KR20090007830U - 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 욕실의 샤워기나 주방의 수전에 결합 사용되게 한 절수기에 대한 것으로, 특히 상부결합체와 하부결합체의 결합에 의해 완성하되, 하부결합체의 내부에는 워터밸브와 에어밸브를 결합 형성하고, 에어밸브에는 외부로부터 강제로 공기가 공급되게 한 에어공급노즐을 결합 형성함으로써,

외부로부터 강제로 공기를 제공하여 물과 공기의 혼합량을 증대시켜 더욱 향상된 수압을 얻을 수 있어 결국 뛰어난 절수 효과를 거둘 수 있는 것이며, 워터밸브와 에어밸브는 물을 사용하는 순간에만 수압에 의해 연계하여 스스로 작동되므로 물공급관 및 에어공급관 내에 지속적으로 수압 및 공압을 부여할 수 있어 시기와 때에 영향받지 않고 항상 공기와 물이 혼합된 풍부한 수압을 확보한 상태로 물이 배출되게 하면서도, 관로 내의 물이 역류하는 것을 자동으로 차단할 수 있는 특징의 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기에 관한 것이다.

절수기, 상부결합체, 하부결합체, 워터밸브, 에어밸브

Description

자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기 {Water economizer with an automatic air-supplying valve}

본 고안은 욕실의 샤워기나 주방의 수전에 결합 사용되게 한 절수기에 대한 것으로, 특히 상부결합체와 하부결합체의 내부에 에어밸브를 내장하고, 상기 에어밸브는 워터밸브와 연계하여 작동되게 하되, 상기 에어밸브는 별도의 에어공급장치와 연결되어 지속적으로 공기를 제공받을 수 있게 함으로써, 샤워 헤드 또는 수전의 사용에 따라 물의 배출이 이루어지면 워터밸브가 작동함과 동시에 에어밸브가 연계 작동하여 배출수에 공기를 함께 공급하므로 충분한 수압 증가에 의한 우수한 절수 효과를 얻을 수 있게 한 절수기에 관한 것이다.

일반적으로 수자원은 인류의 생태와 번영에 특히 소중한 자원의 하나임에도 불구하고 물부족에 대한 심각성을 깨닫지 못하므로 그 낭비가 극심한 것이 현실이다.

이에 따라 정부에서는 다양한 절수 제도 및 누진세 등을 도입하여 낭비되거 나 과다 사용되는 수자원을 보호하고자 하고 있으나 실제 사용자는 평소의 사용 습관이나 형태를 고치기 힘들어 이와 같은 절수 대책은 그 실효성이 거의 없는 것으로 알려져 있다.

따라서, 근자에 들어서는 풍부한 수압과 유속을 얻으면서도 물의 배출량은 크게 감소되는 절수기가 개발되어 사용되어 있는 것으로서, 이와 같은 절수기의 가장 보편적인 형태는 도 1의 도시와 같다.

즉, 물공급관 측에 연결되는 하부결합체(100)와 수전 측에 결합되는 상부결합체(101)로 분리 형성되고, 이들을 상,하로 결합 형성한 상태에서 하부결합체(100)와 상부결합체(101)의 결합 측부에 유입공(102)을 형성하고, 그 유입공(102)은 유로(103)를 통해 하부결합체(100)의 내측으로 관통 형성되게 함으로써, 하부결합체(100)에 결합된 물공급관으로부터 물이 제공되면 그 물의 배출 압력에 의해 상기 유로(103) 내부의 공기가 물과 함께 상부결합체(101)의 내부를 통해 수전으로 배출되게 한 것인데,

이와 같은 원리는 고속으로 배출되는 물의 압력에 의해 그 유로(103)의 내부가 순간적으로 진공상태가 되면 저압 상태의 유로(103)로 인해 외부의 유입공(102)을 통해 공기를 흡입하게 되는 것이며, 이와 같은 흡입공기는 절수기의 내부로 유입되어 줄어든 물의 량만큼 공기가 보충시켜 주므로 결국 낮아진 물의 밀도와 압력을 상승시켜주게 되므로 충분한 수압과 유속을 얻을 수 있는 것이다.

이에 따라 이와 같은 절수기는 최소 30% 내지 최대 50%의 절수율을 갖고 있는 것으로 알려져 있으며, 절수와 동시에 수압은 상승하므로 사용 만족도를 더욱 향상시킬 수 있는 것으로 홍보되고 있는 것이다.

특히, 이와 같은 절수기는 일반 가정이나 사무실 등의 주방이나 욕실에 설치된 수도밸브 및 샤워기 등에 연결하여 사용하거나, 대중 목욕탕이나 사우나 시설 또는 찜질방과 헬스장과 같이 많은 수의 샤워 설비가 갖추어져 있는 시설에 적용하는 경우 그 절수 효과가 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 절수기는 토출되는 물의 량이 적거나 유속이 느린 경우에는 공기 유입 작용이 일어나지 않거나 상기한 공기의 통로인 유로를 통해 내부의 물이 역류하여 외부로 배출되는 문제점이 있는 것이다.

즉, 상기한 바와 같은 절수기는 고속으로 배출되는 유속으로부터 그 유로 내부가 진공상태가 되게 하여 이를 통해 외부의 공기가 강제로 유입되게 하는 구조를 갖고 있는 것인데, 배출되는 물의 량이 적거나 유속이 느린 경우에는 유로 내부가 충분한 저압 상태가 실현되지 못하므로 공기 유입 작용이 일어나지 않게 되는 것이며, 하부결합체와 상부결합체의 연결부에 형성된 저항 간섭부에 의해 배출되고자 하는 물은 소용돌이치며 저항을 받게 되므로 그 저항 소용돌이부에 위치하고 있는 유로를 통해 국부적으로 고압 상태인 내부의 물이 역류하여 유로를 통해 외부로 배출되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 수압이 낮거나 토출 수량이 풍부하지 못한 곳에서는 상기한 유로를 통해 오히려 내부의 물이 역류하여 배출되는 문제점이 있는 것이며, 이와 같은 경우에는 수자원의 낭비를 가속화시키면서도 더욱 낮아진 수압이나 유속으로 인해 답답함을 호소하게 되는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 상부결 합체와 하부결합체의 결합에 의해 완성하되, 하부결합체의 내부에는 워터밸브와 에어밸브를 결합 형성하고, 에어밸브에는 외부로부터 강제로 공기가 공급되게 한 에어공급노즐을 결합 형성함으로써, 샤워 헤드나 수전의 사용으로 인해 수압이 작용하면 그와 동시에 워터밸브 및 에어밸브가 연계 개방되어 물과 공기가 혼합된 상태로 배출되게 하므로 향상된 수압을 얻을 수 있어 결국 절수의 효과가 탁월한 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기는, 외부로부터 강제로 공기를 제공하여 물과 공기의 혼합량을 증대시켜 더욱 향상된 수압을 얻을 수 있어 결국 뛰어난 절수 효과를 거둘 수 있는 것이며, 워터밸브와 에어밸브는 물을 사용하는 순간에만 수압에 의해 연계하여 스스로 작동되므로 물공급관 및 에어공급관 내에 지속적으로 수압 및 공압을 부여할 수 있어 시기와 때에 영향받지 않고 항상 공기와 물이 혼합된 풍부한 수압을 확보한 상태로 물이 배출되게 할 수 있음은 물론 관로 내의 물이 역류하는 것을 자동으로 차단하는 특징을 갖는 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 절수기의 분리 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 절수기의 결합 단면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 절수기의 분리 단면도이다.

도시와 같이 본 고안 절수기는 샤워 헤드 또는 다양한 수전이 결합되는 상부결합체(10)와, 물공급관이 결합되는 하부결합체(20)의 조립에 의해 완성되는 것으로서, 이들 상부결합체(10)와 하부결합체(20)를 합성수지재로 사출 성형하여 합성수지가 갖는 소정의 탄성으로부터 견고한 나사 체결이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기한 하부결합체(20)의 내측에는 워터밸브(30)와 에어밸브(40)가 각각 내장되어 있는 것으로서, 워터밸브(30)는 중앙의 경사공(32)을 갖는 원판 형태로 이루어져 있고, 상부결합체(10)의 하단으로부터 스프링(31)에 의해 하향 탄발력을 갖고 내장되어 있다.

또한, 상기한 에어밸브(40)는 외부로부터 강제 공급되는 공기를 제공받아 작동되는 것으로서, 상기한 워터밸브(30)의 작동에 따라 연계하여 작동되는 구조를 갖고 있는 것이다.

즉, 에어밸브(40)에는 관통의 통수공(41)이 형성되어 있고 그 에어밸브(40)의 내부공간(42)에는 별도의 개폐승강구(43)가 내장되어 있는 것으로서, 상기한 개폐승강구(43)는 상,하 위치에 따라 그 내부공간(42)을 밀폐시키거나 개방시키는 역할을 하게 된다.

또한, 상기한 에어밸브(40)의 선단에는 내,외를 관통하여 좌,우로 유동하는 작동구(44)가 결합되어 있는 것으로서, 상기한 작동구(44)는 전기한 워터밸브(30)와의 마찰 간섭에 의해 유동되는 구조를 갖고 있고 그 작동구(44)의 유동에 의해 내부의 개폐승강구(43)가 연동하여 하강되는 구조로 이루어져 있다.

특히, 상기한 에어밸브(40)의 하측에는 외부로부터 강제로 공기가 제공되고 있는 상태의 에어공급노즐(50)이 결합되어 있어 그 내부공간(42)을 향하여 지속적으로 공기를 제공하게 되는데, 상기한 에어공급노즐(50)로부터 제공되는 공기압에 의해 개폐승강구(43)가 상승되면 그 내부공간(42)은 밀폐 상태가 되는 것이며, 상기한 개폐승강구(43)가 하강하게 되면 그 내부공간(42)을 개방시켜 그 에어밸브(40) 선단의 배기공(45)을 통해 공기가 배출되게 한 것이다.

이때, 상기한 워터밸브(30)의 경사공(32)은 하향 확장 형태의 테이퍼공으로 이루어져 있고, 그 경사공(32)과 대응 간섭하는 작동구(44)의 외측단에는 외경사면(44')이 형성되어 있어 이들 경사공(32)과 외경사면(44')의 접지상태에서 그 워터밸브(30)가 상승하게 되면 상기한 작동구(44)는 워터밸브(40)의 내측으로 이동하게 된다.

또한, 상기한 작동구(44)의 내측에는 내경사면(44")이 형성되어 있고 개폐승강구(43)의 선단에는 경사상의 테이퍼부(43')가 형성되어 있어 이들 내경사면(44")과 테이퍼부(43')의 대응 접지 상태에서 상기와 같이 작동구(44)가 내측으로 이동하게 되면 결국 상기한 개폐승강구(43)는 경사부에 의해 하강하게 되므로, 그 내부공간(42)을 개방시켜 공기의 배출이 이루어지도록 하는 것인데, 상기한 개폐승강구(43)는 하측으로 완전히 하강되는 것이 아니라 작동구(44)와의 간섭에 의한 이동량만큼 하강되는 것으로서, 그 개폐승강구(43)의 저면으로부터 제공되는 공기압에 의해 상기한 개폐승강구(43)는 항상 상승하려는 힘을 받게 되므로 결국 개폐승강구(43)의 하강량은 작동구(44)에 의한 물리적인 강제 하강량에 비례하게 되는 것이며, 이와 같은 강제 하강상태에서의 내부공간(42)은 완전 개방 상태가 되는 것이다.

따라서, 도 5의 도시와 같이 상부결합체(10)에 결합된 샤워 헤드 또는 수전 등의 사용에 의해 그 관체 내부의 물이 배출되기 시작하면 하부결합체(20)의 내부로부터 물이 배출되려는 수압이 작동하게 되는데, 이와 같은 수압은 통수공(41)을 통과하여 원판 형태의 워터밸브(30)를 상승시키므로 워터밸브(30)의 상승에 따라 형성되는 간극의 유로를 통해 관로 내의 물이 외부로 배출될 수 있게 된다.

이때, 상기한 워터밸브(30)가 상승함과 동시에 그 경사공(32)과 접지 상태의 작동구(44)는 워터밸브(30)의 경사공(32)에 의해 간섭되어 내측으로 이동하게 되는 것이며, 작동구(44)의 푸시력에 의해 워터밸브(30) 내의 개폐승강구(43)가 하강하게 되므로 결국 그 에어밸브(40) 내의 내부공간(42)이 개방되어 배기공(45)을 통해 공기가 관로 내부로 배출되므로 결국 공기와 물이 함께 혼합된 상태로 외부로 배출되는 것이다.

여기서, 상기한 공기는 에어컴프레셔 등의 에어공급장치로부터 지속적으로 일정 압력의 공기를 제공받아 물과 함께 배출되게 한 것으로서, 에어공급노즐(50)은 전기한 에어공급장치와 연결 상태이므로 그 에어밸브(40)의 내부공간(42)에는 일정한 공기의 압력이 항상 유지되고 있는 상태가 된다.

특히, 아파트나 대형 건축물 또는 다수의 샤워기 등이 설치된 공중 목욕시설에서는 별도의 기계실 내부에 위치한 에어공급장치로부터 각각의 절수기를 동시에 연결 형성하여 단일의 에어공급장치에 의해 모든 절수기에 공기를 제공할 수 있게 하므로 설치상의 유리함은 물론 균일 토출 수량의 제어가 가능한 것인데, 상기한 에어공급장치로부터 제공되는 공기압을 자유롭게 조절함에 따라 공기와 물의 혼합 배출비를 가감할 수 있으므로 결국 수압의 조절 및 그와 상관되는 절수량을 효과적으로 제어 및 조절할 수 있는 것이다.

이때, 도 6의 도시와 같이 급작스런 수압 충격이나 샤워 헤드 또는 수전 단부의 막힘으로 인한 수압 증가가 발생하는 경우 그 관로 내부의 물은 수압 증가로 인해 워터밸브(30)를 하강시켜 폐변 상태가 되게 함은 물론 동시에 에어밸브(40)의 배기공(45)을 통해 내부공간(42)으로 유입되는 것인데, 내부공간(42)으로 유입된 상태의 물은 공기압보다 큰 수압에 의해 그 개폐승강구(43)를 강제로 더욱 하강시키는 역할을 하게 되므로 그 개폐승강구(43)의 하강에 따라 개폐승강구(43)의 하단이 에어공급노즐(50)과의 연결부를 차단하게 되므로 물이 에어공급노즐(50) 내부로 역류하는 것을 방지하는 것이다.

따라서, 정상적인 사용 환경에서는 강제로 공급되는 공기에 의해 더욱 향상된 수압으로 배출되는 물을 사용하게 되므로 절수 효과가 우월하다 할 것이며, 급작스러운 수압 충격에 의해 발생하는 역류 현상은 수압에 의해 폐변되는 워터밸브(30) 및 에어밸브(40)에 자동으로 이를 차단하므로 더욱 효과적이고 합리적인 사용이 가능한 것이다.

도 1은 일반적인 종래의 절수기를 도시한 단면도

도 2는 본 고안에 따른 절수기의 분리 사시도

도 3은 본 고안에 따른 절수기의 결합 단면도

도 4는 본 고안에 따른 절수기의 분리 단면도

도 5는 본 고안 절수기의 정상 사용상태를 도시한 단면도

도 6은 본 고안 절수기의 역류 상태를 도시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 상부결합체

20 : 하부결합체

30 : 워터밸브 31 : 스프링

32 : 경사공

40 : 에어밸브 41 : 통수공

42 : 내부공간 43 : 개폐승강구

43' : 테이퍼부 44 : 작동구

44' : 외경사면 44" : 내경사면

45 : 배기공

50 : 에어공급노즐

Claims (3)

1. 상부결합체(10)와 하부결합체(20)를 서로 나사 결합하되,

   하부결합체(20)의 내측에는 워터밸브(30)와 에어밸브(40)를 각각 내장하고, 하부결합체(20)의 측부에는 외부로부터 공기를 제공받게 한 에어공급노즐(50)을 결합하여 그 에어공급노즐(50)이 상기 워터밸브(30)와 연결되게 함으로써,

   하부결합체(20)의 내부로부터 물이 배출되면 그 배출수압에 의해 워터밸브(30)를 개방시키고, 워터밸브(30)의 개방에 따라 에어밸브(40)가 연계 개방되어 상기 에어공급노즐(50)로부터 강제로 제공되는 공기가 물과 혼합 상태로 상부결합체(10)를 따라 배출되게 구성함을 특징으로 하는 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기.
2. 제 1항에 있어서,

   하부결합체(20)의 내부에 나사 체결되는 에어밸브(40)에는 통수공(41)이 형성되고, 그 에어밸브(40)에는 선단에 배기공(45)을 갖는 내부공간(42)과 그 내부공간(42)을 개폐시키는 개폐승강구(43)를 삽입하며, 그 개폐승강구(43)는 에어밸브(40) 선단으로부터 내외로 좌우 유동하는 작동구(44)와 경사 간섭되게 하되,

   상기한 작동구(44)는 상부결합체(10)의 하단으로부터 스프링(31)에 의해 하향 탄설된 원판 형태의 워터밸브(30)와 경사 간섭되게 하고, 상기한 내부공간(42) 의 하측에는 상기 에어공급노즐(50)이 연결되게 하여,

   하부결합체(20)의 내부로부터 배출수압이 발생하면 통수공(41)을 통해 워터밸브(30)를 상승시켜 배수로를 확보하고, 워터밸브(30)의 상승에 따라 간섭되는 작동구(44)를 내측으로 유동시켜 그에 의해 개폐승강구(43)가 하강되게 하면, 에어공급노즐(50)로부터 제공되는 공기가 에어밸브(40)의 내부공간(42)을 통해 물과 함께 혼합 배출되게 구성함을 특징으로 하는 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기.
3. 제 2항에 있어서,

   워터밸브(30)에는 작동구(44)와 간섭되게 한 하향 확장의 경사공(32)을 형성하고, 상기 작동구(44)의 외측단에는 상기 경사공(32)과 대응하는 외경사면(44')을 형성하며,

   개폐승강구(43)의 선단에는 점차 축소경의 테이퍼부(43')를 형성하고, 상기 작동구(44)의 내측단에는 상기 테이퍼부(43')와 대응하는 내경사면(44")을 형성하여,

   상기 워터밸브(30)의 상승에 따라 작동구(44)가 워터밸브(30)의 내측으로 이동되게 하고, 작동구(44)의 이동에 따라 개폐승강구(43)가 하강되게 구성함을 특징으로 하는 자동 에어 공급밸브를 갖는 절수기.

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