KR20240029835A - 반자동 절수 세척 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자 감지 절수 세척 밸브에 관한 것으로, 공중 화장실이나 업무용 빌딩에 설치되는 양변기는 세척 밸브가 설치되어 사용자가 볼일을 보고 난 후, 직접 레버를 조작하여 유입관으로부터 유입된 물을 토출관을 통해 토출시키면서 변기를 세척하는 과정을 거치게 된다. 그러나 코로나 등의 전염성 바이러스로 인해 레버 조작을 꺼려하고 때때로 사용자가 다른 생각을 하다가 레버 조작을 하지 않아 다음 사용자에게 심각한 불쾌감을 주기도 하였다. 따라서 본 발명은 사용자의 움직임을 감지하여 볼일을 본 후, 사용자가 대변, 소변의 레버 작동을 하지 않고 자동으로 양변기를 세척할 수 있는 반자동 절수 세척 밸브에 관한 것이다.

Description

반자동 절수 세척 밸브{SEMI AUTO WATER SAVING FLUSH VALVE}

본 발명은 사용자 감지 절수 세척 밸브에 관한 것으로, 특히 사용자의 움직임을 감지하여 볼일을 본 후, 사용자가 대변, 소변의 레버 작동을 하지 않고 자동으로 양변기를 세척할 수 있는 자동 절수 세척 밸브에 관한 것으로, 혹시라도 감지기 고장이나 배터리 방전시 작동하지 않는 경우, 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 반자동 절수 세척 밸브에 관한 것이다.

일반적인 공중 화장실이나 업무용 빌딩에 설치되는 양변기는 세척 밸브가 설치되어 사용자가 볼일을 보고 난 후, 직접 레버를 조작하여 유입 밸브로부터 유입된 물을 토출 밸브를 통해 토출시키면서 변기를 세척하는 과정을 거치게 된다. 그러나 코로나 등의 전염성 바이러스로 인해 레버 조작을 꺼려하고 때때로 사용자가 다른 생각을 하다가 레버 조작을 하지 않아 다음 사용자에게 심각한 불쾌감을 주는 경우가 있었다. 따라서 이를 해결하기 위해 양변기에서 볼일을 보는 사용자 시야에 "레버를 꼭 당기세요." 등 경고문을 부착하기도 했다. 이러한 상황을 해결하기 위해 사용자가 레버를 조작하지 않고 양변기를 자동으로 레버 조작을 한다면 사용자에게 상당히 편리할 것으로 생각된다.

대한민국 특허 876951호에는 양변기의 내부 구성을 간단히 하면서 대변과 소변 세척시 토수량을 조절하도록 하여, 효율적인 절수 효과를 나타내는 양변기용 세척 밸브의 절수장치를 기술하고 있다. 대한민국 실용신안등록 472448호는 푸시 버튼이 조작시 소량의 급수 공급이되어 절수 가능하고, 이물질의 침입이 없는 절수용 대변기를 기술하고 있다. 대한민국 실용신안 320595호는 세척 밸브에서 배출되는 세척수를 대, 소변에 따라 차등되게 배출하는 세척수를 절약할 수 있는 세적 밸브의 절수 장치에 관한 것이다. 그러나 상기와 같은 세척 밸브는 일정량의 물은 절약할 수 있으나 보다 센 압력에 의한 세척과 사용자가 깜빡 레버 조작을 하지 않은 경우에는 여전히 다음 사용자에게 불쾌감을 주었다.

본 발명은 사용자가 레버 조작을 하지 않고 자동으로 감지기에 의해 대변 및 소변을 감지하여 사전 설정된 물의 양을 토출하고 감지기 고장의 경우에 사용자가 직접 레버 조작을 하여 사전 설정된 물을 토출하는 것으로, 종래에는 수동으로 세척할 경우 대변 레버 작동시 난 홀드(자동 지수) 기능에서는 물의 양 조절이 매우 미세하여 물의 양 조절의 효과를 느끼지 못했지만, 본 발명은 물의 양을 늘리거나 줄이거나 할 때, 상기 피스톤 내 지수 밸브 중간에 장착된 유량조절 볼트를 시계방향으로 회전하면 설정 유량에서 유량이 늘어나고 또한, 반시계방향으로 회전시 기존 유량보다 적게 물의 양이 토출되어, 누구나 현장의 조건에 맞게 유량을 용이하게 조절하여 사용할 수 있고, 종래에는 대변기에 비데를 연결하려면 기존 체크 밸브 몸통에 연결된 밸브 커버를 탈착하고 비데 연결용 체크 밸브 커버를 사용하여야하나, 본 발명은 종래의 유니온 밸브에 비데 연결 배관을 별도로 장착하여 연결된 체크 밸브 커버의 개폐 볼트만으로 급수를 차단하여 언제든 필요시 비데 연결부 너트를 탈착하여 연결이 용이하고 상기 비데를 사용하지 않는 경우에도 누수의 위험도 없도록 구성한 것이다.

또한, 양변기 몸체 밸브 내에서 급수되는 몸체 유로를 종래보다 크게 형성하여 적은 양의 물로 센 압력을 발생하도록 하여 일시에 센 압력의 물이 토출하도록 구성하여 세척 기능을 향상하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 절수 세척 밸브는 대변 키와 소변기를 포함하여 유입 밸브와 토출 밸브를 가지는 몸체 밸브와, 외부 급수로부터 유량조절기에 의해 물을 유입하는 유입 밸브, 상기 유입 밸브로부터 유입된 물을 토출하는 토출 밸브, 상기 몸체 밸브 위에 설치되어 사용자를 감지하는 감지기(적외선 수신부), 상기 몸체 밸브 내부의 상부에 장착되어 사용자가 감지기에 의해 감지되면 솔레노이드 패킹이 오픈되어 물이 이동하도록 하는 솔레노이드 밸브, 상기 물의 이동에 따라 상하 압력차에 의해 몸체 밸브 내부에서 상하 이동을 하는 피스톤을 포함하며, 사용자가 감지되면 유입 밸브로부터 피스톤의 필터부를 통해 내부에 형성된 피스톤 미세 유로를 통해 물이 이동하여 피스톤 상부의 압력을 올려 몸체 유로를 통해 물이 이동하게 되어, 상기 몸체 유로를 통해 이동된 물이 피스톤 상부 압력실의 압력을 올려 피스톤 상하부의 압력차에 의해 피스톤이 상승하게 되고 상기 피스톤 내부에 설치된 유량조절 볼트에 의해 사전 설정된 물이 토출 밸브로 일시에 토출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사전 설정된 물의 양은 적외선 수신부 감지 시간이 1분 이상인 경우 6리터 정도의 물이 토출되고, 1분 이하인 경우는 4리터의 물이 토출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체 유로는 몸체 밸브 내부의 솔레노이드 밸브 아래에서 피스톤 걸이턱까지 몸체에 환형 구멍으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤 하부에는 활개를 형성하여 몸체 밸브의 상하 움직임에 도움을 주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입 밸브의 유량 조절 볼트는 물의 속도를, 상기 피스톤 내부의 유량조절 볼트는 물의 양을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 세척 밸브 구성을 간단하게 하여 고장을 최소화하고 사용자가 볼일을 보고 레버 조작을 하지 않는 경우에도 세척 밸브에 설치된 감지기에 의해 자동으로 대변 또는 소변인지를 인식하여 사전 설정된 적정량의 물을 유입 및 토출하여 양변기를 세척하는 세척 밸브로서, 감지기 고장의 경우에도 사용자가 직접 레버를 조작하여 양변기를 세척하며, 비데 연결밸브를 별도로 장착하지 않아도 비데 몸체에 급수를 간단히 할 수 있고, 현장 상황을 고려하여 물의 양 조절을 쉽게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세척 밸브의 도시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 세척 밸브의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3도 내지 5도는 본 발명에 따른 세척 밸브 몸체에서 물이 이동하는 과정을 설명하는 도면이다.

이하 도면을 참조로 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 세척 밸브의 전체적인 도시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세척 밸브는 몸체 밸브(10), 상기 몸체 밸브에 연결된 대변 키 레버(11), 상기 몸체 밸에 물을 유입하는 유입 밸브(12), 유입된 물을 토출하는 토출 밸브(13), 유입 밸브에 설치되어 유입되는 물의 속도를 조절하는 유량조절기(14), 몸체 밸브 내에서 압력차에 의해 상하 이동을 하는 피스톤, 상기 몸체 밸브 상부에 설치되어 사용자를 감지하는 감지기(15)로 이루어져 있다.

도시된 바와 같이 몸체 밸브(10) 상부에는 감지기 케이스(17)로 덮힌 내부에 전자식 감지기(15)가 설치되는데, 상기 감지기(15)는 사용자가 좌식 양변기에 앉아 있을 때의 시간과 근거리에 서있을 때를 감지하여 대소변을 구분하여 감지한다. 즉, 대소변에 따라 이를 감지한 후 유입 밸브(12)를 통해 유입되는 물을 조절하여 몸체 밸브(10)를 통해 토출되는 물의 양도 대소변에 맞게 사전 설정된 양으로 적당하게 조절한다. 상기 몸체 밸브 상부에 설치된 감지기 케이스(17) 아래의 내부에는 물의 압력차에 따라 상하 운동을 하는 피스톤이 설치되어 있는데, 상기 피스톤은 제 1날개, 제 2날개, 활개로 이루어져 유입 밸브(12)로부터 유입된 물을 토출 밸브(13)로 토출 할 수 있도록 한다. 다시 말하면 감지기 작동에 의해 피스톤이 상하 운동을 하면서 유입 밸브로부터 유입되는 세척수 물의 양을 토출 하도록 한다.

그리고 상기 몸체 밸브에 비데를 연결할 수있는 비데 밸브(16)가 연결되어, 사용자가 비데의 급수 너트 탈착만으로 쉽게 설치된 비데에 물을 공급할 수 있고, 유입 밸브 상부에는 물의 유속에 따라 유입되는 물의 양을 조절하는 유입 조절기(14)가 설치되어 물의 유속(속도)를 현장 조건에 맞게 1차적으로 조절하며, 후에 설명하는 바와 같이, 유입되는 물의 압력을 고려하여 피스톤 내의 유량조절 볼트를 조절하여 물의 양을 2차적으로 조절할 수도 있다.

또한, 몸체 밸브 상부에 설치된 감지기는 토출되는 물의 양과 세척 밸브 상태를 감지하거나 사용자가 볼일이 끝난 상태에서 유입되는 물이 토출될 때까지의 과정을 감지한다. 상기 감지기는 플라스틱 재질의 한쪽을 비스듬하게 형성하여 물이 고이지 않게 만들고 몸체 밸브 상부에 단단히 고정되도록 구성하여 혹시 모를 습기에 의해 고장이 발생하지 않도록 구성한다.

상기 감지기 아래에는 몸체 밸브 내부에서 피스톤의 측면에 형성된 미세 유로를 포함하여 상하로 움직이는 피스톤이 장착되는데, 상기 피스톤은 몸체 밸브 내부에서 움직임이 용이하도록 원형으로 제 1날개, 제 2의 날개를 형성한다. 상기 제 2날개 하부로는 몸체 밸브 내에서 움직임이 용이하도록 원주를 따라 4개의 활개를 형성한다. 상기 제 1날개에는 상부에 피스톤 상부 캡을 형성하고, 측면에 설치된 필터부를 통해 유입되는 물이 이동하는 통로인 미세 유로가 형성된다. 여기서 상기 제 1날개 원주를 따라 제 1고무링이 장착되어 몸체 밸브 내에서 이동하는 피스톤을 통해 물이 새는 것을 막도록 한다. 상기 제 1날개 아래의 제 2날개의 하면에는 몸체 밸브 턱에 걸려 토출구로부터 몸체 밸브 상부로 물이 유입되는 것을 방지하도록 제 2고무링이 활개 위로 형성되어 몸체 내부에서 피스톤의 압력을 유지할 수 있도록 구성되어있다. 상기 제 2날개 아래에는 몸체 밸브 내부에서 물에 의해 피스톤이 상하 이동이 원할하게 활개를 형성하는데, 통상 3개 내지 4개의 활개를 형성한다.

상기 제1 날개와 제 2날개 사이의 중간 부분에 형성된 필터부는 유입 밸브로부터 물이 이동하는 과정에서 발생할 수 있는 찌꺼기를 걸러내어 필터링된 물이 피스톤의 미세 유로를 통해 토출 되도록 한다.

상기 피스톤 내부의 중심에는 상기 피스톤 캡에서 제1날개에서 제 2날개를 통과하여 하부에 설치된 활개부까지 가변 봉이 설치되는데 상기 가변 봉은 감지기 또는 키 레버 작동에 의해 움직여 물이 이동하여 피스톤이 압력차가 발생하여 몸체 밸브 내부에서 상하 이동하도록 한다. 상기 감지기 고장 시, 수동으로 작동하는 키 레버는 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 손잡이 형태로 형성되는데 손잡이를 조작하면, 레버 관 내부에 있는 레버의 누름 판의 스프링이 눌러지면서 피스톤의 기동 변이 움직여 물이 이동하여 피스톤의 압력차로 물이 토출되는 구조로 되어 있다. 이러한 과정은 감지기 작동의 경우와 동일하다.

도 2는 본 발명의 세척 밸브의 전체적인 구조도로서, 본 발명의 세척 밸브는 감지기(15), 커버(17), 키(11), 몸체 밸브(10), 유입 밸브(12), 토출 밸브(13), 비데 밸브(16)로 구분된다. 상기 감지기(15) 하부의 몸체 밸브(10) 내부에는 솔레노이드 밸브(19)가 몸체 밸브(10) 상부에 장착되고 상기 솔레노이드 밸브(19) 하부에는 피스톤(18)이 장착된다. 도시와 같이 피스톤(18)의 중심에 설치된 가변 봉(20)은 수동 시 작동되는 키의 봉(21)과 연동 될 수 있도록 서로 맞닿아 있다. 상기 솔레노이드 밸브(19)는 제어를 통해 유체 흐름을 조절하는 밸브로서, 감지기(15)에 의해 사용자를 인식하여 밸브를 열고 닫고를 반복하여 사전 설정된 물을 몸체 밸브(10)에 통과할 수 있도록 구성하는 밸브이다. 상기 몸체 밸브 내부에는 피스톤(18)이 설치되어 압력차에 의해 상하 이동을 하여 일정량의 물을 토출 밸브(13)를 통해 토출하는데, 상기 피스톤(18)은 유입 밸브(12)로부터 유입되는 물을 걸러주는 필터부(22)와, 피스톤(18) 중심에 삽입되는 가변 봉(20), 상부의 피스톤 캡, 피스톤 스프링, 피스톤 외부 면을 따라 형성된 제 1날개(23), 제 2날개(24), 활개(25)로 이루어져 있으며, 상기 몸체 밸브(10) 내부에서 이동하는 피스톤 외벽의 사이로 물이 이동을 방지하는 제 1, 제2 고무링, 상기 몸체 밸브 내부에서 피스톤의 안정적인 상하 운동에 도움을 주는 3개 내지 4개의 활개를 형성한다.

한편, 상기 유입 밸브(12)에는 유입되는 물의 속도를 1차적으로 조절하는 유입 조절기(14)가 설치되어 있다. 상기 유입 조절기(14)는 몸체 밸브를 통해 토출되는 물의 속도를 사전 설정하여 물의 양을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 세척 밸브는 유입 밸브(12)와 몸체 밸브(10) 사이에 비데 밸브(16)를 설치하여 추후 밸브 너트를 탈착하지 않고 비데 몸체에 급수되는 물을 막고 직접 연결할 수 있도록 구성한다.

제 3 내지 5도는 본 발명에 따른 세척 밸브의 물의 이동을 설명하기 위한 구조도 이다.

통상, 사용자가 볼일을 본 후, 감지기(15) 작동에 의해 세척 밸브가 작동되는 경우와 사용자가 직접 대변 또는 소변 작동 레버를 작동시키기 전에는 몸체 밸브(10) 내부에 피스톤(18)에 의해 몸체 내부를 차단하고 있어 물이 정지된 상태로 있다. 즉, 몸체 밸브(10) 상부에 위치한 압력실에 피스톤(18)에 의해 물이 정지 상태로 일정 압력이 가해진 상태로 되어 있어 피스톤(18)이 물을 지수 상태로 유지하고 있다.

다음에 도 3 도시처럼, 상기 감지기(15)에 의해 사용자가 감지되면 몸체 밸브 (10)내의 솔레노이드 개폐 밸브(19)가 오픈되고 동시에 피스톤(18) 캡에 인접하여 형성된 피스톤 미세 유로를 따라 물이 이동되고, 이동되는 물이 솔레노이드 밸브 유로 통로를 따라 이동을 하고, 피스톤의 상하 압력차에 의해 피스톤이 상승을 시작하여 몸체 밸브(10) 내에 상부에서 피스톤 걸이턱(26)까지 형성된 몸체 유로(27)를 따라 물이 이동하며 이때 토출 밸브(13)로 물이 토출하기 시작한다. 여기서 상기 피스톤의 미세 유로를 통과하는 물은 원통형 피스톤의 중간 옆면에 설치된 필터부(22)를 통과하는데, 필터부를 통과한 물이 미세 유로를 통해 이동하여 몸체 유로(27)를 따라 물이 흐르면서 압력차를 이루어 피스톤(18)이 상승하고 이때 유입 밸브(12)로부터 유입된 물이 토출 밸브(13)로 토출되면서 세척을 한다.

다음에 4 도의 도시처럼, 상기 토출된 물에 의해 세척 작동 후, 솔레노이드 개폐 밸브(19) 패킹이 솔레노이드 유로를 통해 흐르는 물의 이동을 막으면, 즉, 사전 설정되어 유입되는 급수가 모두 차단되면 물의 공급이 멈추어 몸체 밸브(10) 상부의 압력이 하부보다 높아져 피스톤 밸브가 아래로 하강하여 지수가 되어 물 공급이 천천히 줄어든다.

다음에 5도의 도시처럼, 세척 작동 후 유입되는 급수가 모두 차단되면 물 공급이 멈추어 압력차에 의해 피스톤(18) 밸브가 아래로 하강하여 압력이 평형을 이루어 몸체 밸브 내부는 지수 상태가 되어 있다. 여기서, 감지 결과 사용자 감지 시간이 1분이상으로 감지되면 대변으로 간주하여 토출되는 유량은 6리터의 물이 유입구를 통해 유입되어 토출되고, 사용자 감지 시간이 1분 이하로 감지되면 소변으로 인식하여 4리터의 물이 유입되어 토출하도록 정해져 있다. 이러한 토출되는 물의 양은 조절기에 의해 추가적으로 조절할 수 있다.

만약 몸체 밸브(10) 상부에 설치된 감지기가 고장으로 동작하지 않는 경우에는 사용자가 수동으로 대변 레버(11)를 1초 정도 누르면 피스톤 밸브의 기둥 변(20)이 물을 이동하여 피스톤 상 하부의 압력차에 의해 피스톤이 아래로 하강하며 적정량의 물이 이동하여 세척하게 된다. 다시 말하면 레버와 연동하는 기동 변을 움직이면 피스톤 미세 유로를 통해, 피스톤 상부의 압력실에 있는 물이 피스톤 하부로 이동하고 이동과 동시에 피스톤의 상 하부의 압력 균형이 깨져 압력에 의해 피스톤이 하강하고 이때 유입 밸브로부터 물이 유입되어 지수 상태로 있다가 작동시 다시 토출 밸브(13)를 통해 물이 토출되어 세척하는 과정을 반복한다.

이와 같은 세척 과정은 사용자를 감지하여 작동하는 과정과 동일하게 반복된다. 다시 말하면 상기 몸체 유로는 미세 유로를 통해 피스톤 상부에 정지해 있던 물이 미세 유로를 통해 움직이면서 몸체 유로를 통해 하부로 이동하는데 이때 피스톤 상부는 압력이 낮아지고 피스톤 하부는 압력이 높아져 피스톤이 상부로 상승하고 이로 인해 유입 밸브(12)를 통해 유입된 물이 일시에 토출 밸브(13)로 이동하면서 세척을 하게 된다. 세척 후 다시 하부의 압력이 낮아지면서 피스톤이 하부로 하강하여 압력이 평형 상태로 되어 피스톤이 본래 자리로 복귀되고 유입되는 물을 다시 차단하는 과정을 반복하게 된다.

만약 감지기가 고장 나거나 배터리가 소진되면 위에서 설명한 바와 같이 레버 키를 사용자가 레버를 직접 조작하여 수동으로 물을 토출 한다. 수동의 경우에도 물이 유입되어 토출되는 과정은 감지기에 의해 토출되는 과정과 동일하므로 설명은 생략한다.

본 발명은 변기용 세척 밸브의 절수장치 제조에 사용될 수 있다.

Claims (5)

1. 대변 키와 소변기를 포함하여 유입 밸브와 토출 밸브를 가지는 몸체 밸브와,
   외부로부터 유량조절기에 의해 물을 유입하는 유입 밸브,
   상기 유입 밸브로부터 유입된 물을 토출하는 토출 밸브,
   상기 몸체 밸브 위에 설치되어 사용자를 감지하는 감지기(적외선 수신부),
   상기 몸체 밸브 내부의 상부에 장착되어 사용자가 감지기에 의해 감지되면 솔레노이드 패킹이 오픈되어 물이 이동하도록 하는 솔레노이드 밸브,
   상기 물의 이동에 따라 상하 압력차에 의해 몸체 밸브 내부에서 상하 이동을 하는 피스톤을 포함하며,
   사용자가 감지되면 유입 밸브로부터 피스톤의 필터부를 통해 내부에 형성된 피스톤 미세 유로를 통해 물이 이동하여 피스톤 상부의 압력을 올려 몸체 유로를 통해 물이 이동하게 되어, 상기 몸체 유로를 통해 이동된 물이 피스톤 상부 압력실의 압력을 올려 피스톤 상하부의 압력차에 의해 피스톤이 상승하게 되고 상기 피스톤 내부에 설치된 유량조절 볼트에 의해 사전 설정된 물이 토출 밸브로 일시에 토출되는 것을 특징으로 하는 반자동 절수 세척 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사전 설정된 물의 양은 적외선 수신부 감지 시간이 1분 이상인 경우 6리터 이하의 물이 토출되고, 1분 이하인 경우는 4리터 이하의 물이 토출되는 것을 특징으로 하는 반자동 절수 세척 밸브.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체 유로는 몸체 밸브 내부의 솔레노이드 밸브 아래에서 피스톤 걸이턱까지 몸체에 환형 구멍으로 형성된 것을 특징으로 하는 반자동 절수 세척 밸브.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤 하부에는 활개를 형성하여 몸체 밸브의 상하 작용에 도움을 주는 것을 특징으로 하는 반자동 절수 세척 밸브.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유입 밸브의 유입 조절기는 물의 속도를, 상기 피스톤 내부의 유량조절 볼트는 물의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 반자동 절수 세척 밸브.