KR20190062575A - 역전 밸브 및 이를 포함하는 가정용 정수기 - Google Patents

역전 밸브 및 이를 포함하는 가정용 정수기 Download PDF

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KR20190062575A
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Abstract

역전밸브가 개시된다. 역전 밸브는 그의 피스톤 측과 그의 압축 스프링 측으로부터의 총 변화 압력의 합동 작용 하에 역전 밸브의 밸브 요소의 위치 변화를 제어하여 역전 밸브 내의 상이한 챔버들 사이의 연결 및 분리를 수행하여서, 역전 밸브가 관련 수로들의 연결 및 분리를 제어할 수 있도록 한다. 역전 밸브는 전적으로 기계적 설계를 채택하고, 높은 신뢰성 및 빠른 절환의 특성을 갖는다. 또한, 역전 밸브를 포함하는 가정용 정수기가 개시된다.

Description

역전 밸브 및 이를 포함하는 가정용 정수기
본 발명은 액체 정화 기술분야에 관한 것으로, 특히 역전 밸브(reversing valve) 및 이러한 밸브를 포함하는 가정용 정수기(household water purifier)에 관한 것이다.
도시 상수도에서의 수송 동안에 2차 오염의 위험으로 인해, 가정용 정수기 장치가 점진적으로 보통 사람들의 삶에 들어온다. 기존 정수기는 주로 상이한 특성들 및 실린더들을 갖는 다양한 여과 매체로 이루어진다. 여과 매체는 수돗물 내의 다양한 불순물 또는 오염물을 제거하기 위해 사용되며, 실린더 부분은 여과 매체를 수용하고 여과 매체를 도시 상수도 배관에 연결하기 위해 사용된다.
물 상태의 차이로 인해, 도시 상수도는 수질이 지역마다 다른데, 예를 들어, 북부 지역에서의 평균 물 경도(water hardness)는 중동부 지역에서의 평균 물 경도보다 높고, 중동부 지역에서의 평균 물 경도는 남부 지역에서의 평균 물 경도보다 높다. 일반적으로 말해서, 식수의 가열 후의 물때(incrustation) 현상은 높은 물 경도를 갖는 지역에서 일반적이다. 물때 문제를 해결하기 위해, 대부분의 정수기 제조자는 역삼투막(reverse osmosis membrane) 여과 기술을 사용하여 역삼투 정수기를 제조한다.
작은 역삼투 정수기는, 막 요소(membrane element)의 작은 순수(pure water) 유동(50 갤런/일 내지 200 갤런/일)으로 인해, 직접 사용되는 경우에 사용자의 물 수요를 충족시킬 수 없으며; 따라서 순수를 저장하기 위해 물 저장 탱크가 사용되고, 사용자가 탭(tap)을 온 상태로 할 때 순수가 물 저장 탱크로부터 배출된다. 물 저장 탱크에는 탄성 다이어프램에 의해 분리되는 2개의 공동(cavity)이 제공되며, 이때 하나의 공동은 순수를 저장하기 위해 사용되고, 다른 공동은 압축 공기를 저장하며; 압축 공기는 소정 압력을 갖고, 순수는 사용자가 탭을 온 상태로 할 때 탭 밖으로 강제 배출될 수 있다.
물 저장 탱크 내에 순수가 존재하지 않을 때, 압축 공기는 최대 체적 및 최저 압력을 가지며; 물 저장 탱크 내의 순수의 양이 증가할 때, 압축 공기의 체적은 점진적으로 감소하고, 그의 압력은 증가하며, 그에 따라 역삼투막 요소의 배압이 증가한다. 수돗물의 압력이 장소마다 다르고, 역삼투막의 정상 작동을 유지하기 위해 소정 압력 차이(이러한 압력 차이는 역삼투막의 전방 압력에서 물 저장 탱크의 배압을 뺀 것과 같음)가 요구되기 때문에, 각각의 정수기 제조자는 물 저장 탱크의 배압을 극복하기 위해 정수기 내에 부스터 펌프를 설치한다. 부스터 펌프는 전원, 전자기 밸브, 및 압력 스위치와 같은 연관된 전기 부품들을 필요로 하며; 그 결과, 제품 비용이 증가되고, 결함률이 또한 증가된다.
게다가, 물 저장 탱크가 물로 충만한 때, 압축 공기는 최소 체적 및 최대 압력을 갖고, 사용자가 탭을 온 상태로 하는 순간에 최대 물 유동이 출력되지만; 물 저장 탱크 내의 순수가 감소함에 따라, 압축 공기는 체적이 팽창되고, 압력이 더 작아지며, 점점 더 작은 물 유동이 탭으로부터 출력되고; 이때 사용자는 물의 지속적인 사용에 있어서 좋지 못한 경험을 가질 것이고, 사용자의 대기 시간이 또한 증가된다.
물 저장 탱크의 문제를 해결하기 위해, 일부 제조자는 역삼투막 요소의 크기를 (400 갤런/일을 초과하여) 증가시키고 물 저장 탱크를 제거하는 것을 선택하여, 사용자가 탭을 온 상태로 할 때 얻어지는 유동이 직접적으로 역삼투막의 침투류(seepage flow)이도록 한다. 그러나, 대형 막 요소의 비용이 높고, 보다 높은 출력의 연관된 부스터 펌프가 요구되며, 이는 심각한 소음 및 진동 문제를 야기하여, 사용자의 비용을 증가시키고, 사용자의 경험에 부정적인 영향을 미친다. 또한, 역삼투 순수 기계가 일정 기간 동안 정지한 후에는, 막의 초기 작동시의 여과 효율이 낮아지고, 사용자에 의해 탭으로부터 배출되는 물 내의 총 용존 고형물(total dissolved solid, TDS)의 함량이 높아져, 좋지 못한 맛을 초래한다. 또한, 역삼투막의 침투류에 미치는 수온의 큰 영향으로 인해, 물 저장 탱크가 없는 순수 기계는 겨울에 또는 봄과 가을에 온도가 낮을 때 탭으로부터 보다 작은 물 유동 출력을 가짐으로써, 사용자 경험에 영향을 미친다.
전술된 문제를 해결하기 위해, 특허 WO200168227A1호는 펌프가 없는 역삼투 순수 기계를 개시하는데, 여기서 순수 기계는 물 저장 탱크를 사용할 필요가 있지만, 물 저장 탱크 내에 압력이 없다. 기계식 역전 밸브를 사용함으로써, 사용자가 물을 사용할 필요가 있을 때, 역전 밸브는 수돗물의 압력을 물 저장 탱크에 도입하여 순수를 탭 밖으로 강제 배출하도록 작동하고; 사용자가 탭을 오프 상태로 할 때, 역전 밸브는 물 저장 탱크의 압력을 배수 배관 내로 방출하도록 다시 작동한다. 물 저장 탱크 내에 압력이 없기 때문에, 부스터 펌프가 요구되지 않으며, 순수가 수돗물의 압력을 직접 사용함으로써 생성될 수 있고, 물 저장 탱크 내에 보충되며; 물 저장 탱크가 충만된 때, 순수가 더 이상 물 저장 탱크로 유입될 수 없으며, 물 저장 탱크의 압력이 상승하기 시작하고, 순수 기계와 수돗물 사이의 연결이 폐쇄될 때까지 작동을 계속하도록 기계식 역전 밸브를 민다. 이러한 해결책은 물 저장 탱크가 제공되고 물 저장 탱크가 부스터 펌프를 필요로 하지 않는 경우에 순수의 압력이라는 문제를 해결하지만, 이러한 해결책에서의 역전 밸브는 복잡한 기능들을 통합시키고 과도한 내부 마찰을 가지며, 따라서 그의 신뢰성을 저하시켰고, 이 역전 밸브는 낮은 도시 상수도 압력의 경우에 정상적으로 작동할 수 없다.
상기를 고려할 때, 압력 물 저장 탱크를 갖는 또는 탱크를 갖지 않는 기존 역삼투 순수 기계는 설계에서 결함을 가지며, 전술된 문제는 본 발명의 신규한 역전 밸브에 의해 해결될 수 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 제1 단부 표면 및 제1 단부 표면의 반대편의 제2 단부 표면을 갖는 원통형 또는 근사 원통형 밸브 요소가 내부에 배치되는 밸브 본체; 밸브 요소의 제1 단부 표면 측에 배치되고, 밸브 본체와 접촉하는 적어도 일부분을 갖는 피스톤 시트(piston seat) - 피스톤 시트 내에 피스톤이 배치됨 -; 밸브 본체의 반대편의 피스톤 시트의 일측에 배치되는 다이어프램 단부 커버; 다이어프램 단부 커버에 고정되고, 다이어프램 단부 커버와 피스톤 시트 사이에 배치되며, 피스톤과 피스톤 시트 사이에 배치되어, 피스톤이 피스톤 시트와 직접 접촉하지 않도록 하는 피스톤 다이어프램; 및 밸브 요소의 제2 단부 표면 측에 배치되고, 밸브 본체와 접촉하는 적어도 일부분을 갖는 스프링 하우징을 포함하고, 스프링 하우징 내에 압축 스프링이 배치되고, 압축 스프링은 밸브 요소의 제2 단부 표면과 접촉하도록 배치되며, 피스톤 다이어프램, 피스톤, 밸브 요소, 및 압축 스프링의 중심들은 동일 축 상에 있는, 역전 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 처리될 물을 수용하기 위해 사용되는 물 입구, 순수 출구, 및 비-순수(non-pure water) 출구를 포함하는 역삼투막 필터 요소; 수로(waterway)를 통해 역삼투막 필터 요소의 순수 출구와 연통하는 물 입구를 갖는 제1 일방향 밸브; 수로를 통해 제1 일방향 밸브의 물 출구와 연통하는 물 입구를 갖고, 수로를 통해 탭의 물 입구와 연통하는 물 출구를 갖는 제2 일방향 밸브; 방수 필름에 의해 격리되는 제1 공동과 제2 공동을 포함하는 물 저장 탱크 - 2개의 공동들의 총 용량들은 고정되고, 제2 공동의 용량이 증가함에 따라 제1 공동의 용량이 감소하거나, 제2 공동의 용량이 감소함에 따라 제1 공동의 용량이 증가하며; 제1 공동은 역삼투막 필터 요소의 순수 출구로부터의 순수를 수용하기 위해 사용되고 수로를 통해 제1 일방향 밸브의 물 출구 및 제2 일방향 밸브의 물 입구와 연통하며, 제2 공동은 역삼투막 필터 요소의 비-순수 출구로부터의 비-순수를 수용하기 위해 사용됨 -; 물 저장 탱크의 제1 공동 내의 압력 변화에 따라 역삼투막 필터 요소의 물 입구에 수로를 연결 또는 분리하기 위해 사용되는 절환 장치; 및 상기 역전 밸브를 포함하고, 역전 밸브의 제1 채널은 수로를 통해 탭의 물 입구와 연통하고, 역전 밸브의 제4 채널은 수로를 통해 역삼투막 필터 요소의 비-순수 출구와 연통하며, 역전 밸브의 제2 채널은 수로를 통해 배수 경로와 연통하고, 역전 밸브의 제3 채널은 수로를 통해 물 저장 탱크의 제2 공동과 연통하며, 역전 밸브는 제1 채널을 통해 피스톤에 작용하는 수압의 변화에 따라 제4 채널을 제3 채널에 연결하는 한편 제2 채널을 제3 채널로부터 분리하기 위해, 또는 제1 채널을 통해 피스톤에 작용하는 수압의 변화에 따라 제4 채널을 제3 채널로부터 분리시키는 한편 제2 채널을 제3 채널에 연결하기 위해 사용되는, 가정용 정수기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 역전 밸브는 여과 기기, 특히 정수 시스템, 특히 가정용 정수기에 적용가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브를 갖는 정수기의 전체 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 분해도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브의 절반이 그의 축을 따라 제거된 후에 얻어지는 부분의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 주요 부품들의 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 핵심 부품인 밸브 요소(5060)의 개략도.
도 6은 탭(600)이 온 상태로 될 때 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 상태를 예시하는 개략도.
도 7은 탭(600)이 오프 상태로 된 후에 취수 모드로부터 물 보충으로 전환된, 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 순간적인 상태를 예시하는 개략도.
도 8은 탭(600)이 오프 상태로 된 후에 물이 보충되고 물이 충만된 때 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 상태를 예시하는 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 스프링 프리텐셔닝(pre-tensioning) 조절을 예시하는 개략도.
도 10은 움직임 동안에 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 배출을 예시하는 개략도.
당업자가 본 발명의 기술적 해결책을 더욱 잘 이해하게 하기 위해, 본 발명은 첨부 도면 및 특정 실시예를 참조하여 더욱 상세히 후술된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브를 갖는 정수기의 전체 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가정용 정수기는 프리-필터(pre-filter)(100)(선택사양), 자동 정지 밸브(103), 역삼투막 필터 요소(200), 교축 장치(throttling device)(201)(선택사양), 일방향 밸브(one-way valve)(202, 301), 포스트-필터 요소(post-filter element)(300)(선택사양), 물 저장 탱크(400), 및 역전 밸브(500)로 이루어진다.
프리-필터(100)는 본 발명에 따른 가정용 정수기에서 선택적이고, 물 입구 및 물 출구가 제공되며; 수돗물이 프리-필터(100)의 물 입구에 연결되고, 프리-필터(100)의 물 출구는 자동 정지 밸브(103)의 물 입구(1031)에 연결된다.
자동 정지 밸브(103)는 3개의 수로에 연결되는데, 자동 정지 밸브(103)의 물 입구는 도면부호 1031이고 프리-필터(100)의 물 출구에 연결되며; 자동 정지 밸브(103)의 물 출구는 도면부호 1032이고 하위-레벨(lower-level) 필터 요소의 물 입구에 연결되며; 자동 정지 밸브(103)의 절환 수로(switching waterway)는 도면부호 1033이고 물 저장 탱크(400)의 순수 저장 공동(4001)에 연결된다.
역삼투막 필터 요소(200)는 3개의 수로에 연결되는데, 역삼투막 필터 요소(200)의 물 입구(2001)가 자동 정지 밸브(103)의 물 출구(1032)에 연결되고; 역삼투막 필터 요소(200)의 농축수 포트(concentrated water port)(즉, 비-순수 출구)(2002))가 교축 장치(201)의 물 입구에 연결되며; 역삼투막 필터 요소(200)의 순수 출구(2003)가 일방향 밸브(202)의 물 입구에 연결된다. 당업자는 도 1에서 역삼투막 필터 요소(200)의 농축수 포트(2002)가 교축 장치(201)의 물 입구에 연결되지만, 본 발명이 이로 제한되지 않음을 이해한다. 실제로, 교축 장치(201) 자체는 선택적이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 교축 장치(201)에는 물 입구 및 물 출구가 제공되며; 구체적으로, 물 입구는 역삼투막(200)의 농축수 출구(즉, 비-순수 출구)(2002)에 연결되고, 물 출구는 배수 구성요소(203)의 물 입구에 연결된다.
물 저장 탱크(400)에는 가변 용량을 갖는 2개의 공동(4001, 4002)이 제공되며, 공동(4001)은 일방향 밸브(202)의 물 출구에 연결되고 역삼투막 필터 요소(200)의 순수 출구로부터의 순수를 수용하기 위해 사용되며, 공동(4002)은 역전 밸브(500)의 채널(5004)에 연결되고 역삼투막 필터 요소(200)의 농축수 출구(2002)로부터의 비-순수를 수용하기 위해 사용된다.
자동 정지 밸브(103)의 절환 수로(1033), 물 저장 탱크(400)의 순수 공동(4001), 일방향 밸브(202)의 물 출구, 및 포스트-필터 요소(300)(선택사양)의 물 입구를 연결하기 위해 연결점(4003)이 사용된다.
포스트-필터 요소(300)가 제공되는 경우에, 포스트-필터 요소(300)에는 물 입구 및 물 출구가 제공되며, 포스트-필터 요소(300)의 물 입구는 연결점(4003)에 연결되고, 포스트-필터 요소(300)의 물 출구는 일방향 밸브(301)의 물 입구에 연결되며, 일방향 밸브(301)의 물 출구는 탭(600)의 물 입구 부근의 도면부호 5005에 연결된다.
역전 밸브(500)는 4개의 수로에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 역전 밸브(500)의 채널(5004)은 물 저장 탱크의 공동(4002)에 연결되고 공동(4002)의 압력 절환을 제어하기 위해 사용되며; 역전 밸브(500)의 채널(5002)은 역삼투막 필터 요소(200)의 농축수 출구(즉, 비-순수 출구)(2002)에 연결되고, 그의 연결점(2004)은 비-순수 출구(2002)와 교축 장치(예를 들어, 교축 밸브)(201)의 물 입구 사이에 위치되며; 역전 밸브(500)의 채널(5003)은 교축 장치(201)의 물 출구에 연결되고, 그의 연결점(2005)은 교축 장치(201)의 물 출구와 배수 구성요소(203)의 물 입구 사이에 위치되며; 역전 밸브(500)의 채널(5001)은 탭(600)의 물 입구(6001)에 연결되고, 그의 연결점(5005)은 물 입구(6001)와 포스트-필터 요소(300)의 물 출구 사이에 위치된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 분해도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브의 절반이 그의 축을 따라 제거된 후에 얻어지는 부분의 개략도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 주요 부품들의 개략 단면도이다. 도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 역전 밸브(500)는 주로 밸브 요소(5060), 피스톤(5040), 피스톤 다이어프램(5020), 압축 스프링(5080), 밸브 본체(5050), 피스톤 시트(5030), 다이어프램 단부 커버(5010), 및 스프링 하우징(5070)과 같은 부분들을 포함한다. 밸브 요소(5060), 피스톤(5040), 밸브 본체(5050), 피스톤 시트(5030), 스프링 하우징(5070) 및 다이어프램 단부 커버(5010)는 플라스틱, 금속 또는 소정 강성을 갖는 다른 강성 재료로 제조될 수 있다. 피스톤 다이어프램(5020)은 바람직한 밀봉 특성을 갖는 탄성 재료로 제조될 수 있다.
밸브 본체(5050), 피스톤 시트(5030), 다이어프램 단부 커버(5010), 및 스프링 하우징(5070)은 소정 연결 모드로 함께 고정되고, 이러한 연결 모드는 볼트 및 너트 체결구, 나사식 연결부 또는 용접일 수 있다. 전술된 방식으로 제한됨이 없이, 피스톤 시트(5030)와 밸브 본체(5050)가 일체로 형성될 수 있거나, 밸브 본체(5050)와 스프링 하우징(5070)이 일체로 형성될 수 있거나, 피스톤 시트(5030), 밸브 본체(5050) 및 스프링 하우징(5070)이 일체로 형성될 수 있다. 이때, 별개의 부분들(전술된 일체로 형성된 부분들을 포함함)은 또한 전술된 볼트 및 너트 체결구, 나사식 연결부, 또는 용접에 의해 함께 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤 시트(5030)에는 피스톤(5040)을 지니기 위해 사용되는 중공 챔버가 내부에 제공된다. 피스톤 다이어프램(5020)은 다이어프램 단부 커버(5010)에 고정되고, 다이어프램 단부 커버(5010)와 피스톤 시트(5030) 사이에 배치되고, 피스톤(5040)과 피스톤 시트(5030) 사이에 배치되어, 피스톤(5040)이 피스톤 시트(5030)와 직접 접촉하지 않도록 한다. 또한, 다이어프램 단부 커버(5010)와 피스톤 다이어프램(5020)은 다이어프램 단부 커버(5010) 내에 하나의 공동(5011)을 형성하고, 공동(5011)은 채널(5001)을 통해 역전 밸브(500)의 외부와 연통하며, 본 발명에서, 공동(5011)은 채널(5001)을 통해 도 1의 탭(600)의 물 입구 부근의 연결점(5005)에 연결된다. 다른 한편으로, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤 다이어프램(5020)은 공동(5011) 내의 압력이 피스톤 다이어프램(5020)을 통해 피스톤(5040)의 표면에 전달될 수 있는 것을 보장하기 위해 피스톤(5040)의 단부 표면과 원통형 측부 표면에 단단히 부착된다. 피스톤(5040)과 피스톤 시트(5030)가 피스톤 다이어프램(5020)에 의해 분리되기 때문에, 피스톤(5040)과 피스톤 시트(5030)의 상대 이동 동안에 피스톤(5040)과 피스톤 시트(5030) 사이의 직접 접촉이 없으며, 따라서 마찰 저항이 작고, 매끄럽고 신속한 변위가 달성될 수 있다.
유사하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 본체(5050)에는 또한 밸브 요소(5060)를 지니기 위해 사용되는 중공 부분이 제공된다. 도 4에서, 밸브 요소(5060)의 본체는 실린더 또는 근사 실린더의 형상을 갖고, 실린더는 바람직하게는 밸브 요소(5060)의 2개의 단부 표면을 연결하는 덕트(5061)가 제공된 중공 구조체이다. 밸브 요소(5060)와 밸브 본체(5050) 사이의 접촉 및 밀봉은 밸브 본체(5050) 내의 대응하는 위치들에 배치되는 4개의 밀봉 링에 의해 달성되며, 구체적으로, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉 링(5021), 밀봉 링(5022), 밀봉 링(5023), 및 밀봉 링(5024)이 피스톤에 가까운 밸브 요소(5060)의 일측으로부터 스프링에 가까운 밸브 요소(5060)의 일측으로의 방향으로 밸브 본체(5050) 내부의 대응하는 리세스(recess)들 내에 각각 배치된다. 밀봉 링(5021 내지 5024)들은 바람직한 밀봉 특성을 갖는 탄성 재료로 제조될 수 있다. 밸브 요소(5060), 밸브 본체(5050), 밀봉 링(5021), 및 밀봉 링(5022)은 하나의 공동(5051)을 형성하고, 공동(5051)은 채널(5003)을 통해 역전 밸브(500)의 외부와 연통하며, 본 발명에서, 공동(5051)은 채널(5003)을 통해 도 1의 정수기의 배수 구성요소의 노드(node)(2005)에 연결된다. 또한, 밸브 요소(5060), 밸브 본체(5050), 밀봉 링(5022), 및 밀봉 링(5023)은 다른 공동(5052)을 형성하고, 공동(5052)은 채널(5004)을 통해 역전 밸브(500)의 외부와 연통하며, 본 발명에서, 공동(5052)은 채널(5004)을 통해 도 1의 정수기의 물 저장 탱크의 공동(4002)에 연결된다. 또한, 밸브 요소(5060), 밸브 본체(5050), 밀봉 링(5023), 및 밀봉 링(5024)은 다른 공동(5053)을 형성하고, 공동(5053)은 채널(5002)을 통해 역전 밸브(500)의 외부와 연통하며, 본 발명에서, 공동(5053)은 채널(5002)을 통해 도 1의 정수기의 역삼투막 필터 요소(200)의 농축수 출구(즉, 비-순수 출구)(2002)에 연결된다.
여전히 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 함몰 부분(depressed portion)(5064, 5063)이 밸브 요소(5060)의 본체의 원통형 표면 상에 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 함몰 부분(5064, 5063)들 각각은 밸브 요소(5060)의 축을 중심으로 밸브 요소(5060)의 표면 상에 분포되는 일군의 리세스들로 이루어진다. 당업자는 리세스의 기하학적 형상, 길이, 폭, 및 개수와 같은 상세 사항이 밸브 본체(5050) 및 밸브 요소(5060)와 같은 기계식 역전 밸브(500)의 다른 구성 부품들의 크기 및 특정 응용에 따라 결정될 수 있고, 본 명세서에서 다시 기술되지 않을 것을 이해할 것이다. 함몰 부분(5064, 5063)들 중 하나가 밀봉 링(5022, 5023)들 중 하나와 공간적으로 중첩될 때, 함몰 부분과 공간적으로 중첩되는 밀봉 링의 양측의 공동들이 연결될 수 있고; 비-함몰 원통형 표면이 밀봉 링들 중 하나와 공간적으로 중첩될 때, 비-함몰 부분과 공간적으로 중첩되는 밀봉 링의 양측의 공동들이 격리되고 연결될 수 없다. 또한, 밸브 요소(5060)가 중공 구조체이고, 밸브 요소에 덕트, 즉 그의 중심 채널(5061)이 제공될 때, 함몰 부분(5064, 5063)들 중 어느 것도 밸브 요소(5060)의 덕트와 연통하지 않는다. 또한, 본 발명에 따르면, 함몰 부분(5064, 5063)들이 단지 밀봉 링(5022, 5023)들과 공간적으로 중첩되도록 설계된다는 것에 유의하여야 한다. 보다 구체적으로, 이들은 함몰 부분(5064)이 단지 밀봉 링(5022)과 공간적으로 중첩될 수 있고 함몰 부분(5063)이 단지 밀봉 링(5023)과 공간적으로 중첩될 수 있는 방식으로 설계된다. 또한, 함몰 부분(5064)이 밀봉 링(5022)과 공간적으로 중첩될 때, 함몰 부분(5063)은 밀봉 링(5022)과 접촉하지 않는다. 그 역이 또한 성립한다. 다시 말하면, 공동(5051)이 공동(5052)과 연통하거나, 공동(5052)이 공동(5053)과 연통하지만, 공동(5051), 공동(5052) 및 공동(5053)이 동시에 서로 연통하지 않는다.
피스톤(5040)은 밸브 요소(5060)의 하나의 단부 표면 상에 설치된다. 예를 들어, 피스톤(5040)은 그의 연장된 피스톤 로드가 단부 표면과 접촉하는 상태로 밸브 요소(5060)의 단부 표면 상에 설치될 수 있다. 그러나, 이러한 형태로 제한됨이 없이, 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 요소(5060)가 중공 구조체이고 밸브 요소에 덕트(5061)가 제공되는 경우에, 피스톤(5040)이 밸브 요소(5060)의 단부 표면 상에서 움직이는 것을 방지하기 위해, 그리고 배출을 위해 밸브 요소(5060) 내의 덕트(5061)를 사용하는 것을 고려하여, 피스톤(5040)의 피스톤 로드가 밸브 요소(5060)의 덕트(5061) 내로 연장되는 설계가 채용된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 피스톤(5040)은 밸브 요소(5060)의 좌측 단부 표면 상에 설치되지만, 당업자는 본 발명의 실시예가 이로 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스프링 하우징(5070)에는 또한 압축 스프링(5080)을 지니기 위해 사용되는 중공 챔버가 내부에 제공된다. 밸브 요소(5060)의 다른 단부 표면(도 4에 도시된 우측 단부 표면)은 압축 스프링(5080)의 하나의 단부와 접촉하고, 압축 스프링(5080)의 다른 단부 표면(도 4에 도시된 우측 단부 표면)은 스프링 시트(5081)에 의해 스프링 프리텐셔닝 조절 볼트(5082)로 위치가 제한되며, 스프링 프리텐셔닝 조절 볼트(5082)는 스프링 하우징(5070) 상에 설치된다. 물론, 당업자는 본 발명의 실시예들이 이로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에서, 스프링 시트(5081)는 생략될 수 있고, 압축 스프링의 다른 단부 표면은 스프링 프리텐셔닝 조절 볼트(5082)에 연결되도록 배치되며, 스프링 프리텐셔닝 볼트(5082)는 스프링 하우징(5070) 상에 설치된다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 스프링 프리텐셔닝 볼트(5082)는 생략될 수 있고, 압축 스프링(5080)은 스프링 하우징 상에 직접 설치된다. 그러나, 역전 밸브(500)의 대량 생산 동안의 스프링(5080)의 탄성 계수의 변동 또는 실제 사용 동안의 스프링(5060)의 탄성 계수의 가능한 감쇠를 고려하여, 도 9에 도시된 바와 같이(도 9는 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 스프링 프리텐셔닝 조절을 예시한 개략도임), 스프링 프리텐셔닝 힘 조절 기능이 역전 밸브(500)에 제공되면, 즉 스프링 프리텐셔닝 볼트(5082)가 제공되면, 실제 응용 요건에 따라 스프링(5080)의 프리텐셔닝 힘을 조절하기 위해, 볼트(5082)를 회전시킴으로써 스프링 시트(5081) 또는 스프링(5080)의 위치가 조절될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 스프링 프리텐셔닝 볼트(5082)가 역전 밸브(500) 내에 제공된다.
본 발명에서, 위의 실시예에 도시된 바와 같이, 피스톤 다이어프램(5020), 피스톤(5040), 밸브 요소(5060), 및 스프링(5080)이 동축으로 배치되어야 한다는 것에 유의하여야 한다. 또한, 피스톤 다이어프램(5020), 피스톤(5040), 및 밸브 요소(5060)는 바람직하게는 축 대칭 부품들이다.
역전 밸브(500)의 작동은 채널(5001)을 통해 역전 밸브의 피스톤에 작용하는 압력에 의하여 제어된다.
도 6은 탭(600)이 온 상태로 될 때 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 상태를 예시하는 개략도이다. 도 1과 도 6에 도시된 바와 같이, 탭(600)이 온 상태로 될 때, 채널(5001)의 수로 압력이 감쇠되고, 역전 밸브(500) 내부의 피스톤 다이어프램(5020)에 작용하는 수압이 떨어지며, 밸브 요소(5060)의 피스톤 측의 압력이 스프링 측의 압력보다 작아서, 압축 스프링(5080)이 신장되어 밸브 요소(5060)를 피스톤 측을 향해 신속히 이동시키며, 그 동안에 피스톤이 다이어프램 단부 커버에 의해 정지되는 미리 결정된 위치에 밸브 요소가 도달할 때까지 밸브 요소(5060)가 피스톤 측을 향해 이동하기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이, 밀봉 링(5023)이 밸브 요소(5060)의 표면 상의 함몰 부분(5063)과 공간적으로 중첩되고, 공동(5052)이 공동(5053)과 연통하며; 밸브 요소의 함몰 부분(5064)이 밀봉 링(5021, 5022)들 사이에 위치되어서, 공동(5051)이 완전히 격리되고, 밸브 본체 내부의 다른 공동들과 연통하지 않는다.
공동(5052)과 공동(5053)이 밸브 요소의 표면 상의 함몰 부분(5063)에 의해 연결되기 때문에, 역전 밸브(500)의 채널(5004)과 채널(5002)이 연결되고; 공동(5051)이 완전히 격리되고 밸브 본체 내부의 다른 공동들과 연통하지 않기 때문에, 역전 밸브(500)의 채널(5003)과 채널(5004) 사이의 연결이 차단된다. 이때, 물 저장 탱크(400) 내의 공동(4001)의 압력이 또한 연결점(4003), 포스트-필터 요소(300), 일방향 밸브(301), 및 탭(600)을 통해 방출되고, 자동 정지 밸브(103)의 물 입구(1031)가 물 출구(1032)와 연통하며, 수돗물의 압력이 프리-필터(100)의 물 입구를 통해 정수기의 배관으로 유입되고, 필터 요소(101), 자동 정지 밸브(103)의 물 출구(1032), 역삼투막 필터 요소(200)의 물 입구(2001), 농축수 출구(2002), 연결점(2004), 및 역전 밸브(500)의 채널(5002)을 통과한 다음에, 역전 밸브(500)의 채널(5004)에 연결되며, 최종적으로 물 저장 탱크(400)의 공동(4002)으로 유입되고, 공동(4001) 내의 순수를 연결점(4003), 포스트-필터 요소(300), 및 일방향 밸브(301)를 통과하여 최종적으로 탭(600)으로부터 유출되도록 밀어낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 탭(600)이 오프 상태로 될 때, 기계식 자동 정지 밸브(103)가 이때 개방 상태에 있기 때문에, 수돗물의 압력은 역전 밸브(500)의 채널(5001)의 압력이 단시간에 급격히 상승되게 한다. 도 7은 탭(600)이 오프 상태로 된 후에 취수 모드로부터 물 보충으로 전환된, 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 순간적인 상태를 예시하는 개략도이다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 공동(5011) 내의 수압이 상승하기 때문에, 밸브 요소(5060)의 피스톤 측의 압력이 증가하고, 스프링(5080)이 압축되며, 밸브 요소가 스프링 측을 향해 신속히 이동한다. 밸브 요소(5060)가 도 7에 도시된 위치로 이동할 때, 2개의 함몰 부분(5063, 5064) 중 어느 것도 밀봉 링과 공간적으로 중첩되지 않으며; 이때, 밸브 본체 내부의 공동(5051, 5052, 5053)들은 서로 연통하지 않고, 따라서 채널(5003, 5004, 5002)들은 서로 연통하지 않는다.
역전 밸브(500)가 도 7에 도시된 상태에 있을 때, 기계식 자동 정지 밸브(103)가 이때 개방 상태에 있고 수돗물의 압력이 여전히 도 1의 정수기 시스템 내의 역삼투막 필터 요소(200)의 내부에 작용하기 때문에, 순수가 역삼투막을 통해 역삼투막 필터 요소(200)의 출구(2003)와 탭의 물 입구(6001) 사이의 공동으로 계속 유입된다. 이때 역전 밸브(500)의 채널(5003, 5004, 5002)들이 서로 연통하지 않기 때문에, 물 저장 탱크(400)의 공동(4002)은 외부로부터 격리된 상태에 있고, 역삼투막 필터 요소(200)의 하류로 새롭게 유입된 순수는 출구(2003)와 탭의 물 입구(6001) 사이의 공동의 압력이 급격히 상승되게 하며, 역전 밸브(500)의 채널(5001)의 압력이 또한 상응하게 상승하고, 도 7에 도시된 역전 밸브(500)의 밸브 요소(5060)가 밀려 계속 스프링 측을 향해 이동한다.
도 7의 상태에 기초하여, 밸브 요소(5060)가 계속 스프링 측을 향해 이동함에 따라, 밸브 요소(5060)가 피스톤(5040)이 피스톤 시트(5030)에 의해 이동이 제한되는(즉, 피스톤 시트(5030)에 의해 정지되는) 위치로 이동할 때까지 밸브 요소(5060)가 스프링 측을 향해 미리 결정된 위치로 이동하기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이 밀봉 링(5022)이 함몰 부분(5064)과 공간적으로 중첩된다. 이때, 공동(5051)은 공동(5052)과 연통하고; 밸브 요소의 함몰 부분(5063)이 밀봉 링(5023, 5024)들 사이에 위치되고, 따라서 공동(5053)이 완전히 격리되고, 밸브 본체 내부의 다른 공동들과 연통하지 않는다.
공동(5051)이 공동(5052)과 연통하기 때문에, 채널(5004)은 채널 (5003)과 연통하며; 도 1에 도시된 바와 같이, 채널(5003)이 배수 구성요소에 연결되기 때문에, 물 저장 탱크(400)의 공동(4002)의 압력이 단시간에 방출되는 한편, 연결점(4003) 및 공동(4001) 상의 배관 내의 압력이 또한 급속히 방출되며; 이때, 역전 밸브(500)의 밸브 요소(5060)를 채널(5001)을 통해 소정 위치에 유지시키고, 채널(5004, 5003)들이 연결되고 채널(5004, 5002)들 사이의 연결이 차단되는 것을 보장하기 위해, 일방향 밸브(301)의 물 출구와 탭(600) 사이의 배관 내의 압력이 일방향 밸브(301)의 보호로 인해 소정 값에서 유지된다.
그 후에, 기계식 자동 정지 밸브(103)의 제어 수로(1033)가 저압 하에서 연결점(4003)에 연결되기 때문에, 정지 밸브의 물 입구(1031, 1032)가 항상 연결되고, 역삼투막 필터 요소(200)가 압력의 작용 하에 순수를 생성하기 시작하며; 순수는 물 출구(2003), 일방향 밸브(202), 및 연결점(4003)을 통해 물 저장 탱크(400)의 순수 공동(4001)으로 점진적으로 유입되고; 공동(4002) 내의 원래의 물은 공동(4001)의 가압 하에 채널(5004) 및 채널(5003)을 통해 점진적으로 배수되며; 물 저장 탱크(400)의 순수 공동(4001)이 점진적으로 증가하는 과정에서, 연결점(4003)의 배관 내의 압력은 항상 극히 낮은 값을 가져 수돗물의 압력이 역삼투막 필터 요소(200)에 완전히 작용할 수 있는 것을 보장함으로써 충분한 순수 생성 유동을 보장하도록 한다.
물 저장 탱크(400)의 순수 공동(4001)이 완전히 충전되고 공동(4002)이 완전히 배수될 때, 물 저장 탱크(400) 내의 순수 저장량은 추가로 증가될 수 없고, 수돗물의 압력에 의해 구동될 때, 물 저장 탱크(400) 내의 압력이 점진적으로 상승하기 시작하고, 연결점(4003)의 배관 내의 압력이 또한 상승하기 시작하며; 압력 값이 일방향 밸브(301)의 하류측 압력보다 클 때, 계속 상승하는 압력이 일방향 밸브(301)를 밀어 개방시키고 채널(5001)로 유입된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 피스톤의 표면 상의 압력은 계속 상승하고, 피스톤이 피스톤 시트에 의해 이동이 제한되고 이때 밸브 요소(5060)가 이동을 멈출 때까지 밸브 요소(5060)를 스프링 측을 향해 계속 이동하도록 밀어낸다.
물 저장 탱크(400) 내의 압력이 소정 값으로 상승한 후에, 수로(1033)는 자동 정지 밸브를 구동시켜 물 입구(1031)와 물 출구(1032)를 폐쇄시키고, 정수기 전체가 작동을 멈춘다.
게다가, 역전 밸브(500)의 왕복 운동 동안에 공동의 체적의 변화에 의해 야기되는 흡입 및 배출의 문제가 고려될 필요가 있다. 도 10은 움직임 동안에 본 발명의 실시예에 따른 역전 밸브(500)의 배출을 예시하는 개략도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 역전 밸브의 밸브 요소(5060)의 2개의 단부에는 흡입 및 배출의 문제를 해결하기 위해 하나의 공동이 별도로 제공되고, 이러한 공동들은 각각 공동(5041)과 공동(5062)이다.
공동(5041)은 밸브 요소(5060)의 피스톤 측에 위치되고, 피스톤 다이어프램(5020), 밸브 요소(5060), 및 피스톤 시트(5030)에 의해 형성된다. 밸브 요소(5060)가 피스톤 측을 향해 이동할 때, 공동(5041)의 체적이 증가하고; 밸브 요소(5060)가 스프링 측을 향해 이동할 때, 공동(5041)의 체적이 감소한다.
공동(5062)은 밸브 요소(5060)의 스프링 측에 위치되고, 밸브 본체(5050), 밸브 요소(5060), 및 스프링 하우징(5070)에 의해 형성된다. 밸브 요소(5060)가 피스톤 측을 향해 이동할 때, 공동(5062)의 체적이 증가하고; 밸브 요소(5060)가 스프링 측을 향해 이동할 때, 공동(5062)의 체적이 감소한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 밸브 요소(5060)의 중심에는 공동(5041, 5062)들을 연결하는 덕트(또는 채널로 불림)(5061)가 제공되고; 밸브 요소(5060)가 왕복 방식으로 이동할 때, 양측의 공동(5041, 5062)들의 체적들이 동일한 값만큼 증가하거나 감소하기 때문에, 중심 채널(5061)은 역전 밸브(500) 외부의 공기를 위한 2개의 공동의 유동 채널을 추가할 필요 없이 2개의 공동의 공기의 내부 순환을 가능하게 한다.
그러나, 온도 변화에 의해 유발되는 공동의 공기 체적의 있을 수 있는 변화를 고려하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 역전 밸브(500)에는 내부 공동과 외부 사이에 통기 채널(5031)이 제공된다. 채널(5031)은 밸브 요소(5060)와 피스톤 시트(5030) 사이의 간극을 통해 공동(5041)과 연통한다. 채널(5031)에는 굴곡부가 제공되기 때문에, 외부 이물질이 역전 밸브(500)로 유입되는 것이 효과적으로 방지되면서, 공기의 자유 순환을 보장함으로써, 이물질의 유입에 의해 야기되는 기능 장애를 피할 수 있다.
전술된 신규한 정수기에서, 기계식 자동 역전 밸브가 적용되며, 물 저장 탱크 내의 원래의 압축 공기가 제거되고, 정수기의 순수의 생성시 배압이 없으며, 따라서 부스터 펌프 및 전력이 요구되지 않고, 정수기의 결함률 및 안전 위험이 크게 감소된다.
탭을 통해 물을 취수할 필요가 있을 때, 기계식 자동 역전 밸브는 수돗물의 압력을 물 저장 탱크에 도입하고, 물 저장 탱크 내의 순수는 수돗물의 압력을 통해 강제 배출되며, 유동은 종래의 물 저장 탱크의 공기 압력 감쇠의 영향 또는 물 저장 탱크가 없는 순수 기계의 수온 변화의 영향 없이 일년 내내 항상 안정적이다.
전술된 실시예들이 본 발명의 원리를 기술하기 위해 채택된 단지 예시적인 실시 형태이지만; 본 발명이 이로 제한되지 않음이 이해될 수 있다. 당업자는 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않는 조건에서 다양한 변형 및 개선을 행할 수 있으며, 이러한 변형 및 개선은 본 발명의 보호 범주로서 간주되어야 한다.

Claims (23)

  1. 역전 밸브(reversing valve)로서,
    제1 단부 표면 및 제1 단부 표면의 반대편의 제2 단부 표면을 갖는 원통형 또는 근사 원통형 밸브 요소가 내부에 배치되는 밸브 본체;
    밸브 요소의 제1 단부 표면 측에 배치되고, 밸브 본체와 접촉하는 적어도 일부분을 갖는 피스톤 시트(piston seat) - 피스톤 시트 내에 피스톤이 배치됨 -;
    밸브 본체의 반대편의 피스톤 시트의 일측에 배치되는 다이어프램 단부 커버;
    다이어프램 단부 커버에 고정되고, 다이어프램 단부 커버와 피스톤 시트 사이에 배치되며, 피스톤과 피스톤 시트 사이에 배치되어, 피스톤이 피스톤 시트와 직접 접촉하지 않도록 하는 피스톤 다이어프램; 및
    밸브 요소의 제2 단부 표면 측에 배치되고, 밸브 본체와 접촉하는 적어도 일부분을 갖는 스프링 하우징
    을 포함하고,
    스프링 하우징 내에 압축 스프링이 배치되고, 압축 스프링은 밸브 요소의 제2 단부 표면과 접촉하도록 배치되며,
    피스톤 다이어프램, 피스톤, 밸브 요소, 및 압축 스프링은 동축이도록 배치되는, 역전 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 밸브 요소는 중공형이며, 밸브 요소 내에 배치된 덕트를 가지고, 밸브 요소의 제1 및 제2 단부 표면들을 연결하는, 역전 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 피스톤 다이어프램과 다이어프램 단부 커버는 다이어프램 단부 커버 내에 제1 공동(cavity)을 함께 형성하고, 제1 공동은 제1 채널을 통해 역전 밸브의 외부와 연통하는, 역전 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 제1 밀봉 링, 제2 밀봉 링, 제3 밀봉 링, 및 제4 밀봉 링이 제1 단부 표면으로부터 제2 단부 표면으로의 방향으로 밸브 본체 내의 상이한 미리 결정된 위치들에 순차적으로 배치되고; 밸브 본체는 제1 내지 제4 밀봉 링들에 의해 밸브 요소와 접촉하고, 밸브 본체, 밸브 요소, 제1 밀봉 링, 및 제2 밀봉 링은 밸브 본체 내에 제2 공동을 함께 형성하며; 제2 공동은 제2 채널을 통해 역전 밸브의 외부와 연통하고; 밸브 본체, 밸브 요소, 제2 밀봉 링, 및 제3 밀봉 링은 밸브 본체 내에 제3 공동을 함께 형성하며; 제3 공동은 제3 채널을 통해 역전 밸브의 외부와 연통하고; 밸브 본체, 밸브 요소, 제3 밀봉 링, 및 제4 밀봉 링은 밸브 본체 내에 제4 공동을 함께 형성하며, 제4 공동은 제4 채널을 통해 역전 밸브의 외부와 연통하는, 역전 밸브.
  5. 제4항에 있어서, 제1 함몰 부분(depressed portion) 및 제2 함몰 부분이 제1 단부 표면으로부터 제2 단부 표면으로의 방향으로 원통형 표면 상에 순차적으로 배치되고, 제2 함몰 부분은 제1 함몰 부분으로부터 밸브 요소의 원통형 표면의 축방향으로 미리 결정된 거리만큼 이격되며; 밸브 요소가 제1 함몰 부분이 제2 밀봉 링과 공간적으로 중첩되는 위치로 이동할 때, 제2 공동은 제3 공동과 연통하고; 밸브 요소가 제2 함몰 부분이 제3 밀봉 링과 공간적으로 중첩되는 위치로 이동할 때, 제3 공동은 제4 공동과 연통하는, 역전 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 다이어프램 단부 커버, 피스톤 시트, 밸브 본체, 및 스프링 하우징은 볼트 및 너트 체결구, 나사식 연결부, 또는 용접에 의해 함께 고정되는, 역전 밸브.
  7. 제1항에 있어서, 피스톤 시트, 밸브 본체, 및 스프링 하우징은 일체로 형성되고, 다이어프램 단부 커버 및 상기 일체로 형성된 부분은 볼트 및 너트 체결구, 나사식 연결부, 또는 용접에 의해 함께 고정되는, 역전 밸브.
  8. 제1항에 있어서, 밸브 본체 및 피스톤 시트는 일체로 형성되고, 다이어프램 단부 커버, 상기 일체로 형성된 부분, 및 스프링 하우징은 볼트 및 너트 체결구, 나사식 연결부, 또는 용접에 의해 함께 고정되는, 역전 밸브.
  9. 제1항에 있어서, 밸브 본체 및 스프링 하우징은 일체로 형성되고, 다이어프램 단부 커버, 피스톤 시트, 및 상기 일체로 형성된 부분은 볼트 및 너트 체결구, 나사식 연결부, 또는 용접에 의해 함께 고정되는, 역전 밸브.
  10. 제5항에 있어서, 제1 함몰 부분 및 제2 함몰 부분 각각은 밸브 요소의 표면 상에 밸브 요소의 축을 중심으로 분포되고 서로 이격되는 일군의 리세스(recess)들로 이루어지며, 밸브 요소가 중공형일 때 리세스들 중 어느 것도 밸브 요소의 중공 부분과 연통하지 않는, 역전 밸브.
  11. 제2항에 있어서, 피스톤의 일부분이 밸브 요소의 덕트 내로 연장되는, 역전 밸브.
  12. 제5항에 있어서, 제1 채널을 통해 피스톤 다이어프램에 작용하는 압력이 감소할 때, 압축 스프링에 의해 밀리는 밸브 요소는 밸브 요소가 제1 미리 결정된 위치에 도달할 때까지, 그리고 이 지점으로부터 밸브 요소가 피스톤이 다이어프램 단부 커버에 의해 정지되는 제2 미리 결정된 위치로 이동할 때까지 피스톤 측을 향해 이동하고, 제2 함몰 부분은 제3 공동이 제4 공동과 연통하도록 제3 밀봉 링과 공간적으로 중첩되며, 제1 함몰 부분은 제1 밀봉 링과 제2 밀봉 링 사이에 위치되고, 제1 함몰 부분은 2개의 밀봉 링들 중 어느 것과도 공간적으로 중첩되지 않는, 역전 밸브.
  13. 제5항에 있어서, 제1 채널을 통해 피스톤 다이어프램에 작용하는 압력이 밸브 요소가 압축 스프링 측을 향해 이동하고 밸브 요소의 이동량이 미리 결정된 범위 내에 있도록 증가할 때, 제1 함몰 부분은 제1 밀봉 링과 제2 밀봉 링 사이에 위치되고, 제1 함몰 부분은 2개의 밀봉 링들 중 어느 것과도 공간적으로 중첩되지 않으며, 제2 함몰 부분은 제3 밀봉 링과 제4 밀봉 링 사이에 위치되고, 제2 함몰 부분은 2개의 밀봉 링들 중 어느 것과도 공간적으로 중첩되지 않는, 역전 밸브.
  14. 제13항에 있어서, 제1 채널을 통해 피스톤 다이어프램에 작용하는 압력이 계속 증가할 때, 밸브 요소는 밸브 요소가 제3 미리 결정된 위치에 도달할 때까지, 그리고 이 지점으로부터 밸브 요소가 피스톤이 피스톤 시트에 의해 정지되는 제4 미리 결정된 위치로 계속 이동할 때까지 압축 스프링 측을 향해 계속 이동하고, 제1 함몰 부분은 제2 공동이 제3 공동과 연통하도록 제2 밀봉 링과 공간적으로 중첩되며, 제2 함몰 부분은 제3 밀봉 링과 제4 밀봉 링 사이에 위치되고, 제2 함몰 부분은 2개의 밀봉 링들 중 어느 것과도 공간적으로 중첩되지 않는, 역전 밸브.
  15. 제5항에 있어서, 제1 함몰 부분은 단지 제2 밀봉 링과 공간적으로 중첩되도록 설계되고, 제2 함몰 부분은 단지 제3 밀봉 링과 공간적으로 중첩되도록 설계되며, 제1 함몰 부분과 제2 밀봉 링 사이의 공간 중첩은 제2 함몰 부분과 제3 밀봉 링 사이의 공간 중첩과 공존하지 않는, 역전 밸브.
  16. 제2항에 있어서, 역전 밸브는 피스톤 측에 위치되는 피스톤측 공동을 추가로 포함하며, 피스톤측 공동은 피스톤 다이어프램, 밸브 요소, 및 피스톤 시트에 의해 함께 형성되고, 피스톤측 공동은 밸브 요소의 덕트와 연통하며; 밸브 요소가 피스톤 측을 향해 이동할 때, 피스톤측 공동의 체적이 증가하고, 밸브 요소가 스프링 측을 향해 이동할 때, 피스톤측 공동의 체적이 감소하는, 역전 밸브.
  17. 제16항에 있어서, 역전 밸브는 스프링 측에 위치되는 스프링측 공동을 추가로 포함하며, 스프링측 공동은 밸브 본체, 밸브 요소, 및 스프링 하우징에 의해 함께 형성되고, 스프링측 공동은 밸브 요소의 덕트와 연통하며; 밸브 요소가 피스톤 측을 향해 이동할 때, 스프링측 공동의 체적이 증가하고, 밸브 요소가 스프링 측을 향해 이동할 때, 스프링측 공동의 체적이 감소하는, 역전 밸브.
  18. 제17항에 있어서, 밸브 요소가 밸브 본체 내에서 왕복 방식으로 이동할 때, 피스톤 측 공동과 스프링측 공동의 증가되거나 감소된 체적 값들은 동일한, 역전 밸브.
  19. 제17항에 있어서, 역전 밸브는 피스톤 측에 위치되고 역전 밸브의 외부와 연통하는 통기 채널을 추가로 포함하고, 통기 채널은 밸브 요소와 피스톤 시트 사이의 간극을 통해 피스톤측 공동과 연통하는, 역전 밸브.
  20. 제19항에 있어서, 통기 채널은 굴곡된, 역전 밸브.
  21. 가정용 정수기(household water purifier)로서,
    처리될 물을 수용하기 위해 사용되는 물 입구, 순수(pure water) 출구, 및 비-순수(non-pure water) 출구를 포함하는 역삼투막 필터 요소(reverse osmosis membrane filter element);
    수로(waterway)를 통해 역삼투막 필터 요소의 순수 출구와 연통하는 물 입구를 갖는 제1 일방향 밸브;
    수로를 통해 제1 일방향 밸브의 물 출구와 연통하는 물 입구를 갖고, 수로를 통해 탭(tap)의 물 입구와 연통하는 물 출구를 갖는 제2 일방향 밸브;
    방수 필름에 의해 격리되고 방수 필름에 의해 형성되는 제1 공동과 제2 공동을 포함하는 물 저장 탱크 - 2개의 공동들의 총 용량들은 고정되고, 제2 공동의 용량이 증가함에 따라 제1 공동의 용량이 감소하거나, 제2 공동의 용량이 감소함에 따라 제1 공동의 용량이 증가하며; 제1 공동은 역삼투막 필터 요소의 순수 출구로부터의 순수를 수용하기 위해 사용되고 수로를 통해 제1 일방향 밸브의 물 출구 및 제2 일방향 밸브의 물 입구와 연통하며, 제2 공동은 역삼투막 필터 요소의 비-순수 출구로부터의 비-순수를 수용하기 위해 사용됨 -;
    물 저장 탱크의 제1 공동 내의 압력 변화에 따라 역삼투막 필터 요소의 물 입구에 수로를 연결 또는 분리하기 위해 사용되는 절환 장치; 및
    제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 역전 밸브
    를 포함하고,
    역전 밸브의 제1 채널은 수로를 통해 탭의 물 입구와 연통하고, 역전 밸브의 제4 채널은 수로를 통해 역삼투막 필터 요소의 비-순수 출구와 연통하며, 역전 밸브의 제2 채널은 수로를 통해 배수 경로와 연통하고, 역전 밸브의 제3 채널은 수로를 통해 물 저장 탱크의 제2 공동과 연통하며, 역전 밸브는 제1 채널을 통해 피스톤에 작용하는 수압의 변화에 따라 제4 채널을 제3 채널에 연결하는 한편 제2 채널을 제3 채널로부터 분리하기 위해, 또는 제1 채널을 통해 피스톤에 작용하는 수압의 변화에 따라 제4 채널을 제3 채널로부터 분리시키는 한편 제2 채널을 제3 채널에 연결하기 위해 사용되는, 가정용 정수기.
  22. 제21항에 있어서, 물 저장 탱크의 제1 공동의 압력이 제1 한계치로 감소할 때, 절환 장치는 수로를 역삼투막 필터 요소의 물 입구에 연결하고; 물 저장 탱크의 제1 공동의 압력이 제2 한계치로 증가할 때, 절환 장치는 수로를 역삼투막 필터 요소의 물 입구로부터 분리시키며; 제1 한계치는 제2 한계치보다 작은, 가정용 정수기.
  23. 제21항에 있어서, 제1 채널을 통해 피스톤에 작용하는 수압이 제3 한계치로 감소할 때, 역전 밸브는 제4 채널을 제3 채널에 연결하는 한편, 제2 채널을 제3 채널로부터 분리시키고; 제1 채널을 통해 피스톤에 작용하는 수압이 제4 한계치로 증가할 때, 역전 밸브는 제4 채널을 제3 채널로부터 분리시키는 한편, 제2 채널을 제3 채널에 연결하며; 제3 한계치는 제4 한계치보다 작은, 가정용 정수기.
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