KR101577182B1 - 플로팅 록이 구비된 푸쉬 필터 - Google Patents

플로팅 록이 구비된 푸쉬 필터 Download PDF

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마이클 제이. 셔먼
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케이엑스 테크놀러지스, 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 푸쉬 구동형 록 및 해제 메커니즘을 갖는 유체 여과용 필터 조립체에 관한 것이다. 푸쉬 필터 구조에서는 삽입과 인출시에 플로팅 키를 동작시키게 되고, 이때 필터 키는 록으로 사용됨과 동시에 특정한 필터 종류에 대한 인식으로서 기능을 하게 된다. 필터 베이스는 냉장고 등의 유입 및 유출 라인과 유체관로를 형성한다. 필터하우징 조립체는 푸쉬 구동식 해제에 의해서 필터 베이스에 부착되고 또한 그로부터 분리되어 진다. 삽입시, 필터 키는 필터 록을 길이방향으로 쉬프트시켜서 물림편을 받아들인다. 인출시, 동일한 푹방향 푸쉬에 의해서 필터 록이 더 이상으로 쉬프트되도록 하여 물림 핑거들이 갭 내에 정렬되도록 함으로써 손쉽게 인출이 이루어지게 된다. 본 발명의 특징적인 키 록 구조를 통해서 사용자는 기계적 지지체에 의해 받아들여지는 특정한 필터 형상을 인식하고 또한 결합시키는 것이 가능한 한편으로 다른 필터 형상의 결합을 배제할 수 있게 된다.

Description

플로팅 록이 구비된 푸쉬 필터{PUSH FILTER WITH FLOATING KEY LOCK}
본 발명은 필터 장치에 관한 것으로서, 특히 기계적 지지체로부터 필터 하우징 장치를 손쉽게 분리 및 교체할 수 있도록 한 것으로, 보다 자세하게는 키가 록 및 필터 종류 식별을 위한 표식으로서 동시에 사용되는 경우에, 플로팅 록을 작동시키는 푸쉬 필터 구조에 관한 것이다. 기계적 지지체는 유입 및 유출 파이프 라인과 유체관로를 형성하여 냉장고 등의 내부에 위치한다. 보다 자세하게는, 본 발명은 푸쉬 작동식 해정(push-actuated release)에 의해서 필터 하우징이 장착구에 결합되고 또한 장착구로부터 분리되도록 하는 필터 하우징 및 장착구에 관한 것이다. 섬프의 축방향 푸쉬를 기계적 지지체 쪽으로 동작시킴으로써 여과재를 포함하는 필터 섬프(filter sump)를 정밀하게 부착 또는 분리시키게 된다. 사용자는 특별한 키 록 구조를 통해서 기계적인 수용체에 수용된 특정한 필터 형태를 인식하여 매칭시키거나 다른 필터 형태를 배제할 수 있게 된다. 푸쉬 작동식 해정에 의해서 작동되는 관로 차단을 통해서 하우징의 분리 및 교체 동안에 유체의 누출이 방지된다.
본 발명은 여과재의 사용 수명이 다한 때에 이를 교체하기 위한 잠금 및 열림 메커니즘을 구비하는 물 여과 시스템에 관한 것이다. 액체 여과장치의 사용과 관련한 종래기술은 미국특허 제5,135,645호, 제5,914,037호 및 제6,632,355호에서 잘 알려지고 있다. 이들 특허들은 물 여과에 관한 것이기는 하나, 이들 필터는 그 구조상 교체 및 장착이 까다롭다. 예를 들면, 미국특허 제5,135,645호에는 교체를 위해 필터 카트리지를 제거하였을 때 물의 유동을 방지하기 위한 일련의 스위치를 구비한 플러그-인 카트리지로서의 필터 카트리지가 개시되어 있다. 이때, 상기 필터는 손으로 끼워지고 또한 제거되어야 하는 것으로서, 필터가 제거되었을 때 물의 흐름을 차단하기 위하여 밸브 메커니즘을 동작시키기 위한 스위치가 구비되어 있다. 상기 필터의 커버는 냉장고의 측벽에 위치함과 아울러 밸브를 작동시키는 스위치를 구동시키는 역할을 한다. 상기 필터의 장착위치는 냉장고 벽과 동일한 평면상에 위치하기 때문에 필터 카트리지로의 접근이 수월하지 않다.
2006년 8월 28일자로 후다(Huda)에 의해 출원된 미국특허출원 제11/511,599호의 "회전식 필터 교체 메커니즘을 구비한 필터 하우징 장치"에서는, 베이스 부위에 대하여 필터 하우징을 효과적으로 삽입, 체결 및 제거할 수 있도록 하는 제1 내부 회전자와 제2 내부 회전자를 포함하는 회전자 구동 메커니즘을 구비한 필터 조립체가 개시되어 있다. 단순한 푸쉬 메커니즘을 통해서 자체구동 해정이 동작함으로써 필터 하우징 섬프의 지지 상태가 해제 상태로 전환됨과 아울러 누출이나 누설을 방지하기 위한 유입차단이 수행된다. 회전식 차단 및 록킹 메커니즘은 필터 교체 과정의 개시 시점에 필터 하우징에 축방향으로 가해지는 힘에 의해서 동작 및 해제되어 진다.
상기 발명은 경우에 따라 얼음 배출 장치를 함께 갖고 있는 물 배출 장치를 구비한 냉장고용 물 여과 시스템에 특히 유용하다. 냉장고에 사용되는 물이나 일반적인 물 및 얼음에는 지자체의 수원지나 지하수 또는 대수층(帶水層)으로부터의 오염물질을 포함하게 된다. 따라서, 녹, 모래, 침니, 침전물, 중금속, 미생물학적 오염물질, 대장균 등의 미생물학적 오염물질, 염소, 농약, 수은, 벤젠, 톨루엔, 엠티비이(MTBE: Methyl Tertiary-butyl ether), 카드뮴 박테리아, 바이러스, 및 여타 오염물질을 제거하기 위한 물 여과 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 미생물학적 오염물질에 대하여 특히 유용한 여과재로는 미국특허 제6,872,311호, 제6,835,311호, 제6,797,167호, 제6,630,016호, 제6,331,037호 및 5,147,722호가 알려지고 있는바, 본 명세서 중에는 이들 특허에 개시되고 있는 사항이 포함되어 있다. 상기 필터 장치는 냉장고용 물 여과 장치에도 적용되는 용도를 포함하고 있다. 냉장고는 외부 캐비닛과, 후방 벽과 한 쌍의 측벽, 후방 벽 맞은 편에 배치된 적어도 한 개의 도어, 천정 및 바닥을 구비하여 캐비닛 내부에 배치된 냉장실과, 냉장실과 인접하여 외부 캐비닛 내부에 배치되는 냉동실을 구비하여 이루어진 기기이다. 통상적으로 냉장고의 도어에는 물 공급부가 배치되어 물 공급원 및 여과용 필터와 유체관로를 형성한다. 또한, 도어 상에 얼음 디스펜서가 구비되고, 물 공급원 및 여과용 필터와 유체관로를 형성하는 냉장고 역시도 일반적이다. 상기 발명의 필터 조립체는 물 디스펜서 및/또는 얼음 디스펜서를 구비한 냉장고의 필터로서 유용한 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일차적인 기술적 특징은, 본체와 본체에 대해 수밀성을 형성하며 유입 포트 및 유출 포트를 포함하는 상부(top portion)로 구성되어 여과재를 감싸는 필터 하우징과; 상기 상부에 위치하며, 상면, 길이방향 측면 및 폭방향 측면을 구비하고, 필터 키의 길이방향 측면 상에서 상면으로부터 폭방향으로 연장된 이격 돌기나 핑거를 포함하는 필터 키로 이루어지는 필터하우징 조립체를 제공하는 데 있다. 상기 핑거는 경사면(slanted faces) 또는 각진면(angled faces)을 갖는 연장 윙을 포함하며, 다이아몬드 형상의 단면을 띠게 된다.
상기 필터 키는 필터 키의 상면 위에 그 축방향을 따라 연장된 보스를 포함하며, 상기 보스는 필터 키의 상면으로부터 위쪽을 향해 확개되는 형태의 경사면을 이루며 연장형성되어 보스의 폭 보다도 외측으로 연장된 폭방향 확장편이나 윙 (wings) 구비한다. 필터하우징 조립체는 필터 하우징 상부에 부착된 필터 매니폴드를 포함하며, 이때 필터 매니폴드는 필터 키를 고정적으로 수용하기 위한 부착 구조로 이루어진다. 하나의 유입 또는 유출 포트가 필터 매니폴드 상에 위치한다. 필터 키 상에서 서로 이격된 돌기나 핑거는 필터 하우징 내부에 수납된 필터에 대하여 고유의 필터 종류를 인식시키기 위해서 미리 정해진 패턴을 형성한다. 또한 상기 필터 키는 필터 하우징에 수납된 필터 종류별 고유의 특성을 인식시키기 위하여 칼라 코드화(color-coded), 투명처리, 반투명 처리, 반사처리, 무늬화, 재질 변화 또는 전도성 표식 등이 적용될 수 있다. 필터 키는 상부에의 부착을 위한 록킹 노브나 록킹 탭을 포함한다. 상기 상부는 축 중심점으로부터 편향된 지점의 상부면으로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장된 필터 키 장착 보스나 필터 키 지지부재를 포함하며, 필터 키 폭방향 지지부재는 상부의 축 중심점으로부터 떨어진 지점으로부터 축방향을 따라 상부로 연장된 필터 키 장착 보스의 맞은편에 위치하고, 상기 필터 키 수평 지지부재는 대략 필터 키의 폭만큼의 간격을 유지하며, 필터 키 장착 보스와 필터 키 수평 지지부재는 노출된 표면들 사이에 구조적인 지지가 이루어지도록 함으로써 필터 키를 상부에 부착시키게 된다.
본 발명의 이차적인 기술적 특징은, 본체와 본체와의 수밀성을 형성하기 위한 상부를 포함하여 이루어져 여과재를 감싸되, 이때 상기 상부는 유입 포트 및 유출 포트를 포함하는 필터 하우징과; 필터 하우징의 상부에 위치하며 필터 키 수용을 위한 부착 구조로 이루어진 필터 매니폴드와; 상기 상부에 위치하며 상면, 길이방향 측면 및 폭방향 측면을 구비하고 필터 키의 길이방향 측면 상에서 상면으로부터 폭방향으로 연장된 이격 돌기나 핑거를 포함함과 아울러 경사면(slanted faces) 또는 각진면(angled faces)을 구비하며 다이아몬드 형상의 단면을 갖는 연장 윙이 구비된 필터 키로 이루어지는 필터하우징 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3의 기술적 특징은, 여과재를 감싸는 필터 하우징; 여과재와 유체 관로를 형성하는 적어도 하나의 포트를 구비함과 아울러 필터 하우징과 수밀성을 형성하는 필터 헤드; 필터 헤드에 대해 축 방향 중심에 위치하는 베이스부 및 여과재와 유체 관로를 형성하는 포트로 이루어진 필터 매니폴드; 필터 키의 수용을 위하여 베이스부 상에 위치하는 제1 부착 구조; 상면, 길이방향 측면 및 폭방향 측면을 구비하고, 필터 키의 길이방향 측면 상에서 상면으로부터 폭방향으로 연장된 이격 돌기나 핑거를 포함함과 아울러 연장 윙을 갖는 필터 키; 및 필터 키를 필터 매니폴드 상의 제1 부착 구조에 부착시키기 위하여 필터 키 바닥부 상에 위치하는 제2 부착 구조로 이루어진 필터하우징 조립체를 제공하는 데 있다. 상기 필터 키 핑거는 연장 윙 상에 경사면 또는 각진면을 포함하게 된다. 상기 연장 윙은 다이아몬드 형상의 단면을 갖는다.
상기 필터 헤드는 축 중심점으로부터 편향된 지점의 상부면으로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장된 필터 키 장착 보스나 필터 키 지지부재를 포함하며, 필터 키 폭방향 지지부재는 상부의 축 중심점으로부터 떨어진 지점으로부터 축 방향을 따라 상부로 연장된 필터 키 장착 보스의 맞은편에 위치하고, 상기 필터 키 폭방향 지지부재는 대략 필터 키의 폭만큼의 간격을 유지하며, 필터 키 장착 보스와 필터 키 폭방향 지지부재는 노출된 표면들 사이에 구조적인 지지가 이루어지도록 함으로써 필터 키를 필터 헤드에 부착시키게 된다. 필터 키 장착 보스는 필터 키의 록킹 노브나 탭을 수용하기 위한 간극을 포함할 수 있다. 상기 필터 키 제2 부착 구조는 필터 매니폴드의 축 방향으로 연장된 돌기 상에 부착되는 필터 키 바닥부 상의 대응(complementary) 홈이나 슬롯으로 구성된다. 필터 매니폴드는 베이스부 부근에서 반경 방향으로 연장되는 아암을 포함하는바, 이 아암은 쉬라우드 (shroud)에 대한 구조적 지지체로서의 역할을 수행한다. 필터 키는 그 상면 위의 축방향으로 연장된 보스를 포함하는데, 이때 상기 보스는 필터 키 상면으로부터 위쪽으로 이어진 임의의 폭을 갖는 경사면을 구비함과 아울러 보스의 폭 이상으로 연장되는 폭방향 확장편이나 윙을 구비하고 있다.
본 발명의 제4의 기술적 특징은, 대응 결합되는 필터하우징 조립체에 분리가능하게 연결되는 필터 베이스를 제공하는 데 있는 것으로서, 이때 상기 필터 베이스는: 유체 유입 및 유출 포트를 갖는 베이스 플랫폼; 및 바닥면, 상면, 길이방향 측면과 폭방향 측면을 구비하여 베이스 플랫폼과 슬라이딩 결합을 이루는 플로팅 록으로 구성되는바, 이때 상기 플로팅 록은 길이방향 측면 상에서 폭방향 안쪽으로 연장된 형성된 이격 돌기, 구동 키, 또는 핑거를 포함하고, 대응 결합되는 필터하우징 조립체와 슬라이딩 접촉을 위하여 적어도 하나의 성형 돌기, 핑거 또는 구동 키를 포함하며, 상기 적어도 하나의 성형 돌기, 핑거 또는 구동 키는 바닥면을 향해서 노출된 경사면과 대응 결합되는 필터하우징 조립체를 해제가능하게 지지하기 위한 경사면 맞은 편의 에지나 웨지를 포함한다.
상기 플로팅 록은 폭방향 측면측에 중심이 맞춰지고 적어도 하나의 구동 키 위에 위치하여 대응결합하는 필터 키의 삽입 동안에 물리적인 정지가 이루어지도록 하는 정위치 멈춤 키를 포함하고 있다. 상기 멈춤 키는 플로팅 키를 길이방향을 따라 가로지르는 트랙 구조를 포함한다. 상기 필터 베이스는 플로팅 록을 수용하기 위한 수용체를 포함하는바, 상기 수용체는 그 내부에서 플로팅 록으로 하여금 미끄럼 이동이 가능하도록 한다. 배면판은 베이스 플랫폼에 부착되어 적어도 부분적으로 플로팅 록을 감싼다. 필터하우징 조립체의 삽입 또는 분리 동안에 필터하우징 조립체에 의해 플로팅 록이 가동되는 때에 적어도 하나의 탄성 부재가 플로팅 록과 접촉하여 수축력을 제공한다.
본 발명의 제5의 기술적 특징은, 대응결합되는 필터하우징 조립체를 해제가능하게 수용하기 위한 필터 베이스를 제공하기 위한 것으로, 이때 상기 필터 베이스는: 상면을 구비한 베이스 플랫폼; 유체 유입 포트; 유체 유출 포트; 유입 포트와 유체관로를 형성하며, 베이스 플랫폼 상면으로부터 위쪽으로 연장되고, 제1 차단 플러그와 필터하우징 조립체의 분리 동안에 유입 포트로부터의 유체 흐름을 차단하기 위해 제1 차단 플러그에 대하여 축방향 또는 수직방향의 힘을 가하는 탄성 부재를 포함하는 상부 유입 지지대; 유출 포트와 유체관로를 형성하며, 베이스 플랫폼 상면으로부터 위쪽으로 연장되고, 제2 차단 플러그와 필터하우징 조립체의 분리 동안에 유출 포트로부터의 유체 흐름을 차단하기 위해 제2 차단 플러그에 대하여 축방향 또는 수직방향의 힘을 가하는 탄성 부재를 포함하는 상부 유출 지지대; 상부 유입 지지대 및 유입 포트와 유체관로를 형성하며, 필터하우징 조립체로부터 유입 포트를 수용하기 위해 베이스 플랫폼으로부터 하부로 연장된 하부 유입 지지대; 상부 유출 지지대 및 유출 포트와 유체관로를 형성하며, 필터하우징 조립체로부터 유출 포트를 수용하기 위해 베이스 플랫폼으로부터 축방향을 따라 아래쪽으로 연장된 하부 유출 지지대; 플로팅 록을 적어도 부분적으로 수용하며, 그 내부에서 플로팅 록의 미끄럼 이동이 이루어지도록 하는 수용체; 길이방향 측면과 폭방향 측면을 구비하고, 대응결합하는 필터 키의 핑거와 해제가능하게 결합되도록 적어도 길이방향 한 면 상에 위치하는 이격 핑거, 구동 키 또는 돌기와, 플로팅 록의 길이방향 내면 상에 위치하는 적어도 하나의 핑거, 구동 키 또는 돌기를 포함하며, 대응결합되는 필터하우징 조립체 상의 핑거와의 미끄럼 접촉을 위한 경사면을 구비하여 대응 결합되는 필터하우징 조립체의 핑거가 플로팅 록 내부에 삽입되는 때에 상기 경사면이 필터하우징 조립체의 필터와 미끄럼 접촉을 함과 아울러 플로팅 록을 길이방향을 따라 이동시키고, 적어도 하나의 핑거, 구동 키 또는 돌기는 필터하우징 조립체를 해제가능하게 지지하기 위하여 일측 단부상에 웨지부를 포함하는 플로팅 록; 플로팅 록에 대하여 중심이 맞춰지고, 필터하우징 조립체의 삽입 또는 인출 동안에 필터하우징 조립체 필터의 물리적인 정지상태가 이루어지도록 하기 위한 것으로서 적어도 하나의 구동 키 바로 위쪽에 위치하는 멈춤 키; 플로팅 록을 감싸도록 베이스 플랫폼에 부착된 배면판; 플로팅 록에 부착되어 삽입이나 인출 동안의 필터하우징 조립체에 의해 플로팅 록이 미끄럼 구동되는 때에 플로팅 록에 부착되어 수축력을 제공하는 적어도 하나의 탄성 부재를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제6의 기술적 특징은, 대응 결합되는 필터하우징 조립체를 해제가능하게 수용하기 위한 필터 베이스를 제공하기 위한 것으로, 이때 상기 필터 베이스는: 유체 유입 포트와 유체 유출 포트를 포함하는 논-플로팅 포트; 유입 포트와 유체관로를 형성하는 유입 지지대; 유출 포트와 유체관로를 형성하는 유출 지지대; 및 적어도 플로팅 록을 부분적으로 감싸며, 플로팅 록이 그 내부에서 길이방향을 따라 이동할 수 있을 정도의 폭과 길이를 구비하여 플로팅 록을 수납하는 수용체; 바닥면, 상면, 길이방향 측면 및 폭방향 측면을 구비하고, 논-플로팅 포트의 수용체 내에 안착되며, 대응결합되는 필터하우징 조립체로부터 경사상 보스나 연장 윙을 미끄럼 이동 간에 수용하도록 하기 위하여 길이방향을 딸 바닥면 상에서 폭방향 내측으로 연장된 적어도 하나의 가동 키와, 바닥면을 향해서 노출된 경사부(angled portion) 및 대응 결합되는 필터하우징 조립체 보스나 연장 윙과 해제가능하게 접촉하기 위하여 각 가동 키 바닥에 형성된 에지나 웨지를 포함하는 플로팅 록; 플로팅 록의 폭방향 측면에 대하여 중심이 맞춰지고, 적어도 하나의 가동 키 상부에 위치하여 대응 결합되는 필터하우징 조립체의 삽입 동안에 물리적인 정지상태를 제공하는 멈춤 키; 플로팅 록을 밀거나 당겨서 원래의 위치로부터 후퇴되도록 하는 방향으로 길이방향 수축력을 가하기 위하여 플로팅 록과 접촉하는 적어도 하나의 탄성 부재; 논-플로팅 포트 내에서 플로팅 포트를 미끄럼이동 가능하게 지지하기 위한 배면판; 대응결합되는 필터하우징 조립체가 필터 베이스로부터 제거되는 때에 유입 및 유출 포트로부터의 유체 흐름을 차단하기 위하여 각 지지대에 형성된 차단 플러그; 대응 결합되는 필터하우징 조립체에 대하여 축방향 인출력을 가하는 한편 대응 결합되는 필터하우징 조립체의 인출 시에 차단 플러그가 유체 흐름을 정지시키도록 하는 위치로 이동하게끔 하는 탄성 부재를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제7의 기술적 특징은, 필터하우징 조립체와 결합되는 필터 베이스를 제공하기 위한 것으로, 그 결합은; 베이스 플랫폼 상에 유입 포트 및 유출 포트를 갖는 필터 베이스; 필터 베이스와 미끄럼 접촉을 이루며, 갭에 의해 분리된 다수의 구동 키나 폭방향 연장부를 구비한 미끄럼 이동이 가능한 플로팅 록; 상기 플로팅 록과 접촉하여 플로팅 록에 수축력을 제공하는 탄성 부재; 및 필터하우징 조립체로 이루어지며, 이때 상기 필터하우징 조립체는 갭에 의해 분리된 다수의 폭방향 연장부를 갖는 필터 키를 포함함으로써 필터하우징 조립체를 필터 베이스로 삽입하게 되면 필터 키의 핑거들이 플로팅 록의 폭방향 연장부들과 미끄럼 접촉을 이루어 플로팅 록을 베이스 플랫폼에 대하여 상대적으로 쉬프트시키고, 필터 키 상의 핑거들로 하여금 플로팅 록 상의 폭방향 연장부들 사이를 가로지르도록 하며, 또한 탄성 부재에 의한 플로팅 록의 수축으로 필터 키 상의 핑거들이 플로팅 록 상의 폭방향 연장부들과 일직선을 이루며 정렬되어 필터 키 하우징 조립체의 인출이 방지되도록 한다.
상기 플로팅 록은 바닥면, 상면, 및 길이방향 측면과 폭방향 측면을 포함하며, 이때 상기 폭방향 연장부는 구동 키와 멈춤 키를 포함하되, 상기 구동 키는 길이방향 측면 상의 바닥면에서 폭방향 안쪽으로 연장되어 필터 키를 미끄럼 이동에 의해 수용함과 아울러 각 구동 키는 바닥면을 향해 노출되는 경사부를 포함하고 그 바닥 각 각에 형성된 에지나 웨지는 필터 키 부분과 해제가능하게 접촉하며, 상기 멈춤 키는 플로팅 록에 중심이 맞춰진 상태로 구동 키 상부에 위치하여 필터하우징 조립체의 삽입 동안에 물리적인 정지가 이루어지도록 한다.
또한, 상기의 결합은 필터 베이스 내에 플로팅 록의 고정을 위한 배면판; 필터하우징 조립체를 필터 베이스로부터 인출할 때 유입 및 유출 포트로부터의 유체흐름을 차단하기 위한 각 지지대에 형성된 차단 플러그; 및 필터하우징 조립체에 대하여 축방향 인출력을 적용함과 아울러 필터하우징 조립체의 인출시에 유체 흐름이 정지되도록 하는 위치로 차단 플러그를 이동시키도록 하기 위하여 각 지지대 내에 위치하는 탄성 부재를 포함한다.
본 발명의 제8의 기술적 특징은, 필터하우징 조립체와 결합되는 필터 베이스를 제공하기 위한 것으로, 그 결합은; 유체 유입 포트 및 유출 포트를 갖는 베이스 플랫폼; 유입 포트와 유체관로를 형성하는 유입 지지대; 유출 포트와 유체관로를 형성하는 유출 지지대; 베이스 플랫폼과 슬라이딩 결합되며, 바닥면, 상면 및 길이방향과 측방향 측면 들을 구비하며, 길이방향 측면 상에서 폭방향 안쪽으로 연장되는 이격 돌기나 핑거를 포함하는 플로팅 록; 필터하우징 조립체의 필터 키의 보스와 미끄럼 접촉을 하며, 필터하우징 조립체를 향하여 노출된 경사면과 필터하우징 조립체의 삽입에 의해 필터 키의 보스를 해제가능하게 고정하기 위한 상기 각진 면에 인접한 모서리나 립(lip)을 포함하는 적어도 하나의 구동 키; 플로팅 록과 접촉하여 플로팅 록을 원래의 위치로부터 후퇴되도록 밀거나 당기는 방향으로 길이방향의 수축력을 작용하는 적어도 하나의 탄성 부재; 여과재를 수납하며 본체와 본체에 대하여 수밀성을 부여하는 상부를 구비하는 필터 하우징으로 이루어지되, 이때 필터 하우징 상부는 필터 하우징 유입 포트; 필터 하우징 유출 포트; 및 상부에 위치하며 상면, 길이방향 측면, 및 폭방향 측면을 구비하는 필터 키를 포함하고, 상기 필터 키는 길이방향 측면 상의 상면으로부터 폭방향으로 연장된 이격 돌기나 핑거; 및 필터 키의 상면으로부터 상향 연장되는 일정한 폭의 경사면과 보스의 폭 이상으로 폭방향으로 연장된 물림편이나 윙을 구비하여, 필터하우징 조립체가 필터 베이스에 부착될 때 필터 키의 보스의 경사면은 플로팅 록의 적어도 하나의 구동 키의 경사면과 미끄럼 접촉을 이루어 플로팅 록을 베이스 플랫폼에 대하여 상대적인 쉬프트가 일어나도록 함으로써 필터 키 상의 핑거로 하여금 플로팅 록 상의 핑거들 사이를 횡단하도록 함과 아울러 적어도 하나의 탄성 부재에 의한 플로팅 록의 수축으로 필터 키 상의 핑거들이 플로팅 록 상의 핑거들과 직선상으로 정렬되어 필터하우징 조립체의 인출이 방지되도록 한다.
본 발명의 제9의 기술적 특징은, 필터하우징 조립체를 필터 베이스에 부착하기 위한 방법을 제공하기 위한 것으로서, 그 방법은: 필터하우징 조립체의 유입 및 유출 포트를 필터 베이스의 유입 및 유출 지지대로 삽입하는 단계; 필터 키를 이용하여 미끄럼 이동가능한 플로팅 록을 길이 방향으로 이동시켜서 연장 윙을 갖는 폭방향 핑거를 구비한 필터하우징 조립체의 필터 키를 폭방향 핑거나 구동 키를 갖는 미끄럼 이동가능한 플로팅 록에 삽입함으로써 필터 키의 폭방향 핑거가 플로팅 록의 폭방향 핑거나 구동 키를 횡단하도록 하는 단계; 필터하우징 조립체를 해제시켜 필터 베이스의 탄성 부재가 필터 하우징에 인출력을 작용하도록 하여 필터하우징 조립체를 인출 축방향으로 약간 이동시키는 단계; 및 해제 동안에 플로팅 록에 수축력을 제공하여 플로팅 록 핑거나 구동 키가 필터 키 핑거와 일열로 정렬되도록 하여 필터하우징 조립체의 인출이 방지되도록 하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 제10의 기술적 특징은, 필터 베이스로부터 필터하우징 조립체를 인출하는 방법을 제공하는 데 있는 것으로서, 그 방법은: 필터 베이스에 연결되어 있는 필터하우징 조립체를 필터 베이스 쪽으로 축방향 힘을 가하여 필터하우징 조립체 상의 필터 키를 필터 베이스의 미끄럼 이동 가능한 플로팅 록에 삽입되도록 하는 단계; 미끄럼 이동가능한 플로팅 록을 해제시켜서 탄성 수축력 하에서 필터 키에 대하여 플로팅 록이 상대적인 이동이 이루어지도록 하는 단계; 플로팅 록 상의 핑거나 구동키 들 사이에서 필터 키 상의 핑거 들을 정렬시키는 단계; 필터하우징 조립체에 축방향 인출력을 가하여 필터 베이스로부터 필터하우징 조립체를 제거해 내는 단계로 이루어진다.
본 발명의 제11의 기술적 특징은, 필터 조립체가 결합된 냉장고를 제공하기 위한 것으로: 외부 캐비닛; 외부 캐비닛 내부에 배치되고, 후방벽, 한 쌍의 대향하는 측벽, 후방벽의 반대편에 배치되는 적어도 하나의 도어, 천정 및 바닥을 구비한 냉장실; 외부 캐비닛 내부의 냉장실에 인접하여 배치되는 냉동실; 도어에 배치되 고, 냉장고로부터 섬프 및 여과재의 교환을 위한 자동화 조립체가 구비된 필터 조립체와 유체 관로를 형성하는 물 디스펜서를 포함하여 구성되고, 이때 상기 필터 조립체는 여과재를 수용하기 위한 것으로서 본체와 본체에 대하여 수밀성을 형성하는 상부를 구비하는 필터 하우징으로 이루어지고, 상기 필터 하우징 상부는 유입 포트와 유출 포트 및 필터 하우징에 부착되고, 상면, 길이방향 측면 및 폭방향 측면을 구비하며, 상면으로부터 폭방향으로 연장된 필터 키의 길이방향 측면 상에 형성된 이격 돌기나 핑거를 포함하는 필터 키를 포함한다.
본 발명은 베이스에 장착되며 간편한 교체 및 제거를 위한 자동 록킹 메커니즘을 갖는 필터 하우징 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 필터 하우징 장치와 푸시 작동에 의해 미끄럼 이동가능한 플로팅 록에 의해 부착되는 베이스를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 교체 및 제거를 위하여 압력이 가해지는 비-회전 록킹 수단을 갖는 표면상에 장착된 필터 하우징 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 필터의 키를 통한 식별이 가능한 필터 하우징 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터 하우징 장치가 물 공급 및/또는 얼음 공급 장치에 사용되도록 하여 물 공급 및/또는 얼음 공급 장치에 여과된 물이 제공될 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 기술적 특징은 신규한 것으로 여겨지며, 본 발명의 구성적 특징은 특별히 후술되는 특허청구의 범위에 설정되고 있다. 도면은 예시적인 것으로서 정확한 축척에 의해 도시되고 있지는 아니하다. 본 발명 그 자체는 구조 (organization)와 작동방법에 관한 것으로서, 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시예에 대한 설명을 통해서 가장 잘 이해될 것이다.
도1a는 본 발명 필터 조립체의 일실시예에 대한 분해사시도이다.
도1b는 도1a의 필터하우징 조립체의 실시예에 대한 측면도이다.
도2a는 본 발명의 필터 키에 대한 일실시예의 사시도이다.
도2b는 도2a의 필터 키에 대한 폭방향 측면도이다.
도2c는 장착용 그루브 및 록킹 노브(nub)를 보여주기 위한 도2a의 필터 키에 대한 저면 사시도이다.
도2d는 도2c의 필터 키 반대편에 대한 사시도이다.
도2e는 도2a의 필터 키에 대한 저면도이다.
도2f는 도2a의 필터 키에 대한 길이방향 측면도이다.
도3a는 본 발명의 플로팅 록이나 슬라이딩 록의 일실시예에 대한 사시도이다.
도3b는 도3a의 플로팅 록 반대편에 대한 사시도이다.
도3c는 도3a의 플로팅 록에 대한 폭방향 측면도이다.
도3d는 도3a의 플로팅 록에 대한 평면도이다.
도3e는 도3a의 플로팅 록에 대한 길이방향 단면도이다.
도4a는 필터 매니폴드의 일실시예에 대한 사시도이다.
도4b는 연장지지부재를 구비한 필터 매니폴드의 제2 실시예에 대한 평면도이다.
도4c는 필터 매니폴드의 제2 실시예에 대한 사시도이다.
도5a는 본 발명의 필터헤드에 대한 일실시예의 측면도이다.
도5b는 도5a의 필터헤드에 대한 저면 사시도이다.
도5c는 도5a의 필터헤드에 대한 상면 사시도이다.
도5d는 필터 키용 스냅 피트록을 구비한 필터헤드의 다른 실시예이다.
도5e는 도5d의 필터헤드에대한 저면 사시도이다.
도5f는 필터 키 수용을 위한 틈새를 보여주는 필터헤드에 대한 사시도이다.
도6a 및 6b는 본 발명의 필터 조립체의 제2 실시예를 보인 분해사시도로서, 연장보스를 구비한 필터 키를 보여주고 있다.
도7a는 연장보스를 갖는 본 발명의 필터 키에 대한 일실시예의 상면 사시도이다.
도7b는 도7a의 필터 키에 대한 저면 사시도이다.
도7c는 도7a의 필터 키의 평면도이다.
도7d는 도7a의 필터 키에 대한 측면도이다.
도7e는 도7a의 필터 키의 일실시예에 대한 단부 또는 폭방향 측면도로서, 핑거에 의해 형성된 면 위로 솟아오른 보스와, 보스로부터 폭방향 외측으로 연장된 두개의 날개를 보여주고 있다.
도7f는 본 발명의 필터 키에 대한 다른 실시예의 사시도로서, 폭방향의 바닥부에 위치하는 록킹 너브를 보여주고 있다.
도8a는 본 발명의 폴로팅 록에 대한 실시예의 사시도이다.
도8b는 도8a의 플로팅 록에 대한 평면도이다.
도8c는 도8a의 플로팅 록에 대한 단면도로서, 길이방향이나 사이드 패널 상의 플로팅 록의 일단부에 위치하는 구동 키를 보여주고 있다.
도8d는 도8c의 구동 키에 대한 부분 확대로서, 모서리 각과 모서리 면을 보여주고 있다.
도8e는 연장부재를 갖는 플로팅 록에 대한 사시도이다.
도8f는 연장부재를 갖는 도8e의 플로팅 록에 대한 측면도이다.
도8g는 연장부재를 갖는 도8e의 플로팅 록에 대한 단면도이다.
도9a는 본 발명의 논-플로팅 포트에 대한 사시도이다.
도9b는 도9a의 논-플로팅 포트에 대하 평면도이다.
도10a는 본 발명의 배면판에 대한 일실시예의 사시도이다.
도10b는 도10a의 배면판에 대한 저면 사시도이다.
도10c는 본 발명의 배면판에 대한 제2 실시예의 평면도이다.
도11은 본 발명의 필터 조립체에 대한 분해 사시도로서, 보스를 구비한 필터 키가 연장 서포트를 갖는 필터 매니폴드에 연결되는 것을 보여주고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 기술함에 있어서, 도1 내지 도11에서 본 발명의 기술적 특징을 같이하는 기술구성에 대하여는 동일 또는 유사한 도면부호를 부여하고 있다. 도시된 바의 본 발명에 따른 특징적인 기술구성은 정확한 축척에 의거하고 있지는 아니하다.
본 발명은 화학물질, 미립자 및/또는 미생물학적 오염물질의 차단을 포함한 액체 여과용 필터하우징 조립체에 관한 것이다. 본 발명은, 종래 필터하우징에서의 동작을 위한 힘을 가하거나 정밀한 공차를 유지할 필요가 없이, 필터하우징의 기계적 록킹 조립체를 사용함으로써 빈번한 필터의 교체를 손쉽게 수행할 수 있음과 아울러 최적의 필터 성능을 유지할 수 있다. 본 발명의 필터하우징 조립체는 단순화된 필터교체를 제공함으로써 툴을 사용하지 않고서 프로세스의 비가동 시간을 최소화한다. 단순한 푸쉬 메커니즘을 통해서 자기구동 해제 동작이 이루어지 고, 필터하우징 섬프나 필터 카트리지를 지지 및 해제시키는 수단이 변환되며, 누설이나 누출을 방지하기 위한 유입차단 수단이 제공된다. 필터 카트리지로부터의 축방향 삽입력에 응답하는 플로팅 록이나 슬라이딩 록은 섬프의 축방향 이동에 대하여 수직 또는 반경방향으로 이동하여 특정한 필터 키로 하여금 플로팅 록 내부로 삽입이 이루어지도록 한다. 일단 삽입이 이루어지게 되면, 플로팅 록은 마치 일렬로 연결된 두 개의 스프링에서와 같은 탄성력이나 최초의 지점으로부터 이동되었을 때 플로팅 록에 후퇴 인장력이 유지되도록 하는 여타의 보조적인 탄성 수단에 의해 원래의 위치 쪽으로 수축된다. 필터 키와 플로팅 록의 조합을 통해서 특정한 필터 모델의 식별이 가능하게 됨과 아울러 특정한 필터 형태가 아닌 경우에는 허용되지 않도록 할 수 있게 된다.
필터 카트리지의 제거는 동일한 방법으로 수행된다. 축방향 삽입력을 가하게 되면 플로팅 록이 반경방향으로 이동함으로써 플로팅 록으로부터 필터 키의 이동이 이루어지게 된다. 스프링 텐션 등에 의해 제공되는 인출력은 그 베이스로부터 필터 카트리지를 밀어내는 것을 돕는다. 유체 차단 및 록킹 메카니즘은 필터 카트리지의 교환작업 초기에 필터 카트리지에 작용하는 축방향 힘에 의해서 가동이 개시된다.
이하, 본 발명을 수처리 시스템 및 그 가동과 관련하여 적용하는 경우를 참조하여 설명한다. 한편, 본 발명은 액체의 여과를 필요로 하는 어떠한 장치에서도 사용되어질 수 있음에 대하여는 본 발명이 속한 분야의 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다.
도1a는 본 발명의 필터 조립체에 대한 바람직한 실시예의 상면 분해사시도이다. 필터 조립체는 냉장고 내부의 측벽에 부착되는 등의 유체 여과를 필요로 하는 작동환경(operating enviroment) 내부의 위치에 고정적으로 장착되는바, 그 외의 다른 작동환경에서의 사용도 충분히 상정되며, 필터 조립체는 필터 조립체가 장착될 수 있는 환경인 경우라면 유체관로 상의 유입 및 유출측 포트의 어디에도 위치할 수 있다. 본 명세서에서는 단지 예시적인 목적으로, 냉장고의 파이프를 따라 흐르는 물의 여과에 적용하는 경우를 설명하고 있다.
필터하우징 조립체(200)는 필터 베이스(100)로부터 탈부착이 가능한 필터 조립체의 필터 카트리지나 섬프로 이루어진다. 필터하우징 조립체(200)는 여과재(8)를 감싸는 필터 하우징(1)과, 일측 단부가 필터 하우징(1)에 부착되고 타측 단부는 필터 매니폴드(3) 및 논-플로팅 포트(11)에 부착되는 필터 헤드(2)로 이루어진다. 필터 키(5)는 필터 매니폴드(3)에 부착된다. 필터 베이스(100)는 논-플로팅 포트 (11), 플로팅 포트(12), 및 배면판(13)으로 이루어진다. 필터 헤드(2)는 필터 하우징(1)에 수밀성이 유지되도록 한 상태로 고정된다. 상기의 부착구조는 수밀성 나사결합, 용접 또는 종래 기술에서 특히 플래스틱 구성부품의 결합부에 대한 실링에 통상적으로 사용되는 여타의 수밀성 조임기구를 통해서 수행된다. 필터 키(5)는 필터 매니폴드(3)에 연결되는 바, 이에 대하여는 이후에 자세하게 설명될 것이다. 필터 키(5)는 필터 매니폴드(3)와 일체로 형성되거나, 접착, 용접, 압임 끼워맞춤, 마찰고정 등과 같은 여러 방법을 통해서 고정적으로 부착된다. 또한 필터 키(5)는 최종 소비자에 의한 교체가 가능하도록 분리가능하게 형성될 수도 있다. 필터 매니폴드(3)는 필터 헤드(2)에 부착된다. 필터 매니폴드(3) 역시도 최종 소비자에 의한 교체가 가능하도록 분리가능하게 부착되어 진다. 여과재(8)는 필터하우징(1) 내부에 위치한다. 여과재(8)의 각 단부는 필터에 의해 처리되어지는 유체의 흐름방향을 유도하는 캡에 의해서 고정된다. 여과재(8)의 일측 단부에는 폐쇄형 선단 캡(7)이 결합되고, 타측 단부에는 개방형 선단 캡(6)이 결합된다. 여과재(8)는 기존에 알려진 어떠한 여과재라도 무관하나, 그 중에서도 카본블랙 필터가 바람직하다. 여과재는 대개 필터 하우징(1)과 유사한 형상을 취하는바, 원통형이 바람직하다. 개방형 선단 캡(6)은 필터 헤드(2)와 접속하여 유체관로를 형성한다. 필터하우징 조립체(200)는 일측단에는 폐쇄형 선단 캡(7)으로, 타측단에는 개방형 선단 캡(6)이 장착된 여과재(8)를 감싸는 필터하우징(1)을 포함하는 완성된 조립체이다. 일반적으로, 두 개의 다른 구성요소들의 결합이 이루어지는 곳에서의 누수를 방지하기 위하여 오링 씨일(9) 등과 같은 오링 씨일이 사용된다. 필터 매니폴드(3)와 필터 키(5)는 필터 헤드(2)와 결합되어 필터하우징(1)에 고정됨으로써 조립된 필터하우징 장치(200)를 형성한다. 이들 구성요소들은 필터 헤드(2)와 일체로 형성되어 영구적으로 고정되거나 서로 분리가능하게 장착될 수 있다. 도1b는 본 발명의 필터 조립체에 대한 바람직한 실시예의 측면도이다.
도2a는 필터 키(5)에 대한 사시도이다. 도2b는 필터 키(5)에 대한 폭방향 측면도이다. 앞서 언급한 바와 같이, 필터 키(5)의 바닥은 하나 또는 그 이상의 조임기구에 의해서 필터 매니폴드(3)에 부착되거나, 필터 매니폴드(3)와 일체로 형성된다. 도2c는 바람직하기로는 필터 매니폴드(3)상의 보조 돌기를 수용하도록 하는 형상으로 이루어진 홈(51)을 보여주고 있는 것으로서, 끼워맞춤 돌기(dovetail protrusion)를 수용하도록 하는 형상을 취하는 것이 바람직한바, 그 외의 연결을 위한 보조적인 형상이 사용될 수도 있다. 필터 매니폴드(3)와 필터 키(5) 사이의 연결에는 접착, 용착, 압입 끼워맞춤, 마찰 고정 등이 적용될 수 있다. 실시예에서 도시되고 있는 바와 같이, 홈(51)은 필터 매니폴드(3) 상에 위치하여 가압 접합이나 스냅 접합을 위한 걸림 돌기를 받아들일 수 있는 형상을 취하고 있다. 이에 따라 필터 키(5)는 필터 매니폴드(3)에 분리가능하게 부착된다. 이와 유사하게 필터 매니폴드(3)는 필터 헤드(2)에 분리가능하게 부착되도록 설계된다. 따라서, 상기 설계구조는 상이한 키 형태를 적용해서 이에 적합하게 되도록 하는데 폭 넓은 융통성을 발휘하게 되어 특정한 필터 형태를 지정하는데 사용될 수 있음은 물론 다른 필터 형태를 거부할 수 있는 목적으로 사용될 수 있다.
도4는 필터 매니폴드(300)의 일실시예에 대한 사시도이다. 포트(310)는 필터 매니폴드(300)의 중심으로부터 벗어나 있다. 도4a는 연장지지 부재가 구비되어 있지 않은 필터 매니폴드를 도시하고 있다. 포트(310)는 유출 포트인 것이 바람직하나, 본 발명에서는 특정한 유입 및 유출 위치로 한정되는 것이 아니라 이들 포트들은 상호 변경되어질 수 있다. 포트(310)가 유입 또는 유출 포트로 사용될 때, 필터 매니폴드(300)는 개방형 캡(6)의 중앙 포트를 통해서 여과재(8)로부터 유체를 받아들여서 그 유체의 흐름 방향이 축 방향 중심으로부터 반경방향을 따라 외측의 포트(310)로 향하게 한다. 이와 같은 실시예에서, 유입 포트는 필터 헤드(2)상에 위치한다. 유입 포트와 유출 포트를 축 중심으로부터 벗어나서 위치하도록 함으로써, 필터하우징 조립체(200)는 필터 베이스에의 장착시 보다 견고한 구조하에 증대된 구조적 일체성을 띠게 되어 원래의 장착 상태가 고정적으로 유지된다. 도4a 내지 도4c와 관련한 필터 키(5)의 바람직한 장착구조의 경우, 돌기(32 또는 320)는 필터 매니폴드(3 또는 300)의 중심선 또는 그 근처 위에 형성된다. 돌기(32 또는 320)는 원형 중심부(33 또는 330) 위에서 사각 편으로 연장되는 것이 바람직하다. 돌기(32)는 필터 키(5)의 견고한 연결과 함께 정확한 정렬이 가능하도록 한다.
돌기(32)와 필터 키(5)의 홈(51) 사이의 형상 끼워맞춤, 압입 끼워맞춤 또는 마찰고정을 통해서 사용자는 필터 키(5)를 제거할 수 있음과 아울러 교체할 수 있게 된다. 이에 따라 특정한 필터 키 및 그에 따른 특정한 필터 카트리지의 지정이 가능하게 된다. 돌기(32 또는 320)는 필터 매니폴드(3 또는 300)와 일체로 형성되거나 별도로 형성되어 접착, 용접, 압입 끼워맞춤, 마찰 고정 또는 여타의 기존에 알려진 적절한 수단을 통해서 부착되어질 수 있다. 돌기(32 또는 320)에 필터 키(5)의 보조 홈(51)과 형합하는 형상 끼워맞춤 표면을 구비하도록 하는 것이 바람직하다.
도4b 및 도4c에 도시된 실시예에서, 돌기(32)는 연장부재(34)상에 형성되어 있다. 도4b는 필터 매니폴드(3)에 대한 평면도로서, 반경방향을 따라 중심부(33)로부터 외측 방향으로 길게 연장된 연장부재(34)를 보여주고 있다. 연장부재(34)는 필터 헤드(2)를 감싸서 이를 보호하는 쉬라우드(4, shroud)를 지지한다.
필터 매니폴드(3 또는 300)는 필터 헤드(2)의 내부에 안착된다. 도5a는 필터 헤드(2)의 일실시예에 대한 측면도이다. 필터 헤드(2)에는 편심 포트(21)가 구비된다. 이에 따라, 필터 헤드(2)의 포트(21)와 필터 매니폴드(3)의 포트(31)는 필터 헤드(2)의 중심점을 교차하는 면 상에서 서로 평행하게 편심을 이루며 형성되어 있다. 도1, 4 및 5에 도시된 바와 같이, 필터 헤드(2)의 거의 중심에 형성된 요입부(22)는 필터 매니폴드(3)의 중앙부(33)를 받아들인다. 만일 연장부재(34)가 필터 매니폴드(3)에 사용되는 경우에는, 필터 매니폴드(3)는 필터 헤드(2) 내부에 삽입되고 연장부는 포트(21)과 포트(31)에 의해 형성된 면에 대하여 거의 수직을 이루며 위치하게 된다. 연장부재(34)는 각 단부 상에 쉬라우드(4)의 지지를 위한 형상 끼워맞춤 구성부를 구비하고 있다. 도5b는 필터 헤드의 저면 사시도이다. 도5c는 필터 헤드(2)의 상면 사시도로서 요입부(22)를 보여주고 있다.
도5d-5f에는 필터 헤드(210)의 다른 실시예 구조가 도시되고 있다. 상기 실시예에서 도5f는 상면 사시도로서, 필터 헤드(210)의 상면은 중심점의 일측에 위치하는 만곡된 안착 보스 또는 지지부재(230)가 구비되고, 필터 헤드(210)의 중심점을 기준으로 만곡 보스(230)의 반대편에는 서로 평행한 두 개의 폭방향 지지부재 (240a, 240b)가 위치하고 있다. 이들 지지부재는 필터 키(5)를 필터 헤드(210)에 정렬시킴과 아울러 필터 키(5)를 고정시키는 역할을 한다. 상기 필터 헤드는 도4a에 도시된 바의 연장 지지체를 필요로 함이 없이 필터 매니폴드(300)와 연계되어 사용된다. 상기 지지부재(230) 구조는 필터 매니폴드(300) 상에 형성된 돌기(32)를 따라 활주하는 필터 키(5)에 대하여 물리적인 멈춤상태를 제공한다. 폭 방향 지지부재(240a, 240b)는 필터 키(5)를 정렬시키는 역할을 함과 아울러 필터 키(5)가 예기치않게 이동하는 것을 방지하게 된다. 도5e는 필터 헤드(210)의 저면 사시도이다. 도5d는 필터 헤드(210)의 측면도이다.
필터 매니폴드(300)는 편심 포트(310)와 필터 헤드(210)의 요입부(220) 내부에 안착되는 중심부(330)를 포함한다. 돌기(320)는 필터 키(5)의 홈을 받아들인 다. 본 실시예에서 필터 키(5)가 미끄럼 이동하여 돌기(320) 내부로 삽입될 때 지지부재(230)와 폭방향 지지부재(240a, 240b)는 필터 키(5)를 고정시킨다. 지지부재(230)의 만곡부에 기인하여 필터 키(5)는 한 방향으로만 삽입이 이루어지게 된다. 필터 헤드(210) 상면의 폭방향 지지부재(240a, 240b) 사이의 중앙에 위치하는 부가 보스(232)는 필터 키(5)를 록킹시키거나 필터 키(5)와 형상 끼워맞춤을 이룬다. 이에 더하여, 다른 실시예에서, 지지부재(230)와 필터 헤드(210)의 상부가 만나는 지점으로서 필터 헤드(210)의 중심점으로부터 떨어진 위치의 지지부재(230)에는 작은 구멍이 형성된다. 상기 작은 구멍은 필터 키(5) 단부의 폭방향 하단부에 형성되는 돌기나 록킹 노브 또는 록킹 탭(53)을 받아들이도록 설계된다. 필터 키(5) 상의 록킹 노브나 탭(53)은 지지부재(230)의 만곡부 상에 형성된 작은 구멍 (235) 내부로 삽입됨으로써 필터 키(5)가 축방향을 따라 이동되어 필터 헤드 (210)로부터 분리되는 방지한다. 도2a-2f는 록킹 노브(53)가 필터 키(5)의 폭방향측 바닥부상에 위치하는 것을 보여주고 있다. 도5d는 필터 헤드(210)의 측면도로서, 필터 키(5)를 받아들이기 위한 구멍(235)를 보여주고 있다.
도2a-2f에 도시된 바와 같이, 필터 키(5)는 적어도 한 개, 바람직하기로는 다수 개의 폭방향으로 연장된 핑거(52)를 포함한다. 도2c는 필터 키(5)에 대한 저면 사시도이다. 제1 실시예에서, 필터 키(5)에는 10개의 폭방향으로 연장된 핑거 (52)가 도시되고 있다. 핑거(52)는 필터 키(5)의 베이스(55)와 일체로 형성되도록 하여 필터 키(5)와 동일한 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 핑거는 분리가능하게 부착될 수도 있는 것이기에, 필터 키 구조는 일체형으로 구축하는 것으로 한정되지는 않는다. 폭방향 연장 핑거(52)는 다수의 상이한 형상을 취할 수도 있다. 본 실시예에서는 각 핑거(52) 사이에 일정한 갭(54)이 형성되어 있다. 상기와 달리 변형예로서, 필터 키(5)의 일측 또는 양측에 핑거의 형성을 생략하여 일부 영역에서는 갭(54)이 그 외의 영역에 비해 넓게 형성될 수도 있다. 핑거(1) 또는 갭(O)에 대한 디지탈 1, 0 표시를 사용함으로써 필터 키의 여러 다른 형태를 표시하는 것이 가능하다. 도2e에 도시된 형상의 경우에는 각 측면이 공히 101010101로 표시된다. 별개의 예로서, 100010101로 표시되는 경우, 이는 폭방향 핑거(1)에 넓은 갭(000)이 뒤따르고, 이어서 순차적으로 핑거(1)와 갭(0) 그리고 핑거(1)와 갭(0)이 뒤따르고 마지막으로 핑거(1)가 형성된 형태가 된다. 본 발명은 어떠한 특정의 핑거/갭 순서로 한정되지 않는다. 그리고 필터 키의 일측에 대한 핑거/갭 순서는 반대편의 핑거/갭 순서와 대칭을 이룰 필요는 없다. 상이한 핑거/갭 형상을 구비하도록 함으로써 사용되고 있는 특정한 필터하우징 조립체에 대한 기계적 키 식별자를 구성할 수 있다. 또한 필터 키(5)는 색채 코드화를 함으로써 상이한 필터 카트리지나 하우징 조립체에 대한 식별을 용이하게 할 수도 있다.
표시를 목적으로, 표면에 무늬를 새기거나, 거울면으로 구성하거나, 투명 또는 반투명하게 하거나, 재질을 변화시키거나, 전도성 표시를 하거나 또는 이들의 조합을 이용할 수도 있다. 보다 중요한 것은 필터하우징 조립체의 식별은 젖혀두고, 특정한 필터 키 핑거/갭 형태만이 주어진 시스템에서 특정한 필터하우징 조립체에의 사용을 가능하게 한다.
필터 키(5)의 핑거(52)는 견고한 강도를 지닌 부재로서, 도3에 도시된 바의 플로팅 록(12)의 길이방향 양 측면에 위치하고 있는 대응되는 구동 키(123a, 123b)와 결합하거나 맞물리게 된다. 플로팅 록(12) 상에는 필터 키(5)의 적어도 하나의 핑거에 대응하여 정렬된 적어도 하나의 구동 키가 반드시 구비되어 필터 키(5)가 플로팅 록(12)으로 삽입되어 결합하는 때에, 구동 키는 핑거와 미끄럼 이동이 가능하게 접촉하게 됨과 아울러 플로팅 록(12)은 필터 키(5)상의 핑거(53)가 플로팅 록(12) 상의 갭(122) 사이로 이동하도록 할 정도의 양만큼 길이방향으로 쉬프트된다. 핑거(52)가 일단 플로팅 록(12) 상의 대응되는 갭 사이를 통과하게 되면, 플로팅 록에 더 이상의 이동을 제한하려는 인장력이 작용하게 되어, 플로팅 록은 그러한 후퇴방향으로 작용하는 인장력에 의해 원래의 위치를 향해서 부분적으로 복귀됨으로써, 필터 키(5) 상의 적어도 하나의 핑거가 플로팅 록(12) 상의 적어도 하나의 구동 키와 정열되거나 맞물리게 되고, 이와 같은 정렬을 통해서 어떠한 축방향 인출 외력에 대해서도 저항을 하게 된다.
필터 키(5)의 각 핑거(52)는 도2a 및 도2f에 도시된 바와 같이 경사면(58)을 포함하고 있다. 이들 경사면 구성을 통해서 도3a 및 도3e에 도시된 바의 플로팅 록(12)의 구동 키(123a, 123b)에 형성된 대응되는 경사 모서리(121a, 121b)와 미끄럼 이동이 가능한 접촉을 이룬다. 필터 키(5)의 삽입 중에, 필터 키의 핑거 경사면의 미끄럼 접촉에 따라 플로팅 록(12)은 원래의 위치로부터 횡방향으로 이동하게 됨으로써 필터 키(5)의 핑거는 구동 키(123a, 123b) 사이의 갭(122) 내부로 삽입된다.
도3a 및 3b는 플로팅 록(12)에 대한 사시도이다. 플로팅 록(12)은 경사면 핑거, 돌기 또는 구동 키(123a, 123b)와 갭(122)를 구비하고 있는바, 이들은 필터 키(5)에 위치하는 핑거(52)와 갭(54)에 상호 대응된다. 플로팅 록(12)의 구동 키/갭 형상은 필터 키(5)의 핑거/갭 형상과 정확하게 대응되어야 할 필요가 있다. 필터하우징 조립체(200)가 축방향을 따라 필터 베이스(100) 내부로 삽입될 때, 플로팅 록(12)은 삽입되는 필터 키(5)을 전적으로 수용할 수 있어야만 한다. 플로팅 록(12)의 각 구동 키(123a, 123b)는 필터 키(5)의 핑거(52)를 받아들여 고정시키기 위하여 수용 웨지(129a, 129b)와 그 반대편의 경사 에지(121a, 121b)가 구비된 형태를 취하고 있다. 핑거(52)는 구동 키의 수용 웨지(129a, 129b)에 의한 걸림 고정이 용이하게 이루어지도록 다이아몬드 단면 형태를 구비하고 있다. 구동 키 (123a, 123b)는 도3d 및 3e에 도시된 바와 같이 플로팅 록(12)의 적어도 한 길이방향 측면에 위치한다. 구동 키(123a, 123b)들 사이의 중간 아래쪽으로 멈춤 돌기 (125)들이 하나의 열을 이루고 있다. 멈춤 돌기(125)는 핑거(52)로 하여금 더 이상 깊게 삽입되지 않도록 한다. 각 구동 키(123a, 123b) 마다 멈춤 돌기(125)가 있을 필요는 없고, 필터 키(5)의 과도한 삽입을 방지하기 적어도 하나의 멈춤 돌기(125)가 제공된다. 멈춤 돌기(125)에는 경사면(126)이 구비되어 필터 키(5)의 핑거(52)에 형성된 경사면(58)과 미끄럼 접촉을 이룬다. 멈춤 돌기(125)는 일렬의 톱니형 모서리들로 이루어져 있으나, 구동 키(123a, 123b)에 일 대 일로 대응할 필요는 없다.
삽입 과정에서, 필터 키(5)의 핑거(52)가 구동 키(123a, 123b)와 접촉하게 되면, 플로팅 록(12)은 수축력에 저항하면서 원래의 위치로부터 쉬프트되어, 서로 접촉하고 있는 경사 모서리(58)(121)을 따라서 이동한다. 일단 핑거(52)의 윙 (56a, 56b)이 구동 키(123a, 123b)의 립(127a, 127b)을 벗어나게 되면, 플로팅 록(12)은 수축력에 의한 수축을 하는 것이 더 이상 방지되지 않기 때문에 원래의 위치를 향해서 약간 후퇴 이동을 하게 되고, 그에 따라 다이아몬드 형상의 윙(56a, 56b)는 수용 웨지(129a, 129b) 안에 갖히게 된다. 이에 따라 필터 키(5)는 플로팅 록(12)에 의해 걸리게 됨으로써 어떠한 축방향 인출 외력에 대하여도 저항하게 된다.
구동 키(123a, 123b)의 최하단부와 멈춤 돌기(125)의 최상단부 사이에는 갭이나 공간이 존재한다. 인출시, 핑거(52)의 윙(56a, 56b)이 상기 갭이나 공간 내부로 밀려 들어가게 되면, 플로팅 록(12)은 이에 가해지는 인장 수축력에 대하여 응답하는 것을 가로막는 구조가 없어지게 된다. 따라서, 플로팅 록(12)은 자유롭게 수축력에 응답하게 되어 원래 위치로 이동하게 된다. 이에 따라 필터 키(5)의 핑거(52)들이 플로팅 록(12)의 갭(122)이 내부에 정렬되어 필터하우징 조립체(200)이 손쉽게 인출되어질 수 있다.
필터하우징 조립체(200)을 인출하기 위해서, 사용자는 재차 필터하우징 조립체를 축방향 안쪽으로 밀게 되고, 이에 따라 필터 키(5) 상의 윙(56a, 56b)가 구동 키(123a, 123b)로부터 해제된다. 상기의 동작을 통해서, 플로팅 록(12)의 원래 위치로의 복귀가 이루어짐과 아울러 필터 키(5) 상의 핑거(52)는 플로팅 록(12)이 갭(122)에 위치하게 된다. 그 결과로, 필터하우징 조립체(200)는 필터 베이스 (100) 로부터 자유롭게 인출될 수 있게 된다. 논-플로팅 포트(11)의 차단 지지대 (1101a, 1101b) 내부에 구비된 탄성 부재(1110)는 필터하우징 조립체(200)를 필터 베이스(100)에 밀어넣거나 그로부터 인출하는 것을 돕는다. 도9a는 논-플로팅 포트(11)에 대한 사시도로서, 논-플로팅 포트(11)는 배면판(13 또는 1300)와 연계하여 플로팅 또는 슬라이딩 록(12)이 제 위치에서 지지되도록 하는 역할을 함과 아울러 플로팅 록(12)으로 하여금 필터하우징 조립체(200)의 삽입 및 인출 과정에서 그 중심점으로부터 길이방향을 따라 자유롭게 이동함과 더불어 그 중심점으로 복귀되도록 한다. 상술한 바와 같이, 논-플로팅 포트(11)는 도8의 플로팅 록(1200 및 1212)를 지지하기도 한다. 설명의 단순화를 위하여, 도면 부호는 주로 논-플로팅 포트(11)와 플로팅 록(12)의 교차부에 대하여서만 부여하고 있으나, 논-플로팅 포트(11)는 플로팅 록(1200 및 1212)에서도 당연히 사용될 수 있다. 논-플로팅 포트(11)는 플로팅 록(12) 보다 크고, 그 안쪽에 플로팅 록 (12)을 감싸도록 형성된 돌출형 수용부재(1102)를 포함한다. 수용부재(1102)는 플로팅 록(12)의 과도한 이동을 방지하는 한편 그 내부에 플로팅 록(12)이 장착되었을 때 예기치 않은 이동으로부터 보호하는 역할을 한다. 도9b는 논-플로팅 포트 (11)의 평면도이다. 수용부재(1102)의 양 편으로 지지대(1101a, 1101b)이 위치한다. 포트(1103)는 유체 흐름을 위한 유입 및 유출 포트를 나타낸다. 차단 지지대(1101a, 1101b)는 필터 카트리지가 제거된 때에 유체 흐름을 정지시키는 밸브로 작용하는 차단 플러그(14)를 포함한다. 차단 지지대(1101a, 1101b)는 원통형이 바람직하며, 스프링에 의해 작동되며 카트리지의 제거 동안에 유입 및 유출 라인을 씰링하기 위한 오-링으로 씰링된 플러그를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 배면판(13)는 논-플로팅 포트(11)에 스냅 피팅에 의해 결합된다. 상기의 스냅 피팅이 이루어지도록 하기 위해, 도시된 바와 같이 논-플로팅 포트(11) 상에는 배면판(135)의 대응되는 피팅(135)을 받아들이는 스냅 피팅(1105)이 구비되어 있다.
도1에서와 같이, 플로팅 록(12)은 논-플로팅 포트(11)와 배면판(13)에 의해 지지된다. 도10a는 본 발명에 따른 일 실시예의 배면판(13)에 대한 평면도이다. 도10b는 배면판(13)에 대한 저면 사시도이다. 배면판(13)는 논-플로팅 포트(11)의 지지구조 내에서 플로팅 록(12)을 고정시킨다. 배면판(13)는 논-플로팅 포트(11)에 스냅 피트에 의해서 장착되는 것이 바람직한바, 그 외의 기존에 알려져 있는 본딩, 용접 및 기계적 조임구 등과 같은 장착구조가 적용될 수도 있다. 배면판(13)의 각 단부에는 연장부(132)가 구비되고, 이들 연장부(132) 사이에는 요입 간격부 (133)가 형성되어 있다. 상기 요입 간격부(133)는 논-플로팅 포트(11)의 차단 지지대(1101a, 1101b)가 통과할 수 있도록 하는 형상을 취하고 있다. 본 실시예에 서, 배면판(13)에는 플로팅 록(12)의 길이방향 이동을 허용하는 중심공(131)이 구비되어 있다. 플로팅 록(12)은 핑거와 갭의 형성면 반대쪽에 연장부재가 형성되어 헬리컬 스프링이나 토션 스프링 등과 같은 탄성 부재의 탄성력이 그 연장부재에 작용하도록 한다. 도3c 및 도3e는 연장부재(128)을 보여주고 있는 플로팅 록에 대한 측면도이다. 도3b는 연장부재(128)가 구비된 플로팅 록에 대한 사시도이다. 도8e는 연장부재(1280)가 구비된 플로팅 록(1212)를 보여주고 있다. 이들 실시예에서, 연장부재는 후방 플ㄹ이트에 의해 지지되는 탄성 부재에 의한 탄성력이 작용하게 된다.
도10c는 본 발명에 따른 배면판(1300)의 다른 실시예에 대한 상면 사시도이다. 본 실시예에서는, 배면판(1300)의 정상부에 중심공 위로 돔 형상의 틈새가 구비된 커버(1302)가 형성되어 있다. 상기 커버(1302)는 플로팅 록(12)으로부터 연장되는 연장 부재(128) 주위의 스프링이나 다른 탄성 부재를 감싸도록 형성된다. 돔(1302)은 플로팅 록(12)으로부터 연장부재(128)를 받아들이도록 형성된 틈새 (1304)를 포함한다. 슬롯(1304)에 의해 플로팅 록(12)이 돔(1302) 내부에서 원활한 직선이동이 이루어지게 된다. 본 실시예에서, 스프링 등과 같은 두 개의 상응하는 탄성 부재가 플로팅 록(12)의 연장부재(128) 각 측부에 존재하게 된다. 바람직하기로는, 하나의 탄성 부재가 한 방향으로 플로팅 록 연장부재에 탄성력을 가하는 동안에 다른 탄성 부재가 다른 방향으로 플로팅 록 연장부재에 탄성력을 가하도록 구성된다. 이에 따라, 플로팅 록(12)이 어떠한 방향으로 이동하거나 쉬프트되더라도 자체 수축력에 의해서 원래의 중심 위치로 플로팅 록(12)의 복귀가 이루어지게 된다.
삽입 동안 내내, 필터하우징 조립체에는 인출 외력이 작용하여 그 하우징을 필터 베이스로부터 밀어내려는 경향이 있다. 이와 같은 인출 외력은, 차단 플러그 (14)에 힘을 가하여 유입 및 유출 포트를 폐쇄 위치에 이르도록 하는 논-플로팅 포트(11)의 각 차단 지지대(1101a, 1101b)(도9b 참조)에 구비된 탄성 부재에 기인한다. 차단 플러그(14)에 작용하는 인출 외력은 각각의 스프링(1110)에 의해 제공되도록 하는 것이 바람직한바, 이와 유사한 결과를 제공할 수 있는 그 외의 찬성부재가 사용될 수도 있다. 필터하우징 조립체를 필터 베이스에 삽입하는 과정은 이들 인출 외력에 대항하여 이루어지는 것으로서, 차단 플러그(14)를 논-플로팅 포트 (11)의 각 차단 지지대(1101a, 더욱 더 밀어붙이게 된다. 이러한 과정을 통해서 필터하우징 조립체에 일정한 인출 외력이 유지된 가운데 유체의 유입이 가능해지게 된다.
보호용 포트 쉬라우드(4)는 필터 헤드(2)상에 위치하여, 플로팅 록(12) 및 필터 키(5) 메커니즘의 손상이나 파손이 방지되도록 한다. 상기 쉬라우드(4)는 필터 매니폴드상의 연장 지지구에 의해 지지되도록 하는 것이 바람직하다.
도6a 및 6b는 본 발명에 따른 필터 조립체의 다른 실시예에 대한 분해 사시도로서, 필터 매니폴드(300), 필터 키(500) 및 필터 헤드(300)의 결합관계를 보여주고 있다. 필터 키(590)는 록킹 노브나 록킹 탭이 없이 도시되고 있으나, 필터 헤드에의 부착을 용이하게 하기 위하여 록킹 노브가 포함될 수도 있다. 도7f는 록킹 노브나 록킹 탭(501)이 구비된 필터 키(590)를 보여주고 있다. 록킹 노브(501)는 필터 키(590)의 하부에 위치한다. 본 실시예에서, 필터 키(500 또는 590) 및 필터 매니폴드(300)는, 도8의 구동 키(1210a, 1210b)가 구비된 플로팅 록(1200 또는 1212)이 필터 키(500 또는 590) 상의 연장 보스(550)의 걸림 윙(560a, 560b)에 의해서 미끄럼 이동되도록 변형될 수 있다.
필터하우징 조립체를 필터 베이스에 대하여 축방향으로 삽입하는 과정을 통해서 플로팅 록(1200) 내부로 필터 키(500 또는 590)의 삽입이 이루어지게 된다. 필터 키(500)의 핑거(52) 상에 형성된 망치머리 형상의 윙(560a, 560b)과 플로팅 록(1200 또는 1212) 상의 구동 키(1210a, 1210b)는 상호 미끄럼 접촉하여 삽입의 축방향 이동에 수직하게 플로팅 록(1200 또는 1212)의 횡방향 이동이 일어나도록 한다. 이에 따라, 플로팅 록(1200 또는 1212)은 필터 하우징 축에 대한 반경방향을 따라 길이방향으로 쉬프트되어 진다. 필터 키(500)의 핑거(520)는 플로팅 록 (1200 도는 1212) 상의 갭(1220) 내부에 위치한다. 일단 필터 키(500 또는 590)가 삽입되면, 플로팅 록(1200 또는 1212)은, 스프링 힘과 같은 수축 장력에 의해서 원래 위치를 향해 부분적으로 복귀됨으로써 플로팅 록(1200 또는 1212) 상의 핑거는 필터 키(500 또는 590) 상의 핑거(520)와 일치되도록 정렬되고, 그에 따라 필터하우징 조립체를 필터 베이스로부터 분리시키려는 직접적인 인출 외력을 배제할 수 있게 된다.
도7f는 필터 키(590)에 대한 상면 사시도이다. 필터 키(590)의 일측단부에 윗쪽을 향해 연장된 경사면 보스(550)가 있다. 상기 보스(550)는 핑거(520)의 상부에 의해 형성된 수평면보다도 위로 돌출되어 있으며, 필터 키(500)의 일 외측 단부상에 정점부가 형성되도록 핑거를 향하는 경사면을 구비하고 있다. 보스(550)는 그 정점부로부터 핑거(520)를 향해 하향 경사면을 이룬다. 보스는 윙(560a, 560b)을 구비한 상향 경사상 삼각형 또는 웨지 형상을 이루도록 하여 플로팅 록(1200) 상의 각각의 구동 키(1210a, 1210b)와 연계하여 동작할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 7e는 필터 키(500)에 대한 단부측 측면도로서 핑거(520)에 의해 형성된 평면(570) 위로 돌출된 망치머리 형상의 보스(550)와, 보스(550)로부터 수평방향으로 연장된 윙(560a, 560b)을 보여주고 있다. 상기 윙(560a, 560b)은 플로팅 키(1200)상의 대응되는 경사상 구동 키(1210a, 1210b)에 접촉하게 된다.
도8a는 대응되는 플로팅 록(1200)에 대한 사시도이다. 도8a의 플로팅 록 (1200)과 도8e의 플로팅 록(1212) 사이의 유일한 차이점은 플로팅 록(1212) 상에 연장부재(1280)가 부가되어 있다는 점에서 차이를 보이고 있다. 플로팅 록(1200)에는 필터 키(500 도는 590) 상에 위치하는 핑거(520) 및 갭(540)에 상호 대응하는 핑거(1230a, 1230b) 및 갭(1220)이 구비되고 있다. 플로팅 록(1200)의 핑거/갭 형상이 필터 키(500 또는 590)의 핑거/갭 형상에 정확하게 대응될 필요는 없다. 필터하우징 조립체가 필터 베이스를 향해 축방향으로 삽입되는 때에 플로팅 록(1200)이 삽입되는 필터 키(500)를 전적으로 수용할 수 있기만 하면 족하다. 또한, 플로팅 록(1200 또는 1212)에 원래 위치로 부분적으로 복귀하도록 하는 수축력이 작용하는 경우, 필터 키(500 또는 590) 상의 적어도 하나의 핑거가 플로팅 록(1200 또는 1212)상의 적어도 하나의 핑거와 수직으로 정렬되도록 하여, 플로팅 록(1200 또는 1212)에 대한 더 이상의 쉬프팅이 없이도 어떠한 인출 외력에 대항하도록 할 필요가 있다.
예시된 실시예에서와 같은 플로팅 록(1200)과 필터 키(500)을 사용함으로써 필터 키(500) 상의 윙(560a, 560b)과 플로팅 록(1200) 상의 구동 키(1210a, 1210b)가 미끄럼 접촉을 하는 가운데 플로팅 록(1200)은 삽입 축방향에 대하여 수직인 횡방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 플로팅 록(1200)은 필터하우징 조립체의 축에 대한 반경방향으로서의 길이방향을 따라 쉬프트된다. 필터 키(500)의 핑거 (520)는 플로팅 록(1200) 상의 갭(1220) 내부에 위치하게 된다. 일단 필터 키(500)가 삽입되면, 플로팅 록(1200)은 스프링 력 등과 같은 수축 장력에 의해 원래 위치를 향해 부분적으로 복귀됨으로써 플로팅 록(1200) 상의 핑거들은 필터 키(500) 상의 핑거(520)과 일직선상에 정렬되고, 그에 따라 필터하우징 조립체를 필터 베이스로부터 분리하려는 직접적인 인출 외력이 방지된다.
핑거(1230a, 1230b)는 플로팅 록(1200)과 일체로 형성하여 동일한 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 핑거(1230)는 분리가능하게 장착가능한 것으로서, 플로팅 록이 설계는 일체로 형성된 구조에 국한되지는 않는다. 이에 더하여, 본 발명은 어떠한 특정된 핑거/갭 순서로 제한되지 않는다. 플로팅 록 (1200)의 한쪽 편에 형성된 핑거/갭이 형상이 반드시 반대편의 핑거/갭 형상과 대칭을 이룰 필요는 없다. 플로팅 록(1200)은 두 개의 상이한 방향으로부터 이에 작용하는 스프링 력 등과 같은 장력에 응답하여 길이방향으로의 저항력을 제공하게 된다. 플로팅 록(1200)은 필터 키(500)에 의해 힘이 가해지는 때에 길이방향을 따라 효과적으로 이동함과 아울러 필터 키(500)의 핑거(520)가 갭(1220)을 통과한 후에는 원래의 위치를 향해 부분적으로 복귀하려는 힘을 받게 된다. 상기의 부분적인 수축을 통해서, 핑거(520)는 플로팅 록(1200)의 핑거(1230) 뒤쪽이나 아래쪽으로 정렬되어 진다. 도8b는 플로팅 록(1200)에 대한 평면도로서, 폭방향으로 연장된 핑거(1230a, 1230b) 및 핑거들 사이에 인접하는 갭(1220)을 보여주고 있다.
도8c는 플로팅 록(1200)에 대한 단면도로서, 길이방향 또는 사이드 패널 (1240) 상의 플로팅 록(1200) 일측 단부에 위치하는 구동 키(1210a)를 보여주고 있다. 구동 키(1210a)는 플로팅 록(1200)의 반대편 길이방향 패널 상에 위치하는 유사한 구동 키(1210b)(도면 미도시)와 대향되게 형성되어 있다. 이들 두 구동 키들은 필터 키(500) 상의 보스(550)에 형성된 윙(560a, 560b)와 미끄럼 접촉이 가능하도록 하는 경사면을 갖도록 설계된다. 각각의 구동 키는 플로팅 록(1200)과 일체로 형성되는 것이 바람직한바, 경우에 따라서는 별도로 성형되어 기존의 부착수단을 통해서 플로팅 록 (1200)의 길이방향 패널에 부착되어질 수도 있다. 도8c에 도시된 바와 같이, 구동 키(1210a)의 아래쪽으로는 플로팅 록(1200)의 폭방향 지지벽 (126)상에 형성되는 걸림구나 멈춤 키(1250)가 위치한다. 도8b에 도시된 바와 같이, 멈춤 키(1250)는 구동 키(1210a, 1210b) 사이에 위치한다. 멈춤 키 (1250)는 폭 방향 벽(1260)과 일체로 형성되거나, 별도로 성형되어 기존에 알려진 적용가능한 수단으로서의 본딩, 용접, 접착, 압입 끼워맞춤 등에 의해서 부착되어질 수 있다. 멈춤 키(1250)는 플로팅 록(1200)이 과도한 이동을 확실하게 정지시키는 역할을 한다. 멈춤 키(1250)는 필터 키(500)의 보스(500)이 적절하게 이루어질 수 있도록 하는 만큼의 거리를 두고 구동 키(1210a, 1210b)의 아래에 위치한다. 필터 키(500)를 플로팅 록(1200) 내부로 삽입함에 따라, 보스(550)는 구동 키(1210a, 1210b) 사이의 공간에 의해 형성된 플로팅 록(1200) 내의 갭(1270)을 가로지르게 된다. 보스(550)의 윙(560a, 560b)은 보스(550)의 폭에 대하여 외측으로 연장되어 폭 방향 벽(1260)과 구동 키(1210a, 1210b) 사이를 이동하게 된다. 이에 따라, 윙(560a, 560b)은, 보스(550)의 삽입 동안에 플로팅 록(1200)으로 하여금 원래의 위치로 수축하지 못하도록 한다. 플로팅 록(1200)은 직렬 스프링 등과 같은 탄성 부재의 수축력이 항상 작용하여, 플로팅 록(1200)이 원래의 위치, 바람직하기로는 중앙 위치에서 유지되도록 하려는 경향이 존재하게 된다. 필터 키(500)의 삽입 동안에, 윙(560a, 560b)은 구동 키(1210a, 1210b)와 상호 작용하여 탄성 수축력이 작용하는 가운데 플로팅 록(1200)을 편심 위치로 쉬프트시키게 된다. 완전하게 삽입이 이루어져서 보스(550)가 멈춤 키(1250)에 다다름과 아울러 접촉함에 따라 윙(560a, 560b)는 더 이상 구동 키(1210a, 1210b)에 의해 지지되지 못하게 되는바, 그 이유는 구동키(1210a, 1210b)의 길이가 보스(550)의 길이에 비해 짧기 때문이 다. 삽입 프로세스의 바로 이 시점에서 수축 장력이 작용하여 플로팅 록 (1200)을 원래의 위치로 쉬프트시키게 된다.
일단 윙(560a, 560b)이 멈춤 키(1250)에 도달하고, 사용자가 필터하우징 조립체가 초기에 가했던 삽입력을 해제하게 되면, 차단 플러그 스프링(1110)으로부터의 인출 외력이 지배하게 된다. 이러한 인출 외력은 필터하우징 조립체를 축방향 외측으로 밀어붙여서 플로팅 록(1200)으로부터 멀어지게 된다. 윙(560a, 560b)은 더 이상 구동 키(1210a, 1210b)와 폭 방향 벽(1260) 사이에서 구속되지 않기 때문에, 플로팅 록(1200)은 그 길이방향을 따라 쉬프트되려는 경향을 띠게 되어, 필터 키(500)가 축방향을 따라 외측으로 약간 이동함에 따라 부분적으로 원래의 위치를 향하게 된다. 바로 이때, 윙(560a, 560b)은 모서리 앵글(1280)과 결합하여, 중앙위치로부터 밀어붙임으로써 필터 키(500)를 이동시키는 한편, 면(1300a, 1300b)와 결합 또는 접촉하여 필터하우징의 수축이 방지되도록 한다. 도8d는 모서리 앵글 (1290a) 및 면(1300a)기 구비된 구동 키(1210a)에 대한 부분 확대도이다.
필터 키(500)의 핑거(520) 들은 플로팅 록(1200)의 핑거와 정렬되어 축방향의 수직면 상에서 접촉상태를 이루게 됨으로써 필터 베이스로부터 필터하우징 조립체의 인출이 방지된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 냉장고, 특히 도어의 내측에 설치될 수 있을 것이다. 필터 조립체의 출구측은 필요에 따라 물 디스펜서나 얼음 디스펜서에 결합될 수 있다. 냉장고의 급수원은 필터 베이스(100)와 유체 관로를 형성하는 한편 필터하우징 조립체(200)가 필터 베이스(100)로부터 분리되는 때에는 물 흐름이 차단된다. 지지대(1101a, 1101b) 내의 차단 플러그(14)는 필터하우징 조립체(200)가 필터 베이스(100) 내에 삽입될 때까지 물 흐름을 차단하게 된다. 삽입이 완료되면 , 필터하우징 조립체로의 유체가 흘러듦과 아울러 필터하우징 조립체로부터 여과된 물도 흘러나가게 된다.
필터하우징 조립체(200) 및 필터 베이스(100)의 모든 부품들은 기존에 알려진 제조방식으로 성형된 플래스틱 부품을 사용할 수 있다. 여과재는 카본, 활성 카본, 멜로도러스 카본(malodorous carbon), 다공성 세라믹 등과 같은 공지된 필터 재료로 제조될 수 있다. 본 발명의 필터 여과재에 사용될 수 있는 여과재는, 필터하우징 장치로 유입되는 물 중에 포함된 하나 또는 그 이상의 유해 오염물질을 제거할 수 있는 광범위한 여과재를 포함한다. 필터하우징에 사용가능한 대표적인 여과재로는 미국특허 제6, 872, 311호, 제6,835,311호, 제6,797,167호, 제6,639,016호, 제6,331,037호 및 제5147,722호에 개시되어 있는 여과재 들이 있다. 그리고, 공개된 미국특허출원 제2005/0051487호 및 제2005/00111827호에 개시되어 있는 필터 조성이 여과재로서 사용될 수 있을 것이다.
필터 조립체는 급수원 근처의 표면에 장착되는 것이 바람직하다. 상기 장착 수단은 필터하우징 장치에 의해 처리된 정수된 물을 사용하는 곳 근처에 위치하도록 하는 것이 유리하다.
이상, 본 발명의 바람직할 실시예와 관련하여 본 발명에 대하여 설명을 하였는바, 본 발명이 속한 분야의 통상의 기술자라면 상기의 설명을 토대로 상당한 변화, 수정 및 변화를 가할 수 있을 것임은 자명하다 할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 그와 같은 변화, 수정 및 변화를 모두 포함하여 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 간주한다.

Claims (57)

  1. 본체와 본체에 대해 수밀성을 형성하는 상부를 구비하고 여과재를 감싸는 필터 하우징으로 구성되되, 이때 상기 필터 하우징 상부는:
    유입 포트;
    유출 포트; 및
    상면, 길이방향 측면, 폭방향 측면을 구비하고, 상기 길이방향 측면
    상에 상기 상면으로부터 폭방향으로 연장되는 이격 돌기나 핑거를 포함하는 필터 키를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핑거는 경사면 또는 각진 면을 갖는 연장 윙을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 핑거는 다이아몬드형 단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필터 키의 상면으로부터 축방향 위쪽으로 보스가 연장형성되고, 그 보스는 상기 필터 키의 상면으로부터 위쪽으로 연장되는 일정한 폭의 경사면과 보스의 폭을 초과하여 연장되는 폭방향 편이나 윙을 구비하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필터 키는 필터 하우징 상부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터 키는 상기 상부에 분리가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필터 키는 압입 끼워맞춤, 마찰고정, 용접 또는 접착에 의해 필터 하우징 상부에 부착되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필터하우징 상부에는 필터 매니폴드가 부착되고, 그 필터 매니폴드는 상기 필터 키를 고정적으로 수용하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 유입 또는 유출 포트 중 어느 하나는 상기 필터 매니폴드상에 위치하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유입 포트 및 유출 포트는 필터하우징의 축 중심으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 이격 돌기나 핑거는 상기 필터 키와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 이격 돌기나 핑거에는 상이한 필터 속성을 식별할 수 있도록 필터 하우징 내에 수납된 필터에 대응되는 소정의 패턴이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 필터 키에는 상이한 필터 속성을 식별할 수 있도록 필터하우징 내에 수납된 필터에 대응되도록 칼라 코드화, 투명처리, 반투명 처리, 반사 처리, 무늬화, 재질 변경 또는 도전성 표식이 이루어짐을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  14. 제1항에 있어서, 상기 필터 키는 상기 상부에의 부착을 위한 록킹 노브나 록킹 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  15. 제1항에 있어서, 상기 상부는 축 중심점으로부터 이격된 지점의 상부로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장되는 필터 키 정착보스나 지지부재와, 상기 상부로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장됨과 아울러 상기 축 중심 타측 상의 상기 필터 키 정착보스 반대편에 위치하는 필터 키 폭방향 지지부재를 포함하고, 이때 상기 필터 키 폭방향 지지부재는 필터 키 폭과 동일한 간격만큼 떨어져 위치하고, 상기 필터 키 정착보스와 상기 필터 키 폭방향 지지부재는 노출된 표면을 통해서 필터 키를 상부에 부착시키기 위한 구조적 지지체를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  16. 본체와 본체에 대해 수밀성을 형성하는 상부를 구비하고 여과재를 감싸는 필터 하우징으로 구성되되, 이때 상기 필터 하우징 상부는:
    유입 포트;
    유출 포트;
    상기 필터 하우징 상부에 부착되어 필터 키를 수용하는 필터
    매니폴드; 및
    상기 필터 하우징 상부에 위치하며, 상면, 길이방향 측면, 폭방향 측
    면을 구비하고, 길이방향 측면 상에 상면으로부터 폭방향으로 연장되
    는 이격 돌기나 핑거를 포함하며, 다이아몬드형 단면을 구비하며 경
    사진 또는 각진 면을 갖는 연장 윙이 구비된 필터 키를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  17. 여과재를 감싸는 필터 하우징;
    상기 여과재와 유체관로를 이루는 적어도 하나의 포트를 구비하고, 필
    터 하우징과 수밀성을 형성하는 필터 헤드; 및
    상기 필터 헤드의 축 중앙에 위치하는 베이스부와, 상기 여과재와 유
    체 관로를 이루는 포트 및 필터 키 수용을 위하여 상기 베이스부 상
    에 위치하는 돌기나 홈으로 이루어진 필터 매니폴드를 포함하여 구성
    되고, 이때 상면, 저면, 길이방향 측면 및 폭방향 측면을 갖는 상기 필터 키는;
    상기 필터 키의 길이방향 측면 상에서 상기 상면으로부터 폭방향으로
    연장되며, 연장 윙이 구비된 이격 돌기 또는 핑거와,
    상기 필터 키를 상기 필터 매니폴드 상에 부착시키기 위하여 상기
    필터 키 바닥면 상에 위치하는 홈이나 돌기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드는 필터 헤드와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  19. 제17항에 있어서, 상기 필터 헤드는 수밀성이 유지된 가운데 상기 필터 매니폴드를 고정적으로 부착시키도록 형성된 상면을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  20. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드는 수밀성이 유지된 가운데 고정적으로 또는 분리가능하게 상기 필터 헤드에 부착되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  21. 제17항에 있어서, 상기 필터 키는 고정적으로 또는 분리가능하게 상기 필터 매니폴드에 부착되는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  22. 제17항에 있어서, 상기 필터 키 핑거는 상기 연장 윙 상에 경사면 또는 각진 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  23. 제22항에 있어서, 상기 연장 윙은 다이아몬드형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  24. 제17항에 있어서, 상기 필터 헤드는 축 중심점으로부터 이격된 지점의 상부로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장되는 필터 키 정착보스나 지지부재와, 상기 상부로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장됨과 아울러 상기 축 중심 타측 상의 상기 필터 키 정착보스 반대편에 위치하는 필터 키 폭방향 지지부재를 포함하고, 이때 상기 필터 키 폭방향 지지부재는 필터 키 폭과 동일한 간격만큼 떨어져 위치하고, 상기 필터 키 정착보스와 상기 필터 키 폭방향 지지부재는 노출된 표면을 통해서 필터 키를 상부에 부착시키기 위한 구조적 지지체를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  25. 제24항에 있어서, 상기 필터 키 정착보스는 필터 키의 록킹 노브나 록킹 탭을 수용하기 위한 틈새를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  26. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드의 상기 돌기는 필터 매니폴드 베이스부에 대하여 위쪽으로 연장되는 축방향 연장돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  27. 제26항에 있어서, 상기 필터 키의 상기 홈은 상기 필터 매니폴드의 축방향 연장돌기에 부착되도록 상기 필터 키 바닥면 상에 대응되는 홈이나 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  28. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드는 상기 필터하우징의 축 중앙으로부터 이격되어 위치하는 유입 또는 유출 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  29. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드의 상기 홈은 필터 키 바닥에 형성된 구성부재를 받아들여 부착시키는 홈이나 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  30. 제29항에 있어서, 상기 필터 키의 상기 돌기는 상기 필터 키 바닥면 상에 형성되어 이에 대응되는 상기 필터 매니폴드의 홈이나 슬롯과 결합하는 축방향 연장돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  31. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드의 상기 돌기는 도브테일 형상의 축방향 연장돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  32. 제17항에 있어서, 상기 필터 매니폴드는 상기 베이스부 주위에 반경방향으로 연장되는 아암을 포함하여 쉬라우드에 대한 구조적 지지체를 제공하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
  33. 제17항에 있어서, 상기 필터 키의 상면 위에 축방향으로 연장되는 보스를 포함하고, 그 보스는 상기 필터 키 상면으로부터 위쪽으로 연장되는 소정 폭의 경사면과 상기 보스의 폭을 초과하여 연장되는 폭방향 편이나 윙을 구비하는 것을 특징으로 하는 필터하우징 조립체.
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  54. 외장 캐비닛;
    상기 외장 캐비닛 내부에 배치되고, 후방벽, 한 쌍의 대향하는 측벽,
    후방벽의 맞은편에 위치하는 적어도 하나의 도어, 천정 및 바닥을 구비한 냉
    장실;
    외장 캐비닛 내부의 냉동실에 인접하여 배치된 냉동실;
    냉장고로부터 섬프와 여과재를 교체하기 위한 자동화된 조립체가 구비
    된 필 터 조립체와 유체관로를 형성하는 가운데 도어에 배치된 물 디스펜서
    로 이루어지 고, 이때 상기 필터 조립체는:
    여과재를 감싸며 본체와 본체에 대하여 수밀성을 유지하는 상부
    를 구비하는 필터 하우징으로 구성되며, 상기 필터 하우징 상부
    는 필터 하우징에 부착되며 유입 포트와 유출 포트 및 상면, 길
    이방향 측면을 구비함과 아울러 필터 키의 길이방향 측면 상에
    상면으로부터 폭방향으로 연장된 이격 돌기나 핑거를 구비한 필
    터 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체가 결합된 냉장고.
  55. 제54항에 있어서, 상기 하우징 상부와 일체로 형성된 필터 키를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체가 결합된 냉장고.
  56. 제54항에 있어서, 필터하우징 조립체는 필터 키가 상부에 분리가능하게 부착되도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체가 결합된 냉장고.
  57. 제54항에 있어서, 필터하우징 조립체는 필터하우징 상부에 부착되는 필터 매니폴드를 포함하고, 그 필터 매니폴드는 필터 키를 고정적으로 수용하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체가 결합된 냉장고.
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