KR101295930B1 - 인라인 밸브 카트리지 - Google Patents

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KR101295930B1
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테오 퇴네스
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아이디얼 스탠다드 인터내셔널 비브이비에이
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Abstract

본 발명은 위생 설비용 밸브 카트리지(10)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 밸브는 위생 설비 내에 지지를 위한 선단부(12a)와, 물이 상기 카트리지로부터 배출되게 되는 말단부와, 그들 사이에서 연장되는 종방향 본체를 포함하는 일반적으로 원통형인 하우징을 포함한다. 또한 하우징은 관통하여 구동 부재의 배치를 수용하는 환형 개구를 더 포함한다. 또한 회전 디스크(28)와 고정 세라믹 디스크(26)는 직렬로 배치된다. 적어도 하나의 각각의 상응하는 선단 안착부와 후단 안착부를 형성하기 위해 적어도 하나의 돌출부(M)가 선단부에 인접한 내주연 면 영역으로부터 외향으로 현수되어 있다. 선단 안착부와 후단 안착부는 루멘 내에서 추가 밸브 요소를 지지한다.
위생 설비, 밸브 카트리지, 회전 디스크, 고정 디스크, 피스톤

Description

인라인 밸브 카트리지{IN-LINE VALVE CARTRIDGE}
본 발명은 위생 설비용 밸브 카트리지에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 단일 또는 혼합 온도 적용을 위한 중심 관통유동 성능(flow through capabilities)을 부여하는 밸브 카트리지에 관한 것이다. 본 발명은 동시에 종래의 밸브 카트리지 구성에 의해 지금까지 불가능했던 복수의 위생 설비 설계 내에서 개시된 밸브의 통합을 허용한다.
위생 밸브는 수도꼭지, 샤워기, 핸드 스프레이 및 다른 위생 설비들로부터 물을 배출시키기 위한 욕실 및 부엌용 제조 산업에서 잘 알려져 있다. 카트리지 케이스 내에 서로 인접한 두 개의 밸브 디스크를 정렬시키는 것이 잘 알려져 있으며, 각각의 디스크는 관통하여 유체의 유동을 수용하는 하나 이상의 개구를 통합시킨다. 하나의 디스크는 밸브의 작동시에 제2 디스크가 그에 대해 회전 배치된 상태에서 고정 유지된다. 샤프트 또는 스핀들과 같은 구동 요소는 디스크의 상대적인 위치를 변경시키기 위해 회전 디스크를 변위시키며, 이에 따라 개구의 정렬을 변경시키고 원하는 부피량, 온도 및 압력의 물 유동을 유도해낸다. 사용자는 회전 디스크가 고정 디스크의 개구를 차단하는 위치를 취할 수 있도록 구동 요소를 변위시켜 물 유동을 중단시킨다. 디스크는 바람직하게는 당해 기술 분야에 잘 알려진 것처럼 세라믹 재료로부터 제작된다.
단일 및 혼합 온도 적용을 위한 중심 관통 유동 성능을 달성할 수 있는 위생 밸브를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 최적의 밀봉 및 배수를 위한 재료의 요구를 감소시키고, 카트리지 하우징에 대한 기능적인 성능을 부여하는 위생 혼합 밸브를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 밸브는 카트리지 구성을 변경시키지 않으면서 단일 온도 적용에 사용될 수 있거나, 또는 대안적으로 위생 혼합 밸브의 혼합 온도 적용을 보완하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 장점은 단일 및 혼합 온도 적용을 위한 본연의 관통 유동 성능을 갖는 인라인 밸브 카트리지를 제공하는 것이다. 이러한 구성에서, 본 발명의 인라인 밸브 카트리지는 부엌 및 욕실 수도꼭지, 샤워기, 욕실 설비, 핸드 스프레이 및 상보성 장치를 포함하지만 이들에 제한되지 않는 복수의 위생 설비에 양호하게 사용된다.
본 발명의 또 다른 장점은, 고정 및 회전 디스크의 작동과 협력하여 밀봉부와 고정 디스크 간의 서로에 대한 상대적인 마찰식 끼워맞춤이 고정 디스크 상에 압력을 전가하는 O-링과 같은 추가 밀봉부의 삽입없이 그리고 용접 없이 밀봉부를 통합시킬 수 있도록, 하우징 내의 고정 디스크에 인접한 밀봉부 및 유입구 밀봉부의 마찰식 끼워맞춤을 통합시키는 인라인 밸브 카트리지를 제공하는 것이다. 이러한 구성에서, 유입구 밀봉부와 고정 디스크 밀봉부는 용이한 조립 및 정비를 위해 하우징 내의 상보성 그루브 내로 여전히 분리 가능하게 삽입되는 하우징과 기능적으로 통합된다.
상기 및 다른 장점에 따라, 본 발명은 위생 설비용 밸브 카트리지에 관한 것이다. 본 발명의 밸브 카트리지는 위생 설비 내에 지지를 위한 선단부와, 물이 상기 카트리지로부터 배출되게 되는 말단부와, 그들 사이에서 연장되는 종방향 본체를 포함하는 일반적으로 원통형인 하우징을 포함한다. 본체는 내측 및 외주연 면에 의해 윤곽이 형성된 두께를 가지며, 내주연 면은 본체에 의해 길게 연장된 루멘을 추가로 형성한다. 하우징은 구동 부재의 관통 배치를 수용하는 환형 개구를 포함하고, 구동 부재를 위한 멈춤부로서 작동하며 밸브 카트리지의 개방 및 폐쇄 위치에 상응하는 대향 단부를 포함한다. 또한 회전 디스크 및 고정 세라믹 디스크는 일렬로 배치되며, 이때 고정 디스크는 냉수, 온수 또는 이들 혼합의 관통 유동용으로 적어도 하나의 개구를 갖는다. 적어도 하나의 돌출부는 상응하는 각 선단 안착부와 후단 안착부의 각각의 적어도 하나를 내부에 형성하도록 선단부에 인접한 내주연 면의 일부분으로부터 외향으로 현수된다. 선단 안착부와 후단 안착부는 루멘 내에 추가의 밸브 요소를 지지한다. 환형 개구를 따르는 구동 부재의 병진 운동이 상기 회전 디스크에 회전 운동을 부여하도록 피스톤이 구동 부재와 연통하여 배치되며, 이에 따라 피스톤 및 이에 따른 카트리지를 통한 선형 유체 유동에 영향을 미친다.
본 발명 밸브 카트리지는 바람직하게는 지지면에 카트리지를 용이하게 장착시키도록 하우징의 선단부에 인접하여 배치되는 탄성 중합체(elastomeric) 유입구 밀봉부를 포함한다. 고정 디스크와 회전 디스크는 적어도 하나의 후단 안착부에 의해 마찰식으로 고정되는 제2 탄성 중합체 밀봉부에 인접하여 일렬로 위치되어 제2 밀봉부와 적어도 하나의 후단 안착부가 함께 하우징 내에 고정 디스크를 고정시킨다. 제2 밀봉부는 고정 디스크의 개구에 상응하여 이를 통한 적어도 하나의 개구를 포함한다.
피스톤은 바람직하게는 적어도 하나의 상응하는 O-링의 내부 배치를 수용하도록 주위에 원주 방향으로 형성된 적어도 하나의 그루브를 포함한다. 또한, 피스톤은 내부에 구동 부재의 고정을 위한 개구를 포함할 수도 있다.
대안적으로, 구동 부재와 연결된 중심 스핀들은 피스톤 대신 사용될 수도 있다. 이러한 중심 스핀들은 물이 배출을 위해 본체의 내주연 면을 따라, 그리고 그 주위로 흐르게 한다.
본 발명의 인라인 밸브 카트리지는 종래의 밸브 카트리지 형태와 관련된 복잡성과 재료 소모를 감소시킨다. 이러한 점은 미적인 외관을 변형시킨 복수의 위생 설비에서 동일한 밸브를 사용할 수 있게 함으로서 위생 설비들의 단순화에 이득이 된다. 본 발명은 종래의 혼합 밸브 형태의 사용 제약으로 인해 지금까지 사용할 수 없었던 형태를 달성함으로서 위생 설비 형태의 구조적이고 미적인 선택의 폭이 넓어졌다. 본 발명은 이러한 성과를 수행하고 동시에 단일 및 혼합 온도 적용 모두에 용이한 설치, 사용 및 정비를 허용한다. 따라서, 개선된 혼합 밸브는 단지 수도꼭지용 적용만을 갖는 것이 아니라 욕실 및 샤워기 설비 및 다른 배수 적용을 위해서도 사용되는 단순한 구성에서 배수를 통한 우세한 유동을 가능케 한다.
도1은 본 발명의 인라인 밸브 카트리지를 도시한 사시도이다.
도2는 도1의 인라인 밸브 카트리지를 도시한 평면도이다.
도3은 도2에 표시된 선 A-A를 따라 절단된 인라인 밸브 카트리지를 도시한 단면도이다.
도4는 도3에 나타난 선 B-B를 따라 절단된 인라인 밸브 카트리지를 도시한 단면도이다.
도5는 본 발명의 인라인 밸브 카트리지를 도시한 분해도이다.
동일한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는 도면을 참조하여 본 발명의 인라인 밸브 카트리지(10)가 도시된다. 특히, 도1 및 도5를 참조하여, 카트리지(10)는 카트리지가 내부에 배치되는 위생 설비의 하우징 내의 지지를 위한 선단부(12a)와, 물이 카트리지(10)를 빠져나가는 말단부(12b)와, 선단부와 말단부 사이에서 연장되는 종방향 본체(14)를 구비하는 대체로 원통형 하우징(12)을 포함한다. 본체(14)는 외주연 면과 내주연 면에 의해 윤곽이 형성된 두께를 가지며, 내주연 면은 본체(14) 내부에 길게 연장된 루멘(lumen; 18)을 추가로 형성한다. 선단부(12a)에 인접한 내주연 면의 영역은 이로부터 외측으로 매달린 돌출부(19)를 가지며, 그 안에 선단 안착부(19a) 및 후단 안착부(19b)를 형성한다. 안착부(19a 및 19b)는 이하에서 자세히 설명되듯이 루멘(18) 내에 추가 밸브 요소를 지지한다.
또한, 하우징(12)은 본체(14)의 외주연 면 및 내주연 면을 연결시키고 구동 부재(20)의 관통배치를 수용하는 환형 개구(16)를 더 포함한다. 구동 부재(20)는 하우징(12; 도1에 도시된 선 A-A와 일치)의 종방향 축을 중심으로 회전하고, 이에 따라 개구(16)를 통한 병진 운동이 발생한다. 이하 설명된 바와 같이, 개구(16)는 구동 부재(20)를 위한 멈춤부로서 작동하는 대향 단부(16a 및 16b)를 포함하며, 카트리지(10)의 개폐 위치를 형성하는데 도움을 준다.
또한, 본체(14)는 위생 설비 내에서 카트리지(10)의 적절한 위치 및 이를 통해 본체를 통과하는 유체 유동의 방향을 나타내기 위해 본체 상에 형성된 하나 이상의 표시기(22)를 가질 수 있다. 제1 탄성 밀봉부(24)는 카트리지(10)를 위생 설비의 지지면에 장착시키기 위하여 하우징(12)의 선단부(12a)에 인접하여 배치되고, 이를 통해 장착 결합에서의 유체 누출을 방지한다. 에폭시 및 접착제와 같은 추가 체결 선택물질이 제1 탄성 밀봉부와 조합하여 사용될 수 있지만, 선단 안착부(19a)가 그 안에 제1 탄성 밀봉부(24)를 만족스러운 마찰 체결에 의해 수용한다.
도3 및 도5를 참조하여, 각각의 고정 세라믹 디스크(26)와 회전 디스크(28)는 후단 안착부(19b)에 의해 마찰식으로 체결된 제2 탄성 밀봉부(30)에 인접하여 직렬로 위치된다. 고정 디스크(26)는 냉수, 온수 또는 이들 조합의 관류를 용이하게 하는 적어도 하나의 개구(26a)를 포함한다. 제2 탄성 밀봉부(30)는 바람직하게는 개구(26a)에 상응하는 적어도 하나의 상보성 개구(도시되지 않음)를 포함한다. 간단한 조립 및 정비를 위해 하우징 내의 상보성 그루브 내로 여전히 분리 가능하게 삽입되는 하우징과 고정 디스크(26) 및 제2 탄성 밀봉부(30)가 기능적으로 일체되도록, 제2 탄성 밀봉부(30)와 후단 안착부(19b)가 함께 하우징(12) 내에서 고정 디스크(26)를 고정 시킨다. 이러한 상대적인 마찰식 끼워맞춤은 종래의 혼합 밸브에 사용된 O-링과 같은 추가 밀봉부의 용접없이, 그리고 삽입 없이 밀봉부를 일체시킬 수 있으며, 이를 통해 고정 디스크에서의 바람직하지 못한 압력이 제거된다.
회전 디스크(28)는 고정 디스크(26)에 대하여 회전 배치되고, 하나 이상의 절단부(28a) 및 회전 디스크의 말단면에 형성된 하나 이상의 리세스(28b)를 포함한다. 절단부(28a)는 카트리지(10)가 양호하게 작동될 수 있는 임의의 형태를 취할 수도 있다. 리세스(28b)는 피스톤(36)의 선단부에 하향으로 현수되는 상응하는 돌출부(34)와 맞물리며, 이로써 구동 부재(20)의 병진 운동이 회전 디스크(28)의 회전을 초래한다. 대안적으로, 물이 본체의 내주연 면 및 그 둘레를 따라 물 출구로 배출되도록 하는 피스톤(36) 대신 중심 스핀들이 사용될 수 있다.
피스톤(36)은 내부에 상응하는 0-형 링(40)의 배치를 수용하는 둘레를 따라 원형으로 형성된 그루브(38)를 포함한다. 또한, 피스톤(36)은 내부에 구동 부재(20)를 고정하기 위한 개구(42)를 포함한다. 피스톤(36)의 말단부에 인접하여, 액시얼 베어링(44) 및 제3 탄성 밀봉부(46)가, 위생 설비 내에서 카트리지(10)의 사용이 용이하도록 배치된다. 액시얼 베어링(44)은 바람직하게는 반경 방향의 폭을 가로질러 형성된 절곡 리브(44a)를 포함한다. 리브(44a)는 카트리지(10)의 용이한 분해 및 정비를 위해 집게 또는 하나 이상의 손가락으로 잡을 수 있도록 구성된다.
사용시, 카트리지(10)는 산업 분야에서 널리 알려진 복수의 체결 부재를 통해 기존의 위생 설비 내에 고정된다. 사용자는 개구(16)를 통해 구동 부재(20)에 병진 운동을 부여하며, 이를 통해 구동 부재(20)는 하우징(12)의 종방향 축에 대하여 회전한다. 리세스(28b)가 쉽게 돌출부(34)와 맞물리기 때문에, 이러한 병진 운동은 회전 디스크(28)가 선회하도록 한다. 구동 부재(20)의 병진 운동을 통한 회전 디스크(28)의 계속되는 회전은 고정 디스크(26)의 개구에 대하여 절단부(28a)를 변위시키며, 이에 따라 카트리지(10)를 관류하는 유체의 부피량을 조절한다. 복수 개구의 존재는 도3에 도시된 경로에서 온수, 냉수, 또는 혼합된 온도의 물 중 아무 물이나 피스톤(36)의 중심을 직접 관통 유동할 수 있도록 한다(혼합된 온도 적용의 경우에, 혼합 밸브는 카트리지(10)에 인접하여 배치되며, 상기 혼합 밸브는 당해 기술 분야에 공지되어 있고 이미 존재하는 위생 설비의 부품을 형성할 수도 있는 복수의 혼합 밸브 중에서 선택된다.) 개구(16)에서의 구동 부재의 운동 범위는 (도4에 도시된 바와 같이) 대략 90°이다. 따라서, 사용자는 밸브 구조에서 추가 멈춤 부재를 필요로 하지 않고 밸브가 완전히 개방되거나 또는 완전히 폐쇄된 때를 확실히 알 수 있다.
본 발명은 동일한 밸브 카트리지가 복수의 설비(예를 들어, 수도꼭지, 샤워기 및 핸드 스프레이)를 갖는 단일 장치에 사용될 수 있다는 점에서 복수의 위생 적용예에 유리하다. 본 밸브 구성은 바람직하게도 위생 설비의 구조를 간소화하고, 동시에 복수의 밸브 구성의 설치 및 정비 자체의 성능 및 비용에 대한 부담을 덜어준다. 또한 본 발명은 다양한 형태의 위생 설비에서 관통 유동 성능을 달성하며, 이에 따라 밸브의 관통 유동 성능을 손상시키지 않고 광범위한 미적 옵션의 선택을 허용한다. 종래의 혼합 밸브와는 달리, 본 발명은 밀봉부와 고정 디스크 간의 상대적인 마찰식 끼워맞춤과 조합하여 관통 유동 성능을 달성하며, 이에 따라 카트리지 하우징의 기능적 성능을 충분히 이용한다.
상기 기술되고 도시된 구조에 대한 다양한 변형예들은 당업자에게 명백하다. 따라서, 상기의 상세한 설명 및 첨부 도면에 설명된 본 내용은 제한으로서가 아닌 실례로서 제공된다. 따라서, 특히 공지된 본 발명의 청구 범위는 이하 청구항에 설명된다.

Claims (14)

  1. 위생 설비용 밸브 카트리지(10)이며,
    상기 카트리지(10)가 내부에 배치되는 위생 설비의 하우징 내에 지지를 위한 선단부(12a)와, 물이 상기 카트리지(10)를 빠져나가는 말단부(12b)와, 선단부(12a)와 말단부(12b) 사이에서 연장되는 종방향 본체(14)를 포함하는 대체로 원통형인 하우징(12)으로서, 상기 본체(14)는 외주연 면과 내주연 면에 의해 윤곽이 지어지는 두께를 가지며, 상기 내주연 면은 상기 본체(14) 내에 길게 연장된 루멘(lumen; 18)을 추가로 형성하고, 상기 하우징(12)은 상기 본체(14)의 상기 외주연 면과 내주연 면을 연결시키고 구동 부재(20)의 관통 배치를 수용하는 환형 개구(16)를 더 포함하고, 상기 구동 부재(20)는 상기 하우징(12)의 종방향 축을 중심으로 회전하면서 이에 상응하여 상기 개구(16)를 통한 병진 운동을 달성하고, 상기 개구(16)는 상기 구동 부재(20)용 멈춤부로서 작동하며 상기 밸브 카트리지(10)의 개방 및 폐쇄 위치를 형성하는 대향 단부(16a, 16b)들을 가지는, 하우징과,
    냉수, 온수, 또는 이들의 조합의 관통 유동을 위한 적어도 하나의 개구(26a)를 갖는 고정 디스크(26)에 대해 회전 가능하게 배치되는 회전 디스크(28)와,
    상기 선단부(12a)로부터 삽입되는 추가적인 밸브 카트리지 요소를 지지하기 위한 선단 안착부(19a)와 상기 말단부(12b)로부터 삽입되는 추가적인 밸브 카트리지 요소를 지지하기 위한 후단 안착부(19b)를 갖도록, 상기 선단부(12a)에 인접하여 상기 내주연 면의 일부분으로부터 연장되어 나오는 적어도 하나의 돌출부(19)를 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 위생 설비의 지지면에 상기 카트리지(10)를 용이하게 장착시키도록 상기 하우징(12)의 상기 선단부(12a)에 인접하여 배치된 제1 탄성 밀봉부(24)를 더 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정 디스크(26)와 상기 회전 디스크(28)는 적어도 하나의 상기 후단 안착부(19b)에 의해 마찰식으로 고정되는 제2 탄성 밀봉부(30)에 인접하여 일렬로 위치되어 상기 제2 탄성 밀봉부(30)와 상기 적어도 하나의 후단 안착부(19b)가 함께 상기 하우징(12) 내에 상기 고정 디스크(26)를 고정시키는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 탄성 밀봉부(30)는 상기 고정 디스크(26)의 상기 개구(26a)에 상응하는 적어도 하나의 관통 개구를 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구동 부재(20)에 결합된 피스톤(36)을 더 포함하며, 상기 구동 부재(20)의 병진 운동은 상기 회전 디스크(28)에 회전 운동을 부여하여 상기 피스톤(36)을 통한 선형 유체 유동을 달성하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 회전 디스크(28)는 그 말단면 상에 형성된 하나 이상의 리세스(28b)를 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 리세스(28b)는 상기 회전 디스크(28)의 상기 회전 운동을 달성하도록 상기 피스톤(36)의 상기 적어도 하나의 돌출부(34)에 상응하여 결합되는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  8. 제5항에 있어서, 상기 피스톤(36)은 피스톤 둘레에 원주방향으로 형성된 적어도 하나의 그루브(38)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 그루브는 적어도 하나의 O-링을 그 내부에 수용하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  9. 제5항에 있어서, 상기 피스톤(36)은 상기 구동 부재(20)를 고정하기 위한 개구(42)를 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  10. 제5항에 있어서, 상기 피스톤(36)의 말단부에 인접하는 액시얼 베어링(44)을 더 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 액시얼 베어링(44)은 상기 밸브 카트리지(10)를 용이하게 잡을 수 있도록 그 반경 방향의 길이를 가로질러 형성된 적어도 하나의 절곡 리브(44a)를 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  12. 제10항에 있어서, 상기 밸브 카트리지(10)가 위생 설비에 용이하게 사용되도록 상기 액시얼 베어링(44)에 인접하는 제3 탄성 밀봉부(46)를 더 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 본체(14)는 상기 위생 설비 내의 상기 카트리지(10)의 위치 설정과, 그에 따른 관통 유체 유동의 방향을 또한 표시하도록 본체의 상부에 형성되는 하나 이상의 표시기(22)를 포함하는 위생 설비용 밸브 카트리지.
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