KR101331819B1 - 누수 방지 필터 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터 카트리지의 필터 헤드와 필터 바디를 결합할 때 발생하는 이물질이 필터 헤드에 형성된 오링에 달라붙지 않도록 하는 누수 방지 필터 카트리지에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 필터 카트리지는, 제1 물유동공과 상기 제1 물유동공보다 외곽에 형성된 제2 물유동공을 가지며, 상기 유동공들 중 한 유동공을 통하여 물이 유입되고 다른 유동공을 통하여 물이 유출되는 필터 헤드; 및 상기 필터 헤드의 아래에 위치하여 필터 헤드와 결합되고 그 내부에 물을 여과하는 여과부를 갖는 필터 바디를 구비하며, 상기 필터 헤드의 하부에는 링형상으로서 하방으로 연장되는 외측 림(Rim) 및 외측 림으로부터 내측으로 이격된 내측 림이 형성되고, 상기 필터 바디는 외측 림과 내측 림 사이에 끼워지는 센터 림을 갖고, 상기 외측 림의 외주면과 접촉하며 상방으로 연장되는 상부 벽체부를 가지며, 상기 필터 헤드는 상기 외측 림과 소정간격 이격된 채로 외측 림의 상부에 링 형상으로 형성되며 상기 상부 벽체부의 내주면과 접촉하는 차단링을 구비한다.

Description

누수 방지 필터 카트리지{Water leakage preventing Filter cartridge}

본 발명은 누수 방지 필터 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터 카트리지의 필터 헤드와 필터 바디를 결합할 때 발생하는 이물질이 필터 헤드에 형성된 오링에 달라붙지 않도록 하는 누수 방지 필터 카트리지에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기는 원수(原水)를 정수기의 내부에 설치된 필터 유닛을 통과시켜서 정수하는 장치를 말하며, 관공서나 사무실 등과 같은 공공 장소뿐만 아니라 가정에도 비치되어 사용되고 있다.

도 1은 이러한 필터 유닛을 나타낸 사시도이며, 필터 유닛은 필터 카트리지와, 필터 카트리지에 결합되는 캡(70)을 포함하여 구성된다. 여기서, 필터 카트리지는, 유입공(31)과 배출공(21)이 형성된 필터 헤드(10)와, 상기 필터 헤드(10)의 아래에 위치하고 물을 정수하기 위한 내용물이 내장된 필터 바디(50)를 구비한다.

도 2는 상기 필터 카트리지의 종단면도이다. 도 2를 참조하면, 필터 헤드는(10), 중앙 상면에 형성된 배출공(21), 및 배출공(21)보다 외곽에 형성된 유입공(31)이 있고, 필터 헤드(10)는 그 하단부로부터 하방으로 연장되는 외측 림(33)과 외측 림(33)으로부터 내측으로 이격된 내측 림(34)을 구비한다. 또한, 필터 바디(50)는 그 내부에 여과부(58)가 위치하며 이 여과부(58)가 여과부 내공간(60)과 여과부 외공간(62)을 구획하며, 필터 바디(50)의 내측벽에 위를 향하여 돌출된 센터 림(56)을 구비한다.

통상적으로는, 필터 카트리지를 완성하기 위하여, 필터 헤드(10)를 회전시키며 아래 방향으로 가압하여 필터 바디(50)에 끼워 넣게 되며, 이 때, 상기 외측 림(33)과 내측 림(34) 사이 공간에 센터 림(56)이 끼워지게 된다. 그러나, 필터 헤드(10)를 회전시키며 가압하는 과정 중에 마찰에 의하여 외측 림(33)의 외주면과 필터 바디(50) 사이에 이물질인 버(burr)가 발생하며, 내측 림(34)의 외주면과 센터 림(56)의 내주면 사이에서도 마찰에 의하여 이물질인 버가 발생하게 된다.

이처럼, 버가 발생하게 되면 물에 버가 부유하게 되고, 이러한 버에 의하여 누수가 발생하게 된다.

버에 의한 누수 발생에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 필터 헤드가 캡(70)에 결합된 상태에서는 유입공(31)과 배출공(21)을 통하여 물이 지나가게 되고 물이 캡(70)과 필터 헤드(10) 사이로 새어 나오는 것을 방지하기 위하여 필터 헤드에 제1 오링과(22), 제2 오링(32)이 설치된다. 그런데, 물에 부유하던 버가 제1 오링(22)에 부착되거나 제2 오링(32)에 부착되는 경우가 빈번하게 발생하고 이 상태에서 필터 헤드(10)를 캡(70)에 결합하게 되면 상기 오링들(22, 32)이 필터 헤드(10)와 캡(70) 사이의 공간을 확실하게 실링하지 못하기 때문에 누수가 발생하게 되는 것이다.

특히 이러한 버에 의한 누수 현상에 있어서 가장 문제는, 필터 카트리지를 생산하는 단계에서 제품의 누수 검사를 할 때는 누수가 발생하지 않다가 정수기의 수요자들이 정수기를 사용하는 단계에서 비로소 누수 현상이 발생하게 된다는 것이다. 따라서, 제품 검사를 무사히 통과한 불량 필터 카트리지가 수요자에게 공급되어 제품에 대한 수요자의 이미지가 하락할 수 있고, 애프터 서비스를 위한 소요 비용이 크게 발생하는 문제가 있으며, 결과적으로 필터 카트리지의 생산 단가를 높이는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 필터 헤드와 필터 바디의 결합에 의하여 발생하는 버가 필터 카트리지의 외부로 빠져나가지 않는 필터 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 필터 카트리지와 캡이 결합된 상태에서 누수의 발생을 최소화할 수 있는 필터 카트리지를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제품의 누수 여부를 제품 검사 단계에서 확실히 판별해 낼 수 있는 필터 카트리지를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 애프터 서비스 소요 비용을 줄이고 생산 단가가 절감된 필터 카트리지를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 카트리지는, 제1 물유동공과 상기 제1 물유동공보다 외곽에 형성된 제2 물유동공을 가지며, 상기 유동공들 중 한 유동공을 통하여 물이 유입되고 다른 유동공을 통하여 물이 유출되는 필터 헤드; 및 상기 필터 헤드의 아래에 위치하여 필터 헤드와 결합되고 그 내부에 물을 여과하는 여과부를 갖는 필터 바디를 구비하며, 상기 필터 헤드의 하단부에는 링형상으로서 하방으로 연장되는 외측 림(Rim) 및 외측 림으로부터 내측으로 이격된 내측 림이 형성되고, 상기 필터 바디는 외측 림과 내측 림 사이에 끼워지는 센터 림을 갖고, 상기 외측 림의 외주면과 접촉하며 상방으로 연장되는 상부 벽체부를 가지며,상기 필터 헤드는 상기 외측 림과 소정간격 이격된 채로 외측 림의 상부에 링 형상으로 형성되며 상기 상부 벽체부의 내주면과 접촉하는 차단링을 구비한다.

바람직하게, 필터 바디의 하부 벽체부와 상기 여과부에 의해 구획되는 공간인 여과부 외공간과 상기 제2 물유동공의 사이에서 물이 유동하고, 그물 구조로서 상기 여과부 외공간과 제2 물유동공 사이에 설치되어 양자 사이에 물을 제외한 이물질의 통과를 차단하는 차단망을 더 구비한다.

여기서, 상기 차단링은, 상부 벽체부에 접촉하면 상부 벽체부의 내측면에 밀착된 채로 휘어질 수 있는 두께로 형성된다.

또한, 상기 외측 림의 외주면과 상기 상부 벽체부의 내주면 사이에서 발생하는 버(burr)가 상기 차단링의 상부를 넘어서 외부로 배출되지 않도록 하기 위하여, 상기 필터 헤드와 상기 필터 바디가 결합된 상태에서는 상기 차단링, 상기 외측 림, 및 상기 상부 벽체부에 의하여 구획되는 차단 공간이 형성된다.

바람직하게, 상기 차단링은 외측림의 외측면보다 바깥쪽으로 더 돌출되도록 형성된다.

그리고, 상기 차단망은, 물에 포함된 이물질을 거를 수 있도록 여과부 외공간과 제2 물유동공 사이에 설치되며, 여과부 내공간과 제1 물유동공 사이에서는 물이 자유롭게 이동할 수 있도록 링 형상으로 형성된다.

본 발명에 따른 필터 카트리지는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 필터 헤드와 필터 바디의 결합에 의하여 발생하는 버가 필터 카트리지의 외부로 빠져나가지 않는다.

둘째, 필터 카트리지와 캡이 결합된 상태에서 누수의 발생을 최소화할 수 있다.

셋째, 제품의 누수 여부를 제품 검사 단계에서 확실히 판별해 낼 수 있다.

넷째, 애프터 서비스 소요 비용을 줄일 수 있고 생산 단가가 절감된 필터 카트리지를 제공할 수 있다.

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 종래기술에 따른 필터 유닛을 나타낸 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 필터 카트리지의 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 종단면도.
도 4는 도 3A의 부분 확대도.
도 5는 도 3에 도시된 차단망의 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누수 방지 필터 카트리지에 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 3은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 종단면도이고, 도 4는 도 3A의 부분 확대도이며, 도 5은 도 3에 도시된 차단망의 평면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 필터 카트리지(100)는 필터 헤드(110)와, 필터 바디(150)를 포함하여 구성된다. 여기서, 필터 헤드(110)는 제1 헤드부(120)와, 제2 헤드부(130)를 구비한다.

제2 헤드부(130)의 상부는 전체적으로 대략 원기둥의 형상을 취하고 있으며, 하부는 상부보다 직경이 더 크고 필터 바디(150)에 결합될 수 있도록 후술할 외측 림(133)과 내측 림(134)을 갖는다. 제1 헤드부(120)는 전체적으로 대략 원기둥의 형상을 취하고 있으며, 제2 헤드부(130)의 상면 중앙에 제1 헤드부(120)가 형성되어 있다.

제1 헤드부(120)의 중심에는 제1 물유동공(121)이 아래 방향을 향하여 형성되어 있고, 제2 헤드부(130)의 상면에서 제1 헤드부(120)가 위치한 영역을 제외한 나머지 영역에는 상기 제1 물유동공(121)보다 외곽에 형성된 제2 물유동공(131)이 아래 방향을 향하여 형성되어 있다. 도면상에서는 제2 물유동공(131)이 2개 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제2 물유동공(131)의 개수는 물의 유량, 필터 헤드(110)와 결합하는 캡(70)의 구조 등에 따라 증감시켜 설계할 수 있다. 제1 물유동공(121)을 통하여 물이 유입되면 제2 물유동공(131)으로는 물이 배출되며, 반대로 제1 물유동공(121)을 통하여 물이 배출되면 제2 물유동공(131)으로는 물이 유입된다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 제1 물유동공(121)을 통하여 물이 배출되고, 제2 물유동공(131)을 통하여 물이 유입되는 것으로 상정한다.

제1 헤드부(120)의 외주면 상부에는 오목한 홈이 외주면의 둘레를 따라 형성되어 있고 이 오목한 홈에 제1 오링(122)이 끼워진다. 그리고, 제2 헤드부(130)의 외주면 상부에도 오목한 홈이 외주면의 둘레를 따라 형성되어 있고 이 오목한 홈에 제2 오링(132)이 끼워진다. 제1 오링(122)과 제2 오링(132)은 필터 헤드(110)가 캡(70)과 결합된 상태에서 필터 헤드(110)와 캡(70)의 사이를 확실히 씰링하여 양자 사이의 틈새를 통하여 누수가 발생하는 것을 방지하기 위해서 설치된다. 제2 헤드부(130)의 외주면에는 캡(70)과 결합을 위한 결합 돌기(138)가 형성되며 나사산의 형상으로 형성될 수 있다.

제2 헤드부(130)의 하부는 원기둥 형상의 상부보다 직경이 더 큰데, 특히 제2 헤드부(130)의 최하단부는, 링형상을 취하면서 하방으로 연장되는 외측 림(133), 및 외측 림(133)으로부터 내측으로 소정 간격 이격되고 링형상을 취하면서 하방으로 연장되는 내측 림(134)을 갖는다. 외측 림(133)과 내측 림(134)에 의하여 구획된 공간에는 후술할 필터 바디(150)의 센터 림(156)이 끼워지게 된다. 또한 외측 림(133)의 상부에는 상기 외측 림(133)과 소정간격 이격되고, 링 형상이며, 후술할 상부 벽체부(152)의 내주면과 접촉하는 차단링(136)이 형성된다.

필터 바디(150)는 상기 필터 헤드(110)의 아래에 위치하여 필터 헤드(110)와 결합되고 그 내부에 물을 여과하는 여과부(158)를 가지며, 전체적으로 길쭉한 원통형상으로서 상부 벽체부(152)와, 하부 벽체부(154)가 그 외관을 이루고 있다.

하부 벽체부(154)의 내부에는 여과부(158)가 위치하는데, 필터 바디(150) 내부에는, 여과부(158)와 하부 벽체부(154) 사이 공간인 여과부 외공간(162)과, 여과부(158)의 내부에 형성된 공간인 여과부 내공간(160)이 형성된다.

필터 헤드(110)는 하부 벽체부(154)와 상부 벽체부(152)의 경계 부위에 결합된다. 더욱 상세하게는, 하부 벽체부(154)의 내측면에 윗방향을 향하여 연장되는 센터 림이 설치되어 있고, 필터 헤드(110)의 내측 림과 외측 림 사이에 이 센터 림이 끼워진다. 그리고, 상부 벽체부(152)는 외측 림의 외주면과 접촉한 채로 외측 림을 둘러싸며 상방으로 연장된다.

여과부 외공간(162)과 제2 물유동공(131) 사이에서 물이 유동할 수 있고, 여과부 내공간(160)과 제1 물유동공(121) 사이에서도 물이 유동할 수 있는데, 물에 포함된 이물질을 거를 수 있도록, 여과부 외공간(162)과 제2 물유동공(131) 사이에는 그물 구조이며 링 형상인 차단망(140)이 설치된다. 한편 여과부 내공간(160)과 제1 물유동공(121) 사이에는 차단망 중앙의 개구부가 위치하게 되므로 물이 자유롭게 이동할 수 있다.

필터 카트리지(100)를 완성하기 위하여 필터 헤드(110)를 회전시키며 아래 방향으로 가압하여 필터 바디(150)에 끼워 넣게 되면 내측 림(134)의 외주면과 센터 림(156)의 내주면이 서로 접촉하여 마찰하면서 버(burr)가 발생하게 되며 여과부 외공간(162)의 물에 버가 부유하게 된다. 종래기술에 따른 필터 카트리지(100)에 따르면 이러한 버가 제2 물유동공(131)을 따라 이동하다가 결국 제1 오링(122)의 표면에 부착되기도 하고, 나아가 제2 오링(132)의 표면에 부착되기도 한다. 그러나, 본 발명에 따른 필터 카트리지(100)에 따르면, 여과부 외공간(162)과 제2 물유동공(131) 사이를 유동하는 물은 모두 차단망(140)을 통과하게 되며 차단망(140)에 형성된 그물눈의 크기는 버 보다 작은 크기로 형성되므로, 여과부 외공간(162)의 물에서 부유하는 버, 기타 부유물 등, 물을 제외한 이물질이 제2 물유동공(131) 쪽으로 유입되지 않고 따라서 제1 오링(122)의 표면과 제2 오링(132)의 표면에 버 등의 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

차단링(136)은 외측 림(133)의 상부에 형성되는데 정확하게는, 외측 림(133)의 바로 위는 비워두고 외측 림(133)의 상부와 소정 간격만큼 이격된 위치에 차단링(136)이 형성된다.

차단링(136)의 두께(d)는 외측 림(133)의 외측면과 내측면 사이의 폭보다는 작게 형성되고, 차단링(136)은 외측 림(133)의 외측면보다 바깥쪽으로 더 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 4를 참조하면 점선으로 도시된 차단링(136)은 필터 헤드(110)를 필터 바디(150)에 결합하기 전의 상태를 나타낸 것인데 상부 벽체부(152)의 내주면에 접하는 것보다 더 여유있게 긴 길이로 형성된 것을 알 수 있다. 그리고, 도 4에서 실선으로 도시된 차단링(136)은 필터 헤드(110)가 필터 바디(150)에 결합된 상태를 나타낸 것인데 원래보다 다소 휘어져 변형된 상태로 상부 벽체부(152)의 내주면에 접하게 된다.

상술한 것과 같이 차단링(136)의 두께(d)는 외측 림(133)의 외측면과 내측면 사이의 폭보다 작게 형성되므로, 차단링(136)이 상부 벽체부(152)에 접촉하면 상부 벽체부(152)의 내측면에 밀착된 채로 유연하게 휘어질 수 있어서 상부 벽체부(152)의 내측면과 마찰이 크게 발생하지는 않고, 이로 인해 차단링(136)의 끝단과 상부 벽체부(152)의 내주면 사이에 버가 발생하지 않게 된다.

반면에 필터 바디(150) 내부의 물이 필터 바디(150)의 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여, 외측 림(133)의 외주면과 상부 벽체부(152)의 내주면은 단단하게 결합되어야 하고, 당연히 상호 간에 강한 마찰이 일어나게 되어 버가 발생하게 된다. 그러나, 필터 헤드(110)를 필터 바디(150)에 결합하는 초기에 외측 림(133)의 외주면과 상부 벽체부(152)의 내주면 사이에 버가 발생하더라도 차단링(136)이 상부 벽체부(152)의 내주면에 접하게 되면, 차단링(136), 외측 림, 상부 벽체부(152)에 의해서 구획되는 차단 공간(137)이 형성되며, 발생된 버가 외측 림(133)과 상부 벽체부(152)의 접촉면으로부터 배출된다고 하더라도 이 차단 공간(137)에 버가 쌓이게 된다. 따라서, 발생한 버가 차단링(136)의 상부를 넘어서 외부로 배출되지 않는다.

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.

10, 110 : 필터 헤드 21 : 배출공
31 : 유입공 33, 133 : 외측 림
34, 134 : 내측 림 50, 150 : 필터 바디
56, 156 : 센터 림 58, 158 : 여과부
60, 160 : 여과부 내공간 62, 162 : 여과부 외공간
70 : 캡 100 : 본 발명에 따른 필터 카트리지
120 : 제1 헤드부 121 : 제1 물유동공
122 : 제1 오링 130 : 제2 헤드부
131 : 제2 물유동공 132 : 제2 오링
136 : 차단링 137 : 차단 공간
138 : 결합 돌기 140 : 차단망
152 : 상부 벽체부 154 : 하부 벽체부

Claims (6)

1. 제1 물유동공과 상기 제1 물유동공보다 외곽에 형성된 제2 물유동공을 가지며, 상기 유동공들 중 한 유동공을 통하여 물이 유입되고 다른 유동공을 통하여 물이 유출되는 필터 헤드; 및
   상기 필터 헤드의 아래에 위치하여 필터 헤드와 결합되고 그 내부에 물을 여과하는 여과부를 갖는 필터 바디를 구비하며,
   상기 필터 헤드의 하단부에는 링형상으로서 하방으로 연장되는 외측 림(Rim) 및 외측 림으로부터 내측으로 이격된 내측 림이 형성되고,
   상기 필터 바디는 외측 림과 내측 림 사이에 끼워지는 센터 림을 갖고, 상기 외측 림의 외주면과 접촉하며 상방으로 연장되는 상부 벽체부를 가지며,
   상기 필터 헤드는 상기 외측 림과 소정간격 이격된 채로 외측 림의 상부에 링 형상으로 형성되며 상기 상부 벽체부의 내주면과 접촉하는 차단링을 구비한 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
2. 제1항에 있어서,
   필터 바디의 하부 벽체부와 상기 여과부에 의해 구획되는 공간인 여과부 외공간과 상기 제2 물유동공의 사이에서 물이 유동하고,
   그물 구조로서 상기 여과부 외공간과 제2 물유동공 사이에 설치되어 양자 사이에 물을 제외한 이물질의 통과를 차단하는 차단망을 더 구비한 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
3. 제1항에 있어서,
   상기 차단링은, 상기 외측 림의 외주면과 내주면 사이의 폭보다 작은 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외측 림의 외주면과 상기 상부 벽체부의 내주면 사이에서 발생하는 이물질인 버(burr)가 상기 차단링의 상부를 넘어서 외부로 배출되지 않도록 하기 위하여, 상기 필터 헤드와 상기 필터 바디가 결합된 상태에서는 상기 차단링, 상기 외측 림, 및 상기 상부 벽체부에 의하여 구획되는 차단 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
5. 제1항에 있어서,
   상기 차단링은 외측림의 외측면보다 바깥쪽으로 더 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
6. 제2항에 있어서,
   상기 차단망은,
   물에 포함된 이물질을 거를 수 있도록 여과부 외공간과 제2 물유동공 사이에 설치되며,
   여과부 내공간과 제1 물유동공 사이에서는 물이 자유롭게 이동할 수 있도록 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.

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