KR101074659B1 - 양변기용 절수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양변기용 절수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 세면에 사용되고 배출되는 폐수를 회수하여 양변기 수세용으로 재활용함으로써 양변기 작동에 소요되는 원수(상수도)를 절약할 수 있는 양변기용 절수 장치에 관한 것이다.본 발명에 따른 양변기용 절수 장치는, 세면대에서 사용된 후 배출되는 폐수를 회수하기 위한 폐수회수관과, 상기 폐수회수관으로부터 회수된 폐수를 저장하는 폐수탱크와, 상기 폐수탱크에 저장된 폐수를 펌핑하는 펌핑수단과, 상기 펌핑수단에 의해 펌핑된 폐수를 양변기의 물탱크로 이송하기 위한 폐수공급관을 포함하되, 상기 펌핑수단은 외부로부터 원수를 공급받고, 상기 원수의 유로를 변경하는 밸브와; 상기 밸브에 의한 원수의 유료 변경에 따라 전진 또는 후진되는 제1피스톤을 포함하는 제1실린더와; 상기 제1실린더의 제1피스톤과 피스톤로드에 의해 연결되어 제1피스톤의 전진 또는 후진시 함께 전진 또는 후진 이동하는 제2피스톤을 포함하며, 상기 폐수탱크 및 양변기 물탱크와 각각 연결되어, 제2피스톤의 전후진시 폐수탱크로부터 폐수가 유입됨과 동시에 양변기 물탱크로 폐수를 펌핑 공급하는 제2실린더를 포함한다.

Description

양변기용 절수 장치{WATER SAVING APPARATUS FOR A TOILET BOWL}

본 발명은 양변기용 절수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 세면대에서 사용되고 배출되는 폐수를 회수하여 양변기 수세용으로 재활용함으로써 양변기 작동에 소요되는 원수(상수도)를 절약할 수 있는 양변기용 절수 장치에 관한 것이다.

일반적으로 양변기는 사용자가 착석한 상태에서 용변을 보기 위한 스툴과, 상기 스툴의 상부 후방측에 구비되어 상기 스툴 내부를 수세하기 위한 물이 저장된 물탱크를 포함한다. 여기서, 상기 물탱크에는 원수관(상수도관)이 연결되고 플로트 밸브에 의해 일정 수량의 원수가 저장된 상태에서, 작동밸브를 누름에 따라 물이 스툴로 배출되면서 수세가 이루어지고 다시 원수관을 통하여 일정 수량의 원수가 채워지도록 구성된다. 이와 같이, 통상적인 종래의 양변기는 스툴의 수세 작업이 100% 원수에 의해 수행되고 있으며, 1회 수세시 약 7 내지 8리터 정도의 다량의 물이 소비되고 있다.

우리나라는 대표적인 물 부족 국가로서, 해마다 물 사용량은 지속적으로 증가되고 있다. 이에, 수자원 절약의 차원에서, 수세식 양변기에서 소비되는 물을 절약하기 위한 방법이 다양하게 제안 및 시도되어 왔다. 가장 간단한 방법으로는 양변기의 물탱크 내부에 벽돌과 같은 중량물을 투입하여 탱크내 물 저장량을 줄이는 방법, 또는 세면대에서 세면 후 배출된 물을 물탱크로 유입시켜 재활용하는 방법 등이 제안되었다.

그런데, 물탱크 내부에 벽돌과 같은 중량물을 투입하는 방법에 따르면, 물의 사용량은 줄어들지 몰라도, 그만큼 수세 압력이 낮아져 용변이 쉽게 배출되지 못하여 스툴 내부 청결상태가 양호하지 못한 문제점이 발생한다.

한편, 도 1 에는 세면대에서 배출된 물을 물탱크로 유입시켜 재활용하는 방법을 제안한 대한민국 등록실용신안 제20-0408147호에 따른 절수형 세면대 양변기 시스템이 도시된다. 위 등록실용신안에 따르면, 세면대에서 한번 사용된 폐수를 양변기에서 재활용한다는 점에서 이론적으로는 절수 효과가 발생한다고 할 수 있다. 그런데, 도 1 에 도시된 바와 같이, 위 등록실용신안에 따르면, 세면대(1)가 양변기의 물탱크(3) 보다 상부에 위치하여 세면대(1)에서 배수된 물이 직접 물탱크(3)로 공급되도록 설계되나, 실제 대부분의 주택에서는 세면대(1)의 배수구 위치가 양변기의 물탱크(3) 높이와 비슷하거나 그 보다 아래에 위치하는 경우가 대부분이어서 실제 적용이 불가능할 뿐만 아니라, 세면대(1)에서 배수된 물이 직접 물탱크(3)에 공급되기 때문에 양변기를 장시간 사용하지 않게 되면 물탱크(3) 내 물이 범람하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

또한, 세면대(1)와 물탱크(3) 사이의 높이차를 극복하기 위해, 상기 세면대의 배수관과 물탱크 사이에 별도의 펌프 장치를 설치하는 방법도 제안된 바 있으나, 펌프 장치의 구동을 위해 모터의 설치 및 전원 공급 등 부수적인 장치와 설비가 추가될 뿐만 아니라 추가적인 전기 소비가 초래되므로 에너지 절약이라는 근본적인 목적에 역행하는 방법이어서 바람직하지 못한 방법이라 할 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 양변기용 절수 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 모터에 의해 구동되는 펌프를 사용하지 않아 별도의 전기 소비 없이 세면대에서 배출되는 폐수를 양변기의 물탱크로 원활하게 공급되도록 하여 수세시 소비되는 원수의 양을 줄일 수 있는 양변기용 절수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치는, 세면대에서 사용된 후 배출되는 폐수를 회수하기 위한 폐수회수관과, 상기 폐수회수관으로부터 회수된 폐수를 저장하는 폐수탱크와, 상기 폐수탱크에 저장된 폐수를 펌핑하는 펌핑수단, 상기 펌핑수단에 의해 펌핑된 폐수를 양변기의 물탱크로 이송하기 위한 폐수공급관을 포함하되, 상기 펌핑수단은, 외부로부터 원수를 공급받고, 상기 원수의 유로를 변경하는 밸브와; 상기 밸브에 의한 원수의 유료 변경에 따라 전진 또는 후진되는 제1피스톤을 포함하는 제1실린더와; 상기 제1실린더의 제1피스톤과 피스톤로드에 의해 연결되어 제1피스톤의 전진 또는 후진시 함께 전진 또는 후진 이동하는 제2피스톤을 포함하며, 상기 폐수탱크 및 양변기 물탱크와 각각 연결되어, 제2피스톤의 전후진시 폐수탱크로부터 폐수가 유입됨과 동시에 양변기 물탱크로 폐수를 펌핑 공급하는 제2실린더를 포함한다.

여기서, 상기 밸브는, 내부에 수용공간이 형성되며, 일측에는 중앙부에 원수를 공급받기 위한 원수공급관이 연결되고 상기 원수공급관의 하측에 폐수탱크와 연결되는 제1폐수관이 연결되며 상기 원수공급관의 상측에 폐수탱크와 연결되는 제2폐수관이 연결되고, 타측에는 원수공급관과 제1폐수관 사이에 상응하는 위치에 상기 제1실린더의 후방측에 연결되는 제1연결관이 연결되고, 상기 원수공급관과 제2폐수관 사이에 상응하는 위치에 상기 제1실린더의 전방측에 연결되는 제2연결관이 연결된 밸브하우징과; 상기 밸브하우징의 길이 방향을 따라 외측으로부터 내측으로 관통 결합되는 밸브로드와; 상기 밸브로드의 외주면에 설치되어 밸브로드의 직선 이동에 따라 일체로 함께 이동되되, 상기 밸브로드의 외주면에 일정 간격 이격 설치되어 상기 밸브하우징 내부를 3개의 구역으로 분할하는 제1디스크 및 제2디스크를 포함한다.

그리고, 상기 밸브로드의 후방한계점에서는 상기 제1디스크가 제1연결관과 제1폐수관 사이에 위치되고, 제2디스크는 제2연결관과 원수공급관 사이에 위치되어 원수공급관과 제1연결관을 연통시킴으로써 원수가 제1실린더의 후방측으로 유입되어 제1실린더의 제1피스톤을 전진시키며, 상기 밸브로드의 전방한계점에서는 상기 제1디스크가 제1연결관과 원수공급관 사이에 위치하고 제2디스크는 제2연결관과 제3폐수관 사이에 위치되어 원수공급관과 제2연결관을 연통시킴으로써 원수가 제1실린더의 전방측으로 유입되어 제1실린더의 제1피스톤을 후진시킨다.

또한, 상기 밸브로드와 피스톤로드는 연결로드에 의해 상호 연결되되, 상기 연결로드는 일단부가 상기 피스톤로드에 고정 결합되고, 타단부는 고리 형상으로 구성되어 상기 밸브로드 외주면에 끼워진 상태로 슬라이딩 가능하게 구성되며, 상기 밸브로드의 상부에는 상기 연결로드의 고리 형상 부분이 걸려 지지되는 상부걸림턱이 구비되고, 상기 상부걸림턱의 하측에는 상기 연결로드의 고리 형상 부분이 걸려 지지되는 하부걸림턱이 상기 상부걸림턱과 일정 간격 이격된 위치에 구비된다.

그리고, 상기 제2실린더의 전방측에는 폐수탱크와 연결되는 제3폐수관과 양변기의 물탱크와 연결되어 폐수를 물탱크에 공급하는 제1폐수공급관이 연결되고, 상기 제2실린더의 후방측에는 폐수탱크와 연결되는 제4폐수관과 상기 양변기의 물탱크와 연결되어 폐수를 물탱크에 공급하는 제2폐수공급관이 연결되되, 상기 제3폐수관에는 폐수탱크의 폐수가 제2실린더 내부로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되고, 제1폐수공급관에는 제2실린더내 폐수가 양변기 물탱크로 공급되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되고, 제4폐수관에는 폐수탱크내 폐수가 제2실린더내로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되고, 제2폐수공급관에는 제2실린더 내부의 폐수가 양변기 물탱크로 공급되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 원수의 공급 압력에 의해 작동하는 실린더를 이용하여 세면대로부터 배출되는 폐수를 일시 저장 후 펌핑하여 양변기의 물탱크로 원활하게 공급하고, 이에 따라, 별도의 전기 소비 없이 양변기의 수세시 소비되는 원수의 양을 획기적으로 줄일 수 있다.

도 1 종래 기술에 따른 절수형 세면대 양변기 시스템의 개략도,
도 2 는 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치의 개략도,
도 3 은 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치 중 펌핑수단의 내부 구성 및 상기 펌핑수단과 양변기 물탱크와의 연결 관계가 도시된 평면도,
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치의 동작 상태도이다.

이하, 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치의 구성 및 작용에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치는, 폐수회수관(10), 폐수탱크(30), 펌핑수단(100), 폐수공급관(144)을 포함한다.

상기 폐수회수관(10)은 세면대(1)에서 사용하고 배출되는 폐수를 회수하기 위한 관체로서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 세면기 하부 중앙의 배수구(1a)에 연결된 배수관으로부터 분기 연결되거나, 상기 세면기의 배수구(1a)에 직접 연결된 관체인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폐수회수관(10)에는 세면기로부터 배출되는 폐수내 부유물질을 제거하기 위한 필터(12)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 필터(12)의 구조에는 특별한 제한이 없으나, 상기 폐수회수관(10)을 좌우 양분하여 구성하고, 상기 좌우 양분된 폐수회수관(10) 사이에 별도의 관체를 연결하고 상기 관체 내부에 필터(12)를 장착함으로써, 상기 폐수회수관(10)으로부터 분리 가능하게 구성되도록 하여 필터(12)의 교체 및 청소가 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 폐수탱크(30)는 폐수회수관(10)을 통하여 회수된 세면 폐수를 일시 저장하는 탱크로서, 세면대와 양변기 사이의 빈 공간 바닥에 설치되고 일측에서 상기 폐수회수관(10)과 연결되어 폐수를 공급받을 수 있도록 구성된다.

상기 펌핑수단(100)은 외부로부터 원수(상수도)를 공급받고, 상기 원수의 공급 압력에 의해 상기 폐수탱크(30)에 저장된 폐수를 양변기의 물탱크(3)로 펌핑하여 공급하기 위한 수단으로서, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 폐수탱크(30)의 상부에 설치되는 것이 바람직하며, 원수공급관(110), 밸브(120), 제1실린더(130), 제2실린더(140), 피스톤로드(160), 연결로드(150)를 포함한다.

상기 원수공급관(110)은 화장실 내에 공급되는 메인 상수도관에 연결되어 원수를 공급받는 관체로서, 양변기의 물탱크(3)에 공급되는 원수용 앵글밸브에 직접 연결되는 것이 바람직하다.

상기 밸브(120)는 원수 및 폐수의 유로를 변경하여 후술하는 제1피스톤(131) 및 제2피스톤(141)의 전진 및 후진을 제어하는 것으로, 밸브하우징(122), 제1폐수관(122a), 제2폐수관(122b), 밸브로드(124), 제1연결관(122c), 제2연결관(122d), 제1디스크(126), 제2디스크(128), 연결로드(150), 전방걸림턱(124a) 및 후방걸림턱(124b)을 포함한다.

상기 밸브하우징(122)은 내부에 물(원수와 폐수 포함) 및 후술하는 밸브로드(124)와 제1디스크(126) 및 제2디스크(128)를 수용할 수 있도록 수용공간이 형성된다.

상기 밸브하우징(122)의 중앙 일측에는 상기한 원수공급관(110)이 연결되고, 상기 원수공급관(110)의 하측에는 제1폐수관(122a)이 연결되며, 상기 원수공급관(110)의 상측에는 제2폐수관(122b)이 연결된다. 상기 원수공급관(110)으로는 원수가 지속적인 수압을 형성하고 있으며, 양변기 사용으로 양변기 물탱크(3)의 수위가 내려가면 자동적으로 작동을 시작하여 후술하는 제1피스톤(131)과 제2피스톤(141)을 전진 또는 후진시킨다. 상기 제1폐수관(122a) 및 제2폐수관(122b)은 하부의 폐수탱크(30)와 연결되어 후술하는 제1실린더(130) 작동에 사용된 물이 폐수탱크(30)로 유출되도록 구성된다.

그리고, 상기 밸브하우징(122)의 타측에는 원수공급관(110)과 제1폐수관(122a) 사이에 제1연결관(122c)이 연결되고, 상기 원수공급관(110)과 제2폐수관(122b) 사이에는 제2연결관(122d)이 연결된다. 상기 제1연결관(122c)은 후술하는 제1실린더(130)의 제1피스톤(131)을 기준으로 후방측에 연결되고, 상기 제2연결관(122d)은 후술하는 제1실린더(130)의 제1피스톤(131)을 기준으로 전방측에 연결된다.

그리고, 상기 밸브하우징(122)의 길이 방향을 따라서는 외측으로부터 내측으로 실린더의 피스톤로드(160)와 같은 봉형상의 밸브로드(124)가 관통 결합되며, 상기 밸브로드(124)의 외주면에는 상기 밸브하우징(122) 내부를 3개의 구역으로 분할하는 제1디스크(126)와 제2디스크(128)가 설치되되, 상기 제1디스크(126)와 제2디스크(128)는 상기 밸브로드(124)의 직선 이동에 따라 일체로 함께 직선 이동된다.

여기서, 상기 밸브로드(124)의 후방한계점에서는 상기 제1디스크(126)가 제1연결관(122c)과 제1폐수관(122a) 사이에 위치되고, 이와 동시에 상기 제2디스크(128)는 제2연결관(122d)과 원수공급관(110) 사이에 위치되도록, 상기 밸브로드(124)의 전방한계점에서는 상기 제1디스크(126)가 제1연결관(122c)과 원수공급관(110) 사이에 위치하고, 제2디스크(128)는 제2연결관(122d)과 제2폐수관(122b) 사이에 위치하도록 구성된다. 이러한 밸브로드(124)의 위치에 따른 제1디스크(126) 및 제2디스크(128)의 작동 관계는 후술하기로 한다.

한편, 상기 밸브로드(124)의 전방측 노출부 외주면에는 전방걸림턱(124a)과 후방걸림턱(124b)이 소정 간격 이격되어 돌출 형성된다. 상기 전방걸림턱(124a)과 후방걸림턱(124b)은 후술하는 연결로드(150)가 걸려 지지되는 부분으로 원형 또는 사각형 등 다각 형상으로 구성될 수 있다.

상기 제1실린더(130)는 상기 밸브(120)에 의한 원수 또는 폐수의 유로 변경에 따라 내부에 위치된 제1피스톤(131)이 전진 또는 후진하도록 구성되고, 상기 제1피스톤(131)의 전방측에는 피스톤로드(160)가 결합된다. 여기서, 상기 제1실린더(130)에는 제1피스톤(131)을 기준으로 후방측에 제1연결관(122c)이 연결되고 전방측에는 제2연결관(122d)이 연결된다. 이에 따라, 밸브(120)로부터 제1연결관(122c)을 통하여 물이 유입되면 제1실린더(130)의 제1피스톤(131)이 전방측으로 이동하고, 제2연결관(122d)을 통하여 물이 유입되면 수압에 의해서 제1피스톤(131)이 후방측으로 이동하게 된다.

한편, 상기 밸브(120)의 밸브로드(124)와 제1실린더(130)의 피스톤로드(160)는 연결로드(150)에 의해 상호 연결되어 연동되도록 구성된다. 상기 연결로드(150)는 양측이 환형 고리 형상으로 구성되어, 일측 환형 고리 형상부는 상기 피스톤로드(160)의 외주면에 끼워진 후 무두볼트등에 의해 고정되고, 타측 환형 고리 형상부는 밸브로드(124)의 외주면, 보다 구체적으로는 상기 후방걸림턱(124b)과 전방걸림턱(124a) 사이에 삽입되어 하부걸림턱과 상부걸림턱 사이에서 슬라이딩 이동가능하게 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 통하여, 상기 제1실린더(130)의 피스톤로드(160)가 전방측으로 이동하면 연결로드(150)가 함께 전방측으로 이동하되 연결로드(150)의 타측 환형 고리 부분은 상기 밸브로드(124)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하여 밸브로드(124)는 잠시 동안 이동하지 않다가 피스톤로드(160)가 계속적으로 전진하여 연결로드(150)의 환형 고리 부분이 전방걸림턱(124a)에 걸리게 되면 연결로드(150)가 상기 밸브로드(124)를 끌고 전방한계점까지 이동하여 밸브(120)의 유로가 변경되며, 피스톤로드(160)가 후방측으로 이동하면 연결로드(150)가 함께 후방측으로 이동하되 연결로드(150)의 타측 환형 고리 부분은 상기 밸브로드(124)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하여 밸브로드(124)는 잠시 동안 이동하지 않다가 피스톤로드(160)가 계속적으로 후진하여 연결로드(150)의 환형 고리 부분이 후방걸림턱(124b)에 걸리게 되면 연결로드(150)가 상기 밸브로드(124)를 끌고 후방한계점까지 이동하여 밸브(120)의 유로가 재차 변경된다.

여기서, 밸브로드(124)의 후방한계점은 상기 후방걸림턱(124b)이 밸브하우징(122)의 전면에 걸려 후방으로 더 이상 움직이지 못하는 위치로 결정되고, 전방한계점은 밸브하우징(122) 내벽이나 밸브로드(124)의 외주면에 별도의 스토퍼(미도시)를 돌출 형성하여 상기 제1디스크(126)나 제2디스크(128) 또는 밸브로드(124)가 전방으로 더 이상 움직이지 못하는 위치로 결정되거나, 또는 상기 연결로드(150)가 후술하는 제2실린더(140)의 후면에 걸려 더 이상 움직이지 못하는 위치로 결정될 수 있다.

상기 제2실린더(140)는 제1실린더(130)의 작동에 따라 폐수탱크(30)로부터 폐수를 공급받아 양변기의 물탱크(3)에 폐수를 펌핑 공급하는 것으로, 통상적인 실린더 구성을 가지며 내부에는 제2피스톤(141)이 구비되며, 상기 제2피스톤(141)의 후방측에는 상기 피스톤로드(160)가 연결되어 제1실린더(130)의 제1피스톤(131)과 연동되도록 구성된다. 여기서, 상기 제1피스톤(131)과 제2피스톤(141)이 연동되도록 상호 연결하는 피스톤로드(160)는 일체로 구성될 수도 있고 상호 분리가능하게 구성될 수도 있다. 피스톤로드(160)를 분리가능하게 구성하는 경우, 한쪽은 숫나사 다른 한쪽은 암나사를 형성하여 나사결합에 의해 상호 결합 및 분리가능하게 구성할 수 있다.

그리고, 상기 제2피스톤(141)을 기준으로 상기 제2실린더(140)의 전방측에는 폐수탱크(30)와 연결되는 제3폐수관(142)과 양변기의 물탱크(3)와 연결되어 폐수를 물탱크(3)에 공급하는 제1폐수공급관(144)이 연결되고, 상기 제2실린더(140)의 후방측에는 폐수탱크(30)와 연결되는 제4폐수관(146)과 상기 양변기의 물탱크(3)와 연결되어 폐수가 물탱크(3)로 공급되는 제2폐수공급관(148)이 연결된다. 상기 제1폐수공급관(144)과 제2폐수공급관(148)은 단부에서 서로 연결되어 양변기 물탱크(3)의 일측에 연결된다. 여기서, 상기 제1폐수공급관(144)에는 폐수내 부유물질을 걸러내기 위한 필터(144b)가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2폐수공급관(148)에도 폐수내 부유물질을 걸러내기 위한 필터가 구비될 수 있고, 상기 제1폐수공급관(144)과 제2폐수공급관(148)이 만나 양변기 물탱크(3) 일측에 연결되는 단일관체에 필터가 구비될 수도 있다.

한편, 상기 제3폐수관(142)에는 폐수탱크(30)의 폐수가 제2실린더(140) 내부로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브(142a)가 구비되고, 제1폐수공급관(144)에는 제2실린더(140)내 폐수가 양변기 물탱크(3)로 공급되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브(144a)가 구비되고, 제4폐수관(146)에는 폐수탱크(30)내 폐수가 제2실린더(140) 내부로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브(146a)가 구비되고, 제2폐공급관(148)에는 제2실린더(140) 내부의 폐수가 양변기 물탱크(3)로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브(148a)가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 양변기의 물탱크(3) 용량은 대체로 7 내지 8리터이며, 상기 제2실린더(140)의 용량은 1 내지 2 리터, 상기 제1실린더(130)의 용량은 0.5 내지 1 리터인 것이 바람직하다. 단, 원수(상수도)의 압력에 따라 제1실린더(130)와 제2실린더(140)의 크기를 조절할 수 있으며, 제1실린더(130)와 제2실린더(140)의 용량차가 클수록 폐수 사용량이 늘어난다.

지금까지, 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치의 구성에 대하여 살펴보았는 바, 이하, 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치의 작동 관계를 첨부된 도 4a 내지 도 4c 를 참조로 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 밸브로드(124)가 후방한계점에 위치된 경우부터 설명하면, 최초 제1디스크(126)는 제1연결관(122c)과 제1폐수관(122a) 사이에 위치되며, 제2디스크(128)는 제2연결관(122d)과 원수공급관(110) 사이에 위치됨에 따라, 밸브하우징(122) 내부에서 상기 원수공급관(110)과 제1연결관(122c)이 연통되고, 제2폐수관(122b)과 제2연결관(122d)이 연통된 상태에 있게 된다. 이에 따라, 원수가 밸브하우징(122) 내 제1디스크(126)와 제2디스크(128) 사이로 유입되고, 다시 제1연결관(122c)을 통하여 제1실린더(130)의 후방측에 유입된다. 이 때, 상기 밸브(120)의 제2디스크(128) 전방측과 제1실린더(130)의 전방측 및 제2실린더(140)에는 공기가 차 있는 상태이며, 양변기 물탱크(3)에는 물이 채워져 전체적으로 평형을 이루고 있으며, 별도의 외부 조건 변화가 없는 이상 현 상태를 유지하게 된다.

현 상태에서 양변기 사용자가 양변기의 작동밸브를 눌러 물탱크(3)의 물을 소비하게 되면, 물탱크(3) 내 밸브가 열리게 되어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2실린더(140)내 폐수가 제1폐수공급관(144)을 통하여 물탱크(3)로 공급된다. 이에 따라, 제2실린더(140) 전방측의 압력이 낮아지게 되므로 피스톤로드(160)는 전진하게 된다. 원수공급관(110)을 통하여 공급되는 물은 피스톤로드(160)가 전진함에 따라 밸브하우징(122) 내로부터 제1연결관(122c)을 통하여 제1실린더(130)의 후방측으로 더 많이 유입되어 제2피스톤(141)을 가압하고, 제2피스톤(141)의 가압에 따라 피스톤로드(160)가 더욱 전진하여 제2실린더(140)내 폐수를 계속 양변기 물탱크(3)로 공급하게 된다. 이 때, 상기 연결로드(150)는 피스톤로드(160)와 함께 전진하지만 밸브로드(124)와는 고리 결합되어 슬라이딩 이동함에 따라 제1디스크(126) 및 제2디스크(128)의 이동은 없다. 그리고, 이와 동시에 상기 제1실린더(130)의 전방측에 수용되어 있던 공기 또는 폐수(최초에는 공기, 1회 펌핑후에는 폐수)는 제2연결관(122d)과 밸브하우징(122) 전방측 및 제2폐수관(122b)을 통하여 폐수탱크(30)로 배출된다. 또한, 상기 제2피스톤(141)이 전진됨에 따라 상기 제2실린더(140)의 후방측에 연결된 제4폐수관(146)에는 흡입력이 발생하여 폐수탱크(30)로부터 제2실린더(140) 후방측 내부로 폐수가 유입된다.

이와 같이, 제2실린더(140)내 폐수는 원수의 압력에 의해 별도의 모터 구동에 의한 펌프 없이도 양변기 물탱크(3)로 원활하게 공급가능하게 된다.

한편, 피스톤로드(160)가 계속 전진하여, 연결로드(150)의 환형 고리 부분이 밸브로드(124)의 전방걸림턱(124a)에 걸리게 되면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 연결로드(150)의 환형 고리 부분이 전방걸림턱(124a)을 전방측으로 밀어 밸브로드(124)가 전진하게 된다. 이와 같이 밸브로드(124)가 전진하게 되면, 제1디스크(126)가 제1연결관(122c)과 원수공급관(110) 사이에 위치되어 제1폐수관(122a)과 제1연결관(122c) 및 제1실린더(130) 후방측이 상호 연통된다. 그리고, 제2디스크(128)는 제2연결관(122d)과 제2폐수관(128) 사이에 위치되어 제1실린더(130)의 전방측과 원수공급관(110)이 연통된다. 그리고, 원수공급관(110)을 통하여 밸브하우징(122)내로 유입된 원수가 제2연결관(122d)을 통하여 제1실린더(130)의 전방측으로 유입되어 제1피스톤(131)이 후방측으로 가압되고 피스톤로드(160)가 다시 후진하게 된다. 이에 따라, 제1실린더(130) 후방측에 수용되어 있던 원수는 제1연결관(122c)과 밸브하우징(122) 후방측을 경유하여 제1폐수관(122a)을 통해 폐수탱크(30)로 배출된다. 그리고, 피스톤로드(160)의 후진에 따라 제2실린더(140)의 전방측의 압력이 낮아지므로 제3폐수관(142)을 통하여 폐수탱크(30)로부터 제2실린더(140) 전방측으로 폐수가 유입된다.

이와 같이 피스톤로드(160)가 계속 후진하면, 제2실린더(140) 전방측으로는 폐수가 계속 유입되고, 제2실린더(140)의 후방측 내부의 폐수는 가압되어 제2폐수공급관(148)을 통해 양변기 물탱크(3)로 물이 펌핑되어 공급된다. 그리고, 상기 피스톤로드(160)에 연결된 연결로드(150)도 함께 후진하며, 연결로드(150)의 환형 고리부는 밸브로드(124) 외주면을 따라 슬라이딩하여 후진한다. 그러다가 연결로드(150)의 환형 고리부가 후방걸림턱(124b)에 걸리게 되면, 연결로드(150)가 후방걸림턱(124b)을 밀어 밸브로드(124)가 계속 후진하여 다시 도 4a와 같은 최초 상태로 복귀한다. 이러한 동작을 반복적으로 수행함에 따라, 폐수탱크(30)내 폐수가 제2실린더(140)를 통하여 양변기 물탱크(3)로 반복하여 공급될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 별도의 전기 모터에 의해 구동되는 펌프가 필요없이 폐수의 펌핑 공급이 가능하게 되며, 양변기 물탱크(3)에 공급되어 양변기 수세에 사용되는 물은 모두 폐수가 사용되고 원수는 제1실린더(130)를 작동시키는데만 소량 사용되므로 원수 소비량의 절감 효과를 가져올 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양변기용 절수 장치는 현재 가정에 설치되어 있는 세면대 및 양변기를 어떠한 변형이나 개조를 하지 않고 즉시 설치할 수 있고, 설치 공간 또한 세면대 하부 공간으로 욕실 사용에 전혀 지장을 주지 않는다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 미친다 할 것이다.

1 : 세면대 1a : 배수구
2 : 스툴 3 : 물탱크
10 : 폐수회수관 12 : 필터
30 : 폐수탱크 100 : 펌핑수단
110 : 원수공급관 120 : 밸브
122 : 밸브하우징 122a : 제1폐수관
122b : 제2폐수관 122c : 제1연결관
122d : 제2연결관 124 : 밸브로드
124a : 전방걸림턱 124b : 후방걸림턱
126 : 제1디스크 128 : 제2디스크
130 : 제1실린더 131 : 제1피스톤
140 : 제2실린더 141 : 제2피스톤
142 : 제3폐수관 142a : 체크밸브
144 : 제1폐수공급관 144a : 체크밸브
144b : 필터 146 : 제4폐수관
146a : 체크밸브 148 : 제2폐수공급관
148a : 체크밸브 150 : 피스톤로드
160 : 연결로드

Claims (5)

1. 세면대에서 사용된 후 배출되는 폐수를 회수하기 위한 폐수회수관과, 상기 폐수회수관으로부터 회수된 폐수를 저장하는 폐수탱크와, 상기 폐수탱크에 저장된 폐수를 펌핑하는 펌핑수단과, 상기 펌핑수단에 의해 펌핑된 폐수를 양변기의 물탱크로 이송하기 위한 폐수공급관을 포함하되,
   상기 펌핑수단은,
   외부로부터 원수를 공급받고, 상기 원수의 유로를 변경하는 밸브와;
   상기 밸브에 의한 원수의 유료 변경에 따라 전진 또는 후진되는 제1피스톤을 포함하는 제1실린더와;
   상기 제1실린더의 제1피스톤과 피스톤로드에 의해 연결되어 제1피스톤의 전진 또는 후진시 함께 전진 또는 후진 이동하는 제2피스톤을 포함하며, 상기 폐수탱크 및 양변기 물탱크와 각각 연결되어, 제2피스톤의 전후진시 폐수탱크로부터 폐수가 유입됨과 동시에 양변기 물탱크로 폐수를 펌핑 공급하는 제2실린더를 포함하는 양변기용 절수 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브는,
   내부에 수용공간이 형성되며, 일측에는 중앙부에 원수를 공급받기 위한 원수공급관이 연결되고 상기 원수공급관의 하측에 폐수탱크와 연결되는 제1폐수관이 연결되며 상기 원수공급관의 상측에 폐수탱크와 연결되는 제2폐수관이 연결되고, 타측에는 원수공급관과 제1폐수관 사이에 상응하는 위치에 상기 제1실린더의 후방측에 연결되는 제1연결관이 연결되고, 상기 원수공급관과 제2폐수관 사이에 상응하는 위치에 상기 제1실린더의 전방측에 연결되는 제2연결관이 연결된 밸브하우징과; 상기 밸브하우징의 길이 방향을 따라 외측으로부터 내측으로 관통 결합되는 밸브로드와; 상기 밸브로드의 외주면에 설치되어 밸브로드의 직선 이동에 따라 일체로 함께 이동되되, 상기 밸브로드의 외주면에 일정 간격 이격 설치되어 상기 밸브하우징 내부를 3개의 구역으로 분할하는 제1디스크 및 제2디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 양변기용 절수 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 밸브로드의 후방한계점에서는 상기 제1디스크가 제1연결관과 제1폐수관 사이에 위치되고, 제2디스크는 제2연결관과 원수공급관 사이에 위치되어 원수공급관과 제1연결관을 연통시킴으로써 원수가 제1실린더의 후방측으로 유입되어 제1실린더의 제1피스톤을 전진시키며, 상기 밸브로드의 전방한계점에서는 상기 제1디스크가 제1연결관과 원수공급관 사이에 위치하고 제2디스크는 제2연결관과 제3폐수관 사이에 위치되어 원수공급관과 제2연결관을 연통시킴으로써 원수가 제1실린더의 전방측으로 유입되어 제1실린더의 제1피스톤을 후진시키는 것을 특징으로 하는 양변기용 절수 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 밸브로드와 피스톤로드는 연결로드에 의해 상호 연결되되, 상기 연결로드는 일단부가 상기 피스톤로드에 고정 결합되고, 타단부는 고리 형상으로 구성되어 상기 밸브로드 외주면에 끼워진 상태로 슬라이딩 가능하게 구성되며, 상기 밸브로드의 상부에는 상기 연결로드의 고리 형상 부분이 걸려 지지되는 상부걸림턱이 구비되고, 상기 상부걸림턱의 하측에는 상기 연결로드의 고리 형상 부분이 걸려 지지되는 하부걸림턱이 상기 상부걸림턱과 일정 간격 이격된 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 양변기용 절수 장치.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제2실린더의 전방측에는 폐수탱크와 연결되는 제3폐수관과 양변기의 물탱크와 연결되어 폐수를 물탱크에 공급하는 제1폐수공급관이 연결되고, 상기 제2실린더의 후방측에는 폐수탱크와 연결되는 제4폐수관과 상기 양변기의 물탱크와 연결되어 폐수를 물탱크에 공급하는 제2폐수공급관이 연결되되, 상기 제1폐수공급관과 제2폐수공급관은 단부에서 서로 연결되어 양변기 물탱크의 일측에 연결되고, 상기 제3폐수관에는 폐수탱크의 폐수가 제2실린더 내부로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되고, 제1폐수공급관에는 제2실린더내 폐수가 양변기 물탱크로 공급되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되고, 제4폐수관에는 폐수탱크내 폐수가 제2실린더내로 유입되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되고, 제2폐수공급관에는 제2실린더 내부의 폐수가 양변기 물탱크로 공급되는 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 양변기용 절수 장치.

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