KR102516650B1 - 분무기용 액체 탱크 - Google Patents

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KR102516650B1
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얀 바르텔메스
토마스 옐취
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요트. 바그너 게엠베하
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Abstract

액체용 분무기, 특히 정전기 분무기를 위한 액체 탱크(1)가 개시되고; 액체 탱크(1)는 액체를 위한 유지 공간, 주변으로부터 유지 공간을 경계 짓기 위한 경계 벽(2), 및 분무기로의 연결을 위한 자가-폐쇄 밸브(6)를 포함한다.

Description

분무기용 액체 탱크
본 발명은 분무기용 액체 탱크에 관한 것이다.
특히 가정용 물품 및 화장품 분야에서의 분무기는 일반적으로 수동-동작되거나 모터화된 방식으로 인가되는 압력차에 의해서 작동된다.
이러한 경우에, 분무될 매체, 일반적으로 액체가 분무기 상의 액체 탱크 내에 제공된다. 액체 탱크를 비운 후에, 그러한 액체 탱크는 신선한 충진물을 갖는 탱크에 의해 교환 및 교체된다. 이어서, 액체 탱크는 폐기되거나 재활용 시스템으로 보내진다.
불리하게, 상응하는 시스템은 분무기에서 상이한 액체들의 교환을 허용하지 않는다.
본 발명은 액체용 분무기, 특히 정전기 분무기를 위한 액체 탱크를 제공하며, 액체 탱크는 액체를 위한 수용 공간 및 주위 지역과 관련하여 수용 공간을 경계 짓기 위한 경계 결정 벽을 포함한다. 본 발명은, 액체 탱크가 분무기에 대한 연결을 위한 자가-폐쇄 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 맥락에서, 정전기 분무기는, 고전압의 영향 하에서 효과적으로 액체를 분무하는 모든 분무 프로세스를 포함한다. 특히, 전기수력학적 효과 및 전기동역학적 효과가 또한 이러한 유형의 분무의 개념에 포함된다. 본 발명의 맥락에서, 정전기 분무는 또한 전기수력학적 분무를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
자가-폐쇄 밸브의 이용은 완전히 비워지지 않고도 액체 탱크가 분무기로부터 제거될 수 있게 하고 다른 액체 탱크가 연결될 수 있게 하며 특정 용도에 따라 액체가 교환될 수 있게 한다. 이는 특히, 출원인의 발명의 대상인, 소위 정전기 분무기에서 적합하다. 특히, 페인트 또는 라커뿐만 아니라, 예를 들어 특별한 형태의 구성에서, 화장품과 같은 상이한 액체들의 도포에 적합한 정전기 분무기의 경우에, 예를 들어 사용을 위한 상이한 화장품 특성들 또는 제원들의 유연한 교환 가능성이 필수적이다.
액체 탱크는 밸브를 통해서 분무기에 연결되고 분무기의 라인 시스템과 접촉되며, 밸브가 접촉될 때 밸브의 개방에 의해서 액체의 분배가 이루어질 수 있다. 액체 탱크가 분무기로부터 제거되자 마자, 밸브는 그 자체적으로 폐쇄된다. 부가적인 커버링, 예를 들어 나사 폐쇄가 요구되지 않으나, 부가적으로 제공될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 자가-폐쇄 밸브는 격막 밸브로서, 립 밸브(lip valve)로서, 볼 밸브 또는 스프링 밸브로서 형성된다.
그러한 밸브는 일반적으로 비활성 위치를 가지며, 그러한 비활성 위치에서, 외부 기계적 수단, 특히 개방 수단의 작용을 받지 않는 경우에, 밸브는 폐쇄된다. 개별적인 경우에, 예를 들어 볼 밸브 또는 립 밸브의 경우에, 수용 공간 내부로부터 인가되는 압력에 의해서 밀봉 효과가 또한 발생될 수 있고, 그에 따라, 분무기에 대한 연결이 이루어질 때 액체를 방출하기 위해서, 제거되는 액체 유동의 정상 방향에 대해서 반대로, 볼이 이러한 압력에 대항하여 이동되어야 한다. 유사하게, 압력이 격막 밸브 또는 스프링 밸브에 인가될 수 있다.
립 밸브는, 정상 유동 방향으로 라인 내에 배열된 밸브 립들을 통하는 방향의 유동을 허용한다. 정상 유동 방향에 반대되는 유동이 있을 때, 이러한 밸브 립들은 서로에 대항하여 가압되고 밀봉 폐쇄가 존재할 때까지 횡단면은 수축된다. 그러한 밸브들의 조합은 또한 상이한 유동 방향들을 갖는 상이한 유동 경로들을 허용하고, 예를 들어 액체 탱크 내로 역으로 들어가지 않아야 하는 과다 재료를 위한 폐기 공간 내로의 역류가 있을 때, 분지(branching off)를 허용한다.
추가적인 실시예에서, 경계 결정 벽 및/또는 경계 결정 벽을 둘러싸는 하우징이 절연 재료로 구성되고, 특히 정전기 차폐를 형성하고, 재료는 바람직하게 적어도 30 kV의 절연 강도를 갖고 및/또는 특히 적어도 1 mm의 벽 두께를 갖는다.
정전기 분무기의 경우에, 특히 저장된 액체를 또한 대전시킬 수 있는, 고전압이 일반적으로 이용된다. 액체가 일반적으로 적어도 약간 전도적이기 때문에, 분무를 위해서 필요한 고전압이 또한 액체 탱크 내의 액체에 존재한다. 결과적으로, 사용자에 대한 전기적 쇼크 또는 정전기 방전을 방지하기 위해서, 외측에 대한 절연이 요구된다. 특히 바람직하게, 폴리프로필렌, ABS, PTFE, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르가 여기에서 하우징용 재료로서 사용될 수 있다.
바람직하게, 예를 들어 내부 공간을 외부에 대해서 통기시키기 위해서, 하우징은 또한 통기 개구부를 포함할 수 있다.
개선예에서, 경계 결정 벽 및/또는 경계 결정 벽을 둘러싸는 하우징이 고전압과 관련된 기준 전위에 대한 접촉부, 예를 들어 고전압원 및 저장 배터리의 공통 음극을 포함하고, 그러한 접촉부는 정전기 분무기에 대한 연결을 위한 적어도 하나의 접점을 갖는다. 이를 위해서, 하우징은 특히, 접촉부에 부착되는, 전도성 외부 층을 포함할 수 있다.
접촉부에 의해서, 전술한 사용자에 대한 정전기적 방전이 방지되도록 부가적으로 또는 대안적으로 보장될 수 있다.
하나의 특정 실시예에서, 액체 탱크를 식별(코딩)하기 위한 하나 이상의 수단이 액체 탱크에 포함되고, 이러한 수단은 특히, 바람직하게 연동 결합을 형성하기 위한 기계적 코딩으로서, 및/또는 특히 액체 탱크에 관한 정보를 송신하기 위한 전자적 코딩으로서, 및/또는 특히 접점을 통해서 전기 라인 경로를 형성하기 위한 전기적 코딩으로서 형성된다.
식별을 위한 수단은 특히 RFID 마킹 또는 기타로서 형성될 수 있고, RFID 마킹은 분무기, 특히 그 제어 전자기기에 의해서 판독될 수 있고 완전히 또는 부분적으로 기록될 수 있다. 기록은 특히, 예를 들어 액체 탱크의 처음 개봉 날짜와 같은 사용에 관한 데이터 또는 제거된 액체의 양과 관련된 데이터를 저장하고자 할 때에는 언제든지 유리하다. 결과적으로, 액체 탱크의 교환 가능성이 최적화된다.
식별을 위한 수단은 장치 매개변수가 분무기 상에서 미리 선택될 수 있게 한다. 또한, 사용이 의도되지 않을 수 있는 액체 탱크가 식별될 수 있고 그 사용이 방지될 수 있다. 또한, 희망 결과를 얻기 위해서, 분무기의 필요할 수 있는 청소가, 액체 탱크의 식별에 의해서 사용자에게 신호 전달될 수 있다. 화장품이 사용된 후에, 예를 들어, 방취제를 갖는 액체 탱크가 사용되기 전에, 장치가 세정되어야 한다. 장치는, 그러한 액체 탱크의 식별이 있을 때, 이러한 것에 주의를 기울이게 할 수 있다.
기계적 코딩은 예를 들어 홀, 돌출부, 또는 노치에 의해서 실현될 수 있다. 예를 들어 저항기, 식별 칩 또는 RFID에 의한, 전자적 코딩은, 예를 들어 유효 기간 또는 기타를 제공하는 부가적인 정보를 포함할 수 있다. 순수 전기적 코딩은 예를 들어 라인 경로 또는 전기적 브릿지의 제공에 의해서 실시될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 경계 결정 벽이 가요성, 특히 압궤 가능한(collapsible) 백으로서 형성되거나, 경계 결정 벽이, 바람직하게 피동적으로 안내되는 종동 피스톤 또는 피스톤 헤드를 갖는, 실린더로서 형성된다.
경계 결정 벽의 자가-압궤 설계는, 수용 공간의 부가적인 기계적 통기가 없이, 비워짐이 이루어질 수 있게 하는 장점을 제공한다. 피동적 종동 피스톤 가능성은 또한, 어떠한 부가적인 기계적 효과의 발생도 없이 또는 수용 공간의 개방이 없이, 비워질 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 저장 액체는 주위 지역과 관련하여 항상 밀봉되고, 결과적으로, 예를 들어 위생과 관련하여, 상응 요건을 만족시킬 수 있다.
바람직하게, 적어도 하나의 추가적인 액체를 위한 적어도 하나의 추가적인 수용 공간이 본 발명에 따른 액체 탱크에 포함될 수 있다. 이러한 경우에, 주위 지역 및 제1 수용 공간에 대해서 수용 공간을 경계 짓기 위한 추가적인 경계 결정 벽이 유사하게 제공된다.
추가적인 수용 공간은, 많은 수의 구성요소를 액체 탱크 내에 제공할 수 있게 한다. 따라서, 예를 들어, 2개의 색조의 혼합 비율을 설정함으로써, 페인트가 구성될 수 있거나, 외관 또는 작용과 관련된 희망 효과에 적합하도록, 운반체 유체 및 화장품 구성요소를 혼합함으로써, 가능하게는 화장품 재료가 구성될 수 있다. 많은 수의 구성요소를 포함하는 다른 변형예가 또한 생각될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 수용 공간 내의 액체의 충진 준위를 나타내기 위한 적어도 하나의 충진 준위 표시기가 포함된다.
충진 준위 표시기는, 예를 들어 관찰 창에 의해서 기계적으로, 또는 예를 들어 부피 유동 센서에 의해서 전자적으로 실현될 수 있다. 예를 들어 펌프 기하형태가 알려져 있을 때 펌프 모터의 작동 시간 또는 회전수와 같은 펌프 매개변수에 접속하는 것에 의해서, 제거된 액체의 양에 관한 다른 유형의 검출이 또한 생각될 수 있다.
추가적으로, 액체 탱크 및/또는 액체의 주변 매개변수를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서 요소가 또한 포함되고, 센서 요소는 특히 주변 매개변수를 저장하기 위한 메모리 요소를 갖는다.
센서, 예를 들어 온도 센서 또는 기타는 액체에 미치는 주변 매개변수의 영향이 검출될 수 있게 한다. 예를 들어 너무 고온이거나 너무 저온인 동안에 저장되는 경우에, 액체는 변성될 수 있고, 이러한 것이 사용자에게 표시된다. 메모리 요소의 선택적인 이용은 이러한 정보가 추후에 프로세스 및/또는 제공 또는 보완될 수 있게 한다. 예를 들어 충진 준위 센서와 액체 용기의 최초 개방 이후의 시간을 기록하는 계량기 사이의, 센서 요소들의 상호 연계가 또한 생각될 수 있다.
센서 데이터는 또한 인터페이스를 통해서 분무기에 전달될 수 있고, 분무기는 평가를 실시하거나 추후의 이용을 위해서 데이터를 저장한다. 마찬가지로, 상응 인터페이스가 본 발명에 따른 액체 탱크의 바람직한 실시예에 포함된다.
본 발명의 개선예에서, 액체 탱크는, 하우징 상의 밸브의 주위 영역 내에서, 제1 기계적 커플링 요소, 특히 베이요넷 요소(bayonet element) 또는 회전 볼트 메커니즘을 제공한다. 이러한 방식으로, 액체 탱크는 용이하고 확실하게 분무기 상에 배열될 수 있고, 프로세스의 신뢰성을 보장하는 방식으로 체결된다. 바람직하게, 제1 기계적 커플링 요소에 연결될 수 있도록 상응하게 형성된 기하형태를 가지는, 제2 기계적 커플링 요소가, 밸브로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 하우징의 부분 상에 부가적으로 포함된다. 이러한 방식으로, 액체 탱크들이 서로 커플링될 수 있다. 이는, 예를 들어 저장을 보다 용이하게 하는 역할을 하거나, 커플링 요소가 적절하게 안정적인 형태인 경우에, 예를 들어 핸들의 길이를 연장시키기 위한 역할을 할 수 있다. 액체 탱크 자체는 또한 분무기 상의 핸들로서 또는 적어도 핸들의 일부로서 역할을 할 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 정전기 분무는 또한 전기수력학적 분무를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 액체는 임의의 종류의 액체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 맥락에서, 특히 액체는 화장품이다. 액체는 또한 액체 페인트 또는 라커 또는 기타일 수 있다.
본 발명에 따른 액체 용기의 예시적인 실시예가 이하의 도면에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1은 밸브를 갖는 제1 액체 탱크의 사시도를 도시한다.
도 2는 밸브 및 편평한 하단부를 갖는 액체 탱크의 단면도를 도시한다.
도 3은 밸브 및 하단부에 위치되는 커플링 요소를 갖는 액체 탱크의 단면 분해도를 도시한다.
도 4는 밸브 및 커플링 요소 및 피동적 종동 피스톤을 갖는 제2 액체 탱크의 단면 분해도를 도시한다.
구체적으로, 도 1은 액체 탱크(1)의 제1 실시예를 도시한다. 이러한 경우에, 액체 탱크(1)는 하우징(2) 및 하우징 커버(3)를 포함한다. 하우징(2)은 일 측면 상에서 개구부(4)를 가지며, 그러한 개구부를 통해서 하우징(2) 내에 배열된 액체를 수용하기 위한 백(5)을 볼 수 있다. 백(5)의 충진 준위가 개구부(4)를 통해서 판독될 수 있다.
하우징 커버(3)의 중앙에, 본 경우에 립 밸브 형태인, 밸브(6)가 배열된다. 밸브(6)는, 분무기 상에 제공되고 액체 탱크(1)가 사용될 때 유입구 개구부(7)에 진입하는, 개방 수단(미도시)을 위한 유입구 개구부(7)를 중심에 갖는다.
밸브(6) 주위에 커플링 수단(8)이 배열되고, 본 경우에 커플링 수단(8)은 회전 커플링으로서 형성된다. 이러한 경우에, 분무기 상에 배열된 돌출부가 홈(9A, 9B) 내에 도달되고, 채널(11)을 따른 방향(10)으로의 회전 운동에 의해서, 연동 방식으로 결합된다. 이러한 방식으로, 분무기 상의 액체 탱크(1)의 단순하고, 자가-중심 배치적인 배열이 보장된다. 하우징 커버(3)는 또한 기계적 및/또는 전기적 또는 전자적 코딩을 위한 장치를 포함한다. 기계적 코딩은, 예를 들어, 분무기의 래치와 결합되는, 노치 개구부(12)에 의해서, 실현될 수 있다. 전기적 코딩은 전도성 브릿지, 예를 들어 전도성 하우징 커버(3)의 제공에 의해서 달성될 수 있다. 전자적 코딩을 위해서, 칩 또는 다른 데이터 운반체 상의 정보가 하나 이상의 요소(13A, 13B) 내에 제공될 수 있다. 무선 정보, 예를 들어 RFID가 또한 생각될 수 있다.
도 2는 도 1에 상응하는 액체 탱크(1)를 통한 단면을 도시한다. 이러한 경우에, 하우징(3)은 부가적인 개구부(20)를 가지며, 부가적인 개구부는, 액체의 제거로 인해서 백(5)이 압궤될 때 방출된 부피가 하우징의 내부에서 음압을 초래할 수 없도록 하기 위해서, 하우징(2)의 내부 공간을 통기시키는 역할을 한다.
백(5)은 연결 영역(21)을 통해서 하우징 커버(3)의 배출구 채널(22)에 연결된다. 이러한 연결은 탄성적인 변형에 의해서 또는 클램핑 수단, 특히 클립 또는 링에 의해서 밀봉될 수 있다.
배출구 채널(22)의 상부 단부에서, 립 밸브(6)는 배열된 밸브 립(23A, 23B)에 안착된다. 이어서 개방 수단이 개구부(7)를 통해서 방향(24)으로 삽입되는 경우에, 개방 수단은 밸브 립(23A, 23B)을 침투하고 백(5)의 내부로부터 액체가 제거될 수 있게 한다. 개방 수단이 후퇴되면, 백(5)의 내부로부터의 재료의 유동이 밸브 립(23A, 23B) 상으로 압력을 유도하고, 그에 의해서 이들이 폐쇄된다. 상응 재료 압력을 제공하기 위해서, 백(5)은, 예를 들어 고무 풍선 형태로, 특정 탄성 또는 예비응력(prestress)을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 액체 탱크(100)의 추가적인 실시예를 분해도로 도시한다. 전술한 실시예와 비교하면, 액체 탱크(100)의 실시예는 부가적인 폐쇄 커버(101)를 가지며, 그러한 폐쇄 커버는 상응하는 커플링 요소(102)에 의해서 전술한 기계적 회전 커플링 내로 도입될 수 있다.
또한, 액체 탱크(101)는, 그 하단부(104)의 영역 내에서, 교합되는 상응 커플링 요소(110)를 가지며, 이는, 전술한 방식으로 하우징 커버(103)의 커플링 요소(108) 내에 결합될 수 있는 방식으로, 기하형태적 설계가 선택된다. 이러한 방식으로, 많은 수의 액체 탱크(101)가 서로 앞뒤로 배열될 수 있고, 서로에 대해서 체결될 수 있다. 액체 탱크(101)의 추가적인 구성 부분들은 전술한 구성 부분들에 상응하고, 동일한 명칭으로 지칭된다.
도 4는 액체 탱크(201)의 대안적인 실시예를 분해도로 도시한다. 액체 탱크(201)는 다시 하우징(202) 및 하우징 커버(203) 및 립 밸브(206)를 포함한다. 백이 액체를 유지하는 대신에, 하우징(202)의 내부 공간(205)이 이제 액체를 수용하도록 형성된다. 액체가 립 밸브(206)를 통해서 제거될 때, 액체는 예를 들어 흡입 펌프에 의해서 멀리 흡입되고, 피동적으로 끌려가는 종동 피스톤(207)이 액체의 나머지 부피를 따른다. 초기에, 액체 탱크가 완전히 충진될 때, 종동 피스톤(207)은 하부 하우징 하단부(209)의 영역 내에 배열된다. 시간이 경과하면, 피스톤은 하우징 커버(203)의 배출구 채널(222)을 향해서 방향(240)으로 이동된다. 이러한 경우에, 액체 탱크(201)의 완전한 비움이 또한 가능해지도록, 하우징 커버(203)의 하부 돌출부(223)가 종동 피스톤(207) 내의 간극(224)에 진입할 수 있다.
하우징 커버(203)의 영역 내에서, 액체 탱크(201)는 마찬가지로 커플링 수단(208)을 포함하고, 이는 다른 액체 탱크(201)의 상응 커플링 수단(210) 내에 상응하게 결합될 수 있고, 그에 따라 액체 탱크들(201)은 서로 상하로 마찬가지로 배열될 수 있다. 또한, 전술한 실시예에 상응하는 방식으로 폐쇄 커버(230)가 또한 제공될 수 있다.
1 액체 탱크
2 하우징
3 하우징 커버
4 개구부
5 백
6 밸브
8 커플링 수단
9A,9B 홈
10 회전 방향
11 채널
12 노치 개구부
13A, 13B 코딩 요소
20 개구부
21 연결 영역
22 배출구 채널
23A, 23B 밸브 립
100 액체 탱크
101 폐쇄 커버
102 커플링 요소
103 하우징 커버
104 하단부
110 커플링 요소
108 커플링 요소
201 액체 탱크
202 하우징
203 하우징 커버
205 내부 공간
206 립 밸브
207 종동 피스톤
208 커플링 수단
209 하우징 하단부
210 커플링 수단
222 배출구 채널
223 돌출부
224 간극
240 이동 방향
230 폐쇄 커버

Claims (11)

  1. 액체용 분무기를 위한 액체 탱크로서, 액체 탱크는 액체를 위한 수용 공간 및 주위 지역과 관련하여 수용 공간을 경계 짓기 위한 경계 결정 벽을 포함하는, 액체 탱크에 있어서,
    액체 탱크가 분무기에 대한 연결을 위한 자가-폐쇄 밸브를 포함하고,
    액체 탱크 및/또는 액체의 주변 매개변수를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 경계 결정 벽 및/또는 경계 결정 벽을 둘러싸는 하우징이 절연 재료로 구성되고, 재료는 적어도 30 kV의 절연 강도를 갖고 및/또는 적어도 1 mm의 벽 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경계 결정 벽 및/또는 경계 결정 벽을 둘러싸는 하우징이 고전압과 관련된 기준 전위에 대한 접촉부를 포함하고, 접촉부는 정전기 분무기에 대한 연결을 위한 적어도 하나의 접점을 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 탱크는 액체 탱크를 식별하기 위한 수단을 포함하고, 이러한 수단은 연동 결합을 형성하기 위한 기계적 코딩으로서, 및/또는 액체 탱크에 관한 정보를 송신하기 위한 그리고 액체 탱크에 관한 정보를 수신하기 위한 전자적 코딩으로서, 및/또는 접점을 통해서 전기 라인 경로를 형성하기 위한 전기적 코딩으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경계 결정 벽이 가요적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경계 결정 벽이 실린더로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가적인 액체를 위한 적어도 하나의 추가적인 수용 공간, 그리고 상기 수용 공간을 주위 지역 및 제1 수용 공간에 대해서 경계 짓기 위한 경계 결정 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용 공간 내의 액체의 충진 준위를 나타내기 위한 적어도 하나의 충진 준위 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 센서 요소는 주변 매개변수를 저장하기 위한 메모리 요소를 가지는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자가-폐쇄 밸브가 격막 밸브, 립 밸브, 볼 밸브 또는 스프링 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 탱크는, 하우징 상의 밸브의 주위 영역 내에서, 제1 기계적 커플링 요소를 포함하고, 제2 기계적 커플링 요소를 포함하며, 제2 기계적 커플링 요소의 기하형태가, 밸브로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 하우징의 부분 상에서, 제1 기계적 커플링 요소에 연결될 수 있도록 상응하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 액체 탱크.
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