KR20010030750A - 물 정화 및 분배 장치 - Google Patents

Abstract

지지 하우징 및 동력 수단과 함께, 정화되지 않은 물의 공급 주입구 및 정화된 물의 분배 배출구, 상기 주입구와 상기 배출구 사이에 삽입된 심층 여과층과 미세한 구멍이 있는 막 수단을 가진 교체 가능한 여과기, 물을 일정 유동률로 여과기에 통과시키는 수단, 여과기를 설치한 때부터 경과한 시간을 측정하는 수단, 여과기를 통과해 흐른 물의 양을 정확하게 모니터하는 수단, 및 상기 계수 및/또는 상기 모니터 수단에 의해 얻어진 자료가 관련 경계값 또는 연속적으로 증가하는 여러 예정된 경계값 중 어느 한 값에 도달하면 사용자에게 경고해 주는 일정 유동 및 사용 조절 수단, 바람직하게 상기 계수 및/또는 상기 모니터 수단에 의해 얻어진 자료가 관련 경계값 또는 상기 여러 관련 경계값 중 가장 높은 값에 도달하면 자동적으로 물이 더 이상 여과기를 통과하지 못하도록 막는 수단을 포함하는 물 정화 장치.

Description

물 정화 및 분배 장치{WATER PURIFYING AND DISPENSING APPARATUS}

여러 장소에 있어서, 물 공급은 불안전하고 불확실하다. 물 분배 시스템이 부족할 수 있고 또는 종종 그러한 시스템이 있다 하더라도 특히 미생물 등에 감염되어 안전하지 않거나 마시기 부적절할 수 있다. 위험성이 없지 않으며 물 맛을 나쁘게 하는 화학 약품을 첨가하지 않고 그러한 장소에 마실 수 있는 안전한 물을 제공하는 문제는 종래의 기술에서 폭넓은 관심의 대상이었고 그에 대한 다양한 해결책이 발표되었다. 수도관이나 수도꼭지에 여과 수단이 제공된 정화 장치를 연결하는 방법은 잘 알려져 있다. 그 예로, USP 5,338,456에서는 보통 자치도시의 물 공급기 또는 그와 유사한 장치에 있는 용해된 고체 타입을 제거하는 물 정화 과정을 밝히고 있는데 이 과정은 강제 탄소 흡입 제거기, 물 가스제거기, 부산물 배출구, 물 레벨 센서, 역삼투 단위를 사용한다.

그러나 이러한 장치들은 성가시고 비싸며 독립된 가족 단위의 사용에 적합하지 않다. 그러므로 적절한 중앙 물 공급 시스템이 존재하지 않는 한 이는 사용될 수 없다. 결국, 가정에서든 야외에서든 수도 꼭지가 멀리 떨어져 있는 곳에 신선하고 마실 수 있는 물을 공급할 수 없다. 그러므로 그 중 어떤 것도 무균 상태의 물을 제공할 수 없다.

그러한 장치의 또 다른 문제점은 시간이 경과함에 따라 장치의 여과기가 미생물 번식으로 심하게 오염되어 위험을 막으려다 건강을 해칠 위험이 새로이 생기는 내부 오염 위험이 발생한다는 것이다. 미생물은 그 번식력이 매우 뛰어나기 때문에 단 한 마리의 미생물만 있어도 오염이 될 수 있다.

JP 05185070 (공개번호 5-185070)은 가정용 물 정화기에서 여과 단위는 그 안을 흐르는 물이 단위 내부의 흡수제의 허용 흡수력을 초과하면 교체되어야 하고 이 물 정화기는 여과 단위의 교체 시기를 나타낼 수 있는 수명 계량기가 제공됨을 밝히고 있다. 그러나 이러한 장치는 단지 물의 유동 시간만을 측정할 뿐 물 유동률에 있어서 파동으로 인한 안전도는 표시되지 않기 때문에 불안전하다 할 수 있다. 그러므로 상기 출원은 일정 유동률 밸브, 물 유동의 시작과 멈춤을 감지 및 관련 신호를 발생시키는 센서, 및 상기 신호에 기초해 통합 작동 시간을 측정 및 상기 통합된 시간이 예정된 값에 도달하면 신호를 내는 수단을 포함하는 가정용 물 정화기를 제안하고 있다. 일정 유동률 밸브는 상기 통합된 시간을 정확하게 측정하도록 하는 목적밖에 없으며 상기 예정된 값에 도달할 때까지 여과기는 그 안을 통과하는 물의 양에 관계없이 교체되지 않는다. 본 출원은 일정 유동률 밸브의 여러 구조를 보여주지만 여과 단위에 대해서는 어떠한 구조도 나타나지 않고, 본 발명은 종래의 기술에서의 여러 구조를 이용할 수 있음을 설명하며, 종래의 기술의 단점을 제거한 완전한 장치를 설명하지는 않는다.

본 발명의 목적은 물을 마실 수 있게 하고 그 마실 수 있는 물을 분배하는, 종래 기술의 장치의 단점과 제한을 제거한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 살균된 물을 제공하도록 응용된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 완비된 것이고, 소형이며 경제적인 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대용이거나 비휴대용일 수 있으며 만약 휴대용인 경우 운반 및 장소의 이동이 용이해서 예를 들어 가정의 어느 곳에서나 또는 캠핑과 같은 야외에서 사용할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부 오염의 위험, 특히 장치 여과기 내의 미생물의 번식 및 축적의 위험으로부터 안전한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용하기 쉽고 간단하며 안전한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 장치에 의해 분배될 수 있는 양의 물의 중량 및 부피에 비해 장치의 중량 및 부피 비율이 최소한으로 감소된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소형이고 저렴하며 단위 여과기 부피당 많은 부피의 정화된 물을 운반하는 여과기가 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적 및 장점은 설명이 진행되면서 드러난다.

본 발명은 미생물에 의해 감염되었거나 감염될 수 있는 물을 정화하여 마실 수 있도록 하며 정화된 물을 분배하는, 특히 물 공급기가 불안전하거나 불확실한 장소에 있을 때의 사용에 관한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 가벼운 감염으로부터도 보호되어야 하는 사람이나 유아가 안전하게 마실 수 있도록 물을 살균시키는 수단에 관한 것이다. 본 발명의 형태에 있어서, 이 장치는 가정용으로 완비(self-contained)되었으며 사용자가 쉽게 운반 및 배치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 지지 하우징이 나타나 있지 않은 장치의 분해된 횡단면도이고;

도 2 및 도 3은 도 1의 장치에서 사용된 여과 단위의 일 실시예를 화살표 방향으로 보이는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ면에 대해 축 횡단면도와 수평 횡단면도로 확대해서 예시하고;

도 4 및 도 5는 적량 배출 단위의 실시예를 두 가지 상이한 작동 단계 및 축 횡단면도로 예시한 것이며 도 4a는 도 4의 상세한 수평 횡단면도이고;

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를, 도 9에서의 관련 로마체로 표시된 평면에 대해, 개략적 횡단면도로 나타낸 것이고;

도 9는 동일한 장치의 부품 배치를 수평 횡단면도로 예시한 것이고;

도 10은 장치의 전자 시스템을 예시한 블록 선도이고;

도 11은 도 10의 시스템의 작동 선도를 그래픽으로 예시한 것이고;

도 12 및 도 13은 주요 여과기 부품의 일 실시예를 평면도 및 수직 횡단면도로 개략적으로 예시한 것이고;

도 14는 확대된 상기 부품 요소의 횡단면도이고;

도 15는 주입 병 홀더의 일 실시예의 횡단면도이며;

도 16은 여과 단위의 일 실시예의 분해된 개략적 사시도이다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게 지지 하우징과 동력 수단 이외에도 구조 부품 및 교체 가능한 부품을 포함하는데, 이 구조 부품들은;

1 - 가스 압력 실린더가 그 위에 설치되는 실린더 홀더;

2 - 실린더 홀더 내에 설치된 가스 배출 적량 기계;

3 - 여과되지 않은 물이 담긴 병을 수용하는 주입 병 홀더;

4 - 여과기 베이스;

5 - 여과기의 일부이거나 여과 단위의 배출구와 연결된 유동 조절기;

6 - 여과된 물이 담긴 병을 수용하는 분배 물 홀더;

7 - 실린더 홀더, 주입 병 홀더, 여과기 베이스, 유동 조절기 및 분배 물 홀더를 연속적으로 연결하는 도관 수단; 및

8 - 일정 유동 및 사용 조절 장치

를 포함하며 교체 가능한 부품들은:

8 - 가스 실린더;

9 - 예를 들어 여과되지 않은 물을 수용하는 물병과 같은 주입 용기;

10 - 여과기 베이스에 설치된 여과 단위; 및

11 - 여과된 물을 모으는 용기

를 포함함을 특징으로 한다.

조절 장치들은 바람직하게 전자적(electronic)이며 더 바람직하게는 CPU, 예정된 최초의 순간으로부터 경과한, 좀 더 바람직하게는 여과기를 설치한 때로부터 경과한 시간을 측정하는 수단, 여과기를 통과한 물의 정확한 양을 측정하는 수단, 상기 측정 수단의 계수와 상기 측정 수단의 음독(reading)과 예정된 작동 프로그램 사이의 상관관계에 의해 표시된 대로 여과기의 상태를 보여주는 유형 신호를 산출해서 보여주는 수단, 및 상기 계수가 예정된 경계값에 도달하면 물이 더 이상 여과기를 통과하지 못하도록 하는 수단을 포함한다. 상기 부피 측정 수단들은 바람직하게 상기 유동 조절기와는 다른 독립된 것으로, 그 목적은 물의 부피를 측정하는데 도움을 주는 것이 아니라 여과기의 성능을 최적화하는 것이다. 좀 더 바람직하게, 상기 부피 측정 수단들은 주입 물병이 장치에 몇 번 설치되고 몇 번 작동되었으며 장치 내에서 몇 번 압력을 받았는지 등을 측정하는 수단을 포함한다.

교체 가능한 가스 실린더들은 압력 하에서 가스, 대표적으로 이산화탄소를 내포한다. 가득찬 실린더 내의 이산화탄소 압력은 보통 약 50 기압이다. 압력 하의 가스는 가스 실린더의 압력보다 현저히 낮은, 압력을 생성시킬 만큼의 양으로, 주입 병 안에 삽입되어, 보통 플라스틱으로 된 그러한 병들은 보통 약 10 기압 정도의 압력을 내포할 수 있을 만큼 튼튼해야 한다.

실린더 홀더는 바람직하게 EP 0 472 995 B1에 설명된 것과 같이, 액체 탄산 기계 안에 가스 압력 실린더를 수용하도록 응용된 어떠한 실린더 홀더도 될 수 있으며 그 내용은 참조로 여기에 모두 나와 있다. 상기 EP에 설명된 액체 탄산 기계는 작업자에 의해 직접 조절되는 가스 방출 기계가 있으며 이는 본 발명에 따른 장치에 사용될 수 있다. 선택적으로, 레버 또는 기타 수작업 요소가 작동할 때마다 예정된 양의 가스가 가스 실린더로부터 방출되도록 설계된 적량 배출 단위가 제공될 수 있다.

어떠한 경우에도, 가스 배출구와 바람직하게 가스 예비 여과기가 있는 실린더 홀더는 가스 통로를 막히게 할 수 있는 불필요한 입자가 들어가는 것을 막기 위해 상기 가스 배출구 안에 설치된다. 이 여과기는 또한, 여과기 안에 액체 이산화탄소가 들어갈 위험을 줄일 수 있기 때문에 안전 장치를 포함하게 된다.

주입 병 홀더는 지지 구조물에 고정되거나 또는 회전될 수 있고, 나사산(thread) 또는 베요넷(bayonet)처럼 제 위치에 병을 고정시키는 수단이 있다. 병 홀더는 가스 주입구, 물 배출구, 및 바람직하게 가스 방출 밸브 및 안전 밸브를 포함하게 된다. 하기에 더 잘 설명된 대로, 정화된 물의 총량을 측정하기 위해 장치에 삽입된 표준 부피, 예를 들어 1 리터의 여과되지 않은 물이 든 병의 수를 측정하기 위한 도구가 제공된다.

주입 병 홀더의 물 배출구는 연결 튜브 또는 도관에 의해 여과기 베이스에 연결되고, 물은 주입구 또는 여과되지 않은 물이 담긴 병에서 나와 상기 병 안에 설치된 딥 튜브를 통해 상기 튜브 또는 도관으로 흘러들어간다. 정화되지 않은 물에 있을 수 있는 커다란 입자가 여과기 시스템에 들어가는 것을 막기 위해 딥 튜브의 주입구 말단에 여과기를 설치함이 바람직하다.

여과기 베이스는 교체 가능한 여과기용 지지대이고 주입구와 배출구 및 물이 여과 단위를 통과하도록 하는 수단이 있다. 본 발명은 여과 단위의 어느 특정한 타입에 제한되지 않지만 그 바람직한 실시예는 하기에 설명된 심층 여과기와 미세한 구멍이 있는 막 수단을 포함하는 여과기 요소들을 포함함이 바람직하다. 더우기, 미생물과 바이러스를 제거하기 충분한 강도와 파장의 자외선(UV)튜브가 여과기 베이스의 주입구 및 배출구 사이에 삽입됨이 바람직하다.

물은 장치의 여러 부품들의 가능한 수압 변화 및 가스 실린더에서의 가스에 의해 가해지는 압력과 관계없이 일정 유동률이 보장되기 위해 유동 조절기를 통과한다. 유동 조절기는 여과기의 일부일 수 있고 그렇지 않은 경우에는 여과기 베이스로부터 나온 여과된 물이 그 안을 통과한다. 유동 조절기는 알려진 어떤 종류의 것도 될 수 있다.

본 발명은 지지 하우징과 동력 수단 이외에도, 정화되지 않은 물 공급 주입구와 정화된 물의 분배 배출구, 상기 주입구와 상기 배출구 사이에 삽입된 미세한 구멍이 있는 막 수단과 심층 여과층이 있는 교체 가능한 여과기, 일정 유동률로 물을 여과기 안에 통과시키는 수단, 여과기가 설치된 때로부터 경과된 시간을 측정하는 수단, 바람직한 정확도로 여과기를 통과한 물의 양을 모니터하고 상기 측정 및/또는 상기 모니터 수단에 의해 얻어진 자료가 관련 경계값 또는 다수의 연속적으로 증가한 예정된 경계값 중 어느 한 값에 도달했을 때 사용자에게 경고를 하는 조절 장치, 및 바람직하게 상기 측정 및/또는 상기 모니터 수단에 의해 얻어진 자료가 관련 경계값 또는 상기 관련 경계값들 중 가장 높은 값에 도달했을 때 자동적으로 물이 여과기를 통과하지 못하도록 하는 수단을 포함하는 물 정화 장치를 추가로 포함한다. 물을 일정 유동률로 여과기를 통과시키는 수단은 정화되지 않은 물에 압력을 가하는 수단과 상기 압력 변화에 관계없이 물 유동률을 조절하는 수단을 포함할 수 있다.

본 발명은 추가로:

Ⅰ) 모두 동일한 부피를 갖는, 정화되지 않은 물이 담기는 제1컨테이너와 정화된 물이 담기는 제2컨테이너, 및 여과 수단을 제공;

Ⅱ) 정화되지 않은 물에 압력을 가함;

Ⅲ) 여과 수단, 바람직하게는 심층 여과 수단과 미세한 구멍이 있는 막 수단을 통과하는 동안 바람직한 양의 물을 상기 압력에 의해 상기 제1컨테이너에서 상기 제2컨테이너로 이동시킴;

Ⅳ) 물의 유동률을 예정된 일정 값으로 유지;

Ⅴ) 상기 바람직한 양의 정화된 물을 분배;

Ⅵ) 상기 작업을 바람직한 정도로 여러 번 반복;

Ⅶ) 여과 수단을 설치한 때로부터 경과한 시간을 측정;

Ⅷ) 여과 수단을 통과한 물의 양을 모니터; 및

Ⅸ) 상기 시간 또는 상기 물의 양 중 어느 하나가 예정된 경계값에 도달했을 때 여과 수단을 교체함

을 포함하는 물 정화 방법을 포함한다.

바람직하게, 상기 시간 또는 상기 물의 양 중 어느 하나가 예정된 경계값에 도달했을 때 자동적으로 물이 여과기를 통과하지 못하도록 하는 방법을 포함한다.

추가적으로 바람직하게, 최소한, 시간의 경계값 중 어느 하나와 물의 양의 경계값 중 어느 하나, 이 한 쌍의 경계값을 포함하는 작동 프로그램을 설치하고, 상기 작동 프로그램에서 상기 상태가 어디에 위치해 있는지를 사용자에게 알려주기 위해 일정하게 또는 예정된 시간 간격으로 여과기의 상태에 대해 신호를 보내는 방법을 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 상기 작동 프로그램은 다른 기능 조건과 일치하는, 시간과 물의 양의 연속적으로 증가하는 서로 다른 여러 쌍의 경계값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 쌍은 정화된 물이 완전 무균이라는 조건과, 조금 더 높은 쌍은 정화된 물이 완전 무균은 아닐지라도 마실 수 있거나 또는 다른 목적으로 안전하게 사용할 수 있다는 조건과 일치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 분해된 개략적 대표도이다. 기계의 부품들은 실제 위치에 보이지 않으며 지지 하우징(supporting housing)도 나타나 있지 않다. 기존의 동력 공급 수단도 보이지 않는다.

이 실시예에서, 가스 실린더(gas cylinder)(10)는 보통 (11)로 표시된 실린더 홀더(cylinder holder)에 설치된다. 실린더 홀더는 액체 탄산 기계용으로 응용된 어떠한 것도 될 수 있으며 특히 상기 EP 0 472 995 B1에 설명된 것과 같은 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 일부인 또 다른 실린더 홀더는 도 4 와 도 5에 개략적으로 예시되어 있다. 대개 가스 실린더 홀더는 가스 실린더(10)를 부착하기 위한 나사 수단(screw means)(12)과 같은 수단을 포함하며, 가스 실린더 밸브 자체가 가스 실린더의 부분이 아닐 경우 가스 실린더 밸브를 포함한다. 가스 실린더 밸브는 도 1에서 자세하게 나타나 있지는 않지만 보통 (13)에 표시된 것과 같으며 상기 EP의 실린더 홀더의 예에서처럼 밸브 출구, 상기 밸브 출구와 인접하게 탄성 수단에 의해 조여지는 밸브 받침(valve poppet), 및 도 1에 (14)로 표시된 플런저(plunger)를 포함하는데 이는 탄성 수단의 작용과 반대로 레버(lever)(15)에 의해 받침을 누르면 출구가 열려 가스가 가스 실린더에서 빠져나가도록 할 수 있다. 도 1에 개략적으로 묘사된 기계 장치에서, 작업자가 레버(15)를 누르고 있으면 가스는 계속 가스 실린더에서 빠져 나간다. 선택적으로, 작동할 때마다 예정된 양의 가스가 가스 실린더로부터 빠져나오도록 하는 적량 배출 단위(dosage unit)가 제공될 수 있다.

적량 배출 단위의 일 실시예는 가스 실린더 출구 밸브의 축을 통과하는 한 평면에 대해 개략적인 횡단면도로 도 4와 도 5에 나타나 있다. 상기 적량 배출 단위는, 통로(63)에 의해 그 안에 플런저(14)가 설치된 원통형 공간과 연결된 가스 리저버(reservoir)(62)를 포함한다. 상기 공간은 도관 (16')과 통하는데 이는 도관 (16)의 주입구이다. 이러한 장치의 실시예에서, 플런저(14)는 그 맨 아랫 부분에 보통 (65)로 표시된 가스 배출 밸브가 수용된 챔버의, 출구를 밀폐하는 형태로 된 헤드(head)(64)가 제공된다. 가스 실린더 밸브 받침은 플런저(14)의 헤드(64)와 만나는 말단부(66)를 제외하고는 나타나 있지 않다. 더우기 플런저(14)에는 두 개의 주변 밀폐 링 (67)과 (67')가 있다. 플런저(14)가 수용된 실린더에는 도 4a에 상세히 나타난 대로, 두 평면에 대해 차단장치 (68)과 (68')가 제공되며, 이는 차단장치(68)의 평면을 통과하는 플런저(14)의 횡단면이지만 차단장치 (68')의 평면을 통과하는 횡단면 (14)와 동일하다.

도 4의 위치에서, 레버(15)는 가스를 방출하기 위해 눌러졌다. 플런저(14)가 가스 실린더 밸브 받침을 눌러 실린더 밸브가 열리고, 밀폐 링(67')은 차단 장치(68') 때문에 가스의 통과를 막지 못하고 가스는 실린더에서 빠져나와 통로(63)를 통과해 가스 리저버(62)로 들어간다. 레버(15)에서 손을 떼면 장치는 도 5의 위치로 온다. 밀폐 링(67')은 차단장치(68')의 위치까지 올려져 가스 실린더로부터 리저버(62)로 가스가 통과하지 못하도록 한다. 그러나, 동시에 밀폐 링(68)은 차단장치(67)의 위치까지 올라가서 가스가 리저버(62)로부터 빠져나와 도관 (63)과 상기 차단장치를 통과해 도관 (16')으로 가고 거기서 도관 (16)으로 갈 수 있게 된다. 이러한 방법으로, 리저버(62)를 채우고 있던 가스는 플런저(14) 또는 레버(15)를 누르거나 뗄 때마다 물이 담긴 병에 공급된다.

가스는 도관(16)을 통해 빠져나와, 상기 도관의 입구에서 가스 통로를 막을 수 있는 불필요한 입자를 보류시키며 실린더 홀더의 출구에 고정된 구멍이 있는 작은 블록(block)인 예비 여과기(pre-filter)(17)를 통과한다. 이 여과기는 또한 주요 여과 단위에 들어가는 액체 이산화탄소의 위험을 줄이기 때문에 하기에 설명된 대로 안전 장치의 역할을 하게 된다.

주입 병 홀더의 일 실시예는 도 15에 확대되어 예시되어 있다. 여과되지 않은 물이 담긴 병(20)은 보통 (21)로 표시되는 상기 홀더에 지탱된다. 주입 병 홀더에는 가스 도관(16)용 주입구(22)가 있고, 지지구조물(도 1에서는 보이지 않음)에 대해 고정 또는 회전할 수 있으며, 병(20)을 제 위치에 고정시키기 위한 나사산(thread) 또는 베요넷(bayonet)이 있다. 이 나사산이 사용될 경우 다음에 설명된 여과된 물이 담긴 병을 분배 병 홀더에 부착하는데 사용된 것과는 달라야 한다. 주입 물 홀더(21)에는 또한 여과되지 않은 물 도관(32)으로 향하는 물 배출구(23)가 있다. 물 배출구(23)는 그 아래 부분이 딥 튜브(dip tube)(24)의 위쪽 출구 끝부분과 연결된다. 딥 튜브(24)는 바람직하게 그 주입구 말단부에, 여과되지 않은 물에 있을 수 있는 굵은 입자가 여과 단위에 들어가는 것을 막기 위해 여과기(31)가 제공된다. 바람직하게, 딥 튜브(24)는 병(20) 안에 병과 떨어지게 설치되어 삽입을 용이하게 한다. 본 발명의 바람직한 형태로, 홀더(21)에는 또한 배출 밸브(26)와 안전 밸브(27)가 있는데 이 둘은 여과되지 않은 물이 담긴 병이 홀더에 로딩(loading)되면 열린다. 도 15에 개략적으로만 예시된 이러한 밸브는 예를 들어 인용된 EP 0 472 995 B1에 설명된 것과 같은 어떠한 타입도 될 수 있다. 홀더(21)가 회전하면, 여과되지 않은 물이 담긴 병(20)을 로딩하도록 바깥쪽으로 회전할 때 밸브가 열린다.

홀더(21)에는 또한, 각 병에는 주어진 부피가 있기 때문에 여과된 물의 양, 즉 삽입된 병의 수를 계산하는 편리한 타입의 계수장치(counter)(28)가 있을 수 있다. 계수장치는 여과 단위가 교체될 때 수동 또는 자동적으로 다시 셋팅할 수 있다. 홀더(21)에는 또한 예정된 압력, 예를 들어 0.5 바(bar) 이상으로 압력이 상승할 경우 전기 신호를 통과시키는 압력 스위치인 압력 센서(29)도 있다. 기계 작동 중에 시스템 압력이 상기 압력, 예를 들어 0.5 바 아래로 떨어질 것 같지 않으면 상기 신호가 발생할 때마다 기계는 한번만 사용되고 상기 병의 양, 예를 들면 1 리터에 상응하는 양의 물이 여과됐다고 볼 수 있다. 빈 병이 제거될 때마다 남아 있는 압력은 배출되고 가득 찬 새 것이 병 홀더에 설치될 때마다 압력은 다시 채워져야 하기 때문에 상기 예정된 압력을 초과한 시간을 재는 것은 병이 비워진 횟수와 기계를 거쳐간 물이 몇 리터인지를 계산하는 것과 같다. 역지 밸브(non-return valve)(30)도 병(20)으로부터 실린더 홀더(11)로 물이 역으로 빨려 들어가지 않도록 홀더의 가스 주입구(21) 내에 결합될 수 있다.

압력 하에서의 가스가 병(20) 안에 주입되면 여과되지 않은 물이 보통 (35)로 표시된 여과기 베이스(filter base)에 도달하기 위해 물 배출구(23)를 거쳐 도관(32)을 통과한다. 여과기 베이스(35)에는 주입구(36), 주입 챔버(chamber)(37), 배출 챔버(38) 및 배출구(40)가 있다. 주입 챔버(37)와 배출 챔버(38)는 UV 소스(source)(42)에 의해 분리되어 있다. 여과기 베이스(35)에는 또한 상위 플랜지(upper flange)(45)를 포함하는 외부 링(44)이 있는 주변 보류 벽(peripheral retaining wall)(43)이 제공된다. 여과기 베이스(35)는 도면에는 안 보이지만 여과 단위와 전자적으로 연결되고 또한 도면에는 없지만 동력 공급 수단도 제공된다.

여과기 베이스에 설치되고 도 16에서는 분해된 사시도로, 도 2에서는 축 횡단면도로 개략적으로 예시된 여과 단위는 보통 (50)으로 표시된다. 여과 단위는 도 3의 횡단면도에서 보이듯이 여과기 구멍 주위의 플랜지를 이용함으로써 여과기를 베이스에 고정시키는 베요넷 슬리브(bayonet sleeve)(51)에 의해 베이스(35)에 연결되어 고정된다. 플랜지(45)와 베이어닛 슬리브(51)는 모두 각각 90°인 두 반대편 호를 따라 뻗어 있으며 어느 지점에서 중단된다. 상기 플랜지(45)와 슬리브(51)의 호가 같은 각도의 위치에 있을 경우, 이 둘은 여과기를 베이스에 고정시킨다. 상기 호들이 90°로 상대적으로 이동하면 여과기는 분리되어 베이스로부터 들어올릴 수 있게 된다. 여과 단위(50)는 그 안에 중앙 튜브(53)가 고정되거나 몰드(mold)된, 보통 (52)로 표시된 하우징(housing)이 제공되며 그 병 주입구는 여과기 베이스의 슬리브(58)에 설치된다. 물은 UV 램프(42)를 둘러싼 여과기 베이스의 주입 챔버(37)에서 튜브(53)로 흘러 들어가고, 은(silver)이 든 슬러그(slug)(55)가 있는 예비 여과기(54)를 통과해 여과 단위의 상위 챔버(57)로 흘러간다. 갇힌 공기를 방출하기 위해 플롯 블로우 밸브(float blow valve)(56)가 제공된다.

설명될 실시예에서 주요 여과기 부품들은 도 12와 도 13에 보이듯이, 플레이트(plate)(61)에 설치된 여러 개의 여과기 요소(60)들로 구성된다. 각각의 여과기 요소는 예비 여과기 또는 심층 여과기 및 미세한 구멍이 있는 막을 포함하고 바람직하게 이스라엘 특허 출원 계류 중인 사건 번호 4364에 설명된 타입이며 그 내용은 참조로 여기에 모두 나와 있다.

그러한 여과기 요소(60)의 실시예는 도 14에 나와 있다. 이는 바람직하게 유리 섬유로 만들어진 심층 여과기 또는 예비 여과기 (91) 및 (91')의 바깥의 두 층을 포함한다. 여과기 요소는 (91) 및 (91') 층의 안쪽에, 미생물을 실질적으로 완전히(99% 이상) 막아낼 수 있고 지지 구조물 (93)과 (93')에 각각 지지되는 미세한 구멍이 있는 막의 층 (92)와 (92')를 포함한다. 상기의 모든 층들은 대체로, 상기 층들 (91)-(91'), (92)-(92')과 (93)-(93')을 통과하는 유체를 내보내기 위한 배수 층을 포함하는 열린 플라스틱 그물망(94) 둘레에 대칭으로 배열된다. 심층 여과층 (91)-(91')와 미세한 구멍이 있는 막의 층 (92)-(92')는 꼭대기에서 만나 접착제나 용접으로 (95)에서 밀폐된다. 이들은 또한 가장자리 (102)에서 밀폐된다. 배수층(94)과 구조물 지지층 (93)-(93')은 용접이 사용된 본 발명의 실시예에서 층 (93)과 (93')가 가장자리 밀폐 부분에 도달하여 함께 열가소적으로 밀폐되었지만 요소의 꼭대기, 즉 밀폐 부위(95)에까지 뻗어 있다. 하기에 설명된 도 12와 도 13에서 예비 여과기 층 (91)-(91')은 요소의 바닥까지 닿지 않지만 미세한 구멍이 있는 막, 지지 구조물 층 및 배수 층은 그 층들을 지나 바닥까지 뻗어 있다. 심층 여과층 (91)-(91')은 바닥의 (100)-(100')와 옆의 (102)가 미세한 구멍이 있는 막 층 (92)-(92')에 밀폐된다. 지지 층 (93)-(93')과 배수 층 (94)은 다른 층들보다 더 좁으며 밀폐부분(102)에는 포함되지 않는다.

여과하는 수단, 즉 이 실시예에서 여러 개의 여과기 요소(60)들은 특히 도 12와 도 13에 예시된 대로 플레이트(61)에 설치된다. 바람직하게 원형인 그러나 꼭 원형일 필요는 없는 플레이트(61)에는 각 요소(60)에 하나씩 여러 개의 긴 틈(slit)(101)이 있다. 여과기 요소(60)는 그 가장자리(100)가 플레이트(61)의 위쪽 가장자리와 같은 위치에 오게 해서 상기의 여러 틈을 통과한다. 그런 다음 그 사이의 빈 공간을 채우고 내부 가장자리와 플레이트(61)의 틈을 적당한 접착제(103)로 붙임으로써 여과기 요소들이 플레이트(61)에 고정되면 요소(60)들과 플레이트(61) 사이에는 유체가 유동하는 길이 존재하지 않게 된다.

물은 각 요소(60)의 여러 층을 통과해 챔버(57)로부터 나가고, 외부 심층 층 (91)-(91')으로부터 들어와 배수 층(94)으로부터 나가며, 플레이트(61)와 탄소 여과기(70)에 의해 한정되는 챔버(59)에 도달한다. 그런 다음, 물은 상기 탄소 여과기(70)와 보류 플레이트(72)에 의해 한정되는 제2챔버(71)에 들어가며 리터 계수장치(73) 안으로, 그리고 밀폐 플레이트(71)의 차단장치(74) 주위로 여과기의 물을 유도한다. 이는 예정된 양의 물이 여과 단위를 통과하면 차단장치가 작동해 여과기가 사용되지 않게 됨을 말해준다. 차단장치는 또한 일정 시간 후 또는 예정된 양의 물이 여과기를 통과해 지나간 후 여과기가 사용되지 않도록 전자 중앙 조절 단위에 의해 작동될 수 있고, 또는 기계 수단에 의해 작동될 수 있다. 시간 및 리터 계수장치는 여과기에 고정된 소형 프린트된 회로판(75)에 전자적으로 저장될 수 있고 여과기가 베이스에 들어갈 때 전기 접촉될 수 있다.

리터 계수장치(73)로부터, 물은 여과기 베이스의 출구 챔버(38) 안으로, UV 램프 주위와 통로(40) 안으로 흘러가 거기에서 적절한 타입의 유동 조절 장치(76) 안으로 들어간다. 유동 조절 장치(76)로부터, 여과된 물은 일정하게 조절된 유동비율로 도관(77)을 통과해 바람직하게 질산은이 함유된 구멍이 있는 블록(80)에 위치한, 그 말단부에 주입구(79)가 있는 분배 병 홀더(78)로 흘러들어간다. 분배 병 홀더(78)는 배압(back pressure)이 커지는 것을 막기 위해 공기 중에 노출시킨다. 여과되고 정화된 물은 예를 들어 1리터이거나, 좌우간 여과되지 않은 물이 담긴 병과 같은 부피인 분배 병(81)에 모인다. 분배 병 홀더의 삽입을 돕기 위해, 이는 여과되지 않은 물이 있는 홀더가 회전한 것과 같은 방식으로 하우징과 지지대에 대해 회전할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(110), 가스 실린더(10), 여과되지 않은 물이 담긴 병(20), 여과된 물이 담긴 병(81) 및 여과 단위(50)를 보여주는 완전한 장치를 예시한다. 조절 단위는 상징적으로 도 8에서 (99)로 표시된다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따라, 직사각형 횡단면으로 된 하우징에 사용 가능한 공간을 가능한 많이 이용하기 위해 하우징(110) 내부에 장치의 부품들이 어떻게 배치돼 있는지를 개략적 수평 횡단면도로 나타낸 것이지만 하우징 내부의 여러 단위들의 배열 및 하우징의 크기와 형태는 가장 바람직한 결과를 얻기 위해 여러 방법으로 변화될 수 있으므로 이는 분명히 단지 하나의 예일 뿐이다. 이 실시예에서, 동력은 배터리(111)에 의해 제공되지만 AC/DC 컨버터(converter)를 통해 라인으로 공급될 수도 있다.

이 기계의 일 실시예는 배터리와 같은 동력 소스와 중앙 전자 조절 시스템을 제공한다. 조절 시스템은 CPU와 다른 부품들을 포함하며, 이는 기계 몸체 내부의 소형 프린트된 회로판에 손쉽게 설치된다. 이 장치는 확인 번호로 여러 새로운 여과기를 일일이 확인하고, 압력 스위치로부터 신호를 받아 여과 단위에 위치한 수량 메모리와 가스 메모리 장치로 신호를 보낸다. 예정된 막간(interval)에 또는 기계가 작동될 때는:

작동될 때, 관련 메모리 영역에 계수를 하나 추가하고,

미리 셋팅된 제한선에 대해 자체 가스 메모리와 비교하고 그 결과를 나타내고,

수량, 시간 및 확인에 대한 여과기 메모리를 심문하고 이를 미리 셋팅된 제한과 비교해서 그 결과를 나타내고,

필요하면, 특히 여과기의 부정확한 확인이 수신되면, 여과기가 들어가지 않았으면, 또는 여과기가 미리 셋팅된 매개변수 밖에 있으면 하기에 설명된 대로 기계 작동을 멈춘다.

여과 단위는 바람직하게 내장된 배터리에 의해 동력을 받는 타이머와 확인 번호로, 여과기를 처음 가동한 때로부터 경과된 시간을 측정하기 위해, 여과된 리터량을 저장하는 비휘발성 메모리를 포함한다. 압력 센서는 시스템 압력이 미리 셋팅된 숫자 이상으로 상승할 때마다 CPU로 신호를 보낸다. 디스플레이(display)는 기계의 앞 부분에 설치되어 일련의 LED로 여과기의 상태를 나타낸다. 리셋 버튼(reset button)은 실린더를 교체한 후 사용자에 의해 사용되도록 제공된다. 여과기는 새 여과기가 설치되고 전자 연결이 이루어지면 자동적으로 리셋된다.

이제 전자 조절 단위의 특별한 실시예의 구조 및 작동을 설명하겠다. 도 10은 보통 (99)로 표시된 그러한 단위의 블록 선도(block diagram)이다. 조절 단위는 시간과 물의 양을 계산하는데, 이는 기계를 통과한 여과되지 않은 물이 담긴 병의 수로 손쉽게 표시된다. 시간 메모리(선도에서는 "가스 디스플레이"로 표시된)는 예를 들어 빨강, 노랑 및 녹색의 세 가지 디스플레이 불빛이 있고 리셋 버튼과 함께 R, A 및 G로 도면에 표시된 제1디스플레이를 조절한다. 수량 메모리(선도에 "여과기 수명"으로 표시된)는 동일한 세 가지 디스플레이 불빛이 있고 네 번째 불빛은 예를 들어 또 빨강일 수 있는 제2의 디스플레이를 조절한다. 압력 센서도, 하기에 설명된 대로 작동하는 솔레노이드(solenoid)처럼 CPU에 연결된다.

CPU의 메모리는 도 11에 도표로, 개략적으로 예시된 작동 프로그램을 포함하는데 가로 좌표는 기간, 예를 들어 시간이고 세로 좌표는 수량, 예를 들어 리터이다. 선도에서, 수량에 대한 세 가지 최대값과 시간에 대한 세 가지 최대값이 규정되어 있는데 세 부분의 최대 제한선은 각각 녹색, 노랑 및 빨강이다. 이 색깔들은 세 가지 상이한 작동 조건과 일치할 수 있다. 가장 낮은 최대값은 살균된 물을, 중간 것은 마실 수 있는 물을, 가장 높은 것은 다른 목적에 안전한 물을 제공할 수 있다. CPU는 여과기의 아이덴티티(identity)를 기계 번호와 비교하도록 프로그램된다. 여과기의 아이덴티티가 기계 번호와 일치하면 여과기는 새로운 것이고 허용되며 기계는 하기에 설명된 대로 작동한다. 일치하지 않으면 빨강색 신호가 나타나 하기에 설명된 대로 기계가 작동하지 않는다.

장치의 작동이 시작되면 압력 센서가 작동하고 타이머도 작동한다. 압력 센서는 CPU를 통해 조절 단위의 수량계수에 신호를 보낸다. 조절 단위에 있는 타이머는 시간을 계산한다. 예정된 시간 간격, 예를 들어 한 시간마다 CPU는 도 11의 메모리된 프로그램과 수량 및 시간을 비교한다. 최저 수량 또는 최저 시간을 모두 초과하지 않았으면 녹색 불빛이 들어온다: 장치는 계속 작동된다. 만일 상기 수량 또는 시간 중 어느 하나라도 초과됐다면 그에 상응하는 노랑 불빛이 들어온다. 중간값의 수량 또는 중간값의 시간 중 어느 하나가 초과하면 그에 상응하는 빨강 불빛이 들어온다. 각각의 경우, 예를 들어 여과기를 교체할 때 취해지는 조치는 사용자의 조건에 따라 달라진다. 수량의 가장 높은 최대값 또는 시간의 가장 높은 최대값이 초과되면 위험 상황을 나타내는 두번째 빨강 불빛이 들어와 기계는 솔레노이드에 전류를 통함으로써 작동되지 않고, 여과되지 않은 물이 담긴 병(도 4와 도 5의 (15))에 가스를 공급하는 레버가 눌리지 않도록 핀을 움직여 이로 인해 기계는 작동하지 않게 된다. 솔레노이드는 바람직하게 래칭 타입(latching type)이고 상태를 변화시키려면 짧은 펄스(pulse) 신호만 있으면 된다. 그러나 CPU는 그 전에, 예를 들어 중간 또는 가장 낮은 최대값에 한 개 또는 두 개가 도달하기 전에 솔레노이드를 작동하기 위해 사용자의 조건에 따라 프로그램되어야 하고, 여과기가 교체되면 모든 메모리는 1로 리셋(reset)된다.

본 발명의 일 실시예가 예시의 방법으로 설명되었지만, 본 발명은 종래 기술의 숙련된 기술자에 의해 청구의 범위나 그 정신을 벗어나지 않고 많은 수정, 변경 및 응용이 가능하다.

Claims (32)

1. 지지 하우징과 함께, 구조 부품 및 교환 가능 부품을 포함하며, 이 구조 부품은:

   a - 그 위에 가스 압력 실린더가 설치될 수 있는 실린더 홀더;

   b - 실린더 홀더에 설치된 가스 방출기;

   c - 여과되지 않은 물이 담긴 병을 수용하는 주입 병 홀더;

   d - 여과기 베이스;

   e - 여과된 물이 담긴 병을 수용하는 분배 물 홀더;

   f - 여과 단위의 일부이거나 여과 단위의 출구에 연결된 유동 조절기;

   g - 실린더 홀더, 주입 병 홀더, 여과기 베이스, 유동 조절기 및 분배 물 홀더를 함께 연속으로 연결하는 도관 수단; 및

   h - 일정 유동 및 사용 조절 장치;

   를 포함하며, 교환 가능 부품은:

   i - 가스 실린더;

   j - 여과되지 않은 물을 수용하는 주입 용기;

   k - 여과기 베이스에 설치된 여과 단위; 및

   l - 여과된 물을 모으는 용기

   를 포함하는 물 정화 장치.
2. 제1항에 있어서, 교체 가능한 가스 실린더가 압력 하에서 이산화탄소를 포함함을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 주입 병이 약 10 기압의 압력을 충분히 포함할 수 있음을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서, 실린더 홀더가 액체 탄산 기계에 가스 압력 실린더를 수용하도록 응용된 실린더 홀더임을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 실린더 홀더가 EP 0 472 995에 설명된 것과 같은 가스 압력 실린더를 수용하도록 응용된 실린더 홀더임을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항에 있어서, 가스 방출기가 작업자에 의해 직접 조절됨을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항에 있어서, 가스 방출기가, 작동할 때마다 가스 실린더로부터 예정된 분량의 가스를 방출하도록 설계된 적량 배출 단위임을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 실린더 홀더에는 가스 배출구가 있고 상기 가스 배출구 안에 가스 예비 여과기가 설치됨을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항에 있어서, 주입 병 홀더가 지지 구조물에 대해 회전함을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항에 있어서, 주입 병 홀더가 가스 주입구, 물 배출구, 가스 배출 밸브 및 안전 밸브를 포함함을 특징으로 하는 장치.
11. 제1항에 있어서, 여과되지 않은 물이 담긴 병이 장치 안에 몇 개나 삽입되었는지를 계산하는 수단을 포함하는 장치.
12. 제1항에 있어서, 여과기 베이스가 여과 단위를 지지하며 주입구와 배출구 및 물이 여과 단위를 통과해 이동하도록 하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 자외선(UV) 튜브가 여과기 베이스의 주입구 및 배출구 사이에 삽입됨을 특징으로 하는 장치.
14. 제1항에 있어서, 일정 시간이 지난 후 또는 예정된 양의 물이 여과기를 통과한 후 여과기가 사용되지 않도록 하는 차단기를 포함하는 장치.
15. 제1항에 있어서, 예비 여과기가 실린더 홀더 배출구에 고정되어 제공됨을 특징으로 하는 장치.
16. 제1항에 있어서, 딥 튜브가, 여과되지 않은 물이 담긴 병의 주입구 안에 제공됨을 특징으로 하는 장치.
17. 제16항에 있어서, 딥 튜브의 주입구 말단부에 여과기가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
18. 제1항에 있어서, 주입 병 홀더에 배출 밸브 및 안전 밸브가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
19. 제1항에 있어서, 주입 병 홀더에, 삽입된 병의 수를 세는 계수 장치가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
20. 제1항에 있어서, 여과 단위가, 각각에 심층 여과 수단 및 미세한 구멍이 있는 막 수단을 포함하는 다수의 여과기 요소들을 포함함을 특징으로 하는 장치.
21. 제1항에 있어서, 여과기 요소들이 여과 단위의 위 아래 챔버 사이에 삽입된 플레이트에 설치됨을 특징으로 하는 장치.
22. 제1항에 있어서, 조절 수단이 전자적임을 특징으로 하는 장치.
23. 제22항에 있어서, 조절 수단이, CPU, 예정된 최초의 순간으로부터 경과된 시간을 측정하는 수단, 여과기를 통과한 물의 바람직한 양을 정확하게 측정하는 수단, 상기 측정 수단의 계수와 상기 측정 수단의 음독 및 예정된 작동 프로그램 사이의 상관관계에 의해 표시된 대로 여과기의 상태를 표시하는, 유형 신호를 만들어내어 보여주는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
24. 제23항에 있어서, 조절 수단이, 측정 수단의 계수가 예정된 경계값에 도달하면 물이 여과기를 통과하는 것을 막는 수단을 추가로 포함함을 특징으로 하는 장치.
25. 제23항에 있어서, 여과기가 설치된 때로부터 시간이 측정됨을 특징으로 하는 장치.
26. 제23항에 있어서, 여과기를 통과한 물의 양을 측정하는 수단이 유동 조절기와는 다른 독립된 것임을 특징으로 하는 장치.
27. 제1항에 있어서, 동력 공급 수단을 추가로 포함하는 장치.
28. 지지 하우징 및 동력 수단과 함께, 정화되지 않은 물의 공급 주입구 및 정화된 물의 분배 배출구, 상기 주입구와 상기 배출구 사이에 삽입된 심층 여과층과 미세한 구멍이 있는 막 수단을 가진 교체 가능한 여과기, 물을 일정 유동률로 여과기에 통과시키는 수단, 여과기를 설치한 때로부터 경과된 시간을 측정하는 수단, 여과기를 통과해 흐른 물의 양을 정확하게 모니터하는 수단, 및 상기 계수 및/또는 상기 모니터 수단에 의해 얻어진 자료가 관련 경계값 또는 연속적으로 증가하는 여러 예정된 경계값 중 어느 한 값에 도달하면 사용자에게 경고해 주는 조절 수단, 바람직하게 상기 계수 및/또는 상기 모니터 수단에 의해 얻어진 자료가 관련 경계값 또는 상기 여러 관련 경계값 중 가장 높은 값에 도달하면 자동적으로 물이 더 이상 여과기를 통과하지 못하도록 하는 수단을 포함하는 물 정화 장치.
29. 제28항에 있어서, 물이 일정 유동률로 여과기를 통과하도록 하는 수단이 정화되지 않은 물에 압력을 가하는 수단과 상기 압력 변화에 관계없이 물의 유동률을 조절하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
30. Ⅰ) 정화되지 않은 물이 담기는 제1컨테이너 및 정화된 물이 담기는 제2컨테이너를 제공;

    Ⅱ) 정화되지 않은 물에 압력을 가함;

    Ⅲ) 여과 수단을 통과하는 동안 상기 압력에 의해 바람직한 양의 물을 상기 제1컨테이너에서 상기 제2컨테이너로 이동시킴;

    Ⅳ) 물의 유동률을 예정된 일정 값으로 유지;

    Ⅴ) 상기 바람직한 양의 정화된 물을 분배;

    Ⅵ) 상기 작업을 바람직한 정도로 여러 번 반복;

    Ⅶ) 예정된 순간으로부터 경과된 시간을 측정;

    Ⅷ) 여과 수단을 통과해 흐른 물의 양을 모니터함; 및

    Ⅸ) 상기 시간 또는 상기 물의 양이 예정된 경계값에 도달하면 여과 수단을 교체함

    을 포함하는 물 정화 방법.
31. 제30항에 있어서, 물이 심층 여과 수단과 미세한 구멍이 있는 막 수단을 통과하는 동안 물을 상기 제1컨테이너에서 상기 제2컨테이너로 흐르게 함을 포함하는 방법.
32. 제30항에 있어서, 예정된 순간이 여과 수단을 설치한 때를 의미함을 특징으로 하는 방법.