KR20110046838A - 유량조절장치 및 이를 구비한 연수기 - Google Patents

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Abstract

유량조절장치가 제공된다. 개시된 유량조절장치는 수전구로부터 공급되는 원수가 인입되는 유입구가 하측방에 구비된 중공의 본체, 상기 본체 내에서 상하로 병진운동하며, 상기 유입구를 거친 원수를 안내하여 상부에 형성된 완충구에 저장되도록 하는 이동부재, 상기 본체의 개방된 상단부에 체결되며, 상기 본체 내부를 거친 원수가 배출되는 토출공이 구비된 덮개, 및 상기 이동부재의 외면과 상기 본체의 내면 사이에 위치하는 탄성체를 포함하며, 상기 완충구에 저장된 원수가 상기 유입구로 인입되는 원수에 의해 상기 이동부재의 상승시 댐퍼(damper) 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 재생통으로 공급되는 원수의 압력이 과다하게 높은 경우에 이를 직접적으로 차단함으로써 재생통에 원수의 유입을 바로 차단하는 것이 아니라 이동부재와 탄성체와의 조합을 통해 재생통으로 꾸준한 원수의 유입이 이루어질 수 있게 한다.
유량조절, 완충구, 탄성체, 재생통, 원수, 압력

Description

유량조절장치 및 이를 구비한 연수기{Flux Control Apparatus and Softener having the Same}
본 발명은 유량조절장치 및 이를 구비한 연수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수전구로부터 연수기의 재생통으로 공급되는 원수의 급격한 수압 변화를 저감할 수 있는 구성을 갖춤으로서 입수되는 유량을 간접적으로 조절할 수 있는 유량조절장치 및 이를 구비한 연수기에 관한 것이다.
연수기는 경수에 함유된 칼슘이온과 마그네슘이온을 나트륨이온으로 치환시켜 연수로 만드는 원리를 갖는데, 이를 위해 나트륨이온이 함유된 특수고분자화합물의 이온교환수지가 내장된 연수통을 필수적인 구성요소로 포함한다.
한편, 연수기의 연수통 내에 미세한 알갱이 형상의 이온교환수지가 대량으로 저장되어 있는 상태에서, 수돗물을 상기 연수통 내로 계속 통과시켜 이온교환수지와 접촉시킴으로써 연수를 만들어내게 되는데, 상기 이온교환수지는 수돗물과의 계속적인 접촉에 의해 나트륨성분이 상당부분 감소하게 된다. 따라서 연수기는 이온 교환수지 재생물질이 들어있는 재생통을 이용하여 재생되고, 일반적으로 이온교환수지 재생물질은 물에 용해될 경우에 나트륨이온을 생성하는 소금이 사용된다.
도 1을 참조하면, 연수기(10)는 이온교환이 이루어지는 연수통(20), 연수통(20)으로 재생액을 공급하는 재생통(30), 상기 연수통(20) 내지 재생통(30)에 연결되는 유로전환밸브(40), 유로전환밸브(40)에 연결되어 수돗물을 공급하는 수전구(11)를 구비한다. 그리고, 연수기(10)는 수전구(11)와 유로전환밸브(40)를 연결하는 원수유로(1), 유로전환밸브(40)와 연수통(20)을 연결하는 연수배출유로(3), 유로전환밸브(40)와 재생통(30)을 연결하는 재생원수공급유로(4), 재생통(30)과 연수통(20)을 연결하는 재생수공급유로(5), 및 유로전환밸브(40)와 샤워장치(16)를 연결하는 샤워유로(2)를 구비한다.
연수통(20)을 통해 한계유량 이상의 원수가 누적사용되는 것을 통해 재생이 필요한 시점에 이르면, 수전구(11)로부터 재생통(30)으로 원수의 유입이 이루어진다. 상기의 원수의 유입과정에서 급작스러운 압력변동에 의해 재생통(30)으로 과다한 원수의 유입이 이루어지면 제품에 무리가 따를 수 있으므로 이를 방지하기 위해서 감압장치 또는 유량조절장치 등의 조절기구(50)가 필요하게 된다.
기존의 조절기구(50)는 유로전환밸브(40)와 재생통(30)을 연결하는 재생원수공급유로(4) 상에 배치되어지거나 재생통(30)의 내부 하단에 체결되는 형태로 구성이 가능하다. 여기에서, 재생통(30)의 내부 하단에 체결되는 경우를 보면, 유입되는 원수의 유압이 과도하게 높은 경우에 재생통(30)에 연결되는 유로를 조절기구(50) 내부의 구동요소들에 의해 완전히 폐쇄하는 구조를 유지함으로써 수전 구(11)로부터의 원수의 유압에 직접적으로 반응하는 구조를 택하고 있다. 상기의 구조하에서는 원수의 유입 압력이 과다한 경우에 재생통(30)으로 공급되는 원수량이 충분치 않게 됨으로써 재생수를 제조하게 하는 데에 어려움이 있고 그에 따라 재생 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.
또한, 조절기구(50)에 높은 수압으로 원수의 공급이 이루어지는 과정에서 내부 구성요소들에 가해지는 충격은 제품의 수명을 단축시키는 요인이 될 수 있다는문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 수전구로부터 재생통으로 입수되는 원수의 급격한 압력 상승을 간접적으로 조절함으로써 재생액 제조의 효율성을 높일 수 있는 유량조절장치 및 이를 구비한 연수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 관점에 따른 유량조절장치는 수전구로부터 공급되는 원수가 인입되는 유입구가 하측방에 구비된 중공의 본체, 상기 본체 내에서 상하로 병진운동하며, 상기 유입구를 거친 원수를 안내하여 상부에 형성된 완충구에 저장되도록 하는 이동부재, 상기 본체의 개방된 상 단부에 체결되며, 상기 본체 내부를 거친 원수가 배출되는 토출공이 구비된 덮개, 및 상기 이동부재의 외면과 상기 본체의 내면 사이에 위치하는 탄성체를 포함하며, 상기 완충구에 저장된 원수가 상기 유입구로 인입되는 원수에 의해 상기 이동부재의 상승시 댐퍼(damper) 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 이동부재는 상기 유입구에 인접한 상태에서 상방으로 갈수록 점점 그 면적이 커지는 역원뿔 형상의 유입부, 상기 탄성체가 고정되며 중앙에 상기 완충구가 형성된 유출부, 및 상기 유입부와 상기 유출부 사이에 배치되며 내부에 중앙유로가 형성된 연결부를 구비할 수 있다.
상기 토출공의 중심과 상기 덮개 하단의 중심은 상이하게 형성될 수 있다.
상기 유입부의 외주면 상에는 상기 중앙유로에 연통하는 경사유로홈이 형성될 수 있다.
상기 이동부재의 외면과 상기 본체의 내면 사이에는 원수의 누설을 방지하는 수밀부재가 개재될 수 있다.
상기 원수유로홈과 상기 중앙유로를 연통하는 관통공이 상기 유입부와 상기 연결부 사이에 형성될 수 있다.
상기 유입구를 통해 원수가 미공급되는 경우, 상기 이동부재는 상기 본체 내에 최하단에 위치할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 다른 관점에 따른 연수기는 상기 유량조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유량조절장치는 상기 연수기의 구성요소인 재생통의 하단에 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 유량조절장치는 재생통으로 공급되는 원수의 압력이 과다하게 높은 경우에 이를 직접적으로 차단함으로써 재생통에 원수의 유입을 바로 차단하는 기존의 방식을 적용하는 것이 아니라 이동부재와 탄성체와의 조합을 통해 재생통으로 꾸준한 원수의 유입이 이루어질 수 있게 하는 것이다.
또한, 원수의 압력에 따라 상하이동하는 이동부재 상에 완충구를 마련하여 급격한 압력의 변화에 따라 가해지는 충격을 완화할 수 있게 함므로써 제품의 파손을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 이동부재에 형성된 완충구에 저장된 원수가 댐버(damper)의 기능을 수행하여 유량조절장치로 유입된 원수의 압력이 간접적으로 조절될 수 있게 된다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유량조절장치 및 이를 구비한 연수기를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 유량조절장치의 사시도, 도 3은 도 2의 분해 사시도, 도 4는 본 발명의 구성요소인 이동부재를 하측에서 바라본 사시도, 도 5는 도 2의 A-A 선에 따른 단면사시도, 및 도 6은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 유량조절장치(100)를 구비한 연수기(10) 상에서의 전체적인 기능을 설명한다. 본 발명의 유량조절장치(100)는 도 1에서의 조절기구(50)를 대체하는 것으로 전체적인 연수기 시스템은 도 1을 참조하여 설명한다.
유량조절장치(100)는 구조적으로는 상하단으로 원수의 유로가 형성된 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 유량조절장치(100)의 하단은 연수기(10)의 유로전환밸브(40) 내지 수전구(11)에 접속되고, 상단은 재생통(30)에 접속되어진다.
상기와 같은 연결관계에서 유량조절장치(100)는 불안정한 원수의 유입으로 인한 재생통(30)으로의 불규칙적인 원수 공급을 완화하기 위해서 과도한 원수의 압력을 적절히 조절할 수 있는 기구적인 개선안을 제공한다. 수전구(11)에서의 갑작스러운 압력상승으로 인한 높은 수압의 원수 유입은 유량조절장치(100)의 내부 구 조에 과도한 부하로 이어져 파손을 일으키거나 재생통(30)에서의 완만한 재생과정을 이행하지 못하게 하므로 본 발명은 수압을 조절하여 재생통(30)으로 일정한 유량 범위 내에서 원수가 유입되도록 한다.
이하, 유량조절장치(100)의 구체적인 구성요소들간의 배치관계에 대해 설명한다. 유량조절장치(100)는 수전구(11)로부터 공급되는 원수가 인입되는 유입구(101)가 하측에 구비된 중공의 본체(110), 본체(110) 내에서 상하로 병진운동하며, 유입구(101)를 거친 원수가 상부에 형성된 완충구(126)에 저장되는 이동부재(120), 본체(110)의 개방된 개구부(106)에 체결되며, 본체(110) 내부를 거친 원수가 배출되는 토출공(132)이 구비된 덮개(130), 및 본체(110) 내부에 장착되며, 양측단이 이동부재(120)와 본체(110)의 내면에 각각 접속되는 탄성체(140)를 구비한다. 본체(110)는 외벽(111)과 내벽(112)을 구비하고, 상기 외벽(111)과 내벽(112) 사이에 탄성체(140)가 배치된다.
본 발명에서 유량조절장치(100)는 재생통(30)의 하단에 직접 체결되는 구조를 가질 수 있는데, 이러한 구조에서는 원수와 재생수의 혼합 및 누설을 방지하기 위해서 본체(110)의 하부 외주면 상에 제1실링부재(105)가 구비될 수 있다.
이동부재(120)는 유입구(101)에 인접한 상태에서 상방으로 갈수록 점점 그 면적이 커지는 역원뿔 형상의 유입부(121), 탄성체(140)가 일측에 고정되며 중앙에 완충구(126)가 형성된 유출부(125), 및 유입부(121)와 유출부(125) 사이에 배치되며 내부에 중앙유로(124)가 형성된 연결부(123)를 구비한다. 상기 유입부(121)의 외주면(121a) 상에는 중앙유로(124)에 연통하는 경사유로홈(122)이 형성된다. 유입 부(121)와 연결부(123) 사이에는 경사유로홈(122)과 중앙유로(124)를 연통시키는 관통공(126)이 형성된다. 연결부(123)의 외주면에는 제1수밀부재(128)가 배치되는데, 상기 수밀부재(128)는 이동부재(120)의 외면과 본체(110)의 내벽(112) 사이에서 발생할 수 있는 원수의 누설을 방지하게 된다. 한편, 이동부재(120)의 완충구(126) 외측으로는 제2수밀부재(129)가 배치되어 이동부재(120)의 외면과 본체(110)의 외벽(111) 사이에 실링을 유도한다.
유입부(121)의 외주면(121a)은 유입구(101)로 원수가 미공급되는 상태에서는 유입구(101) 상단에 형성된 안착면(101a)에 밀착된다. 상기 안착면(101a)은 깔대기 형상으로 이루어질 수 있는데, 상기 밀착 상태에서는 경사유로홈(122)만을 통해서 원수의 유동이 가능하다.
상기 완충구(126)에 저장된 원수와 상기 탄성체(140)는 유입구(101)로 인입되는 원수에 의해 이동부재(120)가 상승하려고 하는 경우에 댐퍼(damper) 기능을 수행한다. 상기의 댐퍼 기능을 설명하면 다음과 같다. 유입구(101)를 통해 공급되는 원수의 수압이 탄성체(140)와 완충구(126)에 저장된 원수에 의해 하방으로 작용하는 힘보다 클 경우에는 이동부재(120)를 상승시키게 된다. 여기에서, 유입구(101)를 통해 상방으로 과도한 수압의 원수가 유동한다고 보면, 이동부재(120)가 빠른 속도로 상부에 배치된 덮개(130)에 부딪쳐 파손되는 현상이 생길 수 있으므로 탄성체(140)와 완충구(126)는 이동부재(120)의 속도를 상승속도를 늦추는 기능을 하게 된다.
상기 덮개(130)는 본체(110) 상부의 개구부(106)에 장착되어지는데, 하단에 는 토출공(132)이 형성된 차단판(131)이 마련된다. 덮개(130)가 개구부(106)에 체결되는 과정에서 본체(110) 내로 유동하는 원수의 누설을 방지할 수 있도록 제1실링부재(134)가 구비된다. 토출공(132)은 차단판(131)의 가장자리에 형성될 수 있다. 이동부재(120)의 유출부(125)를 통해 나오는 원수는 완충구(126)에 먼저 채워지는 단계를 거친 후에 토출공(132)을 통해 외부로 방출되는 과정을 거친다. 이 과정에서 토출공(132)은 중앙유로(124)와 유출부(125)로 이어지는 유동라인으로부터 이격된 위치에 있게 된다. 상기와 같은 구조에서, 토출구(125)를 통해 고속,고압으로 유동하는 원수는 차단판(131)의 중앙에 직접 충돌한 후 완충구(126) 내에서 와류를 형성하여 속도가 저하되는 과정을 거친후 토출공(132)으로 이동하게 된다.(도면부호 108 참조)
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 유량조절장치(100)가 연수기(10)에 장착되어 작동하는 과정을 설명한다. 재생통(30)으로 원수가 공급되지 않는 연수모드나 대기모드에서는 유입구(101)로 인입하는 원수가 없으므로 이동부재(120)의 유입부(121)를 상측으로 가압하는 수압이 존재하지 않게 된다. 상기에서는 유입부(121)가 유입구(101)의 안착면(101a)에 밀착하게 되어 이동부재(120)가 본체(110) 내의 최하단에 배치되는 저점상태를 유지한다.
이후, 연수기(10)의 연수통(20) 상에서 이온수지의 수명이 만료되면 재생과정이 시작되어 수전구(11), 원수유로(1), 유로전환밸브(40), 재생원수공급유로(4), 및 유량조절장치(100)를 거쳐 원수가 재생통(30)으로 공급되어진다. 상기 공급과정 중 유량조절장치(100) 내에서의 유동을 살피면 다음과 같다. 유입구(101)를 거친 원수는 유입부(121)의 경사유로홈(122), 관통공(126), 중앙유로(124), 유출부(125), 완충구(126), 및 토출공(132)을 통해 재생통(30)으로 유동하는 과정을 거치게 된다. 이 과정에서, 완충구(126)에는 항상 원수가 가득찬 상태에서 토출공(132)으로 유동하게 된다.
유입부(121)의 하면에 작용하는 원수의 압력이 탄성체(140)와 완충구(126)로 인한 대항력보다 작은 경우에는 이동부재(120)는 요동이 없게 되므로, 이동부재(120)는 저점상태를 유지하여 원수가 경사유로홈(122) 만을 통해 유동하는 결과를 가져오게 된다. 한편, 유입구(101)로 인입되는 원수량이 증가하여 유입부(121)의 하면에 작용하는 수압이 탄성체(140)와 완충구(126)의 대항력보다 크다면 이동부재(120)는 상방으로 밀어올려지게 된다. 즉, 이동부재(120)가 상기 저점상태를 벗어나게 되어 유입부(121)의 외주면(121a)과 유입구(101)의 안착면(101a) 사이는 이격된 상태를 갖게 되어 원수의 유입량이 상기 저점상태보다는 증가하게 된다.
이와 같이, 이동부재(120)가 상기 저점상태를 벗어나는 경우에 원수의 유압에 의한 급격한 상승을 방지하기 위하여 탄성체(140)와 완충구(126)는 충격완화기능을 수행하게 된다. 특히, 유출부(125)로 인출되는 원수는 덮개(130) 하부의 차단판(131)에 일차적으로 충돌하여 유속을 늦추게 되고 이차적으로 완충구(126) 상에서 와류를 형성한 후에 토출공(132)으로 배출되는 유동흐름을 보이게 되는데, 이와 같이 완충구(126)에 저장된 원수와 덮개(130)의 차단판(131)의 상호작용에 의해서 공급원수의 급격한 압력변화가 발생하는 경우에도 재생통(30)으로는 과도한 유량의 원수가 공급되는 것을 방지하는 동시에 충격을 완화하게 되는 특징이 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유입구(101)를 통한 원수가 유입부(121)의 경사유로홈(122), 관통공(126), 및 중앙유로(124)를 거치면서 방향이 전환되고, 완충구(126)에서 일시적으로 저장되어 토출공(132)으로 배출되면서 그 공급속도 및 압력이 조절될 수 있게 된다. 더불어, 탄성체(140)와 완충구(126)의 조합에 의한 이동부재(120)의 급격한 상승방지는 원수의 공급량을 완만하게 조절하는 동시에 제품의 수명을 보호한다는 효과가 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 연수기 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 유량조절장치의 사시도,
도 3은 도 2의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 구성요소인 이동부재를 하측에서 바라본 사시도,
도 5는 도 2의 A-A 선에 따른 단면사시도, 및
도 6은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 유량조절장치 101 : 유입구
105 : 제1실링부재 106 : 개구부
110 : 본체 111 : 외벽
112 : 내벽 120 : 이동부재
121 : 유입부 122 : 경사유로홈
123 : 연결부 124 : 중앙유로
125 : 유출부 126 : 완충구
128 : 제1수밀부재 129 : 제2수밀부재
130 : 덮개 131 : 차단판
132 : 토출공 134 : 제2실링부재
140 : 탄성체

Claims (9)

  1. 수전구로부터 공급되는 원수가 인입되는 유입구가 하측에 구비된 중공의 본체;
    상기 본체 내에서 상하로 병진운동하며, 상기 유입구를 거친 원수를 안내하여 상부에 형성된 완충구에 저장되도록 하는 이동부재;
    상기 본체의 상단 개구부에 체결되며, 상기 본체 내부를 거친 원수가 배출되는 토출공이 구비된 덮개; 및
    상기 이동부재의 외면과 상기 본체의 내면 사이에 위치하는 탄성체;
    를 포함하며,
    상기 완충구에 저장된 원수가 상기 유입구로 인입되는 원수에 의해 상기 이동부재의 상승시 댐퍼(damper) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부재는 역원뿔 형상의 유입부, 상기 탄성체가 고정되며 중앙에 상기 완충구가 형성된 유출부, 및 상기 유입부와 상기 유출부 사이에 배치되며 내부에 중앙유로가 형성된 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 토출공의 중심과 상기 덮개 하단의 중심이 상이한 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 유입부의 외주면 상에는 상기 중앙유로에 연통하는 경사유로홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부재의 외면과 상기 본체의 내면 사이에는 원수의 누설을 방지하는 수밀부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 원수유로홈과 상기 중앙유로를 연통하는 관통공이 상기 유입부와 상기 연결부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유입구를 통해 원수가 미공급되는 경우, 상기 이동부재는 상기 본체 내에 최하단에 위치하는 것을 특징으로 하는 유량조절장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 유량조절장치를 포함하는 연수기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 유량조절장치는 재생통의 하단에 배치되는 것을 특징으로 하는 연수기.
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