KR19990045055A - 다단식 물 필터 시스템 - Google Patents

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KR19990045055A
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제이. 러쉬톤 베일리
윌리엄 레인하드
스티븐 이. 프래지어
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존 에이. 도닌거
다아트 인더스트리즈 인크.
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Abstract

본 발명은 여과되는 물의 유동 방향에 관해 특정 여과 특성을 갖는 직렬 유동식으로 연결된 복수개의 필터 카트리지들용의 하우징을 구비한 물 필터 시스템에 관한 것이다. 각각의 필터 카트리지는 멤브레인에 의해 감싸여진 활성탄 필터 본체를 구비한다. 필터 본체들 중 하나는 중금속 세균 억제제를 포함한다. 카트리지들은 회전 가능한 로킹 링들을 포함하는 키이형 커넥터들에 의해 매니폴드 내에 각각 해제 가능하게 보유된다. 특정 여과 특성을 갖는 각각의 카트리지는 시스템 내에서 카트리지가 매니폴드에 적절한 직렬 유동 관계로만 연결될 수 있도록 하는 키잉 구조물을 포함한다. 필터 시스템은 필터 카트리지 소모 표시기를 포함한다. 필터 시스템은 탁상에 배치되어 수도꼭지에 연결되기에 특히 적합하다.

Description

다단식 물 필터 시스템
식수 시스템에서의 물, 특히 소규모 식수 시스템과 개인의 수조에서의 수질이 쉽게 오염됨에 따라, 다수가 이용하는 수돗물이 과연 수용 가능한 지 의문시되고 있다. 또한, 수원이 강 또는 저수지에서 시작되거나 대수층(aquifer)에서 공급된 수조에서 시작되든지 간에, 수돗물은 연관 공사로 인한 납 침출, 공업 또는 농업 배수에서 비롯된 유기 화합물 뿐만 아니라 물의 염소 처리 시스템에서 그 목적에 상반되어 발생되는 부산물인 일부의 유기 오염 물질과 관련된 문제점을 유발할 수 있다.
또한, 식수 시스템들에서 처리 시설이 파손되면, 특히 수원이 크립토스포리디움(cryptosporidium)과 같은 기생충에 의해 오염되어진 표면수일 경우에 미생물 특히 병원균들이 수돗물에 여전히 내재될 수 있다. 일반적으로 인식되기로는, 극히 적은 시스템(대중용 또는 개인용)이 그러한 기생충들을 제거하는 데 요구되는 값비싼 여과 공정을 수행하는 것으로 알려져 있다. 특히 면역력이 떨어진 사람들이 물을 마실 수 있도록 보장하기 위해 불안전한 미생물 레벨에서 "끓일 것에 대한 요구(boil order)"를 즉각적으로 개시하는 것은 보편화되지 않았다.
본 발명은 물 필터 시스템에 관한 것으로서, 특히 직렬식 및/또는 병렬식의 복수개의 필터 카트리지들을 갖는 물 필터 시스템에 관한 것이며, 이 때 각각의 카트리지는 양호하게는 특정 여과 특성을 갖고 간단한 에러 방지 연결 수단에 의해 매니폴드에 소정의 유동 관계로 연결되도록 구성되어 있다. 시스템에는 양호하게는 필터 소모 표시 수단이 제공된다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 금속 오염물과, 질산염 및 아질산염 이온들과, 일반적으로 휘발성 유기 화합물(VOC)로 명명되는 방사성 트레이스 유기 화학 물질과, 지아디아(Giardia) 및 크립토스포리디움과 같은 시스트(cyst)와, E 콜리(E coli)와 같은 박테리아 뿐만 아니라, 악취 및 나쁜 맛과 색상을 제거 및/또는 감소시키기 위해 양호하게는 직렬 및/또는 병렬로 특정 유동 관계로 배치되는 특정 여과 특성을 갖는 복수개의 필터를 갖는 물 필터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수질이 충분하게 만족스럽지 않은 "수도" 물의 최종 여과에 특히 적합한 필터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터 카트리지들의 주기적인 배치가 간단하고 필터 카트리지들이 다단식 물 필터 시스템에서 적절한 직렬 유동 및/또는 병렬 유동 관계로만 배치될 수 있도록 보장해 주며 탁상에 배치되어 수도꼭지의 출구에 부착되기에 특히 적합한 필터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 특정 여과 특성을 가짐으로써 직렬 유동 관계로 이용될 때에 물의 다단식 여과를 제공하고, 약 0.4 ㎛만큼 작은 입자 및/또는 미생물을 포집하도록 적어도 하나의 멤브레인(membrane)으로 감싸여진 미공성 탄소체 또는 세라믹체를 포함하는 필터 카트리지를 제공하는 것이다.
도1은 전환 밸브에 의해 수도꼭지의 출구에 연결된 양호한 이중 루멘식 가요성 입출구 도관을 도시하는 본 발명의 물 필터 시스템의 전방 사시도.
도2는 이중 루멘식 가요성 도관이 부분적으로만 도시되고, 필터 시스템 하우징에 대한 도관의 다른 위치 설정이 가상선으로 도시된 본 발명의 물 필터 시스템의 후방 사시도.
도3은 도1 및 도2의 하우징이 제거된 상태에서 키이형 커넥터 수단의 요소들의 초기 위치를 도시하는 물 필터 시스템의 축소 전방 사시도.
도3a는 키이형 커넥터 수단의 요소들의 다른 위치를 도시하는, 도3과 유사한 사시도.
도4는 직렬 유동 매니폴드 수단, 필터 키이형 커넥터 수단 및 필터 소모 표시기의 몇 개의 부품들을 도시하기 위해 필터 카트리지의 일부분이 분해된, 도3의 필터 장치의 분해 사시도.
도5는 직렬 유동 매니폴드 수단에 대해 특정 유동 관계로만 필터 카트리지의 교체를 보장해 주는 키이형 커넥터 수단의 일부를 도시하는, 일부 절결된 확대 평면도.
도6은 도5의 선 6-6을 따라 도시한 수직 단면도.
도7은 필터 카트리지가 관련된 매니폴드와 유체 유동 관계로 작동 가능하게 된 것으로 부분적으로 절결되어 도시된 상태에서, 필터 카트리지의 물 입구 및 출구와 관련된 체크 밸브의 동작을 추가로 도시하는, 도6과 유사한 수직 단면도.
도8a 및 도8b는 양호한 제1 및 제2 단계 필터 본체의 구성을 도시하기 위해 일부 절결되어 본 발명의 제1 및 제2 단계 필터 카트리지를 도시하는 확대 정면도.
도9는 도4 및 도5에 도시된 필터 소모 표시기의 일부를 도시하는 확대 개략도.
도10 및 도11은 본 발명의 물 필터 시스템의 다른 실시예를 부분적으로 도시한 확대 사시도로서, 도10에서는 파지 분무기가 안착되어 있고 도11에서는 파지 분무기가 일반 사용시에 신장되어 있는 상태를 도시함.
도12는 여과된 물을 도10 및 도11에 도시된 분무 헤드로 전환하는 밸브 수단을 도시하는, 도5의 일부분과 유사한 부분 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 다단식 물 필터 시스템
12 : 하우징부
14 : 기부
16 : 이중 루멘 도관
18 : 입구 도관
20 : 출구 도관
32 : 래치 수단
38, 40 : 카트리지
46, 48 : 매니폴드
일반적으로, 본 발명은 특정 여과 특성을 갖는 복수개의 필터 카트리지들을 적절한 직렬 유동 관계로 고장없고 간단한 키이(key)에 의해 에러없이 설치 및 표체하도록 하는 매니폴드가 제공된 기부를 구비한 물 필터 시스템을 제공하는 것이다.
상기 방식으로 필터들을 고정하는 것은 소정의 필터 카트리지가 관련된 유동 매니폴드에서 적절한 유동 위치로만 연결될 수 있게 구성된 키이형(keyed) 커넥터 수단에 의해 달성된다.
물 필터 시스템은 필터 카트리지용 장식 하우징을 포함하고, 다른 실시예로서 그러한 하우징에는 가요성 신장 도관에 의해 시스템의 여과수 출구에 연결된 손으로 파지 가능한 분무 헤드가 제공된다.
물 필터 시스템에는 양호하게는 필터 카트리지가 국가 위생 협회(NSF)의 성능 표준에 따라 최대의 여과 효율을 보장하도록 교체될 것을 요구하는 시기에 관한 표시를 제공하는 수단이 마련된다.
도면을 참조하면, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명을 실시하는 다단식(multi-stage) 물 필터 시스템(10)은 장식 하우징부(12)와 기부(14)를 포함한다. 도1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 물 필터 시스템(10)은 여과될 물을 공급하는 입구 도관(18)과 여과된 물을 방출하기 위한 출구 도관(20)을 구비한 이중 루멘 구조의 가요성 도관(16)을 포함한다. 이중 루멘 도관(16)은 수도꼭지(24)에 고정된 전환 밸브(22)에 조작 연결된 것으로 도시된다. 전환 밸브는 기본적으로 종래 구성으로서, 실선으로 도시된 바와 같은 밸브 조작 핸들(26)의 위치 선정에 의해 처리되지 않은 수도물이 수도꼭지(24)로부터 출구(28)로 방출되고, 가상선 위치(26a)로 밸브 조작 핸들(26)의 회전은 수도물을 수도꼭지(24)로부터 여과용 입구 도관(18)으로 전환시킨다. 다음에 상세히 설명되는 방식으로, 여과된 물은 방출용 이중 루멘 가요성 도관(16)의 도관(20)을 통해 전환 밸브 수단(22)으로부터 여과수 출구(30)를 통해 흐르게 된다.
특히 도2를 참조하면, 장식 하우징부(12)는 기부(14) 내에 제공된 래칭 슬롯(36) 내에서 제한된 회전으로 선택적으로 결합될 수 있는 래칭 핑거 또는 후크(34)를 포함하는 래치 수단(32)에 의해 기부(14)에 해제 가능하게 고정됨을 볼 수 있다. 도3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 기부(14) 내에 제공된 상호 보완적인 슬롯 또는 구멍(37) 내에 수용되게 하기 위해 내측으로 돌출된 탭 또는 탭들을 갖는 하부 전방 내부 스위치부가 장식 하우징부(12)에 제공됨을 알 수 있다.
도2에 보다 자세히 도시된 바와 같이, 이중 루멘 가요성 도관(16)은 물 필터 시스템(10)이 실제로 벽 또는 탁상의 물튀김 방지판에 대항하여 배치될 수 있도록 기부의 한쪽 측면으로 연장되어 가상선(16a, 16b)으로 도시된 바와 같이 선택적 및 택일적으로 위치될 수 있다.
도3을 참조하면, 장식 하우징부(12)는 기부(14)로부터 해제되고 분리되어서 복수개의 필터 카트리지(38, 40)를 노출시킴을 볼 수 있다. 다음의 설명으로부터 점차 명백해지는 바와 같이, 카트리지(38)는 입구 도관(18)을 통해 여과될 물을 수용하여 제1 여과 단계를 제공하게 되는 데, 여기서 제1 단계는 다음에 설명될 매니폴드 수단에 의해 제2 단계 필터 카트리지(40)와 직렬로 유체 연통되도록 구성되어 있다. 제2 단계에서의 여과 후에, 여과된 물은 출구 도관(20)으로 방출된다.
기부(14)는 하부 기부(42)와, 상부 기부 또는 매니폴드 섀시(44)를 포함한다. 다음에 상세히 설명될 구조에 의해, 카트리지(38, 40)는 입구 도관(18, 20)과 상호 직렬로 유체 연통되게 조작 보유된다. 카트리지(38, 40)는 각각의 로킹 링(39, 41)에 의해 해제 가능하게 보유된다. 로킹 링(39, 41)은 매니폴드 섀시(44)의 상부면에 평행한 평면에 대해 수직 축을 중심으로 제한된 왕복 회전을 위해 축받이되어 있다. 로킹 링은 카트리지의 해제 가능한 보유를 수행하기 위해 시계 또는 반시계 방향으로 회전되도록 선택적으로 구성될 수 있다.
본 발명의 중요한 일면은 필터 카트리지(38, 40)를 도3에 도시된 바와 같은 적절한 직렬 유동 관계로 조작 위치 선정하는 키이형 커넥터 수단에 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 카트리지(38, 40)에는 교체가 요구될 때 사용자가 소정 카트리지의 적절한 배치를 시각적으로 결정할 수 있도록 예를 들어 표시 "○" 및 "△" 뿐만 아니라 "시작(start)" 및 "잠금(lock)"과 같은 표식이 제공된다.
또한, 도3 및 도3a에서 링(39, 41)의 위치에서 알 수 있는 바와 같이, 도3의 링(39, 41)은 "시작" 위치에 있고, 도3a에서는 제한된 시계 방향 회전으로 인해 잠금 위치에 있다.
이러한 것과 관련하여, 도4를 참조하면, 도시된 다단식 물 필터 시스템(10)의 양호한 실시예에서 제1 단계 필터 카트리지(38)와 제2 단계 필터 카트리지(40)는 각각 제1 여과 단계 매니폴드(46)와 제2 여과 단계 매니폴드(48)에 수용됨을 알 수 있다.
도8을 참조하면, 필터 카트리지(38, 40)에 있어서 그 각각에는 환형 홈이 제공된 상대적으로 짧은 입구 및 출구 파이프 또는 스퍼드(spud, 50)가 제공되고, 그 환형 홈에는 예를 들어 부나(Buna) 고무와 같은 탄성 중합체로 형성된 O링(51)이 제공된다.
본 발명의 중요한 일면은 양호하고 특징적인 여과 특성을 제공하는 예를 들어 베이오넷 커플링(bayonet coupling)과 같이 필터 카트리지(38, 40)를 적절한 직렬 유동 관계로 고정하는 키이형 커넥터 수단에 있다. 키이형 커넥터 수단을 상세히 설명하기 위해, 도8a의 필터 카트리지가 제1 여과 단계 카트리지이고 도8b의 필터 카트리지는 제2 여과 단계 카트리지임이 이해되어져야 한다. 도5, 도6, 도7 및 도8을 함께 참조하면, 스퍼드(50a)는 물 입구 스퍼드이고 스퍼드(50b)는 물 출구 스퍼드이다. 다음으로 제1 및 제2 단계 필터 카트리지의 양호한 구성에 대해 보다 상세히 설명된다.
도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다단식 물 필터 시스템의 예시적인 성분들의 추가적인 상세예들을 참조하면, 제1 및 제2 여과 단계 매니폴드(46, 48)는 각각 매니폴드(46, 48)가 상부면에 제공된 상호 보완적인 환형 홈(56, 58) 내에 회전 가능하게 수용되는 각각의 환형 플랜지(52, 54)에 의해 각각의 로킹 링(39, 41)을 각각 수용함을 알 수 있다. 도4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 로킹 링(39, 41)에는 각각 일체식 하방 돌출 핀(60, 62)이 제공되고, 하방 돌출 핀은 링(39, 41)과 그 각각의 매니폴드(46, 48)의 조립 관계에 있어서 환형 홈(56, 58)의 상부면에 제공된 아치형 홈(64, 66)으로 하방으로 돌출되어 있다. 따라서, 링(39, 41)의 진동 회전은 각각의 아치형 홈(64, 66)에 수용되는 각각의 핀(60, 62)에 의해 제한됨을 이해할 수 있다. 로킹 링(39, 41)이 상부에 조작 가능하게 위치한 매니폴드(46, 48)는 매니폴드(46, 48)의 본체와 일체로 구성된 천공 귀부(68, apertured ear)를 통해 상방으로 돌출되는 체결구와 같은 적절한 수단에 의해 매니폴드 섀시(44)의 바닥면에 고정됨으로써, 매니폴드들을 매니폴드 섀시에 고정시킬 뿐만 아니라 로킹 링들이 참조 부호 70으로 표시된 적절한 크기의 구멍들을 통해 상방으로 돌출된 상태로 매니폴드 섀시(44)의 바닥면과 매니폴드들 사이에서 로킹 링(39, 41)을 회전 가능하게 보유한다.
매니폴드(46, 48)는 각각의 입구 및 출구 공동(72, 74)에서 O링(51)에 의해 밀봉식으로 배치된 각각의 입구 및 출구 스퍼드(50a, 50b)를 수용한다. 필터 카트리지(38, 40)용의 키이형 커넥터 수단을 보다 상세히 참조하면, 로킹 링(39, 41)의 벽의 내측면 상에 원주상으로 배치된 수직 연장 홈(82)에 삽통식으로 수용되도록 하는 크기로 되어 원주상에 배치된 하나 이상의 반경 방향 돌출 러그(80)가 각각 제공되는 하단부 캡(76, 78)이 마련된다. 러그(80) 및 홈(82)의 원주상 배치는 제1 및 제2 단계 필터에서 서로 다르므로, 필터 카트리지가 대응하는 제1 또는 제2 단계 매니폴드에서만 배치될 수 있게 한다.
이러한 점에서, 도6 및 도7을 참조하면, 제2 단계 필터 카트리지(40)는 도6에서는 그러한 고정 이전의 위치에서 도시되어 있고 도7에서는 그러한 고정 후의 위치에서 도시되어 있다. 전술한 키이형 커넥터 수단이 특징적인 여과 특성에 의해 필터 카트리지를 적절한 직렬 유동 관계로 고정시킬 수 있도록, 필터 카트리지(38, 40)의 각각의 단부 캡(76, 78)에는 대응하는 매니폴드(46, 48)에 대해서만 체결식으로 결합할 수 있도록 하는 상호 보완적인 요소들이 제공된다. 따라서, 로킹 수단은 양호한 실시예에서 각각의 단부 캡(76, 78) 상의 반경 방향 돌출 러그의 전술한 특징적인 원주상 배치에 부가하여 도5에 도시된 바와 같이 각각의 제1 및 제2 단계 매니폴드(46, 48)의 상부면 내에 리세스(83, 84)를 제공한다. 도5에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예에서, 리세스(83)는 단면이 3각형이고 리세스(84)는 단면이 원형임을 알 수 있다. "순차적인" 도6 및 도7을 참조하면, 제2 단계 필터 카트리지(40)에는 리세스(84)와 상호 보완적인 크기 및 단면을 갖는 것으로 이해되는 일체형 하방 돌출 키이 또는 "페그"(86)가 제공되고, 따라서 "원형 페그"(86)를 "원형 구멍"(84)에 수용될 수 있으며, 여기서 원형 단면 키 또는 페그(86)가 3각형 리세스 또는 구멍(83)에 수용될 수 없으므로, 제2 단계 필터(40)를 제1 단계 매니폴드(46)에 배치하려는 시도가 불가능함을 알 수 있다.
도4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 필터 카트리지용의 키이형 커넥터의 전술한 요소들은 또한 리세스(82)들의 연장부를 원주상으로 신장시킴으로써 각각의 로킹 링(39, 41)의 내측 수직 벽 상에 제공된 캠 종동면(88)을 포함한다. 반경 방향 돌출 러그(80)의 원주상 배치에 대해 또 다시 참조하면, 전술된 바와 같이 로킹 링(39, 41)이 제한된 회전을 하도록 축받이된 점에 기인하여, 각각의 로킹 링들에서의 홈(82)의 원주상 배치에 대응되고 이를 나타내는 대응하는 단부 캡(76, 78)들 상의 러그(80)들의 특정 위치 설정 사이에 추가의 "키잉(keying)" 관계가 있음을 이해하게 된다. 이러한 추가적인 키잉 특징들은 물론 전술된 바와 같은 키잉 수단의 페그-구멍 삽입 요소와 상호 협동한다. 또한, 도6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 로킹 링(41)의 시계 방향 회전은 하방 경사 캠 표면(88)이 인접한 반경 방향 돌출 러그(80) 상에 작용하게 하여서, 각각의 카트리지를 시스템 내에서 각각의 제1 또는 제2 단계 매니폴드에 대해 적절한 직렬 유동 관계로 밀봉되게 클램프핑 하는 데, 상기 직렬 유동 관계는 필터 카트리지(38, 40)의 양호한 실시예의 구조에 관해서 추가로 설명될 것이다.
상기 방식으로 카트리지들을 클램핑함으로써 카트리지들이 매니폴드에 대해 "가압(compression)"된 상태로 유지되게 하고 스퍼드(50a, 50b)가 그 각각의 저수부(72, 74) 내에서 제한된 밀봉 결합 이동을 하게 한다. 이러한 것은 부품들이 매니폴드와 카트리지의 연결을 저해함 없이 부품들이 팽창-수축될 수 있게 한다. 그러한 가압 연결은 필터 카트리지들이 작동 가능하게 된 상태에서 필터 시스템이 운반될 수 있게 한다.
또한, 필터 카트리지(38, 40)와 그 각각의 로킹 링(39, 41)은 사용자가 각각의 카트리지를 그 각각의 매니폴드에 용이하게 설치할 수 있도록 선택적으로 색상 코드화되거나 키이 부재가 형성될 수 있다.
도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 제1 필터 단계 매니폴드(46)의 출구 저수부(74)에는 출구 도관(75a)이 제공되고, 출구 도관은 적절한 종래의 부속품 또는 종래의 도관을 통해 제2 단계 매니폴드(48)의 입구 저수부(72)과 연통되게 입구 도관에 연결됨으로써, 필터들을 직렬 유동 관계로 배치한다. 매니폴드(46)로부터 매니폴드(48)로 연결되는 도관 내에는 필터 카트리지 소모 표시기를 포함하는 수단(300)이 개재된다.
도8a를 참조하면, 제1 단계 필터 카트리지(38)는 상단부 캡(92)과 하단부 캡(76)이 제공된 원통형 필터 본체(90)를 포함한다. 도시된 제1 단계 필터 카트리지(38)의 예시적인 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 본체(90)와 상단부 캡(92) 및 하단부 캡(78)을 포함하는 조립체는 필터 매체(94)에 하우징을 제공한다. 다음의 상세한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 여과되는 물의 유동이 개략적으로 화살표로 표시되어 있는 데, 여과되는 물의 유동이 필터 매체(94)와 본체(90)의 내측벽 사이에 있는 환형부(96)와 자유롭게 유체 연통되어 있는 스퍼드(50a)를 통해 유입되는 것으로 도시되어 있다. 그 다음에, 여과될 물은 멤브레인 랩(98)을 통해 구심적으로 통과되는 데, 멤브레인 랩(98)은 미공성 활성탄체(100) 둘레에 감싸여져 있다. 미공성 활성탄체(100)는 양호하게는 수지 결합된 활성탄 입자체로 형성된다. 이러한 제1 단계 필터 카트리지는 침전물, 납과 같은 중금속, 질산염 및 아질산염 이온, 방사성 물질, 일부 VOC'를 제거하고 염소를 감소시키며 향과 맛 및 색상(즉, 혼탁도)을 향상시킨다.
도8b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제2 단계 필터 카트리지(40)는 상단부 캡(192) 및 하단부 캡(178)이 제공된 원통형 필터 본체(190)를 포함한다. 도시된 제2 단계 필터 카트리지(40)의 예시적인 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 본체(190) 및 상단부 캡(192) 및 하단부 캡(178)을 포함하는 조립체는 필터 매체(194)에 하우징을 제공한다. 다음의 상세한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 여과 단계 필터 카트리지(38)를 통해 여과되는 물의 유동에 관해 화살표로 개략적으로 표시된 대로, 제2 여과 단계 필터 카트리지(40)를 통한 물의 유동은 필터 매체(194)와 본체(190)의 내측벽 사이에 있는 환형부(196)와 자유롭게 유체 연통되어 있는 스퍼드(50a)를 통해 유입된다. 그 다음에, 여과될 물은 하부 필터 층의 완전성을 보장하기 위해 제공된 경로 비여과 망 부재(198)를 통해 구심적으로 연속 통과된다. 그 다음에, 물은 외부 예비여과 랩(104)을 통해 내측으로, 그 후에 적어도 하나의 멤브레인을 통해, 양호하게는 다공성 탄소체(200) 둘레에 감싸여진 랩으로 고정된 2개의 멤브레인(102)을 통해 내측으로 통과된다. 그러한 양호한 실시예에서, 제2 단계 여과 필터 카트리지(40)의 멤브레인(102)은 양호하게는 대략 0.4 ㎛의 구멍 크기를 갖는다. 양호한 실시예에서, 압출 미공성 탄소체(200)는 양호하게는 활성 탄소 입자체로 형성되고, 은염과 같은 세균 억제제가 주입되고, 그 산화물은 제2 단계 여과 카트리지(40)에 세균 억제 특성을 제공한다.
제2 단계 여과 필터 카트리지(40)는, 도관(20)을 통해 필터 시스템의 제2 여과 단계에 존재하는 물이 납, 질산염 및 아질산염 이온, 방사성 물질, VOC 및 미생물의 제거에 관해 적용 가능한 NSF 성능 표준에 부합되도록, 본 발명의 다단식 물 필터 시스템이 VOC를 감소시키고 시스트와 E 콜리와 같은 미생물을 제거하고, 염소를 제거하며 향 감소 뿐만 아니라 맛을 보다 향상시킬 수 있는 "마감" 필터를 제공한다는 것을 알 수 있다.
도6 및 도7을 참조하면, 제2 여과 단계 필터 카트리지(40)에 관해, 스퍼드(50a, 50b)에는 구형 볼 체크부(53)가 제공되는 데, 볼 체크부(53)는 물이 채워진 소모된 필터 카트리지가 그 매니폴드로부터 약간 분리된 때 도6에 도시된 바와 같이 볼 체크부의 배치로 인해 물이 방출될 수 있도록 한다. 사용중에, 입구 스퍼드(50b) 내에 배치된 볼 체크부(53)는 출구 스퍼드(50a) 내의 볼 체크부(53)가 보통 밀봉되게 가압되는 동안에 물 유동에 의해 해제될 것이다. 따라서, 매니폴드(46, 48)의 출구 저수부(74)들의 각각에는 필터 카트리지가 그 매니폴드(46 또는 48) 내에 배치될 때에 출구 스퍼드(50a) 내의 볼 체크부를 해제 위치로 유지하는 상방 돌출 핀(75)이 제공된다.
도10, 도11 및 도12의 다른 실시예를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 장식 하우징(112)은 손으로 파지 가능한 분무 헤드(202)를 수용하도록 개조되어 있고, 분무 헤드는 상부 하우징(112) 내의 상호 보완적인 리세스(204) 내에 수용되는 것으로 도시되어 있다. 또한, 도11에서 알 수 있는 바와 같이, 분무 헤드(202)는 가요성 도관(206)에 의해 제2 단계 여과 필터 카트리지(40)로부터 방출된 여과수를 수용하도록 연결되어 있다. 도12에서 알 수 있는 바와 같이, 도시되지는 않았지만 가요성 도관(206)은 "셔틀(shuttle)" 밸브(208)에 의해 출구 도관(20)에 연결되어 있다. 셔틀 밸브는 주방 수도꼭지와 관련하여 제공된 손으로 파지 가능한 분무기 조립체에서 일반적으로 이용되는 것과 같은 종래의 구성을 이루며, 셔틀 밸브는 압력차에 반응하여 주방 수도꼭지로부터 관련된 분무 헤드로 물을 전환시킨다. 유사한 방식으로, 통상 상태에서 밀폐된 엄지 조작 밸브(210)는 눌러질 때에 전환 밸브(도시되지 않음)를 개방함으로써, 도관(206) 내의 압력 강하를 유발하여 셔틀 밸브(208)가 여과된 물을 전환 밸브(22)로 이어진 도관(20)으로부터 분무 헤드(202)의 도관(206)으로 전환시켜, 여과된 물의 분무(210a)가 밸브(210)가 눌러지는 동안 스프레이 헤드(202)로부터 방출되게 한다.
필터 소모 표시기(300)는 도4 및 도5에서 조작 가능하게 위치되고, 매니폴드(48)의 입구(73)와 매니폴드(46)의 출구(75) 사이에 유체 연통되도록 유체 내에 개재되어 있다. 그러나, 필터 소모 표시기가 물 필터 시스템으로 들어가거나 나오는 물의 전체 유동량에 쉽게 영향을 받는 어느 곳 어디라도 조작 가능하게 배치될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 개략적으로 확대 도시된 도9에서, 필터 소모 표시기(300)의 일반 구조가 도시되어 있다. 표시기 하우징(301)은 한 쌍의 자석(303, 304)을 수용하는 확대 보어(302)를 포함하고, 한 쌍의 자석은 상호 인접하여 표시된 바와 같이 유사한 극성, 예를 들어 양의 극성을 갖도록 배열됨을 알 수 있다. 따라서, 물의 유동이 없는 상태에서는 2개의 자석은 인접한 유사 극성에 의한 척력에 의해 서로 분리 이격된다. 그러나, 물의 화살표 방향으로의 적어도 최소의 임계 유동의 영향하에서 유사 극성에도 불구하고 자석(304)을 자석(303)쪽으로 이동시키도록 자석의 크기 및 질량이 선택된다. 통상 상태에서 개방되어 있는 전기식 리드(reed) 스위치(309)는 보어(302)의 외측에 배치된다. 종래 방식으로, 자석(304)이 물 유동에 의해 인접한 자석(303)을 향해 가압될 때 자기장 효과가 증가되며, 이러한 증가는 리드 스위치의 전기 전도성 상자성체 요소들이 전기 회로를 폐쇄하여 전기 회로를 완성하도록 하기에 충분하다. 이러한 것은 도3에 도시된 바와 같이 전력이 전기(305)에 의해 공급되는 인쇄 회로 기판(308)에 전기 신호를 제공한다. 인쇄 회로 기판(308)은 본질적으로 다양한 표시기 기능을 수행하도록 선택적으로 프로그램될 수 있는 종래의 컴퓨터 칩을 포함한다. 본 발명의 목적을 위해, 최소한으로서 인쇄 회로 기판(308)의 칩은 물이 필터를 통해 유동하는 동안에 녹색광 발광 LED를 가동시키도록 프로그램된다. 카트리지(38, 40)가 그 각각의 매니폴드에 설치될 때 새로운 전지(305)가 설치되며, 인쇄 회로 기판(308)에서 칩의 프로그래밍에 의한 설치는 "일정표(calender)" 기능을 개시한다. 일정표 기능의 개시로부터 소정 주기, 즉 4개월의 만기시에, LED(306)가 꺼지게 되고, 적색광 발광 LED(307)는 필터들이 "소모"되었음을 표시하도록, 즉 교체를 요구하도록 가동되는 데, 그러한 교체는 전술된 일정표 기능을 재개하는 전지(305)의 교체를 통해 수행된다. 다수의 다른 기능들이 컴퓨터 칩에 프로그램될 수 있고 LED들에 의해 표시될 수 있음을 이해할 것이다.
개시되고 청구된 본 발명으로부터 벗어남 없이도 본 기술 분야의 한 기술이 완성될 수 있음을 이해하여야 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 물 필터 시스템에 의하면, 필터들은 양호하게는 직렬 및/또는 병렬로 특정 유동 관계로 배치되는 특정 여과 특성을 가지며, 금속 오염물과, 질산염 및 아질산염 이온들과, 일반적으로 휘발성 유기 화합물(VOC)로 명명되는 방사성 트레이스 유기 화학 물질과, 지아디아 및 크립토스포리디움과 같은 시스트와 E 콜리와 같은 박테리아 뿐만 아니라 악취 및 나쁜 맛과 색상을 제거 및/또는 감소시킨다.

Claims (21)

  1. 다단식 물 필터 시스템에 있어서,
    여과될 물의 유동에 적합하도록 각각 구성된 적어도 제1 단계 물 필터 카트리지 및 제2 단계 물 필터 카트리지와,
    물이 유동되도록 상기 적어도 제1 및 제2 단계 물 필터 카트리지를 연결하는 매니폴드 수단과,
    상기 적어도 제1 및 제2 단계 필터 카트리지를 상기 매니폴드 수단에 소정 유동 관계로 연결하는 키이형 결합 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카트리지들은 각각의 일 단부에서 물 입구 및 물 출구가 제공된 필터 본체를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 단계 필터 카트리지용의 상기 키이형 결합 수단은 여과될 물의 유동을 위해 상기 카트리지들이 상호 적절한 유동 관계로만 설치되도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 적어도 제1 단계 물 필터 카트리지와 상기 제2 단계 물 필터 카트리지에는 특정 여과 특성을 갖는 필터 매체가 제공되는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 특정 여과 특성을 갖는 상기 필터 카트리지들은 상기 매니폴드 수단에 적절한 유동 관계로만 설치되도록 하는 수단을 포함하고, 상기 카트리지들을 상기 매니폴드 수단에 적절한 관계로 연결되도록 보조해 주는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 물 유동을 적어도 표시하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 필터 카트리지 소모 표시 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계 필터 카트리지는 약 1 ㎛ 미만의 입자들만 통과시키는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 단계 필터 카트리지는 약 0.4 ㎛ 미만의 입자들만 통과시키는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  10. 제4항에 있어서, 상기 필터 매체는 적어도 멤브레인 랩이 제공된 미공성 활성탄체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  11. 다단식 물 필터 시스템에 있어서,
    여과될 물의 유동에 적합하도록 각각 구성된 적어도 제1 단계 물 필터 카트리지 및 제2 단계 물 필터 카트리지와,
    물의 유동을 위해 적어도 제1 및 제2 단계 물 필터 카트리지들을 연결하는 매니폴드 수단과,
    상기 적어도 제1 및 제2 단계 필터 카트리지들을 소정의 직렬 유동 관계로만 상기 매니폴들 수단에 연결하는 키이형 결합 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 카트리지들은 각각의 일 단부에서 물 입구 및 물 출구가 제공된 필터 본체를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 단계 필터 카트리지용의 상기 키이형 결합 수단은 여과될 물의 직렬 유동을 위해 상기 카트리지들이 상호 적절한 직렬 유동 관계로만 설치되도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 적어도 제1 단계 물 필터 카트리지와 상기 제2 단계 물 필터 카트리지에는 특정 여과 특성을 갖는 필터 매체가 제공되는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 특정 여과 특성을 갖는 상기 필터 카트리지들은 상기 매니폴드 수단에 적절한 직렬 유동 관계로만 설치되도록 하는 수단을 포함하고, 상기 카트리지들을 상기 매니폴드 수단에 적절한 관계로 연결되도록 보조해 주는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 물 유동을 적어도 표시하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  17. 제11항에 있어서, 필터 카트리지 소모 표시 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 단계 필터 카트리지는 약 1 ㎛ 미만의 입자들만 통과시키는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제2 단계 필터 카트리지는 약 0.4 ㎛ 미만의 입자들만 통과시키는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 상기 필터 매체는 적어도 멤브레인 랩이 제공된 미공성 활성탄체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 상기 필터 카트리지들 중 하나의 상기 필터 매체는 세균 억제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 물 필터 시스템.
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