KR20170036955A - 온수 조절이 용이한 수전 카트리지 - Google Patents

온수 조절이 용이한 수전 카트리지 Download PDF

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KR20170036955A
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황성호
이지웅
전남규
홍성용
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수전 카트리지는 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하며, 그리고 냉수 토출구, 온수 토출구 및 혼합수 배출구를 구비한 고정 디스크; 상기 고정 디스크에 접하는 가동 디스크를 포함하는 수전 카트리지에서, 상기 고정 디스크에 접하는 상기 가동 디스크의 일측에 홈이 위치하며, 상기 홈은 단면 형상이 상기 가동 디스크의 일측의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원 형상인 제1홈; 및 단면의 형상이 반원 형상인 제2홈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 온수와 냉수가 적정하게 혼합될 수 있는 범위가 넓은, 즉 급격한 온도 변화를 최소화할 수 있는 온수 조절이 가능한 수전 카트리지가 제공된다.

Description

온수 조절이 용이한 수전 카트리지{A faucet cartridge for adjustable heated water}
본 발명은 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수전 카트리지의 고정 디스크에서 토출된 냉수와 온수가 적정한 온도에서 혼합될 수 있는 가동 디스크의 홈 형상을 구비한 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 수전 레버를 회전시킬 때 고정 디스크의 냉수 토출구 및 온수 토출구에 접하는 가동 디스크의 홈의 면적을 최대한 늘려 면적 변화율을 최소화하여 혼합물의 온도가 급격하게 변하지 않는 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에 관한 것이다.
수전 카트리지는 물을 공급하거나 차단하는 출수 기능, 유량을 조절하는 기능, 그리고 냉수와 온수의 양을 조절하여 혼합수를 만드는 기능을 한다.
수전 카트리지는 하우징, 시트, 고정 디스크 및 가동 디스크를 포함한다. 시트는 수도관에서 냉수가 유입되는 냉수 유입구, 온수가 유입되는 온수 유입구, 혼합 수가 배출되는 혼합수 유출구를 포함하며, 각각의 유입구 및 유출구에는 방수용 패킹부재가 구비되어 있다.
시트 상에 위치하여 시트와 접하는 고정 디스크는 냉수 유입구에 상응하여 위치하는 냉수 토출구, 온수 유입구에 상응하여 위치하는 온수 토출구, 및 혼합수 유출구에 상응하는 혼합수 배출구를 포함한다.
고정 디스크 상에 위치하여 고정 디스크와 접하는 가동 디스크는 수전 레버의 회전으로 회전되며, 고정 디스크와 접하는 면에서 일정 형상의 홈을 구비하고 있다. 이러한 일정 형상의 홈에서 냉수 토출구에서 나온 냉수와 온수 토출구에서 나온 온수가 혼합되어 혼합수가 형성되고, 형성된 혼합수는 다시 혼합수 배출구를 통하여 배출되어 시트의 혼합수 유출구로 유출되어 수도꼭지로 흘러 나간다.
도 2를 참조하여 종래 기술인 수전 카트리지에서의 고정 디스크와 가동 디스크를 설명한다.
도 2의 (a)를 참조하여 설명한다.
가동 디스크(30)는 고정 디스크와 접하는 면에 구비된 홈(32)을 포함한다. 가동 디스크(30)의 홈(32)은 수전 레버의 회전에 의해 고정 디스크의 냉수 토출구(22) 및 온수 토출구(24)와 접하게 된다.
도 2의 (b)를 참조하여 설명한다.
도 2의 (b)는 수전 레버의 회전에 따라 회전되는 가동 디스크(30)와 고정 디스크가 접하는 면적을 도시한다. 냉수 토출구(22)와 온수 토출구(24)에서는 각각 냉수와 온수가 토출되고, 가동 디스크(30)의 홈(32)은 레버의 회전에 의해 회전된다.
홈(32)의 범위와 냉수 토출구(22) 및 온수 토출구(24)의 단면적이 교차하는 범위에서 온수와 냉수가 혼합되어 수온이 조절된다.
종래 기술에 따른 수전 카트리지에서 가동 디스크(30)의 면적 변화율 즉, 수전 레버의 회전에 따라 홈(32)과 냉수 토출구(22) 및 온수 토출구(24)가 접하는 면적의 변화는 점점 감소한다(도 4 참조). 즉, 면적의 변화 처음에는 빠르다가 점점 느려진다는 것을 의미한다. 면적의 변화가 빠르다는 것은 수전 레버가 중간 정도에 위치한 상태에서 약간만 돌려도 수온이 크게 변한 온수나 냉수가 나온다는 것을 의미한다.
이에 따라 급격한 온수의 공급으로 화상을 입을 수 있고, 급격한 냉수의 공급으로 깜짝 놀라기도 하여 수전 사용에 불편함을 초래한다.
(특허문헌 1) KR10-2012-0077128 B
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수전 레버가 회전되는 범위 중에서 사용하기 적절한 수온이 토출되는 범위가 넓은 수전 카트리지를 제공함에 있다.
또한, 정밀 센서나 보조 탱크 등을 추가 설치하여 비용을 대폭 올리는 방법이 아닌 현재의 수전 카트리지 장치에서 구조를 개선하여 상술한 효과를 가질 수 있는 수전 카트리지를 제공함에 있다.
또한, 온수와 냉수가 적정 혼합될 수 있는 범위를 높일 수 있는 홈을 구비한 가동 디스크를 포함한 수전 카트리지를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 하우징(100); 상기 하우징(100)의 내부에 위치하며, 그리고 냉수 토출구(220), 온수 토출구(240) 및 혼합수 배출구(260)를 구비한 고정 디스크(200); 상기 고정 디스크(200)에 접하는 가동 디스크(300)를 포함하는 수전 카트리지에서, 상기 고정 디스크(200)에 접하는 상기 가동 디스크(300)의 일측에 홈(320)이 위치하며, 상기 홈(320)은 단면 형상이 상기 가동 디스크(300)의 일측의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원 형상인 제1홈(321); 및 단면의 형상이 반원 형상인 제2홈(322)을 포함하는 수전 카트리지에 의해 달성된다.
여기에서, 상기 제2홈(322)의 단면 형상은 상기 반원 형상의 반원주의 중심에서 상기 반원 형상의 내측 방향으로 라운드진 형상으로 함몰된 형상인 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 제2홈(322)은 상기 제1홈(321)의 일측과 연통된 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 제1홈(321)은 상기 혼합수 배출구(260)와 연통되며, 그리고
상기 제2홈(322)은 상기 냉수 토출구(220) 및 온수 토출구(240) 중 어느 하나 이상에 연통되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 냉수 토출구(220) 및 상기 온수 토출구(240) 중 어느 하나 이상에 접하는 상기 제2홈(322)의 면적은 상기 가동 디스크(300)의 회전에 의해 변하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 온수와 냉수가 적정하게 혼합될 수 있는 범위가 넓은, 즉 급격한 온도 변화를 최소화할 수 있는 온수 조절이 가능한 수전 카트리지가 제공된다.
또한, 수전 레버가 회전되는 범위 중에서 사용하기 적절한 수온이 토출되는 범위가 넓은 수전 카트리지를 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 수전 카트리지의 분해 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 가동 디스크의 사시도, 가동 디스크의 홈과 고정 디스크의 냉수 토출구 및 온수 토출구가 접하는 단면적을 도시한 도,
도 3은 본 발명에 따른 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에서 가동 디스크의 홈과 고정 디스크의 냉수 토출구 및 온수 토출구가 접하는 단면적을 도시한 도,
도 4는 종래기술에 따른 면적 변화율 및 본 발명에 따른 온수 조절이 용이한 수전 카트리지의 면적 변화율을 도시한 도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에 대해서 설명한다.
1. 구조설명
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 온수조절이 용이한 수전 카트리지를 설명한다.
본 발명에 따른 온수조절이 용이한 수전 카트리지는 하우징(100), 시트(400), 고정 디스크(200) 및 가동 디스크(300)를 포함한다.
하우징(100)의 하부에 결합되는 시트(400)는 수도관에서 냉수가 유입되는 냉수 유입구(420), 온수가 유입되는 온수 유입구(440), 혼합수가 배출되는 혼합수 유출구(460)를 포함하며, 각각의 냉수 및 온수 유입구(420, 440) 및 혼합수 유출구(460)에는 방수용 패킹부재가 구비되어 있다.
시트(400) 상에 위치하여 시트와 접하는 고정 디스크(200)는 냉수 유입구(420)에 상응하여 위치하는 냉수 토출구(220), 온수 유입구에 상응하여 위치하는 온수 토출구(240), 및 혼합수 유출구(460)에 상응하는 혼합수 배출구(260)를 포함한다.
고정 디스크(200) 상에 위치하여 고정 디스크(200)와 접하는 가동 디스크(300)는 수전 레버의 회전으로 회전되며, 고정 디스크(200)와 접하는 일측에 일정 형상의 홈(320)이 위치한다. 이러한 일정 형상의 홈(320)에서 냉수 토출구(220)에서 나온 냉수와 온수 토출구(240)에서 나온 온수가 혼합되어 혼합수가 형성되고, 형성된 혼합수는 다시 혼합수 배출구(260)를 통하여 배출되어 시트(400)의 혼합수 유출구(460)로 유출되어 수도꼭지로 흘러 나간다.
좀 더 상세하게는, 고정 디스크(200)의 냉수 토출구(220)에서 토출된 냉수와 온수 토출구(240)에서 토출된 온수는 가동 디스크(300)의 홈(320) 중 제2홈(322)에 모이게 되고, 제2홈(322)에서 혼합된 혼합수는 제2홈(322)에서 연결된 통로를 따라 제1홈(321)으로 유동된다.
제1홈(321)으로 유동된 혼합수는 고정 디스크(200)의 혼합수 배출구(260)를 통하여 배출된다.
이에 따라 고정 디스크(200)에 위치하는 냉수 토출구(220) 및 온수 토출구(240)와 접하는 가동 디스크(300)의 홈(320)의 형상에 의해 혼합수의 수온이 조절된다. 즉, 사용자가 수전 레버를 회전시키면 이에 따라 가동 디스크(300)도 회전되며, 가동 디스크(300)의 회전에 따라 가동 디스크(300)의 일측에 구비된 홈(320)이 접하는 고정 디스크(200)의 냉수 토출구(220) 또는 온수 토출구(240)의 면적의 범위가 달라지게 된다.
홈(320)과 냉수 토출구(220) 또는 온수 토출구(240)가 접하는 면적의 범위가 달라짐에 따라 제2홈(322)으로 토출된 냉수양과 온수양이 달라지는 바, 혼합수의 수온이 달라지게 된다.
나아가 제2홈(322)과 냉수 토출구(220) 또는 온수 토출구(240)가 접하는 면적의 범위가 급격하게 변하면 급격한 수온 변화가 일어나며 그 반대의 경우에는 완만한 수온 변화가 일어난다. 따라서, 수전 레버가 회전됨에 따라 냉수 토출구(220)와 온수 토출구(240)에 접하는 홈(320)의 면적의 변화율이 수전 카트리지에서의 수온 조절의 핵심이 된다.
도 3을 참조하여 본 발명에 따른 온수 조절이 용이한 수전 카트리지의 가동 디스크(300)를 설명한다.
가동 디스크(300)에는 고정 디스크(200)에 접하는 면에 홈(320)이 위치된다.
홈(320)은 단면 형상이 가동 디스크(300)의 일측의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원 형상인 제1홈(321) 및 단면의 형상이 반원 형상인 제2홈(322)을 포함한다. 여기에서 가동 디스크(300)의 일측은 고정 디스크(200)에 접하는 면을 말한다.
제2홈(322)의 단면 형상은 반원 형상의 반원주의 중심에서 상기 반원 형상의 내측 방향으로 라운드진 형상으로 함몰된 형상이다. 제2홈(322)은 상기 제1홈(321)의 일측과 연통된다.
도 3의 (b)를 참조하여 설명한다.
수전 레버의 회전으로 가동 디스크(300)가 회전되며, 이에 따라 제2홈(322)이 냉수 토출구(220) 및 온수 토출구(240)에 접하는 면적이 달라진다.
수전 레버의 회전으로 가동 디스크(300)가 시계 반대방향으로 회전된다면 제2홈(322)과 냉수 토출구(220)와 접하게 되는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라 혼합수는 냉수만을 포함하게 되어 수도꼭지에는 냉수가 나오게 된다.
반면, 가동 디스크(300)가 시계 방향으로 회전된다면 제2홈(322)과 온수 토출구(240)와 접하게 되는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 혼합수는 온수만을 포함하게 된다.
수전 레버가 중앙에서 시계 방향으로 또는 시계 반대반향으로 회전되면서 제2홈(322)이 접하게 되는 냉수 토출구(220) 또는 온수 토출구(340)의 면적의 변화가 급격히 이루어지면, 수전 레버가 조금만 회전되더라도 수온은 급격히 변하여 갑자기 온수가 나올 수 있고 또는 갑자가 냉수가 나올 수 있다.
반면, 상술한 면적의 변화가 완만히 이루어진다면 수온의 변화도 완만하게 이루어지며, 수전 레버의 회전 범위 중 넓은 범위에서 냉수와 온수가 혼합된 적정 수온을 갖는 혼합수가 나올 수 있다.
도 4를 참조하여 종래기술과 본 발명에 따른 온수 조절이 용이한 수전 카트리지의 면적 변화율을 설명한다.
본 발명에 따른 온수 조절이 용이한 수전 카트리지에서 가동 디스크(300)의 면적 변화율 즉, 수전 레버의 회전에 따라 제2홈(322)과 냉수 토출구(220) 및 온수 토출구(240)가 접하는 면적의 변화는 점점 증가한다. 즉, 면적의 변화가 처음에는 점진적으로 이루어지다가 점점 빨라진다는 것을 의미한다. 면적의 변화가 점진적으로 이루어진다는 것은 수전 레버가 중간 정도에 위치한 상태에서 급격히 회전한다 하더라도 수온이 크게 변하지 않는 혼합수가 나온다는 것을 의미한다.
도 4에 따르면 면적 변화율이 처음에는 크고 점차 작아지는 종래 기술과 달리 본 발명에 따른 온수 조절이 가능한 수전 카트리지는 처음에는 작고 점차 커진다.
이는 처음에 수전 레버가 급격히 회전되더라도 냉수 토출구(220) 및 온수 토출구(240)에서 토출된 냉수와 온수가 혼합된 혼합수의 수온은 급격한 변화되지 않는다는 것을 의미한다.
따라서, 사용자가 수돗물을 사용하는 경우에 처음에 수전 레버를 일정 범위이상으로 회전시키더라도 혼합수의 수온 변화가 낮기 때문에 화상 입을 위험이 낮고 편리성이 증가된다.
2. 작동설명
수전 레버가 중앙에 있는 상태에서 사용자는 수돗물을 사용하기 위하여 수전 레버를 작동시킨다.
수전 레버의 회전의 의해 가동 디스크(300)에 위치한 홈(320)이 회전된다.
홈(320)이 회전됨에 따라 제2홈(322)이 냉수 토출구(220)와 온수 토출구(340)에 접하는 면적이 달라진다. 면적 변화율이 처음에는 작기 때문에 수전 레버가 급격히 회전되더라도 제2홈(322)이 접하는 냉수 토출구(220)의 면적 및 온수 토출구(240)에 접하는 면적이 급격히 달라지지 않는다. 이에 따라, 일정 범위의 회전각에서는 비슷한 양의 냉수와 온수가 토출되어 제2홈(322)에서 혼합되어 적정한 수온의 혼합수가 된다.
중앙에서 수전 레버가 80° 내지 90° 정도로 회전된 경우에는 냉수만 또는 온수만으로 이루어진 혼합수가 된다.
제2홈(322)에서 혼합된 혼합수는 제2홈(322)과 연통된 제1홈(321)으로 유동한다. 제1홈(321)으로 유동된 혼합수는 제1홈(321)과 연통된 고정 디스크(200)의 혼합수 배출구(260)로 배출된다. 이후 시트(400)의 혼합수 유추구(460)를 통해 외부로 유출된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100: 하우징
200: 고정 디스크
220: 냉수 토출구
240: 온수 토출구
260: 혼합수 배출구
300: 가동 디스크
320: 홈
321: 제1홈
322: 제2홈
400: 시트
420: 냉수 유입구
440: 온수 유입구
460: 혼합수 유출구

Claims (5)

  1. 하우징(100); 상기 하우징(100)의 내부에 위치하며, 그리고 냉수 토출구(220), 온수 토출구(240) 및 혼합수 배출구(260)를 구비한 고정 디스크(200); 상기 고정 디스크(200)에 접하는 가동 디스크(300)를 포함하는 수전 카트리지에서,
    상기 고정 디스크(200)에 접하는 상기 가동 디스크(300)의 일측에 홈(320)이 위치하며,
    상기 홈(320)은 단면 형상이 상기 가동 디스크(300)의 일측의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원 형상인 제1홈(321); 및 단면의 형상이 반원 형상인 제2홈(322)을 포함하는 수전 카트리지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2홈(322)의 단면 형상은 상기 반원 형상의 반원주의 중심에서 상기 반원 형상의 내측 방향하여 라운드진 형상으로 함몰된 형상인 수전 카트리지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2홈(322)은 상기 제1홈(321)의 일측과 연통된 수전 카트리지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1홈(321)은 상기 혼합수 배출구(260)와 연통되며, 그리고
    상기 제2홈(322)은 상기 냉수 토출구(220) 및 온수 토출구(240) 중 어느 하나 이상에 연통되는 수전 카트리지.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉수 토출구(220) 및 상기 온수 토출구(240) 중 어느 하나 이상에 접하는 상기 제2홈(322)의 면적은 상기 가동 디스크(300)의 회전에 의해 변하는 수전 카트리지.





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KR1020150135799A KR20170036955A (ko) 2015-09-24 2015-09-24 온수 조절이 용이한 수전 카트리지

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200007569A (ko) 2018-07-13 2020-01-22 한국토지주택공사 밸브
KR20200021271A (ko) * 2018-08-20 2020-02-28 진명홈바스(주) 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템
KR102097898B1 (ko) * 2019-04-18 2020-05-29 손정우 드레인을 이용한 절수 시스템
KR102466122B1 (ko) * 2022-03-29 2022-11-11 염명훈 수전용 5구 카트리지, 상기 카트리지를 가진 수전, 및 상기 수전을 구비한 2단 싱크대 또는 2단 위생 설비

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KR102097898B1 (ko) * 2019-04-18 2020-05-29 손정우 드레인을 이용한 절수 시스템
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