KR100930420B1

KR100930420B1 - 양변기의 배수제어장치

Info

Publication number: KR100930420B1
Application number: KR1020080057591A
Authority: KR
Inventors: 서찬복
Original assignee: 서찬복
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-08

Abstract

본 발명은 양변기의 배수제어장치에 관한 것으로, 사용자의 동작에 의해 압축공기와 흡입공기를 발생하는 공기 액튜에이터와; 양변기의 저수탱크 바닥면에 형성된 배수구멍 입구에 설치되어, 상기 공기 액튜에이터에서 발생하는 압축 공기를 전달받아 저수탱크의 배수구멍을 온오프하면서 물의 배출을 제어하는 배수 제어기로 이루어지고; 상기 배수 제어기는 저수탱크의 밑바닥에 형성된 배수통로에 결합되고 중앙에 배수구멍이 형성된 고정구와; 상기 고정구의 배수구멍을 개폐하면서 측벽에 공기가 유입되어 물의 부력을 받게 하는 공간부와, 물을 담아 가압하는 수압실 및, 중심부에 형성된 내부 구멍을 갖춘 배수구멍 개폐구; 상기 배수구멍 개폐구가 상하 이동할 수 있게 설치되고 하단 원주면에 저수탱크의 물이 배출될 때 통과하게 하는 다수개의 드레인홀을 갖춤과 더불어, 상단에 공기 액튜에이터와 연결되는 공기 출입구를 구비하고서, 상기 고정구의 배수구멍 입구에 결합되는 케이스 및; 상기 케이스와 개폐구의 내부를 상하로 가로질러 설치된 상태에서 상기 케이스의 중앙에 고정되어, 개폐구의 상하 이동을 안내함과 더불어 저수탱크에 공급되는 잉여수를 배출하는 잉여수 배출관으로 이루어진다. 이러한 본 발명의 양변기의 배수제어장치는 공기의 힘과 물의 압력 및 부력 만에 의해 작동하게 함으로써, 부품의 작동을 위한 스프링 등과 같은 작동 부품 및 별도의 동력 전달부품이 필요하지 않아 부품의 개수가 적고 구조가 간단하며, 저수탱크 내에 간편하게 설치하여 사용할 수 있는 한편, 자동과 수동으로 사용할 수 있는 등의 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

양변기, 자동급수장치, 공기 액튜에이터, 배수 제어기

Description

양변기의 배수제어장치{An apparatus for controlling the water draining in the chamber pot}

본 발명은 양변기의 저수탱크 내에 설치되어 저수탱크에 충전된 물의 배수를 제어하는 배수제어장치에 관한 것으로, 특히 공기의 힘과 물의 압력 및 부력 만에 의해 작동하게 하여 구조가 간단하고 동작이 정확하게 이루어질 수 있게 함과 더불어, 필요에 따라 자동 또는 수동으로 선택하여 작동시킬 수 있게 한 양변기의 배수제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 양변기는 사용자가 걸터앉을 수 있는 시이트를 구비하고 있으면서, 저수탱크에 소정량의 물을 저장하고 있다가 용변을 본 후 저장된 물을 배출시킴으로써 오물을 함께 배출시키도록 되어 있다.

이러한 양변기에는 저수탱크의 한쪽에 배수 레버를 설치하여, 사용자가 용변을 본 후에는 배수 레버를 수동으로 작동시킴으로써 저수탱크의 내부에 설치된 배수장치가 개방작동되어 저수탱크의 물이 배수구를 통하여 배출되게 되어 있기 때문 에, 배수 레버를 작동시키기 않으면 오물이 내려가지 않는 불편함이 있다.

이러한 기존의 일반적인 배수장치는 오로지 수동으로만 작동하도록 되어 있었다. 따라서, 어린아이나 몸이 불편한 사람 등이 용변을 본 후 배수 레버를 작동시키지 않으면 용변이 배출되지 않아 화장실이나 집안에 냄새가 나는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하여 용변을 본 후에 자동으로 저수탱크의 물이 배출되게 한 장치가 대한민국 특허공고 제1995-15656호로 알려진 것이 있고, 이러한 장치 이외에도 다수개의 장치가 알려져 있다.

그런데 이러한 종래의 양변기 자동배수장치는 대개 기존의 일반적인 양변기를 사용할 수 없고, 새로운 구조의 양변기를 요구하는 구성으로 되어 있기 때문에, 이들 장치를 양변기에 설치하기 위해서는 양변기 몸체 또는 저수탱크 등에 새로운 설치구멍을 뚫어 사용하거나 새로운 구조의 양변기를 사용해야 하는 문제점이 있었다.

이와 같이, 양변기의 구조를 다른 형태로 바꾸거나 기존의 양변기에 별도의 다른 설치구멍을 뚫는다는 것은 설비 등의 문제로 인하여 여러 가지 불합리한 면이 있기 때문에 실제 현장에서는 사용이 어렵다는 문제가 있어 실용화되지 못하고 있다.

따라서, 기존의 일반적인 양변기에 상기 발명에 따른 자동급수장치를 설치할 수가 없어, 상기 발명의 자동급수장치를 설치하고자 하는 경우에는 거의 반드시 별도의 새로운 양변기가 마련되어야 한다는 문제가 있는 것이다.

이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위해, 본 발명의 출원인이 특허 출원 제2004-27912호와 실용신안등록 출원 제2004-10395호 및 실용신안등록출원 제2004-26492호로 다수건의 "양변기의 급수장치"를 제안한 바가 있다.

상기 선 출원된 양변기의 급수장치는 기본적으로 기존의 양변기 구조를 그대로 이용할 수 있으면서 설치도 간단하게 이루어질 수 있게 한 것으로서, 양변기의 몸체에 시이트를 설치할 때 사용하는 설치 볼트구멍과, 양변기의 몸체에 저수탱크를 고정할 때 사용하는 고정 볼트구멍을 이용하도록 되어 있다.

따라서, 상기 발명 및 고안들에 따른 장치는 간단하게 설치할 수가 있으면서, 기존의 일반적인 양변기 구조를 바꾸지 않고서도 그대로 사용할 수가 있도록 되어 있는 점에서 유익한 장치라 할 수 있다.

그런데 먼저 발명된 상기의 장치들은 시이트의 동작이 저수탱크 속의 배수마개를 들어올려 개방시키는 작동부에 정확하게 전달시키는 과정에서 다소 문제가 있었다.

또한, 본 출원인의 선 고안된 관련 장치들은 변기의 시이트가 상하로 많이 이동되어야 저수탱크의 내부에서 배수마개가 제대로 작동되게 되어 있으므로, 시이트에 설치된 상하이동기구의 작동거리가 커야 하기 때문에 시이트의 뒤쪽이 평상시에 많이 들려져 있다는 불편함이 있었다.

한편, 본 출원인의 다른 선 출원으로서 특허 제10-2006-97509호로 제안한 양변기의 자동급수장치가 있는바, 상기 선출원에 따른 발명의 장치는 시이트에 앉았다가 일어설 때 압축공기 발생기에서 압축공기가 발생하고, 이 압축공기에 의해 저 수탱크의 내부로 유입되는 물의 흐름을 제어하는 개폐작동기를 개폐작동시키게 되어 있다.

그런데 상기한 바의 발명에 따른 장치는 시이트에서 일어날 때 압축공기 발생기에서 압축공기가 발생하게 하기 위해, 사용자가 시이트에서 일어날 때 발생하는 흡착력을 이용해 압축공기를 발생하게 하기 위한 별도의 변환수단이 필요하였다.

즉, 공기의 흐름을 반대방향으로 바꾸어 흡착력을 압착력으로 바꾸어 주기 위한 별도의 변환수단이 필요하고, 이러한 변환수단 때문에 공기 발생기의 부피가 커진다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 발명에 따른 장치는 시이트에 사용자가 않거나 시이트에서 일어설 때 발생하는 힘을 직접 전달받아 작동하게 하기 위해, 상기 압축공기 발생기가 반드시 시이트에 직접 장착되거나 시이트에서 힘을 직접 전달받게 되어 있기 때문에, 부피가 큰 공기 액튜에이터를 시이트에 장착하면 시이트의 뒤쪽이 너무 높이 들리게 되어 시이트의 설치상태가 부자연스러울 뿐만 아니라 사용상의 불편함이 있고, 작동 상에서 문제가 발생하기 쉽다는 단점이 있어 실제 현장에 적용시키기가 곤란하였다.

한편, 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 본 발명의 출원인이 선출원한 10-2008-33968호의 양변기 자동급수장치를 개발 출원하였는바, 상기 발명에 따른 장치도 아주 효과적으로 작동되기는 하지만, 상기 발명의 장치는 시이트의 작동상태에 따라 발생하는 압축공기의 힘을 이용하여 물의 흐름을 제어하고, 물의 힘에 의해 실린더 저수탱크의 배수마개를 온오프시켜 주게 되어 있기 때문에, 압축공기를 제어하기 위한 수단과 물의 흐름을 제어하는 수단이 각각 필요하게 되고, 물의 흐름을 제어하는 수단에 별도의 물을 공급해 주어야 하므로, 그 설치 구조가 복잡하고 장치의 작동 제어가 간단하지 않은 등의 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 기존의 양변기 배수제어장치에 따른 문제점을 해결하여, 고장이 적고 간단한 구조로 이루어지면서 공기의 힘과 물의 힘 및 부력만으로 작동할 수 있게 하여, 양변기의 저수탱크 내에 간편하게 설치할 수 있고, 수동은 물론 자동으로도 사용할 있게 하여 간편하게 양변기의 배수작동이 이루어지게 한 양변기의 배수제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양변기의 배수제어장치는, 사용자에 의해 압축공기와 흡입공기를 발생하는 공기 액튜에이터와; 양변기의 저수탱크 바닥면에 형성된 배수구멍 입구에 설치되어, 상기 공기 액튜에이터에서 발생하는 압축 공기를 전달받아 저수탱크의 배수구멍을 온오프하면서 물의 배출을 제어하는 배수 제어기로 이루어진다.

그리고 상기 공기 액튜에이터는 변기시이트의 아래쪽에 설치된 다수개의 수 축튜브 또는 압착기와 수축튜브 등으로 이루어진다.

한편, 상기 배수 제어기는 저수탱크의 밑바닥에 형성된 배수통로에 결합되고 중앙에 배수구멍이 형성된 고정구와; 상기 고정구의 배수구멍을 개폐하면서 측벽에 공기가 유입되어 물의 부력을 받게 하는 공간부와, 물을 담아 가압하는 수압실 및, 중심부에 형성된 내부 구멍을 갖춘 배수구멍 개폐구; 상기 배수구멍 개폐구가 상하 이동할 수 있게 설치되고 하단 원주면에 저수탱크의 물이 배출될 때 통과하게 하는 다수개의 드레인홀을 갖춤과 더불어, 상단에 공기 액튜에이터와 연결되는 공기 출입구를 구비하고서, 상기 고정구의 배수구멍 입구에 결합되는 케이스 및; 상기 케이스와 개폐구의 내부를 상하로 가로질러 설치된 상태에서 상기 케이스의 중앙에 고정되어, 개폐구의 상하 이동을 안내함과 더불어 저수탱크에 공급되는 잉여수를 배출하는 잉여수 배출관으로 이루어진다.

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그리고 상기 잉여수 배출관의 선단에 마련된 걸림턱에 걸려져 개폐구의 내부 구멍을 개폐하는 제1개폐링과, 상기 개폐구의 하단에 끼워져 지지링에 의해 결합되면서 수압에 의해 배수구멍의 입구턱에 선택적으로 밀착되어 배수구멍의 입구를 개폐하는 제2개폐링을 부차 설치하여 사용할 수가 있다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 변기 사용자에 의해 작동하는 공기 액튜에이터와, 상기 공기 액튜에이터에 의해 작동하는 상기 배수 제어기로 이루어지면서, 특히 상기 배수 제어기가 공기 액튜에이터에서 발생하는 압축 공기를 직접 그대로 전달받아 작동하게 되어 있으므로, 구조가 간단하고 배수 제어기를 효과적으로 작동시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 물의 압력과 공기의 압력을 적절하게 조절하여 배수 및 저수 작동을 제어하게 되어 있으므로, 부품의 작동을 위한 스프링이나 기타 다른 동력발생 수단이 필요하지 않아 구조를 간단하게 할 수 있는 한편, 저수탱크의 내부에 간편하게 설치하여 사용할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 발명에 따른 장치가 설치된 변기의 시이트와 저수탱크의 내부를 나타내 보이는 개략적 단면도이고, 도면 2는 본 발명에 따른 장치의 배수 제어기에 대한 분해 사시도이며, 도면 3은 본 발명에 따른 장치에 사용되는 개폐구의 구체적인 단면도이다.

이들 도면에 도시하여 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 변기 시이트(1)등에 설치되어 압축공기를 발생하는 공기 액튜에이터(2)와, 변기의 저수탱크(3) 내부에 설치되어 저수탱크(3)의 하단에 구비된 배수 통로(4)를 개폐하는 배수 제어기(5)로 이루어진다.

상기 공기 액튜에이터(2)는 배수 제어기(5)를 작동시키기 위한 압축공기 및 흡입공기를 발생할 수 있는 기구이면 어떠한 것이라도 상관이 없는데, 가장 일반적 인 것이 도면 5에 도시하여 나타낸 바와 같이 변기 시이트(1)에 설치하여 사용자가 변기 시이트(1)에 앉고 일어설 때 자동적으로 압축공기 및 흡입공기가 발생하게 되어 있다.

상기 도면 5에 도시한 바와 같이 변기 시이트(1)에 장착한 공기 액튜에이터(2)는 변기 시이트(1)의 양쪽에 설치된 다수개의 수축튜브(21)와, 상기 수축튜브(21)에 연결된 연결관(22) 및, 상기 수축튜브(21)에서 발생한 공기의 압축력과 흡입력을 배수 제어기(5)로 전달하는 압력관(23)으로 이루어져, 상기 공기 액튜에이터(2)에서 발생하는 압축력과 흡입력에 의해 배수 제어기(5)를 작동시키게 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이 변기 시이트(1)에 장착한 구조 이외에도 도면 1에 도시한 바와 같이 사용자가 발을 사용하여 밟거나 손으로 수축튜브(24)를 압착시켜 압축 공기를 발생하게 하는 압착기(25)를 사용할 수도 있으며, 이러한 압착기(25)는 병렬 연결기(26)를 사용하여 상기 변기 시이트(1)의 압축 공기를 전달하는 압력관(23)에 병렬 연결하여 함께 또는 선택적으로 사용할 수도 있다.

한편, 도면 2 및 도면 4에 도시된 바와 같이, 상기 배수 제어기(5)는 저수탱크(3)의 밑바닥에 형성된 배수통로(4)에 결합되고 중앙에 배수구멍(51)이 형성된 고정구(52)와; 상기 고정구(52)의 배수구멍(51)을 개폐하면서 측벽에 공기가 유입되어 물의 부력을 받게 하는 공간부(53a)와, 물을 담아 가압하는 수압실(53b) 및, 중심부에 형성된 내부 구멍(53c)을 갖춘 배수구멍 개폐구(53); 상기 배수구멍 개폐구(53)가 내부에 삽입 설치되어 개폐구(53)의 상하 작동을 안내하면서, 원주면 하단에 저수탱크(3)의 물이 배출되게 하는 다수개의 드레인홀(54)을 갖춤과 더불어, 상단에 공기 액튜에이터(2)와 연결되는 공기 출입구(55)가 구비되고, 상기 고정구(52)의 배수구멍(51) 입구에 결합하는 케이스(56) 및; 상기 케이스(56)의 중앙에 고정된 상태에서 케이스(56)와 개폐구(53)의 내부를 위쪽에서 가로질러 내려오게 설치되어 개폐구(53)의 상하 이동을 안내함과 더불어 저수탱크(3)에 공급되는 잉여수를 배출하는 잉여수 배출관(57)으로 이루어진다.

그리고 상기 잉여수 배출관(57)의 선단에 마련된 걸림턱(58)에 걸려져 개폐구(53)의 내부 구멍(53c)을 개폐하는 제1개폐링(59)과, 상기 개폐구(53)의 하단에 끼워져 지지링(60)에 의해 결합되면서 수압에 의해 배수구멍(51)의 입구턱(51a)에 선택적으로 밀착되어 배수구멍(51)의 입구(51b)를 개폐하는 제2개폐링(61)을 추가함으로써 작동상의 효과를 더 높일 수 있다.

상기 잉여수 배출관(57)은 파이프 형태로 이루어져 케이스(56)에 수직으로 관통 삽입된 상태에서, 잉여수 배출관(57)과 케이스(56) 사이가 밀봉 상태로 고정부착된다.

그리고, 상기 잉여수 배출관(57)은 케이스(56)의 위쪽으로 높이 설치되어, 저수탱크(3)의 물이 일정 수위 이상으로 유지되게 하고, 잉여수 배출관(57)의 높이 보다 더 많은 물이 저수탱크(3)의 내부로 유입되었을 때는 잉여수 배출관(57)의 상단 구멍(57a)을 통하여 아래쪽으로 배출되게 한다.

한편, 상기 케이스(56)는 윗면에 잉여수 배출관(57)이 삽입 설치되는 설치구멍(56a)이 형성되고, 상기 설치구멍(56a)을 제외한 나머지 부분은 모두 밀폐되고 아래쪽이 개방된 원통형의 형상을 이루고 있으며, 하단에 원주면을 따라 다수개의 드레인홀(54)이 형성되어 있는 한편, 상단에 공기 액튜에이터(2)와 연결되는 공기출입구(55)가 갖추어져 있다.

따라서, 상기 케이스(56)의 하단 원주면에 형성된 다수개의 드레인홀(54)을 통하여 저수탱크(3) 내부의 물이 원활하게 배출될 수 있게 된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 케이스(56)는 하단 내면에 형성된 다수개의 결합턱(56b)이 저수탱크(3)의 배수통로(4)에 설치되는 고정구(52)의 걸림턱(52a)에 걸려져 결합된다.

상기 케이스(56) 속에 설치되는 배수구멍 개폐구(53)는 도면 3에 확대단면도로 도시하여 나타낸 바와 같이, 외벽(53d)과 내벽(53e)을 갖추고 있으며, 상기 외벽(53d)과 내벽(53e)의 상단이 밀폐되고 하단은 개방되어 외벽(53d)과 내벽(53e) 사이에 공간부(53a)를 형성시키게 되어 있다.

그리고, 상기 외벽(53d)과 내벽(53e) 사이에는 보강리브(53f)가 설치되어 내벽(53e)과 외벽(53d) 사이를 받쳐 지지해 주게 되어 있다.

또한, 상기 내벽(53e)의 안쪽에는 아래쪽이 밀폐되고 위쪽에 개방된 돌출벽(53g)이 돌출 설치되어, 돌출벽(53g)과 내벽(53e) 사이에 수압실(53b)을 형성시키게 되어 있다.

상기 내벽(53e)은 외벽(53d) 보다 길이가 더 길어 아래쪽으로 뻗어 내려와 있고, 상기 내벽(53e)의 하단에 지지링(60)이 결합되며, 상기 지지링(60)에 제2개폐링(61)이 걸려져 결합된다.

이러한 본 발명의 배수구멍 개폐구(53)는 도면 4에 도시하여 나타낸 바와 같이, 상기 잉여수 배출관(57)의 하단에 반경방향으로 돌출 설치된 걸림턱(58)에 상기 돌출벽(53g)의 내경보다 더 큰 직경으로 이루어진 제1개폐링(59)을 끼워 설치하고, 상기 제1개폐링(59)에 배수구멍 개폐구(53)의 돌출벽(53g)이 걸려져 지지된다.

상기 제1개폐링(59)과 제2개폐링(61)은 표현 그대로 링의 형태로 이루면서 탄성이 있는 고무 또는 실리콘과 같은 재질을 사용하여 만들어지기 때문에, 제1개폐링(59)을 걸림턱(58)에 설치할 때 제1개폐링(59)을 반경의 바깥쪽으로 잡아당겨 내경을 크게 한 상태에서 잉여수 배출관(57)의 걸림턱(58)에 걸어준 다음 놓으면 탄성 복원되어 본래의 크기로 되돌아 가게 된다.

한편, 상기 개폐구(53)의 하단에 결합되는 지지링(60)은 간단하게 나사 결합시키거나 아니면 억지 끼워 맞춤 상태로 끼워 결합하게 하고, 상기 제2개폐링(61)은 지지링(60)에 미리 걸어 둠으로써, 상기 지지링(60)을 개폐구(53)의 하단에 결합하면 제2개폐링(61)이 개폐구(53)의 하단에 걸려지게 된다.

따라서, 상기 개폐구(53)가 아래로 내려왔을 때, 상기 잉여수 배출관(57)의 걸림턱(58)에 설치된 제1개폐링(59)에 개폐구(53)의 돌출벽(53g)이 밀착되게 함과 더불어, 개폐구(53)의 하단에 설치된 제2개폐링(61)이 배수구멍(51)의 입구턱(51a)에 밀착하여 개폐구(53)의 내부와 외부를 적은 힘으로도 확실하게 막아 수밀상태를 유지하게 한다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 양변기의 배수제어장치는 제일 먼저 저수탱크(3)의 하단에 형성된 배수구멍(4) 속에 고정구(52)를 결합하는데, 상기 고정 구(52)를 배수구멍(4) 속에 끼워 넣은 다음 저수탱크(3)의 바깥에서 패킹링(52b)과 결합너트(52c)를 차례로 결합하여 고정구(52)를 고정하여, 상기 고정구(52)가 저수탱크(3)의 배수구멍(4)에 수밀 상태로 단단하게 결합되게 한다.

그 다음 상기 고정구(52)가 결합된 저수탱크(3)를 변기몸체(81)에 형성된 설치구멍에 끼워넣고 변기몸체(81)의 아래쪽에서 패킹(52d)과 너트(52e)를 사용하여 저수탱크(3)가 움직이지 않게 단단하게 조립한다.

한편, 이와 같이 저수탱크(3)를 변기몸체(81)에 결합하는 과정은 아래에서 설명하는 바와 같이 상기 고정구(52)에 케이스(56)와 개폐구(53)를 먼저 결합시킨 다음 나중에 조립할 수도 있다.

다음 과정으로 상기에서 설명한 바와 같이, 먼저 개폐구(53)를 뒤집은 상태에서 상기 개폐구(53)의 돌출벽(53g) 위에 제1개폐링(59)을 걸쳐 놓은 다음, 상기 지지링(60)에 제2개폐링(61)을 끼워 넣고, 상기 지지링(60)을 개폐구(53)의 하단에 결합한다. 이어 지지링(60)이 결합된 개폐구(53)의 중심에 형성된 구멍(53c)을 케이스(56)의 중앙에 고정된 잉여수 배출관(57)의 바깥으로 끼워 넣으면, 상기 잉여수 배출관(57)의 걸림턱(58)이 탄성적으로 변형되는 제1개폐링(59)을 변형시키면서 타고 넘어들어가서 제1개폐링(59)의 위쪽에 걸려져 결합되게 된다.

따라서, 도면 3에 도시한 바와 같은 개폐구(53)가 도면 4에 도시하여 나타낸 바와 같이 결합된다.

이때 도면 4a에 확대도시하여 나타낸 바와 같이, 상기 배수구멍 개폐구(53)의 외벽(53d)과 케이스(56)의 벽면 사이에 소정의 공간(S)이 형성되게 하여, 이 공간(S)을 통하여 공기와 물이 소통될 수 있게 한다.

물론, 이러한 공간(S)의 형성은 상기 개폐구(53)와 케이스(56)를 사출 성형할 때 미리 그 치수를 조절함으로써, 개폐구(53)를 케이스(56)에 조립하면 자연스럽게 공간(S)이 형성되게 한다.

그 다음, 상기 케이스(56)의 하단 내면에 형성된 결합턱(56b)을 고정구(52)의 걸림턱(52a)에 걸어 결합하면, 배수구멍 개폐구(53)를 내장한 상태에서 케이스(56)가 고정구(52)에 결합된다.

이어, 상기 케이스(56)의 상단에 돌출된 공기출입구(55)에 공기 압력관(23)을 연결하고, 상기 공기 압력관(23)은 공기 액튜에이터(2)와 연결되는데, 이때 상기 공기 압력관(23)은 도면 1에 도시하여 나타낸 바와 같이, 일반적으로 저수탱크(3)를 변기몸체(81)에 결합하기 사용되는 고정볼트(82)의 설치구멍(83)을 통하여 공기 액튜에이터(2)와 연결하고, 저수탱크(3)의 변기 몸체(81)를 고정 체결하기 위한 2개의 고정볼트 설치구멍 중 하나의 설치구멍(83)에는 통상의 고정볼트(82)를 끼워 설치하며, 다른 하나의 설치구멍(83)에는 고정볼트(82) 대신 상기 공기 압력관(23)을 관통삽입할 수 있으면서 저수탱크(83)와 변기 몸체(82)를 체결할 수 있는 체결구(84)를 끼워 설치하는 한편, 상기 체결구(84)를 통하여 공기 압력관(23)을 저수탱크(3)의 바깥으로 인출하여 공기 액튜에이터(2)의 연결관(22)과 연결한다.

상기 체결구(84)는 외부에 나사산이 형성되고, 내부에 공기 압력관(23)을 끼어 설치할 수 있는 구멍이 형성된 구조로 이루어져, 저수탱크(3)를 변기 몸체(81)에 체결하는 고정볼트(8)를 대신하여 끼워 사용함으로써, 공기 압력관(23)을 저수탱크(3)의 내부에서 변기 시이트(1)의 공기 액튜에이터(2)의 연결관(22)과 연결하기 위한 별도의 연결구멍이나 설치구멍 등을 형성시키지 않아도 될 뿐만 아니라, 저수탱크(3)와 변기 몸체(81)를 단단하게 체결시킬 수 있게 한다.

또한, 상기 변기 시이트(1)에 설치되는 공기 액튜에이터(2)의 연결관(22)과 압력관(23)을 연결하는 연결구(11) 역시 내부에 공기가 소통할 수 있게 공기 소통구멍이 형성되고, 상기 변기 시이트(1)를 시이트의 몸체(12)에 결합할 수 있게 한 구조로 이루어지면서, 상기 변기시이트(1)를 시이트 몸체(12)에 고정시키는 체결구멍(13)에 끼워 사용하게 되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 공기 액튜에이터(2)를 변기 시이트(1)에 설치하고, 이 공기 액튜에이터(2)를 저수탱크(3)의 내부에 설치된 배수 제어기(5)와 연결하기 위해 별도의 설치구멍 또는 설치구를 사용하지 않고서도 간단하게 설치하여 사용할 수가 있는 것이다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 변기 시이트(1)에 사람이 앉지 않거나 변기 사용자가 공기 압착기(25)를 압착 작동시키지 않을 때는, 변기 시이트(1)에 장착된 수축튜브(21) 또는 별도의 공기 압착기(25)에 설치된 수축 튜브(24)가 아무런 작동을 하지 않게 되므로, 공기 액튜에이터(2)와 연결된 배수 제어기(5)가 아무런 작동을 하지 않게 된다.

즉, 공기 액튜에이터(2)를 작동시키지 않으면, 저수탱크(3)의 내부에 설치된 케이스(56)와 개수구멍 개폐구(53)에 아무런 동작이 일어나지 않게 된다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같이 저수탱크(3)의 내부에 고정구(52)와 배수구멍 개폐구(53) 및 케이스(56)가 장착된 상태에서 저수탱크(3)의 물이 완전하게 없는 상태일 때는 케이스(56)의 내부에 상하로 이동할 수 있게 장착된 개폐구(53)가 자중에 의해 아래로 내려와서, 개폐구(53)의 내부에 설치된 제1개폐링(59)이 잉여수 배출관(57)의 걸림턱(58)에 밀착되고, 상기 제1개폐링(59)에는 개폐구(53)의 돌출벽(53g)이 밀착되어 수밀상태를 이루는 한편, 개폐구(53)의 하단에 설치된 제2개폐링(61)이 고정구(52)의 입구턱(51a)에 밀착되어 수밀상태를 이루게 된다.

이와 같이 개폐구(53)가 완전하게 고정구(52)의 배수구멍(51)을 차단한 상태에서 물을 주입하면 - 실제로는 물이 주입되면서 동시에 개폐구(53)가 아래로 내려오게 되지만, 개폐구(53)가 배수구멍(51)을 완전하게 차단하지 않은 상태에서 물이 주입되어도 개폐구(53)가 자중(自重)에 의해 아래로 내려가면서 상기한 바와 같은 작동과정으로 고정구(52)의 배수구멍(51)이 자연스럽게 차단되게 된다 - 저수탱크(3)의 바닥면에서부터 채워지는 물이 케이스(56)의 하단 원주면에 형성된 다수개의 드레인홀(54)을 통하여 케이스(56)의 내부로 들어오게 된다.

상기 케이스(56) 속으로 들어온 물은 배수구멍 개폐구(53)의 외벽(53d)과 내벽(53e) 사이의 하단에 형성된 개방부(53h)를 통하여 외벽(53d)과 내벽(53e) 사이의 공간부(53a)의 아래쪽으로 일부 유입됨과 더불어, 케이스(56)의 벽체와 개폐구(53)의 외벽(53d)의 외벽(53d) 사이에 형성된 공간(S)을 통하여 개폐구(53)의 위쪽으로 유입된다.

이때, 상기 개폐구(53)의 공간부(53a) 속으로 유입되는 물은 외벽(53d)과 내 벽(53e)의 상단이 폐쇄되어 있기 때문에 공간부(53a)의 상단 끝까지 올라가지 못하고 공간부(53a)의 중간까지만 올라가게 된다.

따라서, 상기 공간부(53a)의 상단 일부는 공기가 채워진 상태로 남게 되고, 이렇게 공기가 채워진 공간부(53a)는 나중에 설명하는 바와 같이 배수구멍 개폐구(53)가 위쪽으로 떠오르게 하는 부력을 발휘하는 공간으로 작용하게 된다.

한편, 상기 케이스(56)와 개폐구(53) 사이의 공간(S)을 통하여 개폐구(53)의 위쪽으로 유입된 물은 내벽(53e)과 돌출벽(53g) 사이에 형성된 수압실(53b)에 물을 채우고, 계속하여 개폐구(53)의 상단 위쪽까지 물을 채우게 되는데, 이렇게 개폐구(53)의 상단까지 물이 채워지게 되면 상기 개폐구(53)의 외벽(53e)과 케이스(56)의 벽면 사이에 형성되는 공간(S)이 개폐구(53)의 위쪽까지 채워진 물에 의해 막혀지게 되므로, 상기 케이스(55)의 내부에 삽입된 개폐구(53)의 상단에 공기가 채워진 공기 체임버(C)가 만들어지게 된다.

이 공기 체임버(C)는 공기 액튜에이터(2)의 수축튜브(21)와 연결되고, 상기 수축튜브(21)는 폐쇄공간을 이루고 있기 때문에, 상기 공기 체임버(C)는 완전하게 대기와 차단된 밀폐 공간을 이루게 된다.

따라서, 상기 공기 체임버(C)에 채워져 물의 의해 가압되는 공기의 압력과 상기 공간(S)을 통하여 유입되는 물의 압력이 평형을 이루는 선(線)에서 물의 유입이 정지되게 되는데, 이때 상기 공기 체임버(C) 속으로 유입된 물은 도면 4a에 도시하여 나타낸 바와 같이, 공기 체임버(C)의 중간 정도까지 올라오게 된다.

그리고, 상기 개폐구(53)의 위쪽으로 올라와 공기 체임버(C)속으로 유입된 물은 제1개폐링(59)에 의해 차단되어 아래쪽으로 빠져나가지 못하게 되고, 개폐구(53)의 바깥쪽에 위치하는 물은 제2개폐링(61)에 의해 차단되어 아래쪽으로 빠져나가지 못하게 된다.

따라서, 상기 공기 체임버(C)와 공기 압력관(23)을 통하여 연결된 공기 액튜에이터(2)가 작동을 하지 않으면, 도면 4a에 도시하여 나타낸 바와 같이, 상기 개폐구(53)가 배수구멍(51)을 완전하게 차단하고 있는 대기상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 변기 사용자가 변기 시이트(1)에 앉거나 압착기(25)를 작동시키면 수축튜브(21, 24)가 압착되면서, 수축튜브(21, 24)에 의해 압축된 내부 공기가 공기 압력관(23)과 공기 출입구(55)를 통하여 케이스(56)의 내부에 주입된 물에 의해 만들어진 공기 체임버(C)속으로 주입된다.

한편, 상기 공기 체임버(C)는 일정한 크기로 정하여져 있는 것이 아니라, 케이스(56)의 내부에 채워진 물에 의해 그 경계가 정해지게 되므로, 상기 공기 체임버(C) 속에 압축공기가 주입되면, 도면 4b에서 화살표로 도시하여 나타낸 바와 같이, 공기액튜에이터(2)의 수축튜브(21,24)의 압축에 의해 주입된 공기의 일부는 공기 체임버(C)의 아래쪽에 채워져 있는 물의 일부를 케이스(56)의 바깥으로 밀어내 수위가 낮아지게 함과 더불어, 공기의 나머지 일부는 물속에 기포(a)를 발생하게 되고, 이 기포(a)는 케이스(56)의 바깥으로 빠져 저수탱크(3)에 충만되어 있는 물의 상단을 거쳐 대기로 빠져나가게 된다.

따라서, 변기를 사용하기 위해 변기 시이트(1)에 앉거나 사용자가 압착기(25)를 작동시키면, 수축튜브(21,24)가 압축되면서 압축공기가 발생하여 케이스(56) 내부의 공기 체임버(C)에 유입되어 물의 일부를 케이스(56)의 바깥으로 밀 어내 수위가 낮아지게 하지만, 이러한 공기 유입에 의해 상기 케이스(56)와 배수구멍 개폐구(53)는 움직이지 않고 처음의 대기 상태 그대로 유지하게 된다.

즉, 공기 액튜에이터(2)에 의해 발생된 공기가 케이스(56) 속의 공기 체임버(C)속으로 유입될 때는, 유입된 공기에 의해 기포(a)가 발생하면서 케이스(56) 속의 수위가 일부 낮아지기는 하지만 개폐구(53)는 전혀 움직이지 않고 그대로 가만있는 것이다.

그 다음, 변기 사용자가 용변을 보고 변기 시이트(1)에서 일어나거나 상기 압착기(25)를 압착시킨 상태에서 압착력을 해제시키면, 수축되어 있던 수축튜브(21,24)가 자체의 탄성력에 의해 복원 팽창되면서 공기 흡입력을 발생하게 되고, 이러한 수축튜브(21,24)의 흡입력은 압력관(23)을 통해 연결된 공기 체임버(c) 속의 공기를 빨아 당기게 된다.

이렇게 하여 상기 공기 체임버(C)의 공기가 빨려져 나가면, 순간적으로 공기 체임버(c)의 내부 압력이 줄어들게 되므로, 그 압력을 보충하기 위해 상기 공기 체임버(c)를 형성하는 케이스(56) 속에 채워져 있는 물이 순간적으로 공기 체임버(c)의 흡입력에 의해 빨려져 올라가게 된다.

이때, 상기 수축튜브(21)의 흡입력이 충분하게 크면, 상기 공기 체임버(c)의 내부 아래에 대기하고 있던 물이 위쪽으로 빨려져 올라가면서, 도면 4c에 도시하여 나타낸 바와 같이 공기 체임버(c)속의 물이 케이스(56)의 내부 상단까지 끌어 당겨지게 된다.

그리고 상기 수축튜브(21,24)에 의해 발생하는 흡입력을 공기 체임버(C)의 아래쪽에 머무르고 있는 물이 공기 체임버(C)의 상단까지만 흡입할 수 있을 정도만발생하게 함으로써, 공기 체임버(C)의 물이 공기 출입구(55)까지 올라오지 않게 한다.

그러나 상기 수축튜브(21,24)의 흡입력 크기를 정확하게 조절하지 않아도, 수축튜브(21,24)와 압력관(23)이 완전하게 폐쇄되어 기밀상태를 유지하게 되어 있다면, 공기 체임버(C)와 수축튜브(21,24)의 내부가 완전한 하나의 폐쇄공간을 이루기 때문에, 수축튜브(21,24)가 팽창할 때 만약 공기 체임버(C) 속의 물이 일부 압력관(23)속으로 유입된다고 하여도, 수축튜브(21,24)가 다시 수축할 때 압력관(23)속으로 유입된 물이 공기 체임버(C)속으로 배출되면서 이상 없이 상기한 바와 같은 과정의 작동을 일으키게 할 수가 있으므로 큰 문제가 발생하지 않게 된다.

이와 같이 상기 수축튜브(21,24)의 복원 팽창에 의해 발생하는 흡입력으로 인해, 케이스(56)의 아래쪽에 채워진 물이 위쪽으로 쏠리게 되고, 이때 모자라는 물이 도면 4c에서 화살표로 나타난 배와 같이 저수탱크(3)에서부터 케이스(56)와 개폐구(53) 사이의 공간(S)을 통하여 흡입 보충되는데, 이때 개폐구(53) 주변의 물이 부분적으로 상승하면서 상승류가 형성되고, 이와 같이 물이 상승할 때 발생하는 힘에 의해 도면 4c에 도시하여 나타낸 바와 같이 개폐구(53)가 물과 함께 위쪽으로 들어 올려지게 된다.

이렇게 일단 개폐구(3)가 위쪽으로 들어 올려지면, 개폐구(53)의 돌출벽(53g)이 제1개폐링(59)에서 떨어져 수밀상태가 해제되게 된다.

이와 같이 제1개폐링(59)과 개폐구(53)의 돌출벽(53g) 사이의 수밀상태가 해제되면, 케이스(56) 내부에 채워져 개폐구(53)를 누르고 있던 물이 빠져 나가 수압이 줄어들게 되므로, 그 순간 개폐구(53)의 공간부(53a) 속에 채워져 있던 공기의 부력에 의해 개폐구(53)가 빠른 속도로 위쪽으로 떠오르게 된다.

따라서, 저수탱크(3)에 설치된 고정구(52)의 배수구멍(51)을 막고 있던 개폐구(53)가 도면 4d에 도시하여 나타낸 바와 같이 완전하게 위쪽으로 올라가서, 저수탱크(3)에 채워져 있던 물이 케이스(56)의 드레인홀(54)을 통하여 배수구멍(51)으로 쏟아져 내리면서 변기의 오물을 씻어 내리게 된다.

이때, 상기 개폐구(53)의 돌출벽(53g)에 의해 형성되는 수압실(53b)에 채워진 물은 아래로 빠지지 않고 그대로 남아 있는데, 이렇게 수압실(53b)에 남아 있는 물은 개폐구(53)가 다시 원래의 위치로 되돌아 갈 때 아래쪽으로 내리누르는 힘을 발생하는 원천으로 작용하게 된다.

한편, 상기한 바와 같이 물의 상승력과 부력에 의해 위쪽으로 올라갔던 개폐구(53)는 저수탱크(3)의 물이 아래로 빠져 나가면서 물의 수위가 줄어 듦에 따라 상기 개폐구(53)의 공간부(53a)의 아래쪽 일부에 채워져 있던 물도 빠져나가면서 개폐구(53)를 지지하는 부력도 점진적으로 줄어들어, 그 결과 물의 수위에 맞추어 개폐구(53)도 점점 아래로 내려오게 된다.

상기 개폐구(53)가 완전히 아래로 내려와 다시 내부의 돌출벽(53g)이 제1개폐링(59)에 밀착함과 더불어 제2개폐링(61)이 배수통로(51)의 입구턱(51a)에 밀착하게 된다.

상기 개폐구(53)에 장착된 제1개폐링(59)과 제2개폐링(61)이 다시 물의 통로를 완전하게 차단하면, 저수탱크(3)에 설치된 볼탑밸브(101)를 통하여 저수탱크(3)의 내부에 물이 주입되어 채워지면서 상기 개폐구(53)와 케이스(56) 사이의 공간(s)을 통하여 개폐구(53)의 공기 체임버(S)에 물이 채워져 초기 상태로 다시 되돌아가게 된다.

이와 같이 저수탱크(3)에 물이 완전하게 채워지면, 저수탱크(3)에 설치된 볼탑밸브(101)의 부구(102)에 의해 물의 공급이 차단되어 다시 도면 4(a)의 대기상태로 되고, 이러한 대기상태에서 또다시 사용자가 변기 시이트(2)를 사용하거나 압착기(25)를 사용하면 상기한 바와 같은 작동 과정을 반복 되풀이하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 장치는 변기 사용자가 변기 시이트(1)에 앉아 용변을 본 다음 일어서거나, 또는 압착기(25)를 발 또는 손으로 압착시켰다가 놓으면, 변기 시이트(1)에 장착된 수축튜브(21) 또는 압착기(25)에 장착된 수축튜브(24)가 수축되었다가 복원되면서 발생하는 공기 흡입력에 의해 저수탱크(3)의 배수구멍(51)을 막고 있던 개폐구(53)를 위쪽으로 들어올려 저수탱크(3)의 물이 자동으로 배출되게 하고, 저수탱크(3)의 물이 배출된 다음에는 개폐구(53)가 아래로 내려와 배수구멍(51)을 차단하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 양변기의 자동급수장치는 일반인은 물론 어린아이나 몸이 불편한 노약 등도 변기를 사용한 후에 별도의 동작을 취하지 않아도 자동으로 편리하고 간편하게 용변을 씻어 내릴 수가 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 양변기의 자동급수장치는 필요에 따라 수동으로 배수작동이 이루어지게 하기 위한 수단을 구비할 수가 있는바, 본 발명에 따른 장치의 수동수단은 도면 1에서 점선으로 나타내고 도면 6에 단면으로 도시하여 나타낸 바와 같이, 상기 개폐구(53)에 돌출대(91)를 돌출 설치하고, 상기 케이스(56)에 돌출대(91)가 끼워져 상하로 이동할 수 있게 하는 절결홈(92)을 형성시켜, 상기 개폐구(53)의 돌출대(91)가 케이스(56)의 절결홈(92)속에 결합하게 하는 한편, 상기 돌출대(91)에 와이어(93)를 통하여 수동레버(94)를 연결한 구성으로 되어 있다.

이러한 수동작동수단은 필요할 때 상기 수동레버(94)를 작동시키면 와이어(93)와 돌출대(91)를 통하여 개폐구(53)가 강제적으로 위쪽으로 들려져 올라오게 할 수가 있다.

이와 같이 수동레버(94)를 사용하여 개폐구(53)를 강제로 열 때, 일단 수동레버(94)에 의해 개폐구(53)를 약간만 들어올려 주면, 상기에서 설명한 바와 같은 자동작동과정과 같이 개폐구(53)와 제1개폐링(59) 사이의 간격이 벌어지면서 개폐구(53)의 위쪽에 채워져 있던 물이 아래로 배출되게 되므로, 개폐구(53)가 공간부(53a)의 부력에 의해 위쪽으로 들어 올려지면서 저수탱크(3)의 물이 배출되게 한다.

그리고 상기한 바와 같이 수동작동기구를 설치하기 위해, 케이스(56)에 상기 개폐구(53)의 돌출대(91)가 삽입되는 결합홈(92)을 형성시킬 때, 드레인홀(54)을 형성시키기 위한 선단링(54a)에도 동일한 형태의 절결홈을 형성시켜 주어야, 돌출대(91)를 갖춘 개폐구(53)를 케이스(56)에 간단하고 쉽게 결합시킬 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 장치는 변기 사용자가 변기 시이트(1)에 앉거나 압착기(25)를 작동시킴으로써 공기 액튜에이이터(2)에서 압축공기 및 흡입공기가 발생하게 하고, 상기 공기 액튜에이터(2)에서 압축공기와 흡입공기를 전달받아 배수 제어기(5)가 작동하게 하게 되어 있으면서, 상기 배수 제어기(5)가 공기 액튜에이터(2)에서 발생하는 압축공기를 중간에서 변환시키는 등의 별도 장치가 필요하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 물의 압력과 공기의 압력 및 부력을 적절하게 조절하여 배수 및 저수 작동을 제어하게 되어 있으므로, 부품의 작동을 위한 스프링이나 기타 다른 보조 동력발생 수단이 필요하지 않아 구조를 간단하게 할 수 있는 한편, 저수탱크의 내부에 간편하게 설치하여 사용할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 설치된 변기의 시이트와 저수탱크의 내부를 나타내 보이는 개략적 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 장치의 배수 제어기에 대한 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 장치를 구성하는 개폐구의 내부 상세 구조를 나타낸 단면도,

도 4(a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 장치에 장착된 배수 제어기의 작동상태를 순차적으로 나타낸 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 장치에서 공기 액튜에이터의 일예로서 변기시이트에 장착된 구조를 나타낸 변기 시이트의 평면도,

도 6은 본 발명에 다른 장치가 수동으로 작동될 있게 한 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

Claims

사용자에 의해 압축공기와 흡입공기를 발생하는 공기 액튜에이터와; 양변기의 저수탱크 바닥면에 형성된 배수구멍 입구에 설치되어, 상기 공기 액튜에이터에서 발생하는 압축 공기를 전달받아 저수탱크의 배수구멍을 온오프하면서 물의 배출을 제어하는 배수 제어기로 이루어지고;

상기 공기 액튜에이터가 다수개의 수축튜브와 상기 수축튜브에 연결된 연결관으로 이루어지며;

상기 배수 제어기가 저수탱크의 밑바닥에 형성된 배수통로에 결합되고 중앙에 배수구멍이 형성된 고정구와; 상기 고정구의 배수구멍을 개폐하면서 측벽에 공기가 유입되어 물의 부력을 받게 하는 공간부와, 물을 담아 가압하는 수압실 및, 중심부에 형성된 내부 구멍을 갖는 배수구멍 개폐구; 상기 배수구멍 개폐구가 내부에 삽입 설치되어 개폐구의 상하 작동을 안내하면서, 원주면 하단에 저수탱크의 물이 배출되게 하는 다수개의 드레인홀을 갖춤과 더불어, 상단에 공기 액튜에이터와 연결되는 공기 출입구가 구비되고, 상기 고정구의 배수구멍 입구에 결합하는 케이스 및; 상기 케이스의 중앙에 고정된 상태에서 케이스와 개폐구의 내부를 위쪽에서 가로질러 내려오게 설치되어 개폐구의 상하 이동을 안내함과 더불어 저수탱크에 공급되는 잉여수를 배출하는 잉여수 배출관을 포함하여 이루어진 양변기의 배수제어장치
제 1항에 있어서, 상기 잉여수 배출관의 선단에 마련된 걸림턱에 걸려져 개폐구의 내부 구멍을 개폐하는 제1개폐링이 설치되고, 상기 개폐구의 하단에 끼워져 지지링에 의해 결합되면서 수압에 의해 배수구멍의 입구턱에 선택적으로 밀착되어 배수구멍의 입구를 개폐하는 제2개폐링이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 양변기의 배수제어장치
제 1항에 있어서, 상기 잉여수 배출관은 파이프 형태로 이루어지고, 상기 케이스에 수직으로 관통 삽입된 상태에서 잉여수 배출관과 케이스 사이가 밀봉 상태로 고정부착된 것을 특징으로 하는 양변기의 배수제어장치
제 1항에 있어서, 상기 개폐구에 돌출대가 돌출 설치되고, 상기 케이스에 개폐구의 돌출대가 상하 이동할 수 있게 삽입설치되는 절결홈이 형성되어 있으며, 상기 돌출대에 와이어를 통하여 수동레버가 연결된 것을 특징으로 하는 양변기의 배수제어장치