KR20040037823A - 정수기의 필터 장치 - Google Patents

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Abstract

필터 헤드와 필터 카트리지를 용이하게 결합 및 분리할 수 있는 정수기의 필터 장치가 개시된다. 상기 필터 장치는 상부에 형성된 유입 및 유출 포트, 상기 유출 포트에 인접하는 연결 포트 및 내부에 형성된 연결 부재 수용부를 구비하는 필터 헤드, 상부에 넥이 형성되며 내부에 연결홀이 형성된 필터 하우징을 구비하는 필터 카트리지, 그리고 유입 및 유출관을 구비하며 연결 부재 수용부에 삽입되어 필터 헤드와 상기 필터 카트리지를 체결하는 연결 부재를 포함한다. 연결 부재를 통하여 필터 헤드와 필터 카트리지를 체결하기 때문에 필터 카트리지를 신속하면서도 용이하게 필터 헤드에 결합시킬 수 있으며, 쉽게 필터 헤드로부터 분리시킬 수 있다. 또한, 연결 부재에 다수의 O-링을 설치함으로써, 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 물이 혼합되거나 누출되는 현상을 방지할 수 있으며, 필터 헤드 및 필터 카트리지의 구조를 단순화하여 그 제조에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.

Description

정수기의 필터 장치{Filtering device for a water purifier}
본 발명은 정수기의 필터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연결 부재를 통하여 필터 헤드와 필터 카트리지를 안정적으로 결합 및 분리할 수 있는 동시에 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 물이 혼합되거나 누출되는 현상을 방지할 수 있는 정수기의 필터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 정수기란 물리적, 화학적 또는 생물학적 방법을 이용하여 과정을 통하거나 이와 같은 과정을 결합하여 수돗물, 우물물 또는 강물 등을 먹는 물의 수질 기준에 적합하도록 만드는 장치를 말한다. 먹는 물에 대한 수질 기준은 우리나라를 포함한 대부분의 국가에서 세계보건기구(WHO)의 기준을 기초로 정하고 있는 바, 이에 따르면 70년 동안 하루에 약 2ℓ정도의 물을 계속 마셔도 인체에 물로 인해 해를 주지 않을 정도의 농도에 안전율을 곱하여 설정되므로 먹는 물의 수질 기준에 적합한 물은 안전하다고 할 수 있다.
대체로 정수기는 그 원수 공급 방식에 따르면 저장형 정수기, 포트형 정수기 및 수도직결형 정수기 등으로 구분되며, 정수 원리에 따라서는 자연 여과식 정수기, 필터 여과식 정수기, 이온교환수지식 정수기 및 역삼투압식 정수기 등으로 분류할 수 있다.
또한, 정수기는 그 종류에 따라 각기 다양한 형태의 정수 방식을 취하고 있으나 통상적으로는 입수, 예비 여과, 흡착, 본 여과 및 출수 등의 과정을 거쳐 수돗물 등을 정수하게 된다. 대체로 정수장에서 처리된 수돗물은 상당히 양호한 수질을 갖지만 정수장으로부터 각 가정까지 공급되는 과정에서 살균 처리제의 사용에 따른 할로메탄과 같은 유해 물질의 생성, 수도관의 파열이나 누수 또는 부식으로 인한 불순물의 유입, 녹물, 녹 침전물 등의 발생, 물탱크의 위생 상태에 따른 오염및 부유물 생성 등과 같은 수질 변화 내지 수질 악화 요인에 의해 먹는 물의 기준에는 부적합하게 되는 경우가 많다. 따라서, 근래 대부분의 가정에서는 필터 여과식 정수기 내지 역삼투압식 정수기 등으로 수돗물을 정수하여 사용하고 있다. 통상적으로 가정용 또는 업소용 정수기는 내부에 필터가 설치된 필터 카트리지와 필터 카트리지가 장착되는 필터 헤드가 하나의 유닛을 이루어 필터 장치를 구성하며, 필터 시스템은 대략 3∼4개 정도의 필터 장치로 구성된다.
이러한 필터 장치는 Jan H. Magnusson 등에게 허여된 미합중국 특허 제 6,027,644호, Roger P. Reid 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,591,332호 및 제 5,744,030호 등에 제시되어 있다.
도 1은 상기 미국특허 제 5,744,030호에 개시된 필터 장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 상기 필터 장치(10)는 내부에 필터(85)가 설치된 필터 카트리지(15)와 필터 카트리지(15)가 장착되는 필터 헤드(20)를 포함한다.
상기 필터 헤드(20)는 크게 그 상면에 필터 장치(10)를 설치하기 위한 장착 브래킷(50)이 제공되는 필터 헤드 상부(110)와 내부에 필터 카트리지(15)가 장착되는 필터 헤드 하부(75)로 구분된다.
상기 필터 헤드(20)의 하부(75)의 중앙부에는 하방을 향해 피스톤 부재(35)가 형성되며, 피스톤 부재(35)의 주변에는 피스톤 슬리브(sleeve)(25)가 형성되고, 피스톤 슬리브(25)의 외주면에는 안전 링(30, 31)이 설치되며, 피스톤 부재(35)의 내부에는 피스톤 부재(35)를 관통하는 스템(stem)(40)이 제공되고, 이러한스템(40)의 주변에는 피스톤 복귀 스프링(45)이 장착되며, 전술한 각 부재의 밀폐를 위하여 다수의 씰(seal)(51, 52, 53, 54, 55, 56)이 제공된다.
상기 필터 헤드(20)의 상부(110) 양측에는 정수를 위한 물이 유입되는 유입 포트(60)와 정수된 물이 배출되는 유출 포트(65)가 형성된다. 정수를 위하여 유입되는 물은 화살표 A 방향을 따라 유입 포트(60)를 지나 피스톤 부재(35)와 필터 헤드 하부(75)의 내주면 사이에 제공된 하부 공동(70)을 통과한 다음, 필터 카트리지(15) 내의 필터(85)로 유입되어 정수된다. 필터(85)에 의해 정수된 물은 화살표 B 방향을 따라 필터 카트리지(15)의 내부에 설치된 중앙 튜브(95)를 거친 다음, 스템(40) 및 스템(40)과 피스톤 부재(35) 사이에 제공된 상부 공동(77)을 지나 유출 포트(65)를 통하여 유출된다.
상가 필터 카트리지(15)는 내부에 중앙 튜브(95)와 필터(85)가 장착된 실린더형의 하우징(80), 하우징(80)의 상부 중앙에 형성된 넥(115) 그리고 넥(115)의 주변부에 형성된 필터 캡(100)을 구비한다. 상기 하우징(80) 내의 필터(85)의 상부와 하부에는 각기 세퍼레이터 디스크(90)가 설치되며, 넥(115)의 중앙부에는 정수된 물이 유출되는 유출구(125)가 형성되고 유출구(125)의 주변에는 정수되는 물이 유입되는 유입구(120)가 형성된다.
또한, 필터 캡(100)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 필터 헤드의 하부(75) 내주면에는 필터 캡(100)의 나사산에 상응하는 나사산이 형성되어 필터 캡(100)이 회전하면서 필터 헤드의 하부(75) 내로 수용된다. 이 경우, 피스톤 부재(35)가 하우징(80)의 상부에 제공된 넥(115)에 의해 상방으로 이동하면서 필터 헤드(20)의스템(40)은 필터 카트리지(15)의 넥(115) 내로 부분적으로 삽입되며, 피스톤 슬리브(25)의 주변에 설치된 안전 링(30, 31)이 유입 포트(60)를 통해 유입되는 물이 필터 카트리지(15) 및 필터 헤드(20)의 주변 하부로 누출되지 않도록 유입 통로를 밀폐한다.
그러나, 전술한 종래의 필터 장치는 그 사용 시간이 길어질수록 스프링에 의해 동작하는 피스톤 부재 또는 피스톤 슬리브의 주변에 제공된 안전 링 등과 같이 지나치게 복잡한 구조를 가지는 구성 요소들이 열화되기 쉽기 때문에 필터 장치가 원활히 기능을 수행하기 어려우며, 필터 장치로 유입되거나 필터 장치로부터 유출되는 물이 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 서로 혼합되거나 필터 헤드 및 필터 카트리지로부터 누출되는 현상을 완전히 차단하기 어려운 문제점이 있다.
비록 상술한 종래의 필터 장치에서는 많은 링을 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에 설치하여 물이 혼합되거나 누수가 일어나는 현상을 방지하고자 하지만, 이와 같이 필터 헤드 또는 필터 카트리지에 설치되는 링의 수가 많을수록 장치의 구성이 복잡해지고 장치의 제조 시간과 비용이 증가할 뿐만 아니라 필터 장치의 사용 도중에 필터 카트리지나 필터 헤드만을 교환할 경우에도 많은 시간이 요구되는 단점이 발생한다.
또한, 상기 필터 장치는 필터 카트리지를 회전하여 필터 헤드에 장착하는 방식을 취하고 있기 때문에, 필터 장치의 밀폐를 위해서는 필터 카트리지와 필터 헤드의 조립에 힘이 요구되는 동시에 필터 카트리지를 필터 헤드로부터 쉽게 분리하기 어려운 문제도 발생한다. 이 때, 필터 헤드의 내주면과 필터 카트리지의 캡이 손상을 받아 필터 헤드 및 필터 카트리지의 재사용에 지장을 초래하게 된다.
더욱이, 상기 필터 장치는 특히 필터 헤드 부분에 긴밀하게 상호 작용하는 많은 부재들이 복잡하게 설치됨으로 인하여 제조 시간과 제조 비용이라는 경제적인 측면뿐만 아니라 어느 하나의 부재가 손상을 입거나 동작 불량을 일으킬 경우에는 필터 헤드 전체를 교체해야 하는 불리한 점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 연결 부재를 통하여 필터 헤드와 필터 카트리지를 체결함으로써, 필터 헤드에 대한 필터 카트리지의 체결 안정성을 향상시킬 수 있는 동시에 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 물이 혼합되거나 누출되는 현상을 방지할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연결 부재를 구비하여 필터 헤드와 필터 카트리지의 구성을 단순화함으로써, 필터 장치의 제조 비용과 시간을 절감할 수 있는 한편 필터 장치의 조립 및 교체 시간을 단축시킬 수 있는 필터 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 필터 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 정수기의 필터 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 필터 카트리지를 확대한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 필터 카트리지의 넥 부분을 확대한 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시한 연결 부재를 확대한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 연결 부재의 저면도이다.
도 8은 도 3에 도시한 필터 헤드를 확대한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 필터 헤드의 저면 사시도이다.
도 10은 도 8에 도시한 필터 헤드의 저면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
200：필터 장치210：필터 카트리지
215：필터 헤드220：연결 부재
230：필터 하우징240：넥
250：제1 나사부255：고정 돌기
270：단차부280：연결 부재의 몸체
285：유입관290：유출관
300：유입구305：유출구
310, 315, 320, 325, 330, 335：제1 내지 제6 O-링
340：걸림턱345：헤드 하우징
350：유입 포트355：유출 포트
360：유입홀365：유출홀
370：연결 포트375：연결관
385：고정홈390：연결부
395：연결홈400：유입관 수용부
405：유출관 수용부440：연결 부재 수용부
445：제2 나사부470：제1 고정부
475：제2 고정부
480, 485, 490, 495：제1 내지 제4 장착 돌기
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상부에 형성된 유입 포트 및 유출 포트, 상기 유출 포트에 인접하여 형성된 연결 포트, 그리고 내부에 형성된 연결 부재 수용부를 구비하는 필터 헤드, 상부에 넥이 형성되며 내부에 연결홀이 형성된 필터 하우징을 구비하는 필터 카트리지, 그리고 유입관 및유출관을 구비하며 상기 연결 부재 수용부에 삽입되어 상기 필터 헤드와 상기 필터 카트리지를 체결하는 연결 부재를 포함하는 필터 장치가 제공된다.
상기 필터 카트리지와 필터 헤드의 결합을 위하여, 상기 필터 카트리지의 넥의 외주면에는 제1 나사부가 형성되고, 상기 필터 헤드의 내주면에는 제1 나사부에 대응하는 제2 나사부가 형성되어 상기 필터 카트리지가 회전하면서 상기 필터 헤드에 체결된다. 이 경우, 상기 필터 하우징의 상부에는 고정 돌기가 형성되고, 상기 필터 헤드의 하부에는 고정홈이 형성되어 상기 고정 돌기가 상기 고정홈에 삽입되어 상기 필터 카트리지가 상기 필터 헤드에 완전히 체결되게 한다.
또한, 상기 필터 헤드의 연결 부재 수용부는 상기 연결 부재의 유입관 및 유출관이 각기 수용되는 유입관 수용부 및 유출관 수용부를 더 포함하며, 상기 연결 부재는 상부에 상기 유입관 및 유출관이 배치되며 상기 필터 하우징의 연결홀 보다 작은 직경을 갖는 몸체, 그리고 상기 몸체의 하부에 형성되며 상기 필터 하우징의 연결홀 보다 큰 직경을 갖는 걸림턱을 포함한다. 이 때, 상기 유입관의 외주면에는 제1 및 제2 O-링이 설치되고, 상기 유출관의 외주면에는 제3 및 제4 O-링이 설치되며, 상기 몸체의 외주면에는 제5 및 제6 O-링이 설치되어 필터 헤드와 필터 카트리지 사이를 완전히 밀폐한다.
바람직하게는, 상기 유출관의 직경이 상기 유입관의 직경 보다 크게 형성된다.
상기 필터 헤드는 상기 필터 헤드의 전면으로부터 연장되는 연결부 및 상기 필터 헤드의 후면에 일체로 형성된 제1 및 제2 고정부를 더 포함한다. 이 경우, 상기 연결부에는 인접한 필터 장치와의 연결을 휘한 연결홈이 형성되며, 상기 제1 및 제2 고정부는 각기 필터 헤드의 양측 후면으로부터 연장되는 제1 및 제2 장착 돌기와 제3 및 제4 장착 돌기를 구비한다. 또한, 상기 필터 카트리지의 하부에 장착되는 필터 카트리지 커버를 더 포함한다.
본 발명에 따른 필터 장치에 의하면, 연결 부재를 통하여 필터 헤드와 필터 카트리지를 체결하기 때문에 필터 카트리지를 신속하면서도 용이하게 필터 헤드에 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라 쉽게 필터 헤드로부터 필터 카트리지를 분리시킬 수 있다. 또한, 연결 부재의 외주면에 다수의 O-링을 설치함으로써, 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 정수되기 위한 물과 정수된 물이 혼합되는 것을 방지할 수 있는 동시에 이러한 물이 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 누출되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 필터 장치가 연결 부재를 별도로 구비함으로써, 필터 헤드 및 필터 카트리지의 구조를 단순화할 수 있기 때문에 필터 장치의 제조에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 한편, 필터 헤드에 대한 필터 카트리지의 결합 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 더욱이, 연결 부재의 유입관 및 유출관을 서로 다른 사이즈를 갖도록 형성하기 때문에 필터 헤드와 필터 카트리지를 결합 및 분리할 경우에 유입관과 유출관의 위치를 혼동함이 없이 신속하게 결합 및 분리할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정수기의 필터 장치에 대해 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 정수기의 필터 장치의 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2에 도시한 장치의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 필터 장치(200)는 필터 카트리지(210), 필터 카트리지(210)의 하부에 결합되는 필터 카트리지 커버(205), 필터 카트리지(210)가 체결되는 필터 헤드(215), 그리고 필터 카트리지(210)와 필터 헤드(215) 사이가 밀폐되게 필터 카트리지(210)를 필터 헤드(215)에 체결하는 연결 부재(220)를 포함한다.
도 4는 도 2에 도시한 장치 가운데 필터 카트리지 커버가 결합된 필터 카트리지를 확대한 사시도이며, 도 5는 도 2에 도시한 필터 카트리지의 평면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 필터 카트리지(210)는 내부에 필터(도시되지 않음)가 설치되며 실린더의 형상을 갖는 필터 하우징(230)과 필터 하우징(230)의 상면에 필터 장치(200)의 종축 방향을 따라 연장되는 넥(neck)(240)을 포함한다.
상기 필터 하우징(230)의 내부로부터는 넥(240)을 관통하여 후술하는 연결 부재(220)의 걸림턱(340)(도 6 참조) 보다 약간 작은 직경을 갖는 연결홀(235)이 형성되어 연결 부재(220)의 걸림턱(340)이 연결홀(235)에 걸리게 된다. 이에 따라, 연결 부재(220)가 넥(240)의 상부로 돌출되면서 필터 카트리지(210)와 필터 헤드(215) 사이에 고정된다.
상기 넥(240)을 포함하여 전체적으로 2단 구조의 실린더 형상을 갖는 필터 하우징(230)의 상부에는 대체로 평탄한 형상을 갖는 단차부(270)가 형성되며, 이러한 단차부(270)를 중심으로 필터 하우징(230)의 나머지 부분과 넥(240)이 경계를 이룬다.
상기 필터 하우징(230)의 상부에 형성된 넥(240)의 외주면에는 후술하는 필터 헤드(215)의 내주면에 형성된 제2 나사부(445)(도 9 참조)에 대응하는 제1 나사부(250)가 형성된다. 또한, 넥(240)과 필터 하우징(230)이 경계를 이루는 필터 하우징(230)의 단차부(270)에는 필터 헤드(215)의 고정홈(385)에 대응하는(도 8 참조) 고정 돌기(255)가 형성된다. 이와 같이 넥(240)에 제1 나사부(250)가 형성되고, 필터 헤드(215)에 제2 나사부(445)가 마련되기 때문에 필터 카트리지(210)를 회전시키면서 필터 헤드(215)에 안정적으로 체결할 수 있을 뿐만 아니라, 필터 하우징(230)에 형성된 고정 돌기(255)가 필터 헤드(215)의 고정홈(385)에 삽입됨으로써 필터 카트리지(210)가 필터 헤드(215) 내에서 지나치게 회전하는 것을 방지하는 한편, 필터 장치(200)를 사용하는 동안 필터 헤드(215)와 필터 카트리지(210)의 결합이 쉽게 풀어지지 않도록 한다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 필터 하우징(230)의 내부에 필터를 설치한 다음, 필터 하우징(230)의 하부에 필터 카트리지 커버(205)를 융착함으로써 필터 카트리지 커버(205)를 필터 하우징(230)에 결합한다.
도 6은 도 3에 도시한 연결 부재를 확대한 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시한 연결 부재의 저면도이다.
도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 연결 부재(220)는 필터 카트리지(210)의 필터 하우징(230) 내에 형성된 연결홀(235) 보다 약간 작은 직경을 갖는 실린더 형상의 몸체(280), 상기 몸체(280)의 상면으로부터 필터 장치(200)의 종축 방향을 따라 상방으로 서로 나란하게 돌출된 유입관(285) 및 유출관(290), 그리고 몸체(280)의 하단으로부터 필터 장치(200)의 횡축 방향을 따라 돌출하여 필터 하우징(230)의 연결홀(235) 보다 약간 큰 직경을 갖는 걸림턱(340)으로 이루어진다.
상기 유입관(285) 및 유출관(290)은 각기 필터 헤드(215)의 유입관 수용부(400) 및 유출관 수용부(405)(도 9 참조)에 수용되기 위하여 필터 헤드(215)의 유입관 수용부(400) 및 유출관 수용부(405) 보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 이 경우, 유출관(290)은 유입관(285)에 비하여 약간 긴 직경을 가지며, 이에 따라 유출관 수용부(405)도 유입관 수용부(400)에 비하여 약간 긴 직경을 가지게 된다. 따라서, 사용자가 필터 카트리지(210)를 교환할 경우에 유입관(285)과 유출관(290)의 위치를 혼동하지 않고 필터 헤드(215)에 필터 카트리지(210)를 체결할 수 잇다.
상기 유입관(285)을 관통하여 정수를 위해 필터 카트리지(210)로 유입되는 물이 통과하는 유입구(300)가 필터 장치(200)의 종축 방향을 따라 형성된다. 또한, 유출관(290)을 관통하여 필터 카트리지(210)로부터 정수된 물이 배출되는 유출구(305)가 형성된다. 이 경우, 유입구(300)가 유출구(305)에 비하여 긴 직경을 갖도록 형성됨으로써, 유출관(290)이 유입관(285) 보다 긴 직경을 가짐으로써 유입관(285)과 유출관(290)을 쉽게 구별할 수 있는 사실이외에도, 연결 부재(220)를 필터 하우징(230)에 체결하거나 연결 부재(220)를 통하여 필터 헤드(215)와 필터 카트리지(210)를 체결할 때, 유입관(285)과 유출관(290)의 위치를 혼동하지 않고 정확하게 체결할 수 있다.
상기 유입관(285)은 대체로 유입구(300)를 향하여 그 직경이 작아지는 실린더의 형상을 가지며, 유입관(285)의 외주면에는 제1 및 제2 O-링(310, 315)이 소정의 간격을 개재하여 나란하게 설치된다. 이러한 제1 및 제2 O-링(310, 315)의 안정적인 설치를 위하여 유입관(285)의 외주면에는 제1 및 제2 O-링(310, 315)의 형상에 대응하는 장착홈(도시되지 않음)들이 형성된다. 제1 및 제2 O-링(310, 315)은 필터 헤드(215)의 유입관 수용부(400)의 내주면과 유입관(285)의 외주면 사이에 배치되어 정수를 위해 유입되는 물이 누출되는 현상을 방지한다.
또한, 유출관(290)도 유출구(305) 쪽으로 대체로 그 직경이 작아지는 실린더의 형상을 가지며, 유출관(290)의 외주면에도 유입관(285)의 제1 및 제2 O-링(310, 315)에 대응하여 제3 및 제4 O-링(320, 325)이 소정의 간격을 개재하여 서로 나란하게 설치된다. 마찬가지로, 제3 및 제4 O-링(320, 325)의 장착을 위하여 유출관(290)의 외주면에도 소정의 형상을 갖는 장착홈(도시되지 않음)들이 제공되어 제3 및 제4 O-링(320, 325)의 장착 안정성을 향상시킨다. 상기 제3 및 제4 O-링(320, 325)은 필터 헤드(215)의 유출관 수용부(405)의 내주면과 유출관(290)의 외주면 사이에 위치하여 필터를 통하여 정수된 물이 누출되는 것을 방지한다.
상기 유입관(285) 및 유출관(290)에 비하여 긴 직경을 갖는 실린더 형상의 몸체(280)의 외주면에는 제1 내지 제4 O-링(310, 315, 320, 325)에 비하여 긴 직경을 갖는 제5 및 제6 O-링(330, 335)이 설치되며, 제5 및 제6 O-링(330, 335)의 안정적인 장착을 위하여 몸체(280)의 외주면에는 소정의 형상으로 장착홈(도시되지 않음)들이 마련된다. 제5 및 제6 O-링(330, 335)은 필터 하우징(230)의연결홀(235)의 내주면과 연결 부재(220)의 외주면 사이에 위치하여 정수된 후 배출되는 물과 정수를 위해 유입되는 물이 혼합되거나 누출되는 현상을 방지한다.
도 6 및 도 7에서는 필터 헤드(215)와 필터 카트리지(210) 사이의 기밀성을 향상시키기 위하여 연결 부재(220)에 6개의 O-링(310, 315, 320, 325, 330, 335)을 장착하였으나 이러한 밀폐를 위한 O-링들의 수는 필터 장치(200)의 제조 비용 및 교체 시간 등을 고려하여 증가시키거나 감소시킬 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 연결 부재(220)의 몸체(280)의 하단에는 필터 장치(200)의 횡축 방향으로 돌출된 원형의 걸림턱(340)이 제공되어, 이러한 걸림턱(340)이 필터 카트리지(210)의 연결홀(235)에 걸리면서 연결 부재(220)가 필터 카트리지(210)로부터 이탈되지 않도록 한다.
도 8은 도 3에 도시한 필터 헤드를 확대한 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시한 필터 헤드의 저면 사시도이며, 도 10은 도 8에 도시한 필터 헤드의 저면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 필터 헤드(215)는 필터 하우징(230)의 상부로 노출되는 연결 부재(220) 및 넥(240)이 수용되는 헤드 하우징(345), 헤드 하우징(345)의 상부에 형성된 유입 및 유출 포트(350, 355), 유출 포트(355)에 인접하여 형성된 연결 포트(370), 헤드 하우징(345)의 하부에 형성된 연결 부재 수용부(440), 그리고 헤드 하우징(345)의 후면에 형성된 제1 및 제2 고정부(470, 475)를 포함한다.
각기 유입홀(360)과 유출홀(365)이 형성된 상기 유입 및 유출 포트(350, 355)는 각기 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 상면으로부터 필터 장치(200)의종축 방향을 따라 서로 나란하게 형성되며, 정수를 위한 물은 유입 포트(350)를 통하여 필터 카트리지(210)로 유입되고, 정수된 물은 필터 카트리지(210)로부터 유출 포트(355)를 통해 유출된다. 또한, 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 전방을 향하여 돌출된 연결관(375)을 구비하는 연결 포트(370)는 필터 장치(200)의 횡축 방향을 따라 유출 포트(355)의 일측에 형성되어 본 필터 장치(200)를 인접한 필터 장치와 연통되게 한다.
통상적으로 필터 시스템은 약 3∼4개 정도의 필터 장치들을 연결하여 구성되므로, 필터 시스템을 구성하기 위해서는 서로 이웃하는 필터 장치들을 연결할 필요가 있다. 이 때, 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 일측 상부에 위치하는 연결 포트(370)를 통해 서로 이웃하는 필터 장치들이 연결된다. 즉, 튜브나 파이프 등을 이용해 유출 포트(355)와 연결관(375)을 연결한 다음, 연결 포트(370)를 이웃하는 필터 장치의 유입 포트에 연결하는 방식으로 3∼4개 정도의 필터 장치들을 연결하면 전체적인 필터 시스템을 구성할 수 있다. 바람직하게는, 유입 포트(350), 유출 포트(355), 연결 포트(370) 및 연결관(375)은 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)과 일체로 형성된다.
상기 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)은 실린더 형상의 중앙 하부로부터 보다 작은 직경을 갖는 원통형의 연결 부재 수용부(440)가 필터 장치(200)의 종축 방향을 따라 하방으로 연장되는 구조를 가진다. 연결 부재 수용부(440) 내에는 연결 부재(220)의 유입관(285)과 유출관(290)이 각기 수용되는 유입관 수용부(400) 및 유출관 수용부(405)가 나란하게 형성된다. 이 때, 유입관(285) 및 유출관(290)의 크기에 상응하여 유입관 수용부(400)는 유출관 수용부(405) 보다 약간 작은 직경을 갖도록 형성된다. 이러한 연결 부재 수용부(440)에는 필터 카트리지(210)의 필터 하우징(230)을 필터 헤드(215) 내로 회전시키면서 체결할 경우에 필터 카트리지(230)에 고정된 연결 부재(220)가 삽입된다. 연결 부재 수용부(440) 주변의 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 내주면에는 필터 하우징(230)의 외주면에 형성된 제1 나사부(250)에 대응하는 제2 나사부(445)가 형성되어 필터 카트리지(210)가 회전하면서 필터 헤드(215)에 체결되도록 한다.
상기 유입관 수용부(400) 및 유출관 수용부(405)는 각기 연결 부재 수용부(440)의 하부로부터 필터 장치(200)의 종축 방향을 따라 연장되는 작은 실린더의 형상을 가진다. 유입관 수용부(400)는 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345) 상면에 배치된 유입 포트(350)에 연통되며, 유출관 수용부(405)는 유출 포트(355)에 연통된다. 연결 부재(220)가 연결 부재 수용부(440) 내에 삽입되어 연결 부재(220)의 유입관(285)과 유출관(290)이 각기 필터 헤드(215)의 유입관 수용부(400)와 유출관 수용부(405)에 수용됨에 따라, 유입관(285)은 유입 포트(350)와 연통되며 유출관(290)은 유출 포트(355)에 연통된다. 이에 따라, 정수를 위한 물은 유입 포트(350) 및 유입관(285)을 지나 내부에 필터가 설치된 필터 카트리지(210) 내로 유입되며, 정수된 물은 필터 카트리지(210)로부터 유출관(290) 및 유출 포트(355)를 지나 연결 포트(370)를 통하여 이웃하는 필터 장치로 배출된다.
상기 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 후면에 헤드 하우징(345)과 일체로 형성되는 제1 및 제2 고정부(470, 475)는 대체로 3∼4개 정도의 필터 장치들을연결하여 필터 시스템을 구성하기 위하여 설치된다. 제1 고정부(470)는 필터 장치(200)의 횡축 방향을 따라 헤드 하우징(345)의 일측 후방으로 나란하게 연장되는 제1 및 제2 장착 돌기(480, 485)를 구비하며, 제2 고정부(475)도 헤드 하우징(345)의 타측 후방으로 나란하게 연장되는 제3 및 제4 장착 돌기(490, 495)를 구비한다. 제1 내지 제4 장착 돌기(480, 485, 490, 495)에는 각기 소정의 직경을 갖는 홀들이 형성되어, 여기에 나사나 리벳들을 삽입함으로써 필터 장치(200)를 필터 시스템의 하우징이나 벽체에 안정적으로 고정할 수 있다. 또한, 필터 장치(200)들의 보다 안정적인 연결을 위하여 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 전면에는 연결부(390)가 형성된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 고정부(470, 475)와 연결부(390)는 헤드 하우징(345)과 일체로 형성된다.
상기 필터 장치(200)와 이웃하는 필터 장치를 플레이트 또는 바(bar)를 사용하기 연결하기 위한 연결부(390)는 필터 장치(200)의 횡축 방향을 따라 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)으로부터 전방을 향하여 수평하게 연장되는 구조를 가진다. 연결부(390)에는 연결홈(395)이 형성되며, 여기에 이웃하는 필터 장치를 서로 연결하기 위하여 소정의 홀이 형성된 바 또는 플레이트 등을 위치시킨 다음 나사나 리벳 등을 삽입하면 서로 이웃하는 필터 장치(200)들의 전면이 각기 연결부(390)를 통하여 고정된다. 이 때, 필터 장치(200)의 후면은 제1 및 제2 고정부(470, 475)를 통하여 필터 시스템의 하우징이나 벽체에 고정되므로 서로 이웃하는 3∼4개의 필터 장치들을 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
이하, 상술한 본 발명에 따른 필터 헤드 및 필터 카트리지를 결합하여 필터장치를 구성하는 방법에 대하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 필터 카트리지(210)의 필터 하우징(230)의 하부로부터 연결 부재(220)를 삽입하여 연결 부재(220)의 유입관(285)과 유출관(290)이 연결홀(235)을 통해 필터 하우징(230)의 넥(240) 상부로 노출되게 한다. 이 경우, 연결 부재(220)의 걸림턱(340)이 필터 하우징(230) 상부의 연결홀(235)에 걸리면서 연결 부재(220)가 필터 하우징(230)에 고정된다.
이어서, 필터 하우징(230) 내에 필터(도시되지 않음)를 설치하고 필터 카트리지 커버(205)를 필터 하우징(230)의 하부에 융착시킨 다음, 연결 부재(220)가 장착된 필터 카트리지(210)의 제1 나사부(250)를 필터 헤드(215)의 제2 나사부(445)에 대응시켜 필터 카트리지(210)를 필터 헤드(215)에 내로 회전시키면서 삽입한다. 이 때, 연결 부재(220)의 유출관(285)과 유입관(290)은 각기 필터 헤드(215)의 연결 부재 수용부(440)에 마련된 유입관 수용부(400) 및 유출관 수용부(405)에 삽입된다. 또한, 연결 부재(220)의 유출관(290)이 유입관(285) 보다 큰 직경을 갖도록 형성되기 때문에 연결 부재(220)를 연결 부재 수용부(440)에 결합할 경우에 유입관(285)과 유출관(290)의 위치를 혼동함이 없이 용이하게 결합할 수 있다.
연결 부재(220)의 유입관(285)에는 제1 및 제2 O-링(310, 315)이 설치되어 있기 때문에, 유입관(285)을 유입관 수용부(400)에 체결할 경우에 제1 및 제2 O-링(310, 315)이 유입관(285)과 유입관 수용부(400) 사이를 밀폐한다. 마찬가지로, 유출관(290)에 설치된 제3 및 제4 O-링(320, 325)은 유출관(290)과 유출관 수용부(405) 사이를 밀폐한다. 또한, 연결 부재(220)의 몸체(280) 외주면에 설치된제5 및 제6 O-링(330, 335)은 연결 부재(220)와 연결 부재 수용부(440) 사이를 밀폐하여, 결국 필터 하우징(230)과 필터 헤드(215) 사이가 완전히 밀폐된다. 이에 따라, 정수를 위해 필터 헤드(215) 통하여 필터 카트리지(210) 내로 유입되는 물이나, 정수된 다음 필터 카트리지(210)로부터 필터 헤드(215)를 통해 유출되는 물이 필터 헤드(215)와 필터 카트리지(210) 사이에서 서로 혼합되거나 누출되는 현상을 완전히 차단할 수 있다.
상기 필터 카트리지(210)를 회전시키면서 필터 헤드(215)에 체결할 경우, 필터 하우징(230)의 단차부(270)에 배치된 고정 돌기(255)가 필터 헤드(215)의 헤드 하우징(345)의 저면에 배치된 고정홈(385)에 삽입되면서 필터 카트리지(210)가 완전히 필터 헤드(215)에 연결된다.
한편, 필터의 교환 등을 위하여 필터 카트리지(210)를 필터 헤드(215)로부터 분리할 경우에는, 필터 카트리지(210)를 장착 시와는 반대 방향으로 회전시키면 필터 헤드(215)와 필터 카트리지(210)의 나사 결합이 풀리면서 필터 카트리지(210)가 필터 헤드(215)로부터 이탈된다. 이러한 상태에서, 필터 카트리지(210)를 하방으로 당기면 연결 부재(220)가 연결 부재 수용부(440)로부터 이탈되면서 필터 카트리지(210)가 완전히 필터 헤드(215)로부터 분리된다.
본 발명에 따른 필터 장치에 의하면, 연결 부재를 통하여 필터 헤드와 필터 카트리지를 체결하기 때문에 필터 카트리지를 신속하면서도 용이하게 필터 헤드에결합시킬 수 있을 뿐만 아니라 쉽게 필터 헤드로부터 필터 카트리지를 분리시킬 수 있다.
또한, 연결 부재의 외주면에 다수의 O-링을 설치함으로써, 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 정수를 위해 유입되는 물과 정수된 물이 혼합되는 것을 방지할 수 있는 동시에 이러한 물이 필터 헤드와 필터 카트리지 사이에서 누출되는 효과적으로 현상을 차단할 수 있다.
또한, 필터 장치가 연결 부재를 별도로 구비함으로써, 필터 헤드 및 필터 카트리지의 구조를 단순화할 수 있기 때문에 필터 장치의 제조에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 한편, 필터 헤드에 대한 필터 카트리지의 결합 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
더욱이, 연결 부재의 유입관 및 유출관이 서로 다른 사이즈를 갖도록 형성되기 때문에 필터 헤드와 필터 카트리지를 결합 및 분리할 경우에 유입관과 유출관의 위치를 혼동함이 없이 신속하게 결합 및 분리할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 상부에 형성된 유입 포트 및 유출 포트, 상기 유출 포트에 인접하여 형성된 연결 포트, 그리고 내부에 형성된 연결 수단 수용부를 구비하는 필터 헤드;
    상부에 넥이 형성되며 내부에 연결홀이 형성된 필터 하우징을 구비하는 필터 카트리지; 및
    유입관 및 유출관을 구비하며 상기 연결 수단 수용부에 삽입되어 상기 필터 헤드와 상기 필터 카트리지를 체결하는 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 카트리지의 넥의 외주면에는 제1 나사부가 형성되고, 상기 필터 헤드의 내주면에는 제1 나사부에 대응하는 제2 나사부가 형성되어 상기 필터 카트리지가 회전하면서 상기 필터 헤드에 체결되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 하우징의 상부에는 고정 돌기가 형성되고, 상기 필터 헤드의 하부에는 고정홈이 형성되어 상기 고정 돌기가 상기 고정홈에 삽입되면서 상기 필터 카트리지가 상기 필터 헤드에 완전히 체결되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 헤드의 연결 수단 수용부는 상기 연결 수단의 유입관 및 유출관이 각기 수용되는 유입관 수용부 및 유출관 수용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상부에 상기 유입관 및 유출관이 배치되며 상기 필터 하우징의 연결홀 보다 작은 직경을 갖는 몸체, 그리고 상기 몸체의 하부에 형성되며 상기 필터 하우징의 연결홀 보다 큰 직경을 갖는 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유입관의 외주면에는 제1 및 제2 O-링이 설치되고, 상기 유출관의 외주면에는 제3 및 제4 O-링이 설치되며, 상기 몸체의 외주면에는 제5 및 제6 O-링이 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 유출관은 상기 유입관보다 큰 직경을 가지며, 상기 유입관 수용부는 상기 유출관 수용부보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 헤드는 상기 필터 헤드의 전면으로부터 연장되는 연결부, 상기 필터 헤드의 일측 후면으로부터 연장되는 제1 고정부 및 상기 필터 헤드의 타측 후면으로부터 연장되는 제2 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결부에는 인접한 필터 장치와의 연결을 휘한 연결홈이 형성되고, 상기 제1 고정부는 상기 필터 헤드의 일측 후면으로부터 나란하게 연장되는 제1 및 제2 장착 돌기를 구비하며, 상기 제2 고정부는 상기 필터 헤드의 타측 후면으로부터 나란하게 연장되는 제3 및 제4 장착 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 장치,
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 카트리지의 하부에 융착되는 필터 카트리지 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
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