KR860001143B1 - 물 절약 변기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

물 절약 변기

제1도는 작동 부품을 장착하기 위한 지지부와 변기 보울을 도시한 본 발명의 물 절약 변기의 사시도.

제2도는 제1도의 평명도.

제3도는 제2도의 선(3-3)에 의한 단면도.

제4도는 제3도의 선(4-4)에 의한 단면도.

제5도는 작동 부품의 분해사시도.

제6도는 제5도의 조립상태를 도시한 정명도.

제7도는 제6도의 측면도.

제8도는 제6도의 평면도.

제9도는 작동 사이클의 다이어그램.

제10도는 변기 보울안으로 물을 유압시키는데 분사 헤드를 사용하는 변기 보울의 변형예를 도시한 부분단면도.

제11도는 밀봉성을 해치지 않고 수두를 낮추도록 구성된 변기 보울과 분쇄실사이의 트랩의 변형예를 도시한 부분단면도.

제12도는 유압분쇄를 수행하는 비터 블레이드의 평면도.

제13도는 제12도의 비터 블레이드 정면도.

제14도는 제어회로의 다이어그램.

제15도는 제1도 내지 제9도에 도시된 물 절약 변기의 변형예를 도시한 측면도.

제16도는 제15도의 물 절약 변기의 평면도.

제17도는 제16도의 선(17-17)에 의한 측면도.

제18도는 제17도의 물 절약 변기의 변기 보울을 절단한 수직단면도.

제19도는 작동 부품의 사시도.

제20도는 제16도의 작동부품의 지지 샤시의 사시도.

제21도는 제20도의 샤시를 일점쇄선으로 도시한 제19도의 평면도.

제22도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 변기 보울의 수직측 단면도.

제23도는 제22도의 수평 단면도.

제24도는 제22도의 선(24-24)에 의한 단면도.

제25도는 제24도의 부분측면도.

제26도는 분사통 헤드의 사시도.

본 발명은 물 절약 변기에 관한 것이다.

인간의 배설물을 처리하기 위한 종래의 변기 시스템은 많은 양의 물을 소비하고 있다. 통상적으로 가정에서는 변기 세척용으로 연간 약 136㎥(36000개론) 이상의 물을 사용하고 있다. 따라서 10만 가구가 년간 변기에 사용하는 물의 양은 13.6×10⁶㎥(3.6×10⁹개론)이 될 것이다. 이와같이 변기에 대량의 물이 사용되므로써 농업 및 산업목적등과 같은 다른 목적에 사용될 물이 모자라게 되며, 기존의 방법에 의한 처리에 대하여 심각한 문제가 대두되고 있다. 이렇게 많은 양의 처리물을 여과조, 정화조등을 통해 바다 또는 육지로 방출시키므로써 생태학적 및 위생상의 오염등이 보다 심각하게 된다. 그외에 이의 처리 비용도 커지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 물론 절약할 뿐만 아니라 처리될 오물의 양을 최소화시키도록 최소량의 물로 세척할 수 있는 변기장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 물 절약 변기는 보울과, 보울의 상부로 유체를 공급시키는 수단고, 바닥의 배출포트와, 유압분쇄 임펠러를 내장하고 배출포트를 갖는 분쇄실과, 보울의 바닥의 포트를 분쇄시에 연결시키는 도관과, 보울로부터 분쇄실로 유출물을 유입시키는 동시에 분쇄실로부터 파이프나 콘테이너 또는 다른 처리수단을 통하여 치리시스템으로 처리된 유출물을 배출시키는 수단으로 구성된다. 보울에 물을 공급하는 수단은 보울을 세척수원에 연결시키는 제어밸브와 그 작동이 이루지도록 하는 수단이며, 보울로부터 분쇄실로 유출물을 유입시키는 수단은 분쇄실에 연결된 흡입단과 처리 시스템에 연결된 배출단을 갖는 펌프이다.

밸브, 유압 분쇄 임펠러 및 펌프는 보울로의 설정된 양의 유체공급과, 분쇄실로부터의 이와 상응하는 양의 처리된 유출물의 배출 그리고 보울로부터 분쇄실로의 이와 상응하는 양의 유출물의 유입과 관련하여 작동된다. 밸브와 펌프 및 유압 분쇄 임펠러는 전기 구동이며, 밸브를 작동시키기 전에 펌프와 유압 분쇄 임펠러를 시동시키고 밸브의 작동이 끝나기 전에 펌프를 끄고 밸브의 작동이 끝난 연후에 유압 분쇄 임펠러를 멈추도록, 이들의 작동이 이루어지도록 하는 제어 시스템이 마련되어 있다.

또한, 수압을 감지하는 압력 변환기의 형태의 모니터가 적절한 세척수 수위를 유지할 수 있도록 밸브를 조절하고, 보우롤 송출된 물의 맥동이 이루어 지도록 작동되는 펄세이터를 도관안에 삽입시킬 수 있다. 보울은 그 바닥에 출구 포트가 위치한 웰을 마련한다.

본 발명의 한 실시예에 의하면, 보울 상부 둘레에 서로 이격되어 위치하여 보울에 물을 공급하는 포트를 마련하고 있으며, 이는 배출포트쪽으로 세척수를 하향 분출시킨다. 이러한 포트 대신에 또는 이에 부가하여 보울의 바닥과 측벽상에 물의 시이트를 하향 분사하도록 하는 수단을 보울의 전방 또는 측면에 마련하고 있다. 또한, 배출 포트를 통해 유체를 배출시키는 것을 보조하도록 보울의 바닥에 보조플러쉬 포트를 마련하기도 한다. 보울의 배출포트는 보울의 설정된 수위를 유지하도록 설계되어 도관에 의해 분쇄실에 연결된다. 필요하다면 도관은 유압수두를 최소로 하도록 설계된다. 5내지 .76cm(2내지 3인치) 깊이의 유체면 충분히 밀폐를 유지시킬 수 있다. 양호하게는, 도관은 보울로부터 출구포트까지의 연결부의 위치에서 타원형 단면을 가지며, 분쇄실까지의 입구 개구부의 연결부에서는 원형 단면을 갖는다. 분쇄실의 바닥부는 원추형이며, 유압 분쇄 임펠러는 유압 분쇄에 의해 유출물의 분산이 이루어지도록 설계된 원판형 브레이드이다. 블레이드는 바닥의 원추형 부분에 대하여 동심으로 지지되어 상기 원추형 부분에 대한 수직인 축에 대하여 회전하도록 구성된다. 양호하게는, 동력 구동 펌프는 변위형 펌프이지만 이에 제한되는 것은 아니며, 각각 펌프의 흡입포트와 배출포트를 분쇄실의 배출포트와, 제2도관 호스 시스템을 통해 처리된 유출물을 송출시키는 도관과 연결시키는 흡입 밸브와 배출 밸브를 마련하고 있다. 제2도관은 변기스템과 하수 시스템사이에 밀봉을 마련하여 구성요소를 손쉽게 분해하고 수선할 수 있는 분해 가능한 피팅은 동력 구동 펌프를 흡입밸브와 배출밸브에 연결하고 펌프를 손쉽게 분해할 수 있도록 연결한다. 유압 분쇄 임펠러를 구동시키는 수단과 함께 유압 분쇄 임펠러는 분쇄실의 상부에 분해가능하게 고정되어 세척을 위해 분해할 수 있다.

또한, 본 발명은 보울과, 보울에 세척수를 공급하기 위한 장치와, 펌프에 의해 보울로부터 유출물이 공급되고 유출물 덩어리를 유압 분쇄하기 위한 유압 분쇄 임펠러를 마련한 분쇄실을 포함하는 변기 시스템의 유출물을 최소의 세척수로 처리하기 위하여, 보울내의 물을 예정된 수위로 유지시키며, 보울에 설정된 양의 유출물을 공급하고 상기 공급량에 상응하는 양만큼 유출물을 분쇄실로부터 배출시키도록 보울에 물을 공급하는 장치와 펌프의 작동을 제어하는 공정에 의한 유출물 처리방법을 사용한다. 양호하게는 상기 방법에 있어서, 분쇄실로부터 유출물의 배출은 보울에 세척수를 공급하기 전에 개시시키고 세척수의 공급을 중단하기 전에 종료시킨다. 분쇄작동은 배출과 동시에 시작하여 보울로의 물의 공급이 중단된 후까지 계속한다. 배출은 분쇄실에 연결된 흡입단을 갖는 펌프를 사용하므로써 이루어지며, 흡입 행정시에는 보울가 분쇄실 모두에서 유출물이 배출되며 압축행정시에는 유출물이 배출관으로 배출된다.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 하기에서 보다 상세히 설명한다.

도면에 의하면, 물 절약 변기는 두개의 분리가능한 구조물(10, 12)로 구성되며, 한 구조물(10)은 보울(14)과 지지체(16)로 구성되고, 지지체(16)는 다른 구조물(12)을 수용하여 보이지 않도록 내장시키는 덮개를 형성하도록 구성되고, 구조물(10)은 변기의 작동부재를 장착시키는 샤시(18)로 구성된다. 변기의 작동부재는 분쇄탱크(20)과 (제7도의) 유압 분쇄 임펠러(22)와, (제1도의) 밸브(V)와 (제1도 및 제5도의) 펌프(24)와, (제14도의) 제어회로(C) 그리고 배관등으로 구성된다.

제3도에 도시된 바와 같이, 보울(14)로 구성된 구조물(10)은 링(28)이 설치되는 상부 개구부(26)를 가지고 있다. 링뒤의 상부에는 다수의 플러쉬 포트(30)를 마련하고, 이를 통해 세척수가 보울로 하향 분사되도록 구성된다. 보울의 후면에는 포트(30)에 물을 공급하는 매니폴드실(32)이 마련되어 피팅(34)에 의해 가용성도관(36)의 한 단부에 연결되고 연결기의 다른 단부는 밸브(V)의 수단에 의해 세척 수원에 연결된다.

이러한 형태와는 달리, 제10도에 도시된 바와 같이 보울의 전방에 분사헤드(201)를 마련할 수도 있으며, 이러한 경우 물은 바닥면과 보울의 측벽면위로부터 아래로 분사된다. 분사헤드(201)는 상방으로 물이 분사되는 것을 방지하도록 링뒷면에 위치한다. 분사헤드는 플러쉬포트 대신에 사용하거나 함께 사용할 수도 있다.

제3도 및 제4도에 의하면, 보울(14)은 경사바닥부(48)와 경사 측벽(50, 52)을 가지고 있으며, 상기 경사 측벽은 보울의 뒷면쪽으로 경사져서 그 바닥부에 배출포드(56)를 갖고 있는 웰(54)을 형성한다. 세척수가 하방으로 분사될 대 보울의 바닥 및 측벽이 경사져 있으므로 배출펌프(24)의 작용에 의해 보울로부터 배출될 유출물의 덩어리를 보다 쉽게 제거할 수 있다. 보울안의 세척수를 설정된 수위(X-X)로 유지시키기 위하여 출구포트(56)에는 적절한 커플링에 의해 트랩 파이프(Z)가 연결된다. 보울의 바닥에서의 웰과의 연결부에서의 트랩 파이프는 타원형이고 분쇄실의 개구부와의 연결부에서는 원형이다. 트립파이프의 단면은 흡입레그를 따라 점진적으로 타원형에서 원형으로 변화된다.

제3도에 도시된 트랩 파이프의 흡입 레그는 비교적 가차른 상방 경사부를 가지고 있어서 펌프는 보울로부터 유출물을 배출시키도록 비교적 높은 정적수두를 이길수 있어야 한다. 수두를 감소시켜 펌프의 일량을 감소시키고 배출률을 증가시키도록, 제11도에 도시된 바와 같이 트랩파이프에 비교적 완만한 경사를 갖는 흡입 레그를 마련할 수 있다. 따라서, 보울과 분쇄실 사이의 밀봉성을 상실시킴이 없이 보울로부터 물의 유출에 대한 저항을 최소로 감소시킬 수 있다. 그러나, 배출도관130, 제1도, 268, 제15도) 안의 강제루프에 의해 보조 밀폐가 마련된다.

제1도 내지 제9도에 도시된 바와 같이, 짖 스커트(16)는 측면 둘레에 보울의 전방으로부터 연장되고, 뒷면이 개방되므로서 샤시와 이에 지지된 구성 부품을 손쉽게 분해 또는 조립할 수 있고, 조정 및 수선을 위해 접근이 가능한다.

이미 언급한 바와 같이 작동 부품은 샤시(18)상에 장착되고, 이는 구멍(74)을 갖는 플랜지(72)를 마련하고 있다. 샤시가 보울 아래의 덮개안에 적절히 위치할 때, 샤시 양측면이 플랜지(72)는 제위치에서 개구부(76)를 통해 연장되어 구멍(70, 74)을 통해 고정 볼트(78)를 끼워서 작동 부품과 변기 보울을 제위치에 단단히 고정한다.

제5도에 의하며, 샤시(18)는 수직 위치한 사각형상의 지지벽(80, 82, 84, 86)과, 벽(84)에 평행하고 벽(82)으로부터 벽(86)으로 연장된 격벽(88)으로 구성된 지지구조물과 일체로 형성된다. 한쌍의 이격된 평행벽(90, 92)은 벽(82)으로부터 후방으로 연장된다. 각 벽(82, 92)의 상부 모서리는 수평 지지면을 구성한다. 이러한 구조안에 수직 위치한 커플링(94)을 마련한다. 또한. 벽(86)의 전방측면상에는 모터(M1)를 장착한다. 모터의 축(101)은 벽을 통해 구조물안으로 연장되고, 축(101)의 중심축으로부터 반경방향으로 위치한 핀(104)을 갖는 편심부재(102)를 이에 고정하고 있다. 링크(106)는 한단부에서 핀(104)에 피버트되도록 연결되고, 다른 단부에서 핀(108)의 수단에 의하여 로커(110)의 한 단부에 연결된다. 로커(110)는 핀(112)의 수단에 의해 포스트(114)에 피버트되도록 장착되고, 상기 언급한 링크기구를 통해 모터(M1)에 의해 로킹운동된다. 로커(110)의 왕복단부는 변위펌프(24)에 피버트되도록 연결되어, 한 단부가 펌프의 배출단에 따른 단부가 커플링(94)에 연결된 가요성 도관(130)을 통해 도관(130)안에 벤트 또는 루프를 형성하여 2차 시일을 형성하는 방법으로 분쇄실로부터 변관(98)으로 분쇄실안의 처리된 유출물을 펌핑시킨다.

제5도 내지 제8도에 의하면, 분쇄탱크(20)는 분쇄실(20a)과 흡입실(20b) 그리고 배출실(20c)로 구성된다. 분쇄실(20a)안에는 유압분쇄 임펠러(22)를 장착하고, 이는 바닥에 가깝게 인접한 위치에 수직축에 대하여 회전가능하게 지지된 블레이드(116)로 구성되며, 상기 바닥은 블레이드와 조합되어 유출물안의 덩어리를 유압 분쇄시키도록 형성되어 있다. 모터(M2)는 블레이드를 구동시키기 위한 것이다. 제12도 및 제13도에 도시된 블레이드(116)는 유출물내의 덩어리를 감소시키고 유압 분쇄에 의하여 종이뭉치의 섬유를 분산시켜서 처리된 유출물을 손쇱게 하고, 이에 따라, 최소의 에너지 소비로 유출물을 급속히 처리할 수 있다. 유압 분쇄 임펠러 영역의 형상 바닥과는 달리 다른 바닥은 거의 평면이다.

제12도 및 제13도에 도시된 블레이드(116)는 그 중앙에 모터축에 고정된 구동모터(117)를 마련한 원형 디스크(115)를 구비하며, 그 상부면에는 수직 모서리(121)와 경가 모서리(123)를 갖는 다수의 원주 방향으로 위치한 비터 블레이드(119)를 가지고 있다. 이에 도시된 블레이드는 예시적인 것이고, 유압 분쇄 효과가 이루어지도록 다른 형상의 블레이드를 사용할 수 있으므로 이에 제한되는 것은 아니다.

분쇄실의 상부에 볼트 결합된 제5도의 커버(152)는 모터(M2)를 지지하고, 이러한 목적을 위해서 모터하우징의 도시되지 않은 나사 연장부를 분해가능하게 수용하기 위한 나사 개구부를 마련하여 모터를 개구부안으로 나사 삽입시킬 때 모터축과 이에 고정된 블레이드(116)는 바닥위로 분쇄실안에 지지될 것이다. 따라서, 수선을 위해 분쇄실로부터 블레이드를 제거하거나 분쇄실로부터 다른 물체를 제거하는 것이 손쉽다. 또한, 커버(152)는 가용성 도관(156)의 한단부가 연결된 개구부를 갖고 있어서 보울로부터 분쇄실로 유출물을 이송시킨다. 도관(156)의 다른 단부는 트랩 파이프(Z)에 연결된다. 수평 플랫폼(161)과 수직 판넬(162)을 형성하는 지지구조물(158)은 커버(152)상에 장착되어 제어장치(C)와 밸브(V) 그리고 펄세이터(P)를 위한 지지부를 마련한다.

제8도에 의하면 샤시상에 장착된 펌프(24)는 펌프실(24a)로 구성된다. 펌프실의 직경방향으로 반대측면에는, 펌프실을 배출실(20c)과 엘보(128)에 연결하는 밸브조립체(124, 125)를 마련하고 있으며, 상기 엘보는 가용성 도관(130)에 의해 커플링(94)에 연결된다. 밸브 조립체(124, 125)는 일방 밸브로써 흡입 행정시에 밸브(124)는 개방되어 분쇄실로부터 유출물을 제거하고 밸브(125)는 밀폐된다. 펌프(24)는 펌프실안의 모서리에 지지된 다이어프램(134)을 마련한 다이어프램 펌프이다. 다이어프램의 중앙부는 다이어프램의 상하에 서로 체결된 두 강성 디스크(136, 138)사이에 위치하여 피스톤으로서 작용한다. 디스크(136)에는 스템(141)을 마련하고 스템의 상단부는 핀(142)의 수단에 의하여 로커(110)의 끝단부에 피버트되도록 연결된다. 따라서, 로커의 로킹운동은 다이에프램을 펌프실안에서 상하운동시켜서 분쇄실로부터 처리된 유출물을 제거한다.

커버(154)는 펌프실의 상부에 볼트 연결되고 링크기구를 위한 개구부(164)를 갖고 있으며, 링크기구는 펌프의 다이어프램을 모터(M1)에 연결한다.

제7도 및 제8도의 펄세이터(P)는 입구 개구부(168)와 출구 개구부(170)을 갖는 사각형 실의 형태이며, 그 내부에는 실을 통과하는 물의 맥동을 발생시키는 다수의 구형 볼을 가지고 있다. 물 또는 제트의 맥등효과는 보울의 표면상에 단속적인 충격을 가하여 보울표면을 깨끗이 세척시킨다.

펄세이트는 가요성 도관의 수단에 의해 매니폴드(32)에 연결된다. 커플링(174)은 펄세이트(P)를 밸브(V)에 연결시키며, 그러므로써 펄세이터(P)는 파이프(176)를 통해 적결한 수원에 연결된다. 밸브(V)는 작동시에 수원으로부터 펄세이터에 물을 공급하고, 이로부터 세척사이클이 개시될 때 제트포트를 통해 보울로 공급된다. 여기에 도시된 밸브(V)는 솔레노이드 작동밸브이다. 그러나, 이러한 목적에 따라 어떠한 상업적 또는 동력 작동 밸브도 사용 가능하다.

보울내의 수위를 최적의 높이로 유지시키도록 밸브(V)의 개방시간을 변화시키도록(제15도의) 수압감지기(Ps)를 마련한다.

본 발명의 물 절약 변기의 작동은 다음과 같다.

세척 사이클의 개시는 유압분쇄임펠러를 구동시키는 모터와, 배출펌프를 구동시키는 모터를 동시에 작동시키는(제14도의) 버튼(S₁)을 작동시키므로써 이루어진다. 분쇄실안의 유출물의 유압분쇄와, 분쇄실로부터 분산된 유출물의 배출은 세척수가 보울에 공급되기 전에 개시된다. 배출 펌프와 분쇄 임펠러가 시동된후 일정시간이 경과하면, 설정된 양의 세척수가 보울에 공급된다. 매 세척시 필요한 물의 양은 1.9 내지 2.8ℓ (2 내지 3쿼어트)이다. 하지만 물이 풍부한 곳에서는 예로 4.7 내지 5.7ℓ (5 내지 6쿼어트) 정도의 물을 사용할 수 있는데, 이러한 양은 종래의 변기에서 매 세척시 13.7 내지 26.5ℓ (14.5 내지 28쿼어트)의 양을 사용하는 것과 비교할 때 매우 경제적이다. 세척수의 공급과 처리된 유출이 동시에 이루어질수 있도록 세척수가 공급될 때 처리된 유출물을 배출하며, 처리된 유출물이 배출되는 만큼 세척수가 주어진 시간동안 공급될 수 있도록 공급 및 배출률이 시간적으로 제어된다. 처리된 유출물의 배출이 먼저 종료되고 세척수의 공급이 종료된다. 유압 분쇄는 처리된 유출의 배출중에 계속되고 보울러의 물의 공급과 세척수의 유입이 종료된 후에 종료된다. 특히 제9도에 제한되지는 않지만 통상의 사이클 시간은 12.5초이며, 사이클이 개시된 뒤 4초 후에 세척작업이 개시되고 개시후 7초후에 종료되며, 배출 작동은 사이클이 개시될 때 개시하여 7초동안 계속된다. 유압분쇄작동은 12.5초 동안 계속된다.

본 발명에 있어서는 세척이 이루어지도록 보울에 물에 유입시키는 것과는 독립적으로 작동이 이루어지므로, 세척수의 유입에 의한 종래의 유출물 배출과는 달리 보울러부터 유출물을 배출에 의하여 완전한 유출물 제거가 이루어진다. 또한, 측벽의 바닥 및 측벽에서의 경사부와, 세척수의 보울로의 직접 유입 또는 펄스식 유입, 그리고 트랩의 타원형 형상에 의해 배출에 도움을 준다. 시시템안에 세척수의 체적량과 배출 체적량을 일정하게 유지시키므로써 보울로부터 분쇄실로의 유체의 연속성이 마련된다.

근본적으로 배출 펌프(24)는 밸브, 피스톤 또는 다른 구조물과 가까이 위치하여 결합되어 있지 않기 때문에 어떠한 막힘이 없이 유출물을 처리할 수 있으며, 필요한 때에 검사 및 세척을 위해 손쉽게 분해할 수 있도록 구성되어 있다.

밸브(V)에는 수압에 따라 필요한 양으로 보울로의 세척수 양을 조정할 수 있도록 수동조정제어장치(180)를 마련하고 있다.

제14도의 제어회로 다이어그램에 의하면, 스위치(S1)은 토글 또는 스냅스위치로서, 작동시에 실선위치로부터 점선위치로 그리고 다시 실선위치로 이동한다. 스위치(S1)의 작동은 회로(U-3, U-4)를 통해 분쇄모터(M1)와 배출 모터(M2)의 작동을 개시시킨다. 스위치(S1)가 실선위치로 귀환했을때 이 회로는 여기된채로 있으며, 각 회로안의 타이머에 의해 전원이 끊어질 때까지 계속 여기되어 있다. 지연회로(U-1)는 스위치(S1)에 의해 여기되어 지며, 세척수를 보울에 공급시키는 세척 밸브(V)를 여기시키는 세척회로(U-2)의 작동이 이루어지는 미리 설정된 간격의 시간동안 작동한다. 설정된 시간 말기에 타이머(TR)는 회로를 차단한다. 작동 사이클은 회로(U-1, U-3, U-4)를 동시에 여기시키도록 스냅 또는 토글 스위치(S1)를 작동시키므로써 개시하고, 회로(U-3, U-4)는 펌프모터와 분쇄 모터를 동시에 시동되도록 작용하며, 4초 후에 회로(U-1)는 세척 밸브(V)를 여기시키도록 작동한다. 7초 말기에 타이머(TR)는 회로(U-4)를 여기시키고, 11초 말기에 타이머(TR)는 회로(U-2)를 차단하고, 12.5초 말기에 타이머는 회로(U-3)를 차단한다.

변기 시스템의 다른 변형예는 제15도 내지 제21도에 도시되어 있으며, 이는 두 구조물(201, 202)로 구성되고, 구조물(201)은 보울(204)과 이의 지지구조물(206)로 구성되고, 구조물(202)은 변기의 작동 부품인 분쇄탱크(210)와, (제17도의) 동력 구동 유압 분쇄수단(212)과, (제19도의) 동력 구동 펌프(215)와, (제14도)의 제어회로(C) 그리고 배관등을 장착한 샤시(208)로 구성된다.

제15도 및 제16도에 도시된 바와 같이, 보울(204)로 구성된 구조물(201)은 링(218)이 안착되는 상부 개구부(216)를 가지고 있다. 링(218)은 하향 돌출 플랜지(219)를 가지며, 보울에는 세척수를 보울안으로 분사시키도록 구성되어 플랜지(219) 아래 위치한 다수의 플러쉬 포트(223)를 마련하고 있다. 보울의 후방에는 포트(223)에 세척수를 공급하기 위한 매니폴드실(221)을 마련하며, 이 매니폴드는 피팅(222)과 T관(301)에 의해 가요성 도관(224)의 한 단부에 연결되고, 가요성 도관(224)의 다른 단부는 밸브(V₁), 도관(298) 그리고 밸브(V₂)의 수단에 의해 세척수원에 연결된다.

제15도 내지 제17도에 도시된 바와 같이, 보울(204)은 하향 경사 바닥벽(226)과, 보울의 뒷면으로 경사진 하향 경사 측벽(228, 230)을 가지며, 그 바닥에 출구 또는 배출 포트(234)를 갖는 웰(232)를 형성하고 있다. 세척수가 하방으로 분사됨과 함께 보울의 바닥 및 측벽의 경사면은 후술되는 바와 같이 배출펌프의 작동에 의해 보울로부터 강제로 배출된 유출물의 덩어리를 보다 쉽게 제거하도록 한다. 보다 배출을 증진시키기 위하여, 웰안에 플러쉬 포트(236)을 마련하여 매니폴드(221)로부터 세척수를 직접 공급하도록 하며, 웰로부터 배출포트(234)를 통해 덩어리를 강제 송출하는데 도움을 주도록 한다.

보울안의 세척수를 설정된 스위(X-X)로 유지시키기 위하여 출구 포트(234)에는 적절한 커플링(238)에 의해 트랩 파이프(Z)가 연결된다. 제18도에 도시된 바와 같이 보울의 바닥에서의 웰과의 연결부에서의 트랩파이프는 타원형이며, 보울로부터 상부의 정상부까지 원형으로 변형되고 이로부터 분쇄실까지는 원형이다.

제15도 내지 제17도에 도시된 바에 의하면, 보울의 지지부(206)는 보울의 전방으로부터 측면을 따라 연장되어 변기의 구조물(202)용 덮개(241)를 형성한다. 덮개(241)의 상부에는 일점쇄선으로 도시된 분해가능한 커버(242)를 마련하고, 이는 작동부품 및 회로로의 접근을 위해 제거할 수도 있다. 또한, 전체 뒷부분을 제거할 수 있도록 한다. 작동부품의 접근로를 마련할 수도 있다.

제15도와 제17도 내지 제19도에 도시된 구조물(202)은 사각분쇄실인 분쇄탱크(210)로 구성된다. 분쇄실안에는 유압분쇄가 이루어지도록 임펠러 블레이드(244)가 수직축에 대하여 회전가능하게 장착되어 있다. 임펠러 블레이드(244)는 분쇄실 상부의 개구부안에 분해가능하게 장착된 모터(M3)에 의해 구동된다. 이는 공지의 나사 결합이나 다른 순간 부착 및 분해수단에 의해 이루어질 수도 있다. 임펠러 블레이드(244) 바로 아래에는 원추면(246)을 갖는 절두형 마운드가 마련되고, 이는 상기 블레이드와 함께 보울로부터 분쇄실안으로 유입된 덩어리의 유압분쇄가 이루어지도록 한다. 분쇄실은 커플링(250)에 의해 트랩 파이프(Z)의 수직 연장 레그의 연결된 상부 개구부(248)를 갖고 있다.

분쇄실은 제17도 및 제20도의 하향 돌출 러그(286)의 수단에 의하여 샤시(208)상에 장착되고, 러그는 샤시상의 노치(288, 290)와 맞물려서 탱크를 샤시위에 단단히 고정한다.

또한, 구조물(202)는 제16도 및 제19도에 도시된 바와 같이 펌프(214)를 포함한다. 펌프의 흡입단은 도관부재(254)에 의해 분쇄실의 한 측면 개구부에 연결되어, 유출물을 유암 분쇄한 후에 분쇄실로 부터 유출물을 제거하고, 제15도의 처리 파이프(256)로 이를 송출시킨다. 이러한 목적으로 펌프의 배출단(258)은 커플링(262)에 의해 가요성 도관(261)의 한 단부에 연결되고, 가요성 도관의 다른 단부는 제20도와 같이 샤시상에 고정된 커플링(264)에 의해 니플(266)에 연결된다. 도시된 바와 같이, 가요성 도관(261)은 루프(268)를 형성하여 펌프와 처리 파이프(256)사이의 트랩을 마련한다. 제19도 및 제21도에 도시된 펌프는 편심기(270)와 링키(272) 그리고 다이어프램에 고정된 스템(274)의 방법에 의해 모터(M4)로 구동되는 다이어프램 펌프이다. 모터가 고장난 경우에 모터와는 독립적으로 펌프를 작동시키기 위하여, 편심기(270)를 회전시키도록 링크(282, 284)의 방법으로 압축에 의해 작동하는 스프링(280)에 의해 평상시에 비작동위치에 지지되어 있고 피버트점(280)에서 피버트되는 제15도의 핸드 레버 또는 발판(276)을 마련하고 있다.

변기 보울러 세척수를 공급하기 위한 배관은 솔레노이드 제어 밸브일 수도 있고 제15도의 밸브(V1)으로 구성되고, 이는 가요성 도관(224)에 연결된 출구포트(294)와 도관(298)의 한 단부에 연결된 입구포트(296)를 가지며 도관(298)의 다른 단부는 밸브(V2)에 의해 세척수원에 연결된다. 밸브(V2)는 차단밸브이다. 측로도관(299)은 한 단부에서 차단밸브(V3)에 의해 밸브(V1)와 연결되고, 다른 단부에서는 T관(301)에 의해 커플링(222)과 연결되어 밸브(V1)에 작동되지 않은 경우에 차단밸브(V3)의 수단에 의해 보울로 물이 공급된다. 제15도의 감지기(PS)는 T관(301)에 마련되어 밸브(V1)을 통과하는 물의 압력에 반응하여, 보울안의 적절한 유체 수위가 이루어지도록 밸브(V1)의 개방시간을 제어한다.

작동시에 제15도 내지 제21도에 도시된 물 절약 변기는 제1도 내지 제9도에 도시된 것과 같은 작동이 이루어 지므로서, 그 작동에 관하여 다시 설명되진 않는다. 본 발명의 제1실시예에서는 유출물의 배출에 사용되는 물의 양을 최소화한다는 것이 가장 중요하다. 작동시에, 펌프는 보울내의 내용물을 분쇄실로 배출시키는 동시에 분쇄된 유출물을 분쇄실로부터 변관으로 배출시킨다. 본 실시예의 세척 사이클은 제9도에 도시된 사이클과 동일하므로, 이를 다시 설명하지 않는다.

상기에서 본 발명에 의한 물 절약변기 및 그 작동에 관하여 설명하였지만, 제22도 내지 제26도에 의하면 보울의 또 다른 형태가 도시되어 있다. 이에 의하면 상부의 개구부(120)과 바닥의 개구부(140)를 갖는 구조의 변기 보울(100)이 도시되어 있다. 상부 개구부 주변에는 시트를 지지하도록 구성된 환상평면(16)이 마련되어 있다. 바닥 개구부 주변에는 배출도관을 수용하도록 구성된 원형 플랜지(180)가 마련되어 있다. 보울의 팀에는, 횡벽(240)에 의해 서로 분리된 환형 통로(200, 220)가 마련되어 있다. 후방에 위치한 환형 통로(200)에는 가압수원에 연결된 개구부(260)를 마련하고 있다. 팀의 내부에는 팀의 내부측면과 함께 하향 개구홈(300)을 형성하는 내측으로 이격된 하향 돌출 플랜지(280)가 마련되어 있다. 설치시에 플랜지(180)는 도시되지 않은 물트랩의 수단에 의해 변과(Soil pipe)에 연결되어 물이 보울에서 수위(X-X)만큼 유지되도록 한다.

본 발명에 의하면, 보울내면 전체를 세척하도록 보울의 내면상에 세척수를 팬형 시이트 형태로 하향 강제 송출시키기 위한 수단이 마련되어 있다. 양호한 구조에 의하면, 보울의 전방 및 후방 단부사이의 거의 중앙에 서로 대향하여 보울의 양측면에 설치된 분사통(320)이 마련된다(제23도). 제26도에 확대도시된 바와 같이 각 분사통(320)은 헤드(340)와 스템(360)으로 구성되고, 스템은 가용성 재료로 제작되어 보울의 내측면에서 환형 통로(200)와 연통된 개구부(380)와 강제로 끼워질 수 있도록 구성된다. 플랜지(280)에는 분사통(320)의 헤드(340)를 수용하기 위한 하양 개구된 홈(400)을 마련하고. 버울의 내면으로부터 간격을 형성하여 헤드의 표면이 플랜지의 내면과 같은 면상에 있도록 한다.

제24도 및 제26도에 도시된 바와 같이, 각 분사통(320)은 서로 동심의 원통형 단면인 헤드(340)와 스템(360)으로 구성되어, 각각의 스템(360)안에 스템(360)을 통해 헤드(340)안으로 연장된 원통형 포트(410)와 상기 포트(41)의 내부 단부의 하향개구홈(420)을 갖고 있다. 홈(420)은 포트(410)의 좌우에 수직으로 수평의 밀폐 바닥면(440)과 수직이격된 평행 측면(460, 480)을 가지며, 상기 측면(460)은 포트(410)를 가로막고 있다. 분사통(320)은 전체를 가요성 재료로 하여 스템(360)을 개구부(380)안에 억지끼워 맞춤하여 그안에 마찰에 의해 지지되도록 구성할 수도 있다. 이와 반대로, 헤드는 강성의 비가요성 재료로 스템은 가요성 재료로 할 수 있다. 제24도에 도시된 바와 같이, 플랜지(280)는 분사통(320)위에 위치한다.

이렇게 구성하므로서 변기의 세척 작동시에 통로(200)에 가압수가 공급되면, 분사통(320)에 의해 물은 충분한 힘으로 보울의 표면에 팬형 시이트 형태로 하향 분출되어 많은 양의 물을 사용하지 않고 단단한 오물을 씻어낼 수 있다. 실제로 물은 0.14kg/㎠(20lb/in²)의 압력으로 충돌하게 된다. 제22도 및 제24도에 도시된 바와 같이 홈에 의해 형성된 물의 시이트는 포트(410)의 상부에 수직인 홈의 바닥으로 지향되어(제22도에 도시된 바와 같이) 아래로 그리고 팬형태로 편향되어 전후방으로 각 측면에서 수위위의 보울의 전표면을 덮으면서 분출된다. 이는 물론 종래의 변기안의 세척수가 어떠한 충돌없이 보울의 내부면상의 힘없이 하향 유동하는 보울림의 종래의 분출 방법과는 다른 것이다. 물을 거센 시이트 형태로 하향 분출시켜서 표면을 긁으므로써 불필요한 증기 또는 안개등의 형성을 피하고 있다.

볼펜등으로 수위위의 보울벽에 잉크 자국이 났을때 이를 지우기 위해서는 종래의 변기에서는 2 내지 4번의 세척이 필요하지만 본 분사통을 마련한 변기에서는 단 한번의 세척으로 완전히 제거할 수 있다.

보울의 전후방사이의 중앙의 양측면상에 분사통(20)을 설치하였지만, 필요하다면 측면을 따라 2개의 이상을 설치할 수도 있고 양단부에 이를 설치할 수도 있다. 그러나, 대부분의 경우 자주 사용되는 변기에서는 0.14kg/㎠(20lb/in²)의 수압을 사용하는 2개의 분사통을 마련하는 것으로 충분하다.

보울의 내부면중 변의 점착으로 가장 더러워지는 곳은 수위 부분이다. 따라서, 하방으로 향하는 물 시이트가 수위에서의 보울표면에 집중되어 최적의 세척이 이루어 지도록 분사통을 적절히 위치시키는 것이 중요하다. 또한, 하방으로 향하는 물 시이트가 물표면과 충돌하여 튀지 않도록 물시이트를 상기 지역에 한정시키는 것도 중요하다.

상기에 도시되고 설명한 보울의 형상은 단지 예시적인 것이고 이는 사기, 플라스틱 또는 금속등으로 제작할 수 있으며, 바람직하게는 분사통(320)을 필요한 형상으로 쉽게 성형할 수 있도록 적절한 플라스틱으로 제작할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 비록, 분사통이 원형 단면을 갖고 있지만 본 발명의 범위에서는 직사각형 또는 다각형의 단면을 갖을 수도 있다. 양호하게는 포트(410)는 직경이 약 4.8mm(

)이며, 홈의 폭은 전방으로부터 후방까지 약 1.6mm(

)이고 그 깊이는 12.7mm(

)이다.

본문에 설명된 물 절약 변기는 습식보울보다는 건식보울로써 작동시키는 것이 양호할 수도 있다. 이는 펌프와 세척수 입구 밸브의 작동 타이밍을 변화시켜 펌프를 멈추기 전에 펌프가 보울로 공급된 물과 유출물 모두를 충분히 배출시키자마자 보울로의 물의 공급을 차단하므로써 이루어질 수 있다.

본문의 설명은 단지 예시할 목적으로 기술되었음을 알아야만 한다.

Claims (1)

1. 보울과, 보울 상부로 세척수를 공급하는 밸브와, 한 단부가 보울 바닥의 배출 포트에 연결된 트랩 파이프로 구성된 물 점약 변기에 있어서, 보울로부터 유출물이 유입되는 분쇄탱크(20, 210)와, 분쇄탱크안에 위치한 유압분쇄 임펠러(20, 210)와, 보울로부터 분쇄탱크로 유입된 유출물을 유입하도록 분쇄탱크에 연결된 흡입단과 분쇄탱크로부터 처리된 유출물을 제거하도록 변관(98, 256)에 연결된 배출단을 갖는 펌프(24, 214)와, 유압 분쇄 임펠러와 펌프를 작동시키는 모터(M1, M2 또는 M3, M4)와, 설정된 양의 세척수를 공급시키고 분쇄실로부터 이와 상응하는 처리된 유출물을 배출시키기 위하여 세척수 공급 밸브(V)와 펌프(24, 214)의 작동을 조절하는 제어장치(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 절약 변기.

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