KR19980087042A - 2/3 핸들 압력 평형기 시스템 - Google Patents

2/3 핸들 압력 평형기 시스템 Download PDF

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temperature controller
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이. 예 유훙
디. 쿡 윌리암
마크 에스. 블룸
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존 디. 델 폰티
엠하트 인크.
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Abstract

본 발명은 압력 평형기(20)를 갖는 압력 평형기 시스템(10)에 관한 것으로, 상기 시스템의 일 측면에 온도 제어기(24)와 다른 측면에 체적 제어기(14)를 구비한다. 압력 평형기(20)는 냉온수를 수용하고 이를 거의 일정한 소정의 압력으로 온도 제어기(24)로 배출한다. 온도 제어기(24)는 유동 온도를 설정하도록 조정 가능하여 뎀 방지 온도를 46.1 내지 48.9 ℃(115 내지 120 ℉) 사이의 최대 온도 이하로 유지시킨다. 상기 체적 제어기는 상기 온도 제어기로부터 온도 제어된 유동을 수용하고, 소정의 배출 체적으로 상기 유동의 체적을 설정한다.

Description

2/3 핸들 압력 평형기 시스템
본 발명은 2/3 핸들 압력 평형기 시스템에 관한 것으로, 뎀 방지 보호부 및 온도 및 체적용의 2개의 제어 밸브를 갖는 2/3 핸들 압력 평형기에 관한 것이며, 상기 제어 밸브는 온수 및 냉수 제어 밸브의 종래의 위치에 배치될 수도 있다. 2/3 핸들 압력 평형기 시스템은 다중 스테이션 설비에 사용될 수 있으며, 단일 스테이션 설비를 폐쇄시키는 것이 바람직할 수도 있다.
뎀 방지 특성을 추가시킴으로써, 욕조(tub) 및 샤워기(shower) 밸브 제어기는 고전적인 외관을 상실하고 2/3 핸들 꼭지(faucet)의 감을 느끼게 하는 단일 핸들의 뎀 방지 장치를 통상 사용하였다. 다른 종래의 방법은 압력 평형기가 직렬로 제어 밸브의 상류에 배치된다면 온수 밸브만의 개방이 과다한 온수 온도를 발생시킬 위험이 있거나 또는 기계적 연결이 2/3 핸들 꼭지를 제어한다면 이러한 연결이 복잡하고 비용이 많이 들고 기계적 파손을 받게 된다는 점에서 보다 효과적인 것으로 판명되지 않았다. 또한, 다중 스테이션 설비에 있어서, 전체 시스템을 폐쇄시키기보다는 개별 스테이션의 체크/정지 밸브의 사용이 개별 스테이션의 폐쇄를 가능하게 한다.
본 발명의 목적은 구성이 간단하고 제조 비용이 저렴하고 작동이 아주 정밀한 2/3 핸들 압력 평형기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온도 제어 밸브와 체적 제어 밸브를 갖는 종래의 2 핸들 냉온 제어 밸브의 외관과 느낌을 갖는 2/3 핸들 압력 평형기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온도 제어 밸브, 체적 제어 밸브 또는 2개 모두로 본 발명의 다양한 실시예에서 물 유동을 완전히 차단할 수 있는 2/3 핸들 압력 평형기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전체 시스템을 폐쇄시키지 않고서도 개별 스테이션 중의 임의의 하나를 폐쇄시키는 것이 가능하도록 각각의 다중 스테이션에서 체크/정지 밸브를 사용하기 위한 2/3 핸들 압력 평형기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 체적 제어 밸브가 체적을 제어하면서 온도 제어 밸브에서 뎀 방지 특성을 갖고 상기 온도 및 체적 제어 밸브는 종래의 냉온수 제어 밸브의 외관과 느낌을 갖는 2/3 핸들 압력 평형기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 후속의 상세한 설명 및 특허청구범위와 첨부된 도면으로부터 명백하게 된다.
도1은 온도 제어기로서의 동일 측면의 온수 공급량과 체적 제어기로서의 동일 측면의 냉수 공급량을 갖는 2/3 핸들 압력 평형기 시스템의 사시도.
도2는 압력 평형기 및 온도 제어 밸브로서 동일 측면의 냉온수 공급량을 도시하는 개량된 2/3 핸들 압력 평형기 시스템의 사시도.
도3은 도2의 측입면도.
도4는 도2의 상부 평면도.
도5는 도2의 좌측으로부터 도시되어 체크/정지 밸브를 구비한 압력 평형기 및 온도 제어기를 도시한 도2의 측입면도.
도6은 도1 및 도2에 도시된 온도 제어기의 쓰로틀 판과 스템을 갖는 베이스의 전개도.
도7은 도5에 도시된 선택적인 체크/정지 밸브를 도시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 압력 평형기 시스템
14 : 체적 제어기
20 : 압력 평형기
24 : 온도 제어기
30 : 유동 분기 장치
도1은 유입구(23)로부터 온수 공급량(22)을 수용하는 압력 평형기(20) 내로 점선 화살표 방향으로 도관(18) 내로 분기(shunt)되도록 유입구(16)를 통해 체적 제어기(14)로 이어지는 냉수 공급량(12)을 갖는 2/3 핸들 압력 평형기 시스템(10)에 관한 일 실시예를 도시하고 있다. 압력 평형기(20)는 소정의 압력 및 온도로 압력 평형기(20)로부터 나온 유동을 상기 유동의 온도를 제어하는 온도 제어기(24) 내로 배출시킨다. 상세히 후술되는 바와 같이, 온수 공급량 및 냉수 공급량은 점선 화살표 방향으로 도관(26) 내로 배출되는 유동의 소정 온도를 설정하도록 온도 제어기(24)에서 혼합된다. 도관(26)은 소정의 온도로 혼합 유동을 공급하기 위해 체적 제어기(14)에 연결된다. 체적 제어기(14)는 (도시되지 않은) 샤워기 또는 (도시되지 않은) 욕조 중의 하나로 최종 배출하기 위한 유동 분기 장치(30)로 유동을 공급하는 도관(28)으로 점선 화살표 방향으로 배출되는 유동의 체적을 설정하도록 조절된다.
도1에 도시된 체적 제어기(14), 압력 평형기(20), 온도 제어기(24) 및 유동 분기 장치(30)를 포함하는 2/3 핸들 압력 평형기 시스템(10)의 주요 구성 요소가 도2 내지 도6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 도시된 요소와 유사 또는 동일하여 도1에 사용된 것과 동일한 도면 부호를 갖는다는 것을 알 수 있다.
도2는 동일한 도면 부호가 도1의 구성 요소를 설명하는 데에 사용된 동일한 도면 부호로 지칭되는 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 그러므로, 온수 공급량(32)은 유입구(34)로부터 점선 화살표 방향으로 압력 평형기(20)에 이어지고, 냉수 공급량(36)은 유입구(38)로부터 점선 화살표 방향으로 압력 평형기(20)에 이어진다. 압력 평형기(20)로부터의 배출량은 상기 유동의 온도를 46.1 내지 48.9 ℃(115 내지 120 ℉) 사이의 최대 뎀 방지 온도 이하로 유지시키도록 설계된 온도 제어기(24)로 유입된다. 혼합 유동은 체적 제어기(14)로 공급되도록 온도 제어기(24)로부터 점선 화살표 방향으로 도관(26) 내로 배출된다. 체적 제어기(14)는 도관(28)으로 점선 화살표 방향으로 배출되는 유동의 체적을 선택하여 유동 분기 장치(30)로 공급되도록 조절할 수 있다. 소정의 체적 및 온도의 유동은 유동 분기 장치(30)에 의해 (도시되지 않은) 샤워기 또는 (도시되지 않은) 욕조 내로 선택적으로 배출된다.
도2의 압력 평형기 시스템(10)과 그 구성 요소는 도3 내지 도6에 상세히 도시된다. 압력 평형기(20)는 도3 및 도5에 도시되고, 1994년 11월 14일 특허된 미국 특허 제5,501,244호에 개시된 바와 같이 다이아프램(diaphragm)을 이용하는 형태이나, 온도 반응형 또는 스풀(spool)형 압력 평형기와 같은 다른 형태일 수 있다. 압력 평형기 시스템(10)은 사용자에 의해 선택된 온도 수준을 유지시키는 뎀 방지 특징을 가지며, 냉수 및 온수를 적절히 혼합하고 냉수 및 온수 공급량 내의 임의의 압력 변화를 자동적으로 조절할 수 있다. 냉수 및 온수 공급량 중의 어느 하나라도 부족하게 되면, 압력 평형기(20)는 이를 통과하는 유동을 정지시킨다. 도3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 온수는 점선 화살표 방향으로 유입구(34) 내로 유입되어 온수 측면(39)으로 전달되고, 냉수는 점선 화살표 방향으로 (도4의) 유입구(38) 내로 유입되어 다이아프램(40)의 냉수 측면(41)으로 전달된다. 압력 평형기(20)와 온도 제어기(24)는 일체형 하우징(42)의 상단부에 연결된 보닛(bonnet; 43)을 갖는 하우징(42) 내에 배치된다. 보닛(43)은 온도 제어기(24)를 둘러싸고, 상기 제어기를 하우징(42)에 연결시킨다. 다이아프램(40)은 온수 측면(39) 내에 형성된 웰(48) 내에 배치된 온수 포핏(poppet; 46)과 냉수 측면(41) 내에 형성된 냉수 포핏(50)을 갖는 포핏 조립체(44)의 일부이다. 온수 측면(39)의 물은 도6에 상세히 도시된 바와 같이 밀봉 포트(56)를 통해 연통하는 챔버(54)로 유입되어 온도 제어기(24) 내로 통과한다. 냉수 측면(41)의 물은 도6에 상세히 설명된 바와 같이 밀봉 포트(60)와 연통하는 챔버(58)로 유입하여 온도 제어기(24) 내로 통과한다. 도3은 온수 측면(39)의 압력이 냉수 측면(41)의 압력에 대해 평형되는 중립 위치에 있는 포핏 조립체(44)를 도시한다. 그러나, 온수 공급량(32) 또는 냉수 공급량(36)이 부족하게 되면, 포핏 조립체(44)는 상기 유동을 정지시킨다는 것을 알 수 있다. 선택적으로, 압력 평형기(20)는 웰(46, 52) 내의 도3에 도시된 중립 위치로부터의 온수 포핏(46) 및 냉수 포핏(50)의 이동(shift)이 포핏 조립체(44)를 통해 (도시되지 않은) 개구를 조절하여 다이아프램(40)의 온수 측면(39) 및 냉수 측면(41) 상의 압력을 연속적으로 평형시키기 위해 상기 개구를 선택적으로 증감시키도록 상기 웰(46, 52) 내외로 일체 이동시키는 다이아프램(40)을 구비함으로써 온수 공급량(32) 및 냉수 공급량(36) 내의 압력 변화를 자동적으로 조절하고, 이럼으로써 다소의 냉온수가 압력 평형기(20)의 각 챔버(54, 58)로부터 온도 제어기(24)로 유입될 수 있게 한다.
도3 및 도6에 상세히 도시된 온도 제어기(24)는 한 쌍의 통상 틈새 형태(tear-shaped)의 관통 구멍(65, 66)을 갖는 스템(63) 및 디스크 형태의 베이스(64)를 갖도록 형성된 제어 요소를 갖는다. 3개의 동일하게 이격된 반경 방향 연장 귀부(ear; 67, 68, 69)는 베이스(64)의 원주 상에 형성되고, 각각은 원주에 접선 방향으로 연장하는 내부 리세스(70)를 갖는다. 스테인레스 강으로 제조된 쓰로틀 판(71)은 디스크형으로 상기 베이스(64)와 유사한 크기로 형성된다. 쓰로틀 판(71)은 베이스(64)의 하부 표면과 조립될 때 구멍(65, 66)과 각각 정렬되는 한 쌍의 통상 틈새형 관통 구멍(72, 73)을 갖도록 형성된다. 3개의 이격된 탭(74)은 판(71)의 원주 상에 형성되고, 베이스(64)의 방향으로 굴곡된다. 조립시, 상기 탭(74)은 상기 리세스(70)를 통해 연장하여 상기 판(71)을 베이스(64)에 부착시킨다. 탭(74)은 리세스(70) 내로 일단 삽입되면 정위치에 로킹(lock)되도록 테이퍼지고 상기 판(71)의 근처가 폭이 좁게 된다. 또한, 탭(74)이 일단 리세스(70)로 삽입되면, 탭(74)의 자유 단부는 상기 판(71)을 베이스(64)에 대해 로킹하도록 각 귀부(67, 68, 69)에 대해 굴곡진다. 온도 제어기(24)는 보닛(43) 내에 고정 장착된 상부 하우징(78) 내에 형성된 리세스(77)에 위치된 조절식 온도 제한 정지 장치(76)의 디스크(75)를 갖는다. 판(71)의 하부는 밀봉 포트(56, 60)의 상부 표면과 회전 가능한 밀접 결합되게 결합된다. 온수 포트(56)로부터 유동하는 물의 온수 유동로는 베이스(64) 및 판(71)의 각각의 틈새형 구멍(65, 72)과 혼합 챔버(79)를 구비한다. 유사한 방법으로, 냉수 포트(60)로부터 유동하는 물의 냉수 유동로는 베이스(64) 및 판(71)의 각각의 틈새형 구멍(66, 73)과, 혼합 챔버(79)를 구비한다.
온도 제어기(24)의 사용은 냉수 공급량 온도와 뎀 방지 온도의 상한치, 즉 48.9 ℃(120 ℉) 사이의 범위 내로 사용자에게 적당한 물 온도를 달성하기 위해, 혼합 챔버(79) 내로 유동하는 냉온수의 체적과 온도를 조절하는 각각의 틈새형 구멍(72, 73)을 이동시키도록 스템(63)을 유사량만큼 회전시켜 밀봉 포트(56, 60)에 대해 쓰로틀 판(71)을 회전시키는 (도시되지 않은) 노브(knob)를 회전시킴으로써 혼합 챔버(79) 내의 냉온수의 혼합물을 조절할 수 있다. 포트(56, 60)를 판(71)의 견고한 부분(80) 위로 위치시키기 위한 스템(63)의 회전은 온도 제어기(24)를 통과하는 유동을 완전히 정지시키고 압력 평형기 시스템(10)의 스테이션을 차단한다.
소정의 온도에서 혼합 챔버(79)로부터의 혼합 유동은 (도시되지 않은) 통로를 통해 도2 내지 도4에 도시된 점선 화살표 방향으로 도시된 바와 같이 온도 제어기(24)로부터 체적 제어기(14)로 공급되도록 도관(26) 내로 배출되고, 상기 유동은 밸브 시트(90)를 갖는 개구(88)를 통과한다. 상기 유동은 도3에 도시된 바와 같이 상기 유동을 통과하게 하거나 또는 완전히 정지하게 조절하도록 회전하여 밸브 시트(90)에 대해 폐쇄 부재(91)를 상승 또는 하강시키는 체적 제어기(14)의 스템(92)에 고정 연결된 밸브 폐쇄 부재(91)에 의해 조절 및/또는 폐쇄되게 된다. 밸브 스템(92)은 밸브 폐쇄 부재(91)가 배치되는 캐스팅(casting; 96)에 연결된 하우징(94) 내에 장착된다. 캐스팅(96)은 도관(26)과 그 내부에 형성된 밸브 시트(90)를 구비한다. 혼합 유동은 개구(88)와 밸브 시트(90)를 통과한 후 유동 분기 장치(30)로 공급되도록 (도시되지 않은) 샤워기 또는 (도시되지 않은) 욕조로 배출되는 도관(28)으로 유입된다.
2/3 핸들 압력 평형기 시스템(10)은 단일 스테이션 설비를 폐쇄하는 것이 바람직할 수도 있는 다중 스테이션 설비에 사용될 수도 있다. 이를 위하여, 상부 장착된 체크/정지 밸브(100; 도5 참조) 또는 하부 장착된 체크/정지 밸브(102; 도8 참조)는 (도4에 도시된) 온수 도관(34) 및 냉수 도관(38) 모두를 쌍으로 구비할 수도 있다. 도5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 체크/정지 밸브(100)는 도관(34, 38)이 형성된 캐스팅(108)을 장착한 밸브 스템(106)에 고정된 밸브 폐쇄 부재(104)를 갖는다. 캐스팅(108)은 시트(110)가 그 주위에 형성된 개구(112)를 갖는 내부 구획부(111) 상에 형성된 밸브 시트(110)를 구비한다. 개구(112)는 도관(34, 38)을 통해 압력 평형기(20)로 유동하는 유동을 정지시키기 위해 시트(110)를 결합시키는 폐쇄 부재(104)에 의해 폐쇄된다.
체크/정지 밸브를 압력 평형기(20) 및 온도 제어기(24)에 보다 근접하게 위치시키는 것이 바람직하다면, 도7에 도시된 하부 장착된 체크/정지 밸브(102)가 사용될 수도 있다. 캐스팅(114)은 체크/정지 밸브(102)가 장착되는 하부 측의 나사 가공된 개구(115)를 갖도록 형성된다. 상부측 개구(116)는 밸브 스템(118)이 상기 개구를 통과하도록 한다. 확대된 나사부(120)는 개구(116) 이하에 형성되어, 그 길이의 중간 지점 주위에서 스템(118)에 고정된 나사 가공된 링(122)을 수납하고, 이럼으로써 나사부(120) 내의 스템(118)의 회전은 밸브 시트(126)의 하부에 대해 밸브 폐쇄 부재(124)를 상승 또는 하강시킨다. 밸브 시트(126)는 냉온수 공급량이 도관(34, 38)을 통과하여 압력 평형기(20)로 연결되게 하는 개구(128)를 갖는다. 밸브 시트(126)와 개구(128)는 도관(34, 38)을 압력 평형기(20)와 분리시키는 중간 구획부(129) 내에 형성된다. 밸브 폐쇄 부재(124)는 밸브 스템(188)의 하부 확대부 위로 연장하는 내향 연장된 플랜지(136)를 갖는 원통형 부재(134)의 하단부에 형성된 외향 연장 플랜지(132) 상에 위치된 환형 와셔(washer; 130)를 구비한다. 원통형 부재(134)는 상기 개구(128)를 통해 연장한다. 하부 부재(138)는 개구(115)를 밀봉시키기 위해 상기 개구 내에 나사 결합식으로 수납된다. 스프링(140)은 스템(118)의 확대된 하부를 결합시키고 밸브 폐쇄 부재(124)를 시트(126)의 방향으로 압착하기 위해 하부 부재(138)로부터 상향 연장된다. O-링(142)은 밸브 폐쇄 부재(124)를 밀봉시키기 위해 스템(118)의 확대된 하부의 리세스(144) 내에 장착된다. 다른 O-링(146)은 스템(118)이 존재하는 개구(116)를 밀봉하여 상기 개구에서의 누설을 방지하기 위해 개구(116)의 바로 아래의 스템(118) 상에서 지지된다.
일반적으로, 상기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 수정 및 다른 선택적 구성은 후속의 특허청구범위에 청구된 본 발명의 범위 내에서 가능하게 된다.
본 발명에 의한 2/3 핸들 압력 평형 시스템은 그 구성이 간단하고 제조 비용이 저렴하고 작동 정밀도가 양호하다. 또한, 뎀 방지 기능을 보유하고 있으며, 체크/정지 밸브를 구비하여 다중 스테이션 설비에서 전체 설비를 폐쇄시키지 않고서도 각 스테이션의 개별 폐쇄를 가능하게 한다.

Claims (10)

  1. 압력 평형기 시스템에 있어서, (a) 상기 시스템의 일 측면에 배치된 압력 평형기 및 온도 제어기와, 상기 시스템의 다른 측면에 배치된 체적 제어기를 구비하고 있으며, (b) 상기 압력 평형기는 다양한 압력으로 냉온수 공급량을 수납하여 거의 일정한 소정의 압력으로 온수 유동 및 냉수 유동을 배출시키고, (c) 상기 온도 제어기는 상기 압력 평형기로부터 상기 유동을 수납하도록 연결되고 46.1 내지 48.9 ℃(115 내지 120 ℉) 사이의 최대 뎀 방지 온도 아래로 상기 유동의 온도를 유지하도록 설계되고, (d) 상기 온도 제어기는 소정의 온도로 온수 및 냉수의 혼합 유동을 배출시키고, (e) 상기 체적 제어기는 상기 온도 제어기로부터 혼합 유동을 수납하고 최소 유동 및 최대 유동 사이로 유동 체적을 조절하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, (a) 상기 압력 평형기 시스템은 상호 이격되어 배치되고 상호 연결된 온도 제어기 및 체적 제어기의 2개의 제어기를 구비하며, (b) 상기 압력 평형기는 상류측에 배치된 온도 제어기와 상호 연결되며, (c) 상기 온도 제어기는 상기 체적 제어기의 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 유동 분기 장치는 체적 제어기로부터 유동을 받아 이를 선택적으로 욕조 꼭지 또는 샤워기 헤드용 배출부로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 체적 제어기는 이를 통과하는 유동을 완전히 차단하도록 설계된 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, (a) 상기 체적 제어기는 영보다 작은 최소 유동 설정치를 가지며, (b) 상기 온도 제어기는 이를 통과하는 유동을 완전히 차단하도록 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제2항에 있어서, (a) 제1 도관은 온도 제어기와 체적 제어기를 상호 연결하여, 온도 제어기로부터 배출된 냉온수의 혼합 유동을 수용하고 이를 체적 제어기로 공급하며, (b) 제2 도관은 제1 도관과 평행하게 배치되어 상기 체적 제어기로부터의 배출 유동을 수용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 온도 제어기 및 체적 제어기는 상호 이격되어 수평으로 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제2항에 있어서, (a) 온수 공급 도관은 압력 평형기와 연결되고, (b) 냉수 공급 도관은 압력 평형기와 연결되고, (c) 상기 공급 도관들에 장착된 한 쌍의 체크/정지 밸브 중의 하나는 온수 공급 도관 내에 다른 하나는 냉수 공급 도관 내에 장착되며, (d) 상기 체크/정지 밸브는 상기 압력 평형기의 공급 도관들을 개폐시키도록 개폐식으로 설계된 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, (a) 상기 체크/정지 밸브는 하부의 외부 측면으로부터 공급 도관 내에 나사결합식으로 수용된 하부 부재에 연결되고, (b) 상기 체크/정지 밸브는 상기 밸브가 압력 평형기에 아주 인접하게 배치될 수 있도록 상기 공급 도관의 상부 외부 측면으로부터 하부 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 체크/정지 밸브는 이를 통과하는 유동을 개폐하도록 상부 외부 측면으로부터 유동 도관 내로 나사결합식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1019980017358A 1997-05-27 1998-05-14 2/3 핸들 압력 평형기 시스템 KR19980087042A (ko)

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