KR20110074530A - 필터 카트리지 및 선형 구동을 이용하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

여과 시스템을 위한 필터 카트리지는 제 1 카트리지 단부와 제 2 카트리지 단부를 가진 외측 쉘, 제 1 단부에 위치된 입구 및 출구, 및 외측 쉘에 위치된 하나 이상의 캠 트랙을 포함한다. 캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함한다. 제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함한다. 제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함한다.

Description

필터 카트리지 및 선형 구동을 이용하는 시스템{FILTER CARTRIDGE AND SYSTEM USING LINEAR ACTUATION}
필터 카트리지는 물과 같은 다양한 액체를 여과하기 위해 매우 다양한 응용예에서 사용된다. 필터 카트리지, 특히 냉장고에서 물을 여과하기 위해 사용되는 필터 카트리지는 필요 시 필터 카트리지의 용이한 교체를 위해 신속 분리 시스템(quick disconnect system)을 이용하여 매니폴드에 부착될 수 있다. 종종, 신속 분리 시스템은 매니폴드 내의 대응 리세스와 정합되는 필터 카트리지로부터 연장된 하나 이상의 러그를 이용한다. 새로운 필터 카트리지를 설치하기 위해, 러그는 리세스와 정렬되고, 그 뒤 필터 카트리지는 시계 방향으로 회전하여 필터 카트리지가 제 위치에 고정된다. 필터 카트리지를 고정해제하기 위하여, 필터 카트리지는 반시계 방향으로 회전한다. 상기 기술된 시스템에 따른 한 문제점은, 사용자가 새로운 필터 카트리지를 제거하고 설치할 때 필터 카트리지를 파지하고 양 방향으로 회전시킬 수 있도록 필터 카트리지 주위에 충분한 간격이 제공되어야 한다는 것이다. 몇몇 적용예에서, 트위스트 및 로크 스타일 필터 시스템(twist and lock style filter system)의 이용을 배제시키는 필요한 토크를 생성하기 위해 필터 카트리지 주위에는 사용자의 손 및/또는 손가락을 위한 충분한 공간이 존재하지 못한다.
터비(Tubby)의 2007년 8월 20일자 미국 특허 공개 번호 제 2007/0199876호에는 직선형 푸쉬/풀 필터 카트리지 시스템(straight line push/pull filter cartridge system)이 공개된다. 필터 카트리지 회전을 필요로 하는 트위스트 및 로크 스타일 시스템을 이용하기 위해 불충분한 간격이 존재하는 적용예에서도 이러한 시스템은 잘 작동된다. 직선형 푸쉬/풀 시스템에서, 필터 카트리지는 삽입 또는 제거 중 회전하지 않으며, 필터 카트리지는 선형 움직임으로 안내된다. 푸쉬/풀 필터 카트리지 시스템은 필터 카트리지를 매니폴드에 고정하기 위해 회전식 래치를 이용한다. 직선형 푸쉬/풀 필터 카트리지 시스템에 따른 한 문제점은, 회전식 래치의 복잡성과 이러한 필터 카트리지 시스템을 제조하기 위한 고유 비용이다. [발명의 내용]
본 발명의 개시는 필터 카트리지를 매니폴드로 전진시키고 이에 고정시키기 위하여 선형력을 회전 운동으로 변환시키는 필터 카트리지 시스템을 이용함으로써 상기 문제점들을 극복한다. 서비스 위치에 설치된다면, 추가 선형력으로 인해 필터 카트리지가 구속해제되고 동일한 방향으로 지속적으로 회전하여 필터 카트리지가 매니폴드로부터 제거된다. 직선형 푸쉬/풀 필터 카트리지 시스템과는 달리, 본 발명은 러그와 캠 트랙을 이용하여 복잡성이 상당히 단순화되고 비용이 감소된다.
본 발명의 개시에서, 새로운 필터 카트리지를 설치하고 제거하기 위해 필터 카트리지의 단부만이 접근될 필요가 있다. 필터 카트리지의 단부를 누름으로써, 필터 카트리지는 서비스 위치로 전진하고 회전한다. 필터 카트리지가 구속해제 시, 필터 카트리지는 서비스 위치에 고정된다. 필터 카트리지의 단부를 재차 누름으로써, 필터 카트리지는 서비스 위치로부터 구속해제됨으로써 설치 중의 방향과 동일한 방향으로 전진하고 회전한다.
따라서, 일 실시예에서 본 발명은 제 1 카트리지 단부와 제 2 카트리지 단부를 가진 외측 쉘, 제 1 카트리지 단부에 위치된 입구 및 출구, 및 외측 쉘에 위치된 하나 이상의 캠 트랙을 포함하는 여과 시스템용 필터 카트리지를 포함한다. 캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함한다. 제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함한다. 제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 필터 카트리지와 매니폴드를 포함하는 필터 시스템을 포함한다. 필터 카트리지는 제 1 카트리지 단부와 제 2 카트리지 단부를 가진 외측 쉘, 및 제 1 카트리지 단부에 부착된 스템을 포함한다. 매니폴드는 수용 보어가 외측 쉘의 적어도 일부분을 둘러싸도록 내측 표면을 포함하는 수용 보어를 가진 커플링 블록 및 스템과 유체연통되는 밸브 조립체를 포함한다. 하나 이상의 인덱싱 러그는 내측 표면 또는 외측 쉘에 위치되고, 대응 캠 트랙은 외측 쉘 또는 내측 표면에 위치된다. 하나 이상의 캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함한다. 제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함한다. 제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함한다.
본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자라면 본 개시 내용이 전형적인 실시예의 설명일뿐 본 발명의 보다 넓은 태양들을 한정하려는 것은 아니며, 이 전형적인 구성에서 보다 넓은 태양들이 구현된다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 필터 카트리지와 매니폴드의 사시도.
도 2는 밸브 조립체의 사시도.
도 3은 밸브 조립체의 또 다른 사시도.
도 4는 밸브 카트리지의 사시도.
도 5는 밸브 카트리지의 횡단면도.
도 6은 출구 조립체의 사시도.
도 7은 밸브 본체와 출구 조립체의 사시도.
도 8은 커플링 브래킷의 사시도.
도 9는 커플링 브래킷의 횡단면도.
도 10은 필터 카트리지의 정면도.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호를 반복하여 사용하는 것은 본 발명의 동일 또는 유사한 양태나 요소를 나타내려는 것이다.
정의
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "포함하다", "갖다", 및 "포함하다"라는 단어의 형태는 법률적으로 동등하며 제한이 없다. 따라서, 열거한 요소, 작용, 단계 또는 한정 이외에도 추가의 열거되지 않은 요소, 작용, 단계 또는 한정이 제시될 수 있다.
도 1에 관하여 언급하면, 액체 여과 조립체(liquid filtration assembly, 20)가 도시된다. 여과 조립체(20)는 매니폴드(manifold, 21) 및 필터 카트리지(filter cartridge, 22)를 포함한다. 여과 조립체(20)는, 사용자가 공구를 필요로 하지 않고도 필터 카트리지(22)를 신속히 교체할 수 있도록, 신속 분리 시스템(quick disconnect system)을 이용한다. 매니폴드(21)는 유체를 필터 카트리지(22) 내외로 보내며 필터 카트리지(22)가 교체되는 동안 유입되는 유체 유동을 차단하기 위해 필터 카트리지(22)와 액체 연통된 밸브 조립체(valve assembly, 24)를 포함한다. 또한, 매니폴드(21)는 필터 카트리지(22)를 매니폴드(21)에 결합하고 여과 조립체(20)를 적합한 표면에 장착하기 위한 커플링 브래킷(coupling bracket, 26)을 포함한다.
밸브 조립체
본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자에게 공지된 다양한 밸브 조립체(24)가 여과 조립체(20)와 함께 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 밸브 조립체(24)가 이용된다. 밸브 조립체(24)는 3개의 섹션: 입구 조립체(inlet assembly, 28), 밸브 본체(valve body, 30) 및 출구 조립체(outlet assembly, 32)를 포함한다. 이러한 3개의 하위부품들 간의 상호 관계는 필터 카트리지(22) 내외로 물과 같은 유체의 유동을 제어한다.
입구 조립체(28)는 탈착가능한 캡(31) 및 캡(31)에 의해 밸브 본체(30)에 고정된 밸브 카트리지(34)의 일 단부에 끼워맞춤되는 압축 스프링(33)을 포함한다. 캡(31)은 밸브 본체(30)에서 한 쌍의 노치형 슬롯(notched slot, 38)과 정합되는 캡(31)의 마주보는 측면에 위치된 한 쌍의 리테이닝 탭(retaining tab, 36)을 포함한다. 캡(31)을 부착시키기 위해, 탭(36)들은 정렬되고 노치를 통과하며, 캡(31)은 탭(36)들이 노치형 슬롯(38)의 슬롯 부분에 고정될 때까지 회전된다. 캡(31)이 고정되면, 압축 스프링(33)은 캡(31)으로부터 이격되도록 그리고 밸브 본체(30)의 중심 보어(40) 내부로 밸브 카트리지(34)를 편의시킨다. 밸브 카트리지(34)는 필터 카트리지(22)가 매니폴드(21)에 장착되고 이로부터 제거됨에 따라 중심 보어(central bore, 40) 내에서 상하로 횡단할 것이다. 이러한 방식으로, 압축 스프링(33)도 또한 필터 카트리지(22)를 편의시키고 매니폴드(21)로부터 필터 카트리지(22)의 제거를 돕는다.
밸브 카트리지(34)는 밸브 카트리지 캡(valve cartridge cap, 42), 필터 카트리지(22)를 위한 입구 커넥터(50)의 절반을 형성하는 출구 보어(48)와 장착 플랜지(mounting flange, 46)를 포함하는 밸브 카트리지 본체(valve cartridge body, 44), 포핏 밸브(poppet valve, 52), 포핏 밸브 스프링(poppet valve spring, 54), 콜릿(collet, 56), 콜릿 리테이너(collet retainer, 58), 및 밀봉 링(sealing ring, 60)을 포함한다. 통상적으로, 밸브 카트리지 캡(42)은 단일의 교체형 유닛을 형성하는 밸브 카트리지 본체(44)에 용접되거나 또는 영구 부착된다. 액체 공급 튜브가 밸브 카트리지 캡(42)을 통해 콜릿(56) 내에 삽입될 수 있고 콜릿(56)에 의해 제 위치에 유지되는 동시에 밀봉 링(60)에 의해 밸브 카트리지(34)에 대해 밀봉될 수 있다. 유사하게, 밸브 카트리지 본체(44)는, 밸브 카트리지(34)가 중심 보어(40) 내에서 병진이동함에 따라 누출을 방지하기 위해 밀봉 링(60)에 의해 중심 보어(40)에 대해 밀봉될 수 있다. 끝으로, 밀봉 링(60)은 밸브 카트리지 본체(44) 내에서 밸브 시트(62)와 포핏 밸브(52) 사이에 위치될 수 있다.
출구 조립체(32)는 출구 커넥터(68)를 형성하는 본체 출구 보어(66)를 가진 출구 본체(64)를 포함한다. 제 2 콜릿(70), 제 2 콜릿 리테이너(72), 및 밀봉 링(60)은 출구 공급 튜브를 출구 조립체(32)에 부착시키기 위해 본체 출구 보어(66) 내에 위치된다. 또한, 출구 조립체(32)는 밸브 본체(30) 내에서 밸브 본체 출구 보어(76)에 끼워맞춤되는 로케이팅 칼라(locating collar, 74)를 포함한다. 통상적으로, 출구 본체(64)는 밸브 본체 출구 보어(76)에 용접되거나 또는 영구 부착된다.
또한, 밸브 본체(30)는 본체의 하측 단부의 마주보는 측면에 위치된 한 쌍의 고정 탭(securing tab, 78) 및 각각의 고정 탭 위에 위치된 한 쌍의 로킹 플랜지(locking flange, 80)를 포함한다. 고정 탭(78)은 커플링 브래킷(26)의 제 1 단부(82) 내에 삽입될 수 있다. 그 뒤, 밸브 본체(30)는 로킹 플랜지(80)가 제 1 단부(82)와 맞물리는 대략 180 도로 회전한다. 맞물려진다면, 밸브 본체(30)는, 로킹 플랜지(80)가 손상되거나 또는 작동불능의 경우가 아니라면, 커플링 브래킷(26)으로부터 제거될 수 없도록 설계된다.
커플링 브래킷
도 8 및 도 9에 관해 언급하면, 커플링 브래킷(26)은 제 1 단부(82), 제 2 단부(84), 및 측벽(86)을 포함한다. 제 1 단부(82)는 센터링 보어(centering bore, 90)를 가진 칼라(88)를 포함한다. 복수의 밸브 조립체 리테이닝 플랜지(valve assembly retaining flange, 92)는 센터링 보어(90)로부터 돌출된다. 일 실시예에서, 리세스(recess, 94)에 의해 분리된 2개의 밸브 조립체 리테이닝 플랜지(92)는 대략 180 도로 떨어져 센터링 보어(90)의 각각의 측면에 위치된다. 밸브 조립체(24)를 커플링 브래킷(26)에 고정하기 위해, 밸브 조립체(24)의 하측 단부가 센터링 보어(90) 내에 위치된다. 밸브 본체(30)가 회전함에 따라, 고정 탭(78)은 밸브 조립체 리테이닝 플랜지(92) 아래로 밀려 들어간다. 고정 탭(78)이 리세스(94)와 정렬될 때, 로킹 플랜지(80)는 리세스(94) 내에 스냅고정되어 밸브 본체(30)의 추가 회전이 방지되고 밸브 본체가 커플링 브래킷(26)으로부터 제거되는 것이 방지된다.
커플링 브래킷(26)의 측벽(86)은 통상적으로 원형이며, 커플링 브래킷(26)을 또 다른 표면에 부착시키기 위한 평면형 장착 표면(96)을 포함한다. 커플링 브래킷(26)이 부착되어질 표면의 특징에 의존하여 대안의 측벽(86) 형상들이 가능하다.
커플링 브래킷(26)의 제 2 단부(84)는 필터 카트리지(22)를 커플링 브래킷(26)으로 안내하기 위한 수용 보어(receiving bore, 98)를 포함한다. 일 실시예에서, 내측 표면(99)으로부터 돌출된 하나 이상의 인덱싱 러그(indexing lug, 100)가 수용 보어(98)의 내측 표면(99)에 배열된다. 인덱싱 러그(100)는 필터 카트리지(22)를 이의 서비스 또는 작동 위치로 전진시키고 회전시키기 위해 필터 카트리지(22)에서 하나 이상의 대응 캠 트랙(102)과 맞물린다. 인덱싱 러그(100)는 원형, 타원형, 삼각형, 또는 직사각형과 같은 임의의 적합한 횡단면 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 인덱싱 러그(100)는 둥근 코너를 포함한 정삼각형 형태를 포함한다. 일 실시예에서, 2개의 인덱스 러그가 내측 표면(99)에서 180 도로 떨어져 위치된다.
인덱싱 러그(100)의 개수 및 내측 표면(99)에서의 인덱싱 러그의 위치(반경방향 및/또는 종방향)는 가변될 수 있다. 통상적으로, 약 1개 내지 약 5개의 인덱싱 러그(100)가 이용될 수 있으며, 내측 표면(99)에서의 인덱싱 러그의 위치는, 필터 카트리지(22)가 하나의 각 위치에서 수용 보어(98) 내에 삽입만 될 수 있게 하는 정렬 키로서 기능을 하도록, 엇갈리게 배치될 수 있다. 대안으로, 추가 플랜지 또는 탭은, 필터 카트리지(22) 상의 캠 트랙(102)이 단지 하나의 각 위치에서만 매니폴드(21) 내에 삽입될 수 있도록 하는 가이드를 형성하는, 내측 표면(99)으로부터 돌출될 수 있다.
필터 카트리지
도 10에 관해 언급하면, 일 실시예에서 필터 카트리지(22)는 제 1 카트리지 단부(108)에 배열된 스템(stem, 106)을 가진 외측 쉘(outer shell, 104)을 포함한다.스템(106)은 원위 단부에 입구 보어(110), 제 1 밀봉 요홈(112), 제 2 밀봉 요홈(114), 및 이의 길이를 따라 이격된 제 3 밀봉 요홈(116)을 포함한다. 밀봉 링(60)(도시되지 않음)은 밀봉 요홈 내에 배치된다. 제 1 밀봉 요홈(112)과 밀봉 링(60)은 밸브 카트리지(34)의 출구 보어(48)와 일치되도록 크기가 형성된다. 제 2 밀봉 요홈(114) 및 제 3 밀봉 요홈(116)과 밀봉 링(60)은 밸브 본체(30)의 중심 보어(40)와 일치되도록 크기가 형성된다. 출구 슬롯(118)은 스템(106) 상의 제 1 밀봉 요홈(112)과 제 2 밀봉 요홈(114) 사이에 배열된다. 출구 슬롯(118)은, 필터 카트리지(22)가 이의 서비스 위치(service position)에 안착되면서 밸브 본체 출구 보어(78)와 유체연통되도록 위치된다. 따라서, 스템(106)이 매니폴드(21) 내에 삽입된다면, 입구 보어(110)는 유체가 입구 보어(110)를 통해 필터 카트리지(22)에 유입될 수 있도록 밸브 시트(62)로부터 밀봉 링(60)과 포핏 밸브(52)를 이동시킨다. 동시에, 출구 슬롯(118)은 유체가 출구 슬롯(118)을 통해 필터 카트리지(22)에서 배출될 수 있도록 밸브 본체 출구 보어(78)와 유체연통을 이룬다. 스템(106)의 길이를 따라 위치된 밀봉 링(60)에 의해 유체 누출이 방지된다.
일 실시예에서, 외측 쉘(104)은 인덱싱 러그(100)와 맞물리기 위한 하나 이상의 캠 트랙(102)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캠 트랙(102)은 채널(124)을 형성하는 제 1 대향된 표면(120)과 제 2 대향된 표면(122)을 포함하며, 상기 채널(124)을 통해 인덱싱 러그(100)가 횡단한다. 제 1 및 제 2 대향된 표면(120, 122)은 도시된 바와 같이 외측 쉘(104)의 표면으로부터 상승될 수 있거나 또는 대향된 표면은 외측 쉘(104)의 표면 내부로 움푹 들어갈 수 있다.
채널(124)은 채널(124)을 통한 이동 방향으로 배출 부분(exit portion, 128)과 유입 부분(entry portion, 126)을 포함한다. 유입 부분(126)은 우선 필터 카트리지(22)가 커플링 브래킷(26) 내에 위치될 때 인덱싱 러그(100)와 맞물린다. 인덱싱 러그(100)는 필터 카트리지(22)가 커플링 브래킷(26)으로부터 제거될 때 배출 부분(128)을 통해 빠져나간다. 캠 트랙의 제 1 대향된 표면(120)은 유입 부분(126)으로부터 배출 부분(128)까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트(locating detent, 132) 뒤에 위치된 선택적 제 2 상측 전진 캠(optional second upper advancing cam, 134)과 로케이팅 디텐트(132) 앞에 위치된 선택적 제 1 상측 전진 캠(optional first upper advancing cam, 130)을 포함한다. 캠 트랙의 제 2 대향된 표면(122)은 유입 부분(126)으로부터 배출 부분(128)까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱(indexing stop, 138) 뒤에 위치된 제 2 전진 캠(second advancing cam, 140)과 인덱싱 스톱(138) 앞에 위치된 제 1 전진 캠(first advancing cam, 136)을 포함한다.
우선 필터 카트리지(22)의 제 2 카트리지 단부(142)를 누름으로써 필터 카트리지(22)가 서비스 위치로 전진하고 회전하도록 인덱싱 러그(100)와 캠 트랙(102)이 협력한다. 필터 카트리지(22)가 구속해제될 때, 필터 카트리지는 로케이팅 디텐트(132)에 안착된 인덱싱 러그(100)에 의해 서비스 위치로 고정된다. 재차 제 2 카트리지 단부(142)를 누름으로써, 필터 카트리지(22)는 초기 설치 중의 방향과 동일한 방향으로 지속적으로 회전하고 전진하며, 필터 카트리지가 구속해제되는 경우 서비스 위치로부터 분리된다.
상기 움직임은 후속 순서에 따라 캠 트랙(102)과 인덱싱 러그(100)에 의해 구현된다. 인덱싱 러그(100)는 유입 부분(126)에서 캠 트랙(102)으로 들어간다. 인덱싱 러그(100)가 유입 부분(126) 내부로 추가로 횡단함에 따라, 인덱싱 러그는 제 1 방향(144)으로 필터 카트리지(22)를 회전시키는 제 1 전진 캠(136)과 맞물린다. 필터 카트리지(22)의 회전은 인덱싱 러그(100)가 인덱싱 스톱(138)과 접할 때까지 지속된다. 이때, 제 2 카트리지 단부(142)에서의 설치력(installation force)은 해제될 수 있고, 압축 스프링(33)은 필터 카트리지(22)를 인덱싱 스톱(138)으로부터 축방향으로 이격되게 이동시킨다. 그 뒤, 인덱싱 러그(100)는 인덱싱 러그(100)가 로케이팅 디텐트(132)와 맞물릴 때까지 제 1 방향(144)으로 필터 카트리지(22)를 지속적으로 회전시키는 선택적 제 1 상측 전진 캠(130)과 맞물리며, 이에 따라 압축 스프링(33)의 힘으로 인한 추가 회전이 방지되며 필터 카트리지(22)는 서비스 위치에 고정된다.
필터 카트리지(22)를 제거하기 위해, 제 2 카트리지 단부(142)는 압축 스프링(33)의 힘을 극복하기 위하여 재차 눌러지고, 이에 따라 인덱싱 러그(100)는 로케이팅 디텐트(132)로부터 인덱싱 러그(100)를 제거하기에 충분할 정도로 필터 카트리지(22)를 제 1 방향(144)으로 회전시키는 제 2 전진 캠(140)과 맞물린다. 제 2 카트리지 단부(142)에서의 힘이 해제됨에 따라, 압축 스프링(33)은 제 2 대향된 표면(122)으로부터 필터 카트리지(22)를 축방향으로 이격되게 이동시키며, 이에 따라 인덱싱 러그(100)는, 필터 카트리지(22)가 커플링 브래킷(26)으로부터 제거될 수 있도록, 인덱싱 러그(100)를 배출 부분(128)으로 보내는 제 1 방향(144)으로 필터 카트리지(22)를 지속적으로 회전시키는 선택적 제 2 상측 전진 캠(134)과 맞물린다.
언급된 바와 같이, 제 1 상측 전진 캠(130)과 제 2 상측 전진 캠(134)은 선택적이다. 하나 또는 이러한 양 캠 표면은 제 1 대향된 표면(120)이 단지 로케이팅 디텐트(132)만 포함하거나 또는 단지 로케이팅 디텐트(132)와 이러한 캠 표면들 중 하나의 캠 표면만을 포함하도록 배제될 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 전진 캠(136, 140)으로의 충분한 회전 전진을 설계함으로써, 선택적 상측 전진 캠에 의해 제공된 추가 회전이 필요치 않다. 더 원활한 필터 카트리지(22) 장착과 보다 신뢰성 있는 작동이 언급된 바와 같이 선택적 상측 전진 캠을 이용할 때 제공되는 것으로 믿어진다.
일 실시예에서, 외측 쉘(104)에서 180도로 떨어져 위치된 2개의 캠 트랙(102)이 이용되었다. 각각의 캠 트랙(102)에서 제 1 전진 캠(136), 제 2 전진 캠(140), 제 1 상측 전진 캠(130), 및 제 2 상측 전진 캠(134)은 선형 램프 프로파일(linear ramp profile)이 포함되었다. 매니폴드(21) 내에서 필터 카트리지(21)의 선형 이동 제약조건(linear travel constraint)을 인식하면서, 매니폴드(21) 내에서 필터 카트리지(22)의 원활한 전이(transition) 및 회전을 용이하게 하기 위해 선형 램프의 각도가 조절되었다. 그 외의 다른 실시예에서, 고조파형(harmonic), 사이클로이드형(cycloid), 변형된 고조파형(modified harmonic), 사다리꼴형(trapezoidal), 변형된 사다리꼴형(modified trapezoidal), 및 다항 캠 프로파일(polynomial cam profile)이 이용될 수 있다. 적합한 캠 프로파일을 설계하기 위해 스플라인 곡선(spline curve)이 이용될 수 있다.
또한, 필터 카트리지(22)는 카트리지에 의해 수용된 여과 매체를 포함하고, 일 실시예에서 단부 캡(end cap, 146)을 포함한다. 단부 캡(146)은 회전식 연결부에 의해 외측 쉘(104)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 단부 캡(146)은 필터 카트리지(21)로부터 연장된 핀에 대해 스냅고정되는 중심 홀을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 필터 카트리지(22)가 교체될 때 단부 캡(146)이 눌러짐에 따라 필터 카트리지(22)는 더 자유롭게 회전한다.
또 다른 실시예에서, 단부 캡(146)에서의 선형력(linear force)이 외측 쉘(104)을 편의시켜 외측 쉘(104)이 제 1 방향(144)으로 회전하도록 단부 캡(146)이 나선 또는 캠 표면에 의해 회전하게 부착된다. 제 2 카트리지 단부(142)에 위치한 나선 또는 캠은, 필터 카트리지(22)를 서비스 위치 내외로 회전시킬 시에 캠 트랙(102)을 도울 수 있다.
캠 트랙(102)이 외측 쉘(104)에 위치되고 인덱싱 러그(100)가 내측 표면(99)에 위치된 것으로 공개될지라도, 이러한 부품들의 위치는 대체가능하다. 예를 들면, 캠 트랙(102)은 내측 표면(99)에 위치될 수 있고, 인덱싱 러그(100)는 외측 쉘(104)에 위치될 수 있다. 대안으로, 하나의 인덱싱 러그(100)와 하나의 캠 트랙(102)이 내측 표면(99)에 위치될 수 있으며, 대응 캠 트랙(102)과 인덱싱 러그(100)가 외측 쉘(104)에 위치될 수 있다. 기술된 바와 같이 부품들의 교대 위치설정은 필터 카트리지(22)를 위한 정렬 키(alignment key)로서 기능을 한다.
액체 여과 시스템(20)의 다양한 부분들, 특히 상기 기술된 바와 같이 커플링 브래킷(26)과 필터 카트리지(22)는 적당한 강도와 제조성을 가진 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 적합한 재료의 예는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 나일론, 및 다양한 폴리페닐렌 에테르 화합물을 포함한다. 또한, 예를 들어 보다 높은 강도를 필요로 하는 응용예에서, 부품들이 스테인리스 스틸 및 알루미늄과 같은 금속으로 구성될 수 있는 것이 고려되어 진다.
본 발명에 대한 다른 수정 및 변형은 첨부하는 특허청구의 범위에 보다 구체적으로 개시된 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함 없이 본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자에 의해 실시될 수 있다. 다양한 실시예의 태양들은 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있거나 또는 다양한 실시예의 다른 태양과 결합될 수 있다. 특허증을 위한 상기 출원에서 열거된 모든 참고 문헌, 특허 또는 특허 출원들은 일관된 방식으로 본원에서 참고로 인용된다. 인용된 참고 문헌들과 본 출원 간의 불일치나 모순이 있는 경우, 앞의 설명의 정보가 우선한다. 본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자가 청구된 본원을 실시할 수 있도록 제공한 앞의 설명은 청구 범위 및 그 등가물에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (25)

  1. 필터 카트리지로서,
    제 1 카트리지 단부와 제 2 카트리지 단부를 가진 외측 쉘, 제 1 카트리지 단부에 위치된 입구 및 출구, 및 외측 쉘에 위치된 하나 이상의 캠 트랙을 포함하고;
    하나 이상의 캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함하고;
    제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함하고;
    제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함하는 필터 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트 앞에 위치된 제 1 상측 전진 캠을 포함하는 필터 카트리지.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 1 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트 뒤에 위치된 제 2 상측 전진 캠을 포함하는 필터 카트리지.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트 뒤에 위치된 제 2 상측 전진 캠을 포함하는 필터 카트리지.
  5. 제 1 항에 있어서, 180 도로 떨어져 위치된 외측 쉘에 2개의 캠 트랙을 포함하고; 각각의 캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함하고; 제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함하고; 제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함하는 필터 카트리지.
  6. 제 1 항에 있어서, 제 1 전진 캠과 제 2 전진 캠은 선형 램프를 포함하는 필터 카트리지.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 2 카트리지 단부는 제 2 카트리지 단부에 대한 회전식 연결부를 가진 캡을 포함하는 필터 카트리지.
  8. 제 7 항에 있어서, 회전식 연결부는 캡과 제 2 카트리지 단부 사이에 위치된 캠 또는 나선을 포함하는 필터 카트리지.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 카트리지 단부에 부착된 스템을 포함하고, 스템은 커플링 브래킷과 밸브 조립체를 포함하는 매니폴드에 위치되는 필터 카트리지.
  10. 제 9 항에 있어서, 커플링 브래킷은 제 1 단부, 제 2 단부, 및 측벽을 포함하고; 커플링 브래킷의 제 2 단부는 필터 카트리지용 수용 보어를 포함하고, 수용 보어는 내측 표면을 가지며, 내측 표면은 하나 이상의 인덱싱 러그를 포함하는 필터 카트리지.
  11. 제 10 항에 있어서, 하나 이상의 인덱싱 러그는 삼각형 형태를 포함하는 필터 카트리지.
  12. 제 11 항에 있어서, 내측 표면은 삼각형 형태를 가진 2개의 인덱싱 러그를 포함하고, 2개의 인덱싱 러그는 180 도로 떨어져 위치되는 필터 카트리지.
  13. 제 9 항의 필터 카트리지를 매니폴드 내에 설치하는 방법으로서, 우선 제 2 카트리지 단부를 누르는 단계를 포함하고, 이에 따라 서비스 위치로 제 1 방향으로 필터 카트리지가 회전되는, 필터 카트리지를 매니폴드 내에 설치하는 방법.
  14. 제 13 항의 필터 카트리지를 매니폴드로부터 제거하는 방법으로서, 재차 제 2 카트리지 단부를 누르는 단계를 포함하고, 이에 따라 필터 카트리지가 서비스 위치로부터 제거되도록 필터 카트리지가 제 1 방향으로 지속적으로 회전되는, 필터 카트리지를 매니폴드로부터 제거하는 방법.
  15. 필터 시스템으로서,
    필터 카트리지와 매니폴드를 포함하고;
    필터 카트리지는 제 1 카트리지 단부와 제 2 카트리지 단부를 가진 외측 쉘, 및 제 1 카트리지 단부에 부착된 스템을 포함하고;
    매니폴드는 내측 표면을 포함하는 수용 보어를 가진 커플링 블록 및 스템과 유체연통되는 밸브 조립체를 포함하고, 수용 보어는 외측 쉘의 적어도 일부분을 둘러싸고;
    내측 표면 또는 외측 쉘에 위치된 인덱싱 러그 및 인덱싱 러그와 맞물린 내측 표면 또는 외측 쉘에 위치된 캠 트랙을 포함하고; 캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함하고; 제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함하고; 제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함하는 필터 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 제 1 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트 앞에 위치된 제 1 상측 전진 캠을 포함하는 필터 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 제 1 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트 뒤에 위치된 제 2 상측 전진 캠을 포함하는 필터 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서, 제 1 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 로케이팅 디텐트 뒤에 위치된 제 2 상측 전진 캠을 포함하는 필터 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서, 내측 표면은 인덱싱 러그를 포함하고, 외측 쉘은 캠 트랙을 포함하는 필터 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서, 내측 표면은 캠 트랙을 포함하고, 외측 쉘은 인덱싱 러그를 포함하는 필터 시스템.
  21. 제 15 항에 있어서, 내측 표면은 인덱싱 러그와 또 다른 캠 트랙을 포함하고, 외측 쉘은 캠 트랙과 또 다른 인덱싱 러그를 포함하는 필터 시스템.
  22. 필터 카트리지를 전진시키고 이를 필터 매니폴드에 고정시키기 위해 선형력을 회전 운동으로 변환시키는 필터 매니폴드로서,
    밸브 조립체;
    내측 표면을 포함한 수용 보어를 가진 커플링 블록; 및
    내측 표면에 위치된 캠 트랙을 포함하고;
    캠 트랙은 유입 부분과 배출 부분을 가진 채널을 형성하는 제 1 대향된 표면과 제 2 대향된 표면을 포함하고; 제 1 대향된 표면은 로케이팅 디텐트를 포함하고; 제 2 대향된 표면은 유입 부분으로부터 배출 부분까지의 이동 방향으로 인덱싱 스톱 뒤에 위치된 제 2 전진 캠과 인덱싱 스톱 앞에 위치된 제 1 전진 캠을 포함하는 필터 매니폴드.
  23. 제 22 항의 필터 매니폴드를 포함한 냉장고.
  24. 제 23 항에 있어서, 필터 카트리지를 추가로 포함하는 냉장고.
  25. 제 24 항에 있어서, 필터 카트리지는
    제 1 카트리지 단부와 제 2 카트리지 단부를 가진 외측 쉘로서, 외측 쉘의 적어도 일부분이 수용 보어 내에 수용가능한 외측 쉘;
    밸브 조립체와 유체 연통되도록 제 1 카트리지 단부에 부착된 스템; 및
    캠 트랙과 맞물리도록 외측 쉘에 위치된 인덱싱 러그를 포함하는 냉장고.
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