KR101450467B1 - 자동 온도 조절 수전 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급수전으로부터 냉온수를 수전으로 전달하는 냉온수 유로와; 상하 동작 및 회전이 가능한 손잡이와; 상기 냉온수 유로를 통해 유입되는 냉온수를 서로 혼합되지 않은 채로 온도 조절부에 전달하는 회전판과; 상부는 상기 손잡이와 연결되고 하부는 손잡이의 상하 동작에 의해 상기 회전판 내부에 유입되는 냉온수가 온도 조절부에 유입되는 것을 단속하는 밸브가 연결되는 반원 고리형 밸브 지지판과; 상기 손잡이 하방에 배치되며 손잡이와 링크로 연결되고 상기 회전판 중앙을 관통하는 회전봉과; 상기 회전봉 하방에 배치되는 장력조절부와; 상기 장력조절부 하방에 배치되며, 상기 회전판으로부터 유입되는 냉온수의 온도에 따라 수직 길이가 변화되는 벨로우즈를 포함하는 온도 조절부;를 포함하는 자동 온도 조절 수전을 제공한다.

Description

자동 온도 조절 수전 {Faucet for automatic temperature control}

본 발명은 수전 금구에 관한 것으로서, 상세하게는 온수 온도가 자동으로 조절되는 수전을 제안한다.

건물의 화장실이나 부엌 등 온수의 공급이 필요한 곳에는 일반적인 수도꼭지가 아닌 수전(faucet)이 설치된다.

씽크대나 세면대 등에 설치되는 수전은 급수전에서 공급되는 물을 차단하여 사용자가 원할때만 물이 나오도록 하는 역할을 하며, 온수와 냉수의 유량을 조절하여 사용자가 원하는 온도에서 온수를 사용할 수 있도록 온도 조절 장치가 부착된다.

일반적으로 수전은 냉, 온수배관에서 냉, 온수가 각각 공급되도록 형성된 본체와, 본체에 설치되어 물의 단속 및 냉온수의 선택을 행하는 레버로 구성된다. 사용자가 레버를 잡고 회전시키거나 승강시키면 물을 차단하거나 공급할 수 있고 또한 공급되는 물의 온도를 조절할 수 있다. 레버를 개폐시키면서 물의 양을 조절함과 아울러 하나의 수전 금구에서 온수와 냉수가 같이 나오는 경우 레버의 회전 각도를 조절함으로써 물의 온도를 조절하게 된다.

기존의 수전은 공급되는 물의 온도를 조절하기 위해 온수와 냉수의 토출량을 변화시켜 적절한 온도에 도달하도록 혼합하게 되는데, 이 과정에서 레버를 여러번 조작하면서 원하는 온도로 맞추어야 한다.

한편, 수전을 통해 공급되는 온수의 온도는 온수 급수전, 즉 보일러의 상태에 큰 영향을 받게 된다. 예를 들어, 이미 보일러를 충분히 가동하여 온수가 확보된 상태에서는 수전을 동작시킴과 동시에 온수가 공급되지만, 보일러 가동이 얼마 되지 않은 시점에서는 처음엔 냉수가 공급되다가 차츰 온수의 양이 많아지면서 소정 온도에 도달하게 된다.

또한, 온수 급수전 내부의 온도가 균일하지 않을 경우 갑자기 고온의 물이 수전을 통해 공급되거나 온수 공급 중에 물의 온도가 달라지는 경우도 자주 발생된다. 이러한 온수 온도의 갑작스런 변화는 자칫 고온의 온수로 인하여 피부에 화상이 발생될 수도 있고, 공급되는 물의 온도가 순간적으로 차가와짐으로써 사용자에게 불편을 줄 수 있다.

수전에서의 온수 공급의 문제점을 해결하기 위해 종래에 온도 조절 장치가 부가된 수전이 제안된 바 있으며, 온도 조절을 위해 물의 온도 센서와, 이 센서로부터 감지된 온도에 따라 온수와 냉수의 토출량을 제어하는 제어부와, 제어부의 동작에 따라 실제 물의 공급량을 물리적으로 조절하는 구동부를 포함하고 있다.

이러한 온도 조절형 수전은 기구적 부품과 전자적 부품을 혼용하고 있기 때문에 제조 비용 및 설치 비용이 과다하고, 실내외 온도 및 습도의 변화에 따라 온도 조절 부품의 내구성이 떨어져 고장이 잦은 문제가 있다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 수전에서 토출되는 물의 온도가 급격하게 변화되지 않도록 수전 내부에서 물의 온도가 자동적으로 조절되는 수전을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 보일러의 상태나 온수 급수전 내의 온도 불균일성에 상관없이 수전을 통해 균일한 온도의 물이 공급되도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 전자적 부품을 배제하고 기구적 구성을 통해 내구성이 뛰어나고 온도 조절 능력이 탁월한 수전을 제공하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 급수전으로부터 냉온수를 수전으로 전달하는 냉온수 유로와; 상하 동작 및 회전이 가능한 손잡이와; 상기 냉온수 유로를 통해 유입되는 냉온수를 서로 혼합되지 않은 채로 온도 조절부에 전달하는 회전판과; 상부는 상기 손잡이와 연결되고 하부는 손잡이의 상하 동작에 의해 상기 회전판 내부에 유입되는 냉온수가 온도 조절부에 유입되는 것을 단속하는 밸브가 연결되는 반원 고리형 밸브 지지판과; 상기 손잡이 하방에 배치되며 손잡이와 링크로 연결되고 상기 회전판 중앙을 관통하는 회전봉과; 상기 회전봉 하방에 배치되는 장력조절부와; 상기 장력조절부 하방에 배치되며, 상기 회전판으로부터 유입되는 냉온수의 온도에 따라 수직 길이가 변화되는 벨로우즈를 포함하는 온도 조절부;를 포함하는 자동 온도 조절 수전을 제공한다.

상기 회전판으로부터 온도 조절부에 유입되는 냉온수는 플렉시블 호스를 통해 전달되는 것이 바람직하다. 상기 온도 조절부는 회전판에서 전달되는 냉온수가 유입되는 스풀과, 스풀 하방에 배치되는 벨로우즈로 구성될 수 있다.

상기 회전봉은 하방에 나사산이 형성된 회전나사가 일체적으로 연결될 수 있고, 이 경우 상기 장력조절부는 상기 회전나사와 나사 결합되는 장력조정기와, 장력조정기 하방에 배치되는 스프링을 포함할 수 있다. 상기 장력조정기의 외주면에는 수직 방향으로 돌출된 안내가이드가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 회전판의 외주면에는 냉온수 유로부터 냉온수가 유입되는 냉온수홀이 각각 형성될 수 있고, 이 경우 상기 냉온수홀의 주변으로 회전판 외주면에는 각각 오링이 삽입되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 수전에서 토출되는 물의 온도가 급격하게 변화되지 않고 사용자의 조작 없이 자동적으로 온도를 조절할 수 있다. 특히 보일러의 상태나 온수 급수전 내의 온도 불균일성에 상관없이 수전을 통해 균일한 온도의 물을 공급할 수 있다. 또한, 전자적 부품을 배제하고 기구적 구성만으로 자동 온도 조절이 가능한 수전을 제조할 수 있어 수전의 내구성을 향상시키고 제조 단가 및 시공비용을 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명의 수전의 외관 사시도
도 2는 본 발명의 수전의 내부 사시도
도 3은 본 발명의 수전의 부분 절개도
도 4는 본 발명의 수전의 다른 부분 절개도
도 5는 본 발명의 수전의 다른 내부 사시도
도 6은 도 5의 수전의 부분 확대도
도 7은 본 발명에 따른 수전의 동작을 보인 모식도

본 발명은 냉온수가 공급되는 수전에 있어서, 자동 온도조절부에 유입되는 냉온수가 벨로우즈의 동작에 따라 스풀의 상하 운동을 야기하고 그 결과 냉온수 유입량이 조절되도록 함으로써 냉온수 사용 시 온도 변화가 급격하게 변화되는 것을 방지하고 균일한 온도의 물을 공급받을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 온도 조절 수전(100)의 예를 보인 사시도이다. 급수전(미도시)으로부터 공급되는 온수 및 냉수는 냉온수 입구(101a,102a)를 통해 수전 내부로 유입된다.

수전 상단에는 물의 공급 및 온도 변화 제어를 위한 손잡이(110)가 설치된다. 손잡이 하부로는 본 발명의 수전을 구성하는 각종 부품이 외부관(104a)에 내장되며, 외부관 하부 표면에는 냉온수가 혼합되어 외부로 배출되는 배출구(106a)가 형성될 수 있다.

도 2는 외부관 내부의 수전 부품을 도시한 것이며, 도 3은 냉온수가 유입되는 부분을 부분 절개하여 도시한 것이다. 냉온수 입구를 통해 공급되는 냉온수는 각각 냉온수 유로(101b,102b)를 통해 고정판(108)을 거쳐 수전 내부의 회전판(122)으로 유입된다. 회전판 내부에서 냉온수는 서로 섞이지 않은 채 회전판 하면에 연결되는 플렉시블 호스(131,132)를 통해 수전 하부의 온도 조절부에 유입되며, 이 과정에 대해서는 후술한다.

상기 고정판(108)은 전술한 외부관의 일부분일 수 있고 외부관과 별개로 제조되어 외부관 내면에 고정되는 부품일 수 있다. 고정판은 손잡이의 동작 시 회동하지 않고 고정된 상태를 유지하며 외부에서 공급되는 냉온수를 회전판으로 전달한다. 고정판 하부에는 후술하는 장력조절부와 온도조절부를 내장하는 내부관(104b)이 더 포함될 수 있다. 내부관 표면을 통해 전술한 플렉시블 호스가 온도조절부에 냉온수를 공급할 수 있으며, 내부관 표면에는 혼합수 출구(106b)가 별도로 형성될 수 있다.

상기 손잡이(110)는 상하 운동 및 수평 회전이 가능하며, 하부에는 회전봉(120)과 링크(112)로 연결된다. 손잡이의 상하 운동 시 회전봉은 지렛대 역할을 하지만, 손잡이를 회전시키면 링크 작용에 의해 회전봉도 함께 회전한다.

손잡이는 지지로드(114)를 매개로 밸브 지지판(116)과 연결된다. 밸브 지지판은 반원형의 고리 모양 디스크로서 손잡이의 상하 운동에 의해 함께 상하로 움직일 수 있다. 밸브 지지판 하면에는 도 4의 부분 절개도에 도시한 바와 같이 밸브로드(118)를 매개로 밸브(118a)가 연결되어 있다. (도 3 및 도 4에서 이해를 돕기 위해 고정판(108)은 부분적으로 도시되어 있다.)

상기 밸브 지지판은 전술한 회전판과 맣닿은 채로 평면적으로 볼 때 상호 원형 고리를 구성한다. 이와 같은 배치로 인하여 손잡이를 회동시킬 때 밸브 지지판이 회전하면 회전판도 함께 회전할 수 있다. 회전판의 회전 시 회전판 하부에 장착되는 플렉시블 호스는 그 자체의 유연성으로 인하여 회전판 하면에 연결된 일단과 내부관 표면에 연결된 타단의 위치가 변화되더라도 냉온수의 전달에 영향을 받지 않는다.

회전판 중앙으로는 전술한 회전봉의 하부가 관통하여 회전봉 하면에는 후술하는 바와 같이 나사산이 외면에 형성된 회전나사(121)가 일체적으로 연결되어 있다.

도 5는 수전 내부의 부품을 보인 또 다른 사시도이고, 도 6은 도 5의 회전판 부분의 확대도이다. 도 5에서 플렉시블 호스는 편의상 부분적으로 도시하였으나, 후술하는 바와 같이 냉온수를 전달하는 플렉시블 호스는 각각 온도 조절부의 스풀에 연결된다.

회전판(122)의 외주면에는 각각 냉온수홀(123a,123b)이 형성되어 있으며, 냉온수홀 주변으로 회전판 외주면에는 각각 오링(124a,124b)이 삽입되어 있다. 오링은 냉온수 유로로부터 회전판 외주면의 냉온수홀을 통해 유입되는 냉수 및 온수가 서로 섞이지 않도록 한다.

회전판 하부에는 장력조절부(140)와 온도 조절부(150)가 각각 수직적으로 배치된다. 장력조절부는 장력조절기(142)와 스프링(144) 및 스프링판(146)으로 구성되며, 회전봉 하부의 회전 나사(121)가 상기 장력 조절기와 나사 결합 방식으로 연결되어 있다. 장력조절기 외주면에는 수직 방향으로 돌출된 안내가이드(142a)가 형성되어 있고, 이 안내가이드는 예를 들어 전술한 내부관의 내면의 가이드홈(미도시)과 연동되어 장력조절기의 상하 이동을 가이드할 수 있다. 따라서, 손잡이의 회전 동작에 따라 회전봉 및 회전봉 하단의 회전 나사가 회전하게 되면 장력조절기가 수직 방향으로 이동할 수 있다.

온도조절부(150)는 외주면에 서로 이격된 두 개의 홈이 있는 스풀(152)과, 스풀 하방에 배치된 온도 조절용 벨로우즈(154)를 포함한다. 상기 벨로우즈는 온도 스풀에 공급되는 냉온수의 온도에 따라 길이가 변화되어 스풀을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 7을 참고하여, 본 발명에 따른 수전의 자동 온도 조절을 설명한다. 냉온수 입구를 통해 들어오는 냉온수는 냉온수 유로를 통하고 온수홀 및 냉수홀로 각각 들어가서 회전판(122) 내부의 밸브입구까지 도달한다. 이 과정에서 회전판 외주면에 삽입된 오링과 회전판 외벽 및 고정판 내벽의 씰(seal) 작용에 의해 냉온수는 서로 섞이지 않는다.

수전의 손잡이(110)를 상하 이동시켜(VM) 물의 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어 손잡이를 누르면 밸브지지판이 상승하고 올리면 밸브지지판이 하강하여 밸브를 상하로 이동시킴에 따라 회전판 내부에 공급되는 냉온수가 플렉시블 호스로 전달되는 것을 단속한다. 또한, 수전의 손잡이를 좌우 방향으로 회전하면(HM) 밸브지지판이 회전하고, 밸브지지판과 접해있는 회전판 또한 회전하여 회전봉 중심을 기준으로 서로 동일한 방향으로 회전한다.

수전의 손잡이를 좌우방향으로 회전시키면, 링크에 의해 회전봉(120)이 회전하고, 회전봉 하측에 연결된 회전나사(121)의 회전운동에 의해 장력조정기(142)는 상하 직선운동한다(V1). 이때 장력조정기는 장력조정기 외주면의 안내가이드에 의해 동일한 위치에서 상하 직선운동만 하게 된다.

냉온수 유로를 통해 전달된 냉온수는 회전판 외주면의 오링 내의 냉온수홀을 거쳐 회전판의 내부로 유입되고, 회전판 내부의 밸브를 통과한 냉온수는 회전판 하측에 연결된 플렉시블 호스를 통해 자동 온도조절부의 스풀의 온수부(152a)및 냉수부(152b)에 유입된다. 자동 온도조절부에 유입된 냉온수의 온도에 따라 벨로우즈는 팽창 또는 수축을 통해 상하 직선 운동을 하며, 그 결과 벨로우즈 상단의 스풀을 상하로 동작시킨다(V2). 이러한 스풀의 상하 이동에 따라 냉온수 유입 유량이 조절되며, 최종적으로 배출되는 온수의 온도가 급격한 변화를 하지 않고 일정한 온도를 유지하게 된다. 자동 온도조절부에 의해 온도가 조절된 혼합수는 혼합수 출구단을 통해 수전의 외부로 나간다.

자동 온도조절부는 장력조정기의 상하 직선운동에 의한 스프링 장력의 강약에 의해 벨로우즈의 동작이 제한된다. 따라서, 배출되는 온수의 온도 변화의 정도를 장력조정기의 스프링 장력을 변화시켜 제어할 수 있다.

이와 같이 전자적 부품이나 센서 등을 포함하지 않으면서도 기구적 구성에 의해 온도의 급격한 변화없이 수전을 통해 배출되는 온수의 온도를 자동적으로 조절할 수 있다. 또한, 온수 온도의 조절의 민감도를 장력조절기를 통해 제어함으로써 사용자의 편의에 맞게 수전을 활용할 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

100:수전 101a,102a:냉온수 입구
101b,102b:냉온수 유로 104a:외부관
104b:내부관 106a:배출구
106b:혼합수 출구 108:고정판
110:손잡이 112:링크
114:지지로드 116:밸브 지지판
118:밸브로드 118a:밸브
120:회전봉 121:회전나사
122:회전판 123a,123b:냉온수홀
124a,124b:오링 131,132:플렉시블 호스
140:장력조절부 142:장력조절기
144:스프링 146:스프링판
150:온도조절부 152:스풀
154:벨로우즈

Claims (8)

1. 급수전으로부터 냉온수를 수전으로 전달하는 냉온수 유로와;
   상하 동작 및 회전이 가능한 손잡이와;
   상기 냉온수 유로를 통해 유입되는 냉온수를 서로 혼합되지 않은 채로 온도 조절부에 전달하는 회전판과;
   상부는 상기 손잡이와 연결되고 하부는 손잡이의 상하 동작에 의해 상기 회전판 내부에 유입되는 냉온수가 온도 조절부에 유입되는 것을 단속하는 밸브가 연결되는 반원 고리형 밸브 지지판과;
   상기 손잡이 하방에 배치되며 손잡이와 링크로 연결되고 상기 회전판 중앙을 관통하는 회전봉과;
   상기 회전봉 하방에 배치되는 장력조절부와;
   상기 장력조절부 하방에 배치되며, 상기 회전판으로부터 유입되는 냉온수의 온도에 따라 수직 길이가 변화되는 벨로우즈를 포함하는 온도 조절부;를 포함하며,
   상기 회전판으로부터 온도 조절부에 유입되는 냉온수는 플렉시블 호스를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는
   자동 온도 조절 수전.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 온도 조절부는 회전판에서 전달되는 냉온수가 유입되는 스풀과, 스풀 하방에 배치되는 벨로우즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 수전.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전봉은 하방에 나사산이 형성된 회전나사가 일체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 수전.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 장력조절부는 상기 회전나사와 나사 결합되는 장력조정기와, 장력조정기 하방에 배치되는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 수전.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 장력조정기의 외주면에는 수직 방향으로 돌출된 안내가이드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 수전.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 회전판의 외주면에는 냉온수 유로부터 냉온수가 유입되는 냉온수홀이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 수전.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 냉온수홀의 주변으로 회전판 외주면에는 각각 오링이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 수전.
   

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