KR100688032B1 - 절수형 온수공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절수형 온수공급장치에 관한 것으로서, 상수도관에 연결되고 물을 압송하는 펌프를 갖는 보일러와, 상기 보일러에 연결된 온수관과, 상기 온수관에 연결된 수전금구를 갖는 온수공급장치에 있어서, 상기 온수관에는 물의 온도에 따라 온수관의 관로를 개폐시키는 서모스탯밸브를 설치하고, 상기 서모스탯밸브 후단의 온수관과 상수도관을 연결하는 바이패스관을 설치한 것을 특징으로 하여, 온수의 사용시 온수관에 저장된 물이 일정온도 이하이면 수전금구의 수도꼭지나 샤워기로 물이 토출되지 않고 보일러에서 물이 일정온도 이상으로 가열될 때까지 바이패스시켜 순환시킴으로써 온수 사용에 따른 에너지 낭비를 방지할 수 있게 된다.

절수, 온수, 수전금구, 보일러, 서모스탯, 바이패스관, 보조펌프

Description

절수형 온수공급장치{hot-water supplying apparatus for economization of water}

도 1은, 종래의 온수공급장치용 수전금구를 도시한 도면이다.

도 2는, 종래의 온수공급장치용 수전금구를 도시한 분리 사시도이다.

도 3은, 종래의 온수공급장치용 수전금구의 카트리지를 도시한 사시도이다.

도 4는, 종래의 온수공급장치용 수전금구의 카트리지를 나타내는 분해 사시도이다.

도 5는,종래의 온수공급장치용 수전금구의 카트리지를 나타내는 종단면도이다.

도 6은, 종래의 온수공급장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 7은, 종래 온수공급장치의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 8은, 도 7의 설치상태 단면도이다.

도 9는, 본 발명에 따른 절수형 온수공급장치를 도시한 구성도이다.

도 10은, 본 발명에 따른 절수형 온수공급장치의 설치상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50 : 상수도관 60 : 카트리지

61 : 하우징 62 : 돌출부

63 : 유로전환부 64 : 덮개

65 : 이동판 65a : 조절구멍

66 : 베이스 67 : 온수공급공

68 : 냉수공급공 69 : 배수공

70 : 온수관 80 : 보일러

81 : 펌프

100 : 서모스탯밸브 200 : 바이패스관

300 : 보조펌프 400 : 센서

500 : 제어부

본 발명은 절수형 온수공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수의 사용시 물이 데워질 때까지 에너지 낭비를 방지하는 절수형 온수공급장치에 관한 것이다.

최근 산업사회의 발달로 공동주택이 대량으로 늘어나면서 주거형태 뿐만 아니라 급속도로 발전하는 산업사회의 영향으로 환경오염 또한 심각한 문제로 대두되고 있으며, 이러한 사회적 변화와 환경적 변화로 인해 사람들의 건강의식 또한 새로운 화제로 떠오르고 있는 실정이다.

이와 같은 환경오염으로 인해 자신의 신체를 항상 청결하고 건강한 상태로 유지하기 위해 많은 노력을 기울이고 있으며, 이러한 사람들이 늘어나면서 목욕문화도 빠른 속도로 변화하여 각 가정에서의 목욕탕 등에도 다양한 형태의 수전금구가 보급되어 사용되고 있다.

일반적인, 수전금구는 싱크대, 세면대, 욕조 등에 설치되어 물을 공급 또는 차단하는 장치로, 유입공 및 배출공이 구비된 몸체가 급수관 및 토출관에 연결되고, 몸체 내부에 삽입된 카트리지의 유로전환부에 체결된 작동레버를 회동시키거나 또는 누르거나 당기는 동작 등에 의해 카트리지의 유로가 개폐됨으로써 유량, 유속 등을 조절하는 장치이다.

이러한 수전금구는 그 종류가 다양한데, 하나의 급수관에 연결되어 냉수 또는 온수만을 공급하는 것, 두 개의 급수관에 연결되어 냉수 및 온수를 모두 공급하는 것, 샤워기가 연결된 것처럼 토수관이 두 개인 것 등 다양하고, 작동레버를 회전시키는 회동식과 작동레버를 누르거나 당기는 버튼식, 레버를 상하로 이동시키는 레버식 등 다양하다. 또한 그 재질도 용도 및 설치장소 등에 따라 강철, 동합금, 스테인레스 등 다양한 금속으로 제조된다.

보다 자세하게는, 상기와 같은 수전금구는, 각 가정이나 공공장소 등과 같이 물이 필요로 하는 어느 장소에 구애됨이 없이 매설된 냉,온수관 선단측에 연결시켜 개폐레버의 조작에 의해 공급수의 급,단수와 냉,온수의 혼합략을 자유롭게 조절시켜 사용자가 원하는 온도와 토수량으로 물의 급수가 이루어질 수 있도록 되어 있는 것이다.

상기와 같은 수전금구는 사용용도 즉, 주방에 설치된 씽크대, 욕실에 설치된 세면대와 욕조에 따라 형상모양과 냉,온수가 입수되는 냉,온수입수관과 혼합수의 토수관, 그리고 작동레버의 조작에 의해 공급수의 급,단수 및 온도와 토수량을 조절시켜 주는 조절요소의 위치는 각기 다른 형상 모양을 갖고 있으나, 냉,온수의 급,단수와 이의 혼합량과 토수량의 조절에 의한 혼합수의 급수는 동일한 구성에 의해 이루어지게 된다.

이러한 종래의 수전금구는 보편적으로 동을 주 재질로 하여 주물에 의하여 일체로 성형이 이루어지도록 한 것이 널리 보급 사용되고 있다.

상기와 같이 주물공정에 의해 제작되는 수전금구는 내부에 냉,온수가 각각 흐르는 냉,온수유로와 조절요소를 거치면서 사용자의 선택에 따라 일정의 온도로 혼합된 혼합수가 흐르는 토수유로가 형성되어야 하기 때문에, 수전금구의 몸체 일측면을 통해 이들이 서로 연통되도록 한 상태로 하여 몸체를 성형시켜 주고, 주물공정에 의해 성형된 몸체 일측면의 개방부를 밀폐시켜 주기 위하여 별도로 밀폐요 소를 제작하여 상기 밀폐요소가 몸체의 일측 개방면에 나선체결에 의해 누수됨이 없이 결합시켜 주도록 되어있다.

상기와 같이 주물공정에 의한 수전금구는 몸체의 일측 개방면을 밀폐요소에 의해 누수됨이 없이 밀폐시켜 주도록 되어 있어 밀폐부분 중 어느 일부분에 미세한 틈새가 발생될 경우 틈새를 통해 물의 누수가 발생되는 단점, 즉 몸체의 일측 개방면과 밀폐요소 사이를 통해 물의 누수를 차단시켜 주기 위해 이들 사이에 패킹을 별도로 사용하게 되는데, 상기 패킹의 불량 또는 체결시 미세한 이물질 등이 끼이게 되면 미세한 틈새를 통해 물의 누수가 일어나게 되는 단점이 있었으며, 주물공정시 사용되는 동에 함유되어 있는 납 성분이 수전금구를 흐르는 공급수에 함유되어 물을 마실때 납을 함께 마시게 되는 등 건강을 해치게 되는 단점이 있었던 것이다.

이러한 단점을 해소시켜 주기 위해 최근에 개발되어 사용되고 있는 수전금구가 주물공정에 의해 수전금구가 아니고, 합성수지를 재질로 하여 간단히 조절시켜 준 상태에서 사용할 수 있도록 하는 수전금구가 소개되어 사용되고 있다.

예를 들어, 냉,온수관과 각각 체결되고 냉,온수가 각각 흐를 수 있는 냉,온수흐름관과, 상기 냉,온수흐름관이 연결되어 냉,온수를 혼합시켜 줄 수 있는 혼합관, 그리고 상기 혼합관에서 혼합된 혼합수가 토수될 수 있도록 하는 토수관을 수전금구의 사용용도에 맞는 형상 모양을 갖도록 별도로 연결시켜 주고, 이들을 감싸주면서 수전금구의 형상 모양이 될 수 있도록 분할된 몸체를 결합시켜 체결나사에 의해 결합되도록 하여 사용되고 있다.

상기와 같이 합성수지를 재질로 하여 조립되는 수전금구는 전자와 같이 동을 주 재질로 하여 주물공정에 의하지 않아 전자와 같은 단점을 해소시켜 주고, 제작이 용이하여 제작단가 및 생산성을 높여줄 수는 있으나, 사계절이 뚜렷한 우리나라의 실정에는 맞지 않아 사용이 되지 못하고 있다.

즉, 합성수지는 기후 변화에 아주 민감한 소재로서, 특히 기온이 영하로 떨어진 겨울철 합성수지를 재질로 하고 있는 냉,온수흐름관에 차가운 물이 채워져 있는 상태에서 급작스러운 영하온도가 될 경우 냉,온수관내의 물이 얼게 되는데, 물이 얼음으로 변화시 내부의 공기 분포도에 따라 팽창 면적이 다르긴 하나, 냉,온수흐름과정 내에서 팽창되면서 상기 냉,온수흐름관을 동파시켜 주게 되는 사례가 빈번히 발생되어 사용되지 못하게 되었다.

그리고, 기온이 영상으로 올라간 상태 또는 기후 변화가 없는 지역에서 사용한다 하더라도 냉,온수흐름관과 이들을 감싸고 있는 분할에 의해 결합된 몸체 사이가 공간부로 그대로 남아 있어 사용도중 냉,온수흐름관이나 토수관에 미세한 구멍이 발생된 경우 이들의 내부로 흐르는 물이 미세한 구멍을 통해 누수가 발생되는 단점이 있었다.

또한, 상기와 같은 누수는 물의 급수를 수행시켜 주는 수전금구의 특성상 누수가 외부로 흘러나오지 않는 한 쉽게 확인되지 않아 수전금구를 사용하지 않더라도 지속적으로 물의 누수가 발생되며, 이로 인해 개인이나 국가적으로 경제적인 손실을 가져왔던 것이다.

따라서, 이러한 점을 감안하여 최근에는, 냉,온수흐름관과 혼합수가 흐르는 토수관을 납 성분이 검출되지 않는 금속재질로 제작하고, 이들의 외부를 수전금구의 사용용도에 맞는 형상모양이 될 수 있도록 합성수지(플라스틱)를 재질로 사출 성형시켜 줌으로써, 납 성분에 의한 사람들의 건강과 우려를 해소시켜 안전한 상태에서 사용할 수 있도록 함과 아울러, 수전금구의 교체후 합성수지를 재질로 하고 있는 몸체를 재활용시켜 수전금구에 의한 환경오염이 발생되지 않도록 하고,

냉,온수와 혼합수가 흐르는 각각의 흐름관 외주연은 합성수지 재질로 이루어지는데, 사출성형에 의해 일체로 긴밀하게 감싸줄 수 있도록 하여, 사용 도중 각각의 흐름관에 구멍이 발생되더라도 상기 흐름관을 일체로 사출성형된 몸체가 긴밀하게 감싸주고 있어 물의 누수가 발생되지 않도록 한 상태에서 사용하므로 누수에 의한 물의 낭비와 이로 인한 경제적 손실을 사전에 예방할 수 있도록 하는 수전금구가 개발되고 있다.

이와 같이 개발된 종래의 수전금구는 대한민국 등록특허공보 제10-0523355호에 개시되어 있고, 이를 도 1에 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수전금구(4)는 작동레버(14)의 상,하 회전으로 수량을 제어하고, 좌,우 회전으로 물의 온도를 조절하도록 구성되어 있다.

이때, 통상적으로 상기 작동레버(14)를 상방향으로 회전시키면 물이 나오고, 하방향으로 회전시키면 닫히는 것이 일반적이다.

그리고, 상기 작동레버(14)를 좌측으로 회전시키면 온수모드이고, 우측으로 회전시키면 냉수모드인 것이 일반적이다.

따라서, 수전금구(4)의 작동레버(14)를 중앙이나 온수 쪽에 위치시킨 상태에서 작동레버(14)를 상방향으로 회전시켜 온(ON)시키면, 보일러가 가동되면서 물이 가열되어 온수가 형성되고, 이 온수는 배관을 통해 수전금구(4)에 설치된 수도꼭지나 샤워기를 통해 토출된다.

한편, 전술한 수전금구(4)를 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0064932호를 참조하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 종래의 수전금구를 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 종래의 수전금구용 카트리지를 도시한 사시도이며, 도 4는 종래의 수전금구용 카트리지를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 종래의 수전금구용 카트리지를 나타내는 종단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수전금구(4)는 보일러로부터 인출된 냉.온수 배관에 연통되게 연결되는 몸체(4a)가 구성된다.

상기 몸체(4a)의 상부 내측에는 카트리지(60)가 삽입되어 내장되고, 상기 카트리지(60) 상부의 몸체(4a)에는 카트리지(60)를 작동시키는 작동레버(14)가 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 카트리지(60)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(61)과, 이 하우징(61)에 수용되는 막대형상의 유로전환부(63), 이동판(65), 및 베이스(66)로 구성되어 있다.

상기 하우징(61)의 상면에는 돌출된 중공의 돌출부(62)가 형성되고, 상기 돌출부(62)에는 유로전환부(63)가 돌출부(62)를 관통하여 수평회전이 자유롭도록 설치된다.

이렇게 설치된 유로전환부(63)는 돌출부(62)를 관통한 그 상단부가 작동레버(14)와 상대회전 불가하게 결합된다(도 1 참조).

그리고, 상기 유로전환부(63)의 하부에는 덮개(64)가 설치되는 바, 상기 덮개(64)의 중앙부에는 유로전환부(63)의 하단부가 전후 힌지운동은 가능하나 평면회전은 불가하게 결합된다.

또한, 상기 덮개(64)의 하부에는, 조절구멍(65a)이 천공되어 있는 이동판(65)이 설치되고, 상기 이동판(65)의 하부에는 베이스(66)가 설치되며, 상기 베이스(66)에는 온수공급공(67)과 냉수공급공(68) 및 배수공(69)이 각각 형성된다.

도 5를 참조하여 그 작용에 관해서 설명한다.

먼저, 작동레버(14)를 상하로 회전시키면, 유로전환부(63)의 하단부가 유로전환부(63)의 중심을 회전축으로 좌우 회전하게 된다.

따라서, 유로전환부(63)의 하단부가 그 중앙부에 끼워진 덮개(64)가 유로전환부(63)와 함께 좌우로 이동하게 된다.

그리고, 덮개(64)의 이동으로 인해 덮개(64)의 하부에 설치된 이동판(65)도 덮개(64)와 같이 좌우로 이동하게 된다.

따라서, 이동판(65)의 조절구멍(65a) 중 하나가 베이스(66)의 냉.온수공급공(67)(68)과 일치되어 물이 공급되고, 이때 나머지 하나의 조절구멍(65a)은 베이스(66)의 배수공(69)과 불일치된 상태가 된다.

한편, 상방향으로 회전된 작동레버(14)를 하방향으로 역회전시키면, 유로전환부(63)와 덮개(64) 및 이동판(65)이 전술한 반대방향으로 이동되고, 그로 인해 베이스(66)의 냉.온수공급공(67)(68)과 일치되어 있던 이동판(65)의 조절구멍(65a)이 어긋나 불일치되면서 물의 공급이 차단된다.

이러한 수전금구를 이용한 온수공급장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 상수도원의 물이 공급되는 상수도관(50)과, 상기 상수도관(50)과 연결되는 보일러(80)와, 상기 보일러(80)와 연결되어 보일러(80)에서 가열된 온수가 유동하며 상기 수전금구(4)와 연결되는 온수관(70)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 보일러(80)에는 펌프(81)가 구성된다.

이러한 온수공급장치는, 상수도관(50)의 냉수가 펌프(81)에 의해 압송되어 보일러(80)에서 가열되어 온수관(70)을 통해 수전금구(4)로 공급된다.

그러나, 이와 같은 온수공급은, 냉수를 온수로 가열하기 위한 보일러(80)의 예열시간이 상당히 소요되므로 인해 보일러(80)의 예열까지는 많은 양의 냉수가 그대로 방수되어 버려지는 단점이 있었다.

따라서, 이러한 점을 감안하여 수전금구(4)의 일측에 온수 저장탱크를 설치하여 온수를 바로 사용할 수 있도록 한 온수공급장치가 개발되었고, 그 대표적인 예가 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0076036호에 개시되어 있으며, 이를 도 7 및 도 8에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 보일러(80)의 온수관(70)에 수도꼭지(4')가 있는 수전금구(4)가 설치되어 있으며, 수전금구(4)에는 하측으로 연결관(11)을 이용하여 온수 절수기(1)가 연결되어 있다.

온수 절수기(1)에는 하측에서 샤워 호스(5')를 이용하여 샤워기(5)가 연결되어 있어서 샤워기(5)에는 선택된 온도를 유지하는 온수와 냉수가 공급되도록 하는 것이다.

온수 절수기(1)는 연결관(11)이 연결되는 입구(12)가 형성되어 있으며, 그 안쪽으로 수온에 따라서 입수구(15)와 공급로(2)를 개폐시키는 밸브(13)를 갖는 온수 분류수단(10)이 구성된다.

상기 밸브(13)는 중앙에 바이메탈 스프링이 설치되어 있어서 수온에 따라서 수축되거나 이완되도록 하면서 입수구(15)와 공급로(2)를 선택적으로 개폐시키도록 하며, 상측으로 작동레버(14)가 돌출되어 수도꼭지(4')의 상측에 위치할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 온수 분류수단(10)은 입구(12)에 수온이 낮은 온수가 입수되면 입수구(15)를 개방시켜 입수 파이프(16)를 통하여 저장탱크(3)에 공급되도록 하며, 입구 (12)로 공급되는 온수의 수온이 일정한 온도 이상 되면 밸브(13)가 하강되어 공급로(2)를 개방시키도록 하는 것이다.

상기 입수구(15)에는 입수 파이프(16)가 연결되어 저장탱크(3)에 수온이 낮은 온수가 채워져 보관되도록 하는 것이다.

상기 입구(12)와 입수구(15)의 사이에는 잔류수 흡입수단(20)이 설치되어 있으며, 잔류수 흡입수단(20)은 하측이 공급로(2)와 연결되며 상측이 입구(12)와 입수구(15)의 사이에 위치하는 휀(21)과 스크류(22)가 설치되어 있으며, 샤워 호스(5')와 공급로(2)에 남아 있는 낮은 수온의 온수를 입수구(15) 방향으로 역류시키도록 하는 것이다.

공급로(2)는 하측에서 출구(6)와 연결되고, 출구(6)에는 샤워 호스(5')가 샤워기(5)와 연결되어 있다.

저장탱크(3)에는 배수 파이프(34)가 공급로(2)의 중간부분에 이어지도록 하며, 배수 파이프(34)의 선단에는 역류 방지구(33)를 설치하여 공급로(2)에서 온수가 배수 파이프(34)에 역류되지 않도록 한다.

역류 방지구(33)와 공급로(2)에는 스크류(32)가 설치되며, 스크류(32)의 선단에는 공급로(2)의 중앙에 휀(31)이 위치하며, 전방의 캡(35)에 지지되어 휀(31)과 스크류(32)가 공급로(2)에 공급되는 온수를 통하여 회전되도록 하는 것이다.

상기 온수 분류수단(10)의 상측에는 억지 개방수단(40)이 설치되며, 억지 개방수단(40)은 작동레버(14)가 관통되는 개방밸브(41)가 설치되어 있으며, 개방밸브(41)에는 저장탱크(3)와 호스(42)로 연결되어 있어서 저장탱크(3)에 물이 채워지면 호스(42)를 통하여 개방밸브(41)를 하강시키도록 구성하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 욕조에 물을 사용하는 경우에는 수전금구(4)를 이용하여 냉·온수를 공급받아 사용하는 것이며, 샤워기(5)를 이용하여 온수를 사용하는 경우에는 수전금구(4)를 이용하여 온수의 온도를 설정하여 개방시키게 된다.

수전금구(4)에서 온수의 온도를 설정하여 개방시키면 수전금구(4)의 후방에 있는 배관 라인에 대기중인 온수가 공급되면서 연결관(11)을 통하여 온수 절수기(1)에 공급된다.

온수 절수기(1)에 공급된 온수가 낮은 온도를 유지하는 경우에는 온수 분류수단(10)을 통하여 저장탱크(3)에 공급되고, 공급로(2)와 샤워 호스(5')에 남아 있는 낮은 온도의 온수도 잔류수 흡입수단(20)을 통하여 저장탱크(3)에 공급되며, 일정한 온도 이상을 유지하는 경우에는 출구(6)를 통하여 샤워기(5)에 공급되는 것이다.

이때 온수 분류수단(10)은 입구(12)로 공급되는 온수가 도 8과 같은 상태에서 온수의 수온이 낮은 경우에는 밸브(13)가 입수구(15)를 개방시키고 있어서 입수 파이프(16)를 통하여 저장탱크(3)에 공급되는 것이다.

상기 온수 분류수단(10)이 작동되는 경우에는 입구(12)를 통하여 유입되는 온수가 입수구(15)로 공급되므로 수압에 의하여 휀(21)이 회전되면서 스크류(22)가 동시에 회전되어 공급로(2)와 샤워 호스(5')에 잔류된 낮은 수온의 온수가 입수구(15)로 흡입되어 지는 것이다.

이때 공급로(2)와 샤워 호스(5')에 잔류된 낮은 수온의 온수가 모두 흡입되어지면 내부에는 공기만 남아 있는 상태를 유지하게 된다.

상기 온수 분류수단(10)과 잔류수 흡입수단(20)을 통하여 입수 파이프(16)로 저장탱크(3)에 입수되고, 입수된 온수가 저장탱크(3)에 채워지게 되면 호스(42)의 수위를 넘어설 때 저장탱크(3)에 흡입되는 물은 호스(42)를 통하여 억지 개방수단(40)으로 밸브(13)를 하강시켜 입수구(15)를 차단시키게 된다.

또한 억지 개방수단(40)의 개방밸브(41)를 강제로 작동시켜 밸브(13)가 입수구(15)를 차단시키도록 하는 것이다.

밸브(13)가 입수구(15)를 차단시키면 공급로(2)가 개방되면서 온수는 밸브(13)를 통하여 공급로(2)에 이동되면서 출구(6)를 통하여 샤워 호스(5')에서 샤워기(5)로 공급되는 것이다.

샤워기(5)로 공급되는 온수는 사용자가 선택된 수온을 유지하는 것이므로 곧바로 온수를 사용하여 샤워를 할 수 있는 것이다.

상기 저장탱크(3)에는 일반적으로 3ℓ정도의 낮은 수온을 유지하는 온수가 공급되어 저장된다.

여기서 공급로(2)를 통하여 공급되는 온수의 유속으로 휀(31)을 회전시키게 되며, 휀(31)과 연결된 스크류(32)가 회전되면서 스크류(32)와 휀(31)의 회전력을 통하여 저장탱크(3)에 저장된 낮은 수온의 온수가 배수 파이프(34)를 통하여 공급로(2)에 약간씩 공급되는 것이다.

이때 저장탱크(3)에 저장된 온수는 차가운 물의 상태가 아니라 온수가 시간 이 경과함에 따라서 약간 낮은 수온을 유지하는 미지근한 상태이므로 탱크수 공급수단(30)을 통하여 약간씩 공급로(2)에 공급되는 경우에는 온수의 온도에 별 차이를 주지 않게 되므로 사용에는 아무런 지장을 주지 않게 된다.

또한 저장탱크(3)에 저장된 낮은 수온의 온수가 스크류(32)를 통하여 공급로(2)에 공급될 때 역류 방지구(33)는 공급로(2)의 온수가 배수 파이프(34)로 역류되는 것을 방지하는 것이다.

저장탱크(3)에 남아있는 낮은 수온의 온수가 탱크수 공급수단(30)을 통하여 모두 공급된 후에는 입구(12)를 통하여 공급되는 온수만 공급되는 것이다.

상기 온수 절수기(1)는 수전금구(4)의 하측에 설치될 수 있으나, 배관라인과 수전금구(4)의 사이에 설치하는 것도 가능하다.

본 발명의 온수 절수기(1)를 이용하여 한 가정에서 1일에 10ℓ정도의 온수를 절감할 수 있었으며, 온수화 되는 에너지의 10％를 절감하는 작용이 제공됨을 확인할 수 있었다.

한편 본 발명은 공급로(2)로 흐르게 된 높은 온도의 온수에 의해 온수 분류수단(10)의 밸브(13) 중앙에 위치한 바이메탈 스프링이 이완하면서 작동레버(14)를 수도꼭지(4')의 개방 높이보다 높게 올려주므로 일시적으로 온수를 사용하지 않다가 다시 사용할 시에는 온수 배관에는 이미 기존의 높은 온도의 온수가 채워져 있기 때문에 다시 불필요하게 입수구(15)를 개방시켜 온수가 저장탱크(3)로 유입되는 것을 방지하는 것이다.

샤워기(5)를 사용한 후 시간이 지나면서 온수가 다시 차가워지기 때문에 다 시 바이메탈이 수축되면서 작동레버(14)를 내려주게 되며, 다음에 수도꼭지(4')의 작동시에 수도꼭지(4')와 함께 작동레버(14)가 곧바로 올라가는 것이 가능하도록 한다.

즉, 온수 분류수단(10)의 밸브(13)에 바이메탈 스프링을 사용하여 저장탱크(3)에 만수가 된 후 온수에 의해 이완되어 작동레버(14)를 상승시켜서 수도꼭지(4')를 재 작동시에도 영향을 받지 않게 되며, 온수가 차가워지면 작동레버(14)가 바이메탈에 의하여 내려가서 수도꼭지(4')를 따라서 다시 상승하게 된다.

또한 찬물을 사용하는 경우에는 수도꼭지(4')를 중앙에서 오른쪽으로 회전시켜 사용하기 때문에, 밸브(13)가 입수구(15)를 막은 상태를 유지하고 수도꼭지(4')가 작동레버(14)를 작동시킬 수 없으므로 찬물의 사용시에는 온수 분류수단(10)이 작동하지 않으므로 불필요하게 찬물이 저장탱크(3)쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 온수공급장치는, 수전금구(4)의 일측에 별도의 온수 저장탱크(3)를 설치하여야 하므로 저장탱크(3)의 크기 및 부피만큼의 설치공간이 요구되는 단점이 있다.

그리고, 온수 절수기(1)의 유로가 매우 복잡하게 형성되어, 이의 가공 및 제작에 많은 어려움이 있다는 단점이 있다.

따라서, 최근에는 이러한 점을 감안하여, 설치공간의 제약이 없고 구조도 간단하여 실생활에 바로 적용가능한 온수공급장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온수의 사용시 온수관내의 물의 온도가 일정온도 이하이면 수전금구의 수도꼭지나 샤워기로 물이 토출되지 않고 보일러에서 물이 일정온도 이상으로 가열될 때까지 바이패스시켜 순환시킨 후 토출되게 함으로써, 설치공간의 제약이 없으며 구조도 간단한 절수형 온수공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절수형 온수공급장치는, 상수도관에 연결되고 물을 압송하는 펌프를 갖는 보일러와, 상기 보일러에 연결된 온수관과, 상기 온수관에 연결된 수전금구를 갖는 온수공급장치에 있어서, 상기 온수관에는 물의 온도에 따라 온수관의 관로를 개폐시키는 서모스탯밸브를 설치하고, 상기 서모스탯밸브 후단의 온수관과 상수도관을 연결하는 바이패스관을 설치한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 바이패스관에는 물을 상수도관측으로 압송시키는 보조펌프가 설치된다.

그리고, 상기 수전금구에는 온수모드를 감지하는 센서가 설치되고, 상기 센 서의 감지신호에 따라 펌프의 작동을 제어하는 제어부가 구성된다.

또한, 상기 서모스탯밸브는 설정온도 즉 30℃ 이상의 온도에서 개방되게 설정된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 절수형 온수공급장치를 도시한 구성도이다.

본 발명의 절수형 온수공급장치는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상수도가 공급되는 상수도관(50)과, 상기 상수도관(50)에 연결되고 물을 압송 및 순환시키는 펌프(81)를 갖는 보일러(80)와, 상기 보일러(80)에 연결된 온수관(70)과, 상기 온수관(70)에 연결되어 온수를 공급하는 수전금구(4)로 이루어진다.

상기 수전금구(4)에는 물이 토출되는 수도꼭지(4')가 설치되어 있고, 샤워기(5)를 별도로 연결하여 사용할 수도 있다.

또한, 상기 수전금구(4)에는 좌,우로 회전되면서 냉.온수의 사용모드를 선택할 수 있는 작동레버(14)가 설치되고, 이 작동레버(14)를 상,하로 회전시킴과 따라 수전금구(4)가 개폐된다.

상기와 같이 형성된 수전금구(4)와 인접한 온수관(70)의 일측에는 물의 온도 에 따라 온수관(70)의 관로를 개폐시키는 서모스탯밸브(100)가 설치되고, 이 서모스탯밸브(100)는 설정온도 즉 30℃ 이상의 온도에서 개방되게 설정된다.

한편, 상기와 같은 서모스탯밸브(100)의 개방온도는, 사람들이 통상적으로 따뜻하다고 느끼는 온수의 최저온도로 설정된 것이나, 이에 국한되지 않고 사람들의 다양한 개성에 따라 다양한 온도에서 개방될 수 있도록 설계될 수 있다.

그리고, 상기 서모스탯밸브(100) 후단의 온수관(70)과 보일러(80) 후단의 상수도관(50)을 연결하는 바이패스관(200)이 설치되고, 상기 바이패스관(200)에는 바이패스된 물을 상수도관(50)측으로 압송시키는 보조펌프(300)가 설치된다.

상기 보조펌프(300)는 바이패스관(200)의 압력이 증가하면 후술하는 제어부(500)에 의해 강제 구동되게 설정된다.

또한, 상기 수전금구(4)에는 도 10에 도시된 바와 같이, 작동레버(14)의 회전에 의한 온수모드를 감지하는 센서(400)가 설치되고, 상기 센서(400)의 감지신호에 따라 펌프(81)(300)의 작동을 제어하는 제어부(500)가 구성된다.

여기서, 상기 센서(400)는 검출조건을 만족할 수 있는 수단이면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 본 실시예에서는 수전금구(4)에 발광부가, 회전되는 작동레버(14)에는 수광부가 설치된 광센서를 그 일례로 들었으나, 작동레버(14)의 회전에 따라 스위칭되는 리미트스위치로 구성할 수도 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 절수형 온수공급장치는, 온수의 사용시, 온수관(70)에 연결된 수전금구(4)의 작동레버(14)를 온수모드로 회전시키면서 개방시킨다.

이때, 온수관(70)에 저장되어 있던 물이 30℃ 이하의 냉수라면, 서모스탯밸브(100)가 닫혀 있기 때문에, 수전금구(4)가 개방되어도 배수되지 않고 바이패스관(200)을 통해 모두 바이패스된다.

한편, 작동레버(14)의 회전에 의해 수전금구(4)에 설치된 센서(400)가 온수모드를 감지하게 되면, 그에 대응한 감지신호를 제어부(500)로 출력하고, 제어부(500)는 보일러(80)의 펌프(81)와 보조펌프(300) 모두를 강제 구동시키게 된다.

그러면, 상수도관(50)의 물은 보일러(80)의 펌프(81)에 의해서 온수관(70)으로 압송되고, 닫힌 서모스탯밸브(100)에 의해 다시 바이패스관(200)으로 바이패스되며, 바이패스된 물은 보조펌프(300)에 의해서 상수도관(50)으로 재차 순환되면서 온수관(70), 바이패스관(200), 상수도관(50)이 이루는 폐관로를 따라 계속해서 순환하게 된다.

이와 같이 순환되는 물에 의해 관로의 압력이 떨어지면, 보일러(80)가 작동되어 순환되는 물이 보일러(80)를 지나면서 계속적으로 가열되고, 가열된 물이 30℃ 이상의 온도로 상승되면, 온수관(70)에 설치된 서모스탯밸브(100)가 개방되어 온수를 개방된 수전금구(4)의 수도꼭지(4')나 샤워기(5)를 통해 공급한다.

따라서, 온수의 사용시 폐관로를 순환하는 물을 가열하므로 인해 물이 신속히 가열됨으로써 에너지원 낭비를 방지할 수 있게 된다.

한편, 수전금구(4)의 개방시 온수관(70)에 저장되어 있던 물이 30℃ 이상의 온수이면, 수전금구(4)의 개방 이전에 서모스탯밸브(100)가 미리 개방된 상태이기 때문에, 수전금구(4)의 수도꼭지(4')나 샤워기(5)를 통해 신속하게 공급된다.

그리고, 이와 같은 상태에서는 온수를 사용한 지 얼마 안돼서 재차 온수를 사용하는 경우로서, 보일러(80)가 신속하게 예열되므로 인해 온수관(70)에 저장된 온수의 소진 이전에 상수도관(50)을 통해 보일러(80)로 새로이 공급된 물이 신속하게 가열됨으로써 지속적인 온수의 공급이 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 절수형 온수공급장치에 의하면, 온수의 사용시 온수관에 저장된 물이 일정온도 이하이면 수전금구의 수도꼭지나 샤워기로 물이 토출되지 않고 보일러에서 물이 일정온도 이상으로 가열될 때까지 바이패스시켜 순환시킴으로써 물의 가열로 인한 에너지의 낭비도 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 상수도관에 연결되고 물을 압송하는 펌프를 갖는 보일러와, 상기 보일러에 연결된 온수관과, 상기 온수관에 연결된 수전금구를 갖는 온수공급장치에 있어서,

   상기 온수관에는 물의 온도에 따라 온수관의 관로를 개폐시키는 서모스탯밸브를 설치하고, 상기 서모스탯밸브 후단의 온수관과 상수도관을 연결하는 바이패스관을 설치한 것을 특징으로 하는 절수형 온수공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스관에는 물을 상수도관측으로 압송시키는 보조펌프가 설치된 것을 특징으로 하는 절수형 온수공급장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수전금구에는 온수모드를 감지하는 센서가 설치되고, 상기 센서의 감지신호에 따라 펌프의 작동을 제어하는 제어부가 구성된 것을 특징으로 하는 절수형 온수공급장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 서모스탯밸브는 설정온도에서 개방되게 설정된 것을 특징으로 하는 절수형 온수공급장치.
5. 상수도관에 연결되고 물을 압송하는 펌프를 갖는 보일러와, 상기 보일러에 연결된 온수관과, 상기 온수관에 연결된 수전금구를 갖는 온수공급장치에 있어서,

   상기 온수관에는 물의 온도에 따라 온수관의 관로를 개폐시키는 서모스탯밸브를 설치하고, 상기 서모스탯밸브 후단의 온수관과 상수도관을 연결하는 바이패스관을 설치하며,

   상기 바이패스관에는 물을 상수도관측으로 압송시키는 보조펌프가 설치되고,

   상기 수전금구에는 온수모드를 감지하는 센서가 설치되고, 상기 센서의 감지신호에 따라 펌프의 작동을 제어하는 제어부가 구성되며,

   상기 서모스탯밸브는 설정온도에서 개방되게 설정된 것을 특징으로 하는 절수형 온수공급장치.

Images