KR101098547B1 - 액체시계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체시계에 관한 것으로, 액체의 배출구조를 개선하여 액체의 배출량 및 배출시간을 효과적으로 줄일 수 있도록 함에 따라, 기존에 비해 체크가능 시간을 늘릴 수 있어 제품성이 향상될 수 있는 기술에 관한 것이다.
또한 액체의 배출구조와 공기의 배출구조를 개선하여 기존에 비해 전체 제품의 전체 크기를 소형화 할 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

액체시계{LIQUID TIMER}

본 발명은 수압과 기압 차이를 이용해 시계기능을 할 수 있는 물시계에 관한 것이다.

일반적으로 목욕탕 같이 습기가 많아 기계 또는 전자식 시계의 부식이 우려되는 곳에서는 시계대용으로 모래시계를 사용하는데, 이 외에도 장식용으로도 많이 사용된다.

최근에는 이러한 모래시계 대신에 물을 이용한 물시계가 기계 또는 전자식 시계 대용이나 장식용으로 제안되어 있다.

물시계는 용기내의 수압과 기압차이를 이용해 물이 일정량씩 떨어지도록 하여 물이 완전히 떨어지기 까지 걸린 시간을 통해 해당 경과시간을 체크하는 방식으로 이루어진다.

이러한 물시계에 관한 기술로는 대한민국 공개실용신안 제1999-22671호 『육각수 제조겸용 물시계』 및 대한민국 등록실용신안 제174192호 『물시계 겸용 어항』이 제안되어 있다.

그 중 제22675호 기술은 공기가 채워져 있는 제1용기 상부에 물이 채워져 있는 제2용기가 위치되고 제1, 2용기 사이에 공기 배출관과 물 배출관이 형성됨에 따라 제2용기 내부의 물이 물 배출관을 통해 제1용기로 떨어짐과 동시에 떨어진 물에 해당하는 양의 제1용기 내 공기가 공기 배출관을 통해 제1용기 내로 공급되는 과정이 반복되는 방식으로 이루어진다.

따라서 제2용기 내 물이 제1용기로 완전히 이동될 때까지 걸린 소요시간을 통해 경과시간을 파악할 수 있게 되는 원리이다.

또한 공기 배출관과 물 배출관 주변에 자성체를 구비시킴에 따라 물의 이동과정에서 물 입자가 육각수 형태로 변화될 수 있도록 유도하는 기능을 갖는다.

그런데 이러한 선행기술은 공기 배출관과 물 배출관이 모두 배관 형태로 이루어짐에 따라 물의 이동 량과 이에 대응되는 공기의 양이 많아질 수밖에 없으므로, 그만큼 물이 완전히 이동할 때까지의 소요시간이 짧을 수밖에 없다.

소요시간을 늘리기 위해서는 각 배출관의 직경을 굉장히 협소하게 제작해야 하지만 이러한 구조로는 제작이 어려워 결국 제품 단가의 상승원인이 된다.

또한 공기 배출관과 물 배출관이 상호 이격된 상태로 위치되기 때문에 그만큼 용기의 전체 크기가 커질 수밖에 없는 문제점도 갖는다.

그리고 제174192호 기술도 역시 물 배출관이 단순 배관 형태이고 공기 배출공이 공기단순 구멍형태이기 때문에 위 선행기술과 동일한 문제점을 가질 수밖에 없다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

단순한 구조만으로 물의 배출량을 줄여 그만큼 물이 완전히 배출될 때까지의 소요시간을 늘릴 수 있는 물시계를 제공하고자 한다.

또한 물 배출부와 공기배출부의 구조를 개선하여 기존에 비해 전체크기를 소형화 할 수 있는 물시계를 제공하고자 한다.

위의 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명의 실시예는,

내부에 공기수용공간이 형성되어 있고 상단이 개방되어 있는 제1용기, 하단이 개방되어 상기 제1용기 상단과 연결되어 있고 내부에는 액체수용공간이 형성되어 있는 제2용기, 상기 제1용기와 상기 제2용기의 개방부 사이에 형성되어 있고 관통구가 형성되어 제1, 2용기 내부를 상호 연결시키는 격벽, 상기 관통구를 관통하여 상기 제1용기와 상기 제2용기 내부를 연결하며 일단부가 상기 제1용기 내부에 위치되어 상기 제2용기의 내부 공기를 상기 제1용기 내부로 공급하는 공기배출관, 상기 격벽 상에 형성되어 상기 제1용기와 상기 제2용기 내부를 연결하여 상기 제1용기 내 액체를 상기 제2용기 내부로 배출시키는 배출슬릿(slit)을 포함한다.

그리고 상기 공기 배출관은 타단부가 상기 격벽 으로부터 상기 제2용기 내부에 인출된 상태로 위치되어 있어 상기 배출슬릿으로 배출된 물이 상기 공기배출관 외주면을 타고 흘러내리는 형태일 수 있다.

또한 상기 배출슬릿은 일단부가 상기 관통구와 연결되어 상기 관통구로부터 외측을 향해 형성된 형태일 수 있다.

그리고 상기 배출슬릿은 상기 관통구로부터 방사상으로 형성될 수 있다.

또는 상기 배출슬릿은 상기 관통구 내주면과 상기 공기배출관 사이에 형성된 공간일 수 있다.

이때 상기 관통구와 상기 배출슬릿 중 어느 하나 이상은 단면 형상이 타원형태일 수 있다.

이러한 여러 실시예를 갖는 본 발명은,

기본적으로 제1용기 내부의 물이 배출되는 부분이 슬릿 형태로 이루어짐에 따라 물 배출구가 원형인 기존에 비해 제2용기로 배출되는 물의 양이 및 속도가 저하되므로, 그만큼 액체시계의 전체 사용시간을 늘릴 수 있어 제품성이 향상되는 장점을 갖는다.

또한 배출슬릿이 격벽의 관통구와 연결된 상태로 형성됨에 따라, 물배출구와 공기배출구가 이격된 상태로 형성되는 기존에 비해 전체크기를 소형화 할 수 있음은 물론 구조를 간소화 할 수 있는 장점도 갖는다.

도1은 전체 단면도
도2는 배출슬릿의 구조를 나타낸 평면개략도
도3은 배출슬릿의 변형예를 나타낸 평면개략도
도4는 관통구와 공기배출관 사이에 지지부재가 설치된 경우를 나타낸 평면개략도

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 액체시계는 [도 1] 및 [도 2]에 도시된 바와 같이 크게 제1용기(100)와 제2용기(200), 격벽(300), 공기배출관(400) 및 배출슬릿(500)을 포함한다.

먼저 제1용기(100)는 내부에 공기가 채워지는 부분으로, 사방이 막힌 상태에서 내부에 제1수용공간(110)이 형성되고 하단부에는 제1개방구(120)가 형성된 단순 용기구조로 이루어진다.

그리고 제2용기(200)는 실제 시간체크 기능을 위한 액체가 채워진 부분으로, 제1용기(100)와 동일한 구조, 즉 내부에 제2수용공간(210)이 형성되고 하단부는 제2개방구(220)가 형성된 구조로 이루어진다.

이때 제2용기(200)에 채워지는 액체는 물이거나 기타 점성이 높지 않고 쉽게 증발되지 않는 종류의 액체가 사용된다.

이러한 제2용기(200)는 제1용기(100) 상단에 대칭상태로 설치되어 제2개방구(220)가 제1용기(100)의 제1개방구(120)와 연통된 상태로 설치된다.

참고로 이러한 제1용기(100)와 제2용기(200)는 크기, 즉 내부에 수용되는 액체 및 공기 양에 따라 체크가능 시간이 결정되므로, 체크시간이 긴 액체시계를 만들고자 할 경우 제1, 2용기의 크기를 늘리고 체크시간이 짧은 액체시계를 만들고자 할 경우 각 용기의 크기를 상대적으로 줄이는 방식으로 제작된다.

또한 제1용기(100)와 제2용기(200)는 도면과 같이 단순 병 형태로 제작되어 탁자 등에 올려진 상태로 사용될 수 있으며, 기타 다른 형상으로 제작되어 벽걸이기능을 갖는 형태로도 구현될 수 있다.

이 상태에서 제2개방구(220)와 제1개방구(120) 사이에는 격벽(300)이 형성된다.

격벽(300)은 기본적으로 제1, 2개방구(120)(220)간 차단 기능과 후술하는 공기배출관(400) 및 배출슬릿(500)이 형성되는 부분으로, 단순 판재나 블록 형태로 이루어진다.

이러한 격벽(300)은 외경이 제1, 2개방구(120)(220)의 직경 이하로 제작되도록 하여 격벽(300)과 제1, 2개방구(120)(220)사이에 틈새가 형성되지 않도록 한다.

이를 위해 격벽(300)은 고무나 코르크(CORK)와 같이 개방구에 삽입되는 과정에서 자체적으로 압착된 상태로 삽입될 수 있는 재질을 사용한다.

이때 격벽(300)에는 관통구(310)가 형성됨에 따라 관통구(310)를 통해 제1, 2용기(100)(200)내부가 상호 연통된다.

이러한 격벽(300)에는 공기배출관(400)이 설치된다.

공기배출관(400)은 사용과정에서 제1용기(100)내 공기가 제2용기(200)내부로 이동할 때 이동로 역할을 하는 것으로, 외경이 관통구(310)와 동일한 직경을 갖는 단순 배관 형태로 이루어지며 관통구(310)를 관통한 상태로 설치된다.

따라서 공기배출관(400)은 격벽(300)을 기준으로 위쪽 절반구간은 격벽(300)으로부터 위쪽을 향해 돌출되어 제1용기(100)내에 위치되고 아래쪽 절반구간은 격벽(300)으로부터 아래를 향해 돌출되어 제2용기(200)내에 위치된다.

이렇게 공기배출관(400)이 형성됨에 따라 제1용기(100)와 제2용기(200) 내부는 상호 연통된 상태가 된다.

그리고 이처럼 공기배출관(400)이 설치된 격벽(300)에는 배출슬릿(500)이 더 형성되는데,

배출슬릿(500)은 사용과정에서 제1용기(100) 내부의 액체가 제2용기(200) 내부로 이동하는 과정에서 배출구 역할을 하는 것으로, 단순 원형구멍으로 형성된 종래기술과 달리 단순 일자형 슬릿(SLIT)구조, 즉 배출공간을 갖지 않고 배출간극(510)이 매우 좁은 틈새 형태로 형성된다.

따라서 종래기술의 물 배출구에 비해 배출슬릿(500)을 통해 배출되는 액체의 배출량 및 배출시간이 줄어들게 된다.

이러한 배출슬릿(500)은 단순히 칼날로 격벽(300) 표면을 절개하는 방식으로 형성될 수 있다.

그리고 배출슬릿(500)은 일단부가 관통구(310)와 연결된 상태로 일정길이로 형성되며 관통구(310) 둘레를 따라 방사상으로 형성된다.

이때 배출슬릿(500)의 개수 및 길이는 결국 액체의 배출량과 비례하므로, 반드시 방사상으로 복수개 형성될 필요는 없고 해당 액체시계의 최대 체크 가능 시간에 따라 한 개 또는 그 이상 형성도리 수 있다.

예를 들어 비교적 긴 체크시간을 갖는 액체시계를 제작할 때에는 배출슬릿(500)의 개수 나 길이를 줄이고, 짧은 체크시간을 갖는 액체시계를 제작할 때에는 배출슬릿(500)의 개수 및 길이를 증가시킨다.

이하에서는 이러한 구조에 의한 본 실시예의 작용 및 그 과정에서 발생되는 특유의 효과를 설명하도록 한다.

먼저 내부에 액체가 채워진 제2용기(200)가 제1용기(100) 아래에 위치된 상태에서 시간체크를 하고자 할 경우 180도 뒤집어 [도 1]과 같이 제2용기(200)가 제1용기(100) 위쪽에 위치되도록 한다.

이때 제1용기(100) 내부에는 제2용기(200) 내부에 형성된 수압에 대응되는 공기압이 형성되어 있기 때문에 제2용기(200) 내부의 액체가 공기배출관(400)을 통해 제1용기(100) 내부로 배출되는 것이 차단된다.

이와 동시에 제2용기(200) 내 액체는 중력에 의해 배출슬릿(500)을 통해 제1용기(100) 내부로 배출되는데, 이때 위에서 설명한 것처럼 배출슬릿(500)은 배출간극(510)가 굉장히 협소한 구조이기 때문에, 배출슬릿(500)을 통과하는 액체는 아주 적은 양씩 천천히 통과하게 된다.

이때 배출슬릿(500)이 관통구(310)와 연결된 상태로 형성되어 있기 때문에, 이렇게 액체가 배출슬릿(500)을 통과하는 과정에서 관통구(310)를 관통하고 있는 공기배출관(400) 표면으로 이동함과 동시에 공기배출관(400) 표면을 따라 아래로 흘러내린 후 제1용기(100) 바닥으로 떨어진다.

이처럼 공기배출관(400)과 배출슬릿(500)이 연결된 상태로 형성됨에 따라 액체가 배출슬릿(500)을 통과하는 과정에서 액체의 배출을 안정적 및 일정량씩 유도하는 역할을 하게 된다.

이러한 과정이 반복되면서 제2용기(200)내 액체가 제1용기(100)내부로 공급되어 제1용기(100) 내부의 압력이 공급된 액체 양만큼 증가되고, 이로 인해 제1용기(100) 내부의 공기 중 공급된 액체양과 동일한 양의 공기가 공기배출관(400) 내부를 통해 이동하여 제2용기(200) 내부로 배출된다.

이때 공기배출관(400)의 직경은 공기의 배출량과는 무관한데, 그 이유는 공기배출관(400)을 통해 배출되는 공기 량은 제1용기(100)내로 공급되는 액체 량과 동일한 양이 배출되는 것이기 때문에, 공급되는 액체량이 변화되지 않는 이상 공기배출관(400)직경과 상관없이 배출 량은 항시 동일 할 수밖에 없다.

따라서 공기배출관(400)직경이 작을 경우 그만큼 공기의 배출속도만 빨라지므로 그만큼 제1용기(100) 내에서의 기포량만 증가된다. 반대로 직경이 클 경우 배출속도만 느려져 제1용기(100) 내에서의 기포량이 줄어드는 차이밖에 없다.

이렇게 제2용기(200)로 공기가 공급됨에 따라 공급된 공기 량만큼 제2용기(200) 내부압력이 상승되고 이로 인해, 제2용기(200) 내부의 액체 중 공급된 공기량과 동일한 양의 액체가 배출슬릿(500)을 통해 배출된다.

이 과정에서 본 발명은 액체의 배출구가 슬릿 형태이기 때문에 기존 단순 구멍 형태에 비해 액체 배출량이 적을 수밖에 없다.

따라서 그만큼 제1용기(100)에서 제2용기(200)로 배출되는 공기의 양도 적을 수밖에 없기 때문에 결국 기존에 비해 체크가능시간이 길게 유지될 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 작용은 아래의 실험방식을 통해 실시하였다.

-실험조건-

제1용기 및 제2용기 용량 : 700ml

공기배출관 및 관통구 직경 : 3mm

배출슬릿 개수 : 2개, 4개, 6개

배출슬릿 길이 : 5mm

배출슬릿 틈새폭 : 0.1mm이하

이 상태에서 제2용기(200)에 600ml의 물을 채운 후 측정을 하였다.

-실험결과-

배출슬릿 개수	2개	4개	6개
물 이동시간	14분 16초	11분30초	8분 44초

위와 같이 배출슬릿(500)의 개수에 따라 일정한 비율로 물의 배출시간이 증가됨을 알 수 있다, 즉 배출슬릿(500) 1개가 증가될 때마다 물의 이동시간은 약 1분 23초가 빨라진다.

이처럼 본 발명은 배출슬릿(500)을 통해 액체의 이동 량을 줄임과 동시에 배출슬릿(500) 형성개수만으로 액체 이동 량을 미세하게 조절할 수 있으므로, 기존과 같이 물 배출구를 단순히 구멍 형태로 제작하는 구조와 달리 미세구조의 물 배출구조를 제작할 수 있는 장점을 갖는다.

또한 배출슬릿(500)이 관통구(310), 즉 공기배출관(400) 형성지점에 함께 형성되기 때문에 물배출구와 공기배출구가 상호 이격된 상태로 형성되는 종래기술과 달리 전체 크기를 소형화 할 수 있는 장점도 갖게 된다.

이러한 본 발명은 여러 형태로 변형구현이 가능하다. 일 예로 [도 3]과 같이 배출슬릿을 별도로 형성시키지 않고 관통구(310)를 타원형태로 형성시킴에 따라 관통구(310) 내주면과 공기배출관(400) 외주면 사이에 형성되는 틈새가 배출슬릿(500)이 되도록 할 수 도 있다.

이 경우 배출슬릿을 단순 일자형 구조로 형성시킨 경우에 비해 관통구(310)를 타원으로 제작하기가 힘들기는 하지만 배출슬릿(500)과 관통구(310)가 완전히 일체화 되므로 그만큼 제품을 더욱 소형화 할 수 있는 장점을 갖는다.

그리고 관통구(310)를 타원으로 형성시키지 않더라도 [도 4]과 같이 관통구(310)의 직경을 공기배출관(400)의 외경보다 약간 크게 형성시킨 상태에서 공기배출관(400)과 관통구(310) 사이에 별도의 지지부재(600)를 설치하는 구조로도 구현될 수 있다.

이 경우 지지부재(600)에 의해 공기배출관(400)이 관통구(310)로부터 이탈되는 것이 방지됨은 물론, 관통구(310)와 공기배출관(400)사이 틈새 중 지지부재(600)가 위치한 지점을 제외한 나머지 지점이 배출슬릿(500)이 된다.

따라서 지지부재(600)의 면적을 달리하면 그만큼 배출슬릿(500)의 면적이 변화되기 때문에 액체의 적정배출량에 따라 지지부재(600)의 면적을 달리 제작한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태도 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 제1용기 110 : 제1수용공간
120 : 제1개방구 200 : 제2용기
210 : 제2수용공간 220 : 제2개방구
300 : 격벽 310 : 관통구
400 : 공기배출관 500 : 배출슬릿
510 : 배출간극 600 : 지지부재

Claims (5)

1. 내부에 공기수용공간이 형성되어 있고 상단이 개방되어 있는 제1용기,
   하단이 개방되어 상기 제1용기 상단과 연결되어 있고 내부에는 액체수용공간이 형성되어 있는 제2용기,
   상기 제1용기와 상기 제2용기의 개방부 사이에 형성되어 있고 관통구가 형성되어 제1, 2용기 내부를 상호 연결시키는 격벽,
   상기 관통구를 관통하여 상기 제1용기와 상기 제2용기 내부를 연결하며 일단부가 상기 제1용기 내부에 위치되어 상기 제2용기의 내부 공기를 상기 제1용기 내부로 공급하는 공기배출관, 그리고
   상기 격벽 상에 형성되어 상기 제1용기와 상기 제2용기 내부를 연결하여 상기 제1용기 내 액체를 상기 제2용기 내부로 배출시키는 배출슬릿(slit)을 포함하는
   액체시계.
2. 제1항에서,
   상기 공기배출관은,
   타단부가 상기 격벽으로부터 상기 제2용기 내부에 인출된 상태로 위치되어 있어 상기 배출슬릿으로 배출된 물이 상기 공기배출관 외주면을 타고 흘러내리는 액체시계.
3. 제1항에서,
   상기 배출슬릿은,
   일단부가 상기 관통구와 연결되어 상기 관통구로부터 외측을 향해 형성된 형태인 액체시계.
4. 제3항에서,
   상기 배출슬릿은 상기 관통구로부터 방사상으로 형성되어 있는 액체시계.
5. 제1항에서,
   상기 배출슬릿은,
   상기 관통구 내주면과 상기 공기배출관 사이에 형성된 공간인 액체시계.
   
   

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