KR101451648B1 - 수직 밀착판과 벽면 플랜지로 밀폐 고정되는 벽배수식 변기 및 그 설치방법 - Google Patents

Abstract

벽배수관(60) 의 입구 둘레에 복수의 앵커볼트(50)를 장착하고 벽면플랜지(40)와 변기의 후면 수직밀착판(10)을 연달아 관통시켜 벽면에 밀착 고정하는 벽배수식 변기 및 그 설치방법이 개시된다.
본 발명은 벽면플랜지와 수직밀착판에 위치조정이 가능한 슬릿홀(41,11)을 형성시켜 변기의 배수트랩(20)을 벽배수관(60)에 인입 고정하는 과정에서 1차로 위치조정을 할 수 있게 하였고 벽면플랜지 전면의 패킹링(42)에 의해 변기후면 수직밀착판의 매끈한 평면과 벽면플랜지 전면이 서로 밀착 고정되는 것만으로 1차적인 밀폐기능이 이뤄진다.
또한 배수트랩(20)에 끼워지는 편심공 타입 탄성패킹(30)은 벽면플랜지(40)의 내주면에서 적절히 회전하여 단지 수평이동조정만이 가능한 벽배수식 변기에서 제한적이나마 위치조절 자유도를 증가시킨다. 이 과정에서 탄성패킹(30)의 덜 압착된 부분이 위로 올라오고, 많이 압착된 부분이 아래로 내려오는 배치를 통해 배수트랩에서 토출되는 오물수류가 패킹링(42) 쪽으로 흘러가는 것을 대부분 차단할 수 있다. 따라서 트랩출구 높이와 벽배수관 입구높이가 고정되고 변기의 수평이동만이 가능한 악조건 속에서 수평 관결합을 매우 훌륭하게 이뤄낼 수 있다.

Description

수직 밀착판과 벽면 플랜지로 밀폐 고정되는 벽배수식 변기 및 그 설치방법{Method and apparatus of wall mounted toilet which has vertical sealing board and wall anchored flange}

본 발명은 배수트랩의 출구가 건물의 벽내 배수관에 수평으로 연결될 수 있는 변기 및 그 설치구조에 관한 것이다.

<가> 많은 건물에서 통상적으로 사용되는 바닥 배수식 변기는 건물의 화장실 바닥에 설치된 바닥배수관에 변기의 배수트랩출구를 위에서 얹어 끼우는 방식으로 설치된다. 이때 배수트랩출구를 통해 나온 오물수류는 바닥배수관에 연직 하방으로 유입되면서 자유 낙하하므로 트랩의 오물배출능력, 즉 사이펀 발생 및 유지에 어떠한 영향도 주지 않으며 하강중인 오물수류가 되 상승해서 밖으로 넘쳐흐를 가능성도 거의 없다.

변기교체나 화장실 리모델링을 진행하는 과정에서 교체될 변기와 화장실의 인테리어 구조가 간섭하는 경우가 있다. 이때 불가피하게 배수트랩출구와 바닥배수관 위치가 어긋나게 되는데 이를 바로 잡아주는 바닥 배수식 변기설치 구조로서 아래 소개하는 문헌(1),(2)가 있다.

문헌(1)은 배수트랩의 하단에 연장관 타입의 수평관을 하나 더 마련하여 변기의 길이방향 위치를 조절할 수 있게 한 것이다. 따라서 벽에서 일정한 거리만큼 떨어져 있는 바닥배수관에 소형에서 대형까지 다양한 크기의 변기를 설치할 수 있게 한 것이다.

문헌(2)는 위 문헌(1)에서 좀 더 발전된 것이며 수평 연장관이 짧아 변기의 길이방향 조절폭은 적지만, 배수용플랜지로 정의되는 편심형태의 2단 관이음 부재를 도입하여 이를 회전시키는 방법으로 변기의 폭방향, 즉 좌우방향 설치위치도 조절할 수 있게 한 것이다.

문헌 (1)과 (2)는 공히 변기의 자중에 의해 관 이음매를 밀폐하는 방식이어서 관이음 부재와 바닥배수관의 위치를 미리 맞추어 그 위에 변기를 조심스럽게 얹기만 하면 된다. 즉 변기를 전후좌우로 약간씩 움직이는 것만으로도 정확한 위치를 잡을 수 있다. 또한 배수트랩출구와 바닥배수관 사이 연결부의 밀폐 구조는 무거운 변기의 중량에 의한 자연스러운 밀착 구조로 충분하며 연결부위를 마감하는 별도의 후처리는 필요 없다.

<나> 배수트랩의 출구가 건물의 벽내 배수관에 수평으로 연결되는 벽배수식 변기는 최근 화장실의 고급화와 건물구조의 다양화가 진전됨에 따라 점차 그 이용도가 높아지는 추세이다.

문헌(3)은 전형적인 벽배수식 변기를 소개하고 있다. 건물 벽내 배수관으로 오물을 내보내는 배수트랩의 출구는 수평방향이고, 변기의 착좌면 높이 대비 배수트랩 출구의 높이는 사이펀 현상을 유발, 지속시켜 오물을 배출할 수 있도록 미리 계산되어 있어 임의로 바꿀 수 없다.

마찬가지로 배수트랩의 수평 출구에 연결되는 벽내 배수관 또한 건물의 설계단계에서부터 고정된 상태이다. 따라서 벽배수식 변기는 앞서 소개한 바닥배수식 변기처럼 변기를 전후좌우로 맞추어 트랩출구와 배수관을 접속시킬 수 없고, 배수트랩 출구 높이와 벽배수관 입구의 높이를 맞추어서 결합해야 한다. 따라서 변기의 전체 높이를 자유롭게 조정하여 부착 고정하는 벽걸이식 변기(변기 바닥과 지면이 떨어져 있는 변기)에서만 가능한 설치구조이다.

(1) 한국등록특허 10-0235470 변기와 배수관의 접속장치 (2) 한국등록실용 20-0395486 가변형 변기용 접속유닛 (3) 한국등록실용 20-0395487 벽걸이식 사이펀 변기

당연한 이야기지만 바닥배수식 변기뿐 아니라 벽배수식 변기 역시, 건물 벽내 배수관 입구위치가 트랩출구의 위치와 약간 다르다 하더라도 유연하게 적응하여 쉽고 편리하게 설치되어야 할 필요가 있다.

그러나 우선 문헌(1),(2)와 같은 접속구조들은 단순히 변기 자체 중량에 의한 관이음 밀폐를 추구하는 것들이어서 본 발명과 같이 변기의 중량을 이용하여 관이음 밀폐가 불가능한 벽배수관식 변기에는 적용이 어렵다. 또한 문헌(3)과 같은 벽걸이식 접속구조는 바닥에 놓이는 통상적인 형태의 변기, 즉 트랩출구의 높이가 건물의 벽배수관 입구높이와 무관하게 사전에 결정된 형태의 변기에는 적용이 어렵다. 왜냐하면 바닥에 놓여 설치되는 변기는 설치높이를 임의로 조정할 수 없고, 좌우방향의 수평조정만 가능하기 때문이다.

때문에 트랩출구와 배수관입구 사이의 미묘한 높이 차이에 완전히 꼭 들어맞는 관이음부재(매우 비현실적이다.) 없이는 어떤 식으로 맞추어 결합하여도 약간의 틈새가 발생하기 마련이며 이 사이로 오물이 누출됨은 자명하다.

또한 위와 같은 관이음 부재를 마련한다 하여도 변기를 벽 쪽으로 밀어 단순히 수평방향으로 끼우는 방법은 관이음부의 밀착면에 변기의 무게가 작용하지 않아 쉽게 헐거워진다. 따라서 장기간에 걸쳐 오물이나 고약한 냄새의 누출을 차단하기에는 매우 부족하다.

본 발명은 위와 같은 기술적 과제를 해결하고자 창안된 것이며, 구체적으로는 상술한 배경기술 <나>에 배경기술 <가>의 개념을 발전적으로 적용하되 그 과정에서 직면하게 되는 여러 문제점들을 본 발명만의 고유한 방법으로 극복한 것이다.

본 발명의 핵심 구조는 우선, 벽면에 관통체결 고정이 가능한 나사산이 노출되도록 앵커볼트(50)를 단단히 고정하고 여기에 변기를 부착 고정하는 과정에서 수직밀착판(10)이라는 새로운 구조를 도입하여 패킹링(42)을 구비한 벽면플랜지(40)와 강하게 밀착되는 것 만으로 1차적인 밀폐가 가능하도록 한 것이다.

구체적으로는 벽면플랜지와 수직밀착판에 위치조정이 가능한 슬릿(41,11) hole을 형성시켜 변기의 배수트랩(20)을 벽배수관(60)에 인입 고정하는 과정에서 1차로 위치조정을 할 수 있게 하였고 벽면플랜지 전면의 패킹링(42)에 의해 변기후면 수직밀착판의 매끈한 평면과 벽면플랜지 전면이 서로 밀착 고정되는 것만으로 1차적인 밀폐가 이뤄진다.

다음으로, 배수트랩(20)에 부피가 큰 편심공 타입의 탄성패킹(30)을 끼워 이를 벽배수관에 끼워넣는 과정에서 적절히 회전하여 트랩과 벽배수관의 2차적인 위치조정과 2차적 밀폐가 이뤄지도록 한 것이다. 이는 수평이동조정만이 가능한 벽배수식 변기에서 제한적이나마 수직위치 조정을 가능하게 하는 의미를 갖고 있다. 이후 전개될 도 5를 참조하면, 초기에 편심공 위치가 고정되어 있다 하더라도 탄성패킹(30) 특유의 탄성압착 구조를 이용하여 덜 압착된 부분이 위로 올라오고, 많이 압착된 부분이 아래로 내려오는 배치로 설치하면 배수관 아래쪽에 잔류하는 오물수류는 단단히 압착된 탄성패킹에 의해 거의 완벽히 밀폐되어 수직밀착판에 밀착된 (전면) 패킹링(42) 쪽으로 흘러가는 것을 대부분 차단할 수 있다. 이때 상대적으로 덜 압착된 위쪽으로는 미세한 가스 등이 통과할 수 있겠지만 이 정도는 상술한 1차 밀폐부인 수직밀착판과 (전면) 패킹링(42) 사이의 밀폐구조로 간단히 차단된다.

위 구성을 이루는 데에 핵심적인 부재는 수직밀착판의 평활도 및 표면강도와 , 탄성패킹의 밀폐 및 부피변화 능력이다. 최근 도기제작 기술이 발달하여 수직 밀착판을 튼튼하고 매끈한 표면으로 가공하는 것은 어렵지 않으며, 탄성패킹 또한 약간의 다공질 재질(스폰지 구조)로 제작하되 그로 인해 떨어지는 밀폐력은 도 3, 4에서 보여지는 바와 같이 배수관 길이방향으로 충분한 두께를 갖는 두꺼운 형태로 구성하여 극복할 수 있다.

본 발명은 변기의 자중에 의한 관이음부의 자연스러운 밀폐가 어렵고, 수평체결시 정확한 위치맞춤도 어려운 벽내 배수관 연결식 변기에서, 매끈한 평면형태인 수직밀착판과 선택적인 압착력 증가부분을 갖는 편심공 패킹의 유기적인 결합작용에 의해 오물수류의 누설과 냄새유출을 거의 완벽하게 차단할 수 있다. 이로 인해 바닥배수식 변기를 능가하는 설치자유도와 작업의 용이함을 보유하는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명 변기가 벽배수관에 연결 설치된 상태를 나타낸 후방사시도와 절개사시도.
도 2는 도 1을 측면도로 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 핵심부분인 벽배수관 연결부를 분해 및 결합 도시한 확대사시도.
도 4는 본 발명의 설치방법을 순차적으로 나타낸 작업흐름도.
도 5는 본 발명 관이음 부분의 미세조정 원리와 밀폐력 향상 원리를 탄성패킹의 회전각도에 따라 도시한 그림.

상술한 본 발명의 과제 해결수단을 기술적으로 뒷받침하기 위하여 도면에 포함된 본 발명의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

다만 아래에 설명될 실시예에서 특정 전문용어로 표현된 구성요소들과 이들의 결합구조가 본 발명에 포괄적으로 내재된 기술사상을 제한하는 것은 아니다.

먼저 도 1 ~ 도 2는 본 발명의 변기 설치구조를 전체적으로 보여주며, 도 3은 그 중 핵심부인 수직밀착판(10)과 벽면플랜지(40) 부근의 결합구조를 확대해서 보여준다.

도 1 ~ 3을 참조하여 본 발명의 주요 구성요소를 먼저 살펴보면, 우선 벽배수관(60)의 입구둘레에 장착되는 복수의 앵커볼트(50)가 있고, 다음으로 벽배수관(60)에 인입되면서 상기 앵커볼트(50)에 관통 체결되어 벽면에 고정되는 벽면플랜지(40)가 있다. 이때 벽면플랜지(40)에는 앵커볼트 관통 안내용의 플랜지고정슬릿(41)이 복수 개 형성되며, 플랜지 몸체의 전면에는 패킹링(42)이 부착된다.

변기 후방에 형성되는 수직밀착판(10)은 벽면플랜지의 고정슬릿과 유사하게 복수의 변기고정슬릿(11)을 구비한 구조이며 역시 변기고정슬릿(11)에 앵커볼트(50)가 관통 체결됨으로서 벽면플랜지(40), 구체적으로 플랜지 전면에 부착된 (전면) 패킹링(42)에 밀착되는 구조이다.

배수트랩(20)은 수직밀착판(10)을 관통하여 그 출구가 변기 후방으로 노출되도록 고정되며 일단 배수트랩이 수직밀착판에 고정 완료된 이후에 출구 부분에서 수직밀착판 쪽으로 밀착되도록 탄성패킹(30)이 끼워진다.

원통형의 탄성패킹(30)에는 트랩에 꽉 끼워질 수 있는 크기인 편심공이 형성되고, 배수트랩을 축으로 하여 회전 가능하다.

위와 같은 각부 구성의 결합관계는 또한 도 4의 변기 설치 순서도를 참조할 때 더욱 쉽게 이해된다. 도 4를 참고하여 본 발명 변기의 설치단계와 단계별 결합구조를 설명한다.

먼저 A단계는 벽배수관(60)의 입구 둘레에 복수의 앵커볼트(50)를 장착하는 단계이다. 앵커볼트는 나사부분이 변기쪽을 향하도록 벽 뒤쪽에서 박아 넣거나 혹은 벽 구조를 뜯어내고 작업할 수 있다.

B단계는 벽면플랜지(40)를 벽배수관(60)에 끼워넣고 플랜지고정슬릿(41)에 미리 고정된 앵커볼트(50)를 관통 체결하여 벽면에 고정시키는 단계이다.

벽면플랜지(40)는 도 1~4에 걸쳐 그 구조와 추가 부착되는 부재들을 잘 살펴볼 수 있다. 먼저 플랜지의 몸체 전면에는 플랜지와 수직밀착판 사이를 밀폐하는 (전면) 패킹링(42)이 부착되고, 벽배수관의 내주면과 맞닿는 관부 외주면에는 양측 원통면을 밀폐하는 (둘레면) 패킹링(43)이 끼워진다. 또한 플랜지 몸체 전면에는 앵커볼트가 관통되는 복수의 플랜지고정슬릿(41)도 형성된다. 슬릿(slit)은 볼트가 유동할 수 있는 장공, 즉 long hole을 말한다. 도 5를 참조하면 필요에 따라 4슬릿과 2슬릿 등 여러 형태를 쓸 수 있으며 중요한 점은 앵커볼트(50) 2개, 수직밀착판(10)의 변기고정슬릿(11) 2개, 그리고 벽면플랜지(40)의 플랜지고정슬릿(41) 중 2개 이상은 모두가 수평간격이 동일하거나 적어도 동일한 구간이 있어야 한다는 점이다. 그래야만 앵커볼트가 플랜지(40)와 밀착판(10)을 한꺼번에 관통하여 변기를 벽쪽으로 강하게 끌어당겨 밀착되도록 고정할 수 있다.

C단계는 위 B단계 이후에, 복수의 변기고정슬릿(11)을 구비한 수직밀착판(10)에 배수트랩(20)을 관통시켜 그 출구가 변기 후방으로 노출되도록 고정하는 단계이다.

그리고 D단계는 편심공이 형성된 원통형의 탄성패킹(30)을 상기 배수트랩(20)의 출구에 끼우는 단계이다.

D단계에서 앵커볼트에 끼워질 슬릿들의 관통위치가 우연히 일치하여 탄성패킹(30)과 벽면플랜지(40)가 서로 동축 정렬이 되면 더 이상의 위치조정은 필요없을 것이다. 그러나 대부분은 약간씩 위치가 다르다. 즉 완전한 동축이 아닌 편심축 정렬 형태가 된다.

이때 E단계의 1차적인 위치조정을 수행할 수 있다. E단계는 배수트랩(20)의 출구, 즉 편심공을 중심 회전축으로 하여 탄성패킹(30)을 회전시켜 트랩출구와 벽배수관의 어긋난 위치에 패킹이 알맞게 끼워지도록 조정하는 과정이다. 이 과정에서 탄성패킹(30)은 패킹몸체 중에서 적게 압착되는 부분이 위쪽으로 오도록 조정할 수 있다.(도 5참조)

이후 수직밀착판(10)을 벽면플랜지(40)에 밀착시키면서 변기고정슬릿(11)에 상기 앵커볼트(50)를 관통 체결하여 상기 (전면) 패킹링(42)에 의해 벽배수관(60)과 수직밀착판(10)을 서로 밀폐 결합시키는 F단계가 뒤따를 수 있다.

E단계와 F단계의 조합에 의하면 (전면) 패킹링(42)과 탄성패킹(30)의 조합된 밀폐구조에 의해 결과적으로 배수트랩(20)은 벽배수관(60)에 밀폐관 이음되는 것이다.

도 5는 편심공을 가진 탄성패킹(30)의 압착부위를 진한 색으로 처리하여 도시한 것이다. 편심공은 적당한 수치로 초기 설정되어 있다. 변기 설치위치와 벽배수관 위치를 조절하는 과정에서 대부분의 오차는 패킹을 이리저리 돌려서 끼워맞출 수 있다. 이때 만약 패킹이 탄성체가 아닌 강체라면 편심축과 패킹 중심축간의 거리를 벗어나는 작은 교정폭은 완전히 메울 수 없을 것이다. 예를 들어 앵커볼트에 고정된 변기고정슬릿(11)에 의해 트랩출구의 중심이 벽배수관 중심에서 좌측으로 2㎝, 아래쪽으로 1㎝ 정도 미소하게 틀어져 있고, 탄성패킹의 편심범위가 -8㎝~+8㎝ 이라고 가정해보자. 이때 패킹을 아무리 회전시켜도 상기 틀어진 지점에 정확하게 패킹중심을 위치시키지 못할 수 있다. 그렇다고 편심범위가 서로 다른 수많은 패킹을 만들어서 일일이 적용할 수도 없는 노릇이다.

바닥배수관식 변기는 이럴 경우 변기를 전후좌우로 2㎝, 1㎝ 움직이면 간단하다. 그러나 벽배수관식 변기는 바닥에서 살짝 1㎝ 들어 설치할 수 없다. 바로 이럴 때 패킹을 아래쪽이 살짝 더 눌려지도록 적당하게만 회전시키고 그대로 끼우면 오물이 상시 접촉하는 관로 하부는 탄성패킹(30)과 (둘레면) 패킹링(43)에 의해 단단한 2중 밀폐가 된다.

또한, 상대적으로 덜 밀폐되는 관로 상부는 오물이 상시 접촉하지 않기 때문에 매끈한 수직밀착판에 접촉한 (전면) 패킹링(42) 단독으로도 충분한 밀폐력을 제공할 수 있다. 따라서 탄성패킹(30)은 몇 가지로 제한된 일정한 치수의 편심공을 갖고 있어도 훌륭히 제 역할을 할 수 있는 것이다.

이상 본 발명을 충분히 설명하였으나 부연할 것은 본 발명 기술사상은 상기 실시예에만 국한되지 않는다. 다시 말해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 활용하여 필요에 따라 명세서 및 도면에 미처 포함되지 않은 단순 변경 또는 간단 확장된 기술사상을 구현할 수도 있겠으나, 그 또한 이하의 청구범위로 표현되는 본 발명의 기술범주에 당연히 포함된다.

본 발명은 변기의 바닥면으로 오물이나 수분이 전혀 유출되지 않으면서도 벽걸이 형태가 아닌 바닥면 설치 형태로 변기를 구성할 수 있다.

따라서 변기 아래 테두리 부분을 자유롭게 설계가능하며 바람직하게는 소파나 벽장 등 일반 가구와 동일한 구조로 기둥 외 모서리는 바닥에서 살짝 떠있는 구조로 만들 수 있다. 그러므로 나무마루나 대리석바닥 등 다양한 바닥면에 자연스럽게 적용할 수 있는 지극히 고급스러운 느낌의 변기, 다시 말해 실내가구와 동등한 품격의 가구화된 변기를 구현할 수 있다.

10: 수직밀착판
11: 변기고정슬릿(slit)
12: 장착 작업공
20: 배수트랩
30: 탄성패킹
40: 벽면플랜지
41: 플랜지고정슬릿
42: (전면) 패킹링
43: (둘레면) 패킹링
50: 앵커볼트
60: 벽배수관

Claims (5)

1. 벽배수관(60)의 입구둘레에 장착되는 복수의 앵커볼트(50)와;
   복수의 플랜지고정슬릿(41)이 형성되며, 상기 벽배수관(60)에 삽입되어 상기 플랜지고정슬릿(41)과 상기 앵커볼트(50) 사이의 관통 체결에 의해 벽면에 고정되는 벽면플랜지(40)와;
   변기 후방에 형성되며 복수의 변기고정슬릿(11)을 구비한 수직밀착판(10)과;
   상기 수직밀착판(10)을 관통하여 그 출구가 변기 후방으로 노출되도록 고정되는 배수트랩(20); 및
   편심공이 형성되고, 상기 배수트랩(20)의 출구 부분에 끼워지며, 상기 배수트랩을 축으로 하여 회전 가능하도록 구성되는 원통형의 탄성패킹(30);을 포함하여 구성되는 벽배수식 변기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벽면플랜지(40)의 몸체 전면에는 패킹링(42)이 부착되고,
   상기 수직밀착판(10)은 상기 변기고정슬릿(11)에 상기 앵커볼트(50)가 관통 체결됨으로서 상기 벽면플랜지(40)에 밀착되며,
   상기 패킹링(42)과 상기 탄성패킹(30)의 조합된 밀폐구조에 의해 상기 배수트랩(20)은 상기 벽배수관(60)에 밀폐관 이음되는 것을 특징으로 하는 벽배수식 변기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성패킹(30)은 상기 배수트랩(20)의 출구를 회전축으로 하여 회전되면서 패킹몸체 중에서 적게 압착되는 부분이 위쪽으로 오도록 구성되는 벽배수식 변기.
4. 벽배수관(60) 의 입구 둘레에 복수의 앵커볼트(50)를 장착하는 A단계;
   몸체전면에 패킹링(42)이 부착되고 복수의 플랜지고정슬릿(41)이 형성된 벽면플랜지(40)를, 상기 벽배수관(60)에 인입시켜 상기 플랜지고정슬릿(41)에 상기 앵커볼트(50)를 관통 체결하여 벽면에 고정시키는 B단계;
   배수트랩(20)을, 복수의 변기고정슬릿(11)을 구비한 수직밀착판(10)에 관통시켜 그 출구가 변기 후방으로 노출되도록 고정하는 C단계;
   편심공이 형성된 원통형의 탄성패킹(30)을 상기 배수트랩(20)의 출구에 끼우는 D단계;
   상기 수직밀착판(10)을, 상기 벽면플랜지(40)에 밀착시키면서 상기 변기고정슬릿(11)에 상기 앵커볼트(50)를 관통 체결하여 상기 패킹링(42)에 의해 벽배수관(60)과 밀폐 결합시키는 F단계;를 순서대로 포함하여 구성되는 벽배수식 변기의 설치방법.
5. 제4항에 있어서 상기 D단계와 상기 F단계 사이에는,
   상기 배수트랩(20)의 출구를 회전축으로 하여 상기 탄성패킹(30)을 회전시켜 패킹몸체 중에서 적게 압착되는 부분이 위쪽으로 오도록 조정하는 E단계;를 더 포함하여 구성되는 벽배수식 변기의 설치방법.

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