KR100675128B1

KR100675128B1 - 시간조절형자폐식밸브

Info

Publication number: KR100675128B1
Application number: KR1020040103291A
Authority: KR
Inventors: 서효석
Original assignee: 서효석
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2007-01-29
Also published as: KR20060064431A

Abstract

본 발명은 절수형 수도꼭지 중 사용시간 조절이 가능한 자폐식 밸브로써, 유체의 입구와 출구를 가지는 밸브몸체, 유체 입구와 출구를 연결하며 중도에 상목부를 가지는 유로, 상목부를 폐쇄하도록 설치된 밸브디스크, 시간을 조절하는 시간조절판과 시간조절판을 좌우로 돌려 시간을 조절하는 기능과 밸브디스크를 개방할 때 밀어서 열어주는 기능을 하는 밸브핸들, 밸브핸들을 누를 때 몸체 내의 물이 배출되도록 하는 배출밸브 등을 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

물 사용시간을 조절할 수 있어 불필요한 사용을 줄임으로써 물의 낭비를 막고 절수를 생활화 할 수 있는 효과가 있다

Description

시간조절형자폐식밸브{Time controllable self shut type valve}

제1도는 본 발명품으로써 밸브디스크가 상목부를 폐쇄하여 물이 나오지 않는 상태를 나타내는 도면이다.

제2도는 물을 쓰기 위해 밸브핸들을 눌렀을 때 상목부가 열려 물이 나오는 상태를 나타내는 도면이다.

제3도는 볼디스크용 시간조절판의 볼디스크에 의해 밸브디스크 내부의 유로가 개폐된 개수에 따라 밸브 사용시간을 조절할 수 있는 원리를 설명한 도면이다

제4도는 원호형 유로용 시간조절판으로 밸브디스크 내부의 원호형 유로를 폐쇄한 길이에 따라 밸브 사용시간을 조절할 수 있는 원리를 설명한 도면이다

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 밸브몸체 2 : 상목부

3 : 밸브핸들 4 : 밸브디스크

5 : 볼디스크용 시간조절판 6 : 볼디스크

7 : 배출밸브 8 : 배출구

9 : 몸체 스프링 10: 볼디스크 지지용 스프링
11: 배출밸브 스프링 12 : 몸체 스프링세기조절볼트

13,14,15,16 : 고무지수링 17 : 밸브캡

18 : 시간조절판 유로 19: 밸브디스크 유로
20 : 볼디스크 이동 가이드 홈 21 : 원호형 유로

22 : 원호형 유로용 시간조절판 23 : 시간조절판 이동 가이드 홈

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s : 몸체 스프링의 복원력 w : 수압

s + w : 몸체 스프링의 복원력과 수압의 합력

a : 유입구 b : 유출구

c : 유로(밸브디스크 우측공간을 이루며 유입구와 유출구를 이어주는 유로)

d : 공간(밸브디스크 좌측공간)

e : 밸브디스크의 유로 중 볼디스크용 시간조절판의 볼디스크가 폐쇄한 유로

f : 밸브디스크의 유로 중 원호형 유로용 시간조절판이 폐쇄한 유로

본 발명은 절수형 수도꼭지(샤워기 등) 중에서 물의 사용시간을 조절 가능하도록 한 자폐식 밸브에 관한 것이다.

기존의 절수형 자폐식 밸브는 밸브를 한번 누르면 정해진 시간 동안에만 물이 나오도록 고정되어 있어 물을 사용하다가 시간이 다 되어 물이 나오지 않을 때 물을 더 사용하고 싶으면 계속해서 밸브를 여러 번이라도 눌러야 할뿐만 아니라, 한번 누른 후에는 사용을 중지하고 물이 나오지 않게 하려 해도 정해진 사용시간이 다 될 때까지는 멈출 수 있는 방법이 없어 필요 없이 물이 안나올 때까지 물을 계속 사용하든지 아니면 물이 계속 나오게 내버려 둘 수밖에 없어 평소에 물을 절약해서 쓰는 사람의 입장에서 보면 사용하기도 불편하면서 오히려 물의 낭비 요인 만있고, 샤워기에 자폐식 밸브를 설치한 업소 측에서도 절수에는 별 도움이 되지 않으면서 손님들의 불평만 듣는 실정이다.

본 발명은 다른 여타의 동력을 사용하지 않고 밸브몸체 내부에 설치된 스프링의 복원력과 밸브몸체에 작용하는 수압이 밸브디스크에 작용하여 개방된 유로(c)의 상목부를 폐쇄하기까지 걸리는 시간에 차이를 둠으로써 밸브 사용시간을 조절하는 방식으로 사용하기에 편리하면서 에너지도 절약할 수 있는 절수기기로써 밸브 사용시간 조절이 가능한 자폐식 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 내부 장치가 간단하여 안전하고도 반영구적인 절수기의 시간조절형자폐식밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 절수기의 시간조절형자폐식밸브는,

유체의 유입구(a)와 유출구(b)를 가지는 밸브몸체(1), 밸브몸체 내에서 유체 유입구(a)와 유출구(b)를 연결하며 중도에 상목부(2)를 가지는 유로(c), 상기 밸브몸체 내부에 좌우로 작동 가능한 공간(d)을 가지고 설치되는 밸브핸들(3), 몸체 내부 공간(d)에 수압을 전달하기 위한 유체가 흘러들어 올 수 있도록 밸브디스크 유로(19)를 형성하고 몸체 스프링(9)의 복원력(s)과 수압(w)으로 상기의 상목부(2)를 폐쇄할 수 있도록 설치되는 밸브디스크(4), 밸브핸들 끝단에 부착되면서 몸체 내부에 시간조절판 유로(18)를 형성하고 볼디스크(6) 등의 밸브디스크 유로(19) 폐쇄수단을 두어 밸브의 개폐시간을 조절 가능하게 하는 시간조절판(5)(22), 밸브핸들(3)을 눌러 상목부(2) 개방 시 유체를 배출하여 상기의 밸브디스크(4)에 작용하고 있던 수압을 없애도록 해줄 뿐 아니라 수압이 제거되면서 밸브핸들(3)을 쉽게 누를 수 있도록 해주는 유체 배출구(8), 배출구를 개폐하는 역할을 하며 몸체 중간을 분리하거나 연결할 수 있는 나사부(7a)를 두어 좌우로 회전시키면 배출밸브 자체의 몸체 길이를 길게 또는 짧게도 조정하여 배출밸브 스프링(11)의 세기를 조절할 수 있어 수압에 의해 배출구(8)가 열리지 않고 배출구가 완전 밀폐되도록 한 배출밸브(7)를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에서, 필요시 밸브디스크(4)에 작용하는 몸체 스프링(9)의 복원력(s)을 조절할 수 있도록 하는 몸체 스프링세기조절볼트(12), 상기의 몸체 스프링(9)의 일단을 지지하고, 수압이 작용할 수 있도록 한 공간(d)을 밀폐시키면서 밸브몸체(1)의 일부를 이루며 밸브 몸체의 다른 부분과 나사 결합되는 밸브캡(17)이 더 구비될 수 있다.
밸브디스크(4)와 시간조절판(5)(22)에 각각 밸브디스크 유로(19)와 시간조절판 유로(18)를 형성하고 이들 유로를 통해 상기의 밸브디스크 좌측 공간(d)에 유체가 꽉 채워지면 밸브몸체 입구(a)에 작용하고 있는 급수 압력인 수압(w)이 파스칼의 원리에 의해 밸브디스크(4)에도 작용하게 되므로, 이때 유체가 공간(d)에 채워지는 시간을 조절함으로써 즉 밸브디스크(4)에 의해 상기의 상목부(2)가 폐쇄되는데 걸리는 시간에 차이를 두어 자폐식 밸브의 개폐시간을 조절할 수 있도록 하였다. 그 원리를 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

밸브몸체(1) 내의 상목부(2)를 개폐하여 물이 나오게도 하고 나오지 않게도 하는 밸브디스크(4)의 작동에 필요한 힘으로써, 파스칼의 이론을 이용하여 수도꼭지(샤워기 등) 몸체에 작용하고 있는 자체 수압(w)을 활용하기 위해서는 밸브디스크(4) 좌측 공간(d)에 물이 꽉 차야 수압이 작용하게 되는데, 이때 상기 공간에 물이 차는 시간을 시간조절판(5)(22)을 이용하여 길게 또는 짧게도 조절함으로써 수압이 밸브디스크(4)에 작용하는데 걸리는 시간을 조절하여 즉 밸브디스크(4)가 밸브몸체의 상목부(2)를 막는 시간을 조정함으로써 밸브 사용시간을 선택할 수 있도록 하고, 사용 중간에라도 밸브핸들(3)을 조절하여 밸브개폐시간이 제일 짧은 위치로 밸브핸들(3)을 돌리면 밸브디스크(4)가 바로 상목부(2)를 막아 물이 나오지 않게 하였다. 상기 원리를 도1, 도2에 의해 보다 자세히 설명하면,

물을 사용하기 위해 밸브핸들(3)을 누르면 밸브디스크(4)가 좌측 공간(d)으로 밀리면서 폐쇄돼 있던 유로(c)의 상목부(2)가 열려 샤워헤드에서 물이 나오는 동시에 밸브디스크(4)의 좌측 공간에 차있던 물은 배출밸브(7)가 밸브디스크(4)에 의해 밀리면서 배출구(8)가 열리므로 배출되어 밸브디스크(4)에 작용하던 수압이 없어진다.
밸브핸들(3)을 눌렀을 때 배출밸브(7)가 열리도록 하고, 배출밸브(7)에 부착된 배출밸브 스프링(11)의 복원력에 의해 배출밸브(7)가 eke히도록 하며, 밸브디스크(4)가 완전히 유로(c)를 닫는 상태에서 배출밸브(7)와 밸브디스크(4)가 붙지 않도록 공간을 두어 배출밸브 스프링(11)에 의한 복원력이 밸브디스크(4)가 유로(c)를 열고 닫는 작동에 영향을 미치지 않도록 한다. 즉, 배출밸브(7)는 밸브핸들(3)을 누르는 힘이 없어지면 배출 밸브 스프링(11)의 힘에 의해 배출구(8)를 막는 지점까지 복귀하지만 이때에도 밸브 디스크(4)는 유로(c)를 폐쇄하지 않고 유로(c)가 남아 있도록 설치한다.
시간조절판 유로(18)와 밸브디스크 유로(19)를 통해 물이 상기 공간(d)에 다시 차기 시작하여 물이 꽉 차게 되면서 수압이 밸브디스크(4)에 작용하면 몸체 스프링(9)의 복원력(s)과 수압(w)에 의한 힘[s+w]이 밸브디스크(4) 우측에서 작용하는 수압(w)보다 스프링의 복원력(s)만큼 크게 되어[ s + w ＞ w, ] 밸브디스크(4)가 상목부(2)를 막게 되어 물이 나오지 않게 된다. 이때 몸체 스프링(9)의 복원력(s)이 수압(w)보다 약하도록 조정해 놓아야 한다. [ s ＜ w ]. 몸체 스프링(9)의 복원력(s)이 수압(w)보다 크면 밸브디스크(4)가 상목부(2)를 폐쇄한 상태로 있게 되어 항상 물이 나오지 않게 된다.

한편 밸브몸체(1)의 물이 좌우의 공간(c)(d)으로 새면 지정한 시간 조절에 차이가 발생하므로 물이 새지 않도록 하기 위해 밸브디스크(4)와 밸브몸체(1) 사이에 지수고무링(14)을 둘 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 밸브디스크(4) 좌측 공간(d)에 물이 차는 시간을 조절하여 밸브개폐시간을 조절하도록 하기 위한 2가지 방법을 도3. 도4에 좀 더 구체적으로 설명하였다.

방법1

상기의 도1, 도2로 설명한 방법으로써, 도3에는 밸브디스크 부분(A-A)과 시간조절판 부분(B-B)을 겹침 그림으로 간단히 표현하여 원리를 이해하도록 하였다.

물의 사용시간을 단계별로 예를 들어 0초, 30초, 1분, 1분30초, 2분 계속 등 6단계로 정한다면 밸브디스크(4)에 밸브디스크 유로(19)로서 통공 5개소를 만들고 볼디스크용 시간조절판(5)에는 밸브 디스크 유로(19)가 개폐될 수 있도록 하는 볼디스크(6) 5개소를 두고, 밸브디스크 유로(19) 가운데 시간조절판(5)의 볼디스크(6)에 의해 개폐되는 유로(e)의 수를 밸브핸들(3)을 좌우로 돌릴 때 마다 상기의 단계별로 차이를 두면 상기 밸브디스크 좌측 공간(d)에 물이 차는 시간을 조절할 수 있다. 밸브디스크 유로(19)가 폐쇄되는 개수가 적으면 개방된 많은 유로를 통해 상기 공간으로 물이 빨리 차게 되어 수압(w)이 그만큼 신속히 밸브디스크(4)에 작용하여 상목부(2)를 막아 물이 나오지 않게 된다. 그러므로 개방되는 유로의 개수가 다섯 개면 물이 차는 시간이 제일 짧고(도3의 1단계) 하나면 물이 차는 시간이 제일 길게 된다(도3의 5단계). 따라서 상기 공간의 체적과 수압을 감안하여 유로의 개수와 유로의 구멍 크기를 필요한 단계별 시간대에 맞추어 조정하면 될 것이다. 또한 영업용의 경우 유로를 전부 폐쇄하여 물이 계속 나오게 한 6단계를 없애면 될 것이다.

한편 몸통 자체에 작용하는 수압이 세면 물이 차는 시간이 짧고 수압이 약하면 상대적으로 시간이 길어지므로 밸브디스크 좌측 공간에 설치되어 있는 몸체 스프링(9)의 세기를 몸체 스프링세기조정볼트(12)를 조정하여 스프링의 복원력(s)을 수압에 따라 조절하여 주면 시간 조정을 더욱 정확히 할 수 있어 지역별 또는 건물별로 수압의 차이가 나더라도 정해진 시간을 조절하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

방법2.[도4]

상기의 방법1 외에 다른 방법으로 사용시간을 조절할 수 있는 방법을 설명한 도면으로써, 도4에도 밸브디스크(A-A)와 시간조절판(B-B)을 겹침 그림으로 간단히 표현하여 원리를 이해하도록 하였다.

상기 밸브디스크 유로(19)를 방법1과 같이 몇 개의 구멍으로 만들지 않고, 정해진 폭과 길이의 원호형 유로(21)로 만들고 시간조절판도 볼디스크 형태로 하지 않고 상기 유로를 개폐할 수 있는 덮개 형식의 원호형유로용 시간조절판(22)으로 하여 밸브핸들(3)을 좌우로 돌리면 시간조절판(22)의 덮개가 유체가 흐르지 못하도록 밸브디스크의 원호형 유로(21)를 덮는 크기 즉 개폐되는 원호의 길이(f)를 조정하는 방법으로 하면 상기 방법1에서 설명한 원리대로 사용시간을 조정할 수 있을 것이다. 좀 더 자세히 설명하면 밸브핸들(3)을 오른쪽으로 돌리면 밸브디스크(4)의 원호형 유로(21)를 원호형유로용 시간조절판(22)의 덮개가 폐쇄하는 길이(f)가 가장 짧아 즉 개방된 원호형 유로(21) 길이가 가장 길어 상기의 몸체 공간에 물이 빨리 차게 되고(도4의 1단계), 반대로 밸브핸들(3)을 왼쪽으로 돌리면 밸브디스크(4)의 원호형 유로(21)를 시간조절판(22)의 덮개로 폐쇄하는 길이(f)가 가장 길게 된다. 즉 개방된 원호형 유로(21)길이가 가장 짧아 상기 공간에 물이 차는 시간이 가장 길게 되어 물 사용 시간이 가장 길게 된다(도4의 5단계). 그러므로 밸브 사용시간을 사용자에 따라 원하는 만큼 다양하게 조정할 수가 있다. 또한 영업용의 경우 유로를 전부 폐쇄하여 물이 계속 나오게 할 수 있도록 시간조절판이 유로를 전부 막는 6단계를 없애면 될 것이다.

상기와 같으므로 사용 중에 물이 나오지 않게 하려면 사용시간이 가장 짧은 위치로 밸브핸들을 돌리면 된다. 일반적인 수도꼭지는 오른쪽으로 돌리면 물이 나오지 않게 잠기고 왼쪽으로 돌릴수록 물이 많이 나오게 되어 있으므로, 본 발명의 시간조절형자폐식밸브도 사용시간이 가장 짧은 위치를 시계방향인 오른쪽으로 돌리게 하고, 반대로 사용시간이 가장 긴 쪽을 왼쪽으로 돌리게 해 놓으면 보통 일상생활습관과 비슷하게 사용되므로 편리하면서도 쉽게 적응할 수 있을 것이다.

별도의 에너지 공급 없이 밸브핸들을 돌려 원하는 사용시간에 맞추어 조절하고 가볍게 누르면 물이 나오므로 사용하면 되고, 한편 정해진 사용시간이 지나면 밸브몸체에 작용하는 자체 수압과 몸체 스프링의 복원력에 의해 밸브디스크가 자동으로 작동하여 물 사용이 중지되고 또한 사용 중이라도 원치 않으면 즉시 사용을 중지할 수 있으므로, 기존 절수기의 사용시간 제한에 따른 거부감이 없으며, 누구나 쉽게 사용 가능하다. 따라서 욕실용 샤워기는 물론 일반 수도꼭지 밸브에도 사용함으로써 많은 절수효과가 기대되고 앞으로 물 부족 사태에 대비 절수를 생활화 할 수 있을 것이다.

Claims

유체의 유입구(a)와 유출구(b)를 가지는 밸브몸체(1),

상기 밸브몸체 내부에 좌우로 크기가 가변될 수 있는 공간(d)을 가지고 설치되어 외부로 인출된 부분에서 상기 공간(d)쪽으로 누를 수 있고 회전할 수 있도록 상기 밸브몸체를 통과하게 설치되는 밸브핸들(3),

상기 밸브몸체 내에서 유체 유입구(a)와 유출구(b)를 연결하도록 상기 밸브핸들(3)을 누를 경우 상기 공간(d)이 축소되면서 형성되며 중도에 상목부(2)를 가지는 밸브 유로(c),

몸체 내부 공간(d)에 수압을 전달하기 위한 유체가 흘러들어 올 수 있도록 밸브디스크 유로(19)를 형성하고 상기 공간(d)에 설치되는 몸체 스프링(9)의 복원력(s)과 수압(w)으로 상기의 상목부(2)를 폐쇄할 수 있도록 상기 밸브핸들의 상기 밸브몸체 내측 끝단 주변에 설치되며, 상기 밸브핸들(3)을 누를 때 상기 공간(d)을 통해 이동가능하게 설치되는 밸브디스크(4),

상기 밸브핸들(3) 끝단에 상기 밸브디스크와 접하도록 부착되면서 몸체 내부에 시간조절판 유로(18)를 형성하여 상기 밸브핸들(3)의 회전에 따라 상기 시간조절판 유로(18)가 상기 밸브디스크 유로(19)와 적어도 일부가 연결되거나 또는 상기 밸브디스크 유로(19)를 폐쇄하여 밸브의 개폐시간을 조절 가능하게 하는 시간조절판(5)(22),

상기 공간(d)을 감싸는 밸브몸체의 일부에 형성되어 상기 공간(d)에 있는 유체를 배출할 수 있도록 형성된 배출구(8),

상기 밸브핸들(3)을 일정 거리 이상 누를 때 상기 밸브핸들(3)의 이동에 밀려 위치가 이동되어 상기 배출구(8)를 개방하여 수압이 제거되도록 상기 공간에 일단이 위치하도록 설치되며, 배출밸브 스프링(11)을 구비하여 상기 밸브핸들(3)을 누르는 압력이 없어지면 상기 배출구(8)를 폐쇄하도록 위치가 복원되는 배출밸브(7)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시간조절형자폐식밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브 몸체의 상기 공간(d)과 면하는 일부가 상기 공간(d)을 넓힐 수 있도록 상기 밸브 몸체의 잔여 부분에 나사 결합되며 상기 몸체 스프링의 일부를 지지하는 밸브캡(17)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시간조절형자폐식밸브.
제 1항에 있어서,

상기 배출밸브(7)는 몸체가 중간에 나사연결부(7a)로 연결되는 두 부분으로 이루어져 상기 나사연결부(7a)를 중심으로 상기 두 부분을 회전시키면서 상기 배출밸브(7) 몸체의 전체 길이를 길게 또는 짧게도 조정하여 상기 배출밸브 스프링(11)의 세기를 조절할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 시간조절형자폐식밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브디스크 유로는 가상의 원호를 따라 배치되는 복수 개의 구멍을 가지며,

상기 볼디스크용 시간조절판(5)에는 볼디스크(6)가 구비되어 상기 밸브디스크(4)의 내부에 구멍형태로 형성된 상기 복수 개의 유로 각각을 상기 볼디스크가 개폐하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 시간조절형자폐식밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브디스크의 유로를 원호 형태로 형성하고 상기 원호형유로용 시간조절판(22)이 상기 원호형유로용 시간조절판(22) 유로와 상기 원호 형태로 형성된 밸브디스크 유로가 통하는 길이를 조절함으로써 밸브의 사용시간을 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 시간조절형자폐식밸브.
제 1항에 있어서,

밸브디스크(4)에 작용하는 몸체 스프링(9)의 복원력(s)을 조절할 수 있도록 하는 상기 밸브 몸체의 상기 몸체 스프링의 일단이 지지되는 부분에 설치되는 몸체 스프링세기조절볼트(12)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시간조절형자폐식밸브.
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