KR20120126840A - 필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리 - Google Patents

필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리 Download PDF

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KR20120126840A
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Abstract

본 발명은 필터 카트리지가 필터 유닛에 견고하게 장착되어 있으며, 동시에 필터 카트리지를 쉽게 탈부착 할 수 있는 필터 유닛 및 이를 이용한 정수기 필터 어셈블리에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 필터 유닛은, 필터가 내장된 필터부를 갖는 필터 카트리지; 및 액체가 유입되는 유입유로와 액체가 배출되는 배출유로를 갖고 그 가장자리 부위에 락킹부재 수용부가 형성되어 있는 캡을 구비하고, 락킹부재 수용부는 락킹부재를 수용하고, 상기 필터부는 그 표면에 락킹홈이 형성되며, 상기 필터 카트리지의 상부를 상기 캡의 하부에 끼워 넣고 회전시키면 상기 락킹홈에 상기 락킹부재의 락킹돌기가 맞물리게 되어 상기 필터 카트리지와 상기 캡이 결합된다.

Description

필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리{Filter unit and filter assembly using thereof}
본 발명은 필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터 카트리지가 필터 유닛에 견고하게 장착되어 있으며, 동시에 필터 카트리지를 쉽게 탈부착할 수 있는 필터 유닛 및 이를 이용한 정수기 필터 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기는 내부로 공급되는 원수를 정수하는 필터가 구비되어 있으며, 관공서나 사무실 등과 같은 공공 장소뿐만 아니라, 사용에 따른 편의성으로 인하여 최근에는 가정에도 비치되어 사용되고 있다. 여기서, 정수기의 내부에는 물을 다단계로 정화하는 필터 유닛이 구비되어 있다.
그리고, 정수기의 필터 유닛은 필터 카트리지와, 필터 카트리지가 고정되는 캡을 갖는 것이 통상적이다. 필터 카트리지는 용도에 따라 전처리(sediment) 필터, 선카본(pre carbon) 필터, 멤브레인(membrane) 필터 및 후카본(post carbon) 필터 등이 선택적으로 채택되어 사용될 수 있다.
필터 카트리지는 사용수명이 정해져 있으므로, 소정 기간 사용한 후에는 교체를 하게 되어 있다.
사용한 필터 카트리지를 캡에서 탈거하여 새로운 필터를 캡에 결합할 때, 필터 카트리지가 캡에 완전히 결합되었는지 여부를 확실히 알 수 없어서 단지 필터 카트리지를 교환하는 사람의 감에 의존하여 작업이 수행되는 경우가 많다. 그런데 만약, 필터 카트리지가 캡에 헐겁게 결합된 상태에서 정수기를 가동시키면 누수가 발생하고, 이로 인하여 전자, 기계장치의 고장이 야기될 수 있다.
또한, 물은 필터 카트리지 내부를 고압으로 통과하게 되므로 필터 카트리지를 교체할 때 이러한 고압의 물이 누출되는 문제점이 있었다.
물론, 종래의 필터 유닛의 경우도, 필터 카트리지를 캡에 연결하지 않았을 때는 캡에 설치된 개폐 밸브가 닫힌 상태로 유지되고, 필터 카트리지를 캡에 설치완료 하였을 때는 개폐 밸브가 열린 상태로 유지된다. 다만, 종래의 필터 유닛의 경우, 필터 카트리지를 캡에 연결하기 시작할 때부터 상당히 많은 양의 물이 누출되는 경향이 있고, 특히 숙련되지 않은 사람이 필터 카트리지를 교체할 때는 더욱 더 많은 양의 물이 누출되므로, 정수기 내부의 공간에 상당히 많은 양의 물이 고이거나 사방으로 물이 튀는 문제가 있다.
필터 카트리지를 교체할 때, 이렇게 많은 양의 물이 누출되면 반드시 정수기 내부의 물을 닦아내야 되고, 만약 물을 누출된 채로 그대로 놓아두면 정수기에서 사용되는 전자, 기계장치 등에 물이 묻게 되어 정수기의 고장이 야기되는 문제가 있다.
또한, 필터 카트리지에 구비된 필터부의 상부 끝단 형상은 필터부의 종류별로 상이하므로, 각 필터부의 상부 끝단 형상에 맞는 필터 카트리지를 따로따로 제조해야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필터 카트리지가 캡에 완전히 결합되었는지 여부를 쉽게 알 수 있는 필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 락킹부재를 작동시켜야만 캡으로부터 필터 카트리지를 탈거할 수 있는 필터 유닛 및 필터 어셈블리를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 개폐밸브가 여닫히는 시점을 최적화하여 필터 카트리지를 교체할 때 물이 누출되는 양을 줄일 수 있는 필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제조 단가가 절감된 필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 유닛은, 필터가 내장된 필터부를 갖는 필터 카트리지; 및 액체가 유입되는 유입유로와 액체가 배출되는 배출유로를 갖고 그 표면에 락킹부재 수용부가 형성되어 있는 캡을 구비하고, 락킹부재 수용부는 락킹부재를 수용하고, 상기 필터부는 그 표면에 락킹홈이 형성되며, 상기 필터 카트리지의 상부를 상기 캡의 하부에 끼워 넣고 회전시키면 상기 락킹홈에 상기 락킹부재의 락킹돌기가 맞물리게 되어 상기 필터 카트리지와 상기 캡이 결합된다.
여기서, 상기 필터 카트리지와 상기 캡을 결합시키는 과정 중 적어도 일부 구간에서 상기 락킹돌기는 필터 카트리지의 상면에 의해 윗방향으로 슬라이딩 되고, 상기 필터 카트리지와 상기 캡의 결합이 완료되면 상기 락킹돌기는 아래방향으로 슬라이딩 된다.
또한, 상기 필터 카트리지와 상기 캡이 결합된 상태에서는 상기 락킹돌기를 상기 락킹홈으로부터 해제시키고 상기 필터 카트리지를 회전시켜야만 상기 필터 카트리지를 상기 캡으로부터 분리할 수 있다.
바람직하게, 상기 필터 카트리지는 제1헤드부와, 제2헤드부와, 필터부를 포함하고, 상기 유입유로의 일단과 마주보는 제1 헤드부의 상면은 유입공 및 상기 유입공보다 외측의 가장자리에 형성된 제1 경사면을 구비하고, 상기 배출유로의 일단과 마주보는 제2 헤드부의 상면은 배출공 및 상기 배출공의 가장자리에 형성된 제2 경사면을 구비하고, 상기 유입유로의 일단에 상기 유입유로를 개폐하는 제1 개폐밸브가 설치되고, 상기 배출유로의 일단에 상기 배출유로를 개폐하는 제2 개폐밸브가 설치되고, 상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부가 상기 캡의 하면과 접촉된 상태에서는 상기 제1 개폐밸브 및 상기 제2 개폐밸브가 닫혀있고, 상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부를 상기 캡의 하면과 접촉시킨 채로 상기 필터 카트리지를 회전시키면 상기 제1 개폐밸브가 제1 경사면에 의하여 밀려나면서 개방되고 상기 제2 개폐밸브가 제2 경사면에 의하여 밀려나면서 개방된다.
여기서, 상기 필터 카트리지는 캡의 외부를 둘러싸는 캡 커버를 더 구비한다.
한편, 상기 필터 카트리지는 제1헤드부와, 제2헤드부와, 필터부를 포함하고, 상기 캡은 하부가 개방되고 그 내주면에 경사진 가이드 턱이 형성되며, 상기 제1헤드부는 상기 가이드 턱에 의해 가이드 되는 결합돌기가 그 외주면에 형성된다.
그리고, 상기 캡의 상부에는 회동축이 형성된다.
바람직하게, 상기 필터 카트리지와 상기 캡이 완전히 결합되었는지를 확인할 수 있도록, 상기 캡의 내주면 및 상기 제1 헤드부의 외주면 중 어느 하나에는 체크홈이 형성되고 다른 하나에는 제1 체크돌기가 형성된다.
또한, 상기 제1 헤드부는 내경이 다단으로 형성되어 적어도 하나 이상의 종류의 필터부가 별도의 어댑터 없이 상기 제1 헤드부에 결합된다.
상술한 필터 유닛에서, 상기 유입유로의 타단과 상기 배출유로의 타단의 중심을 지나는 선은 상기 필터 유닛의 중심으로부터 후방으로 오프셋(offset)된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 어셈블리는, 필터 유닛; 및 상기 필터 유닛을 수용하는 고정틀을 구비하며, 상기 캡은 상부에 회동축이 형성되어 있고, 상기 고정틀은 상기 회동축의 외주면의 적어도 일부를 감싸는 회동축 수용부를 구비하고, 상기 회동축 수용부는 그 내주면에 회동축 플렌지 삽입홈이 형성되고, 상기 회동축은 그 외주면에 상기 회동축 플렌지 삽입홈에 끼워지는 회동축 플렌지가 형성된다.
한편 필터 어셈블리는, 필터 유닛; 및 상기 필터 유닛을 수용하는 고정틀을 포함하며, 상기 캡은 상부에 회동축이 형성되어 있고, 상기 고정틀은 상기 회동축의 외주면의 적어도 일부를 감싸는 회동축 수용부를 구비하고, 상기 회동축 수용부가 휘어지는 것을 방지하기 위하여 상기 캡의 상부에 상기 회동축 수용부의 적어도 일부 외측면을 감싸는 지지 바가 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 어셈블리는, 필터 유닛; 및 상기 필터 유닛을 수용하는 고정틀을 포함하며, 상기 필터 유닛은 상기 유입유로의 타단 또는 상기 배출유로의 타단에 끼워지는 연결관을 구비하고, 상기 캡은 상부에 회동축이 형성되어 있고, 상기 고정틀은 상기 회동축의 외주면의 적어도 일부를 감싸는 회동축 수용부를 구비하고, 상기 회동축 수용부는 그 내주면에 연결관 플렌지 삽입홈이 형성되고, 상기 연결관은 상기 연결관 플렌지 삽입홈에 끼워지는 연결관 플렌지가 형성된다.
바람직하게, 상기 연결관은 유입유로의 타단 또는 배출유로의 타단에 끼워지는 삽입관부를 구비하고, 상기 삽입관부는 외주면에 이탈방지턱이 형성된다.
본 발명에 따른 필터 유닛 및 이를 이용한 필터 어셈블리는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 필터 카트리지가 캡에 완전히 결합되는 시점에 딸깍하는 소리가 나기 때문에 필터 카트리지가 캡에 완전히 결합되었는지를 쉽게 알 수 있다.
둘째, 락킹부재를 작동시켜야만 캡으로부터 필터 카트리지를 탈거할 수 있기 때문에 필터 카트리지가 캡에 안정적으로 결합된 상태가 유지될 수 있다.
셋째, 개폐밸브가 여닫히는 시점이 최적화되므로 필터 카트리지를 교체할 때 누출되는 물의 양을 획기적으로 줄일 수 있다.
넷째, 여러 종류의 필터부가 별도의 어댑터 없이 제1헤드부에 결합될 수 있으므로, 필터 유닛의 제조 단가가 절감된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 어셈블리를 앞에서 바라본 사시도.
도 2는 도 1의 필터 어셈블리를 뒤에서 바라본 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 필터 어셈블리에 구비된 필터 유닛의 구성인 필터 카트리지의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 필터 어셈블리에 구비된 필터 유닛의 상부의 구조도.
도 5는 도 4에 도시된 필터 유닛에 구비된 캡을 아래방향에서 바라본 사시도.
도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ' 선에 따른 단면도 및 부분 확대도.
도 7은 본 발명에 따른 필터 유닛에 구비된 캡에 형성된 유입유로의 타단 또는 배출유로의 타단에 끼워지는 연결관의 사시도.
도 8은 종래기술에 따른 필터 유닛에 구비된 캡 및 필터 카트리지의 종단면도.
도 9는 도 5에 도시된 필터 유닛에 구비된 캡을 윗방향에서 바라본 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 캡에서 락킹부재가 제거된 상태를 도시한 사시도.
도 11은 도 9에 도시된 캡에 구비된 락킹부재의 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 필터 유닛에 구비된 캡과 필터 카트리지가 결합되기 시작하는 상태를 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 필터 유닛에 구비된 캡과 필터 카트리지가 결합되는 도중의 상태를 도시한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 필터 유닛에 구비된 캡과 필터 카트리지가 결합 완료된 상태를 도시한 도면.
도 15는 도 14의 상태에서 락킹돌기가 락킹홈에 걸려있는 것을 도시한 도면.
도 16은 본 발명에 따른 필터 유닛이 고정틀에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 17은 도 16에 도시된 고정틀을 도시한 도면.
도 18은 본 발명에 따른 필터 유닛에 사용되는 다양한 종류의 필터 카트리지를 나타낸 종단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 어셈블리를 앞에서 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1의 필터 어셈블리를 뒤에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 필터 어셈블리에 구비된 필터 유닛의 구성인 필터 카트리지의 사시도이다.
본 발명에 따른 필터 유닛(1000)은 필터 카트리지(1300)와 캡(1100)을 포함한다. 그리고 필터 유닛(1000)은 고정틀(2000)에 회동 가능하게 결합된다.
도 1에 도시된 것과 같이, 캡(1100)의 상부를 보호하고 미관을 향상시키기 위하여 캡의 외부를 둘러싸는 캡 커버(1280)를 더 구비할 수 있다.
도 3을 참조하면, 필터 카트리지(1300)는 제1 헤드부(1310), 제2 헤드부(1320) 및 필터부(1330)를 포함한다.
원기둥 형상의 제1 헤드부(1310)의 상면 중앙 부위에는 원기둥 형상의 제2 헤드부(1320)가 형성되어 있고, 제1 헤드부(1310)의 외주면에는 캡(1100)과의 결합을 위한 결합돌기(1311)가 형성되어 있다. 이 결합돌기(1311)는 이후에 설명하게 될 캡의 가이드 턱(1220)에 결합되며 가이드 턱(1220)에 처음 끼워지게 되는 부분(도 3에서 전면의 결합돌기(1311)의 오른쪽부분)은 갸름하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 제1 헤드부(1310)의 상면에서 제2 헤드부(1320)가 위치하지 않은 구역에 유입공(1314)이 형성되어 있고, 유입공(1314)은 적어도 하나 이상 형성되는 것이 바람직하며, 도 3에는 두 개의 유입공(1314)이 도시되어 있다. 이 유입공(1314)을 통하여 필터 카트리지(1300)의 내부로 물이 유입된다.
또한, 필터 카트리지(1300)와 캡(1100)을 결합하였을 때, 이 유입공(1314) 및 유입공(1314)이 형성되어 있는 제1헤드부(1310)의 상면은 캡(1100)에 형성되어 있는 유입유로(1110)의 일단과 마주보게 된다.
제1 경사면(1313)은 유입공(1314)보다 외측에 형성되며 제1 헤드부(1310)의 상면의 가장자리에 위치한다. 제1 경사면(1313)은 제1 헤드부(1310)의 상면의 외경을 따라가면서 경사져 있다. 제1 헤드부(1310)의 외주면에는 제1 오링(1st O-ring, 1315)을 끼워넣을 수 있도록 제1 레일(1316)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 제1 오링(1315)은 필터 카트리지(1300)가 캡(1100)에 밀착된 채로 결합될 수 있도록 하며, 필터 카트리지(1300)가 캡(1100)에 결합된 상태에서 물이 필터 유닛(1000)의 밖으로 빠져나가지 않도록 한다. 한편, 제1 헤드부(1310)의 외측면에는 제1 체크돌기(1312)가 형성되어 있으며, 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)가 완전히 결합되었는지 여부를 확인할 수 있도록 하는 구조물이다.
제2 헤드부(1320)는 제1 헤드부(1310)보다 크기가 작게 형성되며, 외주면에 제2 오링(1325)을 끼워넣을 수 있도록 제2 레일(1326)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 제2 오링(1325)의 역할은 제1 오링(1315)의 역할과 비슷한데, 보다 자세히 설명하면, 제2 오링(1325)은 배출공(1324)으로부터 배출되는 물이 필터 유닛(1000) 밖으로 빠져나가지 않게 하며, 이에 반해 제1 오링(1315)은 유입공(1314)으로 유입되는 물이 필터 유닛(1000) 밖으로 빠져나가지 않게 한다는 점에서 차이가 있다. 제2 헤드부(1320)의 상면은 배출유로(1120)의 일단과 마주보게 된다.
제2 헤드부(1320)의 상면 중앙 부위에는 배출공(1324)이 형성되어 있고, 필터 카트리지(1300)를 통과하면서 정수된 물이 이 배출공(1324)을 통하여 빠져나가게 된다. 제2 경사면(1323)은 배출공(1324)의 가장자리에 형성된다.
도 3에서는, 제2 헤드부(1320)의 중심부가 함몰되어 있으며, 이 함몰부에서부터 제2 경사면(1323)이 시작되어 제2 헤드부(1320)의 상면보다 높게 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이러한 함몰부가 있어야만 하는 것은 아니다. 즉, 제2 헤드부(1320)의 상면은 전체적으로 평평하고, 상기 평평한 상면에 제2 경사면(1323)이 형성되어도 무방하다. 한편, 도 3에서는, 제2 경사면(1323)이 제2 헤드부(1320)의 외경보다 다소 안쪽에서 원호를 그리면서 제2 헤드부(1320)의 평면상에 형성되며 동시에 윗방향으로 경사져서 점차 높아지는 것으로 도시되어 있으나, 이러한 구조로만 형성될 필요는 없고, 제2 경사면(1323)이 제2 헤드부(1320)의 외경을 따라가면서 경사져 있어도 무방하다.
필터부(1330)는 제1 헤드부(1310)의 하방에 형성된다. 필터부(1330)는 통상적인 정수기의 필터와 크게 다르지 않으며, 제1 헤드부(1310)에 형성된 유입공(1314)으로 물이 유입되어 필터부(1330) 내부에 위치한 필터를 통과하며, 제2 헤드부(1320)에 형성된 배출공(1324)으로부터 물이 배출된다. 또한, 필터부(1330)의 상부에는 후술할 락킹부재(1260)의 락킹돌기(1262)가 체결되는 락킹홈(1332)이 형성된다.
도 4는 도 1에 도시된 필터 어셈블리에 구비된 필터 유닛의 상부의 구조도이고, 도 5는 도 4에 도시된 필터 유닛에 구비된 캡을 아래방향에서 바라본 사시도이고, 도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ' 선에 따른 단면도 및 부분 확대도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 캡(1100)에 대하여 설명하도록 한다. 캡(1100)은 물이 유입되는 유입유로(1110)와 물이 배출되는 배출유로(1120)를 갖는다. 하나의 필터 유닛(1000)을 기준으로 했을 때, 캡(1100)을 통하여 물이 최초로 필터 유닛(1000)으로 유입되고, 캡(1100)을 통하여 물이 최종적으로 필터 유닛(1000)으로부터 배출된다. 유입유로(1110)와 배출유로(1120)는 캡(1100)의 내부를 통과하여 형성되는 것이 바람직하다. 유입유로(1110)와 배출유로(1120)는 모두 양단을 갖고 있으며, 캡(1100)의 하면 쪽으로 개방된 단을 일단이라 지칭하며, 캡(1100)의 외측면을 향하여 개방된 단을 타단이라 지칭하도록 한다.
유입유로(1110)의 일단에는 유입유로(1110)를 개폐하는 제1 개폐밸브(1130)가 설치되고, 배출유로(1120)의 일단에는 배출유로(1120)를 개폐하는 제2 개폐밸브(1140)가 설치된다. 상기 개폐밸브들(1130, 1140)이 최하단에 위치할 때는 유입유로(1110)와 배출유로(1120)가 폐쇄 상태가 되고, 최상단에 위치할 때는 유입유로(1110)와 배출유로(1120)가 최대 개방 상태가 된다. 캡(1100)으로부터 필터 카트리지(1300)를 분리했을 때는 유입유로(1110)와 배출유로(1120)가 폐쇄 상태로 유지되어야 하기 때문에, 상기 개폐밸브들(1130, 1140)의 상단에는 개폐 스프링(1150)이 형성되어 있어서 개폐밸브들(1130, 1140)이 최하단에 위치하도록 힘을 가한다.
캡(1100)의 상부에는 회동축(1190)이 형성되어 있다. 회동축(1190)은 필터 유닛(1000)을 수용하는 고정틀(2000)의 회동축 수용부(2200)에 회동가능하게 수용된다. 여기서 회동축 수용부(2200)는 회동축(1190)의 외주면의 적어도 일부를 감싸고 있다.
유입유로(1110)의 타단은 회동축(1190)의 일단에 형성되고, 배출유로(1120)의 타단은 회동축(1190)의 타단에 형성되어 있고, 유입유로(1110)의 타단과 배출유로(1120)의 타단은 회동축(1190)과 동축 상에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 유입유로(1110)의 타단과 배출유로(1120)의 타단의 중심을 지나는 선은 필터 유닛(1000)의 중심으로부터 약간 후방으로 오프셋(offset) 되어 있다.
도 5를 참조하면, 캡(1100)은 하부가 개방되어 있으며, 그 내주면에 경사진 가이드 턱(1220)이 형성되어 있다. 제1 헤드부(1310)의 외주면에 형성된 결합돌기(1311)를 이 가이드 턱(1220)에 밀어 넣은 상태로 필터 카트리지(1300)를 끝까지 회전시키면, 결합돌기(1311)가 가이드 턱(1220)에 의하여 가이드 되면서 필터 카트리지(1300)가 캡(1100)에 안정적으로 결합된다. 필터 카트리지(1300)가 캡(1100)에 완전히 결합되어 있는지 여부를 확인하기 위하여 체크홈(1180)이 캡(1100)의 내주면에 형성되는 것이 바람직하며, 필터 카트리지(1300)를 끝까지 회전시키면 필터 카트리지(1300)의 외주면에 형성된 제1 체크돌기(1312)가 체크홈(1180)과 맞물리게 되면서 소리가 나거나, 체결되는 느낌을 받을 수 있다.
이와는 반대로 체크홈(1180)이 필터 카트리지(1300)의 외주면에 형성되고, 제1 체크돌기(1312)가 캡(1100)의 내주면에 형성될 수도 있다. 그러나, 캡(1100)은 여러 번 사용을 해야하고, 필터 카트리지(1300)는 일회용으로 교체를 하게 되기 때문에, 만약 캡(1100)의 내부면에 체크돌기가 형성되어 있다면 필터 카트리지(1300)를 여러 번 교체하는 경우에 제1 체크돌기(1312)가 마모될 수 있다. 상대적으로 체크홈(1180)보다 제1 결합돌기(1311)가 빨리 마모되는 경향이 있으므로, 캡(1100)의 내주면에 체크홈(1180)이 형성되고 제1 헤드부(1310)의 외주면에 제1 체크돌기(1312)가 형성되는 것이 바람직하다.
필터 카트리지(1300)와 캡(1100)을 완전히 결합하게 되면, 캡(1100)에 형성되어 있는 유입유로(1110)의 일단과 제1 헤드부(1310)의 상면이 서로 마주보게 되고, 캡(1100)에 형성되어 있는 배출유로(1120)의 일단과 제2 헤드부(1320)의 상면이 서로 마주보게 된다.
아래에서 윗방향을 향하여 필터 카트리지(1300)의 결합돌기(1311)를 캡(1100)의 가이드 턱(1220)에 끼워 넣고 소정각도만큼(예컨대 10°이상 90°이하) 회전시키게 되면 제1 헤드부(1310) 및 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 접촉된 상태가 되며, 이렇게 제1 헤드부(1310) 및 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 처음 접촉하게 된 상태에서 제1 개폐밸브(1130) 및 제2 개폐밸브(1140)는 닫혀있는 상태가 된다. 이 상태에서도, 제2 헤드부의 외주면에 형성된 제2 레일(1326)에 끼워지는 제2 오링(1325)에 의하여 배출공(1324)과 외부는 격리되며, 제1 헤드부의 외주면에 형성된 제1 레일(1316)에 끼워지는 제1 오링(1315)에 의하여 유입공(1314)과 외부는 격리된다. 따라서, 아직 제1 개폐밸브(1130) 및 제2 개폐밸브(1140)가 닫혀 있는 상태에서도 필터 카트리지(1300)와 외부는 격리된 상태를 유지할 수 있다.
이 상태에서 필터 카트리지(1300)를 더 회전시키면 비로소, 제1 개폐밸브(1130)가 제1 경사면(1313)을 따라서 상승하게 되고, 최종적으로 결합이 완료된 상태(예컨대, 90°회전시킨 상태)에서는 제1 경사면(1313)의 최상단부가 제1 개폐밸브(1130)를 최대개방 상태로 유지시키게 된다. 이와 마찬가지로, 제2 개폐밸브(1140)가 제2 경사면(1323)을 따라서 상승하게 되고, 최종적으로 결합이 완료된 상태에서는 제2 경사면(1323)의 최상단부가 제2 개폐밸브(1140)를 최대개방 상태로 유지시키게 된다. 즉, 필터 카트리지(1300)를 회전시킴에 따라, 제1 개폐밸브(1130)는 제1 경사면(1313)에 의하여 밀려나면서 개방되고, 제2 개폐밸브(1140)는 제2 경사면(1323)에 의하여 밀려나면서 개방된다.
종래의 필터 유닛(1000)에서는 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)에 결합하기 시작할 때부터 물이 유출되었으므로, 제1 개폐밸브(1130)와 유입유로(1110) 사이의 간격 및 제2 개폐밸브(1140)와 배출유로(1120) 사이의 간격을 크게 할 수 없었다. 그래서, 물에 섞여 있는 이물질에 의하여 유로의 단면적이 감소하기 쉽고, 그로 인해 정수되는 유량이 줄거나 심지어 유로가 막혀버리는 문제가 있었다.
그러나 본 발명에서 제1 개폐밸브(1130)와 유입유로(1110) 사이의 간격을 크게 하기 위해서는 제1 밸브돌기(1160)를 길게 형성하거나 제1 경사면(1313)의 최상단을 높게 형성하면 된다. 이와 마찬가지로, 제2 개폐밸브(1140)와 배출유로(1120) 사이의 간격을 크게 하기 위해서는 제2 밸브돌기(1170)를 길게 형성하거나 제2 경사면(1323)의 최상단을 높게 형성하면 된다.
이러한 방식으로 유로와 밸브 사이의 간격을 늘리더라도 물이 누출되는 양은 큰 변함이 없고, 유로와 밸브 사이의 간격이 크면 단위 시간당 정수량이 많아지므로 정수기의 정수효율을 높일 수 있고, 뿐만 아니라 정수기의 신뢰성도 높일 수 있다.
이미 언급한 것과 같이, 제1 헤드부(1310) 및 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 처음 접촉하게 된 상태에서, 필터 카트리지(1300)를 더 회전시키게 되면 비로소 제1 밸브돌기(1160)가 제1 경사면(1313)과 접촉하게 되며, 제2 밸브돌기(1170)가 제2 경사면(1323)과 접촉하게 된다. 다만, 제1 헤드부(1310) 및 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 처음 접촉하게 되는 시점보다 다소 이른 시점이나 다소 느린 시점에, 제1 밸브돌기(1160)가 제1 경사면(1313)과 접촉하게 되고, 제2 밸브돌기(1170)가 제2 경사면(1323)과 접촉하여도 무방하다.
제1 헤드부(1310) 및 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 처음 접촉하게 되는 시점을 조정하기 위해 제1 밸브돌기(1160), 제2 밸브돌기(1170)의 길이를 늘이거나 줄일 수 있다. 또는 제1 헤드부(1310) 및 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 처음 접촉하게 되는 시점을 조정하기 위해 제1 경사면(1313), 제2 경사면(1323)의 위치를 변경할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 필터 카트리지(1300)와 캡(1100)이 완전히 결합된 상태에서 정수기를 가동시켰을 때 물의 흐름이 화살표로 도시되어 있다. 도 6을 기준으로 왼쪽 상단으로부터 물이 유입되어 왼쪽의 연결관(1400)을 통과하고, 유입유로(1110)의 타단을 지나고, 유입유로(1110)의 일단을 지나서 유입공(1314)으로 들어가게 된다. 이후 필터를 통과한 물이 배출공(1324)을 통과하고, 배출유로(1120)의 일단을 지나고, 배출유로(1120)의 타단을 지나서, 우측의 연결관(1400)으로 나오게 된다. 이러한 방식을 반복하면서 정수되어야 할 물이 모든 필터 유닛(1000)을 통과하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 필터 유닛에 구비된 캡에 형성된 유입유로의 타단 또는 배출유로의 타단에 끼워지는 연결관의 사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하여, 콜릿(collet)의 갯수를 줄일 수 있는 본 발명의 구조에 대하여 설명하도록 한다. 콜릿은 통상적으로 원기둥 형상의 구조물을 고정하기 위한 결합부재로서, 도 6의 연결관(1400)의 일단에 콜릿이 사용된 것을 볼 수 있다. 정수기에 구비된 필터 유닛들(1000)은 상호 간 단면이 원형인 튜빙(tubing)으로 연결되는 것이 일반적이며, 종래에는 어느 한 필터 유닛의 배출유로(1120)의 타단 및 인접한 다른 필터 유닛(1000)의 유입유로(1110)의 타단에는 콜릿이 형성되어 있고, 이 콜릿에 삽입된 튜빙을 통하여 물이 여러 개의 필터 유닛(1000)을 통과하였다. 그러나, 콜릿을 다수 사용하게 되면 필터 어셈블리(100)의 제조 단가가 높아지는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 콜릿의 개수를 줄여서 제조 단가를 낮추고자 하였다. 이에 대하여 이하에서 설명하도록 한다.
본 발명에서는 유입유로(1110)의 타단과 배출유로(1120)의 타단은 회동축(1190)과 동축 상에 형성되어 있으므로 어느 한 필터 유닛(1000)의 배출유로(1120)의 타단과, 인접한 다른 필터 유닛(1000)의 유입유로(1110)의 타단에 꼭 맞게 끼워질 수 있는 길이와 외경을 가진 튜빙(tubing)을 배출유로(1120)의 타단과 유입유로(1110)의 타단에 끼워 넣는 것만으로 인접한 필터 간에 물이 새지 않고 안정적으로 물이 연통될 수 있다. 이렇게 튜빙만으로도 서로 연결되는 필터 유닛들(1000)이 있으므로, 사용되는 콜릿의 개수를 줄일 수 있다.
그러나, 필터 유닛(1000)을 통과하는 물은 고압이기 때문에 상기 설명한 구조만으로는 튜빙이 배출유로(1120)의 타단과 유입유로(1110)의 타단으로부터 이탈될 우려가 있다. 따라서, 이러한 우려를 방지하기 위하여, 회동축 수용부(2200)의 내주면에 회동축 플렌지 삽입홈(1192)을 형성하고, 회동축(1190)의 외주면에는 회동축 플렌지 삽입홈(1192)에 끼워질 수 있도록 회동축 플렌지(1191)를 형성하였다. 그러므로, 튜빙을 통과하는 물의 압력이 강하더라도 튜빙이 배출유로(1120)의 타단이나 유입유로(1110)의 타단에서 빠지지 않는 것을 더욱 확실히 담보할 수 있다.
또한, 연결관(1400)은 L자형으로 형성되고, 회동축 수용부(2200)의 내주면에는 연결관 플렌지 삽입홈(2210)을 형성되고, 연결관(1400)이 굽어지는 부분에는 회동축 수용부(2200)의 연결관 플렌지 삽입홈(2210)에 끼워질 수 있는 원반 형상의 연결관 플렌지(1410)를 형성된다. 그리고, 연결관(1400)에서 유입유로(1110)의 타단 또는 배출유로(1120)의 타단에 끼워지는 삽입관부(1420)는 외주면에 띠 형상의 이탈방지턱(1430)이 형성되어 있다.
따라서, 필터 유닛(1000)으로 유입되고 배출되는 물의 압력이 강하더라도 연결관 플렌지(1410)와 이탈방지턱(1430)에 의하여 배출유로(1120)의 타단이나 유입유로(1110)의 타단으로부터 연결관(1400)이 이탈되는 것이 방지된다.
도 2를 참조하면, 연결관(1400)이 필터 어셈블리(100)의 후면부에 위치하게 되므로, 필터 어셈블리(100)가 정수기에 설치되어 있는 상태에서는 연결관(1400)이 노출되지 않게 된다. 따라서, 설치 상태에서의 필터 어셈블리(100)의 외관이 향상되며, 필터 카트리지(1300)를 분리, 결합할 때에도 연결관(1400) 및 튜빙을 불필요하게 만질 필요가 없기 때문에 누수의 위험이 줄어드는 장점이 있다.
한편, 필터 카트리지(1300)와 캡(1100)을 상기에서 언급한 방식으로 결합시키는 것은 종래의 기술에 따른 필터 카트리지(1300)와 캡(1100)을 결합하는 것에 비하여 필터 유닛(1000)의 외부로 유출되는 물의 양을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있으며, 이러한 효과에 대해서는 도 8에 도시된 종래기술에 따른 필터 유닛과 비교하여 설명하도록 한다.
도 8에는 한 개의 개폐밸브가 도시되어 있으나, 다른 개폐밸브도 이와 유사한 원리에 의하여 개폐되기 때문에 한 개의 개폐밸브의 작동에 대해서만 설명하도록 한다. 종래에는 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)에 결합시키는 초기부터 개폐밸브(1130, 1140)가 개방되기 시작하였다. 즉, 도 8을 참조하면, 필터 카트리지(1300)의 상면이 캡(1100) 내측의 하면에 접촉하지 않은 상태에서 개폐밸브(1130, 1140)가 개방되기 때문에 도 8에 도시된 종래기술에 따른 필터 유닛은 본 발명에 따른 필터 유닛(1000)에 비하여 개폐밸브(1130, 1140)를 통하여 누출되는 물의 양이 월등히 많다. 또한, 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)과 결합시키기 위하여 필터 카트리지(1300)를 위로 가압하면서 밀어 넣게 되면 즉시 물이 유출되며, 따라서 재빨리 결합하지 않으면 계속해서 물이 누출되는 문제가 있었다.
게다가, 개폐밸브(1130, 1140)는 개폐 스프링(1150)과 가압된 물에 의하여 아래방향으로 힘을 받고 있는데, 이 힘보다 더 강한 힘을 일순간에 윗방향으로 필터 카트리지(1300)에 가하면서 필터 카트리지(1300)를 회전시켜 캡(1100)에 결합하는 것은 숙련된 기술자에게도 쉽지 않았다. 아래방향을 향하여 개폐밸브(1130, 1140)가 필터 카트리지(1300)에 가하는 힘의 정확히 역방향으로 필터 카트리지(1300)에 힘을 가하기가 힘들었기 때문에, 결합을 여러 번 시도하는 경우도 많았으며, 이러한 시도가 실패할 때마다 물이 누출되기 때문에 누출된 물에 의하여 정수기에서 사용되는 전자, 기계장치들의 고장이 야기될 수 있었다.
이에 비하여 본 발명에 따른 필터 유닛(1000)은, 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)에 결합하기 시작하는 초기에는 제1, 제2 개폐밸브(1130, 1140)에 필터 카트리지(1300)가 어떠한 압력도 가하지 않기 때문에 쉽게 결합돌기(1311)를 가이드 턱(1220)에 끼워넣을 수 있다. 그 다음으로, 필터 카트리지(1300)를 회전시키면 결합돌기(1311)가 가이드 턱(1220)에 가이드 되기 때문에 안정적으로 필터 카트리지(1300)가 캡(1100)에 결합되기 시작한다. 필터 카트리지(1300)를 소정각도 이상회전 시켜야만, 비로소 제1 경사면(1313)이 제1 밸브돌기(1160)와 접촉하게 되어 제1 개폐밸브(1130)에 윗방향으로 압력이 가해지게 되고, 제2 경사면(1323)이 제2 밸브돌기(1170)와 접촉하게 되어 제2 개폐밸브(1140)에 윗방향으로 압력이 가해지게 된다. 이 때 제1, 제2 개폐밸브(1130, 1140)가 윗방향으로 이동하여 최상단까지 이동하는 거리는 짧은데 비해 필터 카트리지(1300)를 회전시킬 때 필터 카트리지(1300)의 외측면이 그리는 호의 길이는 길기 때문에, 큰 힘을 들이지 않고 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)에 끝까지 회전시켜서 완전히 결합시킬 수 있다.
또한, 제1, 제2 개폐밸브(1130, 1140)가 아래방향으로 필터 카트리지(1300)에 압력을 가하기 시작하는 시점에 이미 필터 카트리지(1300)의 결합돌기(1311)가 캡(1100)의 가이드 턱(1220)에 상당 정도 결합이 진행되어 있기 때문에, 제1, 제2 개폐밸브(1130, 1140)에 의해 필터 카트리지(1300)에 압력이 가해지더라도 필터 카트리지(1300)가 캡(1100)으로부터 이탈되지 않게 된다. 이는 곧, 필터 카트리지(1300)의 결합과 분리에 숙련되지 않은 사람이나 완력이 강하지 않은 사람이라도, 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)에 결합하고 분리하는 것을 여러 번 시도하지 않고 한 번에 완료할 수 있는 것을 의미한다. 결합, 분리 시도의 횟수가 줄어들기 때문에 종래의 필터 유닛에 비하여 물이 누출되는 양이 획기적으로 줄어들게 된다.
이외에도 본 발명에 따른 필터 유닛(1000)은 앞서 언급한대로, 제1 헤드부(1310)와 제2 헤드부(1320)가 캡(1100)의 하면과 밀착된 후에야 비로소, 제1, 제2 개폐밸브(1130, 1140)가 개방되므로, 유입유로(1110)의 일단과 제1 헤드부(1310)의 상단에 의해서 구획되는 공간이 종래의 필터 유닛(1000)에 비해 압도적으로 좁게 된다. 또한, 배출유로(1120)의 일단과 제2 헤드부(1320)의 상단에 의해서 구획되는 공간도 종래의 필터 유닛(1000)에 비해 압도적으로 좁게 된다. 따라서, 물이 누출될 수 있는 공간 자체가 좁기 때문에 종래의 필터 유닛에 비하여 물이 누출되는 양이 획기적으로 줄어들게 된다.
도 9는 도 5에 도시된 필터 유닛에 구비된 캡을 윗방향에서 바라본 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 캡에서 락킹부재가 제거된 상태를 도시한 사시도이고, 도 11은 도 9에 도시된 캡에 구비된 락킹부재의 사시도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 유입유로(1110)의 타단과 배출유로(1120)의 타단은 캡(1100)의 상부에 위치하고, 락킹부재 수용부(1240)는 캡(1100) 하부의 가장자리 부위에 형성되어 있으며, 스프링 지지부(1250)는 락킹부재 수용부(1240)로부터 윗방향으로 소정 간격 이격된 채로 캡(1100)의 상부에 형성되어 있다.
락킹부재(1260)는 슬라이딩부(1268)와, 조작부(1270)를 구비한다. 슬라이딩부(1268)는 락킹부재 수용부(1240)에 끼워져서 상하로 슬라이딩되는 부분이고, 조작부(1270)는 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)으로부터 분리하기 위하여 사용되는 부분이다.
슬라이딩부(1268)는 필터부의 락킹홈(1332)에 맞물리게 되는 락킹돌기(1262)와, 락킹부재(1260)가 아래 방향으로 탄성바이어스 될 수 있도록 스프링이 끼워지게 되는 스프링 결합부(1264)를 구비한다. 상기 스프링 결합부(1264)의 양 옆에는 윗방향으로 연장되고 그 끝단이 쐐기 형상인 이탈방지 쐐기(1266)가 형성된다. 도 10에 도시된 캡(1100)의 락킹부재 수용부(1240)의 아랫단에 도 11에 도시된 락킹부재(1260)의 이탈방지 쐐기(1266)를 끼워넣으면, 락킹부재(1260)가 락킹부재 수용부(1240)에 끼워진 도 9의 상태로 된다. 스프링은 스프링 지지부(1250)와 스프링 결합부(1264)에 의하여 압축방향으로 힘을 받게 되기 때문에, 조작부(1270)를 조작하지 않은 상태에서 락킹부재(1260)는 아래방향으로 탄성바이어스 된다.
도 12는 본 발명에 따른 필터 유닛(1000)에 구비된 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)가 결합되기 시작하는 상태를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명에 따른 필터 유닛(1000)에 구비된 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)가 결합되는 도중의 상태를 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명에 따른 필터 유닛(1000)에 구비된 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)가 결합 완료된 상태를 도시한 도면이며, 도 15는 도 14의 상태에서 락킹돌기가 락킹홈에 걸려있는 것을 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 15를 참조하여, 캡(1100)에 필터 카트리지(1300)를 결합하는 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 12 내지 도 15에 도시되지 않은 참조부호는 도 3 및 도 5에 표시되어 있다.
도 12의 상태에서, 필터 카트리지(1300)의 결합돌기(1311)는 캡(1100)의 가이드 턱(1220)에 대응되도록 위치된다. 락킹부재(1260)가 스프링에 의하여 탄성 바이어스되므로 이탈방지 쐐기(1266)의 끝단이 락킹부재 수용부(1240)의 최상단에 걸리게 되고, 락킹부재(1260)는 최하단에 위치하게 된다.
도 12에 도시된 화살표 방향을 따라 필터 카트리지(1300)를 회전시키면, 결합돌기(1311)가 가이드 턱(1220)에 의하여 가이드 되면서 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)의 결합이 진행되고, 캡(1100)의 하면과 필터 카트리지(1300)의 상면 사이의 거리는 점점 가까워지게 된다. 이에 따라 락킹부재(1260)의 락킹돌기(1262)는 필터 카트리지(1300)의 상면에 접촉하게 되고, 필터 카트리지(1300)를 더 회전시키면 락킹돌기(1262)는 필터 카트리지(1300)의 상면에 의해 밀리는 힘을 받게 되어 점점 윗방향으로 슬라이딩 된다.
도 13의 상태에서 화살표 방향을 따라 필터 카트리지(1300)를 더 회전시키면, 락킹돌기(1262)는 필터 카트리지(1300)의 상면 가장자리에 형성된 락킹홈(1332)에 다다르게 되고, 딸깍소리를 내면서 상기 락킹홈(1332)을 향하여 아래 방향으로 빠르게 슬라이딩 된다. 결국 필터 유닛(1000)은 락킹돌기(1262)가 락킹홈(1332)에 맞물린 도 14의 상태로 된다.
도 14의 상태에서 필터 카트리지(1300)를 캡(1100)으로부터 분리하기 위해서는 필터 카트리지(1300)를 도 12 또는 도 13에 도시된 화살표의 반대방향으로 회전시켜야 한다. 그러나, 도 15에 도시된 것과 같이 락킹돌기(1262)가 락킹홈(1332)에 맞물려 있기 때문에 단순히 필터 카트리지(1300)를 회전시키는 것만으로는 캡(1100)으로부터 필터 카트리지(1300)를 분리시킬 수 없다.
따라서, 락킹부재(1260)를 윗방향으로 밀어올려서 락킹돌기(1262)가 락킹홈(1332)에 맞물려 있는 상태를 해제시키고, 이 상태에서 필터 카트리지(1300)를 도 12 및 도 13에 도시된 화살표 반대방향으로 회전시키면 캡(1100)으로부터 필터 카트리지(1300)가 분리된다.
캡(1100)과 필터 카트리지(1300)가 완전히 결합되지 않은 경우에는 누수의 위험이 있으므로, 정수기의 성능 발휘에 지대한 영향을 미치게 된다. 종래의 필터 어셈블리(100)는 설치하는 사람의 경험과 감에 의존하여 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)의 결합여부를 판단하였다.
그러나, 본 발명은 캡(1100)에 필터 카트리지(1300)가 완전히 결합되면 락킹부재가 락킹홈에 걸리면서 소리가 발생하기 때문에 결합여부를 확실히 알 수 있다. 따라서, 필터 카트리지(1300)의 교체에 숙련되지 않은 사람이라도 능숙하게 캡(1100)과 필터 카트리지(1300)를 완벽하게 결합하거나 분리할 수 있고, 종래의 필터 유닛 또는 종래의 필터 어셈블리와 비교했을 때, 정수기의 신뢰성 확보 측면에서 큰 효과가 있다.
도 16은 본 발명에 따른 필터 유닛이 고정틀에 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 17은 도 16에 도시된 고정틀을 도시한 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하여 고정틀(2000)의 강성확보 수단에 대하여 설명하도록 한다.
고정틀(2000)은 필터 유닛(1000)을 안정적으로 수용하며 지지할 수 있으면 족하며, 통상적으로 제조비 절감을 위하여 플라스틱으로 형성된다. 그러나, 고가의 고강도 플라스틱을 사용하지 않는 경우에는 반복적으로 필터 유닛(1000)을 교체하는 것에 의하여 고정틀(2000)에 피로하중이 누적되어 피로 파괴가 일어날 수 있다.
이에 본 발명에서는 회동축 수용부(2200)가 휘어지는 것을 방지하기 위하여 캡(1100)의 상부에 회동축 수용부(2200)의 적어도 일부 외측면을 감싸는 지지 바(1230)를 형성하였다. 상기 지지 바(1230)에 의하여 회동축 수용부(2200)의 휨을 방지할 수 있다. 다만, 회동축 수용부(2200)와 지지 바(1230)가 직접적으로 접촉되면 회동축(1190)을 중심축으로 하여 필터 유닛(1000)을 회전시키는 것에 장해가 될 수 있으므로, 회동축 수용부(2200)는 지지 바(1230)와 다소 이격되는 것이 바람직하다.
도 18은 본 발명에 따른 필터 유닛에 사용되는 다양한 종류의 필터 카트리지를 나타낸 종단면도이다.
도 18(a)는 전처리 필터, 도 18(b)는 멤브레인 필터, 도 18(c)는 카본 필터를 도시하고 있다. 멤브레인 필터의 필터부(1330)는 전처리 필터 또는 카본 필터의 필터부(1330)와 상부 끝단의 형상이 다르기 때문에, 종래에는 멤브레인 필터와 결합할 수 있도록 멤브레인 필터 전용 제1 헤드부(1310)를 제작하거나, 또는 다양한 종류의 필터에 공용으로 사용할 수 있는 제1 헤드부(1310)를 제작하되, 이러한 제1 헤드부(1310)와 멤브레인 필터가 결합될 수 있도록 별도의 어댑터(adapter)를 사용해야 했다. 따라서, 제조 단가가 상승하는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 제1 헤드부(1310)는 내경을 다단으로 형성하여, 한가지 종류의 제1 헤드부(1310)에 전처리 필터와 카본 필터뿐만 아니라 멤브레인 필터까지 결합될 수 있도록 하였다.
한편, 도 18(b)를 참조하면, 필터부(1330)의 하부 끝단에 콜릿(collet)이 형성되어 있고 이 콜릿의 외곽을 둘러싸며 하방으로 보호벽(1331)이 연장되어 있다. 종래에는 콜릿이 필터부(1330)의 하부 끝단에 바로 노출되어 있었으므로, 필터 카트리지(1300)를 취급, 운송, 교체시 등에 실수로 필터 카트리지(1300)를 떨어뜨리게 되면 콜릿이 파손되는 문제가 있었다. 이러한 불편을 개선하기 위하여 필터가 땅에 떨어지거나 다른 물건에 부딪치더라도 깨지지 않도록 보호벽(1331)을 형성하게 된 것이다.
이상에서 실시예에서 설명된 특징, 구조, 효과 등은 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 필터 어셈블리 1000 : 필터 유닛
1100 : 캡 1110 : 유입유로
1120 : 배출유로 1130 : 제1 개폐밸브
1140 : 제2 개폐밸브 1150 : 개폐 스프링
1160 : 제1 밸브돌기 1170 : 제2 밸브돌기
1180 : 체크홈 1190 : 회동축
1191 : 회동축 플렌지 1192 : 회동축 플렌지 삽입홈
1220 : 가이드 턱 1230 : 지지 바
1240 : 락킹부재 수용부 1250 : 스프링 지지부
1260 : 락킹부재 1262 : 락킹돌기
1264 : 스프링 결합부 1266 : 이탈방지 쐐기
1268 : 슬라이딩부 1270 : 조작부
1280 : 캡 커버 1300 : 필터 카트리지
1310 : 제1 헤드부 1311 : 결합돌기
1312 : 제1 체크돌기 1313 : 제1 경사면
1314 : 유입공 1315 : 제1 오링
1316 : 제1 레일 1320 : 제2 헤드부
1323 : 제2 경사면 1324 : 배출공
1325 : 제2 오링 1326 : 제2 레일
1330 : 필터부 1331 : 보호벽
1332 : 락킹홈 1400 : 연결관
1410 : 연결관 플렌지 1420 : 이탈 방지턱
2000 : 고정틀 2100 : 필터 안착면
2200 : 회동축 수용부 2210 : 연결관 플렌지 삽입홈

Claims (14)

  1. 필터가 내장된 필터부를 갖는 필터 카트리지; 및
    액체가 유입되는 유입유로와 액체가 배출되는 배출유로를 갖고 그 가장자리 부위에 락킹부재 수용부가 형성되어 있는 캡을 구비하고,
    락킹부재 수용부는 락킹부재를 수용하고,
    상기 필터부는 그 표면에 락킹홈이 형성되며,
    상기 필터 카트리지의 상부를 상기 캡의 하부에 끼워 넣고 회전시키면 상기 락킹홈에 상기 락킹부재의 락킹돌기가 맞물리게 되어 상기 필터 카트리지와 상기 캡이 결합되는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 카트리지와 상기 캡을 결합시키는 과정 중 적어도 일부 구간에서 상기 락킹돌기는 필터 카트리지의 상면에 의해 윗방향으로 슬라이딩 되고,
    상기 필터 카트리지와 상기 캡의 결합이 완료되면 상기 락킹돌기는 아래방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터 카트리지와 상기 캡이 결합된 상태에서는 상기 락킹돌기를 상기 락킹홈으로부터 해제시키고 상기 필터 카트리지를 회전시켜야만 상기 필터 카트리지를 상기 캡으로부터 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터 카트리지는 제1헤드부와, 제2헤드부와, 필터부를 포함하고,
    상기 유입유로의 일단과 마주보는 제1 헤드부의 상면은 유입공 및 상기 유입공보다 외측의 가장자리에 형성된 제1 경사면을 구비하고, 상기 배출유로의 일단과 마주보는 제2 헤드부의 상면은 배출공 및 상기 배출공의 가장자리에 형성된 제2 경사면을 구비하고, 상기 유입유로의 일단에 상기 유입유로를 개폐하는 제1 개폐밸브가 설치되고, 상기 배출유로의 일단에 상기 배출유로를 개폐하는 제2 개폐밸브가 설치되고,
    상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부가 상기 캡의 하면과 접촉된 상태에서는 상기 제1 개폐밸브 및 상기 제2 개폐밸브가 닫혀있고,
    상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부를 상기 캡의 하면과 접촉시킨 채로 상기 필터 카트리지를 회전시키면 상기 제1 개폐밸브가 제1 경사면에 의하여 밀려나면서 개방되고 상기 제2 개폐밸브가 제2 경사면에 의하여 밀려나면서 개방되는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캡의 외부를 둘러싸는 캡 커버를 더 구비한 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필터 카트리지는 제1헤드부와, 제2헤드부와, 필터부를 포함하고,
    상기 캡은 하부가 개방되고 그 내주면에 경사진 가이드 턱이 형성되며, 상기 제1헤드부는 상기 가이드 턱에 의해 가이드 되는 결합돌기가 그 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캡은 상부에 회동축이 형성된 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 필터 카트리지와 상기 캡이 완전히 결합되었는지를 확인할 수 있도록, 상기 캡의 내주면 및 상기 제1 헤드부의 외주면 중 어느 하나에는 체크홈이 형성되고 다른 하나에는 제1 체크돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 헤드부는 내경이 다단으로 형성되어 적어도 하나 이상의 종류의 필터부가 별도의 어댑터 없이 상기 제1 헤드부에 결합되는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 유입유로의 타단과 상기 배출유로의 타단의 중심을 지나는 선은 상기 필터 유닛의 중심으로부터 후방으로 오프셋(offset)된 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  11. 제1항에 따른 필터 유닛; 및
    상기 필터 유닛을 수용하는 고정틀을 구비하며,
    상기 캡은 상부에 회동축이 형성되어 있고, 상기 고정틀은 상기 회동축의 외주면의 적어도 일부를 감싸는 회동축 수용부를 구비하고,
    상기 회동축 수용부는 그 내주면에 회동축 플렌지 삽입홈이 형성되고, 상기 회동축은 그 외주면에 상기 회동축 플렌지 삽입홈에 끼워지는 회동축 플렌지가 형성된 것을 특징으로 하는 필터 어셈블리.
  12. 제1항에 따른 필터 유닛; 및
    상기 필터 유닛을 수용하는 고정틀을 포함하며,
    상기 캡은 상부에 회동축이 형성되어 있고, 상기 고정틀은 상기 회동축의 외주면의 적어도 일부를 감싸는 회동축 수용부를 구비하고,
    상기 회동축 수용부가 휘어지는 것을 방지하기 위하여 상기 캡의 상부에 상기 회동축 수용부의 적어도 일부 외측면을 감싸는 지지 바가 형성된 것을 특징으로 하는 필터 어셈블리.
  13. 제4항에 따른 필터 유닛; 및
    상기 필터 유닛을 수용하는 고정틀을 포함하며,
    상기 필터 유닛은 상기 유입유로의 타단 또는 상기 배출유로의 타단에 끼워지는 연결관을 구비하고, 상기 캡은 상부에 회동축이 형성되어 있고, 상기 고정틀은 상기 회동축의 외주면의 적어도 일부를 감싸는 회동축 수용부를 구비하고,
    상기 회동축 수용부는 그 내주면에 연결관 플렌지 삽입홈이 형성되고, 상기 연결관은 상기 연결관 플렌지 삽입홈에 끼워지는 연결관 플렌지가 형성된 것을 특징으로 하는 필터 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결관은 유입유로의 타단 또는 배출유로의 타단에 끼워지는 삽입관부를 구비하고,
    상기 삽입관부는 외주면에 이탈방지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 필터 어셈블리.
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