KR101639164B1 - 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치 - Google Patents

수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치 Download PDF

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이진원
양원석
이훈식
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치는 외면에 수전레버가 연결되고, 바닥면에 온수유입공, 냉수유입공과 배출공이 마련된 수전부; 온수유입공으로 온수를 공급하는 온수공급라인, 냉수유입공으로 냉수를 공급하는 냉수공급라인과, 배출공에서 토출된 혼합수가 유동하는 배출라인이 구비된 배관부; 온수공급라인과 냉수공급라인에 연결되고, 온수공급라인을 유동하는 온수의 유압과 냉수공급라인을 따라 유동하는 냉수의 유압 차이에 의해, 온수공급라인과 냉수공급라인 사이에서 피스톤운동하는 유량변화측정부; 및 유량변화측정부와 연동되어 유량변화측정부의 직선운동을 회전운동으로 전환가능하게 수전부와 유량변화측정부에 연결되어, 온수유입공과 냉수유입공의 개방정도를 조절하여, 배출공을 통해 배출되는 혼합수의 온도를 조절하는 온도조절부를 포함하고, 온도조절부는, 수전부의 바닥면에 대해 회전가능하게 설치되고, 온수유입공과 연통되는 온수조절개구와 냉수유입공과 연통되는 냉수조절개구가 마련된 조절회전판; 조절회전판의 바닥면에서 돌출되어 연장된 회전축; 및 회전축의 타단에 연결되고, 유량변화측정부의 랙기어와 기어결합되는 피니언기어를 포함하고, 피니언기어는 랙기어의 직선운동시 랙기어와 연동되어 회전되면서, 조절회전판이 온수조절개구와 냉수조절개구의 위치를 가변시키도록 하는 것이 바람직하다.

Description

수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치{Temperature control device for faucet when flow rate of faucet change}
본 발명의 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치에 관한 것이며, 상세하게는 냉수유입공과 온수유입공의 개도조절을 통해, 수전의 냉수 혹은 온수의 공급량 변화로 인한 혼합수의 온도 변화를 조절할 수 있는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 수전은 레버를 회전시킴으로써 사용자가 물의 온도를 조절한다. 상기와 같은 수전은 다양한 방식으로 온수와 냉수를 혼합하여 혼합수의 온도를 조절한다.
도 1에는 종래기술에 따른 수전의 구성도가 개략적으로 개시되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 볼식 수전(ball-type faucet)은 레버를 회전시키면 레버의 볼 회전축(2)에 연결된 볼(1)이 회전하며 온수공(3c)과 냉수공(4c)의 개도를 조절하여 혼합수배출공(5a)으로 배출되는 혼합수의 온도를 조절한다.
예를 들어 욕조 수전사용자가 레버를 온수 쪽으로 회전시키면, 볼(1)이 회전하며 온수공(3c)의 개도를 넓히고 냉수공(4c)의 개도를 좁혀 혼합수배출공(5a)로 배출되는 혼합수의 온도가 증가한다. 그러나 상기와 같은 종래의 수전은 냉수 혹은 온수 자체의 공급량이 증감하였을 때 온도를 조절하지 못하는 문제점이 발생하게 된다.
예를 들어 샤워기 욕조 수전을 사용하는 도중 다른 세면대 수전에서 냉수를 사용하는 경우 샤워기 욕조 수전의 냉수 입구(4a)에 유입되는 냉수 공급량이 감소해 혼합수배출공(5a)으로 배출되는 혼합수의 온수 비율이 높아져 온도가 증가하는 문제점이 발생한다.
한국등록특허 제10-0471463호에는 온도조절장치가 부착된 수전금구가 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉수유입공과 온수유입공의 개도조절을 통해, 수전의 냉수 혹은 온수의 공급량 변화로 인한 혼합수의 온도 변화를 조절할 수 있는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전기적인 동력원이나 온도 센서가 없이 기구학적인 구성 요소로 공급량 변화로 인한 혼합수의 온도 변화를 조절할 수 있는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치는 외면에 수전레버가 연결되고, 바닥면에 온수유입공, 냉수유입공과 배출공이 마련된 수전부; 온수유입공으로 온수를 공급하는 온수공급라인, 냉수유입공으로 냉수를 공급하는 냉수공급라인과, 배출공에서 토출된 혼합수가 유동하는 배출라인이 구비된 배관부; 온수공급라인과 냉수공급라인에 연결되고, 온수공급라인을 유동하는 온수의 유압과 냉수공급라인을 따라 유동하는 냉수의 유압 차이에 의해, 온수공급라인과 냉수공급라인 사이에서 피스톤운동하는 유량변화측정부; 및 유량변화측정부와 연동되어 유량변화측정부의 직선운동을 회전운동으로 전환가능하게 수전부와 유량변화측정부에 연결되어, 온수유입공과 냉수유입공의 개방정도를 조절하여, 배출공을 통해 배출되는 혼합수의 온도를 조절하는 온도조절부를 포함하고, 온도조절부는, 수전부의 바닥면에 대해 회전가능하게 설치되고, 온수유입공과 연통되는 온수조절개구와 냉수유입공과 연통되는 냉수조절개구가 마련된 조절회전판; 조절회전판의 바닥면에서 돌출되어 연장된 회전축; 및 회전축의 타단에 연결되고, 유량변화측정부의 랙기어와 기어결합되는 피니언기어를 포함하고, 피니언기어는 랙기어의 직선운동시 랙기어와 연동되어 회전되면서, 조절회전판이 온수조절개구와 냉수조절개구의 위치를 가변시키도록 하는 것이 바람직하다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 있어서, 온수조절개구와 냉수조절개구는 조절회전판의 원주방향을 따라 온수유입공과 냉수유입공의 크기보다 크고 길게 개방된 구조를 가져, 조절회전판의 회전시, 냉수조절개구가 냉수유입공과 연통되는 제 1 개구면적과, 온수조절개구가 온수유입공과 연통되는 제 2 개구면적을 가변시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유량변화측정부는, 냉수공급라인에 연결되어, 냉수공급라인을 따라 유동하는 냉수의 유압에 의해 피스톤운동하는 냉수피스톤유닛; 온수공급라인에 연결되어, 온수공급라인을 따라 유동하는 온수의 유압에 의해 피스톤운동하는 온수피스톤유닛; 온도조절부와 기어연결되는 랙기어가 마련되고, 냉수피스톤유닛과 온수피스톤유닛을 연결하는 피스톤연결부재를 포함하고, 피스톤연결부재는 냉수의 유압과 온수의 유압과의 차이에 의한 냉수피스톤유닛과 온수피스톤유닛의 피스톤운동에 의해 직선운동하면서, 랙기어에 결합된 온도조절부를 회전시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 냉수피스톤유닛은, 냉수공급라인의 측면에서 돌출되고, 냉수공급라인과 연통되는 제 1 연장부; 제 1 연장부의 개방된 공간을 폐쇄토록 설치되고, 냉수공급라인을 유동하는 냉수의 유압에 의해 피스톤연결부재를 밀어내도록 작동하는 제 1 피스톤부재; 및 제 1 연장부의 내부공간에서, 일단이 제 1 연장부에 고정되고, 타단이 제 1 피스톤부재에 결합되어, 냉수공급라인을 유동하는 냉수의 유압에 의해 탄성운동하는 제 1 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 온수피스톤유닛은, 온수공급라인의 측면에서 제 1 연장부와 마주보게 돌출되고, 온수공급라인과 연통되는 제 2 연장부; 피스톤연결부재에 의해 제 1 피스톤부재에 연결되고, 제 2 연장부의 개방된 공간을 폐쇄토록 설치되고, 온수의 유압에 의해 피스톤연결부재를 밀어내도록 작동하는 제 2 피스톤부재; 및 제 2 연장부의 내부공간에서, 일단이 제 2 연장부에 고정되고, 타단이 제 2 피스톤부재에 결합되어, 온수공급라인을 유동하는 온수의 유압에 의해 탄성운동하는 제 2 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 수전부는, 온수유입공과 연통되는 온수개구, 냉수유입공과 연통되는 냉수개구와, 배출공과 연통되는 배출개구가 마련된 수전고정판; 및 일측에 수전레버가 연결되어, 수전레버의 조작의 의해 수전고정판에 대해 회전되는 구조를 가지고, 온수유입공, 냉수유입공, 배출공과, 냉수와 온수가 수용되는 수용공간이 마련된 수전본체를 포함하고, 수전본체의 하면에는 온수유입공과 냉수유입공이 마련된 부분에 온도조절부의 조절회전판이 회전가능하게 연결되는 단턱진공간이 마련된 구조를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 수전고정판에는 온도조절부의 회전축이 삽입되는 축삽입공간이 마련되어, 회전축이 수전부에서의 이탈을 방지하고, 온도조절부의 피니언기어가 유량변화측정부의 랙기어와의 기어결합의 해제를 방지하는 것이 바람직하다.
본 발명은 냉수유입공과 온수유입공의 개도조절을 통해, 수전의 냉수 혹은 온수의 공급량 변화로 인한 혼합수의 온도 변화를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 전기적인 동력원이나 온도 센서가 없이 기구학적인 구성 요소로 공급량 변화로 인한 혼합수의 온도 변화를 조절할 수 있다.
아울러, 본 발명은 냉수 또는 온수의 공급량 변화로 인한 혼합수의 온도 변화 문제를 해결하기 위해 수전을 통째로 제작하는 것이 아니라, 기존에 사용하던 수전의 내부에 온도조절부를 연결하여 사용가능하여, 경제적이다.
도 1은 종래기술에 따른 수전의 구성도가 개략적으로 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치의 전체 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치의 분해사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 A-A에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 B-B에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치의 저면에서 바라본 유량변화측정부와 온도조절부의 연결상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치의 유량변화측정부의 구성도 및 다른 구성요소와의 연결상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절부가 유량변화측정부에 결합되어, 영점 조절 기능을 설명하는 예시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9(a)는 수전부의 바닥부, 도 9(b)는 조절회전판, 도 9(c)는 수전고정판의 저면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서, 유량변화측정부의 작동시 온도조절부의 작동상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치의 온도조절부가 개도를 조절하는 기능을 설명하는 예시도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치(100)는 수전부(110), 배관부(120), 유량변화측정부(130)와 온도조절부(140)를 포함한다. 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치(100)는 유량변화측정부(130)의 작동시 온도조절부(140)의 온수조절개구(141b)와 냉수조절개구(141a)의 위치를 가변시켜 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개방 정도를 가변시켜, 다른 곳에서 온수 또는 냉수를 사용하여 수전부(110)로 공급되는 냉수 또는 온수의 유량이 가변되더라도, 별도의 온도센서 없이도, 사용자가 원하는 온도로 배출공(116c)을 통해 배출되는 혼합수의 온도를 조절하기 위한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수전부(110)는 냉수와 온수가 유입된 후, 혼합되어 혼합수로 외부로 배출하기 위한 부재이다. 수전부(110)는 수전본체(111)와 수전고정판(117)으로 이루어진다.
수전본체(111)의 외면에는 수전레버(119)가 연결된다. 수전본체(111)는 수전레버의 조작의 의해 수전고정판(117)에 대해 회전되는 구조를 가진다. 수전레버는 수전본체(111)를 수전고정판(117)에 대해 회전시키기 위한 부재이다. 사용자는 수전레버의 회전정도를 조절하여, 냉수개구(117a)와 온수개구(117b)를 통해 수용공간(111a)으로 유입된 냉수와 온수를, 배출개구(117c)를 통해 냉수, 온수 또는 혼합수의 상태로 외부로 배출시킬 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 수전본체(111)의 내부에는 수용공간(111a)이 마련된다. 수전본체(111)의 하부에는 바닥부(115)가 마련된다. 여기서, 수용공간(111a)은 수전본체(111)와 바닥부(115)와의 결합시 마련된 공간으로서, 냉수 및/또는 온수가 유입되어 혼합되는 공간이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수전본체(111)의 바닥부(115)에는 온수유입공(116b), 냉수유입공(116a)과 배출공(116c)이 마련된다. 냉수유입공(116a), 온수유입공(116b)과 배출공(116c)은 수용공간(111a)과 연통되는 구조를 가진다. 배출공(116c)은 냉수유입공(116a) 및 온수유입공(116b)과 이격되어 바닥부(115)의 하면(115b)에 위치된다. 냉수유입공(116a)과 온수유입공(116b)은 바닥부(115)의 하면(115b)와 단턱져 단턱진공간(115a)을 형성하는 부분에 마련된다.
여기서, 온수유입공(116b)은 수전고정판(117)의 온수개구(117b)와 연통되는 개구이다. 냉수유입공(116a)은 수전고정판(117)의 냉수개구(117a)와 연통되는 개구이다. 배출공(116c)은 수전고정판(117)의 배출개구(117c)와 연통되는 개구이다.
바닥부(115)는 수전고정판(117)과의 결합시, 단턱진 부분에 단턱진공간(115a)을 형성한다. 바닥부(115)와 수전고정판(117) 사이의 단턱진공간(115a)에는 온도조절부(140)의 조절회전판(141)이 회전가능하게 설치된다. 온도조절부(140)가 설치되는 부분은 바닥부(115)의 하면에 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)이 마련된 부분이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 바닥부(115)의 하면(115b)에는 수전고정판(117)이 연결된다. 수전고정판(117)에는 냉수개구(117a), 온수개구(117b)와 배출개구(117c)가 마련된다. 수전고정판(117)은 일부는 수전본체(111)의 하면과 접하고, 수전고정판(117)의 다른 일부는 조절회전판(141)이 접하도록 수전본체(111)에 결합된 것이 바람직하다.
도 3 및 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 수전고정판(117)은 온도조절부(140)의 회전축(143)이 삽입되는 축삽입공간(117d)이 마련된다. 이때, 축삽입공간(117d)은 냉수개구(117a)와 온수개구(117b) 사이에 마련된 것이 바람직하다. 축삽입공간(117d)은 수전고정판(117)에 연결된 회전축(143)이 수전고정판(117)에서의 이탈을 방지하고, 후술할 온도조절부(140)의 피니언기어(145)가 유량변화측정부(130)의 랙기어(137)와의 기어결합위치를 일정하게 유지하기 위한 것이다.
수전고정판(117)에는 배관부(120)가 연결된다. 구체적으로, 온수개구(117b)에는 온수공급라인(123)이 연결된다. 냉수개구(117a)에는 냉수공급라인(121)이 연결된다. 그리고, 배출개구(117c)에는 배출라인(125)이 연결된다.
이하에서는 유량변화측정부(130)에 대해 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유량변화측정부(130)는 온수공급라인(123)과 냉수공급라인(121) 사이에 연결되어, 온수공급라인(123)을 유동하는 온수와 냉수공급라인(121)을 따라 유동하는 냉수의 유량변화에 의한 유압 차이에 의해 피스톤운동하면서 직선운동한다. 유량변화측정부(130)에는 온도조절부(140)가 연결되고, 온도조절부(140)는 후술하는 바와 같이 유량변화측정부(130)의 직선운동시 회전되면서 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개방면적을 가변시킬 수 있다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 유량변화측정부(130)는 냉수피스톤유닛(131), 온수피스톤유닛(133), 피스톤연결부재(135) 및 랙기어(137)를 포함한다.
냉수피스톤유닛(131)은 냉수공급라인(121)에 연결되고, 온수피스톤유닛(133)은 온수공급라인(123)에 연결된다. 냉수피스톤유닛(131)은 냉수공급라인(121)을 따라 유동하는 냉수의 유압에 의해 피스톤운동한다.
그리고, 온수피스톤유닛(133)은 온수공급라인(123)을 따라 유동하는 온수의 유압에 의해 피스톤운동한다. 그리고, 냉수피스톤유닛(131)과 온수피스톤유닛(133)은 피스톤연결부재(135)에 의해 상호 간에 연결된다.
냉수피스톤유닛(131)과 온수피스톤유닛(133)은 온수공급라인(123)을 유동하는 온수의 유압과 냉수공급라인(121)을 유동하는 냉수의 유압의 차이를 통해 피스톤연결부재(135)가 좌우로 직선운동토록 구성된다.
피스톤연결부재(135)에는 랙기어(137)가 결합된다. 랙기어(137)는 온도조절부(140)와 기어결합된다. 랙기어(137)는 피스톤연결부재(135)의 직선운동을 온도조절부(140)의 피니언기어(145)의 회전운동으로 전환시키는 부재이다.
도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 냉수피스톤유닛(131)은 제 1 연장부(131a), 제 1 피스톤부재(131b)와 제 1 탄성부재(131c)로 이루어진다.
제 1 연장부(131a)는 냉수공급라인(121)의 측면에서 돌출되어 형성된다. 제 1 연장부(131a)는 냉수공급라인(121)과 연통되는 구조를 가진다. 제 1 연장부(131a)의 개방된 부분에는 제 1 피스톤부재(131b)가 설치된다.
제 1 피스톤부재(131b)는 제 1 연장부(131a)의 개방된 공간을 폐쇄하여, 냉수공급라인(121)을 유동하는 냉수의 누수를 방지한다. 그리고, 제 1 피스톤부재(131b)는 제 1 탄성부재(131c)가 가하는 힘에 의해 피스톤연결부재(135)를 밀어내도록 또는 피스톤연결부재(135)를 당기도록 작동된다.
제 1 탄성부재(131c)는 냉수공급라인(121)을 유동하는 냉수의 유압에 의해 탄성운동하는 부재이다. 제 1 탄성부재(131c)는 제 1 피스톤부재(131b)가 어느 한쪽으로 치우치는 것을 방지하기 위한 것으로서, 제 1 연장부(131a)의 내부공간에서 설치된다. 제 1 탄성부재(131c)의 일단은 제 1 연장부(131a)에 고정되고, 제 1 탄성부재(131c)의 타단은 제 1 피스톤부재(131b)에 결합된다.
제 1 탄성부재(131c)로는 탄성스프링이 사용될 수 있다. 제 1 탄성부재(131c)는 제 1 피스톤부재(131b)와 제 2 피스톤부재(133b) 사이에 연결된 피스톤연결부재(135)가 직선운동할 때, 온수의 유압과 냉수의 유압의 차이를 탄성스프링의 길이의 차이로 형성하기 위한 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 온수피스톤유닛(133)은, 제 2 연장부(133a), 제 2 피스톤부재(133b)와 제 2 탄성부재(133c)로 이루어진다.
제 2 연장부(133a)는 온수공급라인(123)의 측면에서 제 1 연장부(131a)와 마주보게 돌출되어 형성된다. 제 2 연장부(133a)는 온수공급라인(123)과 연통되는 구조를 가진다. 제 2 연장부(133a)의 개방된 부분에는 제 2 피스톤부재(133b)가 설치된다.
제 2 피스톤부재(133b)는 제 2 연장부(133a)의 개방된 공간을 폐쇄하여, 온수공급라인(123)을 유동하는 온수의 누수를 방지한다. 그리고, 제 2 피스톤부재(133b)는 제 2 탄성부재(133c)가 가하는 힘에 의해 피스톤연결부재(135)를 밀어내도록 또는 피스톤연결부재(135)를 당기도록 작동된다.
제 2 탄성부재(133c)는 제 2 피스톤부재(133b)가 어느 한쪽으로 치우치는 것을 방지하기 위한 것으로서, 제 2 연장부(133a)의 내부공간에서 설치된다. 제 2 탄성부재(133c)의 일단은 제 2 연장부(133a)에 고정되고, 제 2 탄성부재(133c)의 타단은 제 2 피스톤부재(133b)에 결합된다. 제 2 탄성부재(133c)는 온수공급라인(123)을 유동하는 온수의 유압에 의해 탄성운동한다. 제 2 탄성부재(133c)로는 탄성스프링이 사용될 수 있다.
제 2 탄성부재(133c)는 제 2 피스톤부재(133b)와 제 1 피스톤부재(131b) 사이에 연결된 피스톤연결부재(135)가 직선운동할 때, 온수의 유압과 냉수의 유압의 차이를 탄성스프링의 길이의 차이로 형성하기 위한 것이다.
유량변화측정부(130)는 피스톤연결부재(135)가 냉수피스톤유닛(131)과 온수피스톤유닛(133)에 가해지는 냉수의 유압과 온수의 유압과의 차이에 의해, 냉수피스톤유닛(131)과 온수피스톤유닛(133) 사이에서 직선운동하여, 랙기어(137)로 하여금 피스톤연결부재(135)의 이동방향에 따라 온도조절부(140)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되도록 회전력을 제공한다.
피스톤연결부재(135)는 제 1 피스톤부재(131b)와 제 2 피스톤부재(133b)에 의해 연결되어, 냉수와 온수의 유압차이에 의한 힘에 의해 제 1 탄성부재(131c) 또는 제 2 탄성부재(133c) 중 어느 한 쪽에 더 많은 힘이 가해지면, 도 9에 도시된 바와 같이 힘이 더 많이 가해지는 방향으로 이동되면서, 온도조절부(140)의 피니언기어(145)를 회전시켜, 온도조절부(140)의 조절회전판(141)으로 하여금 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개방정도를 조절토록 할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 피스톤연결부재(135)가 온수피스톤유닛(133)에서 냉수피스톤유닛(131)을 향해 직선운동을 하면, 랙기어(137)도 피스톤연결부재(135)가 이동하는 방향으로 이동되면서, 피니언기어(145)를 반시계방향으로 회전시킨다.
피니언기어(145)가 반시계방향으로 회전되면, 회전축(143)에 의해 피니언기어(145)에 연결된 조절회전판(141)도 반시계방향으로 회전하게 되면서, 냉수조절개구(141a)와 온수조절개구(141b)가 냉수유입공(116a)과 온수유입공(116b)을 개방하는 제 1 개방면적(A1) 또는 제 2 개방면적(A2)을 가변시켜, 혼합수의 온도가 어느 정도 균일하게 유지되도록 물의 온도를 조절할 수 있다.
즉, 본 발명은 수전부(110)로 제공되는 냉수의 양의 줄어들면 수전부(110)로 공급되는 온수의 양을 줄이고, 수전부(110)로 제공되는 온수의 양이 줄어들면 수전부(110)로 공급되는 냉수의 양을 줄이도록 작동되어, 샤워를 하는 도중에 싱크대에서 물을 사용하는 경우 또는 세탁기로 물이 유입됨에 따라 일정양의 물이 한꺼번에 빠져나감에 따라, 샤워기의 수전으로 공급되는 냉수 또는 온수의 유량이 갑자기 차이가 나면서 냉온수가 혼합된 혼합수의 온도가 갑자기 차가워지거나 뜨거워지는 경우를 방지할 수 있다.
이하에서는 온도조절부(140)에 대해 설명하기로 한다.
온도조절부(140)는 수용공간(111a)으로 공급되는 냉수와 온수의 유량에 따라 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개방정도를 조절하기 위한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 온도조절부(140)는, 조절회전판(141), 회전축(143)과 피니언기어(145)로 이루어진다. 온도조절부(140)는 수전부(110)와 유량변화측정부(130)에 연결된다.
조절회전판(141)은 바닥부(115)와 수전고정판(117) 사이의 단턱진공간(115a)에 회전가능하게 설치된다. 조절회전판(141)은 도 9(b)에 도시된 바와 같이 원판형 구조를 가진다.
조절회전판(141)에는 바닥부(115)의 온수유입공(116b)에 연통되는 온수조절개구(141b)와 바닥부(115)의 냉수유입공(116a)과 연통되는 냉수조절개구(141a)가 마련된다. 조절회전판(141)은 온수조절개구(141b)와 냉수조절개구(141a)가 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개방정도를 조절하여, 수전부(110)의 수용공간(111a)으로 진입하는 온수와 냉수의 유량을 조절하기 위한 것이다.
온수유입공(116b)은 수전고정판(117)의 온수개구(117b)와 동축상에서 바닥부(115)에 마련된 개구이다. 온수유입공(116b)은 온수개구(117b)를 통해 유입된 온수가 수용공간(111a)으로 유동하는 통로이다.
냉수유입공(116a)은 수전고정판(117)의 냉수개구(117a)와 동축상에서 바닥부(115)에 마련된 개구이다. 냉수유입공(116a)은 냉수개구(117a)를 통해 유입된 냉수가 수용공간(111a)으로 유동하는 통로이다.
도 9(b)에 도시된 바와 같이, 온수조절개구(141b)와 냉수조절개구(141a)는 조절회전판(141)의 원주방향을 따라 온수개구(117b)와 냉수개구(117a)보다 길게 개방된 타원형 구조를 가진다. 이때, 온수조절개구(141b)는 온도개구보다 개구의 크기가 크고, 냉수조절개구(141a)는 냉수개구(117a)보다 개구의 크기가 크다.
도 11에 도시된 바와 같이, 온수조절개구(141b)와 냉수조절개구(141a)는 조절회전판(141)의 회전시, 냉수조절개구(141a)가 냉수개구(117a)와 연통되는 제 1 개구면적과, 온수조절개구(141b)가 온수개구(117b)와 연통되는 제 2 개구면적을 가변시킬 수 있다.
회전축(143)은 조절회전판(141)의 바닥면에서 돌출되어 연장된다. 회전축(143)은 축삽입공간(117d)에 회전가능하게 위치된다. 회전축(143)의 종단에는 피니언기어(145)가 마련된다. 회전축(143)은 피니언기어(145)의 회전시 회전력으로 조절회전판(141)으로 제공하기 위한 것이다.
피니언기어(145)는 유량변화측정부(130)의 랙기어(137)와 기어결합된다. 피니언기어(145)는 랙기어(137)와 연동되어 작동되어, 랙기어(137)의 직선운동을 회전운동으로 변환하여, 회전축(143)을 통해 조절회전판(141)으로 회전력을 전달한다.
온도조절부(140)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같은 방식으로 수전부(110)와 유량변화측정부(130)에 설치된다. 조절회전판(141)이 바닥부(115)와 수전고정판(117) 사이의 단턱진공간(115a)으로 삽입되어 수전부(110)에 연결되고, 회전축(143)이 수전고정판(117)의 축삽입공간(117d)으로 삽입된다. 이때, 회전축(143)은 축삽입공간(117d)에 회전가능하게 연결된다.
이때, 회전축(143)이 도 8b에 도시된 바와 같이 축삽입공간(117d)에 완전히 삽입되면, 회전축(143)의 종단에 마련된 피니언기어(145)는 랙기어(137)와 맞물려 기어결합된다. 피니언기어(145)와 랙기어(137)가 기어결합되면서 영점조절이 수행된다. 랙기어(137)와 피니언기어(145)의 결합에 의한 영점조절이 완료되면, 유량변화측정부(130)는 온수와 냉수의 유량변화에 따라 직선운동하게 되고, 온도조절부(140)는 유량변화측정부(130)의 직선운동을 회전운동으로 가변시켜, 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개도를 가변시킬 수 있다.
온도조절부(140)는 유량변화측정부(130)의 작동시 제 2 회절조절판이 온수조절개구(141b)와 냉수조절개구(141a)의 위치를 가변시킴으로써 온수개구(117b)와 냉수개구(117a)의 개방정도를 가변시켜, 수용공간(111a)으로 유입되는 온수와 냉수의 비율을 일정하게 유지하여 배출개구(117c)를 통해 배출되는 혼합수의 온도를 조절할 수 있다. 다만, 온도조절부(140)는 영점조절이 완료된 후에도, 온수공급라인(123)을 유동하는 온수의 유량과 냉수공급라인(121)을 유동하는 냉수의 유량이 변하지 않으면, 온수조절개구(141b)와 냉수조절개구(141a)는 온수유입공(116b)과 냉수유입공(116a)의 개도를 조절하지 않고 원상태로 유지된다.
본 발명은 온도조절부(140)를 통해 수전본체(111)로 유입되는 온수의 유량과 냉수의 유량의 비율을 일정하게 유지하여, 다른 곳에서 물을 사용하는 경우에 냉수 또는 온수가 다른 곳으로 이동됨에 따라, 물이 갑자기 차가워지거나 뜨거워지는 것을 방지할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100: 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치
110: 수전부 111: 수전본체
111a: 수용공간 115: 바닥부
115a: 단턱진공간 116a: 냉수유입공
116b: 온수유입공 116c: 배출공
117: 수전고정판 117a: 냉수개구
117b; 온수개구 117c; 배출개구
117d: 축삽입공간 120: 배관부
121: 냉수공급라인 123: 온수공급라인
125: 배출라인 130: 유량변화측정부
131: 냉수피스톤유닛 131a: 제 1 연장부
131b: 제 1 피스톤부재 131c: 제 1 탄성부재
133: 온수피스톤유닛 133a: 제 2 연장부
133b: 제 2 피스톤부재 133c: 제 2 탄성부재
135: 피스톤연결부재 137: 랙기어
140: 온도조절부 141: 조절회전판
141a: 냉수조절개구 141b: 온수조절개구
143: 회전축 145: 피니언기어

Claims (8)

  1. 외면에 수전레버가 연결되고, 바닥면에 온수유입공, 냉수유입공과 배출공이 마련된 수전부;
    상기 온수유입공으로 온수를 공급하는 온수공급라인, 상기 냉수유입공으로 냉수를 공급하는 냉수공급라인과, 상기 배출공에서 토출된 혼합수가 유동하는 배출라인이 구비된 배관부;
    상기 온수공급라인과 상기 냉수공급라인에 연결되고, 상기 온수공급라인을 유동하는 온수의 유압과 상기 냉수공급라인을 따라 유동하는 냉수의 유압 차이에 의해, 상기 온수공급라인과 상기 냉수공급라인 사이에서 피스톤운동하는 유량변화측정부; 및
    상기 유량변화측정부와 연동되어 상기 유량변화측정부의 직선운동을 회전운동으로 전환가능하게 상기 수전부와 상기 유량변화측정부에 연결되어, 상기 온수유입공과 상기 냉수유입공의 개방정도를 조절하여, 상기 배출공을 통해 배출되는 혼합수의 온도를 조절하는 온도조절부를 포함하고,
    상기 온도조절부는,
    상기 수전부의 바닥면에 대해 회전가능하게 설치되고, 상기 온수유입공과 연통되는 온수조절개구와 상기 냉수유입공과 연통되는 냉수조절개구가 마련된 조절회전판;
    상기 조절회전판의 바닥면에서 돌출되어 연장된 회전축; 및
    상기 회전축의 타단에 연결되고, 상기 유량변화측정부의 랙기어와 기어결합되는 피니언기어를 포함하고, 상기 피니언기어는 상기 랙기어의 직선운동시 상기 랙기어와 연동되어 회전되면서, 상기 조절회전판이 상기 온수조절개구와 상기 냉수조절개구의 위치를 가변시키도록 하는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온수조절개구와 상기 냉수조절개구는 상기 조절회전판의 원주방향을 따라 상기 온수유입공과 상기 냉수유입공의 크기보다 크고 길게 개방된 구조를 가져, 상기 조절회전판의 회전시, 상기 냉수조절개구가 상기 냉수유입공과 연통되는 제 1 개구면적과, 상기 온수조절개구가 상기 온수유입공과 연통되는 제 2 개구면적을 가변시키는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유량변화측정부는,
    상기 냉수공급라인에 연결되어, 상기 냉수공급라인을 따라 유동하는 상기 냉수의 유압에 의해 피스톤운동하는 냉수피스톤유닛;
    상기 온수공급라인에 연결되어, 상기 온수공급라인을 따라 유동하는 상기 온수의 유압에 의해 피스톤운동하는 온수피스톤유닛; 및
    상기 온도조절부와 기어연결되는 랙기어가 마련되고, 상기 냉수피스톤유닛과 상기 온수피스톤유닛을 연결하는 피스톤연결부재를 포함하고,
    상기 피스톤연결부재는 상기 냉수의 유압과 상기 온수의 유압과의 차이에 의한 상기 냉수피스톤유닛과 상기 온수피스톤유닛의 피스톤운동에 의해 직선운동하면서, 상기 랙기어에 결합된 상기 온도조절부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 냉수피스톤유닛은,
    상기 냉수공급라인의 측면에서 돌출되고, 상기 냉수공급라인과 연통되는 제 1 연장부;
    상기 제 1 연장부의 개방된 공간을 폐쇄토록 설치되고, 상기 냉수공급라인을 유동하는 상기 냉수의 유압에 의해 상기 피스톤연결부재를 밀어내도록 작동하는 제 1 피스톤부재; 및
    상기 제 1 연장부의 내부공간에서, 일단이 상기 제 1 연장부에 고정되고, 타단이 상기 제 1 피스톤부재에 결합되어, 상기 냉수공급라인을 유동하는 상기 냉수의 유압에 의해 탄성운동하는 제 1 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 온수피스톤유닛은,
    상기 온수공급라인의 측면에서 상기 제 1 연장부와 마주보게 돌출되고, 상기 온수공급라인과 연통되는 제 2 연장부;
    상기 피스톤연결부재에 의해 상기 제 1 피스톤부재에 연결되고, 상기 제 2 연장부의 개방된 공간을 폐쇄토록 설치되고, 상기 온수의 유압에 의해 상기 피스톤연결부재를 밀어내도록 작동하는 제 2 피스톤부재; 및
    상기 제 2 연장부의 내부공간에서, 일단이 상기 제 2 연장부에 고정되고, 타단이 상기 제 2 피스톤부재에 결합되어, 상기 온수공급라인을 유동하는 상기 온수의 유압에 의해 탄성운동하는 제 2 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 수전부는,
    상기 온수유입공과 연통되는 온수개구, 상기 냉수유입공과 연통되는 냉수개구와, 상기 배출공과 연통되는 배출개구가 마련된 수전고정판; 및
    일측에 수전레버가 연결되어, 상기 수전레버의 조작의 의해 상기 수전고정판에 대해 회전되는 구조를 가지고, 상기 온수유입공, 상기 냉수유입공, 상기 배출공과, 상기 냉수와 상기 온수가 수용되는 수용공간이 마련된 수전본체를 포함하고,
    상기 수전본체의 하면에는 상기 온수유입공과 상기 냉수유입공이 마련된 부분에 상기 온도조절부의 상기 조절회전판이 회전가능하게 연결되는 단턱진공간이 마련된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수전고정판에는 상기 온도조절부의 회전축이 삽입되는 축삽입공간이 마련되어, 상기 회전축이 상기 수전부에서의 이탈을 방지하고,
    상기 온도조절부의 피니언기어가 상기 유량변화측정부의 랙기어와의 기어결합의 해제를 방지하는 것을 특징으로 하는 수전의 냉, 온수 공급량 변화로 인한 혼합수 온도 조절 장치.
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