KR100463005B1 - 충전카운팅카트리지를구비한수처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필터 카트리지 수명종료 표시 기구 및 수처리 장치용 필터 카트리지 어셈블리를 제공한다. 상기 수명종료 표시 기구는 상기 수처리 장치가 충전될 때마다 이동로를 따라 이동하는 플로트를 구비한다. 상기 플로트에 결합된 카운팅 기구는 필터 카트리지의 이용가능한 잔존수명에 대한 연속적인 시각적 표시를 제공한다. 상기 필터 카트리지 어셈블리는 필터 카트리지에 착탈가능하게 결합된 트레이를 구비한다. 상기 트레이는 카트리지의 출단부 아래에 위치하여 처리수에서 수처리 입자를 제거한다.

Description

충전-카운팅 카트리지를 구비한 수처리 장치{WATER TREATMENT DEVICE WITH FILL-COUNTING CARTRIDGE}
본 발명은 중력-공급 장치(gravity-fed device)와 같은 수처리 장치(water treatment device) 및 그러한 장치에 사용되는 필터 카트리지(filter cartridge)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 충전-카운팅 카트리지(fill-counting cartridge) 및 수처리 입자를 처리된 물로부터 제거하는 카트리지 어셈블리에 관한 것이다.
당해 기술 분야에는 가정용 수처리 장치들이 공지되어 있는데, 이러한 장치의 예에는 인라인(in-line) 장치(예를 들어, 싱크 아래의 인라인 장치), 말단(terminal end) 장치(예를 들어, 조리대 상판 또는 수도꼭지에 설치된), 및 배치(batch)식으로 물을 처리하는 일체 완비식 시스템(self-contained system)이 포함된다. 배치식 장치의 예로는 피처/카라페(pitcher/carafe), 및 예를 들어 물꼭지(spigot)로부터 처리된 물이 따라지는 대형 저장소(reservoir)가 있다. 배치식 수처리 시스템은 또한 커피 메이커와 같은 다른 장치들에 통합될 수도 있다. 이러한 일체 완비식 시스템들은 필터 카트리지에 의해 분리된 상부 및 하부 챔버를 구비하고 있으며, 이들 시스템은 상기 카트리지를 통해 상부 챔버에서 하부 챔버로 물을 부세하여 처리된 물을 생산하는데 있어 중력에 의존한다.
기계적 필터는 그를 통과하는 미립자들을 차단하여 물을 처리하며, 미립자 축적으로 인한 감소된 흐름을 통해 사전 수명종료 표시(ready end-of-life indication)를 제공한다. 화학적 제거 매체(즉, 숯계열 매체 및 이온 교환 매체)는 수처리를 위해 흡착 및 이온 교환같은 처리를 이용한다. 이러한 처리는 물 흐름을 감소시키거나 그 외 다른 수명종료 표시를 제공하지 않는다.
수명종료 표시가 매체에 의해 고유하게 제공되지 않는 경우 수명종료 표시를 제공하기 위한 여러 가지 방법이 있는데, 예를 들어 기계적 또는 전기적으로 처리된 물의 량을 합산하는 방법이 있다. 기계적 방법은 통상 터빈 및 기어 감축 기구(gear reduction mechanism)를 이용하며, 전기적인 방법은 압력변환기 및 물의 량을 총합하는 마이크로프로세서를 이용한다. 그러나 이러한 시스템들은 비교적 고가이며, 배치식 처리장치에는 적합하지 않다.
배치식 처리 시스템에 있어서, 장치가 충전된 회수를 카운팅함으로써 처리된 물의 량을 어림셈 하는 것이 알려져 있다. 그러한 종래 기술의 장치가 곧 특허사정이 예상되는 1994년 11월 17일자로 출원된 미국 특허출원 제 08/341,420호에 개시되어 있다. 상기 '341 충전-카운팅 시스템은 장치가 충전될 때마다 트레드 로드(threaded rod) 상에서 1회전하는 플로트(float)를 이용한다. 이 방법의 한 가지 단점은 이용 가능한 잔존수명(amount of useful life remaining)에 대한 연속적인 시각적 표시(visual indication)가 없으며, 단지 수명 종료시에만 표시를 제공한다는 것이다.
배치 시스템에 통상적으로 이용되는 엉성한 과립상의 활성 탄소 및 수지와 같은 비교적 엉성한 입자 매체(loose particle media)를 사용하는 경우, 매체 입자가 물과 더불어 카트리지로부터 빠져나오는 경향이 있다. 이러한 입자들을 섭취하는 것이 중요한 건강상의 우려가 되지 않을 지라도, 소비자들은 처리된 물에서 침전물이 나타나는 것을 보는 것이 바람직하지 않다는 것을 고려할 것이다. 이러한 결점을 갖고 있는 일례의 중력-공급 시스템이 미국특허 제 4,969,996호에 개시되어 있다.
따라서 본 발명의 목적은 필터 카트리지의 이용가능한 잔존수명의 연속적인 시각적 표시를 제공하는 신규의 충전-카운팅 기구를 제공하는데 있으며, 또한 처리수 내의 매체 입자의 수를 감소시키는 신규의 필터 카트리지 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[발명의 요약]
본 발명의 제 특징에 따르면, 중력-공급(gravity-fed) 수처리 장치용 필터 카트리지 수명종료 표시 기구(end-of-life mechanism)가 제공된다. 본원에는 카라페가 도시되었지만, 본 발명은 따름 주둥이(pour spigot)를 가진 대형 저장소 또는 커피 머신과 같은 다양한 다른 중력-공급 장치에 적용될 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 수명종료 표시 기구는 수처리 장치의 충전시 상승하고 물이 처리된 후 하강하는 플로트를 포함한다. 카운팅 기구(counting mechanism)는 상기 수처리 장치가 충전된 회수를 카운트한다. 상기 기구는 상기 플로트가 상승 및 하강할 때마다 이동로(escapement path)를 따라서 상기 플로트가 이동하게 되는 이동 기구(escapement mechanism)를 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 수명종료 표시 기구는 상기 수처리 장치의 충전회수를 카운팅하는 기구를 포함한다. 상기 충전-카운팅 기구는 물에 의해 이동되는 부재를 구비하며, 시각적인 표시부재가 상기 충전-카운팅 기구와 협동하여 필터 카트리지의 이용가능한 잔존수명의 연속적인 시각적 표시를 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 있어서, 본 발명은 처리수 내의 수처리 입자를 감소시키는 필터 카트리지 어셈블리를 포함한다. 중력-공급 시스템이 본원에 개시되지만, 본 발명은 또한 중력 이외의 매체를 통해 물이 부세되는 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명의 마지막 특징에 있어서, 본 발명은 수처리 장치용 필터 카트리지 어셈블리를 포함한다. 상기 어셈블리는 수처리 물질을 포함하며, 상부 입단부(upper inlet end) 및 하부 출단부(lower outlet end)를 가지는 필터 카트리지를 포함한다. 트레이가 상기 하부 출단부 아래에 위치한다. 상기 트레이는 상기 필터 카트리지에 착탈가능하게 결합되어 상기 수처리 장치로부터 분리가능하며, 상기 출단부로부터 흘러나온 처리수가 입단부를 향해 흘러서 상기 트레이를 통해 나오도록 구성 및 배치된다. 트레이는 상기 출단부로부터 나오는 수처리 물질 입자를 홀드하여 실질상 입자가 없는 처리수가 트레이로부터 흘러나오게 된다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수처리 장치의 확대 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 수명종료 표시 기구를 구비하는 필터 카트리지의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 이동로의 개략도,
도 4는 도 2의 4-4 라인을 따라 취해진 도 2에 도시된 필터 카트리지 수명종료 표시 기구의 상면도,
도 5는 본 발명에 따른 필터 카트리지 어셈블리의 단면도이다.
본원에 개시된 필터 카트리지(10)는 다양한 중력-공급 수처리 장치에 이용될 수 있다. 상기 필터 카트리지(10)는 예시목적으로 카라페(100) 내에 도시된다. 도 2를 참조하면, 카트리지(10)는 수처리 장치가 충전되는 회수를 카운트하는 기구(20)를 구비한다. 충전-카운팅 기구(20)가 필터 카트리지(10)와 일체로 되는 것으로 도시되었지만, 필터 카트리지에서 분리되어 사용될 수 있는 바, 재사용될 수 있다.
충전-카운팅 기구(20)는 수처리 장치가 충전될 때마다 이동로를 따라 전진되는 플로트(25)를 구비한다. 플로트(25)는 그 아래에서 채널(27)을 형성하는 복수의 하방연장 환상 벽(26)을 구비한다. 채널(27)은 공기를 포획해서 플로트(25)로 하여금 그 침지시 상승하게 한다.
"이동장치(escapement)"는 분리된 두 정지위치(stopped position) 사이에서 반복된 움직임을 통해서 한 경로(통상 원형)를 따라 한 부재가 전진되게 하는 기구이다. 일례의 이동로(escapement path)를 진자 시계에서 볼 수 있다. 본원에 기술된 것과 다른 이동로도 본 발명의 원리 내에서 이용될 수 있다. 예를 들어 상기 이동로는 원형 대신에 선형일 수 있다. 또한 시계의 진자에서와 같이, 두 개의 구별되는 위치 간에 이동하는 부재는 상기 이동로를 따라 이동되는 부재일 필요는 없다. 상기 이동로의 형태는 본원에 기술된 톱니형 이동로와 상이할 수 있다.
바람직한 이동로(30)는 각각 상부 이동장치(32)와 하부 이동장치(36) 내에 형성된 상부 경로(33) 및 하부 경로(37)를 포함한다. 도 3에서 잘 보여지는 바와 같이, 상부 경로(33)와 하부 경로(37)는 일반적으로 톱니형이며, 서로 오프셋(offset)된다.
플로트(25)는 다음과 같이 이동로(30)를 따라 이동한다. 도 2 및 3을 참조하면, 플로트(25)가 중심 기둥(28)을 따라 상승하면, 핀(29, 바람직한 플로트는 복수의 핀을 구비함)이 하부 경로(37)의 제 1 톱니(38)에서(위치 A) 상부 경로(33)의 제 1 톱니(34)로(위치 B)로 상승한다. 이어서 핀은 플로트(25)가 더욱 상승할 때 위치 B에서 위치 C로 제 1 톱니(34)를 따라 이동한다. 플로트(25)의 하강시 핀(29)은 하부 경로(37)의 제 2 톱니(39)(위치 D)로 하강하며, 이어서 위치 E로 더욱 하강한다 따라서 상기 플로트(25)가 상승 및 하강할 때마다 그것은 이동로(30)를 따라 한 톱니씩 전진하게 된다.
충전-카운팅 기구(20)는 다음과 같이 필터 카트리치(10)의 이용가능한 잔존수명의 연속적인 시각적 표시를 제공한다. 도 2 및 4를 참조하면, 플로트(25) 상의 기어(24)는 플로트(25)가 회전할 때 상부 이동장치(32)의 톱니(31)를 따라서 원형경로로 전진하는 유성기어(planetary gear; 22)와 맞물린다. 유성기어(22)는 커버(40) 내의 하나 이상의 개구(41)를 통해서 볼 수 있는 스템(23)을 구비한다. 유성기어(22)는 상부 이동장치(32)의 정지부(35)에 도달할 때까지 시계방향으로 이동한다(도 4의 화살표 참조). 예를 들어 카트리지 수명의 1/2이 남아 있을 때와 수명종료에 도달했을 때를 사용자에게 알려주기 위해서 커버(40) 상에 적절한 표시가 제공된다.
본원에 기술된 것과 다른 여러 가지의 연속적인 시각적 표시 기구가 본 발명의 원리 내에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기구는 플로트가 아닌 패들 휠(paddle wheel)과 같은 물에 의해 움직이는 부재일 수 있다. 여러 가지 방식으로 상기 물에 의해 움직이는 부재에 표시부재가 결합될 수 있다. 상기 기구는 또한 반드시 이동로를 구비할 필요는 없다.
물은 필터 카트리지(10)를 통해 다음과 같이 흐른다. 물은 커버(40)와 하부 이동장치(36) 내의 개구(41,43) 및 상부 이동장치(32) 내의 원형 주입공(inlet hole; 42)을 통해 유입되어 플로트 챔버(21)를 채운다. 수위의 강하시 상부 이동장치(32)와 플로트(25) 사이의 표면장력을 깨도록 하부 이동장치(36) 상에 하방 돌출 리브(45)가 제공되어 플로트(25)의 하강을 보장한다. 물은 플로트 챔버(21)로부터 하부 이동장치의 바닥에 있는 슬롯(46)을 통해 매체(12)로 진행한다. 물은 또한 슬롯(44)을 통해서 매체(12)로 직접 유입되는데, 상기 슬롯은 하부 이동장치(36)의 하부부분에 제공되어 수처리 장치의 상부 챔버 내의 모든 물이 사실상 필터 카트리지(10)로 들어가게 된다. 이어서 처리된 물이 하우징(14)의 바닥에 있는 슬롯(15)으로부터 필터 카트리지(10)에서 방출된다.
본 발명에 따른 필터 카트리지 어셈블리(50)를 도 1 및 5를 참조하여 기술한다. 상기 어셈블리(50)가 카라페(100)와 일체인 것으로 도시되어 있지만, 어셈블리(50)는 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 다른 수처리 장치에 이용될 수 있다.
필터 카트리지 어셈블리(50)는 도 1에서 카라페(100) 내에 도시된다. 카라페(100)는 오염수용의 상부 챔버를 형성하는 퍼넬(105)과 처리수용의 하부챔버를 형성하는 피처(102)를 구비한다. 피처(102)는 손잡이(103)와 따름 주둥이(104)로 이루어지고, 카라페(100)의 조립시 퍼넬(105)은 피처(102) 내로 삽입되며, 커버(101)가 꼭대기에 위치한다.
바람직한 필터 카트리지 어셈블리(50)를 도 5에 도시한다. 어셈블리(50)는 필터 카트리지(10) 및 120도의 간격이진 3개의 안쪽으로 마주보는 돌출부(56)에 의해 상기 카트리지(10)에 해체 가능하게 부착된 컵(55)을 구비하는데, 상기 돌출부는 상기 카트리지(10) 내의 대응 디텐트(detent; 16)에 스냅식으로 맞춰진다. 카트리지(10)는 하우징(14)의 상단부의 가장자리 둘레의 적당히 탄성이 있는 실링립(17)에 의해 퍼넬(105)의 하향 연장 실링면(106)에 실링된다. 컵(55)의 채널(54)은 필터 하우징(14)의 리세스(13) 내에 수용된다. 컵(55)의 채널(54)에 맞춰진 키(107)는 퍼넬(105)에 대해서 컵(55)과 카트리지(10)를 적절하게 정렬할 목적으로 설치된다.
컵(55)은 수처리 장치의 하부 챔버(여기서는 피처(102)) 내로의 수처리 매체(12) 입자의 진입을 방지하도록 구성 및 배치된다. 이는 특히 과립상 활성 탄소 및 이온 교환수지와 같은 엉성한 매체 입자가 사용되는 중력-공급 장치의 경우 중요한 관심사이다. 상부 입단부(18)로 유입된 오염수가 하부 출단부(19)로부터 매체입자(12)를 추방해서 컵(55)의 바닥(59)에 이르게 한다. 상기 입자는 처리수가 상방으로 통과할 때 컵(55)의 바닥(59)에 남게 된다. 처리수는 내벽(52)과 외벽(53) 사이의 갭(51)을 통해서 컵(50)으로부터 흘러나오게 되는데, 상기 외벽은 처리수를 하방으로 지향시키는 편향판으로 작용한다. 노치(58)는 컵(50)의 바닥(59)의 하면과 물 사이의 표면장력을 감소시킴으로써 이러한 흐름을 지원한다. 수처리 장치가 피처(102)인 경우 갭(51)은 바람직하게는 손잡이(103)와 같은 편에 위치하여, 물을 따를 때 컵(55)으로부터 입자가 나오지 못하도록 한다.
이런 식으로 컵(55)은 매체 입자가 피처(102)로 들어가는 것을 방지하는 트레이의 역할을 한다. 필터 카트리지(10)를 교체할 시기가 되면 컵(55)은 분리후 세정되어 다음 필터 카트리지에 재부착된다. 컵(55)은 처리수 내의 매체 입자의 량을 바람직하게 감소시키도록 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 다른 방식으로 구성될 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 구현예를 참조하여 기술하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 첨부된 청구범위의 사상 및 영역을 일탈치 않는 범위내에서 여러 가지로 당업자에 의해 수정 및 변경 실시될 수 있다.

Claims (14)

  1. 다음을 포함하는 중력-공급 수처리 장치용 필터 카트리지 수명종료 표시 기구:
    수처리 장치의 충전시 상승하고 수처리 종료후 하강하는 플로트; 및,
    상기 플로트가 상승하고 하강할 때마다 이동로를 따라서 상기 플로트가 전진하게 되는 이동 기구를 구비하는, 수처리 장치의 충전회수를 카운팅하는 수단.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 플로트가 일반적으로 원형의 이동로를 따라 중점 둘레를 회전하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이동로가 일반적으로 톱니형의 서로 오프셋되는 상부 및 하부 경로를 구비하여, 상기 플로트의 상승시에는 플로트가 상기 하부 이동로의 제 1 톱니로부터 상승하여 상기 상부 이동로의 제 1 톱니를 따라서 이동하며, 상기 플로트의 하강시에는 플로트가 상기 하부 이동로의 제 2 톱니와 맞물려서 상기 플로트를 전진시키는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 플로트가 상기 이동로와 맞물리도록 그로부터 연장된 적어도 하나의 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  5. 제 1항에 있어서, 필터 카트리지의 수명이 종료되었음을 알려주는 시각적 표시를 제공하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  6. 제 1항에 있어서, 필터 카트리지의 이용가능한 잔존수명을 알려주는 연속적인 시간적 표시를 제공하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 연속적인 시각적 표시수단이 상기 플로트가 상기 이동로를 따라 전진함에 따라 상기 플로트에 의해 이동되는 표시부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 표시부재가 상기 플로트 상의 대응 톱니와 맞물리는 기어이어서, 상기 플로트가 상기 이동로를 따라 회전함에 따라 상기 플로트가 일반적으로 원형 경로로 상기 표시 기어를 전진시키게 되며, 상기 표시 기어의 일부분은 필터 카트리지의 이용가능한 잔존수명에 대한 연속적인 시각적 표시를 제공하도록 가시적인 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 수명종료 표시 기구가 필터 카트리지와 일체로 된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명 종료 표시 기구.
  10. 다음을 포함하는 중력-공급 수처리 장치용 필터 카트리지 수명종료 표시 기구:
    물에 의해 이동되는 부재를 구비하는, 수처리 장치의 충전회수 카운팅 수단; 및,
    상기 충전회수 카운팅 수단과 협동하여 필터 카트리지의 이용 가능한 잔존수명을 연속적이며 시각적으로 표시하는 수단.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 부재가 플로트인 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 충전회수 카운팅 수단이 상기 플로트가 이동로를 따라 전진되는 이동 기구(escapement mechanism)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 잔존수명을 연속적이며 시각적으로 표시하는 수단이 상기 플로트가 상기 이동로를 따라 전진함에 따라 상기 플로트에 의해 이동되는 표시부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 수명종료 표시 기구는 필터 카트리지와 일체로 된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 수명종료 표시 기구.
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US08/640,205 1996-04-30
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