KR20120095545A - 누수감지장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법 - Google Patents

누수감지장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법 Download PDF

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Abstract

누수감지장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법이 개시되어 있다.
개시된 본 발명의 제1 관점은, 수조의 내부로 물을 공급하기 위해 외부 수도시설과 연결되는 급수관을 갖는 수세변기로서, 상기 급수관 내에 설치되어, 상기 급수관을 통해 상기 수조로 공급되는 물의 수류에 의해 회전되는 임펠러; 상기 급수관의 외부에 설치되어, 상기 임펠러가 규칙적으로 회전하는지 또는 불규칙적으로 회전하는지를 감지하는 임펠러 감지센서; 및 상기 임펠러 감지센서와 전기적으로 연결되어, 임펠러 감지센서로 부터 감지된 감지신호를 수신하는 제어파트와, 상기 제어파트에 수신된 감지신호에 따라 동작되는 알람파트로 이루어진 제어반을 포함하는 누수감지장치를 갖는 수세변기이다.
개시된 본 발명의 제2 관점은,
수세변기의 누수감지방법으로서, 급수관을 통해 수조의 내부로 공급되는 물의 수류에 의해 회전되는 임펠러가 규칙적으로 회전하는지 또는 불규칙적으로 회전하는지를 임펠러 및 임펠러 감지센서에 의해 감지하고, 상기 임펠러 회전상태의 감지결과 불규칙적으로 회전하는 경우에는 알람파트가 작동되도록 제어하는 누수감지방법이다.

Description

누수감지장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법{Toilet and washing with leak detection devices to detect leaks}
본 발명은 누수감장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법에 관한 것이다.
특히, 급수관에, 급수되는 물의 유속상태를 감지하는 임펠러를 설치하여, 급수되는 물의 유속이 불규칙할 때는 정상적인 급수상태로 판단하는 반면, 급수되는 물의 유속이 규칙적일 때는 누수로 판단하여 이를 사용자에게 알람 스피커 또는 알람램프 등에 의해 알려줌으로써 누수를 인지할 수 있도록 한 누수감지장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법에 관한 것이다.
일반적으로 양변기는 보울 내부에 일정량의 물을 담수하고 있다가 보울 후방측의 수조로 부터 급수가 이루어지면 보울 내부의 수위 상승으로 인해 보울 내부와 배출관 내부의 수위차에 따른 사이펀 작용에 의해 보울 내부의 물을 포함한 오물이 배출되는 것이다.
도 1은 상기한 원리를 이용한 수세변기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반의 수세변기는 보울(10)과 수조(20)로 이루어진다.
상기 보울(10) 내에는 상시 일정량의 봉수가 담겨지도록 내부에 요부(11)를 가지며, 상기 요부(11)의 하측 배후에는 물 및 분뇨를 배출하기 위한 사이펀 트랩(12)이 형성되어 있다.
상기 수조(20)는 보울(10)과 연통되게 설치되되, 수조(20)의 하부에는 배수공(21)을 개폐하기 위한 플랩밸브(22)가 설치되어 있다. 상기 플랩밸브(22)는 수조(20) 외부에 설치된 작동레버(23)에 연결체인(24)으로 연결된 채 작동레버(23)의 조작에 따라 플랩밸브(22)가 들어올려지면서 배수공(21)을 개방하게 된다.
또한, 상기 플랩밸브(22)의 일측에는 급수관(30)과 연결되어 수조(20) 내부로 물을 공급하기 위한 볼탑(25)이 구비되어 있고, 상기 볼탑(25)에는 수조(20) 내의 수위를 감지하여 볼탑(25) 내에 설치된 급수밸브(미도시)를 차단하기 위한 부구(26)가 구비되어 있다.
또한, 상기 볼탑(25)의 일측에는 볼탑(25)의 오동작 등으로 수조(20) 내부에 물이 초과공급되었을 때 초과 급수된 물을 보울(10)로 배출되게 하기 위한 오버플로우관(27)이 설치되어 있다.
이러한 구성으로부터, 상기 작동레버(23)를 누름 조작하게 되면, 작동레버(23)에 연결된 플랩밸브(22)가 들어올려지면서 배수공(21)이 개방되므로, 수조(20) 내에 저수되어 있던 물이 배수공(21)을 통해 보울(10)의 상부 가장자리를 따라 형성된 급수유로(13)를 경유하여 보울(10) 내부로 배출된다.
상기 보울(10)로 배출된 물에 의해 보울(10) 내의 수위가 점차 상승하게 되면, 보울(10)과 사이펀 트랩(12) 간의 수위차에 의해 진공압이 발생하여 보울(10) 내의 물 및 분뇨가 사이펀 트랩(12)을 통해 배출된다.
배출이 이루어짐과 동시에 수조(20) 내의 물은 점차 소진되므로, 개방되어 있던 플랩밸브(22)는 자중에 의해 열린 상태로 부터 하강하면서 배수공(21)을 차단하게 되고, 이 상태에서 급수관(30) 및 볼탑(25)을 통해 수조(20) 내로 물이 다시 공급되며, 적정수위가 되면 부구(26)에 의해 볼탑(25)의 급수밸브가 차단되면서 물공급이 중단된다.
이와 같은 통상의 수세변기의 가장 취약점으로 지적되는 부분은 플랩밸브(22)이다. 플랩밸브(22)는 배수공(21)에서의 누수를 방지하기 위해 연질의 러버(또는 실리콘) 재질로 되어 있다. 러버의 초기 수밀도는 양호하나 반복된 작동으로 인해 배수공(21)과의 접촉부위가 닳거니와 물속에 오랫동안 침수상태에 있는 관계로 부식되면서 시간이 경과 할수록 그 수밀도가 떨어지게 된다.
따라서, 적정 기간이 경과되면 플랩밸브(22)를 교체하는 것이 좋으나, 대개의 사용자들은 이를 무시하고 사용하고 있다. 이 경우, 플랩밸브(22)와 배수공(21) 간에 틈새가 발생하게 되어, 이 틈새를 통해 누수가 발생하게 되는데, 이렇게 누수가 발생하더라도 세밀히 관찰하지 않는 한 사용자 입장에서 누수현상을 발견하기가 어렵기 때문에 불필요하게 물 사용량이 증가하게 되는 문제점이 지적되고 있다. 물부족 국가로 접어든 우리나라 현실을 감안하여 볼 때, 이러한 불필요한 물 낭비는 시급히 시정되어야 할 과제로 남아있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 급수관 내에 유속상태를 감지하기 위한 임펠러를 설치하고, 이를 이용하여 급수관을 통과하는 물의 유속이 불규칙적인 경우와 규칙적인 경우를 구분감지하여, 규칙적인 경우에는 누수로 판단하고 이를 알람 스피커 또는 알람램프 등에 의해 사용자에게 알려줌으로써 누수현상을 방지할 수 있도록 한 누수감지장치를 갖는 수세변기를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 상기 누수감지장치에 의한 누수감지방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면,
수조의 내부로 물을 공급하기 위해 외부 수도시설과 연결되는 급수관을 갖는 수세변기로서, 상기 급수관 내에 설치되어, 상기 급수관을 통해 상기 수조로 공급되는 물의 수류에 의해 회전되는 임펠러; 상기 급수관의 외부에 설치되어, 상기 임펠러가 규칙적으로 회전하는지 또는 불규칙적으로 회전하는지를 감지하는 임펠러 감지센서; 및 상기 임펠러 감지센서와 전기적으로 연결되어, 임펠러 감지센서로 부터 감지된 감지신호를 수신하는 제어파트와, 상기 제어파트에 수신된 감지신호에 따라 동작되는 알람파트로 이루어진 제어반; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 제어반은, 상기 임펠러가 규칙적으로 회전하는 경우에, 그때의 회전수 및 회전시간을 근거하여 누수량을 산출하는 누수량 산출파트 및 상기 누수량 산출파트에서 산출된 누수량을 상기 제어파트의 제어명령에 따라 수치화하여 출력하여주는 누수량 출력파트를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 알람파트는 알람등 및 알람스피커로 이루어지되, 셀렉트 스위치에 의해 상기 알람등 및 알람스피커 중 어느 하나만 선택적으로 작동되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 관점에 따르면, 수세변기의 누수감지방법으로서, 급수관을 통해 수조의 내부로 공급되는 물의 수류에 의해 회전되는 임펠러가 규칙적으로 회전하는지 또는 불규칙적으로 회전하는지를 임펠러 및 임펠러 감지센서에 의해 감지하고, 상기 임펠러 회전상태의 감지결과 불규칙적으로 회전하는 경우에는 알람파트가 작동되도록 제어할 수 있다.
상기 과제해결수단에 의한 본 발명에 따르면, 급수관을 통해 급수되는 물의 흐름 상태 변화에 따라 누수인지를 실시간으로 감지하여 이를 사용자에게 알려줌으로써, 사용자는 이에 의해 누수에 대한 후속조치(플랩밸브를 교체하는 작업을 의미함)를 취할 수 있어서 불필요한 물 낭비를 방지할 수 있다.
도 1은 종래 일반적인 수세변기의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 누수감지장치를 갖는 수세변기의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수세변기의 누수감지장치에 대한 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 누수감지장치를 갖는 수세변기 및 누수감지방법이 개시된다.
개시되는 실시예들은 본 발명의 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 다른 형태로 변형될 수 있다. 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 본 명세서에서 다른 구성요소 '상에' 위치한다는 것은 일 구성요소 상에 다른 구성요소가 직접 위치한다는 의미는 물론, 상기 일 구성요소 상에 제 3의 구성요소가 더 위치할 수 있다는 의미도 포함한다. 본 명세서 각 구성요소 또는 부분 등을 제1, 제2 등의 표현을 사용하여 지칭하였으나, 이는 명확한 설명을 위해 사용된 표현으로 이에 의해 한정되지 않는다. 도면에 표현된 구성요소들의 두께 및 상대적인 두께는 본 발명의 실시예들을 명확하게 표현하기 위해 과장된 것일 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 누수감지장치를 갖는 수세변기의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 수세변기의 누수감지장치에 대한 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 수세변기는 보울(10), 수조(20) 및 수조(20)로 물을 공급하기 위한 급수관(30)으로 크게 구성된다. 이는 기존과 다르지 않다.
이에 더하여, 본 발명은 새로운 구성요소인 누수감지장치(40)가 더 설치된다.
상기 누수감지장치(40)는 임펠러(400), 임펠러 감지센서(410), 제어반(420)으로 구성된다.
상기 임펠러(400)는 상기 급수관(30) 내에 설치된다. 급수관(30)은 외부의 수도시설, 즉 수도관(미도시)과 연결되어 수조(20)로 물을 공급해 주는 관로로서, 급수는 도 2의 화살표 방향과 같이 일방향으로 이루어진다.
따라서, 급수관(30) 내에 임펠러(400)를 설치하게 되면, 물의 진행력에 따른 수류에 의해 임펠러(400)는 자유회전을 하게 된다. 즉, 임펠러(400)는 수류 동력으로만으로 회전하게 되므로 임펠러 회전상태를 감지하면 급수수류의 상태를 파악할 수 있다. 예를 들어, 물이 일정한 속도로 공급된다면 임펠러는 규칙적으로 회전할 것이고, 물이 불규칙한 속도로 공급된다면 임펠러는 불규칙하게 회전할 것이다.
통상, 수조(20) 내의 물이 모두 소진되었을 때는 강한 수류에 의해 많은 양의 물이 급수관(30)을 통해 수조(20)로 공급되지만, 수조(20) 내의 물이 거의 만수위가 되면 앞서 설명된 볼탑 내의 급수밸브(미도시)가 차단되므로써 수류가 약해지므로 유속에 변화가 발생하게 된다. 이 경우, 상기 임펠러(400)는 강한 수류일 때는 고속회전하다가 약한 수류일 때는 저속회전으로 바뀌게 되는, 즉 불규칙 회전을 하게 된다.
이와 달리, 누수로 인한 급수시에는, 훼손된 플랩밸브와 배수공사이의 틈새가 일정하므로 일정한 양만큼 누수가 되고, 급수량은 누수된 일정한 양과 동일한 양만큼 이루어지므로 수류는 항상 일정한 상태가 된다. 따라서, 임펠러(400)는 일정하게 회전하게 된다.
종합하면, 정상적인 급수시에는 물의 유속이 불규칙하고, 누수에 의한 급수시에는 물의 유속이 규칙적이다. 따라서, 이를 감지할 경우, 정상적인 급수와 누수로 인한 급수를 구분할 수 있게 된다.
상기 임펠러 감지센서(410)는 상기한 정상적인 급수와 누수로 인한 급수를 감지하기 위한 것이다. 즉, 상기 임펠러 센서(410)는 상기 급수관(30)의 외부에 설치되어, 상기 임펠러(400)가 규칙적으로 회전하는지 혹은 불규칙적으로 회전하는지를 감지하여, 결과적으로 현재 누수가 발생하고 있는지를 전자적으로 감지한다.
상기 제어반(420)은 상기 임펠러 감지센서(410)와 전기적으로 연결되어 누수발생시 사용자에게 경고신호를 송출하는 역할을 한다. 이러한 제어반(420)은 상기 임펠러 감지센서(410)와 전기적으로 연결되어 임펠러 감지센서(410)로 부터 감지된 감지신호를 수신하는 제어파트(421)와, 상기 제어파트(421)에 수신된 감지신호에 따라 동작되는 알람파트(422)로 이루어진다.
여기서, 상기 알람파트(422)는 알람등(422a) 및 알람스피커(422b)로 구성될 수 있으며, 이들 두 개의 알람파트가 동시에 작동되도록 할 수도 있고, 이와는 달리 셀렉트 스위치(422c)를 설치하여 이들 중 어느 하나가 선택적으로 작동되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제어반(420)은 누수량 출력파트(423)를 더 포함할 수 있다.
상기 누수량 출력파트(423)는, 상기 임펠러(400)가 규칙적으로 회전하는 경우 - 누수가 발생한 경우 - 에, 그때의 회전수 및 회전시간을 근거하여 누수량을 상기 제어파트(421)의 제어명령에 따라 수치화하여 출력해 주는 역할을 한다.
누수발생경고가 알람등(422a)으로 설정된 경우, 자칫 사용자가 이를 인지할 수 없을 수도 있을 것이다. 이 경우, 알람등(422a)이 작동되는 시점으로부터 알람등(422a)이 소등될 때까지 누수량을 계수하여 출력해 주는 누수량 출력파트(423)를 활용하면 사용자가 누수량을 정확히 알 수 있게 된다.
미 설명부호(424)는 제어반(420)의 전원버튼이고, (425)는 누수량 출력파트(423)를 초기화 하기 위한 리셋버튼이며, (426)은 상기 알람등(422a) 및 알람스피커(422b)를 강제 오프시키기 위한 오프버튼이다.
이하에서는, 앞서 설명된 누수감지장치(40)의 동작과정을 설명한다.
급수관(30) 내에 설치된 임펠러(400)는 급수관(30)을 통하는 수류에 의해 회전된다. 수조(20) 내에 물이 소진됨에 따라 급수가 이루어지는 경우 급수초기로 부터 급수후기로 갈수록 수류의 세기가 약해지므로 임펠러(400)는 급수초기에는 고속회전하고 급수후기에는 저속회전하게 된다. 즉, 임펠러(400)는 불규칙 회전을 하게 된다.
반면, 누수로 인한 급수는 균일량이 지속적으로 급수되므로 수류의 세기가 일정하다. 따라서 임펠러(400)는 규칙적 회전을 하게 된다.
이러한 임펠러(400)의 회전상태는 임펠러 감지센서(410)에 의해 감지된다. 즉, 임펠러(400)의 불규칙 회전은 정상적인 상태로 판단하고, 임펠러(400)의 규칙적 회전은 누수상태로 판단하여, 판단된 신호를 제어파트(421)로 송출한다.
제어파트(421)에서는 누수상태로 판단된 신호가 수신되면, 사용자가 누수상태임을 알 수 있도록 알람파트(422)의 알람등(422a) 및 알람스피커(422b)가 동작되도록 제어한다.
이로써, 사용자는 누수의 원인인 새것으로 플랩밸브를 교체하는 후속조치를 취함으로써 더 이상의 누수를 방지할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
30 : 급수관 40 : 누수감지장치
400 : 임펠러 410 : 임펠러 감지센서
420 : 제어반 421 : 제어파트
422 : 알람파트 423 : 누수량 출력파트

Claims (4)

  1. 수조의 내부로 물을 공급하기 위해 외부 수도시설과 연결되는 급수관을 갖는 수세변기로서,
    상기 급수관 내에 설치되어, 상기 급수관을 통해 상기 수조로 공급되는 물의 수류에 의해 회전되는 임펠러;
    상기 급수관의 외부에 설치되어, 상기 임펠러가 규칙적으로 회전하는지 또는 불규칙적으로 회전하는지를 감지하는 임펠러 감지센서; 및
    상기 임펠러 감지센서와 전기적으로 연결되어, 임펠러 감지센서로 부터 감지된 감지신호를 수신하는 제어파트와, 상기 제어파트에 수신된 감지신호에 따라 동작되는 알람파트로 이루어진 제어반;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 누수감지장치를 갖는 수세변기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어반은, 상기 임펠러가 규칙적으로 회전하는 경우에, 그때의 회전수 및 회전시간을 근거하여 누수량을 산출하는 누수량 산출파트 및 상기 누수량 산출파트에서 산출된 누수량을 상기 제어파트의 제어명령에 따라 수치화하여 출력하여주는 누수량 출력파트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누수감지장치를 갖는 수세변기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알람파트는 알람등 및 알람스피커로 이루어지되, 셀렉트 스위치에 의해 상기 알람등 및 알람스피커 중 어느 하나만 선택적으로 작동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 누수감지장치를 갖는 수세변기.
  4. 수세변기의 누수감지방법으로서,
    급수관을 통해 수조의 내부로 공급되는 물의 수류에 의해 회전되는 임펠러가 규칙적으로 회전하는지 또는 불규칙적으로 회전하는지를 임펠러 및 임펠러 감지센서에 의해 감지하고, 상기 임펠러 회전상태의 감지결과 불규칙적으로 회전하는 경우에는 알람파트가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수세변기의 누수감지방법.
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