에 순차적으로 송출하도록 펌프 수단(18)에 선택적으로 및 작동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단(80)은, 저장 탱크(17)로부터 리셉터클로 특정 양의 수세용 물과 다른 양의 수세용 물을 상이한 양으로 펌핑하도록 펌핑 수단을 작동시키기 위해 미리선택된 시간 주기를 제공하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클은 중공 림(14)과 변기통을 갖는 변기 보울이며, 림 아래의 변기통에는 도관(27)이 연결되고, 펌프 출구를 림에 연결하는 추가 도관(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  9. 제 1 항에 있어서,
    저장 탱크내의 세정용 물의 수위를 결정하기 위한 감지 수단(65A)을 포함하며, 제어 수단은 감지 수단이 작동되는 횟수를 확인하기 위한 카운팅 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은 카운팅 수단이 소정 횟수에 도달하면 저장 탱크로의 세정용 물을 제어하기 위한 공급 밸브를 폐쇄하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  10. 제 1 항에 있어서,
    물 공급원에 연결되는 탱크용 흡입 도관과, 상기 흡입 도관에 작동적으로 연결된 재충전(refill) 제어 밸브, 및 상기 재충전 제어 밸브와 리셉터클 사이에 연결되는 튜브를 포함하며, 도관(27) 및 펌프 수단(18)에 독립적으로 워터 시일을 형성하도록 물이 튜브를 통해 리셉터클로 유동하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 재충전 제어 밸브는, 물이 제 1 도관을 통해 펌핑되고 펌프 작동이 멈춘후에, 추가의 물이 튜브를 통해 리셉터클로 유동하여 워터 시일을 형성하도록 구성되고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  12. 제 1 항에 있어서,
    물이 리셉터클로부터 탱크로 역류할 수 있도록 탱크(17)와 리셉터클(12)을 연결하는 유체 복귀 통로 수단(33)을 포함하여, 물이 리셉터클의 위로 넘치는 것이 유체 복귀 통로 수단(33)에 의해 방지되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  13. 수세가능한 오물을 수용하기 위한 위생 설비로서, 보울의 림과 하측 변기통 부분을 가지며 상기 오물을 수용하기 위한 적어도 하나의 리셉터클과, 일정 체적의 수세용 물을 저장하기 위한 저장 탱크와, 상기 저장 탱크의 내부와 유체 연통하는 펌프 수단, 및 상기 펌프 수단의 출구와 리셉터클의 림 및 하측 변기통 부분의 사이에 연결되어 수세용 물을 그곳으로 송출하기 위한 도관 수단을 포함하는 위생 설비에 있어서,
    펌프 수단에 선택적으로 및 작동적으로 연결되어 펌프 수단을 하나의 주기동안 작동시켜 일정 량의 수세용 물을 펌프 수단으로부터 리셉터클의 림 및 하측 변기통 부분으로 송출시키거나, 펌프 수단을 적어도 좀더 긴 시간 주기동안 작동시켜 적어도 하나의 다른 보다 많은 양의 수세용 물을 펌프 수단으로부터 리셉터클의 림과 하측 변기통 부분으로 송출시키기 위한 제어 수단을 포함하며, 상기 수세용 물은 림 아래의 하측 변기통 부분으로 송출되고, 상기 제어 수단은 저장 탱크로부터 특정 양의 수세용 물을 송출하거나, 저장 탱크로부터 보다 많은 양의 수세용 물을 송출하여 위생 설비가 두 개의 상이한 수세 사이클을 사용하도록 제어하기 위해 펌프 수단이 최종 작동후 특정한 시간 지연 이전에 작동하는 것을 방지하는 시간 지연 수단을 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  14. 제 13 항에 있어서,
    물 공급원에 연결되는 저장 탱크용 흡입 도관과, 상기 흡입 도관에 작동적으로 연결된 재충전 제어 밸브, 및 상기 재충전 제어 밸브와 보울 사이에 연결되는 튜브를 구비하며, 물은 워터 시일을 형성하도록 상기 튜브를 통해 보울로 유동하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 펌프 작동이 멈춘 후에 추가의 물이 튜브를 통해 보울로 유동하여 워터 시일을 형성하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  16. 제 13 항 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    오물이 보울로부터 탱크로 역류할 수 있도록 저장 탱크와 보울을 연결하는 유체 복귀 통로 수단을 포함하여, 물이 보울의 위로 넘치는 것이 유체 복귀 통로 수단에 의해 방지되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  17. 제 13 항 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    탱크내의 잠재적 오버플로우 조건을 감지하고 물이 감지 수단과 접촉할 때 펌프 수단을 작동시키도록 저장 탱크내에 배치되어 펌프 수단에 작동적으로 연결되는 수위 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  18. 제 13 항 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    세정액 저장용 콘테이너와, 상기 콘테이너 및 보울과 연통되어 보울에 세정액을 송출하는 수단, 및 상기 콘테이너와 연통되어 보울에 세정액을 송출하기 위한 부가의 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 콘테이너는 탱크 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 콘테이너는 탱크 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  21. 제 13 항에 있어서,
    물 공급원을 저장 탱크와 연결하는 공급 도관, 및 공급 도관에 작동적으로 연결되는 전기작동식 안전 밸브(failsafe valve)를 포함하여, 정전시에 안전 밸브가 자동으로 폐쇄되어 물 공급원으로부터의 추가적인 물이 탱크로 유입되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 터치형 스위치에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 위생 설비.
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