KR20180058229A

KR20180058229A - 제거가능한 강화 미디어를 구비한 필터 시스템

Info

Publication number: KR20180058229A
Application number: KR1020187014118A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 스웨인
Original assignee: 파라곤 워터 시스템즈, 아이엔씨.
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2018-05-31
Also published as: CN102917768B; WO2011143100A1; MY159878A; US8728313B2; CN102917768A; US20110278207A1; KR20130113305A; KR101939252B1; US8308942B2; SG185407A1; US20130043174A1

Abstract

수도꼭지로부터 물을 수용하기 위하여 형성되는 베이스 및 상기 베이스에 안착되는 필터 카트리지를 포함하는 정수 시스템을 제공한다. 상기 필터 카트리지는 적어도 하나의 필터 요소를 구비하는 제1 챔버 및 상기 제1 챔버와 유체 교환에 있는 제2챔버를 정의한다. 강화 카트리지는 상기 제2 챔버에 제거 가능하게 삽입되고, 물에 미네랄을 첨가하기 위한 강화 물질을 포함한다. 상기 강화 카트리지는 상기 필터 카트리지와 별개로 상기 시스템으로부터 제거 가능하다.

Description

제거가능한 강화 미디어를 구비한 필터 시스템{FILTER SYSTEM WITH REMOVABLE ENHANCEMENT MEDIA}

본 발명은 일반적으로 물처리 장치에 관한 것으로, 특히 현존하는 수도꼭지에 연결되는 주거용 씽크대 필터 유닛에 관한 것이다.

거주자에게 이미 제공되는 식수로부터 냄새, 맛 및/또는 오염물질 제거를 개선하기 위하여, 많은 사람들은 추가적인 정수 시스템을 설치한다. 종래 가정용 물처리 시스템은 전형적으로 집 전체용, 씽크내 탑재용, 수도꼭지 탑재용, 씽크대 탑재용으로 분류된다. 대부분의 탑재되는 수도꼭지와 씽크대 필터 시스템은 마시기 위한 여과된 물과 여과된 물이 필요 없는 설거지나 다른 집안 일을 위한 여과되지 않은 물 사이를 사용자가 전환할 수 있도록 한다.

종래의 가정용 정수 시스템은 전형적으로 오랜 시간동안 불순물로 가득 차게 되어 주기적으로 교체가 요구되어지는 필터 유닛을 포함한다. 또한 이러한 시스템 중 일부는 여과된 물에 추가되는 미네랄을 포함하는 강화 물질(enhancement material)을 포함한다. 그런 필터 유닛을 위한 중요한 디자인 기준은 필터 카트리지와 강화 물질의 효율적 활용이다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 한 번에 카트리지 중 하나만 교체되어지는 정수 시스템을 제공하는 데 있다.

필터 시스템은 필터 카트리지(filter cartridge) 및 필터 카트리지에 제거 가능하게 삽입되는 강화 카트리지(enhancement cartridge)를 포함하여 제공된다. 한 번에 카트리지 중 하나만 교체되어지는 것이 필요하고, 강화 카트리지를 필터 카트리지로부터 독립적으로 제거 가능하게 만듦으로서, 그러한 시스템과 연결된 필터링 물질과 비용의 낭비를 줄이게 된다.

보다 구체적으로, 정수시스템은 수도꼭지로부터 물을 수용하기 위해 형성되는 베이스, 및 베이스에 안착되는 필터 카트리지를 포함하여 제공된다. 필터 카트리지는 적어도 하나의 필터 요소를 구비하는 제1 챔버와, 제1 챔버와 유체 교환(fluid communication)에 있는 제2 챔버를 정의한다. 강화 카트리지는 제2 챔버에 제거 가능하게 삽입되어지고, 물에 미네랄을 추가하기 위한 강화 물질(enhancement material)을 포함한다. 강화 카트리지는 필터 카트리지와 분리하여 시스템으로부터 제거 가능하다.

다른 실시 예로, 정수시스템은 하부지지부, 및 하부지지부로부터 비스듬히 연장되는 수직지지부를 포함하는 베이스를 포함한다. 하부지지부는 여과되지 않은 물을 수용하기 위한 인커밍 워터 포트(incoming water port)와 여과된 물을 수용하기 위한 아웃고잉 워터 포트(outgoing water port)를 포함한다. 필터 카트리지는 수직지지부에 인접하며, 베이스에 안착되고, 물로부터 불순물을 제거하기 위한 적어도 하나의 필터 요소를 포함한다. 필터 카트리지는 인커밍 워터 포트 및 아웃고잉 워터 포트와 각각 유체 교환에 있는 물주입구와 물배출구를 포함한다. 강화 카트리지는 필터 카트리지 내에 제거가능하게 위치되며, 필터 카트리지와 유체 교환에 있고, 여과된 물에 미네랄을 첨가하기 위한 강화 물질을 포함한다. 커버는 필터 카트리지와 수직 지지부를 둘러싸도록 형성되고, 하부 지지부와 맞물린다.

또 다른 실시 예에서, 정수시스템은 수도꼭지로부터 물을 수용하기 위해 형성되는 베이스와 상기 베이스에 안착되는 필터 카트리지를 포함하여 제공되고, 상기 필터 카트리지는 적어도 하나의 필터 요소를 구비하는 제1챔버 및 제1챔버와 유체 교환에 있는 제2챔버를 정의한다. 강화 카트리지는 제거가능하도록 제1챔버 내에 삽입되고, 하우징과 하우징에 제거가능하게 연결되는 손잡이부재를 포함하며, 상기 하우징은 물에 미네랄을 첨가하기 위한 강화 물질를 포함하고, 상기 강화 카트리지는 상기 필터 카트리지로부터 독립적으로 제거가능하다. 물에 미네랄이 첨가되지 않는 상황이 되면, 강화 카트리지는 필터 카트리지로부터 제거되고, 손잡이 부재는 하우징으로부터 제거되며, 필터 카트리지에 다시 삽입된다.

본 발명의 정수 시스템에 의하면, 정수 시스템과 연결된 필터링 물질과 비용의 낭비를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 수도꼭지에 부착된 정수 시스템의 투시도이다.
도 2는 도 1의 정수 시스템의 분해 투시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 필터 베이스의 정면도이다.
도 4는 도 3의 필터 베이스의 배면도이다.
도 5는 도 3의 필터 베이스의 상면도이다.
도 6은 도 3의 필터 베이스의 저면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 필터 카트리지의 부분투시도이다.
도 8은 필터 카트리지로부터 강화 카트리지를 제거하기 위한 회전 방향을 도시한 강화 카트리지를 포함하는 필터 카트리지의 부분투시도이다.
도 9는 필터 카트리지로부터 부분적으로 제거된 강화 카트리지의 부분투시도이다.
도 10은 필터 베이스의 인커밍 및 아웃고잉 워터 포트에 연결되고 있는 튜브를 도시한 필터 베이스의 부분투시도이다.
도 11은 필터 베이스의 인커밍 및 아웃고잉 워터 포트에 연결된 튜브를 도시한 필터 베이스의 부분투시도이다.
도 12는 전환 밸브의 인커밍 및 아웃고잉 워터 포트에 연결되고 있는 튜브를 도시한 전환 밸브의 부분투시도이다.
도 13은 전환 밸브의 인커밍 및 아웃고잉 워터 포트에 연결된 튜브를 도시한 전환 밸브의 부분투시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 필터 시스템(30)은 음료, 요리 및 깨끗한 물이 요구되는 다른 용도를 위해 이용되는 물을 여과하기 위하여 집 및 직장에서 이용된다. 본 발명의 필터 시스템(30)은 씽크대 또는 이와 비슷한 곳에 위치되는 필터 베이스(32), 상기 필터 베이스에 안착되고, 제거 가능한 강화 카트리지(enhancement cartridge)(36)를 포함하는 제거 가능한 필터 카트리지(filter cartridge)(34) 및 상기 필터 카트리지를 둘러 싸고, 상기 필터 베이스에 맞물리는 커버(38)를 포함한다. 전환 밸브(40)는 수도꼭지(42)에 부착되고, 들어오는 물을 적합한 튜브(44)를 지나 물이 여과되어 컵 또는 다른 용기에 분배하기 위한 수도꼭지로 되돌려지는 필터 시스템(30)으로 전환한다.

특히 도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 필터 베이스(32)는 일반적으로 원형의 단면을 구비하는 하부 지지부(46) 및 상기 하부 지지부로부터 비스듬히 연장되는 구부러진 수직 지지부(48)를 포함한다. 상기 하부 지지부(46)는 아래에 설명되는 것처럼 제자리에서 상기 커버(38)를 고정하기 위한 대응 슬롯(52)을 포함하는 상부면(50)을 구비한다. 또한 하부 지지부(46)의 하부면(54)은 바람직하게 고무와 같은 미끄러지지 않는 물질로 만들어지는 복수 개의 간격 받침(56)을 포함한다. 상기 받침(56)은 상기 필터 베이스(32)가 씽크대 또는 놓여지는 다른 표면에서 미끄러지는 것을 방지한다. 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수직 지지부(48)는 안쪽으로 구부러지거나 또는 일반적으로 상기 필터 카트리지(34)의 바깥쪽으로 구부러진 외부면(58)과 대응되는 오목한 형상을 구비한다. 그러므로, 상기 필터 카트리지(34)가 상기 베이스(32)에 안착된 후에 상기 카트리지의 외부면(58)은 상기 필터 카트리지에 축 지지부를 제공하는 수직 지지부(48)의 내부면(60)과 직접적으로 인접한다. 상기 수직 지지부(48)의 반대편 또는 외부면(62)은 시각적 라이트 디스플레이(64), 배터리 하우징(66), 한 쌍의 리셋 버튼(68a, 68b), 및 비활성화 엑츄에이터 또는 버튼(70)을 포함한다.

상기 시각적 라이트 디스플레이(64)는 바람직하게 일반적으로 라이트이고, 수직으로 정렬된 일련의 시각적 표시기를 포함한다. 맨 위 두 개 라이트(72, 74)는 단독 라이트이다. 그 아래 라이트들은 두 개의 라이트 그룹(76, 78)으로, 각 그룹은 네 개의 독립된 일반적으로 타원 형상의 라이트(80, 82)이다. 라이트들은 라이트 디스플레이에서 어떠한 알맞은 형상 또는 외형을 가질 수 있다는 것은 예견된다. 바람직하게 라이트(72, 74, 80 및 82)는 각각 LED(light emitting diodes)이지만, 조명 표시로 어떠한 적합한 타입으로 될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 각각의 라이트들(72, 74, 80 및 82)은 라이트 디스플레이(64)에서 다른 라이트들에 관하여 별개로 그리고 순차로 밝아지거나 어두워진다. 예를 들어, 라이트들 그룹(76,78) 각각의 모든 라이트들은 밝아져 시작되고, 각 그룹의 가장 위의 라이트는 어두워지고, 맨 위의 라이트 바로 아래 라이트에 의해 뒤를 따르는 식이다. 또한 라이트들은 하나의 색상 또는 적용에 따른 색상의 조합일 수 있다. 바람직하게 라이트들은 구별되는 색상으로 제공된다.

전원은 상기 배터리 하우징(84)에 저장된 배터리(미도시)에 의해 라이트들(72, 74, 80 및 82)에 제공된다. 아니면 전력은 플러그에 연결되는 전선을 포함하는 코드를 통하여 콘센트로부터 상기 시각적 라이트 디스플레이에 제공될 수 있다.

제1 및 제2 리셋 버튼(68a, 68b)은 각각 상기 필터 카트리지(34) 및 상기 강화 카트리지(36)과 연관된다. 각각의 리셋 버튼(68a, 68b)은 필터 및 강화 미디어 카트리지(34, 36)를 교체하기 위한 기간을 리셋한다. 그러므로 사용자는 필터 카트리지(34)를 교체한 다음에 리셋 버튼(68a)을 누르고, 강화 카트리지(34)를 교체한 다음에는 리셋 버튼(68b)을 누른다. 바람직하게 제1 및 제2 리셋 버튼(68a, 68b)은 기술분야에서 알려진 스프링 바이어스형 버튼(spring-biased buttons)이고, 라이트 디스플레이(64)에 있는 각각의 라이트 그룹(76, 78)에 적절한 배선에 의해 전기적으로 연결된다.

비활성화 버튼(70)은 또한 강화 카트리지(36)와 연관된 제1 라이트 그룹(76)을 비활성화시키기 위해 형성되는 스프링 바이어스형 버튼이다. 어떤 상황에서, 강화 카트리지(36)는 들어오는 물이 이미 풍부한 미네랄을 함유하고 있을 때에는 필요치 않다. 그러므로 사용자는 추가적인 미네랄이 정화된 물에 첨가되지 않도록 아래에서 설명하는 것처럼 상기 필터 카트리지(34)로부터 상기 강화 카트리지(36)를 제거할 수 있다. 강화 카트리지가 제거되어 있는 것을 나타내려고 라이트들이 꺼지게 하기 위해 비활성화 버튼(70)을 누르면, 제1 라이트 그룹(76)에서 라이트들은 꺼지거나 비활성화 된다. 앞서 언급한 것처럼, 강화 카트리지(36)의 비활성화는 물이 이미 풍부한 미네랄을 함유하고 있거나, 물에 하나 또는 그 이상의 미네랄을 사용자가 원하지 않을 때 요구되어 진다. 제1 및 제2 리셋 버튼(68a, 68b) 및 비활성화 버튼(70)은 어떠한 적합한 엑츄에이터 또는 버튼일 수 있음은 이해될 수 있다.

상기 하부 지지부(46)는 상기 필터 카트리지(34)를 수용하기 위해 형성되는 대체로 원형의 용기(84)를 정의한다. 상기 용기(84)는 둘레에 교대로 바요넷 스타일(bayonet-style)의 탭(tab)(86)과 그루브(groove)(88)에 의한 탑재링을 제공하고, 상기 탭(86)과 그루브(88)는 아래 설명되는 것처럼 밀고 비트는 동작으로 상기 필터 베이스(32)에 상기 필터 카트리지를 고정시키기 위해서 상기 필터 카트리지(34)의 하부면(94)에 있는 탭(90)과 그루브(92)에 대응되어 맞물린다. 용기(84)의 중앙에 위치하는 제1 개구(96)는 상기 하부 지지부(46)의 외주면(100)에 위치하는 인커밍 워터 포트(incoming water port)(98)와 유체 교환(fluid communication)에 있다. O-링(102)은 제1 개구와 필터 카트리지(34) 사이에 밀봉을 형성하기 위해 제1 개구(96)에 삽입된다. 제1 개구(96)와 인접한 제2 개구(104)는 상기 하부 지지부(46)의 외주면(100)에 있는 아웃고잉 워터 포트(outgoing water port)(106)와 유체 교환에 있다. 바람직하게 스크린(108)은 들어오는 물에 남아있을 수 있는 어떠한 파티클을 제거하기 위해 제1 개구(96)에 위치될 수 있다. 또한 스크린은 나가는 물에 어떠한 남아 있는 파티클 또는 다른 물질을 더욱 걸러내기 위해 제2 개구(104)에 위치될 수 있다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 인커밍 및 아웃 고잉 워터 포트(98, 106)는 각각 바브드 노즐(barbed nozzles)(114, 116)을 구비하는 나사산이 있는 피팅(fittings)(110, 112)을 포함한다. 상기 인커밍 워터 포트(98)를 위한 노즐(114)은 상기 아웃고잉 워터 포트(106)를 위한 노즐(106)의 직경보다 큰 직경을 구비한다. 상기 노즐(114, 116)의 직경 차이에 의해 사용자가 상기 필터 베이스(32)와 상기 수도꼭지(42) 사이에 각각의 인커밍 및 아웃고잉 워터 튜브(118, 119)를 올바르게 연결하기가 쉽다. 동일한 외부 직경을 구비하는 두 개의 포트 캡(120, 122)(도 4)은 각각 관통홀(124, 126)을 정의하고, 각각의 피팅(110, 112)에 외경 나사(130)와 맞물리는 내경 나사(128)을 포함한다. 수도꼭지(42)와 연결되는 인커밍 및 아웃고잉 워터 튜브(118, 119)의 끝단을 각각 수용하기 위하여 상기 인커밍 워터 포트(98)와 연결되는 상기 포트 캡(120)은 아웃고잉 워터 포트 캡(122)에 있는 바깥쪽 개구(134)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 바깥쪽 개구(132)(도 4)를 구비한다.

도 7을 참조하면, 상기 필터 카트리지(34)는 일반적으로 원통형상을 구비하는 바디(136) 및 상기 바디에 부착되는 캡(138)을 포함한다. 상기 바디(136)는 바닥벽(140) 및 상기 바닥벽으로부터 비스듬히 연장되는 원통형벽(142)을 포함한다. 또한, 내측 및 외측 고리모양 플랜지(144, 146)는 상기 바닥벽으로부터 돌출된다. 내측 플랜지(144)는 상기 수도꼭지(42)로부터 들어오는 물을 수용하기 위하여 일반적으로 원형인 주입구(148)를 정의한다. 유입 조절장치는 물이 상기 필터 카트리지로 흐르는 것을 조절하기 위하여 상기 주입구의 안쪽에 탑재된다. 예를 들어, 분당 0.9갤론의 유입 조절장치(150)가 선택적으로 상기 카트리지(34)를 통하여 물의 유속을 제한하기 위해 상기 주입구에 부착된다. 상기 외측 플랜지(148)는 상기 주입구(148)로부터 방사상으로 외측에 배치되는 고리모양의 배출구(152)를 정의한다. 상기 필터 카트리지(34)로부터 흘러 나가는 여과된 물은 상기 배출구(152)를 통하여 빠져나가 상기 아웃고잉 워터 포트(106)(도 4)로 흘러들어간다. 상기 필터 카트리지(34)를 상기 필터 베이스(32)에 확고히 연결하기 위하여 바요넷 스타일 탭(90)과 그루브(92)(도 8)가 상기 외측 플랜지(146)로부터 측면으로 연장되고, 상기 필터 베이스(32)의 용기(84)에 있는 대응되는 탭(86)과 그루브(88)와 회전가능하게 맞물린다.

상기 필터 카트리지(34)의 내측에는 원통형의 지지 링(154)이 상기 바닥벽(140)으로부터 위쪽으로 연장되어, 상기 링과 상기 외측 원통형 벽(142) 사이에 고리모양의 유로(156)를 정의한다.

하부 트레이(158)는 상기 링(154)에 부착되고, 상기 링(154)으로부터 방사상으로 연장된다. 상기 하부 트레이(158)는 바닥 지지벽(160) 및 상기 바닥벽으로부터 위쪽으로 연장되며, 방사상으로 이격된 내벽 및 외벽(162, 164)을 포함하고, 상기 내벽은 상기 외벽보다 높다. 상기 내벽 및 외벽(162, 164) 사이에서 연장되는 상기 바닥벽(160)의 일부는 아래 설명되는 것처럼 필터 요소(168)를 위한 바닥 지지부(166)를 형성한다.

미리 형성된 고리모양의 필터 요소(168)는 상기 내벽 및 외벽(162, 164) 사이에서 상기 바닥 지지부(166)에 안착된다. 상기 필터 요소(168)는 일반적으로 원통형상으로 구비되고, 아래 설명되는 바와 같이 강화 카트리지(36)를 수용하기 위하여 형성되는 중심에 축방향으로 연장되는 챔버(170)를 정의한다. 상부 트레이(172)는 상기 필터 요소(168)에 부착되고, 상기 필터 요소의 반대측을 따라 내측과 외측에 방사상으로 이격되어 매달린 벽(174, 176)을 포함한다. 도시된 실시 예에서, 상기 필터 요소(168)은 바람직하게 방사상으로 외측 필터층(178)과 내측 필터층(180)을 포함한다. 상기 외측 필터층(178)은 들어오는 물로부터 박테리아 및 바이러스를 제거하는 우븐이 아닌(non-woven) 나노 알루미나(nanoalumina) 필터로 만들어진다. 그러한 필터의 하나로 아르고나이드사(Argonide Corporation)에서 만든 나노세람(Nanoceram®)필터가 있다. 내측 필터층(180)은 미립자, 중금속, 유기 화학물, 염소 및 물로부터 불쾌한 맛과 냄새를 제거하는 카본 블록이다. 어떠한 적합한 필터 재료 또는 필터 재료의 조합이 내측 및 외측 필터층(178, 180)으로 이용될 수 있는 것은 자명하다. 또한 필터 요소(168)는 들어오는 물을 여과하기 위해 하나 또는 그 이상의 필터 층을 포함할 수 있는 것은 자명하다.

들어오는 물은 고리모양의 유로(156)를 통하여 흐르고, 상기 필터 요소(168)의 외부면(184)과 외측 벽(142) 사이에 정의되는 외측 필터 채널(182)을 통해 위로 흐른다. 그 다음에 들어오는 물은 필터 요소(168)를 통과하고, 여과된 물은 상기 필터 요소(168)의 내부면(188)과 강화 카트리지(36) 사이에 정의되는 내부 필터 채널(186)로 유입된다. 상기 여과된 물은 내부 필터 채널(186)를 통해 상기 필터 카트리지(34)의 상부로 이동한다.

바람직하게 상기 필터 카트리지(34)의 바디(136)에 필터 요소(168)을 고정하기 위하여 고리모양의 지지판(190)이 상기 상부 트레이(172)에 배치된다. 상기 지지판(190)은 상기 필터 카트리지(34)에 부착되거나, 어떤 다른 구성요소와 전체로 형성되지 않는 별개의 구성요소이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지지판(190)은 제1단에 위쪽으로 연장된 고리모양의 벽(192) 및 반대편에 방사상으로 외측에 이격된 제2단의 부근에 아래쪽으로 연장된 고리모양의 립(lip)(194)을 포함한다. 상기 벽(192)은 상기 강화 미디어 카트리지(enhancement media cartridge)(36)의 윗부분에 지지부를 제공하고, 상기 고리모양의 립(194)은 상기 필터 요소(168)를 상기 바디(136) 내에 제자리로 안내한다.

상기 캡(138)은 원형의 오목한 영역(198)을 정의하는 상부면(196) 및 내부 공간을 형성하는 하부면(200)을 구비한다. 상기 캡(138)의 내부 직경은 일반적으로 상기 캡의 내부면에 나사산(202)이 상기 바디의 외부면에 대응되는 나사산(204)과 맞물리도록 상기 바디(136)의 외부 직경과 동일하다. 상기 캡(138)의 상기 하부면(200)은 적어도 하나, 바람직하게는 두 개의 아래로 연장된 암(arms)(206)을 포함하고, 상기 암은 상기 캡(138)이 상기 바디(136)에 나사결합됨에 따라 상기 지지판(190)의 상부면(208)에 압력을 가한다. 상기 필터 시스템(30)이 작동하는 동안에, 상기 암(206)에 의한 상기 지지판(190)에 대한 압력은 상기 필터 요소(168)를 상기 하부 트레이(158)의 바닥 지지부(166)의 제자리에 고정한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제거 가능한 강화 카트리지(36)는 상기 필터 요소(168)에 의해 정의되는 상기 중앙의 챔버(170)내에 맞도록 형성된다. 상기 강화 카트리지(36)는 상단(212) 및 하단(214)을 구비하는 가늘고 긴 원통형의 하우징(210)을 포함한다. 손잡이 부재(218)는 상기 하우징(210)의 상단(212)에 제거 가능하게 부착되고, 일반적으로 원통형의 베이스부(220) 및 연결부(222)를 구비한다. 상기 연결부(222)는 상기 하우징(210)의 상단(212)에 적합한 나사산 또는 다른 연결 장치나 연결 방법에 의해 연결된다. 상기 손잡이 부재(218)의 타측에는 상기 손잡이 부재(218)를 상기 강화 카트리지(36)에 고정하기 위하여 상기 하우징(210)에서 대응되는 개구(226)에 맞물리는 바이어스드 탭(biased taps)(224)이 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 플랜지(228)는 상기 연결부(222)와 상기 베이스부(220) 사이에 상기 손잡이 부재(218)로부터 비스듬히 연장된다. 반대측 정렬 탭(230)(도 9)은 상기 플랜지(228)로부터 아래로 연장되고, 상기 하우징과 연결되는 상기 손잡이 부재(218)를 정렬하기 위하여 상기 하우징(210)의 대응되는 그루브(232)와 맞물린다. 조립된 후에 상기 탭(230)은 상기 하우징(210)의 대응되는 그루브(232)에 안착되고, 상기 대응되는 개구(226) 내에 맞는다. 상기 탭(230)은 상기 하우징(210)에 상기 손잡이 부재(218)을 고정하기 위하여 상기 그루브(232) 내로 바이어스 된다.

상기 강화 카트리지(36)의 내부, 보다 구체적으로, 상기 하우징(210)은 과립상의 강화 미디어 물질(enhance media material)(234)을 두기 위해 속이 빈 내부를 구비한다. 어떠한 적합한 강화 미디어 물질이 상기 하우징(210)의 내부에 채워지거나 위치되어질 수 있는 것은 자명하다. 상기 제거 가능한 손잡이 부재(218)는 상기 강화 미디어 물질(234)을 사용되는 동안 상기 하우징(210)의 위로 쏟아지는 것으로부터 방지한다. 상기 강화 미디어 물질이 다 소비되어지면, 상기 손잡이 부재(218)는 제거되어지고, 소비된 강화 미디어 물질은 제거되고, 교체되어진다.

상기 강화 미디어 물질(234)이 관통홀(216)을 막는 것을 방지하기 위하여, 원통형의 판 같은 필터(236)는 상기 손잡이 부재의 바닥 오목부(238)에 배치된다. 특히 상기 필터(236)는 상기 손잡이 부재(218)와 상기 강화 미디어 물질(234) 사이에 위치한다. 상기 하우징(210)의 하부단은 여과된 물이 상기 강화 카트리지(36)에에서 유입되는 것을 허용하고, 상기 강화 미디어 물질(234)이 상기 필터 베이스(32)로 들어가는 것을 방지하는 스크린(240)을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 강화 카트리지(36)의 바닥은 상기 강화 카트리지(36)를 상기 필터 카트리지 내에 지지하기 위해 상기 필터 카트리지(36)의 바닥에 대응되는 오목부(244)와 맞물리는 십자가 형상의 지지부(242)를 구비한다. O-링(246)은 상기 강화 카트리지(36)와 상기 필터 카트리지(34) 사이에서 들어오는 물이 상기 필터 카트리지의 중앙의 챔버(170)를 통하여 위로 이동하는 것을 방지하는 밀봉을 형성하기 위하여 상기 하우징(210)의 바닥에 부착된다.

상기 하우징(210)은 상기 손잡이 부재의 나사산(미도시)과 맞물리는 나사산을 구비한 내부 용기를 정의한다. 또한, 한 쌍의 이격된 O-링(248)은 상기 강화 카트리지(36)와 상기 필터 카트리지(34)의 중앙의 챔버(170)의 상단 사이에 밀봉을 형성하기 위하여 상기 손잡이 부재(218)에 부착된다. 상기 O-링(248)은 여과된 물이 상기 필터 카트리지(34)의 상부를 통하여 배출되는 것을 방지한다. 한 쌍의 대응되는 플랜지 부재(250)는 상기 손잡이 부재(218)로부터 비스듬히 연장되고, 상기 필터 카트리지에 대하여 제자리에 상기 강화 카트리지(36)를 고정하기 위하여 상기 필터 카트리지(34)에 있는 대응되는 그루브(252)(도 9)와 맞물린다. 상기 손잡이부재(218)의 상부에 있는 원형의 커버 부재(254)는 상기 손잡이 부재의 하부의 직경보다 큰 직경을 구비한다.

상기 필터 카트리지에서 상기 강화 카트리지(36)의 설치 또는 제거에 도움을 주기 위해서, 일반적으로 D-형상의 손잡이(256)는 상기 커버 부재(254)에 회전 가능하게 연결된다. 특히 상기 커버 부재(254)는 상기 D-형상의 손잡이(256)로부터 연장되는 핀(260)에 의해 맞물리는 대응되는 오목부(258)를 포함한다. 스탑(262)은 상기 손잡이 부재(218)의 외부면으로부터 방사상으로 연장되고, 상기 손잡이(256)가 상기 커버 부재(254)를 지나 아래로 이동하는 것을 방지한다. 도시된 바와 같이 상기 핸들(256)은 저장위치(도 2)에 있을 때 상기 커버 부재(254)와 평평하게 되고, 이용 위치(도 9)에 있을 때는 일반적으로 상기 커버 부재(254)에 비스듬하게 연장된다. 이용 위치에서, 사용자는 상기 핸들(256)을 쥐고, 상기 강화 카트리지를 제거하고 교체하기 위하여 상기 필터 카트리지(34)에 대하여 비틀거나 회전한다. 그 다음에 상기 핸들(256)은 이용되지 않을 때는 저장 위치로 이동되어질 수 있다.

상기 강화 카트리지(36)가 필요하지 않거나, 들어오는 물이 이미 풍부한 미네랄을 함유하고 있어 불필요할 때가 있다. 그러한 상황에서는 사용자는 상기 강화 카트리지(36)를 상기 필터 카트리지(34)로부터 제거하고, 상기 하우징(210)으로부터 상기 손잡이 부재(218)를 제거한다. 상기 손잡이 부재(218)는 상기 필터 카트리지에 재 삽입되어지고, 상기 필터 카트리지에 대하여 제자리에 상기 손잡이 부재를 고정하기 위하여 돌려진다. 이러한 구성은 여과된 물이 상기 강화 카트리지(36)를 통과하는 것 없이 상기 중앙의 챔버(170)를 통과하도록 한다. 상기 강화 카트리지(36)는 필요할 때면 다시 위치되어질 수 있다. 또한 상기 강화 카트리지(36)가 상기 필터 카트리지(34)로부터 제거되어 있는 것을 나타내기 위하여, 사용자가 상기 비활성화 버튼(70)을 누르면, 제1 라이트 그룹(76)은 비활성화 되거나 어두워 진다.

도 1, 도 10 내지 도 13을 참조하면, 상기 전환 밸브(40)와 인커밍 및 아웃고잉 튜브(incoming and outgoing tube)(118, 119)는 들어오는 정제되지 않은 물을 상기 필터 시스템(30)으로 이동시키고, 사용자에게 분배하기 위하여 상기 수도꼭지(42)로 여과된 물을 되돌리는 데 이용된다. 상기 전환 밸브(40)는 일반적으로 원통형 바디(264)를 포함하고, 상기 원통형의 바디(264)는 상기 바디로부터 비스듬히 연장되는 레버(266)와 상기 바디의 하부면으로부터 아래로 연장되는 꼭지(268)를 구비한다. 한 쌍의 인커밍 및 아웃고잉 밸브 포트(incoming and outgoing valve port)(270, 272)는 상기 바디(264)로부터 비스듬히 연장된다. 상기 바디(264)의 상부(274)는 꼭지 커넥터(281)의 내부면에 있는 나사산(280)과 맞물리는 나사산(278)을 구비하는 원통형의 연장부(276)를 포함한다. 상기 전환 밸브(40)는 볼 밸브 또는 기술분야에서 알려진 것처럼 어떤 다른 적합한 타입의 밸브일 수 있다. 상기 레버(266)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능하다. 제1 위치에서, 세대 물 공급으로부터 정제되지 않은 물은 상기 필터 시스템(30)으로 전환되고, 여과되어, 정수된 물이 꼭지(268)를 통하여 글라스나 다른 용기로 배출되는 수도꼭지(42)로 되돌려진다. 상기 레버(266)가 제2 위치로 이동되면, 상기 전환 밸브(40)는 상기 필터 시스템(30)과 연결되는 상기 아웃고잉 포트(272)를 막고, 들어오는 정제되지 않은 물이 직접 상기 꼭지(268)로 가서 용기로 배출되도록 한다. 여과되지 않은 물은 전형적으로 청소나 설거지를 위해 이용된다.

수도 꼭지(42)에 한번 탑재되면, 상기 튜브(44), 보다 구체적으로, 상기 인커밍 워터 튜브(118) 및 아웃고잉 워터 튜브(119)는 상기 전환 밸브(40)에 인커밍 및 아웃고잉 포트(270, 272)에 연결된다. 특히, 상기 인커밍 워터 튜브(118)는 상기 아웃고잉 워터 튜브(119)보다 더 큰 직경을 구비하므로, 상기 전환 밸브(40)에 보다 큰 니플 피팅(nipple fitting)(282) 위로 끼워진다. 유사하게, 상기 아웃고잉 워터 튜브(119)는 보다 작은 직경을 구비하므로, 상기 전환 밸브(40)에 보다 작은 니플 피팅(284) 위로 끼워진다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 대응되는 튜브 위로 슬라이드 되는 나사산 있는 캡(286, 290)은 상기 니플 피팅(282, 284)과 접하도록 이동되고, 상기 전환 밸브(40)에 제자리에서 상기 튜브를 고정하기 위해 상기 피팅과 나사결합된다. 상기 튜브의 타단은 상기 필터 베이스(32)의 상기 하부 지지부(46)에 있는 상기 포트(98, 106)에 고정된다. 특히, 보다 큰 튜브(118)는 상기 필터 베이스(32)에 있는 대응되는 니플(108)에 끼워지고, 다른 튜브(119)는 상기 필터 포트(106)의 대응되는 니플(130)에 끼워진다. 상기 캡(120, 122)은 상기 필터 베이스(32)와 맞물리게 되는 상기 튜브 끝을 고정하기 위하여 상기 포트와 나사결합되게 맞물린다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 커버(38)는 상기 필터 카트리지(34)에 맞고, 상기 필터 베이스(32)의 하부 지지부(46)에 맞물리는 일반적으로 원통형의 속이 빈 바디(290)가 도시되고, 포함한다. 특히 상기 커버(38)의 하부는 상기 커버를 상기 필터 베이스(32)에 제자리에 고정하기 위하여 상기 하부 지지부(46)에 있는 상기 슬롯(52)과 맞물리는 아래로 매달린 고정 탭(292)(도 2)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커버(38)는 상기 필터 베이스에 있는 시각적 표시기와 함께 정렬된 네 개의 창(294, 296, 298 및 300)을 포함한다. 상기 창은 사용자가 상기 창을 통하여 라이트를 볼 수 있도록 대체로 반투명 또는 반투명 물질로 만들어진다. 가장 위의 제1 창(294)은 라이트(72)와 정렬되고, 상기 배터리 전원 레벨을 나타낸다. 유사하게, 제2 창(296)은 상기 라이트(74)와 정렬되고, 상기 필터 시스템 내로 유입 레벨을 나타내며, 제3 창(298)은 상기 제1 라이트 그룹(76)과 정렬되고, 상기 강화 카트리지(36)의 남은 용량을 나타내며, 상기 제4 창(300)은 상기 제2 라이트 그룹(78)과 정렬되고, 상기 필터 카트리지(34)의 남은 필터링 용량을 나타낸다.

작동중에 사용자가 여과된 물을 상기 수도꼭지(42)로부터 배출되기를 원할 때에, 사용자는 상기 전환 밸브(40)에 있는 레버(266)를 제1 위치 또는 필터 포지션으로 이동한다. 이것은 물 공급원으로부터 들어오는 정제되지 않은 물을 상기 수도꼭지(42) 및 정수 튜브(118)를 통해 상기 필터 베이스(32)로 전환한다. 그 다음에 물은 상기 인커밍 워터 포트(98) 및 상기 필터 카트리지(34)의 주입구(148)를 통하여 이동한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 정제되지 않은 물은 상기 주입구(148)로 들어가고, 상기 유입 조절 장치 또는 유입 제어 장치(150)를 통과한다. 상기 유입 제어 장치(150)는 상기 필터 카트리지(34)를 통하여 들어오는 물의 유입 속도를 제어한다. 상기 유입 제어장치(150)를 떠나면, 물은 상기 고리모양의 유로를 통하여 상기 외부 필터 채널(182)로 이동한다. 물은 상기 채널(182) 내에서 위로 이동하고, 상기 필터 요소(168)를 통하여 옆으로 이동한다. 물이 외측 필터층(178)으로 이동하면, 물에서 박테리아 및 바이러스가 제거된다. 또한 물이 내측 필터층(180)을 통하여 이동하면, 위에서 설명한 것처럼 미립자 및 다른 물질을 제거하는 카본 블록을 통과한다.

여과된 물은 이제 상기 강화 카트리지(36)과 상기 필터 요소(168)의 내측 사이에 위치하는 내부 필터 채널(186)을 통하여 위로 이동한다. 물은 상기 강화 카트리지(36)의 상단(212)에 의해 정의되는 상기 관통홀(216)에 도달할 때까지 위로 흐른다.

물은 상기 관통홀(216)을 통과하고, 그 다음에는 상기 필터(236) 및 상기 강화 물질(234)을 통하여 아래로 이동한다. 물이 상기 필터 카트리지(34)의 중앙의 챔버(170)를 통하여 이동함에 따라, 상기 강화 미디어 물질(234)은 여과된 물에 칼슘, 마그네슘 및 다른 요구되는 물질과 같은 미네랄을 첨가한다. 그 다음에 여과된 물은 상기 카트리지(34)의 하부에 있는 배출구(152)를 통하여 상기 필터 베이스(32)의 아웃고잉 워터 포트(106)로 배출된다. 그리고 나서 물은 상기 필터 베이스(32)를 떠나고, 정수 튜브 또는 아웃고잉 튜브(119)를 통하여 물을 꼭지(268)를 통하여 글라스 또는 사용을 위한 다른 용기로 분배되도록 안내하는 전환 밸브(40)로 이동한다.

청소나 설거지를 위한 여과되지 않은 물을 사용하기 위하여, 사용자는 간단하게 전환 밸브(40)에 있는 레버(266)를 여과되지 않는 비정수위치로 회전한다. 이 위치에서 전환 밸브(40)는 정제되지 않은 물이 바로 꼭지(268)로 이동하여 싱크로 나가도록 아웃고잉 필터 포트(272)를 막는다.

일정 시간이 지나면, 상기 필터 카트리지(34)에 있는 필터 미디어 물질(filter media material)은 정제되지 않은 들어오는 물을 여과하는 능력을 상실한다. 전형적으로 보통의 사용 하에서, 상기 필터 미디어 물질은 대략 1년 동안 지속될 것이다. 이점에서, 사용자는 상기 필터 카트리지(34)를 상기 필터 베이스(32)에서 제거하고, 상기 필터 베이스에 있는 비활성화 버튼(70)을 상기 필터 카트리지를 잠그기 위하여 누른다. 그 다음에 사용자는 상기 필터 카트리지(34)를 교체하기 위하여 상기 필터 베이스(32)에 대하여 회전하고, 상기 필터 베이스로부터 들어올린다. 또한 강화 카트리지(36)가 교체되어질 필요가 있으면, 상기 강화 카트리지를 포함하는 필터 카트리지(34)는 새 필터 카트리지와 새 강화 미디어 카트리지가 함께 있는 하나의 유닛으로 교체되어진다. 상기 강화 카트리지(36)가 교체되어질 필요가 없으면, 사용자는 간단하게 상기 강화 카트리지를 상기 필터 카트리지(34)로부터 비틀어 제거하고, 상기 강화 카트리지를 새 필터 카트리지에 삽입한다.

단지 강화 카트리지(36)만 소비되어지거나 능력을 상실하였다면, 사용자는 위(도 8 및 도 9)에 설명한 것처럼, 이 카트리지를 제거하고, 상기 강화 카트리지를 릴리즈 포지션으로 회전한다. 이를 위하여, 사용자는 상기 손잡이 부재(218)에 있는 손잡이(256)를 들어올리고, 강화 카트리지를 릴리즈 포지션에 올 때까지 비튼다. 그리고 나서 사용자는 상기 강화 카트리지(36)를 상기 필터 카트리지(34)에서 들어내고, 새 강화 카트리지로 교체한다. 새 강화 카트리지(36)를 상기 필터 카트리지(34)에 고정하기 위하여, 사용자는 새 강화 카트리지(36)를 상기 필터 카트리지(34)의 중앙의 챔버(170)에 아래로 밀어 넣고, 잠금 위치로 돌린다. 사용자는 위에 설명한 것처럼 상기 커버(38)를 상기 필터 카트리지(34) 위로 재위치시키고, 상기 필터 베이스(32)에 고정한다. 상기 필터 시스템(30)은 이제 다시 사용될 준비가 된다.

본 발명의 필터 시스템(30)은 씽크대 아래 또는 가정 내 어떠한 다른 장소에 탑재되어야 하는 것이 아니고, 씽크대 위에 놓여지기 때문에, 어느 가정 또는 빌딩에서 사용하기 편리하고, 설치하기 쉽다. 더욱이, 종래의 필터 시스템은 필터 하우징 내에 고정된 필터 미디어 물질과 강화 미디어 물질을 포함하는 필터를 구비한다. 그러므로 전체 필터 카트리지(34)는 상기 물질 중 하나 또는 두 개 모두 소비되어 졌을 때에 교체되어져야 한다. 이것은 상기 필터 카트리지의 비용과 소비자에게 지출을 증가시킨다. 본 발명에 의한 필터 시스템(30)은 이러한 문제점을 제거 가능하게 상기 필터 카트리지(34)에 고정되어 상기 필터 카트리지 중 하나 또는 다른 하나가 교체되어질 수 있게 하여 제조 비용과 소비자에 대한 비용을 줄일 수 있도록 독립적으로 교체될 수 있는 강화 카트리지(36)를 구비함으로써 극복한다.

본 발명에 따른 필터 시스템의 특별한 실시 예들이 여기에 설명되었지만, 본 발명에서 벗어남 없이 넓은 각도에서, 다음의 청구범위에서 설명하는 것처럼 변화와 변경이 기술 분야에서 통상의 기술자에 의해 만들어질 수 있다는 것은 자명할 것이다.

30 : 필터 시스템
32 : 필터 베이스
34 : 필터 카트리지
36 : 강화 카트리지
40 : 전환 밸브
42 : 수도꼭지
46 : 하부 지지부
48 : 수직 지지부
64 : 시각적 라이트 디스플레이
70 : 엑츄에이터(비활성화 버튼)
86, 90, 230 : 탭
88, 92, 232 :그루브
96 : 제1 개구
98 : 인커밍 워터 포트
104 : 제2 개구
106 : 아웃고잉 워터 포트
148 : (물)주입구
152 : (물)배출구
150 : 유입 조절장치
162 : 내벽
168 : 필터 요소
178 : 외측 필터층
180 : 내측 필터층
190 : 지지판
210 : 하우징
218 : 손잡이 부재
230 : 정렬 탭
234 : 강화 미디어 물질
256 : 손잡이
262 : 스탑
266 : 레버
268 : 꼭지
281 : 커넥터

Claims

물주입구를 포함하여 수도꼭지로부터 물을 수용하기 위하여 형성되는 베이스;
상기 베이스에 제거 가능하게 연결되는 필터 카트리지로서, 상기 필터 카트리지는 적어도 하나의 필터 요소를 구비하는 제1챔버 및 상기 제1챔버와 유체 교환에 있는 제2챔버를 정의하는, 필터 카트리지; 및,
상기 필터 카트리지의 제2챔버 내에 삽입되어 제거 가능하게 고정되는 강화 카트리지로서, 하우징 및 상기 하우징에 제거 가능하게 연결되는 손잡이 부재를 포함하고, 상기 하우징은 물에 미네랄을 첨가하기 위한 강화 물질을 포함하고, 상기 강화 카트리지가 상기 필터 카트리지로부터 독립적으로 제거 가능하여, 물에 미네랄을 첨가하지 않고자 하는 경우에는 상기 강화 카트리지가 상기 필터 카트리지로부터 제거되고 상기 손잡이 부재가 상기 강화 카트리지의 하우징으로부터 제거되어서 상기 필터 카트리지에 재삽입되는, 강화 카트리지;를 포함하는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 강화 카트리지와 연결된 액츄에이터로서, 상기 엑츄에이터가 활성화되면 상기 강화 카트리지와 연결된 시각적 표시기를 비활성화하여 상기 강화 카트리지가 상기 정수 시스템으로부터 제거되어 있는 것을 사용자에게 알리는 액츄에이터를 더 포함하는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 베이스는 상기 물주입구와 유체 교환에 있는 제1개구 및 하나 이상의 물배출구와 유체 교환에 있는 제2개구를 구비하는 용기를 포함하고, 상기 필터 카트리지는 상기 용기와 맞물리도록 형성되는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필터 요소는 외측 필터층 및 내측 필터층을 포함하고, 상기 외측 필터층은 물로부터 박테리아 및 바이러스를 제거하기 위한 물질을 포함하고, 상기 내측 필터층은 물로부터 미립자, 침전물, 유해 금속 및 냄새 중 적어도 하나를 제거하기 위한 물질을 포함하는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 손잡이 부재는 저장 위치와 상기 강화 카트리지를 상기 필터 카트리지로부터 제거하기 위한 사용 위치 사이에서 이동하도록 형성되는 손잡이를 포함하는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 손잡이 부재는 스탑을 포함하고, 상기 손잡이는 상기 저장 위치로 이동되었을 때 상기 스탑과 맞물리는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 상기 적어도 하나의 필터 요소 상에 안착되는 지지판을 포함하고, 상기 지지판은 상기 강화 카트리지를 지지하기 위해 형성되는 내벽 및 상기 적어도 하나의 필터 요소를 상기 필터 카트리지 내에 정렬하기 위하여 상기 적어도 하나의 필터 요소의 외부면과 맞물리도록 형성되는 정렬 탭을 포함하는 정수 시스템.
제1항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 바디 및 상기 바디와 나사결합되는 캡을 포함하고, 상기 캡은 상기 바디에 상기 캡이 고정되었을 때 상기 지지판에 접하여 압력을 가하는 적어도 하나의 아래로 연장된 암을 포함하는 정수 시스템.