KR20200129194A - 모듈러 여과 플랫폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 매니폴드 헤드와 적어도 하나의 필터 카트리지 조립체를 갖는 모듈러 여과 플랫폼에 관한 것이다. 각 매니폴드 헤드는 직렬 또는 평행 배치 방식으로 물 흐름을 구축하기 위하여 서로 연결된다. 각 필터 카트리지 조립체는 록킹 메커니즘에 의해 매니폴드 헤드에 회전을 통해서 해제가능하게 고정된다. 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상에 형성된 통공은 매니폴드 헤드나 지지 브래킷의 어느 한 쪽에 형성된 탄성 연장부와 결합된다. 경우에 따라서는, 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상에 형성된 통공과 매니폴드 헤드 환상 칼라 상의 통공은 이들 두 통공들을 통과하도록 연장된 록킹 링의 돌기와 결합한다. 통합센서 패키지에는, 여과 니즈 측면에서 거의 동시에 반응을 할 수 있도록 처리수에 대한 가시적/가청적 지시 및 WiFi 인터페이스가 이루어지도록 하는 통합 센서 패키지가 상기 시스템에 집적되어질 수 있다.

Description

모듈러 여과 플랫폼{A MODULAR FILTRATION PLATFORM}

본 발명은 물 여과 시스템에 관한 것으로, 특히 정화된 물을 제공하기 위하여 서로 유체 연통(fluid communication)하는 개별적인 모듈을 적어도 하나, 그리고 바람직하게는 복수개를 갖는 정수 플랫폼에 관한 것이다. 상기 모듈들은 직렬 또는 평행하게 배치된 필터 카트리지를 통해서 물 흐름을 구축하기 위해 서로 연결된다. 각 필터 카트리지 조립체는 록킹 메카니즘에 의해 분리가능하게 매니폴드 헤드에 부착된다.

음용수에 대한 가정용 정수의 중요성이 많은 소비자들에게 주관심사로 대두되고 있다. 통상적으로 물은 소비자들에게 제공되기 이전에 주로 지방자치단체에 의해 어느 정도 또는 그 이상으로 정화된다. 그러나, 그와 같은 지방자치단체의 정수 시스템은, 지방자치단체 정수장과 그 지방자치단체에 의해 서비스되어지는 주거지역 사이에서 음용수에 유입되어 음용수의 맛에 부정적인 영향을 미치는 여러 오염물질을 제거하기에는 부적절한 경우가 종종 있음과 아울러 경우에 따라서는 제거가 불가능하다.

종래의 여과 시스템과 관련한 기존의 일부 문제점으로는; a) 필터 교체 준수, b) 사용중에 있는 필터의 정상적인 장착(예를 들면, 수압에 기인하여 분리되지 않는 것); c) 모듈성(여과 부품의 추가나 제거의 단순화); 및 d) 다른 여과 체제에 적합하도록 직렬 또는 평행한 흐름을 구축하는 시스템 구성부품의 수정을 들 수 있다.

다양하게 적용될 수 있는 필터 시스템을 위한 산업용, 상업용 및 가정용 셋팅에 대한 요구와 함께 이와 같은 셋팅이 특정되고 특화된 여과 수요를 충족시킬 수 있도록 모듈 형태로 조립되어질 수 있도록 하는 요구도 있다. 그와 같은 필터 시스템을 위해서는 다양한 여과 니즈(needs) 및 여과 성능에 적용할 수 있는 것이 바람직하다. 게다가, 공급 라인상에 설치된 필터 시스템은 통상적으로 카트리지 교체 및/또는 매니폴드 수리를 위해 일상적인 유지관리를 필요로 하게될 것이다. 탈거 및 재조립이 가능한 모듈러 시스템의 경우에는 사용자로 하여금 필터 조립체 전부를 제거할 필요없이 교체 및/또는 수리가 이루어질 수 있게 될 것이다.

많는 장치의 경우에 있어서, 서로 다른 불순물들을 선택적으로 제거해 내기 위해서 하나 이상의 필터가 사용되는 것을 필요로 한다. 여과 시스템은 역삼투 멤브레인 필터 뿐만이 아니라 효율적이고도 유효한 작동을 위하여 염소 및/또는 침전물 등과 같은 오염물질을 사전에 제거할 필요에 따른 여타의 특별한 필터의 적용을 필요로 한다. 이와 같은 경우, 일부의 오염물질들은 다운스트림에 위치한 필터 배열 내로 유체의 공급이 이루어지기 이전에 업스트림 프리필터(pre-filter)를 통과하는 과정에서 공급수로부터 우선적으로 제거가 이루어지게 된다. 다중 필터를 통한 유체의 순차적인 처리는 필터링 시스템을 통과하는 과정에서 여과된 유체의 질 (quality)에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 필터의 숫자와 필터에 수용된 여과재의 종류가 처리된 유체로부터 제거되는 오염물질의 양과 종류에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 각 필터 카트리지의 숫자, 여과재의 종류, 및 필터 시스템의 특별한 형태가 인-라인으로 순조롭게 결집되어 실행되는 필터링 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 그러나, 여과 시스템에서 유체 또는 유체들로부터 상이한 물질들을 필터링하기 위해 다른 종류의 필터를 사용하는 경우에는 필터 제거 및 교체 공정에 세심한 주의를 기울인 가운데 작업을 해야 하는 경우가 종종 있는 것으로 알려지고 있다. 따라서, 다양한 필터 카트리지의 조립/분해가 손쉽게 수행될 수 있도록 하는 모듈러 여과 시스템이 바람직하다.

종래 기술의 상기 문제점과 단점을 감안하여, 본 발명은 직렬(series) 또는 평행한 흐름에 적합하게 구성되는 것을 포함한 상이한 여과 체계를 용이하게 수용할 수 있도록 구성된 필터 조립체를 갖는 물 정화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 사용 중에 필터 카트리지 조립체를 무단으로 떼어내는 것을 방지하기 위한 록킹 특성을 보장하는 필터 카트리지 조립체와 이에 대응하는 매니폴드 간의 부착구조를 제공하는데 있다. 상기의 록킹 특성은 모듈러 필터 구조에서 개별적인 필터 카트리지 조립체뿐만 아니라 복수의 필터 카트리지 조립체에서도 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 매니폴드에 의해서 수용되는 신뢰할 수 있으면서도 안전한 록킹 메커니즘으로 손쉽게 부착할 수 있고/제거할 수 있는 필터 카트리지를 포함하는 물 정화 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하게 인식될 상기 목적들 및 그 외의 목적들은 매니폴드 헤드 및 필터 카트리지 조립체를 갖는 적어도 하나의 모듈러 필터 조립체로 이루어진 본 발명의 모듈러 여과 시스템에 의해 달성되는바, 이때 상기 필터 카트리지 조립체는 밀폐 상태로 여과재를 수용하는 필터 하우징을 포함하며, 상기 필터 하우징은 상기 매니폴드와의 결합을 위한 환상 칼라를 포함하고, 상기 환상 칼라는 반경방향 외측을 향하는 적어도 하나의 통공이나 홈을 구비하여 필터 카트리지를 더 이상의 회전으로부터 고정하기 위한 돌기나 리드-인 탭을 받아들이도록 구성된다.

상기 모듈러 여과 시스템은; 푸쉬바 캐리지를 수용하기 위한 전방 단부와 후방 단부 장착면 및 적어도 하나의 지지 브레이스를 구비하여 상기 매니폴드 헤드 및 필터 카트리지 조립체를 고정 및/또는 지지하는 브래킷; 상기 필터 카트리지 조립체를 수용하기 위한 통공을 구비하여 적어도 하나의 지지 브레이스에 의해서 슬라이딩 가능하게 수용되는 푸쉬바 캐리지를 포함하여 이루어지되, 이때 상기 푸쉬바 캐리지는 상기 브래킷과 탄성적인 기계적 연동을 형성하여 상기 푸쉬바 캐리지가 브래킷 후방단부 장착면 방향으로 안쪽으로 눌려지는 때에 외측방향 인출력이 상기 푸쉬바 캐리지로 가해지게 되는 한편 상기 돌기나 리드-인 탭을 포함하는 푸쉬바 캐리지에서 상기 돌기나 리드-인 탭은 상기 환상 칼라의 적어도 하나의 통공이나 홈 안으로 이동가능하게 삽입되어짐으로써 외측방향으로의 인출력이 푸쉬바 캐리지상에 작용하는 때에 상기 필터 카트리지 조립체를 더 이상의 회전으로부터 고정시키게 된다.

상기 푸쉬바 캐리지는 상기 환상 칼라의 곡률반경과 거의 동일한 곡률반경을 갖는 적어도 하나의 반경방향 안쪽으로 연장된 아치 세그먼트(arcuate segment)를 포함한다.

상기 푸쉬바 캐리지는 외측방향으로의 인출력을 작용하는 탄성부재를 고정하기 위한 리테이너를 더 포함한다. 상기 탄성부재를 스프링을 포함한다.

상기 브래킷은 상기 탄성부재에 대항력이나 지지력(opposing or withstanding force)를 제공하기 위한 상기 리테이너에 인접한 표면을 포함한다.

돌기나 리드-인 탭은 푸쉬바 캐리지 통공의 반경방향 안쪽으로, 그리고 상기 리테이너의 반대편으로 연장된다.

상기 환상 칼라는 사용자가 필터 카트리지 조립체의 삽입을 하는 동안에 상기 푸쉬바 캐리지를 이동시킬 필요없이 푸쉬바 캐리지의 통공을 통해서 필터 카트리지 조립체를 매니폴드 헤드에 손쉽게 삽입되도록 하기 위하여 아치 세그먼트 외주면 내에 형성되는 홈부를 포함한다.

상기 모듈러 여과 시스템은 시스템을 통과하는 유체를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함하며, 이때 상기 적어도 하나의 센서는 유속, 압력, 온도, 전도도, 및/또는 불순물 농도 등과 같은 여과유체 파라메타를 측정할 수 있다. 상기 적어도 하나의 센서는 관리되는 물에 대해 시각적/청각적 지시 및 Wi-Fi 인터페이스가 가능한 모듈러 여과 플랫폼 시스템에 집적되는 통합 센서 패키지를 포함한다.

본 발명의 제2의 기술적 특징은, 밀폐상태로 여과재를 수용하는 필터 하우징과 매니폴드 헤드와의 결합을 위한 환상 칼라로 이루어진 필터 카트리지 조립체에 있는바, 이때 상기 환상 칼라는 반경방향 외측으로 향하는 적어도 하나의 홈이나 통공을 구비하여 매니폴드 내에서의 고정시 필터 카트리지 조립체를 더 이상의 회전으로부터 고정시키기 위한 가동 돌기를 받아들이게 된다.

상기 환상 칼라는 필터 카트리지 조립체의 삽입을 용이하게 하기 위하여 아치 세그먼트의 일 외주면에 형성된 홈부를 포함한다.

본 발명의 제3 기술적 특징은, 매니폴드 헤드와 필터 카트리지 조립체를 갖는 적어도 하나의 모듈러 필터 조립체로 이루어진 모듈러 여과 시스템에 있는바, 이때 상기 필터 카트리지 조립체는 밀폐 상태로 여과재를 수용하며 유체 전달을 위한 유입 및 유입 포트를 구비하고 매니폴드 헤드에의 결합을 위한 환상 칼라를 포함하는 필터 하우징과 상기 필터 하우징 칼라로부터 반경방향 외측으로 연장되는 탄성 돌기나 삽입 세그먼트를 포함하며, 상기 매니폴드 헤드는 나사부가 형성된(threaded) 환상칼라와 필터 하우징 유입 및 유출 포트와의 유체 연통을 이루는 유입 및 유출 포트, 및 적어도 하나의 모듈어 필터 조립체의 장착을 위한 지지 브래킷을 구비하며, 이때 상기 나사부가 형성된 매니폴드 환상 칼라는 필터 카트리지 조립체가 매니폴드 헤드에 고정되는 때에 필터 하우징 칼라의 탄성 돌기나 삽입 세그먼트와 기계적인 연동을 이루는 수용 통공을 구비함으로써 상기 필터 카트리지 조립체는 수용 통공에 의해서 제 위치에 고정된 상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트에 의해 록킹이 이루어지게 된다.

상기 모듈러 여과 시스템은 필터 하우징 칼라에 부착가능한 록킹 클립을 포함하며, 이때 상기 록킹 클립은 나사부가 형성된 매니폴드 환상 칼라 수용 통공과의 결합을 위해서 필터 하우징 칼라로부터 반경방향으로 연장되는 탄성 돌기나 삽입 세그먼트를 형성한다.

상기 록킹 클립은 소정의 직경을 구비하여 필터 하우징 칼라의 주위에 부착된다.

상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트는 사용자로 하여금 상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트의 인출이 가능하도록 하는 대립 탄성 아치 록/릴리스 레버로 이루어진다. 상기 탄성 아치 록/릴리스 레버는 이완 상태일 때에 록킹 클립의 반경 이상으로 반경방향으로 연장됨에 따라 상기 록킹 클립이 상기 필터 하우징 칼라에 고정되는 때에 상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트는 나사 형성된 매니폴드 칼라 수용 통공과 일치되게 정렬됨과 아울러 상기 아치 록/릴리스 레버의 탄성력에 기인하여 상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트가 나사 형성된 환상 칼라 수용 통공을 통해서 연장된다.

본 발명의 제4 기술적 특징은, 각기 매니폴드 헤드와 필터 카트리지 조립체를 갖는 적어도 두개의 모듈러 필터 조립체와, 상기 매니폴드 해드와의 결합을 위한 환상 칼라를 포함하며 밀폐 상태로 여과재를 수용하는 필터 하우징을 포함하여 이루어진 모듈러 여과 플랫폼에 있는 것으로, 이때 상기 환상 칼라는 반경 방향 외측을 향하는 적어도 하나의 통공이나 홈을 구비하여 필터 카트리지 조립체를 더 이상이 회전으로부터 고정시키기 위한 돌기나 리드-인 탭을 수용하도록 형성되고, 상기 각 매니폴드 헤드는 매니폴드 유니언(union)이나 도관에 의해 인접하는 매니폴드 헤드 상부 유체 액세스 포트에 탈착가능하게 결합되는 상부 유체 액세스 포트를 포함함으로써 각각의 매니폴드 헤드는 서로 유체 연통된 상태로 링크된다.

상기 각 매니폴드 헤드는 매니폴드 헤드 외부로의 물 흐름을 유지하기 위하여 매니폴드 유니언이나 도관의 어느 한 쪽을 수용하도록 형성된 유입 및 유출 포트를 포함하거나, 주어진 포트로부터의 물 흐름을 중단시키기 위한 도관 플러그를 포함하거나, 유입 유체의 수용이나 유출 유체의 배출을 위한 인풋/아웃풋 도관을 포함한다.

상기 매니폴드 유니언이나 도관, 도관 플러그, 및 인풋/아웃풋 도관은 매니폴드 헤드상에 배열되어 직렬 배치로 또는 평행한 배치로 유체 여과가 이루어지도록 한다.

상기 모듈러 여과 플랫폼은 매니폴드 헤드 상에 위치하는 삽입공 내로 제거가능하게 삽입될 수 있는 록킹 키를 더 포함함으로써 상기 매니폴드 유니언이나 도관이 슬라이드 가능하게 매니폴드 헤드의 액세스 포트 내에 삽입되는 때에, 록킹 키는 상기 삽입공 내에 위치하여 상기 매니폴드 유니언이나 도관을 그 자리에 고정시키게 된다.

상기 매니폴드 유니언이나 도관은 매니폴드 헤드에 대한 매니폴드 유니언이나 도관의 수밀을 위한 O-링의 고정을 위한 간격 리브를 포함한다.

상기 모듈러 여과 플랫폼은 상기 브래킷을 고정 구조물에 고정시키기 위한 월 마운트(wall mount)를 포하하는데, 이때 상기 월 마운트는 프리-필터 조립체나 포스트-필터 조립체를 모듈러 여과 플랫폼에 장착할 수 있는 브래킷 플랜지를 슬라이딩 가능하게 수용할 수 있는 적어도 하나의 립(lip)을 포함한다.

상기 프리- 및 포스트- 필터 조립체는 월 마운트 상의 어디라도 슬라이딩 가능하게 위치한다.

상기 상부 유체 액세스 포트는 하나의 매니폴드 헤드를 다른 매니폴드 헤드에 유동적으로(fluidly) 연결하는 매니폴드 유니언이나 도관을 슬라이드 가능하게 수용함과 아울러 록킹 키를 수용하기 위한 삽입공을 포함하며, 이때 상기 록킹 키는 매니폴드 헤드 사이를 유체 연통된 상태로 연결하는 매니폴드 유니언이나 도관을 고정하는데 사용된다.

상기 상부 유체 액세스 포트는 물이 매니폴드 헤드 바깥으로 유지되도록 하는 매니폴드 유니언이나 도관이나 주어진 포트로부터의 물 흐름을 멈추도록 하는 도관 플러그, 또는 유입 유체의 수용이나 유출 유체의 배출을 위한 인풋/아웃풋 도관을 슬라이딩 가능하게 수용한다.

본 발명의 제5 기술적 특징은, 밀폐 상태로 필터 카트리지를 수용함과 아울러 유체 전달을 위한 유입 및 유출 포트를 구비하고 매니폴드 헤드와의 결합을 위한 나사 형성된 칼라를 포함하는 필터하우징과, 상기 필터 하우징 칼라로부터 또는 이를 통과하여 반경방향으로 연장되어 필터 카트리지 하우징을 상기 매니폴더 헤드에 탈착가능하게 고정시키는 탄성 돌기나 삽입 세그먼트를 포함하는 필터 카트리지 조립체에 있다.

록킹 클립은 상기 필터 하우징 칼라에 부착가능하며, 탄성 돌기나 삽입 세그먼트를 형성하는 상기 록킹 클립은 매니폴드 상의 수용 통공과의 결합을 위해 필터 하우징 칼라로부터 반경방향 외측으로 연장된다.

상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트는 나사 형성된 매니폴드 환상 칼라 내에 삽입가능한 탄성 아치 록/릴리스 레버로 이루어지며, 이때 상기 탄성 아치 록/릴리스 레버는 이완 상태에서 록킹 클립의 반경 이상으로 반경방향으로 연장되어 록킹 클립입 필터 하우징 칼라에 고정되는 때에 상기 탄성 돌기나 삽입 세그먼트가 매니폴드 수용 통공과 일치되게 정렬됨과 아울러 상기 아치 록/릴리스 레버의 탄성력에 의해서 탄성 돌기나 삽입 세그먼트가 상기 매니폴드 수용 통공 내로 연장된다.

본 발명의 제6 기술적 특징은 필터 카트리지 조립체를 매니폴드에 삽입하는 방법에 있는 것으로, 상기 방법은, 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상의 홈부가 푸쉬 바 캐리지의 통공의 뒤쪽 커브부와 일치되도록 지지 브래킷 상에 위치한 푸쉬 바 캐리지와 필터 캐리지 조립체를 정렬시키는 단계; 수직 상향으로 푸쉬 바 캐리지 통공 내로 삽입되도록 필터 카트리지 조립체를 삽입하는 단계; 매니폴드의 상대되는 수용 나사부 내로 필터 카트리지 조립체를 회전시키는 단계; 회전을 통해서 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상의 통공이나 홈을 정렬시키는 단계; 및 상기 푸쉬 바로부터 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상의 통공이나 홈 내로 푸쉬 바 캐리지의 반경방향 안쪽을 향해 탄성적으로 작용하는 힘에 반응하는 탭을 삽입하여 추가적인 회전을 통해 필터 카트리지 조립체를 고정시키는 단계로 이루어진다.

본 발명의 제7 기술적 특징은, 매니폴드로부터 필터 카트리지 조립체를 인출하는 방법에 있는 것으로, 상기 방법은, 장착 브래킷 상에 슬라이딩 가능하게 지지되고 있는 푸쉬 바 캐리지를 필터 카트리지 조립체를 향해 안쪽으로 밀어서 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상의 통공이나 홈 안으로부터 탭을 이동시키는 단계; 필터 카트리지 조립체를 매니폴드로부터 제거하는 회전방향으로 필터 카트리지 조립체를 회전시키는 단계; 상기 푸쉬 바 캐리지를 해제시키는 단계; 및 필터 카트리지 조립체를 분리해 내는 단계로 이루어진다.

본 발명의 특징들은 신규한 것으로 믿어지며 본 발명의 특징적인 기술구성은 특별히 뒤따르는 특허청구범위에 설정되어 있다. 도면들은 단지 예시적인 것으로서 정확한 축척을 따르고 있지는 않다. 본 발명 자체, 구조 및 동작 방법은 도면을 참조한 아래의 상세한 설명을 통해서 가장 잘 이해될 것이다.
도1은 각기 부착구조에 대한 제1 실시예로서의 매니폴드 헤드를 갖는 두개의모듈러 필터 조립체를 갖는 베이스 여과 역삼투 플랫폼에 대한 사시도이다.
도2는 복수의 모듈러 필터 조립체를 장착 및 지지하기 위한 도1의 지지 브래킷을 예시적으로 보인 실시예이다.
도3은 도1의 필터 카트리지 조립체에 대한 사시도이다.
도4는 본 발명의 일실시예 따른 필터 카트리지 조립체에 대한 분해사시도이다.
도5A는 록킹 클립의 삽입을 위한 나사 부착구와 통공을 보여주는 환상 칼라의 일실시예에 대한 사시도이다.
도5B는 내부 나사들 사이에 위치한 수용 통공을 갖는 도5A의 환상 칼라에 대한 종단면도이다.
도5C는 록킹 링을 축방향으로 고정시키기 위하여 록킹 링 상에 형성된 대응 홈과의 결합을 위해서 환상 칼라의 외표면상에 바깥쪽으로 연장 형성된 원주 리브를 갖는 환상 칼라를 보인 사시도이다.
도6A는 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라를 매니폴드에 고정하기 위한 록킹 클립의 일실시예에 대한 사시도이다.
도6B는 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라를 매니폴드에 고정하기 위한 록킹 클립의 다른 실시에를 보인 것으로, 이때 상기 록킹 클립은 변화된 형상의 삽입 세그먼트와 해제 레버를 포함한다.
도6C는 록킹 클립이 사용되지 않는 록킹 필터 카트리지 조립체에 대한 제3 실시예를 보여주고 있다.
도7은 연결도관, 매니폴드 포트 플러그 및 지지 브래킷을 갖는 도1의 듀얼 매니폴드 헤드 구조에 대한 분해사시도이다.
도8은 사이에 록킹 키의 레그를 수용하기 위한 갭이 형성된 원주 리브를 구비한 도7의 도관을 보여주고 있다.
도9는 직열 방식의 유체 흐름을 보여주는 도7의 매니폴드에 대한 평면도이 다.
도10은 본 발명의 매니폴드 헤드에 대한 일실시예의 분해사시도.
도11A-C는 도10의 매니폴드 베이스 섹션에 사시도로서, 각기 평면 사시도, 바닥 사시도 및 뒤집은 상태의 바닥 사시도이다.
도12는 프리-필터 조립체와 포스트-필터 조립체가 부착된 투 모듈러 필터 조립체를 보여주고 있다.
도13은 해제가능한 푸쉬 바 래칭 구조를 포함하는 브래킷에 의해 지지되는 필터 구조에 대한 다른 실시예를 보여주고 있다.
도14는 도13의 필터 구조에 대한 분해사시도이다.
도15는 지지브래킷의 연장된 대응 레지(opposing ledges) 내로 슬라이딩 가능하게 삽입된 푸쉬 바 캐리지에 대한 사시도이다.
도16A는 도15의 푸쉬 바 캐리지 에 대한 후방 사시도이다.
도16B는 도15의 푸쉬 바 캐리지에 대한 평면도이다.
도16C는 도15의 푸쉬 바 캐리지에 대한 정면도로서, 사용자의 접촉 편의를 위해 정면을 넓게 확장시킨 구조를 보여주고 있다.
도17은 도15의 푸쉬 바 캐리지와 함께 사용되는 환상 칼라를 보여주고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어서, 도1 내지 도17의 본 발명의 유사한 특징에 대해서는 유사한 도면부호가 부여되고 있다.

본 발명은 종래기술과 관련한 상술된 문제점들을 신규한 모듈러 여과 시스템에 관한 다른 구현예(실시예)를 제시하고 있다. 본 발명의 제1 기술적 특징에 따라, 음용수 정화 시스템은 베이스 지지체나 브래킷, 미처리 수 공급을 위한 유입(인풋) 포트, 정화된 물을 제공하기 위한 유출(아웃) 포트, 및 미처리된 공급수에 연결된 유입 포트와 배출 도관이나 디스펜서와 연결된 유출 포트를 구비한 모듈러 필터 조립체를 포함하여 구성된다. 상기 모듈러 필터 조립체는 개별적인 매니폴드 헤드와 필터 카트리지 조립체 부착기구를 포함한다. 일부 또는 모든 매니폴드 헤드 및/또는 필터 카트리지 조립체는 교체가 가능하다. 각 매니폴드 헤드는 각 매니폴드와 결합되는 필터 카트리지를 통한 직렬 및 평행 유체 흐름 등과 같은 상이한 유체 흐름 배치에 적합한 유체 흐름 액세스 포트를 구비하도록 설계되는바, 이에 대해서는 아래에서 보다 자세하게 설명될 것이다. 상기 매니폴드 헤드는 필터 하우징 수용을 위한 나사식 부착 베이스를 포함한다. 필터 카트리지 조립체의 필터 하우징 상의 록킹 메커니즘은 필터 카트리지 조립체의 예기치 않은 제거를 방지하기 위하여 대응되는 수용 록킹 메커니즘과 결합되도록 구성된다.

상기 시스템은 메니폴드 세트에 연결된 필터 카트리지 조립체를 통해서 물을 여과하는 구조이다. 상기 시스템은 매티폴드들이 필요에 따라 데이지 체인식으로 연결된(dasiy chained) 단일체로서의 모듈러이다(즉, 복수의 매니폴드/필터 카트리지 조립체들이 구비되어질 수 있다). 모듈러 매니폴드를 통해서 주문 제작 (customization)이 가능함과 아울러 저장 및 설비 요구에 부합하는 크기로 구성할 수가 있다. 개인적 다양성(individual variants), 향상 기대치(enhancements) 그리고 수질과 사용장소 및 기반시설에 따른 연장선 상에서 여러 형태로 구현될 수가 있다. 대부분의 형태는 침전 프리-필터(sediment pre-filter)와 안티-스케일 포스트 필터(anti-scale post filter)를 포함하게 될 것인바, 물론 이와 같은 추가적인 필터는 사용자의 선택 사양이다.

상기 여과 플랫폼은 유연하게 구성될 수 있음과 아울러 용도 특성에 따라 수요자의 주문에 적합하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 여과 플랫폼은 센서 패키지 및 카본블럭, 피브릴화된 활성탄 기술(FACT® Media), 미생물학적 감소 화학제, 클로르아민 카본, 안티-스케일 처리제 및 하이브리드 등을 포함한 케이엑스 테크놀로지스 엘엘씨(KX Technologies LLC)에서 생산되는 여과재 등의 최첨단의 여과재를 포함할 수 있다.

상기 여과재는 제한적이지 않고 다양하게 적용될 수 있는 것으로서, 자치단체 용수의 선택 사양에 유연하게 부합할 수 있는 여과재이자 물과 관련한 문제점 및 세계적인 수자원 실태(global water contitions)에 대한 해결책을 제시하는 특별한 여과재를 제공한다.

통합 센서 패키지는 시스템에 집적되어 실제로 관리되는 물이 시각적/청각적 지시기 및 Wi-Fi 인터페이스를 통해 여과 니즈에 맞춰 거의 실시간으로 반응할 수 있도록 한다. 배터리 백업을 구비한 A/C 파워가 사용될 수 있으며, 다른 파워(DC 선택)의 사용이 제한되는 것은 아니다. 상기 시스템은 상태 지시기를 갖는 LED 디스플레이 및 그래피 유저 인터페이스 등과 같은 디스플레이의 일부 형태를 취할 수 있다. 적어도 한 실시예에서, 상기 시스템은 Wi-Fi가 가능하게 설계될 수 있다.

그와 같은 센서의 설계방안은 유량계, 카운터, 압력변환기, TDS 모니터링 등이 구비되어 물 흐름과 여과 지속시간(기대 수명)을 측정하는 데이타 콜렉션을 포함한다.

상기 센서 측정(유량 측정 등과 같은)은 최적의 필터 교체와 그에 따른 관리비용의 절감을 제공하게 된다. 유량 및/또는 압력 신호는 필터 교환이 필요한 때에 신호를 보냄으로써 고장시간의 경과를 방지함과 아울러 바이패싱을 제거하게 된다. 유속, 압력, 온도, 전도도, 및/또는 불순물 농도 등과 같은 여과 유체 파라메타를 측정할 수 있는 여과 플랫폼에 적어도 하나의 센서가 사용된다.

상기 센서 시스템은 사용자, 오너/오퍼레이터, 및/또는 서비스 네트워크에 텍스트나 이메일 등과 같은 통신 피드맥을 제공하게 된다. 이와 같은 통신을 통해서 시기적으로 적절한 필터 보급 및 유지가 가능하게 된다.

각각의 모듈러 필터 조립체는 매니폴드 유니언이나 도관에 의해 인접한 매니폴드 헤드에 분리가능하게 결합되는 매니폴드 헤드를 구비함으로써 각 매니폴드 헤드는 서로 간에 유체 연통이 가능하게 된다. 상기 매니폴드 헤드는 어느 한 매니폴드 유니언이나 도관을 받아들여 매니폴드 바깥쪽으로 물이 흐르도록 하는 유입 및 유출 포트를 구비하거나 주어진 포트로부터의 물 흐름을 멈추도록 하거나 처리된 물이 디스펜서로 향하도록 하는 플러그를 구비한다. 상술한 바와 같이, 상기 도관과 플러그는 각 매니폴드에 부착된 필터 내의 필터 카트리지를 통과하는 물이 평행한 물 흐름 또는 직렬의 물 흐름이 구축되도록 배열되어질 수 있다. 이를 통해, 다수의 필터 카트리지는 서로 직렬로 또는 평행하게 연결되어 일예로 탭 워터 서플라이로부터 특정한 종류의 불순물을 단계적으로 또는 동시에 선택적으로 제거하거나, 유입수의 소독, 및/또는 영양물질이나 여타의 첨가제를 탭 워터 서플라이에 첨가할 수가 있다.

본 발명의 일실시에에서, 모니터 시스템은 센서와 함께 시스템의 성능을 측정하는데 사용된다. 상기 모니터를 통해서 사용자는 상기 시스템의 성능을 관찰할 수 있게 된다. Wi-Fi 등과 같은 통신을 통해서 스마트 폰이나 컴퓨터 등을 통해서 어디에서든지 데이터를 받아 볼 수 있다.

본 발명 실시예에서의 매니폴드는 모듈러로서 지지 또는 록킹 클립으로 제 위치에 차례로 고정되는 도관이나 유니언과 함께 연결되며, 이때 상기 도관과 유니언은 분리가능하게 부착된다. 상기 매니폴드는 전체 여과장치를 필요한 위치에 장착시키는데 사용되는 금속 브래킷과 같은 단단한 브래킷상에 장착된다. 상기 브래킷은 이를 벽이나 월 마운트 브래킷 등과 같은 여타의 지지 구조체에 장착시키기 위한 나사나 못 등을 위한 장착공을 포함하는 것이 바람직하다.

도1은 본 발명의 일실시예에 관한 사시도로서, 특히 모듈러 베이스의 여과 시스템을 보여주고 있다. 상기 시스템은 두개의 모듈 필터 조립체(12a, 12b)를 포함하는 베이스 여과 플랫폼(10)을 포함하고 있다. 각각의 모듈 필터 조립체는 각각의 매니폴드 헤드(14a, 14b)에 부착된 카트리지 조립체(16a, 16b)를 포함하고 있다. 보다 비싼 모듈러 구조에서 밝혀지겠지만, 3개 또는 4개의 필터 카트리지 조립체를 사용하는 3중 및 4중 구조나 더 많은 필터 조립체를 갖는 구조는 복수개 조립된 매니폴드/펄터 조합을 통해서 용이하게 구현될 수 있다.

도1에서와 같이 매니폴드 헤드(14a, 14b)는 지지브래킷(18)에 부착된다. 필터 카트리지 조립체는 수밀 케이싱이나 하우징 내에 장입된 여과재를 포함한다. 상기 여과재는 기존의 여느 여과재일 수 있으며, 카본 블록 여과재, 필터 페이퍼, 과립형 활성 카본(GAC) 여과재, 또는 이들의 조합물 등과 같은 물 정화용 여과재가 일반적으로 사용된다. 그리고 필터 카트리지 조립체는 역삼투막을 포함한다. 도1의 실시예에서, 필터 카트리지 조립체(16a)는 카본 블럭, 필터 페이퍼, GAC, 또는 이들의 조합 등과 같은 여과재가 구비된 것을 나타내며, 필터 카트리지 조립체(16b)는 역삼투 필터를 나타낸다.

도2는 다수의 매니폴드 헤드를 장착 및 지지하기 위한 지지 브래킷의 일실시예를 도시하고 있다. 브래킷(18)은 바람직하기로는 L자 형태로서 수평부(20a)와 수직부(20b)를 구비하고 있다. 장착공(24)은 수평부(20a)에 위치하며, 브래킷의 윗쪽면 상에서 매니폴드 헤드(14a, 14b)를 수용하도록 구성된다. 이하에서 상세하게 설명되듯이, 매니폴드 헤드(14a, 14b)는 필터 카트리지 조립체(16a, 16b)의 필터 하우징 상부에 대응하는 나사부를 수용하기 위한 하부 또는 바닥부 상에 형성된 나사 커넥터를 포함한다. 도1에 도시된 바와 같이, 각 필터 카트리지 조립체(16a, 16b)의 하우징 상부는 브래킷(18)의 수평부(20a) 아래쪽에 각각 위치하는 매니폴드 헤드(14a, 14b) 상의 나사 커넥터에 삽입가능하게 부착된다.

필터 하우징은 브래킷(18) 내의 장착공(24)을 통해 연장된 매니폴드 헤드 (12)의 바닥부에 부착된다. 브래킷(18)에는 정렬 핀(pegs)이나 나사공 통공(26)이 구비되어 대응하는 록킹 부착구나 나사 또는 핀(22)을 안내함으로써 브래킷(18)에 매니폴드 헤드(14)의 고정이 이루어지도록 한다. 브래킷은 벽이나 여타의 장착 구조에 부착가능하다. 도시돤 바의 본실시예에서는, 브래킷 장착 나사공(28)을 통해서 통상적인 나사, 볼트 또는 못으로 장착 구조에 물리적으로 고정된다.

브래킷(18)은 각 매니폴드 헤드와 필터 카트리지 하우징 조립체를 지지할 수 있는 어떠한 형상이라도 무방한 바, 단순히 L자 형상에 국한되지는 않는다. 단지 일예를 보여주고 있는 도시된 실시예의 브래킷(18)은 다수의 모듈러 필터 조립체 장착 통공(24)(도1에 도시된 실시예에서는 두개의 통공을 필요로 한다)이 다수의 필터 조립체를 지지하는데 적합하도록 구성된다.

도3은 필터 카트리지 조립체(16)(16a 또는 16b)에 대한 사시도이다. 상기 필터 카트리지 조립체에서 하우징(30)은 바람직하게는 두 개의 리드 나사(34)가 구비된 환상 칼라(32)를 갖는 하우징(30)을 포함한다. 내부 환상 칼라(36)에는 수밀을 제공하기 위한 O-링(38)이 구비된다. 연결 피팅(40)은 내부 환상 칼라(36)의 외측으로 연장된다. 연결 피팅(40)은 필터 카트리지 조립체(16a)를 위한 유체 흐름 포트를 제공한다. 본 실시예에서, 나사(34)는 바람직하기로는 약 1/4 회전으로 필터 하우징을 매니폴드 헤드로부터 신속하게 교체하는 것이 가능하도록 구성되며, 아래에서 보다 자세하게 설명되는 바의 트위스트-클릭 록킹 인터페이스(twist-click locking interface)를 포함한다.

도4는 본 발명에 따른 일실시예의 필터 카트리지 조립체(16)(16a 또는 16b)에 대한 분해사시도이다. 본 실시예에서 필터 하우징(30)은, 도시된 바와 같이, 두개의 원통형 쉘(30a, 30b)로 이루어진다. 쉘(30a)는 카본 블럭 여과재로 도시되고 있는 실시예로서의 필터 카트리지(42)를 수용한다. 필터 카트리지(42)에는 상단캡 (44)과 하단캡(46)이 구비된다. 필터 카트리지(42)는 원통형의 중심축 유체 흐름 경로나 공간을 구비하여 필터 카트리지(42)의 외벽으로부터 반경방향 안쪽으로 흘러 들어온 물이 상기 원통축 공간을 거쳐 상단캡(44) 상에 위치하는 포스트나 유출 포트(48)로 빠져 나가게 된다. 조립된 상태에서, 포스트나 유출 포트(48)는 필터 하우징 쉘(30b)의 상단에 형성된 통공 내로 삽입된다. 쉘(30a, 30b)은 서로 연결되었을 때 필터 카트리지(42) 둘레에 수밀 씨일(water-tight seal)을 형성한다. 하우징으로부터 물이 새는 것을 방지하기 위하여 O-링이 통공(50) 및/또는 유출 포트 (48)의 주위에 위치하게 된다.

필터 카트리지(42)는 하단캡(46)으로 밀폐되는데, 이는 유체 흐름이 필터 카트리지(42)의 원통형 중심축 유체흐름 경로나 공간을 통과하는 것을 방지하여 유체가 필터 카트리지 실린더의 외벽을 통과하여 반경방향 안쪽을 향하도록 강제함으로써 여과된 물이 원통형 중심축 흐름경로를 통해 빠져 나가도록 하기 위함이다.

상기 필터 카트리지 조립체는 나사 칼라를 갖도록 구성되는 한편 각각의 매니폴드에 확고하게 부착되도록 하는 록킹 클립과 적절하게 결합된다. 록킹 클립이나 링(54)은 환상 칼라(32)에 부착될 수 있는 별개의 링으로 이루어지거나 환상 칼라(32)와 일체로 형성될 수 있다. 이와 같은 록킹 구조는 사용 중에 있는 필터의 확실한 장착 상태 유지를 위해 사용된다. 적어도 하나의 실시예에서 록킹 클립 링(54)은 필터 환상 칼라(32)의 바깥쪽 주위에 장착된다. 상기 록킹 클립이나 링은 수축/신장되는 탄성재질인 까닭에 "스프링 장착(spring-loaded)"으로 인해 환상 칼라가 대응하는 수용 매니폴트에 장착되는 순간에 자동적으로 래치가 맞물리게 된다. 즉, 필터 카트리지 조립체가 매니폴드와 완전하게 결합되는 때에 록킹 링 (54)의 일부가 들을 수 있는 클릭음을 내면서 매니폴드의 대응되는 슬롯 안으로 삽입된다. 이와같이 해서 매니폴드 내로 필터 카트리지 조립체가 록킹된다.

상기 록킹 링의 탄성을 이용하여 사용자가 매니폴드의 슬롯에 삽입된 록킹 링 부위를 외측으로 연장시켜 슬롯으로부터 빼내게 되면 필터 카트리지 조립체의 후속적인 회전이 가능하게 되어 매니폴드로부터 필터 카트리지 조립체를 제거해 낼 수 있게 된다.

도5A에 환상 칼라(32)의 일실시예가 사시도로 도시되어 있다. 록킹 링(54)의 삽입 세그먼트(58)와 선택적인(optional) 리테이너 세그먼트(60)를 각각 수용하기 위해 수용 통공이나 홈(33, 35)이 형성되어 있다. 수용 통공(33, 35)은 환상 칼라 (32)의 서로 대향된 위치에 형성된다. 록킹 링(54)의 삽입 세그먼트(58)와 레테이터 세그먼트(60)가 수용 통공(33, 35) 내로 삽입되어 정착되면 환상 칼라(32)에 대한 록킹 링(54)의 축방향 고정이 이루어져서 록킹 링이나 필터 카트리지 조립체의 의 더 이상의 회전이 방지된다.

수용 통공(35)은 록킹 링(54)의 리테이너 세그먼트(60)를 수용한다. 이와 같은 연결을 통해서 축방향 이동이 배제된 환상 칼라(32)가 유지되도록 하는 한편 환상 칼라(32)가 매니폴드 헤드(14)(14a 또는 14b) 내에서 회전되는 때에 록킹 클립 (54)의 예기치 않은 회전을 방지하게 된다. 상기 수용 통공(33)은 또한 록킹 클립이 환상 칼라(32) 상에서 회전하게 되는 때에 록킹 클립(54)의 예기치 않은 회전을 방지하게 된다. 필터 카트리지 조립체(16)(16a 또는 16b)가 회전가능하게 매니폴드 헤드(14)(14a 또는 14b)에 고정되는 때에 삽입 세그먼트(58)로 하여금 환상 칼라 (32)의 축방향 중심을 향해서 수용 통공(33)에서 안쪽으로 더 이동하도록 하는 허용 공차(allowance)가 존재한다.

도5B는 나사들(34) 사이에 위치하는 수용 통공(33)을 보인 환상 칼라(32)에 대한 단면도이다.

적어도 하나의 실시예에서, 리테이터 세그먼트(60)를 갖지 않는 록킹 링을 수용하기 위한 경우에 환상 칼라(32)는 단지 수용 통공(33)(통공 35는 없이)을 구비한 구성을 취하게 된다. 도5C는 환상 칼라(32)의 외표면상에 형성된 바깥쪽으로 연장된 원주 립(또는 정반대로 안쪽으로 연장된 홈)(37)을 구비하여 록킹 링 상의 대응하는 홈/립과 결합되어 록킹 링을 축방향으로 고정시키게 된다. 이에 더하여, 환상 칼라(32)는 록킹 링의 고정을 위해 수용 통공(33, 35) 및 립/홈(37) 양쪽 모두를 포함할 수 있다.

도6A는 록킹 클립(54)의 일실시예에 대한 사시도이다. 삽입 세그먼트(54)와 이에 반응을 보이는 탄성 아치 록/릴리스 레버(56)이 형성된다. 탄성 아치 록/릴리스 레버(56A0는 록킹 클립(54)의 곡률반경과 비슷한 것이 바람직하나, 비슷한 곡률반경이 필수적인 것은 아니며 삽입 및 제거를 위해 충분한 탄성을 보이는 경우라면 다른 레버 형태(아치형 이외의)가 적용될 수도 있다. 이에 따라 사용자는 록킹 클립(54)의 축 중심을 향하여 반경방향 안쪽으로(바깥쪽으로) 누름(당김)으로써 레버를 조작할 수 있다.

도6A에 도시된 바와 같이, 탄성 아치 록/릴리스 레버(56)는 이완된 상태일 때, 록킹 클립(56)의 반경을 벗어난 반경방향으로 연장됨으로써 록킹 클립(54)이 환상 칼라(32)에 고정된 때에는 삽입 세그먼트(58)가 수용 통공(33)과 일치되게 정렬되는 한편 레버(56)의 탄성에 의해서 삽입 세그먼트(58)는 수용 통공(33) 내부를 통과하여 연장된다. 이와 유사한 방식으로, 필터 카트리지 조립체가 매니폴드에 부착된 때에 삽입 세그먼트(58)는 정렬된 매니폴드 통공(73)을 통과하여 연장되어 필터 카트리지 조립체를 매니폴드에 "록" 시키게 됨과 아울러 나사식 부착을 악화시킬 수 있는 예기치 못한 회전을 방지하게 된다. 당김 레버(56)는 정렬된 매니폴드 통공(73)으로부터 삽입 세그먼트(58)를 반경방향 외측으로 제거해 냄으로서 사용자는 필터 카트리지 조립체를 회전시켜서 분리해 낼 수 있게 된다.

적어도 하나의 실시예에서, 록킹 클립(54)의 구조에서는 환상 칼라(32)의 외표면상에 형성되어 바깥쪽으로 연장된 원주 립(또는 안쪽으로 연장된 홈)(37)과의 결합을 위한 홈(또는 립)을 더 포함하여 록킹 링(54)을 축방향으로 고정시키게 된다. 또한 록킹 링(54)은 리테이너 세그먼트(60) 및 홈(또는 립)(59) 모두를 포함하여 환상 칼라에의 부착을 고정시킴과 아울러 고정 상태에서 축방향이나 회전방향으로의 이동을 방지하게 된다.

도6B는 록킹 클립의 제2 실시예이다. 본 실시예에서, 록킹 클립(54')은 변화된 형상의 삽입 세그먼트(58')와 릴리스 레버(56')를 포함한다. 록킹 클립(56')은 리테이너 세그먼트(60)가 없이 도시되고 있다{만일 매니폴드가 정렬된 매니폴드 통공이 구비된 경우에는, 리테이너 세그먼트(60)가 사용될 수 있긴 하다}. 삽입 세그먼트(58')는 환상 칼라의 수용 통공 내에 삽입된 때에 삽입 세그먼트(58)과 유사하게 작용한다.

도6C는 상술한 바의 록킹 클립이 구비되지 않은 록킹 필터 카트리지 조립체를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 상기 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라는 매니폴드 상의 수용 통공 내로 삽입되어질 수 있는 돌기(57)가 구비된 삽입가능 부재 (63)를 포함한다. 본 실시예에서 돌기(57)는 환상 칼라(61)와 일체로 형성된 탄성재질로서 환상 칼라(61)의 단지 한쪽면 상에만 부착(성형)된다.

도7은 연결 유체흐름 도관(15), 매니폴드 포트 플러그(17), 나사 유입/유출 도관(19) 및 지지 브래킷(18)을 갖는 듀얼 매니폴드 헤드 구조에 대한 분해사시도이다. 매니폴드 헤드(14a, 14b)는 유체흐름 액세스 포트(A-D)(액세스 포트 D는 보여지고 있지 않는바, 반대편의 액세스 포트 B로 연장됨)와 액세스 포트 (A'-D'를 각각 구비하고 있다. 각 액세스 포트는 유체 흐름이 매니폴드 헤드의 안으로 또는 바깥으로 향하도록 할 수 있다. 매니폴드 헤드는 브래킷(18)의 장착 통공(24) 내에 삽입되도록 배열되어 진다. 각 매니폴드 헤드(14a, 14b)의 나사 형성된 하부는 장착 통공(24) 안으로 삽입이 가능한 바, 이때 정렬 페그나 나사공 통공(26)이 사용되어 각 매니폴드(14a, 14b)의 대응 결합되는 부착 구조(22)를 고정시키게 된다.

각 매니폴드 헤드는 필터 카트리지 조립체(16)(16a, 16b)를 받아들여 유체 씰링이 이루어지도록 한 가운데 부착이 이루어지도록 한다. 특히, 각 매니폴드 헤드는 필터 카트리지 조립체(16)(16a, 16b)와의 결합을 위한 대응하는 연결 피팅을 포함하고 있다.

각 액세스 포트(A-D 및 A'-D')는 각 단부에 인접한 위치에 록킹 키(68)를 수용하여 지지되도록 하는 삽입공(66)을 포함한다. 록킹 키(68)는 유체흐름 도관 (15), 매니폴드 포트 플러그(17), 또는 나사 유입/유출 도관(19)이 액세스 포트(A-D 또는 A'-D')에 삽입된 후에 삽입공(66) 내로 삽입된다. 유체흐름 도관 (15), 매니폴드 포트 플러그(17), 또는 나사 유입/유출 도관(19)이 매니폴드 액세스 포트(A, B, C, 또는 D 등과 같은) 내에 위치하게 되면, 록킹 키(68)는 각각의 커넥터를 고정시켜서 록킹 키(68)를 먼저 제거하지 않고서는 매니폴드 액세스 포스트로부터 벗어날 수 없는 상태로 된다. 적어도 도관의 일단부에 위치하는 원주 립(70), 포트 플러그 또는 유입/유출 도관 커넥터는 수밀 접속을 위해 O-링 씨일이 개재된 가운데 고정이 이루어진다.

압력센서(72)나 앞서 논의된 바의 여타의 유체흐름 모니터링 장치들은 매니폴드의 상면에 부착되며 매니폴드를 통과하는 내부 유체흐름에 노출되어 진다.

도8은 수밀 삽입을 위해서 그 사이에 O-링(도면 미도시)이 고정되는 갭(71)을 갖는 원주 립(70)이 구비된 도관(15)을 보여주고 있다. 록킹 키(68)의 연장레그 (69a - 69c)에 의해서 매니폴드로부터 도관(15)이 예기치 않게 제거되는 일이 없이 원래의 연결상태를 유지하게 된다. 도7에 도시된 바와 같이, 록킹 키(68)는, 유체흐름 도관(15), 매니폴드 포트 플러그(17) 또는 나사 유입/유출 도관(19)을 수용하는 매니폴드 튜블러 세그먼트의 각 단부에 인접하여 형성된 개구부 내로 연장되어 삽입되는 두 개의 외측 레그(69a, 69b)를 포함한다. 두 개의 서로 인접한 상대적으로 적은 레그로서의 중앙 연장 레그(69c)는 매니폴드 튜블러 세그먼트의 상부에 추가적인 부착 메커니즘을 제공한다.

도9는 직렬 구조에서의 유체흐름을 보인 도7의 매니폴드에 대한 평면도이다. 본 구조에서 유체는 화살표 E로 지시된 바와 같이 액세스 포트(A)를 통해서 유입도관(19)에서 모듈러 매니폴드 조립체로 진입된다. 이어서 유체는 매니폴드(14a)에 부착된 필터 카트리지 조립체로 흘러들게 되고, 상기 필터 카트리지를 빠져 나온 유체는 매니폴드 포트 플러그(17a, 17d)에 막혀서 액세트 포트(b)로 향하는 것 이외의 어떠한 방향으로도 매니폴드(14a)를 빠져 나가지 못하게 된다. 이에 따라 유체는 액세스 포트(B)를 따라 흘러서 화살표 F로 지시된 바와 같이 도관(15)를 빠져 나가게 된다. 액세스 포트 (D')에서 유체가 매니폴드(14b)로 유입되어 매니폴드 (14b)에 결합된 필터 카트리지 조립체로 향하게 된다. 매니폴드 포트 플러그(17b, 17c)는 막힌 액세스 포트를 통해서 유체가 빠져나가는 것을 허락하지 않음으로써 유체가 화살표 G로 표시된 바의 나사 유출 도관(19b)을 향하도록 한다. 이와 같은 구조 하에서, 유체는 먼저 매니폴드(14a)에 부착된 필터 카트리지 조립체로 향하게 되고, 이어서 순차적으로 매니폴드(14b)에 부착된 필터 카트리지 조립체를 흐르게 된다. 이에 따라 여과를 위한 직렬 형태가 달성된다. 이와 유사한 방식으로, 매니폴드는 도관과 플러그 세트로 구성되어 필터 카트리지 조립체를 통과하는 평행 흐름용을 제공하게 되는바, 이때 각 필터 카트리지로는 여과되지 않은 유체(평행 흐름 경로에서 다른 필터에 의해 이전에 여과되지 않은) 동시에 진입하게 되며, 모듈러 매니폴드 배치의 출구 또는 유출 포트로 여과된 유체를 동시에 제공하게 된다. 도10은 본 발명에 따른 매니폴드 헤드(14)의 일실시예에 대한 분해사시도이다. 매니폴드 헤드(14)는 적어도 두 부분, 즉 베이스부(141)와 원통형 도관 부착부 (143)로 이루어진다. 베이스부(141)는 성형된 구조(molded construction)가 바람직하나, 다른 구조라고 해도 제한되는 것은 아니다. 베이스부(141)는 매니폴드(141)가 브래킷(18)에 고정되도록 하는 록킹 부착구나 나사 또는 페그(22)를 포함한다. 도10에서는 록킹 부착구(22)는 베이스부(141) 상에 성형된 것으로 도시되고 있으 나, 기존의 다른 부착 구조가 이용될 수 있기에 본 발명에서는 특별한 어느 부착 구조로 한정되지 않는다. 도관 부착부(143)는 유체가 매니폴드 내로 흘러들어 필터 카트리지 조립체를 향하도록 하는 한편으로 상기 필터 카트리지 조립체로부터 유체를 받아들여서 여과된 물리 매니폴드를 빠져 나가도록 하는 유동적인 측면에서 두 개의 분리된 유입/유출 서브 조립체(145a, 145b)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이들 도관 부착부는 원통형의 형태로서, 단부 부근에 록킹 키를 수용하기 위한 통공을 구비하고 있다.

도11A-C는 매니폴드(14)의 베이스부(141)에 대한 각도를 달리한 사시도를 보여주고 있다. 도11A는 상면 사시도이고, 도11B는 저면 사시도이며, 도11C는 뒤집은 상태의 상면 사시도이다. 후자의 두 도면에서는 매니폴드 통공(73)이 보여지고 있다. 이 통공은 록킹 링(54)의 삽입 세그먼트(58)를 받아들인다.

도12는 프리-필터 조립체(80)와 포스트-필터 조립체(82)가 부착되어 구성된 두 개의 모듈러 필터 조립체(12a, 12b)에 대한 일실시예를 보여주고 있다. 브래킷(18)은 월 마운트(84) 상에 부착되어 있는 것으로 도시되어 있다. 월 마운트 (84)는 프리-필터 조립체(80)를 브래킷(80)에 장착시키는 브래킷 플랜지(90)를 슬라이딩 가능하게 수용하는 상단 립(86) 및 바닥 립(88)을 포함하며, 나사 도관(94)의 부착을 위해 프리-필터(80)가 모듈러 필터 조립체(12b)와 일직 선상에 놓이도록 한다. 브래킷 플랜지(92)은 포스트-필터 조립체(82)를 브래킷(18)에 장착시키며 나사 도관의 장착을 위해 포스트-필터 조립체(82)가 모듈러 필터 조립체(12b)와 일직선 상에 놓이도록 한다. 각 프리- 및 포스트- 필터 조립체는 동 구조에서 요구되는 바의 나사 도관(94), 플러그(96) 또는 유체흐름 포트(98)를 받아들이기 위한 유입 및 유출 포트를 갖는 메니폴드 헤드를 포함한다. 브래킷 플랜지(90, 92)는 안정적인 장착을 위해서 브래킷(18)의 립(86, 88)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

이와 같은 구조를 통해서 듀얼 모듈러 필터 조립체의 장착 이후에 프리- 및 포스트- 필터 조립체의 추가가 가능하게 된다. 프리- 및 포스트- 조립체(80, 82)는 월 마운트(84)의 어느곳에라도 위치할 수 있다. 이들 위치의 고정을 위해 썸 스크류(thumb screw)가 사용된다.

상술한 바와 같이, 모듈러 여과 시스템에서 사용되는 센서 시스템은 사용자/작업자에게 전자적인 피드백을 제공하게 된다. 컴퓨터, 스마트폰, 또는 여타의 기기들을 인터넷과 연결이 가능하도록 하거나 특정 영역 내에서 무선으로 서로 통신할 수 있도록 하는 Wi-Fi 특성을 기반으로 중요한 여과 정보를 전달할 수 있다. 도12에 도시되고 있는 통신 모듈(110)은 모듈러 여과 시스템에 사용된 센서와 통신할 수 있음은 물론 다른 전자 기기들과도 통신할 수 있다. 본 실시에에서, 모듈러 여과 플랫폼에 사용된 센서 중의 적어도 일부는 무선통신 능력을 구비한다.

도13은 해제가능한 푸쉬바 래칭 구조를 구비한 브래킷(180)에 의해 지지되는 필터 구조(100)의 다른 실시예를 보여주고 있다. 매니폴드(160)는 브래킷(180)에 고정되며 필터 카트리지 조립체(120)의 부착을 위한 결합구조를 포함한다.

도14는 도13의 필터 구조(100)에 대한 분해사시도이다. 브래킷(180)은 푸쉬바 캐리지(190)을 지지하기 위한 지지 브레이스를 포함한다. 상기 지지 브레이스는 L자 형태로 형성되어 수평 연장 레일(180)을 구비하고 아래쪽으로 연장된 레지 (ledge)(182)가 바람직하며, 이때 레지는 서로 대향되게 형성되어 슬라이딩 이동되는 푸쉬바 캐리지(190)를 수용한다. 레지(182)는 브래킷(180)과 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 레지(182)는 연장 레일을 통해 슬라이딩 면을 형성하여 푸쉬바 캐리지(190)의 전후 이동이 가능하도록 한다. 상기 푸쉬바 캐리지를 슬라이딩 가능하게 수용하기 위한 다른 지지 브레이스 형태가 사용될 수도 있다.

도15는 대향하는 레지(182) 내에 슬라이딩 가능하게 삽입된 푸쉬바 캐리지 (190)를 보인 사시도이다. 푸쉬바 캐리지(180)는 필터 카트리지 조립체(120)가 매니폴드 헤드(160)와 결합하는 것을 가능하게 하는 한편 푸쉬바 캐리지(190)상에 외측방향 인출력이 작용하는 때에 추가적인 회전으로부터 필터 카트리지 조립체를 고정시키는 록킹 메커니즘을 제공한다. 푸쉬바 캐리지((190)에 구비된 탄성 부재 (194)로부터 가해지는 힘에 견딜 수 있는 브래킷 표면을 제공하기 위하여 브래킷의 수평 판부로부터 아랫쪽으로 연장된 탭(186)이 도시되어 있다. 이와 반대로, 탄성 부재(194)는 지지 브래킷 내에 위치하며, 푸시바 캐리지(190)는 지지력 (withstanding force)을 위한 표면을 제공한다.

도16A는 푸쉬바 캐리지(190)의 후방 사시도이다. 리테이너(192)는 푸쉬바 캐리지(190)의 후방 단부로부터 연장된다. 리테이너(192)는 브래킷(180)의 탭(186)으로부터 푸쉬바 캐리지(190)를 바깥쪽으로 또는 멀어지도록 밀어내는 신장력 (extension force)을 제공할 수 있는 스프링이나 여타의 탄성 요소 등과 같은 탄성 부재를 지지하도록 구성된다. 상기 탄성 부재는 리테이너를 필요로 함이 없이 푸쉬바 캐리지와 일체로 형성될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 탭(186)은 탄성 부재 (194)의 스프링력에 대항하기 위한 브래킷 표면을 제공한다. 리테이너(192)는 도시된 바의 원통형으로 형성되거나 탄성 부재를 지지할 수 있는 어떠한 형상으로도 형성될 수 있는바, 예를 들면 도15도에서와 같이 리터이너(192)는 U자 형태를 취할 수도 있다. 필터 캐리지 조립체(120)를 수용하는 푸쉬바 캐리지(190)의 통공을 향해 반경방향 안쪽으로 연장된 리테이너(192)의 반대편으로는 탄성 부재(194)의 신장에 의해서 부착된 필터 카트리지 조립체 쪽으로 이동되는 돌기 또는 리드-인 탭(193)이 형성된다. 리드-인 탭(193)은 환상 칼라(320)의 홈(330) 내로 삽입되어 필터 카트리지 조립체를 고정시키게 된다.

도16B는 푸쉬바 캐리지(190)에 대한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 푸쉬바 캐리지(190)는 환상 칼라(320)를 받아들이기 위하여 전반적으로 원형 통공을 이루는 아치 세그먼트(196)를 포함한다. 푸쉬바 캐리지(190)는 환상 칼라(320)의 지름보다 약간 큰 크기의 완전한 원형 통공으로 형성될 수도 있다. 도16C는 사용자가 누르기 편하도록 정면(198)을 넓게 키운 푸쉬바 캐리지(190)를 보여주고 있다.

도17은 푸쉬바 캐리지(190)에 사용되는 환상 칼라(320)를 도시하고 있다. 환상 칼라(320)는 적어도 하나의 통공이나 홈(330)을 포함하며, 매니폴드에 대한 필터 카트리지 조립체의 최종적인 회전시에 리드-인 탭(193)을 받아들이는 서로 대향되는 통공 및/또는 홈이 바람직하다. 탄성 부재(194)는 푸쉬바 캐리지(190)를 필터 카트리지 환상 칼라(320) 쪽으로 밀어 붙이고, 이어서 리드-인 탭(193)이 통공이나 홈(330) 내로 연장된다. 필터 카트리지 조립체를 해제시키고 회전을 통해 인출을 위해서, 사용자는 푸쉬바 캐리지(190)를 지지 브래킷(18)의 후단부를 향해서 밀어 붙지게 되면(사용자로부터 멀어지는 방향으로), 리드-인 탭(193)이 통공이나 홈 (330)의 바깥쪽으로 밀려나가게 되어 필터 카트리지 조립체의 회전이 가능해지게 된다.

환상 칼라(320)는 푸쉬바 캐리지(190)의 후단에 위치한, 즉 사용자로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 위치하는 아치 세그먼트(196)와 정렬되도록 형성되는 정렬홈 (340)을 더 포함한다. 정렬홈(340)을 통해서 사용자는 푸쉬바 캐리지를 안쪽으로 밀어 붙이지 않고서도 푸쉬바 캐리지(190)의 후단부에 위치하는 아치 세그먼트 (196)를 지나도록 필터 카트리지 조립체를 수직 상방으로 삽입시킬 수 있게 된다. 정렬홈(340)은 환상 칼라(320)의 원주 외면을 제거함으로써 매니폴드 헤드를 향한 필터 카트리지 조립체의 직선적인 수직 상방 삽입이 이루어지도록 한다.

필터 카트리지 조립체의 부착 및 인출 방법은 사용되는 록킹 메커니즘에 입각하여 설명된다. 일실시예에서, 록킹 링은 환상 칼라의 외측 원주면 주위에 장착된다. 상기 록킹 링은 탄성 아치 록/릴리스 레버에 의해 사용자가 조작할수 있는 삽입 세그먼트를 포함한다. 상기 삽입 세그먼트는 필터 카트리지 조립체의 최종적인 회전 하에 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상에 형성된 홈과 매니폴드 상의 홈에 삽입되되도록 형성된다. 해제를 위해서, 사용자는 탄성 아치 록/릴리스 레버를 뒷쪽으로 잡아 당기고 필터 카트리지 조립체를 회전시키면 된다.

다른 실시예에서는 록킹 메커니즘으로 푸쉬바 캐리지가 이용된다. 필터 카트리지 조립체를 부착시키기 위해서는, 필터 카트리지 하우징을 푸쉬바 캐리지와 정렬시켜 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라 상의 홈부가 반경방향으로 연장된 아치 세그먼트로서의 푸쉬바 캐리지 통공의 후방 커브부와 일치되도록 한다. 상기 필터 카트리지 조립체는 수작 상방으로 푸쉬바 캐리지 통공 내로 삽입됨과 아울러 대응하는 매니폴드 수용 나사부 내에서 회전이 이루어지게 된다. 최종적인 회전이 이루어지게 되면, 푸쉬바 캐리지의 반경방향 안쪽으로 향하는 탄성력에 의해 필터 카트리지 조립체의 환상 칼라에 형성된 홈으로 탭이 수용된다. 상기 탭에 의해 더 이상의 회전이 방지된 상태로 필터 카트리지 조립체가 고정된다.

이상 바람직한 특정 실시예를 참조하여 본 발명에 대한 상세한 설명이 이루어 졌는바, 다양한 변경이나 수정 및 변화가 있을 수 있음은 앞서의 설명에 비추어 볼 때 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다. 따라서 그와 같은 변경, 수정 및 변화를 본 발명의 기술적 사상 내에 속하는 것으로서 후속되는 특허청구의 범위에 속하는 것으로 고려된다.

Claims (6)

1. 각기 매니폴드 헤드와 필터 카트리지 조립체를 갖는 적어도 두 개의 모듈러 필터 조립체와,
   상기 매니폴드 헤드 상에 위치하는 삽입공 내에 제거가능하게 삽입가능하여 매니폴드 유니언이나 도관이 매니폴드 헤드의 액세스 포트 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 때에 상기 삽입공 내에 위치하여 상기 매니폴드 유니언이나 도관을 제자리에서 고정시키는 록킹 키를 포함하여 이루어지며, 이때
   상기 필터 카트리지 조립체는
   상기 매니폴드 헤드에의 결합을 위한 것으로서, 필터 카트리지를 더 이상의 회전으로부터 고정하기 위해 돌기나 리드-인 탭을 받아 들이도 록 형성된 적어도 하나의 통공이나 반경 방향 외측으로 향하는 홈이 구비된 환상 칼라를 구비하고, 여과재를 밀폐 상태로 수용하는 필터 하우징을 포함하며,
   상기 각 매니폴드 헤드는 매니폴드 유니언이나 도관에 의해 인접하는 매니폴 드 헤드 상부 유체 액세스 포트에 해제가능하게 연결되는 상부 유체 액세스 포트를 포함하여 각 매니폴드 헤드가 서로 유체 연통되도록 링 크시킴
   을 특징으로 하는 모듈러 여과 플랫폼.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 매니폴드 헤드는 상기 매니폴드 유니언이나 도관의 어느 하나를 수용하여 물이 계속해서 매니폴드 헤드 바깥으로 흐르도록 하는 유입 및 유출 포트, 또는 주어진 포트로부터 물 흐름을 멈추기 위한 도관 플러그, 또는 유체 유입을 수용하거나 유체 유출을 배출하기 위한 인풋/아웃풋 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 여과 플랫폼.
3. 제2항에 있어서, 상기 매니폴드 유니언이나 도관, 상기 도관 플러그, 및 상기 인풋/아웃풋 도관은 상기 매니폴드 헤드에 배열되어 직렬 배치나 평행 배치 내에서 유체 여과가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 모듈러 여과 플랫폼.
4. 제1항에 있어서, 상기 매니폴드 유니언이나 도관은 상기 매니폴드 헤드에 대한 상기 매니폴드 유니언이나 도관의 수밀 씨일을 위해 O-링을 고정시키기 위한 간격 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 여과 플랫폼.
5. 제1항에 있어서, 상기 상부 유체 액세스 포트는 매니폴드 유니언이나 도관을 슬라이딩 가능하게 수용하여 하나의 매니폴드 헤드를 다른 것과 유동적으로 연결시키는 한편, 하나의 매니폴드 헤드를 다른 것과 유체연통되도록 연결시키기 위한 상기 매니폴드 유니언이나 도관을 고정시키는데 사용되는 록킹 키를 수용하기 위한 삽입공을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 여과 플랫폼.
6. 제1항에 있어서, 상기 상부 유체 액세스 포트는, 매니폴드 바깥으로 물이 지속적으로 흐르도록 하는 매니폴드 유니언이나 도관, 또는 주어진 포트로부터 물이 흐르는 것을 멈추도록 하는 도관 플러그, 또는 유체 유입을 수용하거나 유체 유출을 배출하기 위한 인풋/아웃풋 도관을 슬라이딩 가능하게 수용하는 것을 특징으로 하는 모듈러 여과 플랫폼.
   

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