KR20190111524A

KR20190111524A - 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템

Info

Publication number: KR20190111524A
Application number: KR1020180033766A
Authority: KR
Inventors: 손정우
Original assignee: 손정우
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: KR102085962B1

Abstract

본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은, 제1냉수관과, 보일러로부터 공급되는 온수관 및 상기 온수관 내의 냉각된 온수를 배출시키기 위한 드레인배관에 연결되어, 냉수와 온수의 혼합 또는 혼합된 물을 개폐시키거나 상기 온수관 내의 냉각된 온수를 배출시킬 수 있게 형성된 수전; 상기 드레인배관 상에 배치되어 상기 드레인배관 내의 물을 개폐시킬 수 있게 형성된 드레인밸브; 상기 드레인밸브를 제어할 수 있게 형성된 컨트롤러; 상기 드레인배관에 연결되어 상기 드레인밸브가 개방된 경우 상기 온수관 내의 냉각된 온수가 채워지도록 형성된 제1물탱크; 상기 제1물탱크에 연결되며, 상기 제1냉수관으로부터 분기된 제2냉수관; 상기 제1물탱크 내의 물이 제1수위보다 낮을 때 상기 제2냉수관을 개방시켜 상기 제1물탱크로 물이 유입되도록 하고, 상기 제1물탱크 내의 물이 상기 제1수위에 도달하면 상기 제2냉수관을 차단시키는 정수위밸브; 상기 제1물탱크 내의 물이 상기 제1수위보다 높은 제2수위에 도달시 상기 제2수위를 넘는 물을 상기 제1물탱크로부터 배출시킬 수 있게 형성된 오버플로배관; 및 상기 제1수위 이하의 높이에서 상기 제1물탱크에 연결되며 상기 제1물탱크에 저장된 물이 자중에 의해 하방에 배치된 변기의 제2물탱크로 흐르도록 구성된 변기급수배관;을 포함할 수 있다.

Description

드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템{COOLED WATER IN HOT WATER PIPE REUSE SYSTEM UTILIZING WATER SAVING FAUCET HAVING DRAIN FUNCTION}

본 발명은 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템에 관한 것이다.

수전은 급수 배관의 말단에 위치하여 물을 개폐시키는 장치로서, 설치 위치나 용도 또는 기능에 따라 다양한 타입으로 나뉠 수 있다. 욕실, 샤워실 등과 같이 온수를 사용하는 실내에는 냉수관과 온수관이 설치된다. 이러한 욕실 등에 설치되는 수전은 사용자가 원하는 수온을 맞출 수 있도록 온수와 냉수를 혼합할 수 있는 밸브장치를 구비한다.

욕실 등의 온수 배관은 보일러에 연결되어 있는데, 보일러에서 수전까지의 배관 내 온수는 수전을 사용하지 않는 동안 식게 된다. 따라서, 온수를 바로 사용하기 위해 혼합수 밸브를 열어도 배관 내부의 식은 냉수를 한동안 흘려보낸다. 특히, 겨울과 같이 주변 온도가 낮을 때는 냉수를 흘려보내는 시간이 길어지고, 사용자도 온수가 나오기 시작하여 원하는 온도에 이를 때까지 기다리며 몸에 물을 접촉시켜 확인하는 등의 행동을 하게 된다. 샤워나 목욕 등을 위하여 샤워기의 물을 틀었을 때 차가운 냉수를 맞게 되는 것이 일상의 작은 불편이기도 하지만, 심장질환이나 건강이 좋지 않은 사용자에게는 배출되고 있는 차가운 물에 의한 온도 차이에 의하여 치명적인 위험으로 작용하는 경우도 발생할 수 있다.

수전은 물을 이용하는 가정이나 건물에서의 물 공급원이지만, 이의 활용 정도에 따라 물의 소비량은 편차를 보일 수 있다. 물 부족은 우리나라를 포함하여 세계적으로도 물 부족에 따른 절수가 요청된다. 그대로 하수로 흘려보내는 온수관 내의 식은 냉수는 귀중한 수자원의 낭비로 볼 수 있다. 이를 위하여, 수전의 조작을 통하여 식은 물을 하수가 아닌 별도의 배관을 통하여 드레인시킬 수 있도록 하는 기술도 개발되고 있다. 또한, 온수 배관 내의 식은 온수를 저장하고 이를 변기 등에 재활용하기 위한 기술적 시도도 있었다. 대한민국 등록특허 제10-1513898호는 온수 배관 내의 식은 물을 양변기의 용수로 사용할 수 있는 시스템을 제시하고 있다. 그러나, 선행기술에 제시된 방법에 의하면, 수돗물의 펌프 압력이 작용하고 있는 양변기의 물탱크로 공급되는 배관라인에 드레인배관을 연결하는 것으로서 체크밸브와 같이 추가적인 밸브가 소요되는 단점이 있다.

관련 선행기술:

대한민국 등록특허 제10-1513898호 (2015.04.23. 공고)

대한민국 공개실용신안 제20-2009-0011182호 (2009.11.02. 공개)

대한민국 공개특허 제10-2006-0110513호 (2006.10.25. 공개)

본 발명과 관련된 일 목적은, 드레인 기능을 갖는 수전을 이용하고, 세대 내의 급수 및 배관시스템의 변경을 통하여 온수관 내 드레인 냉수를 안정적으로 재활용할 수 있는 시스템을 제시하는데 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2물탱크는 상기 변기급수배관에만 연결되고, 상기 제1물탱크는 상기 제2물탱크보다 높은 위치에 설치되어 상기 제1물탱크 내의 물이 자중에 의해 상기 제2물탱크로 채워질 수 있게 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 정수위밸브는 부력에 의하여 작동하는 플로팅밸브 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은, 상기 수전, 상기 드레인밸브 및 상기 컨트롤러를 감쌀 수 있게 형성된 수전박스를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은, 상기 수전박스에 배치되며, 상기 드레인밸브가 개방상태로 변환되도록 하는 버튼부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은, 상기 드1레인배관 상에 설치되며, 상기 드레인배관 내의 물이 기준온도 미만이면 상기 드레인배관을 개방시키고, 상기 드레인배관 내의 물이 기준온도 이상이면 상기 드레인배관을 차단시키는, 온도감응 차단밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은, 상기 드레인배관 상에 설치되며, 상기 드레인배관 내의 물의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 온도센서에 의해 감지된 값이 기준온도 미만이면 상기 드레인밸브를 개방시키고 상기 드레인배관 내의 물이 기준온도 이상이면 상기 드레인밸브를 차단시키도록 상기 드레인밸브를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은, 상기 수전박스에 설치되며, 예약시간의 선택이 가능한 다이얼부를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 다이얼부의 조작에 의해 예약된 시간에 상기 드레인밸브를 개방시키고, 기준시간이 경과되면 상기 드레인밸브를 차단시키도록 상기 드레인밸브를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 수전은, 냉수와 온수의 혼합 또는 혼합된 물을 개폐시키거나 냉각된 온수를 배출시킬 수 있게 형성된 카트리지; 및 상기 카트리지를 조작할 수 있게 상기 카트리지에 연결되는 핸들부를 더 포함하고, 상기 카트리지는, 상기 수전몸체 내에 설치될 수 있게 형성된 하우징; 상기 핸들부에 결합되며, 상기 하우징에 대하여 피봇팅되는 레버부재; 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 제1냉수관과 연결되는 냉수공, 상기 온수관과 연결되는 온수공, 상기 드레인배관과 연결되는 드레인공 및 혼합수를 배출시키는 혼합수공이 형성된 고정슬라이드; 및 상기 고정슬라이드 상에 배치되고, 상기 레버부재에 의하여 구속되어 이동 가능하게 형성되며, 회전각에 따라 상기 냉수공 또는 상기 온수공과 상기 혼합수공 또는 상기 드레인공 사이를 선택적으로 연통시키는 연결홈이 형성된 이동슬라이드를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징은 제1축 방향의 원통형 가이드를 포함하고, 상기 가이드에, 상기 가이드에 구속되어 상기 제1축 방향으로 회전 가능하게 지지되며, 그 일 위치에 상기 레버부재를 제2축 방향으로 회전 가능하도록 피봇팅시킬 수 있는 작동부재가 설치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이동슬라이드는 상기 작동부재에 체결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 고정슬라이드 및 이동슬라이드는 원판 형태로 형성되고, 상기 온수공, 상기 냉수공 및 상기 드레인공은 상기 고정슬라이드 상에서 상기 혼합수공과 반대쪽 영역에 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 연결홈은, 상기 온수공, 상기 냉수공 및 상기 드레인공 쪽에서 상기 혼합수공 방향으로 연장하는 제1홈부; 및 상기 제1홈부의 상기 온수공, 상기 냉수공 및 상기 드레인공 쪽에 형성되고, 상기 제1홈부보다 넓은 폭을 갖는 제2홈부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 온수공은 상기 드레인공과 상기 냉수공 사이에 배치되고, 상기 제2홈부는, 상기 이동슬라이드가 제1회전 위치에서 상기 냉수공과 온수공이 연통되나 상기 드레인공에는 연통되지 않도록 하고, 상기 이동슬라이드가 제2회전 위치에서 상기 온수공과 상기 드레인공이 연통되나 상기 냉수공에는 연통되지 않는 정도의 폭(W1)을 가질 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 혼합수공은 상기 이동슬라이드가 상기 제2회전 위치에서 상기 제1홈부와 연통되지 않는 정도의 폭(W2)을 가질 수 있다.

본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템에 의하면, 드레인 기능을 갖는 수전과 제1물탱크, 제2냉수관, 정수위밸브 및 오버플로배관을 구비함으로써 별도의 동력이 없이도 온수관 내의 식은 냉수를 그대로 변기의 용수로 재활용을 할 수 있으며, 사용자는 단순히 드레인 기능을 위한 조작 만으로 절수를 할 수 있으므로 편리성 및 실천성이 획기적으로 개선된다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 제1물탱크, 제2냉수관, 드레인배관 및 오버플로배관 등은 시공이 간단하고 저비용으로 구현할 수 있으므로 가정과 건축물 등 다양한 시설에 확대하여 적용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명과 관련된 절수형 수전은, 핸들부의 조작에 의하여 카트리지를 동작시키면, 카트리지에 연결된 온수드레인배관을 통하여 외부 또는 저수탱크로 냉각된 온수가 배출되는 것으로, 냉각된 온수의 접촉에 의한 불편함을 해소할 수 있으며, 냉수의 접촉에 의한 놀람이나 건강에 문제될 수 있는 온도 차이에 따른 충격을 줄일 수 있다. 또한, 냉각된 온수를 아무런 쓸모 없이 배출시킬 필요 없이 버리는 것에 비해 본 발명과 관련된 수전을 통하여 재이용이 가능하게 되므로 수자원 활용 면에서 우수하다.

도 1은 본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템(10)의 개념도
도 2 내지 도 4는 도 1의 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템(10)의 사용상태를 보인 것으로,
도 2는 제1물탱크(20)의 물이 제1수위(LL)보다 낮은 경우의 배관내 물의 흐름 상태이고,
도 3은 수전(100)을 이용하여 드레인 기능을 구현하고 있을 때의 배관내 물의 흐름 상태이며,
도 4는 제1물탱크(20)의 물이 제2수위(HL)에 도달할 때의 배관내 물의 흐름 상태임.
도 5는 본 발명의 제1실시예와 관련된 수전박스(102) 내의 구성요소들 및 드레인 조작에 따른 물의 흐름을 개략적으로 도시한 개념도
도 6은 본 발명과 관련된 카트리지(130)의 구조를 보이기 위한 수전(100)의 일부확대 단면도
도 7은 본 발명과 관련된 이동슬라이드(140)의 구조를 보이기 위한 평면도
도 8은 본 발명과 관련된 고정슬라이드(150)의 구조를 보이기 위한 평면도
도 9(a) 내지 도 9(d)은 도 7의 이동슬라이드(140)와 도 8의 고정슬라이드(150)의 상대 이동에 따른 수전(100)의 각 상태를 설명하기 위한 동작 상태도들
도 10은 본 발명의 제2실시예와 관련된 수전박스(202) 내의 구성요소들 및 드레인 조작에 따른 물의 흐름을 개략적으로 도시한 개념도
도 11은 본 발명의 제3실시예와 관련된 수전박스(302) 내의 구성요소들 및 드레인 조작에 따른 물의 흐름을 개략적으로 도시한 개념도

이하, 본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템(10)의 개념도이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템(10)의 사용상태를 보인 것으로, 도 2는 제1물탱크(20)의 물이 제1수위(LL)보다 낮은 경우의 배관내 물의 흐름 상태이고, 도 3은 수전(100)을 이용하여 드레인 기능을 구현하고 있을 때의 배관내 물의 흐름 상태이며, 도 4는 제1물탱크(20)의 물이 제2수위(HL)에 도달할 때의 배관내 물의 흐름 상태이다.

본 발명과 관련된 온수관내의 냉수 재활용 시스템은 온수를 사용하는 욕실, 샤워장 또는 주방 등에 설치될 수 있다. 도 1 내지 도 4는 이중 욕실(B)의 샤워기 사용하는 경우를 보이고 있다. 욕실(B) 내에는 샤워기(11A, 11B) 및 변기(12)가 설치될 수 있다. 다만, 샤워기(11A, 11B) 및 변기(12)가 상이한 실내공간에 배치되는 경우에도 본 발명과 관련된 시스템이 적용될 수 있음은 물론이다.

샤워기(11A, 11B)에는 본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전(100)이 설치되어 있다. 절수형 수전(100)은 벽면에 설치된 수전박스(102)에 장착되는 형태일 수 있다. 수전박스(102)의 내부 구성 및 유로와 관련하여는 도 5를 참고로 후술하기로 한다.

수전(100)은 제1냉수관(15)과, 보일러로부터 공급되는 온수관(16) 및 온수관(16) 내의 냉각된 온수를 배출시키기 위한 드레인배관(17)과 각각 연결되어 있으며, 이를 통해 냉수와 온수의 혼합 또는 혼합된 물을 개폐시키거나 온수관(16)의 냉각된 온수를 드레인배관(17)을 통하여 배출시킬 수 있다. 수전(100)의 세부적인 구성 및 작용에 대하여는 도 6 이하를 참조로 하여 뒤에서 상세히 설명하기로 한다

다시, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 욕실(B)의 상부 즉, 천장과 같은 위치에는 제1물탱크(20)가 설치될 수 있다. 제1물탱크(20)는 드레인배관(17)과 연결되어 있으며, 수전(100)의 조작이 있는 경우 온수관(16) 내의 냉각된 온수가 채워지도록 형성된다. 또한, 제1물탱크(20)에는 제1냉수관(15)로부터 분기되어 외부의 수돗물 급수가 공급되도록 구성된 제2냉수관(19)이 연결되어 있다.

도 2와 같이, 제1물탱크(20)의 내부에는 제1물탱크(20) 내의 물이 제1수위(LL)보다 낮을 때 제2냉수관(19)을 개방시켜 제1물탱크(20)로 수돗물이 유입되도록 하고 제1물탱크(20) 내의 물이 제1수위(LL)에 도달하면 제2냉수관(19)을 차단시키는 정수위밸브(21)가 구비될 수 있다. 정수위밸브(21)는 전기가 사용되는 별도의 센서 등이 없이 기계식으로 작동할 수 있는 플로팅밸브('볼탑밸브'라고 불릴 수 있다) 형태로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 제1물탱크(20)의 제1수위(LL)는 제2냉수관(19)으로부터 제1물탱크(20)로 직접 급수되는 물의 최대치가 되며, 만약 제1물탱크(20) 내의 물이 제1수위(LL)보다 낮게 되면 정수위밸브(21)의 작용에 의하여 밸브가 열리면서 제2냉수관(19)의 물이 제1물탱크(20)로 공급된다. 제1수위(LL)에 따른 제1물탱크(20)의 저수량은 적어도 변기(12)의 1회 사용량에 해당하는 정도일 수 있다. 본 예에서는 변기(12)의 3회 사용량 이상이 될 정도의 저수량이 될 수 있도록 제1수위(LL)를 설정하였다. 이 경우, 단수 등의 사유로 외부로부터 물이 공급되지 않을 때에도 급하게 변기(12)를 사용할 수 있는 장점이 있다.

드레인배관(17)을 통하여 공급되는 드레인온수는 제1수위(LL)와 관계없이 공급될 수 있다. 제1물탱크(20) 내의 물이 제1수위(LL)보다 높은 제2수위(HL)에 도달시 제2수위(HL)를 넘는 물을 제1물탱크(20)로부터 배출시킬 수 있게 오버플로배관(22)이 구비된다. 따라서, 드레인배관(17)을 통하여 공급되는 드레인온수는 제2수위(HL)에 이르게 되면 자연적으로 오버플로배관(22)을 통하여 배출된다. 오버플로배관(22)은 변기의 하수관(25)에 합류됨으로써 하수로 처리되도록 구성할 수 있다. 다만, 오버플로배관(22)은 하수관(25)이 아닌 세대별 집합관을 통하여 모여지도록 구성함으로써 여러 세대가 있는 건물에서 모여진 물을 보다 효율적으로 사용하도록 할 수도 있다.

일차적으로 제1물탱크(20)에 저장된 물은 변기(12)의 용수로서 활용될 수 있다. 제1수위(LL) 이하의 높이에서 제1물탱크(20)와 연결되는 변기급수배관(23)이 구비된다. 변기급수배관(23)은 제1물탱크(20)의 물이 자중에 의해 하방으로 흐르도록 구성된다. 변기(12)는 변기급수배관(23)을 통하여 공급되는 물을 저장할 수 있게 형성된 제2물탱크(13)와 제2물탱크(13)의 물이 일정량만큼 유지될 수 있도록 하는 정수위밸브(상세히 도시되지 않음)를 갖는다. 제2물탱크(13) 내에서 작동하는 정수위밸브 역시 플로팅밸브(볼탑밸브) 형태일 수 있다. 이와 같이, 변기(12)에 연결되는 건물이나 욕실(B) 내의 배관은 기존의 수돗물이나 상수도 배관이 아닌 변기급수배관(23)을 사용하게 된다. 변기급수배관(23)과 제2물탱크(13)의 사이에는 변기(12)의 고장시 또는 다른 필요에 의하여 물을 잠글 수 있는 개폐밸브(24)가 구비될 수 있다. 만약, 기존의 수돗물이나 상수도 배관을 혼합하여 사용하고자 하는 경우라면, 제2물탱크(13)가 변기급수배관(23)과 상수도 배관 중 어느 배관으로 연결될지 선택할 수 있도록 구성된 유로전환밸브(도시되지 않음)가 추가적으로 구비될 수도 있다. 도 1은 변기급수배관(23)이 제1물탱크(20)에만 연결된 것을 보인다. 제1물탱크(20)는 제2물탱크(13)보다 높은 위치에 설치되어 있으며, 제1물탱크(20) 내의 물이 자중에 의해 제2물탱크(13)로 채워질 수 있게 구성된다.

드레인배관(17), 제2냉수관(19), 오버플로배관(22) 및 변기급수배관(23)은 모두 건물벽 내부에 설치될 수 있다. 이러한 배관시스템은 건축과정에서 적용함으로써 세면대(11)나 변기(12)의 종류와 관계없이 사용자가 수전(100)의 조작만으로 온수관(16) 내의 물을 재활용할 수 있게 되므로 편의성과 물전략의 실현성이 증진된다.

변기(12)를 사용하는 경우 제2물탱크(13)의 수위 변화에 의하여 제2개폐부(14)가 작동하여 변기급수배관(23)을 통하여 물이 제2물탱크(13) 방향으로 흐르게 된다. 이때, 제1물탱크(20) 내의 물이 제1수위(LL)보다 낮은 경우라면, 도 2와 같이, 정수위밸브(21)가 작동하게 되어 제2냉수관(19)이 개방되고 외부의 수돗물이 급수된다. 만약, 제1물탱크(20) 내의 물이 제1수위(LL)보다 높은 경우라면 정수위밸브(21)는 작동하지 않고 제1물탱크(20) 내에 저장된 물만 제2물탱크(13)로 보내어지게 된다. 이 경우, 변기(12)의 제2물탱크(13)에 공급되는 유량은 제2물탱크(13) 내의 정수위 밸브에 의해 결정된다.

도 3과 같이, 사용자가 샤워기(11A, 11B)를 이용하기 위해 수전(100)을 조작하여 물을 트는 한편 온수관(16) 내의 식은 물을 드레인하는 조작을 하면(도 5를 참조하여 드레인 조작에 대한 상세한 설명을 하기로 한다), 온수관(16) 내의 물은 샤워기(11A, 11B)를 통하여 배출되지 않고 드레인배관(17)을 따라 제1물탱크(20)로 보내어진다.

도 4와 같이, 만약 드레인되는 물이 제2수위(HL)에 도달되면, 제2수위(HL)를 넘는 물은 오버플로배관(22)을 통하여 배출된다. 도 3 및 도 4 중 어느 경우이든 온수관(16) 내의 물의 드레인 중에 변기(12)를 사용하게 되면 변기급수배관(23)을 통하여 물은 제1물탱크(20)로부터 제2물탱크(13)로 흐르게 된다.

이와 같이, 온수관(16) 내의 식은 물은 효율적이면서도 편리하게 재활용되고 있으며, 소중한 자원의 낭비를 줄인다.

도 5는 본 발명의 제1실시예와 관련된 수전박스(102) 내의 구성요소들 및 드레인 조작에 따른 물의 흐름을 개략적으로 도시한 개념도이다.

수전박스(102)는 수전(100) 외에 드레인 조작을 위한 추가적인 구성이나, 2가지 샤워기(11A, 11B) 중 어느 방향으로 물을 공급할 것인지 선택할 수 있도록 구성된 유로 전환부(108) 또는 수건 등을 걸 수 있게 형성된 수건걸이부(107) 등을 구비할 수 있다. 여기서, 수전(100)은 드레인 조작을 위하여 기존의 온수 공급 위치 외에 드레인 위치를 가질 수 있다. 도 5에 표시된 수전(100)은 그러한 일 예로서, '드레인 위치'에 있는 상태이다.

드레인 조작을 위한 추가적인 구성으로서, 수전박스(102) 내에는 드레인배관(17) 상에 배치되어 드레인배관(17) 내의 물을 개폐시킬 수 있게 형성된 드레인밸브(103)와, 드레인밸브(103)를 제어할 수 있게 형성된 컨트롤러(104) 및 드레인밸브(103)가 개방상태로 변환되도록 하는 버튼부(105)가 포함될 수 있다. 드레인밸브(103)는 컨트롤러(104)의 제어신호에 의해 동작될 수 있는 솔레노이드 밸브 또는 전자기 밸브일 수 있다.

컨트롤러(104)는 버튼부(105)의 조작이 있는 경우 드레인밸브(103)를 개방시키기 위한 제어신호를 드레인밸브(103)에 인가하게 된다. 컨트롤러(104)는 특정 시간의 경과 또는 수온에 의해 드레인밸브(103)를 차단시키기 위한 제어신호를 인가하거나 인가하였던 제어신호를 차단하는 방법 등에 의해 드레인을 중단시킬 수 있다.

드레인배관(17) 상에는 드레인배관(17) 내의 물이 기준온도 미만이면 드레인배관(17)을 개방시키고, 드레인배관(17) 내의 물이 기준온도 이상이면 드레인배관(17)을 차단시키는 온도감응 차단밸브(106)가 구비될 수 있다. 이러한 온도감응 차단밸브(106)는 형상기억합금을 스프링 형태로 제작하여 온도에 따른 스프링의 변형시 밸브의 개폐가 이루어지도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 온도감응 차단밸브(106)는 왁스와 같은 열팽창성이 있는 액체를 이용하여 밸브의 개폐가 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같은 구성에 의하여, 사용자가 수전(100)을 이용하여 '드레인모드'의 위치로 조작하고, 버튼부(105)를 누르거나 터치하면, 컨트롤러(104)의 제어에 의하여 드레인밸브(103)가 개방되고, 온수관(16) 내의 식은 온수는 샤워기(11A, 11B)로 향하지 않고 드레인배관(17)을 따라 도 2와 같은 제1물탱크(20)로 보내어지게 되는 것이다.

이하, 본 발명과 관련된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전(100)을 설명한다.

도 6은 본 발명과 관련된 카트리지(130)의 구조를 보이기 위한 수전(100)의 일부확대 단면도이다. 도 6에 의하면, 본 발명과 관련된 수전(100)은 각종 부품이 장착되기 위한 수전몸체(110)를 구비하고 있다. 수전몸체(110)는 수전박스(102)에 스크루와 같은 체결요소에 의하여 고정될 수 있게 형성되며, 일측에 샤워기 출수부(도시 생략됨)가 형성된다.

수전몸체(110)의 내부에는 카트리지(130)가 장착된다. 카트리지(130)는 냉수와 온수의 혼합 또는 혼합된 물을 개폐시킬 수 있게 형성되며, 후술하는 바와 같이 냉각된 온수를 배출시킬 수 있게 형성된다. 카트리지(130)에는 핸들부(115)가 장착된다. 카트리지(130)의 일측에는 냉수유입배관(121) 및 온수유입배관(122)과, 온수유입배관(122)으로 유입된 냉각된 온수를 배출시킬 수 있게 형성된 온수드레인배관(125)이 각각 장착되어 있다.

냉수유입배관(121)은 앞서 설명한 제1냉수관(15)에 연결될 수 있도록 접속구조를 가지고 있고, 온수유입배관(122)은 온수관(16)에 연결될 수 있는 접속구조를 가지며, 온수드레인배관(125) 역시 앞서 설명된 드레인배관(17)에 연결될 수 있는 접속구조를 가질 수 있다. 일반적으로 냉수 및 온수공급이 가능한 수전이 온수유입배관과 냉수유입배관을 갖는다면, 본 발명과 관련된 절수형 수전(100)은 통상의 수전과 달리 별도의 온수드레인배관(125)을 갖는 점에서 하나의 차이가 있다.

카트리지(130)는 하우징(131), 레버부재(133), 이동슬라이드(140), 고정슬라이드(150) 등을 구비할 수 있다.

하우징(131)은 수전몸체(110) 내에 설치될 수 있는 원통 형태로 형성될 수 있다. 레버부재(133)는 핸들부(115)에 결합되어 있으며, 하우징(131)에 대하여 피봇팅되어 있다. 하우징(131)은 제1축 방향의 원통형 가이드(132)를 구비한다. 가이드(132)에는 작동부재(134)가 삽입되어 있으며, 가이드(132)에 의하여 작동부재(134)는 제1축 방향으로 회동될 수 있다. 레버부재(133)는 작동부재(134)에 대하여 피봇팅되어 있으며, 레버부재(133)의 끝단은 핸들부(115)에 결합되어 있다. 핸들부(115)를 밀거나 당기게 되면, 피봇팅되어 있는 레버부재(133)의 반대쪽 끝단부는 도 6에서 보았을 때 상하로 이동된다. 레버부재(133)의 하단부는 요크(137)에 구속되어 있는 상태로서, 레버부재(133)의 이동에 따라 요크(137)도 함께 이동된다. 또한, 요크(137)는 작동부재(134)의 회전에 따라 함께 회전된다. 요크(137)는 이동슬라이드(140)에 결합되어 있으며, 요크(137)의 가해지는 힘이나 회전력은 이동슬라이드(140)에 전달된다. 그에 따라, 이동슬라이드(140)는 고정슬라이드(150)에 대면한 상태에서 회전 또는 이동된다.

도 7은 본 발명과 관련된 이동슬라이드(140)의 구조를 보이기 위한 평면도이고, 도 8은 본 발명과 관련된 고정슬라이드(150)의 구조를 보이기 위한 평면도이다.

고정슬라이드(150)는 냉수유입배관(121)과 연결되는 냉수공(151)과, 온수유입배관(122)과 연결되는 온수공(152), 온수드레인배관(125)과 연결되는 드레인공(153) 및 샤워기(11A, 11B)에 연통되는 혼합수공(155)이 형성되어 있다. 이동슬라이드(140)는 고정슬라이드(150) 상에 배치되며, 고정슬라이드(150)에 대하여 면접촉하며 냉수공(151), 온수공(152), 드레인공(153) 및 혼합수공(155)을 상호 연통시켜 개폐작용을 하게 된다. 이동슬라이드(140)는 레버부재(133) 및 요크(137)에 의하여 구속되어 이동된다. 이동슬라이드(140)에는 요크(137)의 회전각에 따라 냉수공(151) 또는 온수공(152)과 혼합수공(155) 또는 드레인공(153) 사이를 선택적으로 연통시키는 연결홈(141)이 형성된다.

연결홈(141)은 제1홈부(141a)와 제2홈부(141b)로 이루어질 수 있다. 제1홈부(141a)는 온수공(152), 냉수공(151) 및 드레인공(153) 쪽에서 혼합수공(155) 방향으로 연장형성되어 있으며, 제2홈부(141b)는 제1홈부(141a)의 온수공(152), 냉수공(151) 및 드레인공(153) 쪽에 형성되고 제1홈부(141a)보다 넓은 폭을 갖는 형태로 형성되어 있다. 온수공(152)은 드레인공(153)과 냉수공(151) 사이에 배치된다. 이때, 제2홈부(141b)는 이동슬라이드(140)가 제1회전 위치(일반적인 온수와 냉수의 혼합 사용모드)에서 냉수공(151)과 온수공(152)이 연통되나 드레인공(153)에는 연통되지 않으며, 이동슬라이드(140)가 제2회전 위치(냉각된 온수의 드레인 모드)에서 온수공(152)과 드레인공(153)이 연통되나 냉수공(151)에는 연통되지 않는 정도의 폭(W1)을 가질 수 있다(도 9(d) 참조). 고정슬라이드(150)의 혼합수공(155)은 이동슬라이드(140)가 제2회전 위치에서 제1홈부(141a)와 연통되지 않는 정도의 폭(W2)을 가질 수 있다. 그에 따라, 도 8에 의하면, 제2홈부(141b)는 제1홈부(141a)보다 크게 형성될 수 있다.

도 9(a) 내지 도 9(d)은 도 7의 이동슬라이드(140)와 도 8의 고정슬라이드(150)의 상대 이동에 따른 수전(100)의 각 상태를 설명하기 위한 동작 상태도들이다. 도 9(a)는 핸들부(115)를 올렸을 때의 상태로서, 연결홈(141)이 중립적인 위치에 있다. 도 9(b)는 제2홈부(141b)가 냉수공(151)에만 위치됨으로써 냉수만이 토출되는 상태이고, 도 9(c)는 제2홈부(141b)가 온수공(152)에만 위치됨으로써 온수만이 토출되는 상태이다. 도 9(d)는 온수모드에서 핸들부(115)를 더 회전시킨 상태로서, 제2홈부(141b)는 온수공(152)과 드레인공(153)에 공통적으로 접하고 있으나, 제1홈부(141a)는 혼합수공(155)과 접하지 않은 상태이다. 그에 따라, 온수공(152)을 통하여 출수되는 냉각된 온수는 드레인공(153)을 통하여 배출된다.

도 10은 본 발명의 제2실시예와 관련된 수전박스(202) 내의 구성요소들 및 드레인 조작에 따른 물의 흐름을 개략적으로 도시한 개념도이다.

본 예에서는, 도 5에서 설명된 버튼부(105) 대신 수전박스(202)에 예약시간의 선택이 가능하도록 다이얼부(209)가 설치되어 있다. 이때, 컨트롤러(204)는 다이얼부(209)의 조작에 의해 예약된 시간에 드레인밸브(203)를 개방시키고, 기준시간이 경과되면 드레인밸브(203)를 차단시키도록 드레인밸브(203)를 제어할 수 있게 구성되어 있다. 컨크롤러(204)의 시간조절 기능 외에 수전박스(202)에는 온도감응 차단밸브(206)가 구비되어 있어, 기준치 이상의 온도에 도달되면 드레인밸브(203)를 자동으로 차단하도록 구성될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 제3실시예와 관련된 수전박스(302) 내의 구성요소들 및 드레인 조작에 따른 물의 흐름을 개략적으로 도시한 개념도이다.

본 예의 수전박스(302)에는 드레인배관(17) 상에 온도센서(309)가 설치된 것을 보인다. 온도센서(309)는 드레인배관(17) 내의 물의 온도를 감지하여 컨트롤러(304)에 인가한다. 컨트롤러(304)는 온도센서(309)에 의해 감지된 값이 기준온도 미만이면 드레인밸브(303)를 개방시키고 드레인배관(17) 내의 물이 기준온도 이상이면 드레인밸브(303)를 차단시키도록 드레인밸브(303)를 제어할 수 있게 구성된다. 이에 따라, 수전(300)의 '드레인 모드'에서 버튼부(305)에 대한 조작이 있는 경우, 온도센서(309)의 감지결과에 따라 드레인밸브(303)의 동작 여부가 결정된다.

상기와 같이 설명된 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템은 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10: 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템
15: 제1냉수관 16: 온수관
17: 드레인배관 19: 제2냉수관
20: 제1물탱크 21: 정수위밸브
22: 오버플로배관 23: 변기급수배관
100: 수전 102: 수전박스
103: 드레인밸브 104: 컨트롤러
105: 버튼부 106: 온도감응 차단밸브
110: 수전몸체 115: 핸들부
121: 냉수유입배관 122: 온수유입배관
125: 온수드레인배관 130: 카트리지
131: 하우징 132: 가이드
133: 레버부재 137: 요크부재
140: 이동슬라이드 141: 연결홈
141a: 제1홈부 141b: 제2홈부
150: 고정슬라이드 151: 냉수공
152: 온수공 153: 드레인공
155: 혼합수공

Claims

제1냉수관과, 보일러로부터 공급되는 온수관 및 상기 온수관 내의 냉각된 온수를 배출시키기 위한 드레인배관에 연결되어, 냉수와 온수의 혼합 또는 혼합된 물을 개폐시키거나 상기 온수관 내의 냉각된 온수를 배출시킬 수 있게 형성된 수전;
상기 드레인배관 상에 배치되어 상기 드레인배관 내의 물을 개폐시킬 수 있게 형성된 드레인밸브;
상기 드레인밸브를 제어할 수 있게 형성된 컨트롤러;
상기 드레인배관에 연결되어 상기 드레인밸브가 개방된 경우 상기 온수관 내의 냉각된 온수가 채워지도록 형성된 제1물탱크;
상기 제1물탱크에 연결되며, 상기 제1냉수관으로부터 분기된 제2냉수관;
상기 제1물탱크 내의 물이 제1수위보다 낮을 때 상기 제2냉수관을 개방시켜 상기 제1물탱크로 물이 유입되도록 하고, 상기 제1물탱크 내의 물이 상기 제1수위에 도달하면 상기 제2냉수관을 차단시키는 정수위밸브;
상기 제1물탱크 내의 물이 상기 제1수위보다 높은 제2수위에 도달시 상기 제2수위를 넘는 물을 상기 제1물탱크로부터 배출시킬 수 있게 형성된 오버플로배관; 및
상기 제1수위 이하의 높이에서 상기 제1물탱크에 연결되며 상기 제1물탱크에 저장된 물이 자중에 의해 하방에 배치된 변기의 제2물탱크로 흐르도록 구성된 변기급수배관;을 포함하는, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2물탱크는 상기 변기급수배관에만 연결되고,
상기 제1물탱크는 상기 제2물탱크보다 높은 위치에 설치되어 상기 제1물탱크 내의 물이 자중에 의해 상기 제2물탱크로 채워질 수 있게 형성된, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 정수위밸브는 부력에 의하여 작동하는 플로팅밸브 형태로 형성된, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수전, 상기 드레인밸브 및 상기 컨트롤러를 감쌀 수 있게 형성된 수전박스를 더 포함하는, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제4항에 있어서,
상기 수전박스에 배치되며, 상기 드레인밸브가 개방상태로 변환되도록 하는 버튼부를 더 포함하는, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제5항에 있어서,
상기 드레인배관 상에 설치되며, 상기 드레인배관 내의 물이 기준온도 미만이면 상기 드레인배관을 개방시키고, 상기 드레인배관 내의 물이 기준온도 이상이면 상기 드레인배관을 차단시키는, 온도감응 차단밸브를 더 포함하는, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제4항에 있어서,
상기 드레인배관 상에 설치되며, 상기 드레인배관 내의 물의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 온도센서에 의해 감지된 값이 기준온도 미만이면 상기 드레인밸브를 개방시키고 상기 드레인배관 내의 물이 기준온도 이상이면 상기 드레인밸브를 차단시키도록 상기 드레인밸브를 제어할 수 있게 구성된, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제4항에 있어서,
상기 수전박스에 설치되며, 예약시간의 선택이 가능한 다이얼부를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 다이얼부의 조작에 의해 예약된 시간에 상기 드레인밸브를 개방시키고, 기준시간이 경과되면 상기 드레인밸브를 차단시키도록 상기 드레인밸브를 제어할 수 있게 구성된, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수전은,
냉수와 온수의 혼합 또는 혼합된 물을 개폐시키거나 냉각된 온수를 배출시킬 수 있게 형성된 카트리지; 및
상기 카트리지를 조작할 수 있게 상기 카트리지에 연결되는 핸들부를 포함하고,
상기 카트리지는,
상기 수전몸체 내에 설치될 수 있게 형성된 하우징;
상기 핸들부에 결합되며, 상기 하우징에 대하여 피봇팅되는 레버부재;
상기 하우징 내에 설치되고, 상기 제1냉수관과 연결되는 냉수공, 상기 온수관과 연결되는 온수공, 상기 드레인배관과 연결되는 드레인공 및 혼합수를 배출시키는 혼합수공이 형성된 고정슬라이드; 및
상기 고정슬라이드 상에 배치되고, 상기 레버부재에 의하여 구속되어 이동 가능하게 형성되며, 회전각에 따라 상기 냉수공 또는 상기 온수공과 상기 혼합수공 또는 상기 드레인공 사이를 선택적으로 연통시키는 연결홈이 형성된 이동슬라이드를 포함하는, 드레인 기능을 갖는 절수형 수전을 이용한 온수관 내 냉수 재활용 시스템.