KR20070033789A - 유체 개폐밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대.소변기에서 유체를 유동시키거나 차단시키기 위해 설치된 버튼을 종래기술보다 비교적 적은 힘으로 조작할 수 있도록 개선된 유체 개폐밸브(200)에 관한 것으로서, 유체의 입수구(211)와 출수구(212)를 각각 구비한 밸브 몸체(210)와; 밸브 몸체(210)의 내부에 설치되어 유체의 유동통로를 개폐하는 피스톤 부재(240)와; 밸브 몸체(210)에 설치되어 피스톤 부재(240)의 거동을 조작하는 버튼(220)과; 밸브 몸체(210)의 내부 일측에 일정한 압력 배출실(284)을 가지도록 설치되는 격벽체(280)와; 격벽체(280)에 형성된 유로에 설치되어, 버튼(220)의 조작에 따라 거동되면서 유로를 개폐하는 개폐수단(290); 및 격벽체(280) 내의 압력 배출실(284)과 연통되게 유체 배출로(251)가 내부 축선을 따라 형성되고, 격벽체(280)에 일측이 결합되며, 피스톤 부재(250)의 내부 관통구멍에 타측이 끼워지는 유체 배출 부재(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 유체 압력실의 내부 압력 이상으로 버튼을 눌러야 했던 종래기술보다 비교적 적은 힘으로 유체를 배출하거나 차단할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 종래기술에 비해 적은 힘으로 버튼을 조작하기 때문에, 사용자가 원하는 시간만큼 원하는 양의 유체를 용이하게 배출할 수 있는 장점이 있다.

Description

유체 개폐밸브{Open-Close Valve for Fluid}
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 소변기용 유체 개폐밸브의 작동 상태도를 나타낸 내부 절단면도들이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 대.소변기에 사용되는 유체 개폐밸브의 작동 상태도를 나타낸 내부 절단면도들이고,
도 5는 도 4에 도시된 유체 개폐밸브에서 유체의 유동과 차단을 조작하는 유체 개폐수단의 확대 단면도이고,
도 6은 본 발명의 유체 개폐밸브가 대변기에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 유체 개폐밸브
110, 210 : 밸브 몸체
120, 220 : 버튼
140, 240 : 피스톤 부재
250 : 유체 배출 부재
284 : 압력 배출실
290 : 유체 개폐수단
본 발명은 대.소변기에 사용되는 유체 개폐밸브에 관한 것으로서, 특히 유체를 유동시키거나 차단시키기 위해 설치된 버튼을 종래기술보다 적은 힘으로 조작할 수 있도록 개선된 유체 개폐밸브에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 소변기용 유체 개폐밸브의 작동 상태를 나타낸 내부 절단면도들이다.
도 1 및 도 2에 도시된 유체 개폐밸브(100)는 사용자가 버튼(120)을 누르는 동작에 따라 소변기에 물을 배출하도록 설치된 장치로서, 대한민국 실용신안공보 제1990-0000061호에 공지되어 있으며, 일반적으로 다음과 같이 구성된다.
종래기술의 유체 개폐밸브(100)는 밸브 몸체(110)의 측부에 입수구(111)가 돌출 형성되어 이런 입수구(111)가 유체 유입관로와 연결되고, 밸브 몸체(110)의 하부에 출수구(112)가 돌출 형성된다.
그리고, 유체 개폐밸브(100)는 밸브 몸체(110)의 내부에 유체의 유동통로가 형성되어, 입수구(111)를 통해 유입된 유체가 출수구(112)를 통해 하부방향으로 빠져 나간다. 이때, 밸브 몸체(110)에는 유체 출수구(112)의 상부에 피스톤 부재(140)가 설치되어, 버튼(120)의 조작에 따라 상하로 거동된다. 그리고, 유체 개폐밸브(100)는 피스톤 부재(140)의 내부 축선상에 관통구멍이 형성되며, 이런 관통구멍에 위치한 T자형 피스톤 로드(150)가 관통구멍을 차단한다. 또한, 유체 개폐밸 브(100)는 버튼(120)에서 인출된 로드가 피스톤 로드(150)의 끝단에 맞닿도록 버튼(120)이 밸브 몸체(110)의 측부에 결합된다.
이와 같은 구성으로 인해, 종래기술의 유체 개폐밸브(100)는 사용자가 버튼(120)을 수평방향으로 누르게 되면, 버튼(120)에 연결된 로드가 피스톤 로드(150)의 끝단부를 밀면서, 피스톤 로드(150)의 상부가 들리게 된다. 그러면, 유체 개폐밸브(100)는 피스톤 부재(140)의 상부에 위치한 수압실(160)의 유체가 조금씩 빠져 나오면서 하부로 떨어지게 된다. 그러면, 유체 개폐밸브(100)는 유체의 유출로 인해 수압실(160)의 압력이 낮아지면서, 피스톤 부재(140)가 상부측으로 거동된다. 이로 인해, 유체 개폐밸브(100)는 피스톤 부재(140)의 거동으로 유체 유동통로가 개방되면서, 입수구(111) 측에 위치한 유체 유입실(170)의 유체가 유동하면서, 출수구(112)를 통해 하부로 빠져 나오게 된다.
이와 같이, 종래기술의 유체 개폐밸브(100)는 유체를 배출시키기 위해서 피스톤 로드(150)의 상부를 들어 올려야 하지만, 유체에 의해 채워진 수압실(160)의 압력에 의해 피스톤 로드(150)가 밀착되어 있기 때문에, 일정 이상의 힘으로 버튼(120)이 눌려져야 한다.
즉, 종래기술의 유체 개폐밸브(100)는 버튼(120)을 누르는 힘이 부족한 노약자 또는 어린이들의 경우에 버튼(120)이 완전하게 눌려지지 않아서 유체가 제대로 배출되지 못하는 경우도 있는 문제점이 있었다. 더군다나, 종래기술의 유체 개폐밸브(100)는 사람에 따라서도 버튼(120)을 누르는 힘이 다를 수 있기 때문에, 필요로 하는 만큼의 유체가 배출되지 못하는 경우도 있었다. 이로 인해, 종래기술의 유체 개폐밸브(100)가 소변기에 설치된 경우에는 사용자의 소변을 완전하게 제거하지 않아서 악취 또는 소변 잔류물을 발생시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 제공된 것으로서, 피스톤 부재의 상부에 위치한 압력실 공간에 격벽체로 압력 배출실을 추가로 형성하고, 버튼과 연결된 개폐수단에 의해 압력실의 유체가 압력 배출실로 유출되어, 피스톤 부재가 상부로 거동됨으로써, 종래기술에 비해 비교적 적은 힘으로도 버튼이 조작되면서, 유체가 용이하게 배출되는 유체 개폐밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유체 개폐밸브는 유체의 입수구와 출수구를 각각 구비한 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체의 내부에 설치되어 상기 유체의 유동통로를 개폐하는 피스톤 부재와; 상기 밸브 몸체에 설치되어 상기 피스톤 부재의 거동을 조작하는 버튼과; 상기 밸브 몸체의 내부 일측에 일정한 압력 배출공간을 가지도록 설치되는 격벽체와; 상기 격벽체에 형성된 유로에 설치되어, 상기 버튼의 조작에 따라 거동되면서 상기 유로를 개폐하는 개폐수단; 및 상기 격벽체 내의 압력 배출공간과 연통되게 유체 배출로가 내부 축선을 따라 형성되고, 상기 격벽체에 일측이 결합되며, 상기 피스톤 부재의 내부 관통구멍에 타측이 끼워지는 유체 배출 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐수단은 상기 버튼과 맞닿으면서 상기 버튼의 조작에 따라 거 동되는 연결 로드와; 상기 연결 로드의 어느 일지점에 부착되는 지지체; 및 상기 격벽체와 상기 지지체 사이에 위치하며 상기 연결 로드의 외주에 끼워져 탄성력을 제공하는 탄성체를 포함한다.
또한, 상기 개폐수단은 상기 연결 로드의 끝단부에 설치되어 상기 버튼에 의해 상기 연결 로드가 거동되지 않는 상태에서 상기 유로와 상기 연결 로드 사이의 틈새로 상기 유체가 유동되지 않도록 밀봉하는 오링(O-ring)을 더 포함한다.
또한, 상기 개폐수단은 상기 밸브 몸체에 고정되고, 상기 연결 로드가 그 내부를 관통하도록 결합되어, 상기 연결 로드의 거동에 따라 유연하게 연동되는 팩킹부재를 더 포함한다.
아래에서는 본 발명의 유체 배출밸브에 대한 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 대.소변기에 사용되는 유체 개폐밸브의 작동 상태도를 나타낸 내부 절단면도들이고, 도 5는 도 4에 도시된 유체 개폐밸브에서 유체의 유동과 차단을 조작하는 유체 개폐수단의 확대 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 소변기 또는 대변기와 같이 필요에 따라 유체를 배출시키는 장치에 설치된다. 즉, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 피스톤 부재(240)의 상부에 위치한 유체 압력실(260) 공간에 제2 격벽체(280)로 압력 배출실(284)을 추가로 형성하고, 버튼(220)과 연결된 개폐수단(290)에 의해 유체 압력실(260)의 유체가 압력 배출실(284)로 유출되도록 함으로써, 피스톤 부재(240)가 상부로 거동되면서, 입수구(211)를 통해 유입된 유체가 유동통로를 따라 출수구(212)로 배출된다. 이와 같은 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 종래기술에서 피스톤 로드를 미는 힘에 비해 훨씬 적은 힘으로도 버튼(220)과 연결된 개폐수단이 조작되어, 노약자 또는 어린이는 물론 누구라도 적은 힘으로 용이하게 이용할 수 있다.
본 발명의 유체 개폐밸브(200)의 각 구성요소 및 그 결합관계에 대해 살펴보면, 다음과 같다.
유체 개폐밸브(200)는 입수구(211)와 출수구(212)를 갖는 밸브 몸체(210)를 구비한다. 밸브 몸체(210)는 필요에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있지만, 일반적으로 사용되는 바와 같이 입수구(211)가 측부로 돌출되게 형성되고, 출수구(212)가 하부로 돌출되게 형성되며, 그 내부를 따라 유체 유동통로가 형성된다. 그리고, 밸브 몸체(210)는 입수구(211)에서 출수구(212)의 하부로 꺾여지는 지점의 내부에 제1 격벽체(214)가 형성된다. 이런 밸브 몸체(210)의 제1 격벽체(214)는 유체의 이동을 제어하기 위해 설치된 것으로, 그 내부 중심의 유동구멍에 피스톤 부재(240)가 끼워진다. 그러면, 본 발명은 버튼(220)의 조작에 따라 피스톤 부재(240)가 상하로 거동되면서, 제1 격벽체(214)에 형성된 유동구멍이 개방되어, 유체가 출수구(212)로 배출될 수 있다.
피스톤 부재(240)는 상부측이 밸브 몸체(210)의 내벽에 맞닿으며, 하부가 제1 격벽체(214)에 끼워진다. 이와 같은 피스톤 부재(240)의 설치로 인해서, 유체 개폐밸브(200)에는 밸브 몸체(210)의 내부에 입수구(211)측에 유체 유입실(270) 및 피스톤 부재(240)의 상부에 위치한 유체 압력실(260)이 각각 형성된다. 하지만, 피스톤 부재(240)에는 비교적 직경이 작은 제1 유로(245)가 형성된다. 이로 인해 본 발명은 유체 유입실(270)의 유체가 유체 압력실(260)로 유동되면서, 유체 압력실(260)이 유체로 가득 채워진다. 그리고, 피스톤 부재(240)에는 그 내부 축선을 따라 관통구멍이 형성되며, 제1 격벽체(214) 사이의 틈새로 유체가 유실되지 않도록 하부측 외주에 제1 팩킹부재(241)가 끼워져 조립된다.
유체 배출 부재(250)는 기다란 튜브 형상으로 피스톤 부재(240)의 내부 관통구멍에 설치되어, 피스톤 부재(240)가 상하로 거동되더라도 피스톤 부재(240)와 상호 면접촉만 된다. 또한, 유체 배출 부재(250)는 그 내부에 유체 배출로(251)가 형성되고, 그 상부가 제2 격벽체(280)에 나사산 결합된다.
제2 격벽체(280)는 피스톤 부재(240)의 상부에 위치하며, 밸브 몸체(210)의 내부에 결합된다. 이와 같이 제2 격벽체(280)가 설치됨으로써, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 별도의 압력 배출실(284)이 밸브 몸체(210)의 내부와 제2 격벽체(280) 사이에 형성된다. 그리고, 상술된 바와 같이 제2 격벽체(280)에는 유체 배출 부재(250)가 결합되어, 유체 배출 부재(250)의 유체 배출로(251)와 압력 배출실(284)이 상호 연통된다. 이로 인해, 압력 배출실(284)은 출수구(212)와 유체 배출로(251)를 통해 유입된 공기로 채워진다. 또한, 제2 격벽체(280)에는 유체의 개폐수단(290)이 설치된다.
개폐수단(290)은 연결 로드(291), 오링(292), 탄성체(293), 지지체(294) 및 제2 팩킹부재(295)를 포함한다.
연결 로드(291)는 제2 격벽체(280)에 형성된 제2 유로에 끼워져 조립되며, 그 일단부의 돌출된 걸림턱에 의해 제2 격벽체(280)에 걸쳐진다. 그리고, 연결 로드(291)는 그 타단부가 밸브 몸체(210)를 통과하여 버튼(220)과 맞닿게 된다.
오링(292 ; O-ring)은 연결 로드(291)의 일단부 걸림턱에 끼워져, 연결 로드(291)와 제2 유로 사이의 틈새로 유체가 유동되지 않도록 밀봉한다.
탄성체(293)는 코일 스프링으로서 압력 배출실(284)에 위치하고, 연결 로드(291)의 외주에 끼워져서, 탄성력을 제공한다.
지지체(294)는 연결 로드(291)의 길이방향 어느 한 지점에 고정되며, 탄성체(293)의 이동을 제한하도록 설치된다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 연결 로드(291)의 타단부가 밸브 몸체(210)를 관통하기 때문에 연결 로드(291)와 밸브 몸체(210) 사이에 미세한 틈새가 존재한다. 이런 틈새로 압력 배출실(284)에 채워지는 유체가 빠져나가지 못하도록, 본 발명의 개폐수단(290)은 압력 배출실(284)의 내부를 밀봉하면서도, 연결 로드(291)의 상하 거동에 따라 유연하게 연동하는 제2 팩킹부재(295)를 포함한다. 이를 위해 제2 팩킹부재(295)는 그 가장자리 부분이 밸브 몸체(210)에 일체로 고정되고, 그 중심부에 연결 로드(291)가 끼워진다.
그리고, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 밸브 몸체(210)의 상부에 버튼(220)이 외부로 노출되게 설치되고, 버튼(220)의 하부에 연결 로드(291)의 단부가 연결되어, 버튼(220)을 누르는 동작에 따라 연결 로드(291)가 거동된다.
아래에서는 본 발명에 따른 유체 개폐밸브(200)의 작동관계에 대해 설명하겠다.
본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 사용자의 조작에 따라 물과 같은 유체를 배출하도록 구성된 것으로서, 일반적으로 소변기에 설치 사용되며, 도 6에 도시된 바와 같이 대변기에도 적용될 수 있다.
도 3에 도시된 유체 개폐밸브(200)는 유체를 배출하지 않는 평상시의 내부 단면도로서, 입수구(211)와 제1 유로(245)를 통해 유체가 유동하면서, 유체 유입실(270)과 유체 압력실(260)에 유체가 각각 완전히 채워진다.
그리고, 사용자가 용변을 마친 후에 유체 개폐밸브(200)의 상부에 위치한 버튼(220)을 누르게 되면, 유체 개폐밸브(200)의 각 구성요소들이 각각 다음과 같이 작동된다.
즉, 본 발명은 사용자에 의해 버튼(220)이 하부로 눌려지면서, 버튼(220)의 하부에 연결된 연결 로드(291)가 연동된다. 그러면, 개폐수단(290)은 제2 유로를 밀폐하고 있던 연결 로드(291)가 하부로 내려가면서, 제2 유로를 통해 유체 압력실(260)에 채워진 유체가 압력 배출실(284)로 유출된다. 이때, 제2 유로는 유체 압력실(260)과 유체 유입실(270)간의 통로인 제1 유로(245)보다 그 유동 단면적이 넓기 때문에, 유체 압력실(260)의 유체는 유출량이 유입량보다 많게 되고, 유체 압력실(260) 내의 압력은 점차 강하된다.
이로 인해, 피스톤 부재(240)는 압력이 강하된 상부 방향으로 점차 거동되고, 밀폐되어 있던 제1 격벽체(214)의 유동구멍이 조금씩 개방된다. 그러면, 유체 유입실(270)의 유체는 압력이 해제됨에 따라 급속도로 제1 격벽체(214)의 유동구멍을 통해 빠져나가고, 출수구(212)를 통해 외부로 배출된다.
그런 다음에 사용자가 버튼(220)으로부터 손을 띄게 되면, 압축되어 있던 개폐수단(290)의 탄성체(293)가 지지체(294)를 상부로 밀어올리고, 지지체(294)와 결합된 연결 로드(291)가 상부로 올라간다. 그러면, 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 연결 로드(291)의 일단부가 제2 유로를 차단하면서, 유체 압력실(260)의 유체가 더이상 압력 배출실(284)로 이동되지 못한다.
이런 상태에서 본 발명의 유체 개폐밸브(200)는 유체가 제1 격벽체(214)의 유동구멍으로 급속하게 빠져나가기 때문에, 유체 압력실(260)보다 피스톤 부재(240)의 하부측 압력이 더 높아진다. 따라서, 유체 유입실(270)의 유체는 제1 유로(245)를 통해 유체 압력실(260)로 유입되면서, 피스톤 부재(240)는 점차 하부방향으로 거동된다. 그리고, 본 발명은 피스톤 부재(240)가 제1 격벽체(214)의 유동구멍을 완전히 밀폐함으로써, 유체가 출수구(212)를 통해 더 이상 배출되지 않는다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유체 개폐밸브는 개폐수단을 이용해 유체 압력실 내의 유체를 유출시킴으로써, 유체 압력실의 내부 압력 이상으로 버튼을 눌러야 했던 종래기술보다 비교적 적은 힘으로 유체를 배출하거나 차단할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 유체 개폐밸브는 종래기술에 비해 적은 힘으로 버튼을 조작하기 때문에, 사용자가 원하는 시간만큼 원하는 양의 유체를 용이하게 배출할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 유체 개폐밸브에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (4)

  1. 유체의 입수구와 출수구를 각각 구비한 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 내부에 설치되어 상기 유체의 유동통로를 개폐하는 피스톤 부재와, 상기 밸브 몸체에 설치되어 상기 피스톤 부재의 거동을 조작하는 버튼을 포함하는 유체 개폐밸브에 있어서,
    상기 밸브 몸체의 내부 일측에 일정한 압력 배출공간을 가지도록 설치되는 격벽체와;
    상기 격벽체에 형성된 유로에 설치되어, 상기 버튼의 조작에 따라 거동되면서 상기 유로를 개폐하는 개폐수단; 및
    상기 격벽체 내의 압력 배출공간과 연통되게 유체 배출로가 내부 축선을 따라 형성되고, 상기 격벽체에 일측이 결합되며, 상기 피스톤 부재의 내부 관통구멍에 타측이 끼워지는 유체 배출 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 개폐밸브.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 버튼과 맞닿으면서 상기 버튼의 조작에 따라 거동되는 연결 로드와; 상기 연결 로드의 어느 일지점에 부착되는 지지체; 및 상기 격벽체와 상기 지지체 사이에 위치하며 상기 연결 로드의 외주에 끼워져 탄성력을 제공하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 개폐밸브.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 연결 로드의 끝단부에 설치되어 상기 버튼에 의해 상기 연결 로드가 거동되지 않는 상태에서 상기 유로와 상기 연결 로드 사이의 틈새로 상기 유체가 유동되지 않도록 밀봉하는 오링(O-ring)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 개폐밸브.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 밸브 몸체에 고정되고, 상기 연결 로드가 그 내부를 관통하도록 결합되어, 상기 연결 로드의 거동에 따라 유연하게 연동되는 팩킹부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 개폐밸브.
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