JP2005517525A - 浄水装置用の取りはずし可能な閉止栓アセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、浄水装置の流体処理チャンバに容易かつ迅速に取りつけることができ、かつそれから取りはずすことのできる浄水装置の閉止栓アセンブリ（５００）を提供している。本発明の閉止栓アセンブリ（５００）は、閉止栓に取りつけられかつ機械的な長所を利用しているベールハンドル（６００）を備えている。

Description

本発明は、水中の汚染物をろ過し処理するために家庭及びオフィスで利用され、一つ以上のフィルター区画を備えた浄水装置に使用するための取りはずし可能な閉止栓アセンブリに関する。
本発明は３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）にもとずいて特許文献１における利益を享受するものである。
従って本出願は、特許文献２〜４をここに参考として包含するものである。

本発明は、家庭あるいはオフィスでの浄水装置（ＷＴＳ）の利用に伴なう前述のいくつかの問題を最小化あるいは克服するものである。これらのＷＴＳは、水から汚染物を除去するために使用されるフィルター、又は水中の微生物を殺菌するために使用される紫外線ランプ（ＵＶランプ）としての電磁放射線源を含んでいる。これらのＷＴＳユニットは、フィルター又はＵＶランプを流体処理チャンバに収納している。これらの流体処理チャンバは、取りはずし可能な閉止栓を備えていて、ＷＴＳ操作時に流体がチャンバからこぼれるのを防止するようになっており、かつユーザがフィルター又はＵＶランプへアクセスすることを可能にしている。

多くのＷＴＳユニットが当面している第一の問題は、流体処理チャンバの閉止栓が取りはずし、取りつけに困難なものとなっていることである。これは、特にＯ−リングを備えたねじ継手を備えた閉止栓に当てはまることである。これらの閉止栓は流体処理チャンバと組合せて閉止圧力容器を形成していて、ＷＴＳ運転時にその圧力容器の中にフィルターあるいはＵＶランプが備えられている。フィルターの直径は、フィルターの容量及び寿命を増大するために時に大口径となっている。同じく、流体処理チャンバの直径及びチャンバの閉止栓は、フィルターを収容するために大口径となっている。大口径は、チャンバとチャンバ閉止栓との間の比較的広い接触面積をもたらし、閉止栓を流体チャンバから取りはずすために比較的大きな力が必要とされるようになっている。

あるフィルターは一年毎に交換を必要とするだけで、Ｏ−リングは流体処理チャンバと閉止栓との間で長期間にわたって圧縮されている。この長期間に、Ｏ−リング材料が隣接するシール面に付着あるいは凝固するかも知れない。従って、閉止栓をはずす場合には、この凝固に打ち勝つ大きな力を必要とする。

通常プラスチックで作られているフィルター閉止栓と流体処理チャンバとの間の従来形ねじ継手は、しばしば一体に“圧着”してしまう。この現象はかじりつきとして知られている。“圧着”作用は、部分的にはフィルター交換の間が長期間にわたることによるものであり、かつＷＴＳユニットが運転され湿めった暖かい環境にもよるものである。

あるＷＴＳユニットは、処理する水中の微生物を殺菌するためのＵＶ（紫外線）ランプを含んでいる。ＵＶランプは通常連続運転されている。長期間例えば一晩中ＷＴＳユニットに水が流れなかった後に、ＵＶランプ及び他の電気回路からの熱は、流体処理チャンバの内部に蓄積され、水温を上昇させる。温度の上昇は、閉止栓と処理チャンバとの間のねじ継手の塑性クリープ及び一体に“圧着”する結果を招き、あるいはＯ−リングと隣接するシール面との間の凝固を招く。ねじ山間の“圧着”あるいはＯ−リングの凝固をはずすために、かつ閉止栓を処理チャンバからはずすために、非常に大きな力が必要とされる。このタイプのフィルター閉止栓の一例が引用文献５に開示されている。

ＷＴＳユニットの別のあるものは、バイオネットを取りつけた流体処理チャンバ閉止栓を使用している。このタイプの取付物の問題は、閉止栓の流体処理チャンバへの取付を実施するために、閉止栓がＷＴＳ流体処理区画と正しく整列されていなければならないことである。バイオネット取付物においてさえも、閉止栓と、Ｏ−リングシールと、流体処理ハウジングとの間に継手の接触区域がある。長期間の取付後に閉止栓を流体処理チャンバから取りはずすには大きな力を必要とする。このタイプの閉止栓の一例が、特許文献４に開示されていて、ここに参考として包含するものとする。

ＷＴＳのあるものは、閉止栓に設置されたカム付き水平ロッキングブレードと、流体処理チャンバに設置された対応する凹部とを備えている。ＷＴＳの運転時にロッキングブレードを対応するチャンバの凹部に延伸するために、かつフィルターへのアクセスを可能にするべく、ロッキングブレードを引きもどし閉止栓を取りはずすために、リンクとカムとを備えた持上げハンドルが使用されている。このタイプの閉止栓アセンブリは、閉止栓と流体処理チャンバとの間のシールを実現するために、比較的複雑なリンケージと流体処理チャンバ構造とを必要としている。このタイプの閉止栓機構の一例が特許文献３に開示されていて、ここに参考として包含するものである。

米国特許出願公開第６０／３５７９０８号明細書 米国特許第６４３６２９９号明細書 米国特許第６２４５２２９号明細書 米国特許第５３４４５５８号明細書 米国特許第６１２０６９１号明細書

本発明は、従来の浄水装置の閉止栓機構が当面している前述の多くの問題に打ち勝つが、最小化する構造と特徴を含んでいる。

本発明は、浄水装置（ＷＴＳ）用のユニークな閉止栓アセンブリを含んでいる。本発明は、ＷＴＳの流体処理チャンバに容易かつ迅速に取りつけることができ、かつそれから取りはずすことのできるＷＴＳ閉止栓アセンブリを提供している。本発明の閉止栓アセンブリは、閉止栓に取りつけられかつ機械的な長所を利用したベールハンドルを備えていて、そのベールハンドルは、好ましくは回転ハンドルの形状であって、複数のカムをＷＴＳの表面に押しつけるものであり、従って閉止栓アセンブリとＷＴＳ流体チャンバとの間のシールをはずし、閉止栓を流体チャンバから持ち上げかつ離間するものである。

本発明の目的は、閉止栓が長期間にわたって流体処理チャンバに取りつけられていた後でも、ＷＴＳの流体処理チャンバに容易に取りつけられかつそこから容易に取りはずせるＷＴＳ閉止栓を提供することである。

本発明の他の目的は、ユーザがＷＴＳから閉止栓を取りはずすために、ユーザによる不当な力あるいは強度を必要としないような、機械的長所を利用した持上げ機構を有するＷＴＳ閉止栓を提供することである。

本発明の他の目的は、ユーザが閉止栓をＷＴＳ流体チャンバから容易に持上げることを可能にする人間工学的な持上げ機構を備えたＷＴＳ閉止栓を提供することである。

本発明におけるこれらと、他の特徴および利点は、本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な説明を添付図面と共に検討することにより明瞭になるであろう。

本発明の適用は、添付図及び明細書に示めす部品構造及び配置に限定されるものではない。開示目的のために、本発明の閉止栓アセンブリの実施の形態は、浄水装置（ＷＴＳ）との関連で、より詳しくは粒子をろ過し、汚染物を除去するために炭素ベースのフィルターを備え、かつ水中における微生物を殺菌するための紫外線（ＵＶ）ランプを備えているＷＴＳとの関連で説明されている。本発明は、特定の用途との関連で説明されているが、本発明は特許請求の範囲内で種々の方法で実施できることが当業者において理解されるであろう。

図１Ａ及び１Ｂは、本発明の閉止栓アセンブリを組み込んだ一般的な浄水装置（ＷＴＳ）１０の二つの斜視図を提供している。ＷＴＳ１０は上部シュラウド２０、ベースハウジング３０、電力供給コード４２０、処理水出口５３０及び生水入口５４０を含んでいる。

ＷＴＳ１０の主なサブコンポーネントが分解図２に示めされている。これらのサブコンポーネントは、シュラウド２０、ベースハウジング３０、フィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００、保持リング３００、電気供給コード４２０を備えたエレクトロニクスモジュール４００及び閉止栓アセンブリ５００を含んでいる。

図３においてベースハウジング３０は、以下に詳述する保持リング３００に取外し可能に取りつけられたねじ面３４と、複数のアラインメントポスト３２と、以下に詳述するカム面３６とを含んでいる。ねじ面３４は、ねじ山が切られているか、又は以下に詳述するように保持リング３００に取り外し可能に取りつけられるようになっていてもよい。ベースハウジング３０は、ＷＴＳ１０運転時にフィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００とを収容している円筒状の流体処理チャンバ３８をさらに備えている。円筒状流体処理チャンバ３８の壁面は、閉じた圧力容器を形成するべく閉止栓アセンブリ５００とシール可能に協働していて、その圧力容器の中で、水がフィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００を通過するようになっていて、以下に詳述する。

図４は、本発明の閉止栓アセンブリと共に使用される一般的なフィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００の斜視図である。フィルタ・ＵＶアセンブリ２００の主コンポーネントは、フィルタエレメント２１０、ＵＶランプベースハウジング２５０、ねじ山付き肩２２０、フィルタＯ−リング２３０、ベースＯ−リング２６０及びねじ山付き流体出口２７０を含んでいる。フィルタ・ＵＶアセンブリ２００は、説明のために、本発明のＷＴＳ閉止栓アセンブリに使用するようになっているフィルタ・ＵＶアセンブリの適切な実施形態を提供しているだけのものである。当業者においては、本発明の閉止栓アセンブリは種々の異なるフィルタ・ＵＶアセンブリ構造によっても機能することが理解されるであろう。

図５Ａ−Ｃは、それぞれフィルタ保持リング３００の平面図、側面図、断面図を示めしている。フィルタ保持リング３００は、貫通開口部を備えた円形状であって、ねじ山付き内表面３１０とリングリップ３２０とを含んでいる。

図６Ａ−Ｃは、それぞれ本発明の閉止栓アセンブリと共に使用されるエレクトロニクスモジュール４００の、平面図、側面図、下面図及び斜視図をそれぞれ示めしている。電子モジュール４００は、ほぼ円筒状であって、エレクトロニクス用ハウジング４０５、複数の運転状況表示灯４１０及び電力供給コード４２０を備えている。図６Ｂ及び６Ｃにおいて、エレクトロニクス用ハウジング４０５の下面４０６が、同心の円形凹部４４０、横方向凹部４５０及び複数の保持クリップ４３０を備えていて、その保持クリップ４３０各々は、さらに保持クリップタブ４３１を含んでいる。運転状況表示灯４１０は、ＷＴＳ１０と、エレクトロニクスモジュール４００に収容されたエレクトロニクスとして備えられたＷＴＳコンポーネントとの運転状況の光学的表示を提供している。例えば、エレクトロニクスモジュール４００は、ＷＴＳが使用されてきた総時間をモニターするためにタイマーを備えていてもよい。ＷＴＳが使用されてきた所定時間後に、このタイマーは、フィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００が、寿命でありかつＷＴＳ１０の連続した最適な作動を保証するために交換しなければならないという表示をユーザに提供するようになっている。エレクトロニクスモジュールに収容された主要な電気式コンポーネントは、誘導安定回路と主コイルとを含んでいて、それらは、ＵＶランプ、光センサ、又はＷＴＳ１０作動及びメンテナンスに有用な他のエレクトロニクスコンポーネントへ電力を供給するために使用される。エレクトロニクスモジュール４００に含まれている他のコンポーネント４００が特許文献２に説明されていて、ここに参考として包含するものである。本発明の閉止栓アセンブリが、複数のエレクトロニクスモジュールを用いて作動されてもよいことは、当業者において理解されるであろう。エレクトロニクスモジュール４００は、取りはずし可能に閉止栓アセンブリ５００に取りつけ可能であり以下に詳述する。

閉止栓アセンブリ５００は図７及び図８Ａ−Ｃに示めされている。コンポーネントが、フィルターキャップ５１０、エラストマー製Ｏ−リング５９４及びベールハンドル６００を含んでいる。フィルターキャップ５１０はほぼ円形状であって、外周保持リッジ５６３、同心チャンバ５６０、ベールハンドル凹部５７８及び複数アライメント用凹部５５０を備えている。フィルターキャップ５１０は、複数の隆起タブ５７０をさらに備えていて、その隆起タブ５７０各々は中心に配置された保持支柱用穴を備えている。各隆起タブ５７０に隣接して、隆起タブ５７０外側にカムレバー凹部５７２があって、隆起タブ５７０の内側に保持クリップ凹部５７６がある。チャンバ５６０は、そこを貫通する穴５６６を含んでいる。例示の実施の形態におけるフィルターキャップ５１０は、さらに光導体ポート５２０、処理水出口ポート５３０及び生水入口ポート５４０を備えている。説明のために、光導体ポート５２０には、Omni Plasticsにより製作された光導体モデル１６８１が図示されている。処理水出口ポート５３０及び生水入口ポート５４０の両者は、John Guest USA Inc. 製のタイプのホースコネクタ９００で図示されている。一つの実施形態において、処理水出口ポート５３０は、さらにGems Sensors, Inc.製のモデル番号ＷＳＡ１３５１（図示されていない）のような水流量計を備えている。種々の光導体、水流量計及びホースアダプタが本発明の閉止栓アセンブリに使用されてもよいことは、当業者において理解されるであろう。

図７において、ベールハンドル６００が、弧状のグリップ部分６０５、持上げタブ６１０、複数のカム６２０及び複数の保持ポスト６３０を含んでいる。保持ポスト６３０は、弧状のグリップ部分６０５にほぼ平行に配列された少なくとも一つのスロット６４０をさらに含んでいる。

図８Ｂ及び８Ｃにおいて、フィルターキャップ５１０の下面が同心の外側隆起リップ５９０及び同心の内側隆起リップ５６２を備えている。同心の外側隆起リップ５９０には、一つ以上の環状肩５９２が形成されていて、その肩５９２にはエラストマー製の弾力性のあるシールＯ−リング５９４が取りつけられている。内側隆起リップ５６２の内面５６４はねじ山が切られるが、さもなければフィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００の取りはずし可能な取りつけが可能なようになっている。ねじ、クリップ、バイオネットマウント、フリクションフィッティング若しくは干渉フィッティング、又は他の同様な装置若しくは機構が、閉止栓アセンブリ５００をフィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００に取りはずし可能に取りつけるために使用されてもよいことは、当業者において理解されるであろう。フィルターキャップ５１０の下面は、さらに複数のサポートウェブ５９９を含んでいる。ねじ山付き水出口は、チャンバ５６０と流体連通していて、かつポート５３２が生水入口５３０と流体連通している。例示の実施の形態における、フィルターキャップ５１０及びベールハンドル６００は、Ferro Corporation により製作された部品Ｎｏ．ＲＰＰ３０ ＥＢ５７ＨＢのガラス充填（重量で３０％のガラス）ポリプロピレン（ＧＦＰＰ）を用いて射出成形により製作されている。

例示のＷＴＳの構造及び本発明の閉止栓アセンブリの運転の概要として、図面において、フィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００は、閉止栓アセンブリ５００に螺合されるか、さもなければ取外し可能に取りつけられていて、ねじ山付きカラー２２０が内側隆起リップ５６２の内面５６４と取りはずし可能に取りつけられており、フィルターＯ−リング２３０及びベースＯ−リング２６０が、内面５６４の壁面とシール的に接触していて、ＵＶランプハウジング２５０が少なくとも部分的にチャンバ５６０に囲まれている。ＵＶランプハウジングがチャンバ５６０の中へ挿入される場合、穴５６６はチャンバ５６０内の空気を大気へベントするようになっている。閉止栓アセンブリ５００及び取りつけられたフィルタ・ＵＶランプアセンブリ２００は、ベースハウジング３０の中へ挿入され、Ｏ−リング５９４がフィルター区画３８の壁面とシール係合的に摺動し、かつアライメントポスト３２はアライメント凹部５５０の中へ挿入され、従ってフィルター閉止栓アセンブリ５００と浄水装置１０とを正しく整列するようになっている。当業者においては閉止栓アセンブリ５００と浄水装置１０とを整列させる多くの別の方法を理解できるであろう。フィルター保持リング３００は、ベース取付面３４に螺合されるか、さもなければ取りはずし可能に取りつけられ、保持リッジ５６３はリングリップ３２０とカム面３６との間に締めつけられる。エレクトロニクスハウジング４００は、フィルターキャップ５１０に取りはずし可能に取りつけられていて、同心チャンバ５６０が円形凹部４４０の中に差し込まれ、入口ポート５３０及び出口ポート５４０が横方向凹部４５０の中へ差し込まれ、そして保持クリップ４３０が保持クリップ凹部５７６の中へ挿入され、保持クリップタブ４３１はスロット６４０の中に挿入されるようになっている。上部シュラウド２０が、続いてベースハウジング３０をおおって置かれる。生水供給源が生水入口ポート５４０と接続され、かつ処理水出口が処理水出口ポート５３０と接続される。

図９Ａ−９Ｃは、上部シュラウド２０とエレクトロニクスモジュール４００と保持リング３００との取りはずし後における、ベースハウジング３０からの閉止栓アセンブリ５００の取りはずしを図示している。持上げタブ６１０が上方に引かれフィルターキャップ５１０から離間され、ベールハンドル６００が隆起タブ５７０に設置された保持ポスト用穴周囲を回転し、さらにカム６２０がカム面３６に押しつけられ、従って閉止栓アセンブリ５００を持ち上げ、取りつけられたフィルタ・ＵＶアセンブリ２００をベースハウジング３０から離間し、そしてＯ−リング５９４と流体処理区画３８の壁面との間のシールを解除する。

前述の明細書において、本発明が好適な実施の形態を用いて説明され、かつ多くの詳細が説明目的でなされてきたが、当業者においては、本発明は変更可能なものであり、ここに説明した他の詳細は、本発明の原理を逸脱することなく変更可能であることが理解されるであろう。

図１Ａは、ＷＴＳの前から見た斜視図である。 図１Ｂは、ＷＴＳの後から見た斜視図である。 図２は、本発明の閉止栓を備えたＷＴＳの分解図である。 図３は、ＷＴＳ用のベースハウジングの斜視図である。 図４は、フィルターとＵＶランプとのアセンブリの斜視図である。 図５Ａは、ＷＴＳ用保持リングの平面図である。 図５Ｂは、ＷＴＳ用保持リングの側面図である。 図５Ｃは、ＷＴＳ用保持リングの断面図である。 図６Ａは、ＷＴＳ用の電子モジュールの平面図である。 図６Ｂは、ＷＴＳ用の電子モジュールの側面図である。 図６Ｃは、ＷＴＳ用の電子モジュールの下面図である。 図６Ｄは、ＷＴＳ用の電子モジュールの斜視図である。 図７は、本発明の閉止栓アセンブリの分解図である。 図８Ａは、本発明の閉止栓アセンブリの平面図である。 図８Ｂは、本発明の閉止栓アセンブリの側面図である。 図８Ｃは、本発明の閉止栓アセンブリの下面図である。 図９Ａは、閉止栓を取りはずした斜視図である。 図９Ｂは、閉止栓を取りはずした斜視図である。 図９Ｃは、閉止栓を取りはずした斜視図である。

Claims (16)

1. フィルター区画を有している浄水装置用の閉止栓アセンブリにおいて、閉止栓アセンブリが：
   キャップと；
   該キャップに回転可能に取りつけられたベールハンドルと；
   該ベールハンドルに取りつけられた少なくとも一つのカムと；
   を具備する閉止栓アセンブリ。
2. 該ベールハンドルは回転可能に作動され、該少なくとも一つのカムを該浄水装置と可動的に係合するようになっている、請求項１に記載の閉止栓アセンブリ。
3. 該キャップはさらにエラストマー製シールを備えていて、該エラストマー製シールが、該フィルターキャップと該フィルター区画との間のシールを提供している、請求項２に記載の閉止栓アセンブリ。
4. 該キャップは光導体アセンブリを収容するようになっている穴をさらに備えている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
5. 該キャップは、水入口穴をさらに備えている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
6. 該キャップは、水出口穴をさらに備えている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
7. 該キャップは、該浄水装置と整列的に係合するために、凹部と適合するようになっている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
8. 該キャップは、該浄水装置と整列的に係合するために、ポストと適合するようになっている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
9. 該エラストマー製シールがＯ−リングである、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
10. 該キャップは、フィルターに取りはずし可能に取りつけられるようになっている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
11. 該キャップは、電磁放射線放射装置に取りはずし可能に取りつけられるようになっている、請求項３に記載の閉止栓アセンブリ。
12. フィルターアセンブリを収容するようになっているフィルター区画を有している浄水装置用の閉止栓アセンブリであって：
    １）該フィルターアセンブリに取りはずし可能に取りつけられるようになっているキャップであって：
    流体が該キャップを通過することを可能にしている複数の穴；及び光導体アセンブリを収容するようになっている穴；を含んでいるキャップと；
    ２）該キャップと該フィルター区画との間のシールを作動可能に提供している複数のシールと；
    ３）該キャップに回転可能に取りつけられていて、複数のカムを備えているベールハンドルと；
    を具備する閉止栓アセンブリにおいて；
    該閉止栓アセンブリは、該ベールハンドルの回転が複数のカムの少なくとも一つを該フィルター区画の少なくとも一つの面と摺動的に係合させ、従って該閉止栓アセンブリを該フィルター区画から持上げて離間するようになっている；閉止栓アセンブリ。
13. 該キャップが、該閉止栓アセンブリを該浄水装置と回転可能に整列するための手段をさらに備えている、請求項１２に記載の閉止栓アセンブリ。
14. 該キャップが、該浄水装置に取りはずし可能に取りつけられるようになっている、請求項１２に記載の閉止栓アセンブリ。
15. 該浄水装置が炭素フィルターである、請求項１４に記載の閉止栓アセンブリ。
16. 該浄水装置が、電磁放射線放射装置である、請求項１４に記載の閉止栓アセンブリ。

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