KR20100027551A - 피스톤 방식을 이용한 변기의 물내림 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변기의 물내림 장치(100)에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 변기의 물탱크(110)에 수용된 물이 배출되도록 배수구를 개폐하는 배수마개(130), 배수마개(130)가 배수구를 개폐하도록 신호를 인가하는 물내림 스위치(120), 배수마개(130)에 연결되어 배수구를 개폐하도록 배수마개(130)를 이동시키는 개폐부재(140), 및 물내림 스위치(120)로부터 신호를 받아 개폐부재(140)를 작동시키는 구동부(150) 포함하는, 구성이 간단하고 비용이 절감되는 장치가 제공된다.
특히, 개폐부재(140)는 구동부(150)로부터의 입력에 반대되는 방향으로 작용하는 탄성부재(141)를 구비하여, 탄성부재(141)의 복원력으로 배수마개(130)가 원상복귀되므로 정전시에도 배구마개(130)가 확실히 폐쇄되어 누수를 방지할 수 있다.
물내림 스위치, 배수마개, 피스톤, 스프링, 펌프

Description

피스톤 방식을 이용한 변기의 물내림 장치{WATER FLUSHING APPARATUS OF CHAMBER POT USING PISTON}
본 발명은 물탱크와, 물내림 스위치와, 물내림 스위치의 조작에 따라 물탱크의 물이 내려가도록 개방되는 배수마개를 구비한 변기의 물내림 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 변기의 수동 물내림 장치(10)에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 물내림 레버(12)를 누르면 물내림 레버(12)에 체인(14)으로 연결된 배수마개(13)가 들어올려져 개방되고 이 배수마개(13)의 개방에 의해 물탱크(11) 내의 물이 변기통(미도시)으로 빠져나간다. 물탱크(11)의 배수에 의해 물의 수위가 낮아지면 에어볼(15)이 아래로 내려가 급수밸브(16)가 개방되어 급수관을 통해 물이 공급되고, 수위가 다시 높아지면 에어볼(15)도 따라 올라가며 만수위가 되면 급수밸브(16)가 폐쇄되어 물탱크(11)로의 급수를 차단하도록 구성되었다.
그러나, 이러한 종래의 수동 물내림 장치(10)는 배수마개에 직접 체인으로 연결된 물내림 레버를 손으로 눌러 작동시키는 것으로, 물탱크 내의 수압을 이기고 배수마개를 들어올려야 하므로 이는 노약자나 유아에게 용이하지 않고, 소변이나 대변의 차별없이 변기통에 똑같은 양의 물을 내려보내어 물소비가 있다는 문제가 제기되어 왔다.
이러한 종래의 수동 물내림 장치의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로 공개특허공보 2007-0107532호가 있다. 이는 자동 물내림 장치(20)에 관한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동모터, 회전체, 홀센서, 타이머 및 제어부 등으로 구성되어, 제어부가 물내림 스위치 입력시 홀센서에 의해 자석이 감지되도록 구동모터를 구동시켜 초기위치로 셋팅하고, 소변이나 대변에 따라 구동모터의 작동시간을 가변시켜 물내림 동작이 이루어지도록 함으로써, 스위치에 의해 자동으로 물내림 동작이 이루어진다는 것, 소변이나 대변에 따라 물내림량이 차별화되어 물소비량을 줄일 수 있다는 것 등이 유리한 효과로 개시되었다.
그러나, 이 장치에 의하면, 구동모터, 회전체, 홀센서, 타이머 및 제어부 등을 구비하여야 하므로 설치가 복잡하고 비용의 부담이 크며 정전시에는 배수마개 복귀가 되지 않는 등의 문제가 있으므로, 이에 대한 개선이 필요하다.
전술한 바와 같이, 종래의 자동 물내림 장치(20)에서는 정밀하게 제어되는 기계, 전자 장치를 사용하여야 하므로 설치가 복잡하고 고가이며, 정전시에는 배수마개가 복귀하지 않는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 저가의 소형 펌프와 피스톤을 이용하여, 간단한 설치가 가능하고, 비용이 절감된 변기의 자동 물내림 장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 정전시에도 배수마개가 확실히 복귀하여 물이 새는 것을 방지하는 변기의 자동 물내림 장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 대변시와 소변시에 물내림양을 달리하여 물소비를 절약하는 변기의 자동 물내림 장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성에 따르면, 변기의 물탱크에 수용된 물이 배출되도록 배수구를 개폐하는 배수마개, 배수마개가 배수구를 개폐하도록 신호를 인가하는 물내림 스위치, 배수마개(130)에 연결되어 배수구를 개폐하도록 배수마개를 이동시키는 개폐부재, 및 물내림 스위치로부터 신호를 받아 개폐부재를 작동시키는 구동부를 포함하고, 상기 개폐부재는 구동부로부터의 입력에 반대되는 방향으로 복원력을 제공하는 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치를 제공한다.
상기 개폐부재는 실린더와 실린더 내에서 왕복이동 가능한 피스톤 로드를 구비하고, 피스톤 로드의 일단부에는 실린더의 공간을 분할하는 로드 헤드가 형성되어, 분할된 상기 공간의 일측에 존재하는 압력과 상기 공간의 타측에 존재하는 압력의 차이에 의해 피스톤 로드가 이동하도록 구성된다.
피스톤 로드의 타단부에는 배수마개가 연결되어, 피스톤 로드가 이동하는 것에 의해 배수마개가 이동하여 배수구를 개방 또는 폐쇄되도록 구성된다.
한편, 구동부는 펌프로 형성되고, 탄성부재는 스프링으로 형성되며, 분할된 상기 공간의 일측에는 펌프가 연결되어 펌프에 의해 가해지는 압력이 전달되고, 분할된 상기 공간의 타측에는 스프링이 존재하여 스프링의 복원력에 의해 가해지는 압력이 전달되도록 구성된다.
또는, 분할된 상기 공간의 일측에, 펌프가 연결되어 펌프에 의해 가해지는 압력이 전달되는 동시에, 스프링이 존재하여 스프링의 복원력에 의해 가해지는 압력이 전달되도록 구성되어도 된다.
이때, 분할된 상기 공간 중 펌프가 연결되지 않는 공간에는 개구부를 형성시키는 것이 바람직하다.
또한, 물내림 스위치는 대변용 스위치와 소변용 스위치를 구비하여, 대변용 스위치를 선택한 때에는 소변용 스위치를 선택한 때보다 구동부의 구동 시간이 길게 설정되게 구성하여 물소비량을 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, 배수마개를 개방시킬 수 있을 정도의 출력을 내는 저용량 의 펌프를 사용하면 되므로 에어펌프 등 소형의 펌프와 피스톤을 장착하는 것에 의해, 구성이 간단하고 비용이 낮은 변기의 자동 물내림 장치를 구현할 수 있다.
또한, 탄성부재의 복원력으로 배수마개가 개방상태에서 폐쇄상태로 원상복귀되므로 정전시에도 배수마개가 확실히 폐쇄되어 물이 새는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 대변시와 소변시의 선택에 따라 펌프의 구동시간을 달리함으로써 물내림양을 달리하여 물소비를 절약할 수 있는 효과가 있다.
이하에서, 본 발명의 실시형태가 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 1은 종래의 변기의 수동 물내림 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 변기의 자동 물내림 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 피스톤을 이용한 변기의 자동 물내림 장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시형태 2에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 6는 본 발명의 실시형태 3에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시형태 4에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이다.
(실시형태 1)
도 3을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면, 물탱크(110)와, 물탱크 내에 물을 공급하는 급수제어장치(170)와, 물탱크의 물을 변기통(미도시)으로 배출하는 배수마개(130)가 구비되고, 배수마개(130)에는 개폐부재(140)가 체인(160) 등으로 연결되어 배수마개(130)를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있으며, 개폐부재(140)에는 펌프 등의 구동부(150)가 연결되어 개폐부재(140)를 구동시킬 수 있다. 또한 펌프(150)는 물내림 스위치(120)에 의해 작동된다.
물내림 스위치(120)는 물탱크(110)의 외벽 등 사용자의 손이 닿기 쉬운 곳에 배치된다. 펌프(150)는 물탱크(110) 내의 수압을 이기고 배수마개(130)를 들어올릴 수 있는 정도의 압력을 인가할 수 있는 저용량의 에어펌프나 물펌프 등을 사용한다.
개폐부재(140)는 실린더(142)와 실린더(142) 내에서 왕복이동 가능한 피스톤 로드(143)를 구비하고, 피스톤 로드(143)의 일단부에는 실린더(142)의 공간을 두 개로 분할하는 로드 헤드(144)가 형성된다. 분할된 두 개의 공간 사이로 펌프(150)가 뿜어낸 유체가 통하지 않게 로드 헤드(144)가 실린더(142) 내에 기밀 장착되는 것이 바람직하다. 한편, 피스톤 로드(143)의 타단부는 배수마개(130)에 체인(160) 등으로 연결된다.
실린더(142) 내의 분할된 두 개의 공간 중 하측은 펌프(150)가 배출하는 유체가 유입될 수 있도록 펌프(150)와 튜브(146)로 연결된다. 실린더(142) 내의 두 개의 공간 중 상측에는 스프링 등의 탄성부재(141)가 설치되어 피스톤 로드(143)를 하방으로 밀어내도록 형성된다.
한편, 개폐부재(140)는 물탱크(110)에 설치된 지지대(180) 등에 부착되어 유지된다.
물탱크(110)에 물을 공급하기 위하여 종래의 볼탑 장치 등 급수제어장치(170)가 제공된다.
다음으로 도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 발명에 따른 변기의 물내림 장치의 작동 원리를 설명한다.
물탱크(110)의 물을 변기통으로 내려보내기 위하여 사용자가 물내림 스위치(120)를 누르면, 펌프(150)가 작동하여 공기나 물 등의 작동유체를 실린더(142)의 하측 공간으로 배출한다(도 4a 상태). 펌프(150)에 의해 배출된 유체의 압력을 받은 피스톤 헤드(144)는 스프링(141)의 압력을 이기고 상측으로 이동한다(도 4b 상태). 피스톤이 상측으로 이동함에 따라 피스톤 로드(143)의 타단에 연결된 배수마개(130)가 들어올려져 배수구가 개방되고 물탱크(110)의 물이 변기통으로 내려간다. 한편, 물탱크(110)의 물이 내려가고 펌프(150)가 작동을 멈추면, 압축되었던 스프링(141)의 복원력에 의해 피스톤 헤드(144)를 하방으로 밀어내고, 피스톤이 하방으로 이동함에 따라 피스톤 로드(143)에 연결된 배수마개(130)가 폐쇄상태로 원상복귀한다.
펌프(150)의 압력에 의해 피스톤이 상측으로 이동할 때 상측 실린더 내의 유체가 외부로 배출될 수 있도록 개구부(145)가 형성되는 것이 바람직하다.
또한 물내림 스위치(120)는 대변용과 소변용 두 개를 마련하여, 대변용 물내림 스위치를 누르면 펌프(150)의 구동시간을 길게 하여 장시간 배수마개(130)를 개방시킴으로써 다량의 물탱크(110)의 물이 변기통으로 내려가도록 하고, 소변용 물내림 스위치를 누르면 펌프(150)의 구동시간을 짧게 하여 상대적으로 단시간 배수 마개(130)를 개방시킴으로써 소량의 물탱크(110)의 물이 변기통으로 내려가도록 구성할 수 있다.
(실시형태 2)
도 5a 및 도 5b는 실시형태 2를 도시한 것으로, 스프링(141)이 실린더(142)의 하측에 배치된 것을 제외하고는 실시형태 1과 동일하므로, 동일한 부분에 대해서는 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다.
도 4의 실시형태 1에서는 압축된 스프링의 복원력에 의해 피스톤을 하방으로 밀어내는 것에 비해, 도 5의 실시형태에서는 신장된 스프링의 복원력에 의해 피스톤을 하방으로 끌어당긴다. 어느 경우든 펌프의 작동후 피스톤이 하방으로 이동함으로써 배수마개를 폐쇄시키는 것은 동일하다.
(실시형태 3)
도 6a 및 도 6b는 실시형태 3을 도시한 것으로, 펌프(150)가 실린더(142)의 상측에 배치되고 펌프(150)의 작동시 실린더(142)에 부의 압력을 제공하는 것을 제외하고는 실시형태 1과 동일하므로, 동일한 부분에 대해서는 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다.
도 4의 실시형태 1에서는 펌프가 실린더의 하측에 정의 압력을 제공하여 피스톤이 상측으로 이동하는 것에 비해, 도 6의 실시형태에서는 펌프가 실린더의 상측에 부의 압력을 제공하여 피스톤이 상측으로 이동한다. 어느 경우든 펌프의 작동에 의해 피스톤이 상측으로 이동하여 배수마개가 개방되는 것을 동일하다.
(실시형태 4)
도 7a 및 도 7b는 실시형태 4를 도시한 것으로, 스프링(141)이 실린더(142)의 하측에 배치된 것을 제외하고는 실시형태 3과 동일하므로, 동일한 부분에 대해서는 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다.
즉, 도 6의 실시형태 3에서는 압축된 스프링의 복원력에 의해 피스톤을 하방으로 밀어내는 것에 비해, 도 7의 실시형태에서는 신장된 스프링의 복원력에 의해 피스톤을 하방으로 끌어당긴다. 어느 경우든 펌프의 작동후 피스톤이 하방으로 이동함으로써 배수마개를 폐쇄시키는 것은 동일하다.
상기의 실시형태에서 구동부(150)를 펌프로, 탄성부재(141)를 스프링으로 설명하였지만, 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니며 동일한 기능을 하고 동일한 효과를 발휘할 수 있는 다른 구성으로 대체될 수 있다.
도 1은 종래의 변기의 수동 물내림 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 변기의 자동 물내림 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 피스톤을 이용한 변기의 자동 물내림 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 2에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시형태 3에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 7는 본 발명의 실시형태 4에 따른 피스톤과 펌프의 작동상태를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 변기의 자동 물내림 장치 110 물탱크
120 물내림 스위치 130 배수마개
140 개폐부재 141 탄성부재, 스프링
142 실린더 143 피스톤 로드
144 로드 헤드 145 개구부
146 튜브 150 구동부, 펌프
160 체인 170 급수제어장치
180 지지대

Claims (7)

  1. 변기의 물탱크(110)에 수용된 물이 배출되도록 배수구를 개폐하는 배수마개(130);
    상기 배수마개(130)가 상기 배수구를 개폐하도록 신호를 인가하는 물내림 스위치(120);
    상기 배수마개(130)에 연결되어 상기 배수구를 개폐하도록 상기 배수마개(130)를 이동시키는 개폐부재(140); 및
    상기 물내림 스위치(120)로부터 신호를 받아 상기 개폐부재(140)를 작동시키는 구동부(150)를 포함하고,
    상기 개폐부재(140)는 상기 구동부(150)로부터의 입력에 반대되는 방향으로 복원력을 제공하는 탄성부재(141)를 구비한 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐부재(140)는 실린더(142)와 실린더(142) 내에서 왕복이동 가능한 피스톤 로드(143)를 구비하고,
    상기 피스톤 로드(143)의 일단부에는 상기 실린더(142)의 공간을 분할하는 로드 헤드(144)가 형성되어,
    분할된 상기 공간의 일측에 존재하는 압력과 상기 공간의 타측에 존재하는 압력의 차이에 의해 상기 피스톤 로드(143)가 이동하는 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 피스톤 로드(143)의 타단부에는 상기 배수마개(130)가 연결되어, 상기 피스톤 로드(143)가 이동하는 것에 의해 상기 배수마개(130)가 이동하여 배수구를 개폐하는 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동부(150)는 펌프로 형성되고, 상기 탄성부재(141)는 스프링으로 형성되며,
    분할된 상기 공간의 일측에는 상기 펌프(150)가 연결되어 펌프(150)에 의해 가해지는 압력이 전달되고, 분할된 상기 공간의 타측에는 상기 스프링(141)이 존재하여 스프링(141)의 복원력에 의해 가해지는 압력이 전달되는 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동부(150)는 펌프로 형성되고, 상기 탄성부재(141)는 스프링으로 형성되며,
    분할된 상기 공간의 일측에, 상기 펌프(150)가 연결되어 펌프(150)에 의해 가해지는 압력이 전달되는 동시에, 상기 스프링(141)이 존재하여 스프링(141)의 복원력에 의해 가해지는 압력이 전달되는 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    분할된 상기 공간의 타측에 개구부(145)가 형성된 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물내림 스위치(120)는 대변용 스위치와 소변용 스위치를 구비하여, 대변용 스위치를 선택한 때에는 소변용 스위치를 선택한 때보다 상기 구동부(150)의 구동 시간이 길게 설정된 것을 특징으로 하는 변기의 물내림 장치.
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