KR101409894B1 - 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 정수기는 원수의 유동 경로상에 구비되어 원수를 정화하는 필터 카트리지; 및 상기 원수 유동 경로를 단속하는 적어도 하나의 밸브를 포함하고, 상기 밸브는, 원수의 유입 또는 배출을 위한 유로가 구비된 밸브 바디; 및 상기 밸브 바디의 내측에 회동 가능하게 구비되어, 상기 필터 카트리지의 착탈을 위한 회전 동작에 따라 함께 회동되며, 상기 유로를 단속하는 유로단속부재를 포함한다.
Description
본 발명은 정수기에 관한 것이다.
정수기는 물에 포함된 불순물을 제거하여 정화시키는 장치이다. 이러한 정수기는 정수 방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 증류식, 역삼투압식 등으로 구분된다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 것은 직결식 정수기로 필터에 의한 정수가 이루어진다.
이러한 필터를 이용한 정수기는 원수를 정화시키는 필터와, 필터에 의해 정화된 정수수가 모이는 저수조를 구비하고 있으며, 경우에 따라 냉수 또는 온수를 공급하기 위한 히터 또는 냉각 시스템이 더 구비되기도 한다.
필터의 종류로는 수도꼭지 등의 외부 수원으로부터 유입되는 원수(수도수, 지하수 등)에 포함된 녹, 흙, 모래, 부유 고형물 등의 매크로사이즈의 이물질을 부직포를 이용하여 제거하는 세디먼트 필터(sediment filter)와, 콜의 광물질 또는 야자수나무를 고온에서 태워서 만든 활성탄을 이용한 흡착방식에 의해 트리할로 메탄 등의 잔류 염소성분을 제거하는 전처리 카본 필터(pre-carbeon filter), 폴리 아미드(polyamide) 보합막에 의해 0.0001 미크론 상당 미세한 기공을 통하여 수중의 각종 오염물질, 세균, 무기물질, 중금속 등을 제거하는 역삼투압 필터(membrane filter 또는 reverse osmosis filter(R/O)), 수중의 냄새, 가스 성분과 같은 이물질을 제거하는 후처리 카본 필터(post-carbon filer) 등을 들 수 있다.
종래의 정수기는 필터를 교체할 시, 누수가 발생하지 않도록 원수 공급을 위해 연결된 수도꼭지 등의 외부 수원을 먼저 차단한 후 어댑터로부터 필터를 분리시켰으나, 이 경우에도 정수기 내부의 유로 상에 남아 있는 잔수가 필터와 어댑터 간의 연결부위를 통해 외부로 누설되는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는 필터 카트리지의 교체 동작시 자동적으로 원수의 유입이 차단되는 정수기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는 다수개의 필터 카트리지를 구비한 정수기에서 필터 카트리지 사이에 원수 누설 방지를 위한 밸브를 구비하여, 다수개의 필터 카트리지 중 어느 것을 분리하더라도 원수의 누설이 발생하는 것을 방지할 수 있는 정수기를 제공하는 것이다.
본 발명의 정수기는 원수의 유동 경로상에 구비되어 원수를 정화하는 필터 카트리지; 및 상기 원수 유동 경로를 단속하는 적어도 하나의 밸브를 포함하고, 상기 밸브는 원수의 유입 또는 배출을 위한 유로가 구비된 밸브 바디; 및 상기 밸브 바디의 내측에 회동 가능하게 구비되어, 상기 필터 카트리지의 착탈을 위한 회전 동작에 따라 함께 회동되며, 상기 유로를 단속하는 유로단속부재를 포함한다.
다르게는, 본 발명의 정수기는 원수를 정화하는 적어도 하나의 필터 카트리지; 및 상기 필터 카트리지와 결합되어 상기 필터 카트리지 내로 공급되는 원수를 단속하는 제 1 밸브를 포함하고, 상기 제 1 밸브는 원수가 유입되는 유입구와, 원수를 상기 필터 카트리지로 배출하는 배출구가 형성된 제 1 밸브 바디; 및 상기 밸브 바디의 내측에 회동 가능하게 구비되어, 상기 필터 카트리지의 착탈을 위한 회전 동작에 따라 함께 회동되며, 상기 유입구를 단속하는 제 1 유로단속부재를 포함한다.
본 발명의 정수기는 필터 카트리지의 교체를 위한 회전 동작에 따라 자동적으로 원수의 유입이 차단되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정수기는 다수 개의 필터 카트리지 중 어느 것을 분리 시키더라도 원수의 누설을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정수기는 필터 카트리지의 교체을 위한 회전 동작에 따라 유로단속부재도 함께 회전되며 원수의 유도 경로를 단속하며, 특히, 유로단속부재의 회전을 위한 구동력을 사용자가 직접 제공하기 때문에, 구동 구조가 매우 간단하면서도 확실한 단속 기능이 보장되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정수기는 유로단속부재의 외주면에 패킹이 구비되기때문에, 유로단속부재의 길이 방향과 직교하는 반경방향을 따른 원수의 유입 또는 배출을 단속하는데 효과적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 정수기에 적용된 필터 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A를 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B를 따라 절개한 단면도이다.
도 5a는 제 1 필터 카트리지가 장착된 상태를 도시한 것이다.
도 5b는 제 1 필터 카트리지를 교체하기 위해 회동시킨 상태를 도시한 것이다.
도 6a는 제 1 밸브를 도시한 것이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 제 1 유로단속부재를 도시한 것이다.
도 7a는 제 2 밸브를 도시한 것이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 제 2 유로단속부재를 도시한 것이다.
도 8a는 제 3 밸브를 도시한 것이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 유로단속부재를 도시한 것이다.
도 8c는 도 8a에 도시된 제 3 밸브 바디의 분해 사시도이다.
도 8d는 도 8c의 C-C를 따라 절개한 제 3 밸브 바디의 단면도이다.
도 9a는 제 2 필터 헤드를 도시한 사시도이다.
도 9b는 도 9a를 D-D를 따라 절개한 단면도이다.
도 2는 도 1의 정수기에 적용된 필터 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A를 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B를 따라 절개한 단면도이다.
도 5a는 제 1 필터 카트리지가 장착된 상태를 도시한 것이다.
도 5b는 제 1 필터 카트리지를 교체하기 위해 회동시킨 상태를 도시한 것이다.
도 6a는 제 1 밸브를 도시한 것이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 제 1 유로단속부재를 도시한 것이다.
도 7a는 제 2 밸브를 도시한 것이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 제 2 유로단속부재를 도시한 것이다.
도 8a는 제 3 밸브를 도시한 것이다.
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도 8c는 도 8a에 도시된 제 3 밸브 바디의 분해 사시도이다.
도 8d는 도 8c의 C-C를 따라 절개한 제 3 밸브 바디의 단면도이다.
도 9a는 제 2 필터 헤드를 도시한 사시도이다.
도 9b는 도 9a를 D-D를 따라 절개한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1)는 본체(2)와, 본체(2) 전면에 구비되어 사용자로부터 각종 제어명령을 입력받기 위한 버튼, 조작키 등의 입력수단 또는 정수기 작동 상태를 표시하는 각종 정보들을 표시하기 위한 표시수단이 구비된 컨트롤 패널(3)과, 취수공(미도시)을 통해 정수된 물이 취수되도록 사용자가 조작하는 레버(4)를 포함한다.
도 2는 도 1의 정수기에 적용된 필터 어셈블리를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A를 따라 절개한 단면도이다. 도 4는 도 2의 B-B를 따라 절개한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 정수기(1)는 다수의 필터를 포함할 수 있다. 이러한 필터들은, 세디먼트 필터(sediment filter), 전처리 카본 필터(pre-carbon filter), 역삼투압 필터(membrane filter 또는 reverse osmosis filter(R/O)), 후처리 카본 필터(post-carbon filer) 등을 포함할 수 있다.
이하, 정수기(1)는 전처리 카본 필터(11)가 구비된 제 1 필터 카트리지(10), 역삼투압 필터(21)가 구비된 제 2 필터 카트리지(20) 및 후처리 카본 필터(31)가 구비된 제 3 필터 카트리지(30)를 포함하는 것으로 설명하나, 필터 카트리지 또는 필터의 종류, 개수, 배치 순서가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전처리 카본 필터(11)는 야자껍질, 목재, 석탄 등의 원료를 사용하여 고온에서 소성시킨 탄소 소재로써 활성화 과정에서 분자 크기 정도의 미세 세공이 형성된 무정형 활성 탄소의 집합체로 이루어지며, 형태에 따라서는 입자상(GAC: Granular Activated Cartbon), 분말상(PAC: Powder Activated Carbon), 섬유상(ACF: Activated Carbon Fiver) 등으로 구분되고, 원료에 따라서는 야자각, 목재, 톱밥, 목탄 등을 이용한 식물계, 역청탄, 무연탄, 갈탄, 아탄 등을 이용한 석탄질, 석유잔사, 황산 슬러지, 오일카본 등을 이용한 석유질로 구분될 수 있다.
역삼투압 필터(21)는 강제로 역삼투압을 작용시켜 물 속의 불순물 농도가 높은 쪽으로부터 낮은 쪽으로 원수(이하, 원수는 모든 필터에 의해 정수 처리가 완료되기 전의 물의 의미한다.)를 이동시켜 정수하는 방식으로, 즉, 수압에 의하여 물은 극도로 미세한 다공성 구조로 이루어진 필터막을 통과하나, 오염물질은 필터막을 통과하지 못하고 걸러진다. 역삼투압 필터(21)를 이용한 정수 방식은 경우에 따라서는 자연압 또는 수도압력만으로는 충분한 수압을 가하기 어렵기 때문에, 압력펌프와 별도의 저수 탱크가 더 구비될 수 있다.
역삼투압 필터(21)는 TFC(Thin Film Composite), 즉 여러 겹의 얇은 필름 형태의 필터막 복합체로 이루어질 수 있다. 이러한, 이러한 TFC 방식의 소재는 초박막 밀도층(ultra-thin dense layer)과 다공 기질층(porous substrate layer)을 포함할 수 있고, 밀도층은 폴리아미드(polyamide), 다공성 기질층은 폴리술폰(polysulfone)을 주원료로 하여 형성될 수 있다.
한편, 실시예에 따라 역삼투압 필터(21)는 저압형 역삼투막(Nano Filtration-Low Pressure)을 포함할 수 있고, 저압형 역삼투막은 저압에서도 정수능력이 확보될 수 있도록 막 표면의 기공크기를 기존의 역삼투막보다 크게, UF(Ultrafiltration Membrane)막 보다는 작은 0.0001 내지 0.001 미크론 사이가 되도록 만든 것으로, 별도의 고압펌프 없이 수도의 압력만으로 사용할 수 있는 이점이 있어, 가전용 정수기에 적합하다.
한편, 원수가 역삼투압 필터(21)를 거치게 되면서 거의 모든 불순물이 제거가 되나, 다시 한번 후처리 카본 필터(31)를 거침으로써 물에 용해되어 있는 가스성분과 냄새성분을 제거하여 신선한 물맛을 낼 수 있다. 후처리 카본 필터(31)는 실질적으로 전처리 카본 필터(11)와 동일하게 구성되며, 예를 들어, 활성 탄소의 집합체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1)는 원수가 차례로 통과하면 정수되는 제 1 필터 카트리지(10), 제 2 필터 카트리지(20) 및 제 3 필터 카트리지(30)를 포함한다. 각각의 필터 카트리지에는 그 용도에 따라 필터가 구비되고, 이하, 제 1 필터 카트리지(10)에는 전처리 카본 필터(11), 제 2 필터 카트리지(20)에는 역삼투압 필터(21), 제 3 필터 카트리지(30)에는 후처리 카본 필터(31)가 구비되는 것을 예로 드나, 본 발명의 정수기에 포함되는 필터 카트리지의 개수, 종류, 연결 순서 등이 이에 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.
제 1 필터 카트리지(10)는 전처리 카본 필터(11)가 수용된 필터 수용부(12)와 제 1 필터 헤드(70)를 포함한다. 실시예에 따라, 필터 수용부(12)는 다수의 부재가 결합된 것으로 구성될 수 있으며, 본 실시예에 따른 필터 수용부(12)는 원수와 필터(11)가 담길 수 있도록 일정한 공간을 제공하는 수용부 본체(12a)와, 수용부 본체(12a) 내로 필터(11)의 취출이 용이하도록 수용부 본체(12a)와 분리 가능하게 결합되는 수용부 캡(12b)을 포함한다. 마찬가지로, 제 2 필터 카트리지(20)의 필터 수용부(22)는 수용부 본체(22a)와 수용부 캡(22b)을 포함할 수 있으며, 제 3 필터 카트리지(30)의 필터 수용부(32)는 수용부 본체(32a)와 수용부 캡(32b)을 포함할 수 있다.
한편, 커버부(50)는 각 필터 헤드(70, 80, 90)와 분리 가능하게 결합되어 필터 헤드(70, 80, 90)의 외형을 감싸는 것이다.
제 1 필터 헤드(70)는 필터 수용부(12) 내부로 공급되는 원수가 유입되는 유입구(73)와, 필터(11)에 의해 여과된 원수를 제 2 필터 카트리지(20) 측으로 배출하는 배출구(75)를 포함한다.
본 실시예에 따른 정수기(1)는 필터 카트리지들(10, 20, 30)의 개수에 대응하여 어댑터(50)들이 구비되고, 각각의 어댑터(50)들에는 이와 대응하는 필터 카트리지가 분리 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 어댑터(50)들은 실질적으로 모두 동일한 구성이다. 필터 카트리지는 어댑터(50)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 교체시 필터 카트리지를 들어 올리는 동작을 통해 어댑터(50)로부터 분리된다. 예를 들어, 도 5a 내지 도 5b에는 제 1 필터 카트리지(10)가 장착되는 어댑터(50)가 도시되어 있다. 어댑터(50)는 서로 나란하게 형성되는 한 쌍의 측벽부(51a, 51b)를 포함하고, 측벽부(51a)에는 제 1 밸브(100)가 삽입 지지되는 지지홈이 형성되고, 이탈방지부재(52)는 상기 지지홈과 분리 가능하게 결합되어, 상기 지지홈으로부터 제 1 밸브(100)가 이탈되는 것을 방지한다. 마찬가지로, 측벽부(51b)에는 제 2 밸브(200)가 삽입 지지되는 지지홈이 형성되고, 상기 지지홈에 이탈방지부재가 분리 가능하게 결합될 수 있다. 한편, 제 2 필터 카트리지(20) 또는 제 3 필터 카트리지(30)가 장착되는 어댑터(50)의 양 측벽부(51a, 51b) 중 어느 하나는 해당 필터 카트리지(예를 들어, 제 2 필터 카트리지(80))로 유입되는 원수를 단속하는 밸브(예를 들어, 제 2 밸브(200)를 지지하고, 다른 하나는 다음 번 필터 카트리지(예를 들어, 제 3 필터 카트리지(90))로 유입되는 원수를 단속하는 밸브(예를 들어, 제 3 밸브(300))를 지지한다.
도 6a는 제 1 밸브를 도시한 것이다. 도 6b는 도 6a에 도시된 제 1 유로단속부재를 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6b을 참조하면, 제 1 밸브(100)는 제 1 필터 카트리지(10)로 유입되는 원수를 단속한다. 제 1 밸브(100)는 제 1 필터 헤드(70)의 유입구(73) 측에 결합된다. 제 1 밸브(100)는 원수의 유입이 이루어지는 유입구(112)와 배출이 이루어지는 배출구(113)가 형성된 제 1 밸브 바디(110)와, 제 1 밸브 바디(110)의 내측에 회동 가능하게 구비되어 유입구(112)를 단속하는 제 1 유로단속부재(120)를 포함한다.
제 1 유로단속부재(120)는 제 1 필터 헤드(70)의 회전 동작 시 함께 회전되며 유입구(112)를 단속한다. 제 1 유로단속부재(120)는 제 1 필터 헤드(70)와 결합되어 일체로 회전되는 회전부재(121)와, 회전부재(121)의 외주면에 구비되는 패킹(125)를 포함한다. 패킹(125)은 회전부재(121)의 회전축에 대하여 대칭으로 한 쌍이 구비될 수 있다.
제 1 필터 헤드(70)의 회전 동작에 따라 제 1 유로단속부재(120)가 일체로 회전될 수 있도록, 제 1 필터 헤드(70)는 제 1 유로단속부재(120)와 커플링(coupling) 결합된다. 여기서, 커플링 또는 축이음 겹합이란, 한 측에서 다른 측으로 동력이 전달되도록 하는 결합 관계로 정의될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 1 필터 헤드(70)의 회전 시 제 1 유로단속부재(120)가 함께 회전될 수 있도록 결합되는 관계를 말한다. 이러한 커플링 결합은 스플라인, 키, 핀, 코터 등의 다양한 이음 수단을 이용하여 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 회전부재(121)의 종축을 따라 연장된 돌출부(121b)와, 돌출부(121b)에 대칭으로 한 쌍의 키(121c)가 형성되고, 제 1 필터 헤드(70)에는 한 쌍의 키(121c)가 삽입되는 한 쌍의 키홈(미도시)이 형성되었다. 참고로, 도 9b에는 제 2 필터 헤드(80)에 형성된 키홈(83a)이 도시되어 있으며, 이러한 구조는 제 1 필터 헤드(70)와 제 3 필터 헤드(90)에도 동일하게 적용될 수 있으며, 특히, 본 실시예에서 제 1 필터 헤드(70), 제 2 필터 헤드(80) 및 제 3 필터 헤드(90)는 서로 다른 참조부호들이 부여되었으나, 부품의 공용화를 위해서 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
도 5a 및 도 6을 참조하면, 제 1 필터 카트리지(10)의 장착이 완료된 상태에서 패킹(125)은 유입구(112)를 회피하는 위치에 오게 되고, 따라서, 유입구(112)가 개방되며 원수의 유입이 이루어진다. 유입구(112)를 통해 유입된 원수는 제 1 밸브 바디(110)의 내주면과 제 1 유로단속부재(120)의 외주면 사이를 따라 유동되어, 제 1 필터 헤드(70)의 유입구(73)를 통해 필터 수용부(12) 내측으로 공급된다. 이렇게 공급된 원수는 필터(11)의 외측에서 내측으로 유동되며 여과된 후, 필터 수용부(12)의 배출구(14)를 통해 배출되어, 다시 제 1 필터 헤드(70)의 배출구(75)를 통해 배출된다. 여기서, 제 1 필터 헤드(70)는 유입구(73)로부터 필터 수용부(12) 내측으로 원수가 안내되는 이동경로와, 필터 수용부(12)의 배출구(14)로부터 제 1 필터 헤드(70)의 배출구(75)로 원수가 안내되는 이동경로가 서로 분리 형성되었다. 유로연결부재(44)는 외부 수원으로부터 원수가 공급되는 원수 공급관(미도시)와 유입구(112)를 연결하는 것이다.
한편, 제 1 밸브 바디(110)의 내주면과 제 1 유로단속부재(120)의 외주면 사이를 통해 원수가 원활하게 유동될 수 있도록, 제 1 유로단속부재(120)의 외주면에는 원수의 유동방향을 따라 연장되는 유동홈(121a)이 형성될 수 있다. 이러한 유동홈(121a)은 패킹(125)을 사이에 두고 대칭으로 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 교체를 위해 제 1 필터 카트리지(10)가 들어올려진 상태에서 패킹(125)은 제 1 밸브 바디(110)의 내주면 상에 형성된 유입구(112)를 기밀시켜 원수의 유입을 차단한다. 패킹(125)은 유연한 재질로 형성될 수 있으며, 유입구(112)와 대응하는 형상으로 돌출된 기밀돌기(125a)를 포함할 수 있다. 기밀돌기(125a)는 유입구(112) 내측으로 억지끼움 되거나, 이와는 다르게 유입구(112) 둘레를 감싸며 밸브 바디(110)의 내주면에 압착될 수 있다.
도 7a는 제 2 밸브를 도시한 것이다. 도 7b는 도 7a에 도시된 제 2 유로단속부재를 도시한 것이다. 도 9a는 제 2 필터 헤드를 도시한 사시도이다. 도 9b는 도 9a를 D-D를 따라 절개한 단면도이다.
도 3, 도4a, 4b 및 도 7을 참조하면, 제 1 필터 카트리지(10)와 제 2 필터 카트리지(20)는 제 2 밸브(200)를 통해 서로 연결된다.
제 2 밸브(200)는 제 1 필터 카트리지(10)를 통과한 원수가 제 2 필터 카트리지(20)로 유동될 수 있도록 연결하는 것이다. 제 2 밸브(200)는 제 2 밸브 바디(210)와 제 2 유로단속부재(220)를 포함한다.
제 2 밸브 바디(210)는 제 1 필터 카트리지(10)를 통과하며 여과된 원수가 유입되는 제 1 유입구(212)와, 제 2 유로단속부재(220)의 회전 동작에 따라 개폐되어, 개방 시 후술하는 제 2 유로단속부재(220)의 제 1 분리유로(222)를 통해 안내된 원수를 순환유로의 입구단(47) 측으로 안내하는 제 1 배출구(213)와, 제 1 배출구(213)와 함께 개방되어 순환유로 출구단(48)에서 토출된 원수가 유입되는 제 2 유입구(214)를 포함한다.
제 2 유로단속부재(220)는 제 1 필터 헤드(70)의 배출구(75)와 연통된 연결부(227)를 통해 원수가 유입된다. 실시예에 따라, 연결부(227)에는 원수의 유동방향이 정방향(필터들을 차례로 통과하며 여과되는 원수의 유동방향)인 경우에는 제 1 필터 헤드(70)의 배출구(75)를 개방시키고, 반대로 역방향인 경우에는 제 1 필터 헤드(70)의 배출구(75)를 폐쇄시키는 체크밸브(41)가 삽입 지지될 수 있다. 이 경우, 연결부(227)에 체크밸브(41)가 삽입된 상태에서도 원수가 제 2 유로단속부재(220)의 내측으로 유입될 수 있도록 원수 유입공(227a)이 형성된다.
제 2 유로단속부재(220)는 제 2 밸브 바디(210)의 내측에 회동 가능하게 구비되어 제 2 필터 카트리지(20)의 교체 시 함께 회전된다. 제 2 유로단속부재(220)의 회전 위치에 따라 제 1 배출구(213)와 제 2 유입구(214)가 함께 단속된다. 제 2 유로단속부재(220)는 제 2 필터 헤드(80)와 결합되어 일체로 회전되는 회전부재(221)와, 회전부재(221)의 외주면에 구비되는 적어도 하나의 패킹(225)을 포함한다. 패킹(225)은 회전부재(221)의 회전축에 대하여 대칭으로 한 쌍이 구비될 수 있으며, 이 경우, 교체를 위해 제 2 필터 카트리지(20)를 들어올릴 경우, 상기 한 쌍의 패킹 중의 어느 하나는 제 1 배출구(213)로의 원수 배출을 차단시키고, 다른 하나는 제 2 유입구(214)를 통한 원수의 유입을 차단시킨다. 따라서, 제 2 필터 카트리지(20)의 교체 시, 제 1 배출구(213)를 통한 원수의 역류 또는 제 2 유입구(214)를 통한 원수의 유입이 차단되어 원수의 누설을 방지할 수 있다.
패킹(225)은 유연한 재질로 형성될 수 있으며, 각각의 패킹은 제 1 배출구(213) 또는 제 2 유입구(214)와 대응하는 형상으로 돌출된 기밀돌기(225a)를 포함할 수 있다. 기밀돌기(225a)는 제 1 배출구(213) 또는 제 2 유입구(214) 내측으로 억지끼움 되거나, 이와는 다르게 상기 제 1 배출구 또는 제 2 유입구 둘레를 감싸며 제 2 밸브 바디(210)의 내주면에 압착될 수 있다.
제 2 필터 헤드(80)의 회전 동작에 따라 제 2 유로단속부재(220)가 일체로 회전될 수 있도록, 제 2 필터 헤드(80)는 제 2 유로단속부재(220)와 커플링(coupling) 결합된다. 본 실시예에서는 회전부재(221)의 종축을 따라 연장된 돌출부(221b)와, 돌출부(221b)에 대칭으로 한 쌍의 키(221c)가 형성되고, 제 2 필터 헤드(80)에는 한 쌍의 키(221c)가 삽입되는 한 쌍의 키홈(83a)이 형성되었다.
한편, 제 2 유로단속부재(220)는 내측으로, 상호 간에 원수가 섞이지 않도록, 유로 분리판(226)에 의해 분리된 제 1 분리 유로(222) 및 제 2 분리 유로(223)를 포함한다.
제 2 밸브 바디(210)의 제 1 유입구(212)를 통해 유입된 원수는 제 1 분리유로(222)를 따라 이동된다. 이때, 제 2 필터 카트리지(20)가 정상적으로 장착된 상태에서 제 1 배출구(213)는 개방된 상태이기 때문에, 제 1 분리유로(222)를 따라 안내된 원수가 제 1 배출구(213)를 통해 순환유로 입구단(47)측으로 이송되고, 입구단(47)에 형성된 유입구(47a)를 통해 순환유로로 유입된다. 상기 순환유로 상에는 솔레노이드 밸브(미도시) 또는 오토 셧오프 밸브(auto shut off valve미도시) 등의 유로단속수단이 구비될 수 있다. 솔레노이드 밸브는 제 1 배출구(213)와 제 2 유입구(214) 사이의 순환유로 상에 구비되어, 제 1 필터 카트리지(10)를 통과한 정수수의 압력에 따라 상기 순환유로를 단속한다. 실시예에 따라, 정수수의 압력에 따라 상기 솔레노이드 밸브에 제어신호를 출력하는 압력스위치(미도시)가 더 구비될 수 있다
한편, 실시예에 따라 순환유로에는 오토 셧오프 밸브가 구비될 수 있으며, 이것은 파스칼의 원리를 이용한 밸브로서, 정수수의 압력이 설정압력에 도달한 경우 원수 유입을 자동으로 차단한다.
순환유로를 따라 순환된 원수는 상기 유로단속수단의 제어에 따라 순환유로 출구단(48)의 배출구(48a)를 통해 배출되고, 이렇게 배출된 원수는 다시 제 2 분리유로(223) 내로 유입되어 제 2 필터 헤드(80)의 유입구(83)를 통해 유입된다.
즉, 제 2 필터 카트리지(80)가 정상적으로 장착이 완료된 상태에서는 제 1 배출구(213)와 제 2 유입구(214)가 모두 개방되어, 원수가 제 1 분리유로(222), 제 1 배출구(213), 제 2 유입구(214) 및 제 2 분리유로(223)을 차례로 경유하여 제 2 필터 카트리지(20)로 이송된다.
반대로, 교체를 위해 제 2 필터 카트리지(20)가 들어 올려진 상태에서는, 제 2 유로단속부재(220)의 회전된 위치가 한 쌍의 패킹(225) 각각이 제 1 배출구(213) 및 제 2 유입구(214)를 모두 기밀하는 위치에 오게 되고, 따라서, 제 1 분리유로(222)로부터 순환유로로의 원수의 배출과, 순환유로로부터 제 2 분리유로(223)로의 원수의 유입 모두가 차단되어, 순환유로 상에 남은 잔수가 역류하여 외부로 누설되는 것이 방지된다.
제 2 필터 카트리지(20)는 역삼투압 필터(21)가 수용된 필터 수용부(22)와, 제 2 필터 헤드(80)를 포함한다. 제 2 필터 헤드(80)는 필터 수용부(22) 내부로 공급되는 원수가 유입되는 유입구(83)와, 필터(21)에 의해 여과된 원수를 제 3 필터 카트리지(30) 측으로 배출하는 배출구(85)가 형성된다.
제 2 유로단속부재(220)의 제 2 분리유로(223)로부터 배출된 원수는 제 2 필터 헤드(80)의 유입구(83)을 통해 유입되고, 이렇게 유입된 원수는 필터 수용부(22) 내로 유입되어 역삼투압 필터(21)를 외측에서 내측으로 투과하며 여과되고, 여과된 원수는 필터 수용부(22)의 배출구(24)를 통해 다시 제 2 필터 헤드(80) 내로 유입된다.
도 9a 내지 도 9b를 참조하면, 제 2 필터 헤드(80)에는 필터 수용부(22) 내측에 모인 농축수를 외부로 배출하기 위한 농축수 배출관(84, 도 9a 참조)이 형성될 수 있다. 농축수 배출관(84)을 통해 배출된 농축수는 소정의 유로를 따라 외부로 배출되며, 이러한 유로 상에는 배출되는 농축수의 유량을 조절하는 유동저항(flow restrictor, 미도시)이 구비될 수 있다.
한편, 제 2 필터 헤드(80)는 유입구(83)를 통해 필터 수용부(22) 내로 유입되는 원수의 이동경로와, 필터 수용부(22)로부터 농축수 배출관(84)으로 이동되는 농축수의 이동경로와, 역삼투압 필터(21)에 의해 여과된 원수가 필터 수용부(22)의 배출구(24)로 이동되는 이동경로가 서로 분리 형성된다. 이를 위해, 제 2 필터 헤드(80)는 필터 수용부(22)의 배출구(24)와 결합되는 원수 배출관(87)과, 원수 배출관(87)의 둘레를 감싸며 형성되어 그 자신의 내주면과 원수 배출관(87)의 외주면 사이에 농축수의 이동경로를 형성하는 농축수 배출관(84)을 포함할 수 있으며, 유입구(83)로부터 필터 수용부(22) 내측으로 유입되는 원수와 농축수는 농축수 배출관(84)에 의해 서로 섞이지 않고 분리된다.
농축수 배출관(84)은 제 2 필터 헤드(80)의 상측방향으로 연장될 수 있으며, 농축수 배출관(84)은 소정의 연결부재를 통해 농축수 배출유로(농축수를 정수기(1) 외부로 배출시키는 유로를 말함.)와 연결된다. 상기 연결부재는 적어도 두 개의 엘보우(elbow, 49a, 49b)를 포함하는 유니버셜 조인트(universal joint)로 구성될 수 있으며, 이 경우 어댑터(50) 내부의 협소한 공간을 효과적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 제 2 필터 카트리지(20)의 회전동작이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
도 8a는 제 3 밸브를 도시한 것이다. 도 8b는 도 8a에 도시된 유로단속부재를 도시한 것이다. 도 8c는 도 8a에 도시된 제 3 밸브 바디의 분해 사시도이다. 도 8d는 도 8c의 C-C를 따라 절개한 제 3 밸브 바디의 단면도이다. 도 3, 도 4, 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 제 2 필터 카트리지(20)와 제 3 필터 카트리지(30)는 제 3 밸브(300)를 통해 서로 연결된다.
제 3 밸브(300)는 제 2 필터 카트리지(20)를 통과하며 여과된 원수가 제 3 필터 카트리지(30)로 유동될 수 있도록 연결하는 것이다. 제 3 밸브(300)는 제 2 필터 카트리지(20)를 통과한 원수가 유입되는 유입구(312)와, 유입구(312)를 통해 유입된 원수를 제 3 필터 카트리지(30)로 배출하는 배출구(313)가 형성된 제 3 밸브 바디(310)와, 제 3 밸브 바디(310) 내측에 회동 가능하게 구비되어, 그 회전 위치에 따라 유입구(312)로부터 배출구(313)로의 원수의 유동을 단속하는 제 3 유로단속부재(320)을 포함한다.
보다 상세하게, 제 3 밸브 바디(310)는 분리벽(317)에 의해 유입구측 공간(312a)과 배출구측 공간(313a)으로 구획되는 관부(311)와, 관부(311)로부터 외측으로 돌출 형성되어 유입구측 공간(312a)으로부터 배출구측 공간(313a)으로 원수가 이동될 수 있도록 유로를 형성하는 유로 형성부(315)를 포함한다. 유로 형성부(315)는 유로 형성부 입구(316a)를 통해 유입구측 공간(312a)과 연통되고, 유로 형성부 출구(316b)를 통해 배출구측 공간(313a)과 연통된다.
또한, 분리벽(317)로부터 유입구측 공간(312a)으로 체크벨브 지지부(318)가 돌출 형성될 수 있다. 원수의 유동 방향에 따라 제 2 필터 헤드(80)의 배출구(85)를 단속하는 체크밸브(42)가 체크밸브 지지부(318)의 내측에 습동가능하게 구비될 수 있다.
분리벽(317)로부터 배출구측 공간(313a)으로 유로단속부재 지지부(319)가 돌출 형성될 수 있고, 이 경우, 제 3 유로단속부재(320)는 유로단속부재 지지부(319)에 외삽된다.
제 3 유로단속부재(320)는 제 3 필터 헤드(90)의 회전 동작 시 함께 회전되며 유로 형성부 출구(316b) 단속한다. 제 3 유로단속부재(320)는 제 3 필터 헤드(90)와 결합되어 일체로 회전되는 회전부재(321)와, 회전부재(321)의 외주면에 구비되는 패킹(325)를 포함한다. 패킹(325)은 회전부재(321)의 회전축에 대하여 대칭으로 한 쌍이 구비될 수 있다.
제 3 필터 헤드(90)의 회전 동작에 따라 제 3 유로단속부재(320)가 일체로 회전될 수 있도록, 제 3 필터 헤드(90)는 유로단속부재(310)와 커플링(coupling) 결합된다. 본 실시예에서는 회전부재(321)의 종축을 따라 연장된 돌출부(321b)와, 돌출부(321b)에 대칭으로 한 쌍의 키(321c)가 형성되고, 제 3 필터 헤드(90)에는 한 쌍의 키(321c)가 삽입되는 한 쌍의 키홈(미도시)이 형성되었다.
제 3 유로단속부재(320)는 유로 형성부 출구(316b)를 단속한다. 제 3 필터 카트리지(30)가 정상적으로 장착된 상태에서는 패킹(325)이 유로 형성부 출구(316b)를 회피하는 위치에 오게 되고, 따라서, 원수가 유로 형성부 출구(316b)를 통해 배출구측 공간(313a)으로 유입된다. 제 3 밸브 바디(310)의 내주면과 제 3 유로단속부재(320)의 외주면 사이를 통해 원수가 원활하게 유동될 수 있도록, 제 3 유로단속부재(320)의 외주면에는 원수의 유동방향을 따라 연장되는 유동홈(321a)이 형성될 수 있다. 이러한 유동홈(321a)은 패킹(325)을 사이에 두고 대칭으로 형성될 수 있다.
교체를 위해 제 3 필터 카트리지(30)가 들어올려진 상태에서, 패킹(325)은 유로 형성부 출구(316b)를 기밀시켜, 유입구측 공간(312a)으로부터 배출구측 공간(313a)으로의 원수의 유동을 차단한다. 패킹(325)은 유연한 재질로 형성될 수 있으며, 유로 형성부 출구(316b)와 대응하는 형상으로 돌출된 기밀돌기(325a)를 포함할 수 있다. 기밀돌기(325a)는 유로 형성부 출구(316b) 내측으로 억지끼움 되거나, 이와는 다르게 유로 형성부 출구(316b) 둘레를 감싸며 밸브 바디(310)의 내주면에 압착될 수 있다.
도 8d를 참조하면, 유로 형성부(315)는 관부(311)의 외주면으로부터 돌출 형성되어 내측으로 원수의 유동 공간이 형성되는 관상의 돌출부(315a), 돌출부(315a)의 개구된 일단에 결합되는 개구부 커버(315b)를 포함한다. 돌출부(315a)와 개구부 커버(315b)사이를 기밀시키기 위한 밀봉부재(315c)가 더 구비될 수 있고, 돌출부(315a)의 개구된 일단에는 연질의 밀봉부재(315c)의 안착을 위한 안착홈(315d)이 형성될 수 있다. 안착홈(315d)내에 밀봉부재(315c)를 삽입한 후 개구부 커버(315b)를 돌출부(315a)와 열융착 방식으로 결합함으로써, 원수의 누설이 확실하게 방지될 수 있다.
제 3 필터 카트리지(30)는 후처리 카본 필터(31)가 수용된 필터 수용부(32)와, 제 3 필터 헤드(90)를 포함한다.
필터 수용부(32)는 다수의 부재가 결합된 것으로 구성될 수 있으며, 본 실시예에 따른 필터 수용부(32)는 원수와 필터(31)가 담길 수 있도록 일정한 공간을 제공하는 수용부 본체(32a)와, 수용부 본체(32a) 내로 필터(31)의 취출이 용이하도록 수용부 본체(32a)와 분리 가능하게 결합되는 수용부 캡(32b)을 포함한다.
제 3 필터 헤드(90)는 필터 수용부(32) 내부로 공급되는 원수가 유입되는 유입구(93)와, 필터(31)에 의해 정화된 정수수를 배출구(95)를 포함한다. 후처리 필터부재(31)에 의해 여과된 정수수는 필터 수용부(32)의 배출구(34)를 통해 배출되고, 다시 제 3 필터 헤드(90)의 배출구(95)를 통해 배출되고, 이를 사용자가 음용하게 된다.
한편, 제 3 필터 헤드(90)의 배출구(95) 측에는 어댑터 연결부재(45)가 결합될 수 있다. 제 3 필터 헤드(90)는 제 3 밸브(300)에 의해 어댑터(50)의 양 측벽부 중 어느 하나(51a)에 장착되고, 어댑터 연결부재(45)에 의해 다른 하나의 측벽부(51b)에 장착된다. 어댑터 연결부재(45)의 입구에는 제 3 필터 헤드(90)의 배출구(95)를 단속하는 체크밸브(43)가 구비될 수 있다.
유로연결부재(46)는 어댑터 연결부재(45)와 정수수 공급관(이는 사용자가 음용할 수 있도록 정수수를 안내하는 관이다.)연결한다. 제 3 필터 헤드(90)의 배출구(95)로부터 배출된 정수수는 어댑터 연결부재(45) 내측으로 유입되고, 유로연결부재(46)를 통해 상기 정수수 공급관으로 유입된다.
Claims (16)
- 원수의 유동 경로상에 구비되어 원수를 정화하는 필터 카트리지;
상기 필터 카트리지를 분리 가능하게 고정하고, 상기 필터 카트리지의 상하방향 회전을 지지하는 어댑터; 및
상기 원수 유동 경로를 단속하는 적어도 하나의 밸브를 포함하고,
상기 밸브는,
원수의 유입 또는 배출을 위한 유로가 구비되고, 상기 필터 카트리지의 상하방향 회전과 무관하게 고정된 밸브 바디; 및
상기 밸브 바디의 내측에 회전 가능하게 배치되고, 상기 필터 카트리지의 상하방향 회전시 함께 회전하여 상기 유로를 단속하는 유로단속부재를 포함하는 정수기. - 제 1 항에 있어서,
상기 유로단속부재는,
상기 필터 카트리지와 일체로 회전되는 회전부재; 및
상기 회전부재의 외주면에 구비되어, 상기 유로를 기밀하는 패킹을 포함하는 정수기. - 제 2 항에 있어서,
상기 패킹은 유연한 재질로 형성되는 정수기. - 제 3 항에 있어서,
상기 패킹은 상기 밸브 바디에 형성된 유로의 유입구 또는 배출구의 경계에 대응하는 형상의 기밀돌기가 형성된 정수기. - 제 4 항에 있어서,
상기 유로단속부재는,
상기 필터 카트리지의 장착이 완료된 위치에서는 상기 패킹이 상기 유입구 또는 배출구를 회피하도록 위치되어, 상기 회전부재의 외주면과 상기 밸브 바디의 내주면 사이를 통해 원수가 이동되고,
상기 필터 카트리지의 교체를 위해 회전된 위치에서는 상기 패킹이 상기 유입구 또는 배출구를 기밀시키는 정수기. - 제 2 항에 있어서,
상기 회전부재와 상기 필터 카트리지는 서로 커플링 결합되는 정수기. - 제 2 항에 있어서,
상기 밸브 바디는,
상기 필터 카트리지 내로 유입되는 원수가 유입되는 제 1 유입구;
상기 제 1 유입구를 통해 유입된 원수를 소정의 순환유로로 배출시키는 제 1 배출구;
상기 제 1 배출구를 통해 배출된 원수가 상기 순환유로를 따라 유동되어 다시 유입되는 제 2 유입구를 포함하고,
상기 유로단속부재는,
상기 제 2 유입구를 통해 유입된 원수와 상기 제 1 유입구를 통해 유입되는 원수와 섞이지 않도록 유로를 분리하는 유로 분리판을 포함하는 정수기. - 제 1 항에 있어서,
상기 필터 카트리지는 다수개가 구비되어 상기 밸브를 통해 전단에 배치된 필터 카트리지로부터 후단에 배치된 필터 카트리지로 원수가 유동되고,
상기 밸브는,
상기 후단에 배치된 필터 카트리지의 교체를 위한 회전 동작에 따라 상기 전단에 배치된 필터 카트리지로부터 상기 후단에 배치된 필터 카트리지로의 원수의 유동을 단속하는 정수기. - 원수를 정화하는 적어도 하나의 필터 카트리지;
상기 필터 카트리지를 분리 가능하게 고정하고, 상기 필터 카트리지의 상하방향 회전을 지지하는 어댑터;
상기 필터 카트리지와 결합되어 상기 필터 카트리지 내로 공급되는 원수를 단속하는 제 1 밸브를 포함하고,
상기 제 1 밸브는,
원수가 유입되는 유입구와, 원수를 상기 필터 카트리지로 배출하는 배출구가 형성되고, 상기 필터 카트리지의 상하방향 회전과 무관하게 고정된 제 1 밸브 바디; 및
상기 밸브 바디의 내측에 회전 가능하게 구비되어, 상기 필터 카트리지의 상하방향 회전시 함께 회전하여 상기 유입구를 단속하는 제 1 유로단속부재를 포함하는 정수기. - 제 9 항에 있어서,
상기 필터 카트리지는 다수개가 구비되고,
상기 필터 카트리지들 중에 인접하는 것들 간에 원수가 유동되도록 연결하는 제 2 밸브를 더 포함하고,
상기 제 2 밸브는,
전단에 배치된 필터 카트리지를 통과한 원수가 유입되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구를 통해 유입된 원수를 소정의 순환유로로 배출하는 제 1 배출구와, 상기 제 1 배출구를 통해 배출된 원수가 상기 순환유로를 통해 상기 제 2 밸브 외부로 순환한 후 다시 유입되는 제 2 유입구가 형성된 제 2 밸브 바디; 및
상기 제 2 밸브 바디의 내측에 회동 가능하게 구비되어, 상기 제 2 유입구를 통해 유입된 원수가 상기 제 1 유입구를 통해 유입된 원수와 섞이지 않도록 유로를 분리하는 유로 분리판이 형성된 제 2 유로단속부재를 포함하고,
상기 제 2 유로단속부재는,
후단에 배치된 필터 카트리지의 착탈을 위한 회전 동작에 따라 함께 회전되며 상기 제 1 배출구를 통한 원수의 배출과 상기 2 유입구를 통한 원수의 유입을 함께 단속하는 정수기. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 유로단속부재는,
상기 후단에 배치된 필터 카트리지와 일체로 회전되는 회전부재; 및
상기 회전부재의 외주면에 한 쌍이 구비되어, 각각 상기 제 1 배출구와 제 2 유입구를 기밀하는 패킹을 포함하는 정수기. - 제 9 항에 있어서,
상기 필터 카트리지는 다수개가 구비되고,
상기 필터 카트리지들 중에 인접하는 것들 간에 원수가 유동되도록 연결하는 제 3 밸브를 더 포함하고,
상기 제 3 밸브는,
후단에 배치된 필터 카트리지의 착탈을 위한 회전 동작에 따라, 전단에 배치된 필터 카트리지로부터 후단에 배치된 필터 카트리지로의 원수의 유동을 단속하는 정수기. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 3 밸브는,
상기 전단에 배치된 필터 카트리지를 통과한 원수가 유입되는 유입구; 및
상기 유입구를 통해 유입된 원수를 상기 후단에 배치된 필터 카트리지로 배출하는 배출구가 형성된 제 3 밸브 바디; 및
상기 제 3 밸브 바디 내측에서 상기 후단에 배치된 필터 카트리지와 함께 회전되며, 그 회전 위치에 따라 상기 배출구를 단속하는 제 3 유로단속부재를 포함하는 정수기. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 3 밸브 바디는,
분리벽에 의해 유입구측 공간과 배출구측 공간으로 구획된 관부;
상기 관부로부터 돌출형성되어 상기 유입구측 공간으로부터 상기 배출구측 공간으로 원수가 이동될 수 있도록 유로를 형성하는 유로 형성부를 포함하고,
상기 제 3 유로단속부재는,
상기 유로 형성부로부터 상기 배출구측 공간으로 원수가 배출되는 유로 형성부 출구를 단속하는 정수기. - 제 9 항에 있어서,
상기 필터 카트리지는,
역삼투압 필터;
상기 역삼투압 필터가 내재된 필터 수용부; 및
상기 역삼투압 필터에 의해 정화된 원수가 배출되는 원수 배출관과, 상기 필터 수용부 내에 모인 농축수를 외부로 배출하는 농축수 배출관이 형성된 필터 헤드를 포함하고,
상기 농축수 배출관은,
상기 필터 수용부의 상측에 배치되는 정수기. - 제 15 항에 있어서,
상기 필터 헤드는,
상기 원수 배출관의 둘레를 감싸며 형성되어 그 자신의 내주면과 상기 원수 배출관의 외주면 사이에 농축수의 이동경로를 형성하는 농축수 배출관을 포함하는 정수기.
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