KR20100057625A - 제한 용적 고성능 플러쉬 밸브 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리는 소정 길이의 안내 로드를 통해 이동가능한 포펫 시일 서브어셈블리와 작동가능한 연결을 이루고 있는 본체 서브어셈블리를 포함한다. 본체 서브어셈블리 입구는 실질적으로 탱크 바닥 위에 위치되므로 가용한 탱크 방출 용적을 감소시킨다. 포펫 서브어셈블리는 환상 시일이 사이에 배치되어 있는 상부 플로트 커버 및 하부 플로트 커버를 구비하는 플로트를 포함한다. 포펫 서브어셈블리는 본체 서브어셈블리에 대해 동축으로 그리고 미끄러질 수 있게 장착되어 있어 포펫 서브어셈블리가 그 초기 밀폐 위치로부터 제 2 개방 위치로 이동될 때 그 사이에 밸브 개구부를 형성한다. 본체 서브어셈블리의 안내 구조물은 안내 로드가 왕복가능한 이동을 하게 하고, 플러쉬 사이클 동안 포펫 서브어셈블리가 사용 중일 때 소정의 축 안내 경로로부터 안내 로드가 벗어나는 것을 막는다. 선택적인 밸브 브라켓이 제공될 수도 있다.

Description

제한 용적 고성능 플러쉬 밸브 어셈블리{LIMITED VOLUME HIGH PERFORMANCE FLUSH VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 변기의 물 탱크에서 사용하기 위한 플러쉬 밸브 어셈블리에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 단일 이동 부품을 통해 향상된 에너지 산출량이 제공되는 플러쉬 밸브 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 밸브 어셈블리는 방해받지 않는 완전한 유동 경로 (따라서, 에너지 산출량을 최대화함) 를 포함하며, 또한 탱크 방출량을 2 갤런 미만으로 제한하는 구조를 포함한다. 이 구성에 있어서, 본 발명은 플러슁 (flushing) 성능의 저하 없이 적용가능한 물 보존 법령의 준수를 보장한다.

폐기물을 제거하기 위한 변기가 공지되어 있다. 전형적으로는, 변기는 플러슁 작용을 실행하기 위해서 함께 작동하는 3 개의 시스템을 통합한다. 이 3 개의 시스템은 보울 사이펀 (bowl siphon), 플러쉬 기구 및 재충전 기구이다. 이 3 개의 시스템이 일제히 작동하여 변기의 플러슁 기능을 가능하게 한다. 일반적으로는, 보울의 뒤에 위치한 탱크는 보울로부터 하수 라인으로의 사이퍼닝 (siphoning) 을 개시하고 이후 새로운 물이 보울을 재충전하도록 하기 위해 사용되는 물을 포함한다. 사용자가 변기의 물을 쏟기를 원할 때, 사용자는 탱크의 외부에 있으며 탱크의 내부에서 이동가능한 체인 또는 레버에 연결되어 있는 플러쉬 레버를 누른다. 누름시에, 플러쉬 레버는 탱크 내부의 체인 또는 레버를 이동시켜, 플러쉬 밸브를 상승 및 개방시키며 물이 탱크로부터 보울로 유동하게 하여 변기 물의 쏟아내기를 개시시킨다.

많은 변기 설계에서, 물은 보울로 직접 유동하고 변기 보울의 림 (rim) 으로 분산된다. 물은 대략 2 내지 4 초간 전형적으로 지속되는 탱크로부터 보울로의 유동에 의해 좀 더 빠르게 보울로 배출된다. 물은 림으로부터, 보울의 측부 내부에 있는 채널로 하방으로, 그리고 변기의 바닥의 큰 구멍 (통상 사이펀 제트로 공지되어 있음) 으로 유동한다. 사이펀 제트는 물의 대부분을 인접하는 사이펀 튜브에 배출시켜 사이펀 작용을 개시한다. 사이펀 작용은 물과 폐기물 모두를 보울 밖으로 그리고 사이펀 튜브로 인출시킨다. 폐기물 및 물은 계속해서 트랩웨이 (trapway) 로서 공지된 영역을 통해 사이펀 튜브의 다른 단부를 통과하고 그 후 변기의 기부에 연결된 폐수 라인으로 배출된다. 일단 탱크가 플러쉬 동안 그 내용물을 비우면, 플러쉬 밸브는 밀폐되고, 이제 탱크에서 약간의 잔류량까지 하강된 플로팅 (floating) 기구가 충전기 밸브의 개방을 개시한다. 충전기 밸브는 별도의 유동을 통해 탱크 및 보울 모두에 새로운 물을 제공한다. 결국, 탱크는 충분히 높은 높이까지 물로 충전되어 플로트 (float) 가 상승되고, 따라서 충전기 밸브를 차단시킨다. 이 지점에서, 플로팅 사이클이 완료된다.

그러나, 식수의 과도한 소비는 물 대리점, 상업용 건물 소유자, 주택소유자, 거주자 및 위생 도기 제조자에 있어서는 딜레마를 남긴다. 증가하고 있는 세계 인구는 적합한 물의 양 및 질에 부정적인 영향을 주었다. 이 세계적인 딜레마에 대응하여, 많은 지역 및 연방 당국은 변기 플러슁 작용에 필요한 물 요구량을 감소시키는 규칙을 제정하였다. 예컨대, 미국에서는, 물 사용을 조절하는 정부 기관이 변기에서 사용되는 새 물에 대한 임계값을 7 갤론/플러쉬 (1950 년대 이전) 내지 5.5 캘론/플러쉬 (1960 년대 말까지) 에서 3.5 갤론/플러쉬 (1980 년대) 로 점진적으로 감소시켰다. 1995 년의 국가 에너지 정책 법령은 미국에서 판매된 변기는 1.6 갤론/플러쉬 (6 리터/플러쉬) 만을 사용할 수 있음을 명하였다.

더 안정적이고, 더 효율적이며, 더 강력한 1.6 갤론 (6 리터) 중력식 변기를 생산하는 복잡한 기술에 있어서, 본 발명자는 플러슁 작동 동안 가용한 수력 에너지를 증가시킴으로써 변기 기술에서의 결점을 극복하였다 (모두 본 출원의 소유자가 공동소유하고 있으며, 참조로서 여기 통합되는, HIGH PERFORMANCE VALVE ASSEMBLY FOR TOILETS 에 대한 미국특허 제 6,901,610 호, HIGH PERFORMANCE FLUSH VALVE ASSEMBLY 에 대한 미국특허 제 6,728,975 호, 및 TOILET ASSEMBLY 에 대한 미국특허 제 6,715,162 호 참조). 이 특허는 고정된 밸브 본체를 포함하는 변기의 물 탱크를 위한 플러쉬 밸브 어셈블리를 개시한다. 밸브 본체는 밸브 개구부의 방출 계수를 증가시키기 위해 둥글려진 (radiused) 입구를 포함하는 기부 슬리브 부분을 구비한다. 플러쉬 커버 부재가 밸브 본체에 대해 동축으로 그리고 미끄러질 수 있게 장착되기 때문에, 플러쉬 커버 부재가 왕복 운동을 통해 밸브 본체로부터 이동될 때 그 사이에는 밸브 개구부가 형성된다. 플러쉬 커버 부재는, 플러쉬 커버 부재가 밸브 본체의 기부 슬리브 부분에 위치되어 물이 밸브 개구부를 통해 유동하는 것을 차단하는 제 1 위치와, 제 2 밸브 부재가 밸브 본체의 기부 슬리브 부분으로부터 이동되어 물이 밸브 개구부를 통해 유동할 수 있게 하는 제 2 위치 사이에서 미끄러질 수 있게 이동될 수 있다. 플러쉬 커버 부재가 제 1 위치에 있을 때 적절한 시일을 보장하기 위해 밀봉 부재가 제공되며, 밸브 본체에 대하여 플러쉬 밸브 커버를 적절히 정렬시키고 안내하는 안내 수단이 제공된다. 플러쉬 밸브 어셈블리는 또한 플러쉬 커버 부재가 그 제 2 위치에 도달할 때 플러쉬 커버 부재에 대한 플러쉬 레버의 영향을 해제하여 플러쉬 레버가 대응하는 휴식 위치로 복귀되기 전에 플러쉬 커버 부재를 그 제 1 위치로 복귀시키는 트립 (trip) 해제 기구를 포함한다. 이 구성에 있어서, 개시된 플러쉬 밸브 어셈블리는 명령된 물 요건의 준수를 보장하는 동시에 향상된 청결 및 폐기물 제거 용량을 제공한다. 플러쉬 밸브 어셈블리는 이런 기능을 달성하며 또한 플러쉬 레버의 영향을 해제시켜, 밸브 개구부가 규정의 최소 "억제" 시간 (1.6 갤론 (6 리터) 의 플러쉬 명령에 대하여 총 물의 초과 없이 1 초) 의 만료 전에 밀폐될 수 있다.

출원인의 종래 해결책은 정부 가이드라인 내에서 변기 보울로부터 폐기물을 효과적으로 제거하지만, 이러한 가이드라인은 더 이상 최소한의 "억제 시간" 을 명령하지 않는다. 그러므로, 제조, 설치, 작동 및 유지보수의 용이성을 위해 최소한의 이동 부품을 구비하는 플러쉬 밸브 어셈블리에 상기 이점을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 이점은 종래의 플러쉬 해결책의 물 보존 이점을 손상시키지 않으면서 플러쉬 밸브 어셈블리에 통합되어야 한다.

본 발명의 이점은 종래의 플러쉬 밸브 어셈블리의 결점을 극복하는 플러쉬 밸브 어셈블리를 제공한다는 것이다.

또한, 본 발명의 이점은 기존의 플러쉬 밸브 어셈블리에 비해 플러쉬 물의 최상의 에너지 산출량을 가지는 플러쉬 밸브 어셈블리를 제공하기 때문에 변기 보울로부터 폐기물을 제거하기 위한 더 많은 가용한 에너지를 제공한다는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 최소의 이동 부품과의 조합으로 상기 이점을 모두 가지는 플러쉬 밸브 어셈블리를 제공한다는 것이다.

이런 그리고 다른 이점에 따라, 본 발명은 단지 하나의 이동 부품만을 가지는 변기의 물 탱크를 위한 플러쉬 밸브 어셈블리를 제공한다. 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리는 소정 길이의 안내 로드를 통해 가동 포펫 시일 서브어셈블리 (movable poppet seal subassembly) 와 작동가능한 연결을 이루고 있는 본체 서브어셈블리를 포함한다.

포펫 서브어셈블리는 환상 시일이 사이에 배치되어 있는 상부 플로트 커버 및 하부 플로트 커버를 구비하는 플로트를 포함한다. 포펫 서브어셈블리는 본체 서브어셈블리에 대해 동축으로 그리고 미끄러질 수 있게 장착되어 있어 포펫 서브어셈블리가 그 초기 밀폐 위치로부터 제 2 개방 위치로 이동될 때 그 사이에 밸브 개구부를 형성한다. 포펫 서브어셈블리의 적절한 안내 및 정렬은 상부 플로트 커버 및 하부 플로트 커버 중 하나 또는 둘 모두에 고정되는 안내 로드에 의해 달성된다. 본체 서브어셈블리의 안내 구조물은 안내 로드가 왕복가능한 이동을 하게 하며, 포펫 서브어셈블리가 플러쉬 사이클 동안 사용되고 있을 때 안내 로드가 소정의 축 안내 경로로부터 벗어나는 것을 막는다.

본체 서브어셈블리를 그 내부에 위치시키기 위한 구멍 및 대응하는 체결체 (섬 스크류 (thumb screw) 및 장착 볼트와 같은 것) 의 적어도 일부분이 삽입되는 적어도 하나의 돌기부를 포함하는 선택적인 밸브 브라켓이 제공될 수도 있다. 이 브라켓은 대응하는 체결체 너트를 조일 때 체결체의 회전을 막기 위한 수단의 역할을 한다.

본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리는 동축 포펫 시일 및 본체 서브어셈블리를 특징으로 하기 때문에 밸브 성능의 저하 없이 밸브를 단일 이동 부품으로 감소시킨다. 밸브는 신뢰가능하고 예측가능한 작동을 위해 플래퍼 (flapper) 와 유사하게 작동함에도 불구하고, 최대 오리피스 유동 특징에 의해 높은 유체 유량이 달성된다. 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리는 일체형 및 두 부분으로 된 변기 구성 모두에서 사용하기 위한 대안적인 실시형태를 가정한다.

본 발명의 다양한 다른 이점 및 특징은 이어지는 상세한 설명으로부터 쉽게 명확해질 것이고, 신규 특징은 첨부의 청구항에서 특별히 지적될 것이다.

도 1 은 밸브 브라켓과 조합되어 있는 본 발명에 따른 플러쉬 밸브 어셈블리의 전방 사시도이다.
도 2 및 도 3 은 밸브가 각각 밀폐 위치 및 개방 위치에 있을 때 선 A-A 를 따라 취한 도 1 의 플러쉬 밸브 어셈블리의 단면도이다 (밸브 브라켓은 생략되었음).
도 4 는 변기 탱크에 설치된 도 1 의 플러쉬 밸브 어셈블리이다.
도 4a 는 도 4 의 설치물의 평면도이다.
도 5 는 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리의 대안적인 실시형태의 사시도이다.
도 6 은 선 B-B 를 따라 취한 도 4 의 플러쉬 밸브 어셈블리의 단면도이다.
도 7 은 유효 헤드 레벨에서 최대 방출량에 대한 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리의 밸브 입구 구성의 효과를 나타낸다. 이 효과는 2 개의 종래 플러쉬 밸브 어셈블리의 밸브 입구 구성과 비교되어 도시되어 있다.
도 8 은 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리에 의해 실현된 탱크 방출률 및 탱크 방출 동력의 그래프이다.

도면에 도시된 바와 같이, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타내며, 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리 (10) 는 변기 어셈블리 (도 4 에 도시됨) 의 탱크 (200) 에 배치되고, 탱크는 그것과 유체 소통되어 있는 보울에 전달되는 물을 저장한다. 플러시 밸브 어셈블리 (10) 는 본 발명의 성공적인 실행에 맞게 변형가능한 어떤 공지된 충전 밸브로부터 선택될 수도 있는 종래의 충전 밸브 (205) 와 함께 작동가능하다. 플러시 밸브 어셈블리 (10) 는 이하에서 더 설명하는 바와 같이 트립 레버 (trip lever) (210) 와 같은 구동 수단의 구동시에 작동가능하다.

밸브 어셈블리 (10) 는 소정 길이의 안내 로드 (16) 를 통해 가동 포펫 시일 서브어셈블리 (14) 와 작동가능한 연결을 이루고 있는 본체 서브어셈블리 (12) 를 포함한다. 본체 서브어셈블리 (12) 는 반경형 입구 (13) 를 구비하는 선단 구역 (12a'), 상승된 기부 (15) 를 구비하는 말단 구역 (12a''), 및 그 사이의 동일공간연장 벽 (coextensive wall) (12b) 을 가지는 밸브 본체 (12a) 를 포함한다. 벽 (12b) 은 일반적으로 원주형이며, 연결 부재 (19) 가 수직으로 대체로 수직으로 돌출해 나오는 외주 표면 (12b'), 및 플러쉬 사이클 동안 플러쉬 물이 이동하는 영역 (20) 을 형성하는 내주 표면 (12b'') 을 구비한다. 연결 부재 (19) 는, 소정 길이 (L) 의 오버플로우 관 (22) 의 수용을 위해 개구부가 형성되어 있는 말단 구역 (19a), 및 외주 표면 (12b') 에 인접한 선단 구역 (19b) 을 구비하는 환상 연장부 형태로 도시되어 있다. 제 2 개구부가 연결 부재 (19) 의 선단 구역 (19b) 에 형성되어 있어, 본 기술에 공지되어 있는 바와 같이 오버플로우 관 (22) 을 통해 변기 탱크와 밸브 영역 (20) 사이의 유체 소통을 달성한다.

밸브 본체 말단 구역 (12a'') 에는, 밸브 본체 (12) 와 변기 보울 사이의 유체 소통을 달성시키는 환상 유체 출구 (13a) 가 제공되어 있다 (유체 출구 (13a) 는, 플러쉬 밸브 어셈블리 (10) 가 복수의 상업적인 변기 실시형태에 채택될 수 있도록 약 3.0 '' 내지 약 3.5 '' 의 내경 (D_출구) 을 가지는 것이 바람직함). 유체 출구 (13a) 와 밸브 본체 벽 (12b) 사이에는, 변기 탱크 (200) 의 바닥 표면 (200a) 에 대해 밸브 본체 (12a) 를 상승시키는 일반적으로 환상 부재로서 도시된 상승된 기부 (15) 가 있다. 상승된 기부 (15) 의 적어도 일부분을 따라 형성된 나사산형성 부분 (15a) 은 복수의 나사산 및 대응하는 체결 부재 (도면에 도시된 너트 (23) 및 가스켓 (25) 같은 것) 를 통해 탱크 및 보울에 밸브 어셈블리 (10) 를 고정시키는 것을 가능하게 한다. 도면에 도시된 나사산형성 고정 수단은 단지 설명을 위한 것이며 본 발명에 의해 채용될 수도 있는 고정 수단의 유형을 제한하지 않는다.

변기 어셈블리에서의 플러쉬 밸브 어셈블리 (10) 의 추가의 고정은 기부 (15) 가 장착되는 구멍 (비도시) 을 구비하는 선택적인 밸브 브라켓 (27) 에 의해 달성된다 (도 1 참조). 브라켓 (27) 에는, 섬 스크류 (29) (본 발명의 범위 내에서 다른 유사한 체결체가 사용될 수도 있음) 와 같은 대응하는 체결체의 적어도 일부분이 삽입되는 구멍 (27b) 이 형성되어 있는 적어도 하나의 돌기부 (27a) 가 선택적으로 제공된다. 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 브라켓 구멍 (27b) 은 섬 스크류 (29) 또는 유사한 체결체의 일부분을 고정시켜 보울에 탱크를 조립하는 동안 체결체 스크류의 회전을 방지하는 것이 바람직하다.

포펫 서브어셈블리 (14) 는, 환상 시일 (34) 이 사이에 배치되어 있는 상부 플로트 커버 (30) 및 하부 플로트 커버 (32) 를 포함한다. 시일 (34) 은 정상 표면 (34a) 및 바닥 표면 (34b) 을 구비하고, 바닥 표면 (34b) 은, 밸브 어셈블리 (10) 가 제 1 밀폐 위치 (도 2 참조) 에 있을 때 입구 (13) 와 밀봉 연결되어 위치된다. 하기와 같이, 포펫 서브어셈블리 (14) 는 밸브 본체 (12a) 에 대하여 동축으로 그리고 미끄러질 수 있게 장착되어 있어, 포펫 서브어셈블리 (14) 가 입구 (13) 에 인접한 그 초기 밀폐 위치로부터 제 2 개방 위치 (도 3 참조) 로 이동될 때 그 사이에 밸브 개구부 (40) 를 형성한다. 포펫 서브어셈블리 (14) 는, 물이 밸브 개구부 (40) 를 통해 지나갈 수 없도록 바닥 시일 표면 (34b) 이 입구 (13) 에 대해 위치되어 있는 제 1 휴식 위치와, 물이 밸브 개구부 (40) 를 통해 지나갈 수 있도록 바닥 시일 표면 (34b) 이 입구 (13) 에 대해 상승되어 있는 제 2 위치 사이에서 미끄러질 수 있게 이동할 수 있다. 제 2 위치는 플러쉬 사이클의 종료를 포함하고, 따라서 제 2 위치의 장악은 플러쉬의 기간을 결정한다.

포펫 서브어셈블리 (14) 가 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동될 때, 밸브 본체 (12a) 에 대해 포펫 어셈블리 (14) 를 적절히 안내하고 정렬시키기 위해서, 포펫 서브어셈블리 (14) 는 포펫 서브어셈블리 (14) 가 플러쉬 밸브의 작동 동안 따라 이동하는 축 유동 경로와 일치하는 종축선을 가지는 안내 로드 (16) 를 포함한다. 안내 로드 (16) 는 상부 플로트 커버 (30) 와 하부 플로트 커버 (32) 중 하나 또는 둘 모두에 고정되고, 고정은 윙 너트 (43) 의 대응하는 나사산과 결합되는 복수의 나사산에 의해 달성되는 것이 바람직하다 (본 발명의 범위 내에서 이러한 고정을 달성하기 위해서, 마찰 결합, 스냅-핏 결합 (snap-fit engagement), 클러치 구성, 에폭시 및 어떤 조합물 및/또는 이와 동등한 것을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 다른 유형의 체결 수단이 채용될 수도 있음). 안내 로드 (16) 와의 결합 동안의 윙 너트 (43) 의 조임은 밸브 본체 (12a) 에 대한, 더 구체적으로는 밸브 본체 (12a) 에 형성된 안내 구조물 (이하에서 더 설명함) 에 대한 안내 로드 (16) 의 체결된 정렬을 보장한다. 이와 같이, 포펫 서브어셈블리 (14) 는 그 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동될 때 적절하게 안내되고 밸브 본체 (12a) 와 정확하게 정렬된다. 이 안내 구조 (안내 로드 (16) 및 밸브 본체 (12a) 의 안내 구조물을 포함) 는 또한 예상가능하고 반복가능한 방식으로 밸브 개구부 (40) 를 적절히 밀폐하고 밀봉하도록 환상 시일 (34) 이 입구 (13) 에 인접하게 적절히 위치되는 것을 보장한다.

밸브 본체 (12a) 의 안내 구조물은 안내 로드 (16) 의 이동을 제한하는 스핀들 (46) 또는 유사한 부재로서 벽 (12b) 의 내주 표면 (12b'') 을 따라 제공된다. 스핀들 (46) 은 내주 표면 (12b'') 으로부터 연장되고 사이에 안내 공간 (49) 을 형성하는 안내 구역 (47) 을 구비하는 윙 (46a) 을 포함한다. 안내 공간 (49) 은 이 공간을 통해 안내 로드 (16) 가 왕복가능한 이동을 하게 하며, 바람직하게는 플러쉬 밸브 어셈블리 (10) 가 플러쉬 사이클 동안 사용 중일 때 소정의 축 안내 경로로부터 안내 로드 (16) 가 벗어나는 것을 막는다. 이러한 안내 구조물은 플러쉬 사이클 동안 밸브 본체 (12a) 를 통한 플러쉬 물의 유동 특성에 대해 어떤 손해가 되는 효과를 주지 않는다.

환상 시일 (34) 의 직경은, 충전 작동 동안 포펫 서브어셈블리 (14) 를 하방으로 강제하여 적절한 시일이 형성되도록 하는데 충분한 힘이 포펫 서브어셈블리 (14) 에 가해질 수 있도록 구성 및/또는 선택될 수도 있다. 환상 시일 직경 (OD_시일) 에 대한 바람직한 범위는 약 3.5 '' 내지 약 4.3 '' 이다. 이러한 힘은 포펫 서브어셈블리 (14) 를 하방으로 당겨 적절한 시일을 제공하는데 필요한 최소한의 힘일 수도 있다. 플러쉬 물의 유동 특성 및 밸브 어셈블리 (10) 의 유동 용량은 포펫 서브어셈블리 (14) 가 그 제 2 개방 위치로부터 그 제 1 밀폐 위치로 이동될 때 밸브 개구부 (40) 를 밀폐시키고 적절히 밀봉하는데 필요한 당김력을 감소시킴으로써 향상된다.

밀폐 위치에 있을 때, 밸브 개구부 (40) 는 차단되므로 플러쉬 밸브 어셈블리 (10) 가 구동될 때까지 밸브 개구부를 통해 플러쉬 물이 통과하는 것을 막는다. 포펫 서브어셈블리 (14) 의 밀폐 위치와 개방 위치 사이의 포펫 서브어셈블리 (14) 의 이동에 각각 대응하는 제 1 휴식 위치와 제 2 개방 위치를 가지는 트립 레버 (210) (도 4 및 도 4a 에 도시되어 있음) 또는 유사한 구동 부재의 구동시에 플러쉬 사이클이 시작된다. 구동 부재는 종래의 수단 (즉, 도 4 및 도 4a 에 도시된 체인 및 연동 어셈블리 (220) 같은 것) 에 의해 리프트 부착 지점 (50) 에 연결되고, 부착 지점 (50) 은 윙 너트 (43) 에 제공되거나 상부 플로트 커버 (30) 에 통합되는 것이 바람직하다. 이러한 배치는, 상승 동안, 포펫 서브어셈블리가 이동 축선에 대한 어떤 기울어짐 없이 축 이동 경로를 따르도록 보장한다.

상승시에, 시일 (34) 의 바닥 표면 (34b) 에 가해진 부력 및 유체 압력은 입구 (13) 위로 포펫 서브어셈블리 (14) 가 상승하는 것을 촉진시켜 밸브 개구부 (40) 를 개방시킨다. 부력이 유체역학적인 유체력을 초과할 때 (즉, 탱크 방출 전에 탱크 (200) 내부의 물 높이가 높고 포펫 서브어셈블리 (14) 에 대한 유체 "흡입력" 이 낮을 때), 포펫 서브어셈블리는 둥글려진 입구 (13) 위로 상승한다. 개방 위치에 있어서, 밸브 개구부 (40) 는 플러쉬 물이 이를 통해 유동하여 탱크 (200) 가 (본 기술에 공지되어 있는 바와 같이) 부착되어 있는 변기 내부의 통로로의 후속하는 전달을 위해 영역 (20) 으로 가도록 허용한다. 유체 유동 경로의 횡단 동안, 안내 로드 (16) 는 밸브의 밀폐 위치로의 축 복귀 경로를 보장하도록 안내 공간 (49) 과 정렬되어 있다. 정상 시일 표면 (34a) 및 바닥 시일 표면 (34b) 에서 평형상태에 있는 부력과 유체 압력은 탱크의 내용물을 비우고 탱크의 재충전 (도 4 및 도 4a 에 도시된 충전 밸브 (205) 에 의해 달성된 충전에 의함) 을 개시하는데 충분한 시간 동안 포펫 서브어셈블리 (14) 를 상승된 상태로 유지시킨다. 탱크 용적이 밸브 개구부 (40) 를 통해 방출됨에 따라, 탱크 (200) 내부의 물 높이는 감소하고 포펫 서브어셈블리 (14) 는 결과적으로 둥글려진 입구 (13) 쪽으로 하강한다. 그러므로, 포펫 서브어셈블리 (14) 에 작용하는 증가하는 유체역학적인 힘은 부력에 반대로 작용하여 포펫 서브어셈블리 (14) 의 신속한 하강을 허용하고 초기 밸브 위치가 될 때까지 밸브 개구부 (40) 의 유체 입구 영역을 감소시킨다. 바닥 시일 표면 (34b) 이 입구 (13) 와 접촉하면, 유체가 배출되지 않으며 플러쉬 밸브는 후속하는 플러쉬 사이클을 위한 준비가 된다.

도 5 및 도 6 을 참조하면, 일체형 변기 (본 기술에 공지되어 있는 바와 같음) 와 함께 사용하기 위해 구상된 본 발명의 대안적인 실시형태가 제공된다. 플러쉬 밸브 (10') 는 두 부분으로 된 변기와 함께 사용하기 위해 구상된 플러쉬 밸브 (10) 와 동일한 요소를 본질적으로 구비한다. 플러쉬 밸브 (10') 는 환상 시일 (34') 이 사이에 배치되어 있는 상부 플로트 커버 (30') 및 하부 플로트 커버 (32') 를 포함하는 포펫 서브어셈블리 (14') 를 포함한다. 소정 길이 (L') 의 유체 오버플로우 관 (22') (이 오버플로우 관은 상기 오버플로우 관 (22) 과 교환가능할 것으로 기대됨) 과 유체 소통을 이루고 있는 밸브 본체 (12a') 를 구비하는 본체 서브어셈블리 (12') 와 조합되어 포펫 서브어셈블리 (14') 가 제공된다. 밸브 본체 (12a') 는, 상승되어 있지만, 제 1 실시형태의 밸브 본체 (12a) 에 제공된 기부 부분 (15) 보다 더 짧은 (이는 플러쉬 어셈블리 (10') 가 일체형 변기에 설치되며 탱크 및 보울 각각에 고정되지 않아도 되기 때문임) 기부 부분 (15') 을 포함한다. 포펫 서브어셈블리 (14') 는 인접하게 배치된 O-링 (60) 과 같은 밀봉 부재를 구비하는 윙 너트 (43') 를 통해 선택적으로 고정되는 안내 로드 (16') 에 의해 안내된다. O-링 (60) 은 포펫 서브어셈블리의 제조 및 유지보수에 요구되는 재료의 양을 감소시키기 위해서 외측 가스켓을 대체하는 것이 바람직하다. 안내 로드 (16') 는 기부 부분 (15') 에서 안내 공간 (49') 을 통해 안내되고 상기 플러쉬 밸브 (10) 와 실질적으로 유사하게 작동한다. 밸브 가스켓 (25') 과 같은 밀봉 부재가 플러쉬 밸브 어셈블리 (10') 의 설치시에 선택적으로 제공된다.

상승된 기부는 각각의 개시된 플러쉬 밸브 어셈블리 실시형태의 유효 헤드 높이를 상승시킨다. 상승된 헤드는 탱크 방출을 위한 가용 용적을 감소시킴에도 불구하고 방출 출구를 통한 향상된 방출 성능을 실현한다. 이는 동일한 요소의 방출 출구가 종래의 플러쉬 밸브 어셈블리와 함께 사용되더라도 달성된다. 도 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 플러쉬 어셈블리 (1) 는 가장자리가 무딘 밸브 입구 구성을 가지는 밸브 본체를 구비한다. 이 밸브 입구는 방출 출구의 직경과 동일한 내부 직경을 가지는 밸브 본체 루멘 (lumen) 과 조합되어 제공된다. 결과적으로, 플러쉬 밸브는 최대 물 방출 용적 (C) 을 사용하여 유효 직경만을 따라 동력을 발생시킨다 (따라서, 상당한 동력 손실이 발생함). 종래의 플러쉬 밸브 어셈블리 (2) 는 방출 출구 직경 전체를 통한 탱크 방출을 촉진하기 위해서 둥글려진 밸브 입구 구성을 가지지만, 유효 헤드는 밸브 (1) 의 유효 헤드 이하이고 최대 물 방출 용적 (B) 은 높게 유지된다.

도 7 을 참조하면, 본 발명은 유효 헤드가 종래의 플러쉬 밸브에서 사용된 것과 대략 같도록 둥글려진 밸브 입구 구성과 상승된 밸브 본체 벽을 조합한다 (반경 (R1) 은 약 0.75 '' 내지 약 1 '' 인 것이 바람직함). 이는 가용한 최대 물 방출 용적 (A) 을 감소시킴에도 불구하고 전체 방출 출구 직경을 사용하는 우수한 물 방출을 실현하는 이점을 가진다. 밸브 본체 벽은 또한 그 프로파일을 따라 약간의 테이퍼링 (tapering) 을 실현하여 그 내부 직경은 점진적으로 감소한다 (강력한 물 방출을 발생시킴).

본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리의 성능 특성이 도 8 에 도시되어 있으며, 여기서 본 발명의 플러쉬 밸브 어셈블리의 탱크 방출률 및 탱크 방출 동력을 출원인의 현재의 플러쉬 밸브 구성 (위에서 참조한 출원인의 공동소유의 미국특허 제 6,901,610 호, 제 6,728,975 호 및 제 6,715,162 호에 의해 개시됨) 및 바람직한 방출 특성을 가지는 종래의 플러쉬 밸브의 것과 비교한다. 본 발명의 플러쉬 밸브는 0.3 초 미만에서 약 4200 cc/sec 의 최대 유량 및 약 1.7 E + 09 W 의 최대 동력을 달성한다. 이런 향상된 성능은 출원인의 현재의 플러쉬 밸브에 비해 더 적은 총 부품 및 단일의 이동 요소만으로 달성된다. 따라서, 이러한 플러쉬 밸브의 제조, 설치 및 유지보수와 관련된 일시적이고 회계적인 비용의 감소가 밸브 성능의 저하 없이 실현된다.

당업자에게는 앞에서 기술하고 도시한 구조의 다양한 변화가 이제 명확하다. 그러므로, 앞의 상세한 설명 및 첨부의 도면에서 설명한 문제는 단지 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 특별히 개시된 범위는 이하의 청구항에 설명되어 있다.

Claims (20)

1. 변기 물 탱크를 위한 플러쉬 밸브 어셈블리로서, 상기 물 탱크는 그 물 탱크와 유체 소통되어 있는 변기 보울에 전달되는 물을 저장하고, 상기 플러쉬 밸브 어셈블리는,
   둥글려진 입구가 주위에 형성되어 있는 선단 구역, 상승된 기부를 구비하는 말단 구역 및 그 사이의 동일공간연장 벽을 구비하는 밸브 본체를 포함하는 본체 서브어셈블리,
   상기 밸브 본체에 대하여 동축으로 그리고 왕복식으로 장착되어 상기 밸브 본체에 대해 상승될 때 그 사이에 밸브 개구부를 형성하는 부력 플로트 수단을 포함하며, 상기 플로트 수단이 상기 밸브 본체의 상기 둥글려진 입구 가까이에 밀봉식으로 위치되어 유체가 상기 밸브 개구부를 통해 유동하는 것을 차단하는 제 1 위치와 상기 플로트 수단이 상기 둥글려진 입구에 대해 상승되는 제 2 위치 사이에서 왕복가능한, 포펫 밸브 서브어셈블리, 및
   상기 플로트 수단과 작동 연결을 이루고 있는 안내 부재, 및 상기 밸브 본체에 대한 상기 안내 부재의 왕복가능한 이동을 수용하고 상기 플로트 수단이 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 이동할 때 소정의 축 안내 경로로부터 상기 안내 부재가 벗어나는 것을 막는 정렬 수단을 구비하는 안내 수단을 포함하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 안내 부재는 소정 길이이고 종축선이 규정되어 있는 긴 안내 로드를 포함하고, 상기 축선은 상기 축 유동 경로와 일치하여, 상기 플로트 수단이 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 이동할 때 상기 플로트 수단을 적절히 안내하여 상기 밸브 본체와 정확하게 정렬시키는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 포펫 서브어셈블리의 상기 플로트 수단은 밀봉 수단이 사이에 배치되어 있는 상부 플로트 커버 및 하부 플로트 커버를 포함하여, 상기 포펫 서브어셈블리가 상기 제 1 위치에 있을 때 상기 밀봉 수단은 상기 둥글려진 입구와 밀봉 연결된 상태로 위치되는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 밀봉 수단은 소정 직경의 환상 시일을 포함하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 환상 시일은 약 3.5 '' 내지 약 4.3 '' 의 외경을 가지는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 안내 로드는 상기 상부 플로트 커버 및 상기 하부 플로트 커버 중 적어도 하나에 연결되어 있는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
7. 제 13 항에 있어서, 상기 연결은 나사 결합, 마찰 결합, 스냅-핏 결합, 클러칭 결합, 에폭시 및 어떤 조합물, 및 이들에 상당하는 것 중 하나에 의해 달성되는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 본체는 플러쉬 사이클 동안 플러쉬 물이 이동하는 영역을 형성하는 내주 표면 및 반대쪽의 외주 표면을 구비하는 밸브 본체 벽을 더 포함하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 외주 표면을 따라 연결 수단이 제공되는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 연결 수단은 거기에 또는 거기에 인접하게 배치된 오버플로우 수단을 수용하여 상기 변기 탱크와 상기 플러쉬 밸브 어셈블리 사이에 유체 소통을 달성하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 상승된 기부는 상기 플러쉬 밸브 어셈블리가 상기 물 탱크에 분리가능하게 체결될 수 있게 하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 플러쉬 밸브 어셈블리의 분리가능한 체결은 상기 상승된 기부 및 상기 물 탱크에 또는 물 탱크에 인접하게 배치된 대응하는 체결 부재 중 적어도 하나에 배치된 하나 이상의 나사산에 의해 달성되는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 본체 서브어셈블리는 상기 물 탱크에 대해 상기 상승된 기부를 위치시키기 위해 오리피스를 구비하는 밸브 브라켓을 더 포함하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 밸브 브라켓은 적어도 하나의 구멍이 형성되어 있는 적어도 하나의 돌기부를 포함하고, 그에 따라 상기 적어도 하나의 구멍에는 대응하는 체결체의 적어도 일부분이 고정가능하게 삽입되는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 둥글려진 입구는 내경이 약 3.0 '' 내지 약 3.5 '' 이고 외경이 약 4 '' 내지 약 5 '' 인, 플러쉬 밸브 어셈블리.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 정렬 수단은 상기 밸브 본체의 내주 표면으로부터 연장되는 적어도 하나의 윙을 포함하고, 상기 적어도 하나의 윙은 그 위에 형성된 안내 구역을 구비하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 안내 구역은 상기 밸브 본체의 상기 내주 표면에 대해 상기 적어도 하나의 윙의 최말단 구역에 배치되는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윙은 상기 안내 부재가 왕복가능한 이동을 하게 하는 안내 공간을 형성하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 플러쉬 밸브 어셈블리는 플러쉬 구동 수단과 작동가능한 연결을 이루고 있는, 플러쉬 밸브 어셈블리.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 플러쉬 구동 수단은 상기 플로트 수단의 상기 제 1 위치에 대응하는 제 1 휴식 위치와 상기 플로트 수단의 상기 제 2 위치에 대응하는 제 2 위치 사이에서 사용자에 의해 변위가능한 플러쉬 레버를 포함하는, 플러쉬 밸브 어셈블리.

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