JP2005527771A - 水フィルタ組立て体 - Google Patents

Abstract

冷蔵庫製造の時点で冷蔵庫内に一定した配置を可能にする水フィルタ組立て体は冷蔵庫製造中に唯一の入口のみを冷蔵庫の冷凍装置と接続して冷蔵庫内にそのまま全部配置するために全てが１つのユニット内に収容される、フィルタ要素（１６）、入口（１２）および出口（２２ａ、２２ｂ）接続要素ならびに水貯蔵手段（１４）を有する内蔵式ユニット（１１）を備える。この接続する１つの点は冷蔵庫水供給部（１３）である。本発明はさらに冷蔵庫製造の時点で冷蔵庫内に水フィルタ組立て体の一定した配置を得る方法を含む。

Description

（関連出願）
本出願は２００２年５月２３日に出願された米国仮出願６０／３８３，１８７号の優先権の利益を請求する。仮出願は参照によりその全てがここに取り入れられる。

（発明の分野）
本発明は一般に冷蔵庫内に装着される水ろ過装置に関する。特に、本発明は冷蔵庫内に素早く、リークを生じさせずに取付けるために適用される内蔵式水フィルタ組立て体に関する。

この技術分野では水ろ過装置はよく知られている。家庭用途での水ろ過の必要性は人口密度が増すに従って増加しつつある。大部分の公営水供給は検出に悪影響を及ぼし、または水を飲用不適にする工業ないし家庭から排出される汚染物質と共に浄化される。さらに、多くの地方では地下水が水に不快な外観、味、および／または臭いを与える、鉱物のような物質を含む。

スターンに付与された米国特許第３，９５０，２５３号明細書に示されるような多くの可搬式ろ過装置が存在する。この第３，９５０，２５３号明細書に記載の装置は持ち運び可能に設計され、主に調理台上に設置して使用される。この形式の装置は水貯蔵容器が限られた量の水を蓄えているだけで、水供給系統とは直接結ばれないので、使用者がその装置に連続して水を満たさなければならない。

水供給系統と直接接続する冷蔵庫取付け用ろ過装置が存在する。たとえば、ホワール・プール（Whirlpool）（登録商標）は冷蔵庫に取付ける水ろ過装置を使用する。これらの装置は製造者がろ過装置のスペースをどこにでも見出すことができる程、水供給系統に個別に置くろ過装置と同様に簡素である。この形式の装置は製造者にとって取付けるうえで負担になる。これは冷蔵庫全体に水系統と装備品とを次々取付けることを要求する。さらに、装置の装備品（すなわち、フィルタ、水容器、入口弁／出口弁、）は冷蔵庫全体にわたって異なる場所に別々に取付けられ、この結果、取付けには長時間を要し、潜在的なリーク点が数多く存在する。

これらのバラバラに作られた装置は冷蔵庫の各モデルおよび大きさに合わせて別に組立てなければならない。どのような冷蔵庫でも一定した位置に配置できる内蔵式ユニットが現在のろ過装置に基づいて大いに改良することを求められる。

本発明の水フィルタ組立て体は製造の時点で装置、典型的には大部分の冷蔵庫内に一定した配置を得ることを可能にする内蔵式ユニットである。本発明の水フィルタ組立て体は全てが１つのユニット内に収容される、フィルタ要素、入口および出口接続要素ならびに水貯蔵手段を備える。このユニットは冷蔵庫製造中に冷蔵庫内にそのまま全部配置される。

フィルタ要素は多段ろ過形態を備える。このフィルタ要素の一実施例はフィルタ媒体として粒状活性炭を単独に使用するように設計される。別の実施例は粒状活性炭と連結して一続きの前置および後置処理フィルタ媒体を使用する。さらに、別の実施例はガーネット、無煙炭、緑砂、バーム、方解石、軟化樹脂、イオン交換媒体、精密ろ布、ポリマー、セラミックス、ゼオライト、流紋岩または他のいずれかの適当なフィルタ媒体を含む。

給水入口部は冷蔵庫水供給接続部と流体連通する。給水出口部は１ないしそれ以上の出口ルートを有し、このうちの１つの出口は飲料水を分配し、別の出口は製氷機に水を供給する。この水フィルタ組立て体は水を特定の出口に分配するために弁制御装置を有する分配マニホールドを備える。

この水フィルタ組立て体はまた水の流動を測定する、センサ電子制御装置と結ばれるフロー・センサを備える。

水貯蔵手段は簡素なタンクからなる。これはまた予め決められた量を蓄えるある決められた長さの管路で構成してもよい。この管路は分配する前に水を冷却する熱交換装置として働く。

本発明は冷蔵庫製造の時点で冷蔵庫内に一定した配置を可能にする水フィルタ組立て体であって、冷蔵庫製造中に唯一の入口のみを冷蔵庫の冷凍装置と接続して冷蔵庫内にそのまま全部配置するために全てが１つのユニット内に収容される、フィルタ要素、入口および出口接続要素ならびに水貯蔵手段を有する内蔵式ユニットである。この接続する１つの点は冷蔵庫水供給接続部である。本発明はさらに冷蔵庫製造の時点で冷蔵庫内に水フィルタ組立て体の一定した配置を得る方法である。

一実施例において、本発明は冷蔵庫内に手間を掛けないで配置される水フィルタ組立て体である。この水フィルタ組立て体は全ての要素が互いに流体連通する、フィルタ要素、入口および出口接続要素ならびに水貯蔵容器のような要素を有する支持構造体を備える。

別の実施例において、本発明は冷蔵庫内に一定した配置を得るために設計される、内蔵式水フィルタ組立て体を組立てる方法である。典型的には水フィルタ組立て体はフィルタ要素、入口および出口接続要素ならびに水貯蔵容器を備える。この水フィルタ組立て体は冷蔵庫内に単一のユニットとして取付けるように設計される。

図１および図２は水フィルタ組立て体１０の実施例を表わす。図２は図１に示される水フィルタ組立て体１０をより詳細に表わす図式的表示である。水フィルタ組立て体１０は他の装備品が組み合わされた支持構造体１１を備える。この支持構造体１１はハウジング、剛構造フレーム、またはフレキシブル相互連結体である。支持構造体１１は冷蔵庫あるいは同様な機器のような装置と組み合わせる水フィルタ組立て体１０の取付け部を有する。ハウジングは完全に密閉されるボックス形組立て体、開放フレーム組立て体、または同様な手段を備える一方、一般に、消耗し、損傷または破損した装備品の交換ではハウジング内部へ接近することが可能である。別の支持構造体１１は１つのユニットとして共に他の水フィルタ組立て体１０を保持するように設計する。支持構造体１１は冷蔵庫内に水フィルタ組立て体１０を結合する取付け面を備えることができる。

水フィルタ組立て体１０はさらに水供給部１３と接続する給水入口１２を備える。この給水入口１２は典型的にはある長さのプラスチック製の管路を備える。これは、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンおよび他の適当なポリマーで製作される。給水入口１２は水貯蔵手段１４と流体連通している。この水貯蔵手段１４は典型的には要求により冷却され、ろ過された水を供給する熱交換装置として役立てる幾つかの形態を備える。水貯蔵手段１４は１基のタンクまたは複数のタンクである。水貯蔵手段１４はまた管路長さを増し、保有水量を増加するために蛇行し、またはコイル状に巻いて一定長さの管路として形成してもよい。水貯蔵手段１４は水流のデッド・スポットを減少し、または取り除くため、図１に示すように、バッフル・プレートを備える。水貯蔵手段１４はアルミニウムまたは鋼のような金属で製作する。これに代えて、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンおよび他の適当なポリマーのようなプラスチック材料で製作してもよい。この水貯蔵手段１４はフィルタ・マニホールド１５の入口側と流体連通している。

フィルタ・マニホールド１５はフィルタ要素１６と接続される。フィルタ・マニホールド１５とフィルタ要素１６とは米国特許第６，０２７，６４４号明細書、米国特許出願番号０９／６１８，６８６号、０９／９２９，９２０号、１０／１９６，３４０号、１０／２０２，２９０号および１０／４０６．６３７号に開示されるような回転可能に接続され、またはこの接続は米国特許出願番号１０／２１０，８９０号に開示されるように滑動可能に挿入される。特許の全ては本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに完全に取り入れられる。フィルタ・マニホールドは、たとえば、鋳造で水貯蔵手段１４と一体に成形するか、あるいは水貯蔵手段１４の外部に直接取付け可能に形成してもよい。フィルタ要素１６は次のフィルタ媒体のいずれか１種またはその組み合わせを備える。これは粒状活性炭、塊状活性炭、ガーネット、無煙炭、緑砂、バーム、方解石、軟化樹脂、多孔性絶対ろ過膜または精密ろ布シート、スパン・ブローン、イオン交換樹脂、ポリマー、セラミックス、ゼオライト、流紋岩、または他のいずれかの適当なフィルタ媒体である。フィルタ・マニホールド１５はマニホールド入口または出口側のいずれかに取付けられる、またはフィルタ・マニホールド１５内に一体に形成されるフロー・センサ１８を備える。図３に示されるように、水フィルタ組立て体１０はフロー・センサ１８を使用することなく構成してもよい。

フロー・センサ１８に加えて、またはこれに代えて、水フィルタ組立て体１０は導電率／電気抵抗率、ｐＨおよび温度のような多様な他のセンサを具備するようにしてもよい。適するセンサは製造日または流量容量のような信頼できる情報を決定することができるように、フィルタ要素１６と共に提供されるバー・コードと連動するバー・コード・センサを備えることができる。フロー・センサ１８は電子制御ユニット１９あるいは冷蔵庫の構成要素のような外部ユニットと接続される。電子制御ユニット１９は水フィルタ組立て体１０と一体に構成するか、または冷蔵庫の構成要素のような外部ユニットで構成してもよい。典型的には電子制御ユニット１９はフロー・センサ１８とインターフェースで結ぶマイクロプロセッサを備える。電子制御ユニット１９はフロー・センサ１８から与えられる流量信号を利用する、多様な性能プログラムおよび故障発見修理プログラムを備えてもよい。これらのプログラムの代表例は総流量、交換計画および現在のシステム状態を含む。ディスプレイ・ユニット２３はシステム状態に関してテキスト形式でメッセージを表示する液晶ディスプレイまたは類似するディスプレイを備えることができる。これに代えて、ディスプレイ・ユニット２３は状態または求められるサービス情報を表示する、１つの発光体または多様な発光体を備えてもよい。水フィルタ組立て体１０はまた飲料水分配器または製氷機のような使用ポイントに対して２個またはそれ以上の出口を構成する、複数の給水出口２２ａ、２２ｂを通してろ過した水を導く分配マニホールド２０を備える。この分配マニホールド２０は使用ポイントからの入力に基づいて開閉する、複数のソレノイド弁２１ａ、２１ｂを備える。これに代わる実施例では、分配マニホールド２０は１個のソレノイド弁のような単一の弁で流動状態を制御する単一の出口を備えるようにしてもよい。他の実施例では、ソレノイド弁２１ａ、２１ｂは総給水量、水質基準、製造日に基づいて決定されるフィルタ寿命のようなフロー・センサ１８で監視される、信頼できる基準が許容レベルを超えた場合に水フィルタ組立て体１０を使用停止にする電子制御ユニット１９と接続される。

代替的水フィルタ組立て体１５が図４に示される。水フィルタ組立て体１５は複数の交換可能なフィルタ要素１６ａ−１６ｄを有するフィルタ要素１６を使用する。このフィルタ要素１６ａ−１６ｄは水流がフィルタ要素１６ａ−１６ｄを順次通過するように直列に整列しており、一続きに結ばれる。フィルタ要素１６ａ−１６ｄの媒体は望まれるときには先に述べた媒体リストから選択される。フィルタ要素１６ａ−１６ｄは望まれるときには各フィルタ要素１６ａ−１６ｄをフィルタ要素ハウジング１６の外まで滑らせて１度に１個またはその全部を同時に交換される。フィルタ要素１６ｂは望まれるときには複数の前置フィルタ要素１６ａと後置フィルタ要素１６ｃ、１６ｄと共に活性炭を備える。

図１、図２、図３および図４は水フィルタ組立て体の好都合な形態を示すが、水フィルタ組立て体内の装備品はこれに代わる装置で構成することができる。たとえば、図５および図６は装備品の異なる形態を有する水フィルタ組立て体２６、２８を表わす。各水フィルタ組立て体は支持構造体１１と、少なくとも１つの給水入口１２と、出口２２ａ、２２ｂのような給水出口とを備える。水フィルタ組立て体２８はセンサ１８を備える。図７および図８は水貯蔵タンク上流に弁を備える水フィルタ組立て体３０、３２を表わす。各水フィルタ組立て体は支持構造体１１と、少なくとも１つの給水入口１２と、出口２２ａ、２２ｂのような給水出口とを備える。水フィルタ組立て体３２はセンサ１８を備える。図９および図１０は水フィルタ組立て体の一部として構成しない上流水貯蔵タンク有する代替的水フィルタ組立て体３４、３６を表わす。各水フィルタ組立て体は支持構造体１１と、少なくとも１つの給水入口１２と、出口２２ａ、２２ｂのような給水出口とを備える。水フィルタ組立て体３６はセンサ１８を備える。図１１および図１２は水フィルタ組立て体の一部として構成しない上流水貯蔵タンクを有する代替的水フィルタ組立て体３８、４０を表わす。各水フィルタ組立て体は支持構造体１１と、少なくとも１つの給水入口１２と、出口２２ａ、２２ｂのような給水出口とを備える。水フィルタ組立て体４０はセンサ１８を備える。図１３および図１４は代替的水フィルタ組立て体４２、４４を表わす。水フィルタ組立て体４２、４４は水フィルタ組立て体の一部を構成しない弁を備え、給水入口４６と分配入口４８と共に、処理水出口５０と出口２２ｂとを備える。水フィルタ組立て体４４はセンサ１８を備える。水フィルタ組立て体２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４は本発明の意図したものおよび範囲から離れずになされた変形例を表わす。

図１５において、水フィルタ組立て体５２はフィルタ装置５６の上流に弁装置５４を備える。水はフィルタ装置５６から出口２２ａ、２２ｂが取付けられるタンク５８のかけて流動する。出口２２ａは直接製氷機に配管され、一方出口２２ｂは飲料水分配器または他の使用ポイントにろ過された水を分配する。

図示され、説明された実施例については、たとえば、塩素、有機物、総溶解物質および同様な物質を除去する場合のように、信頼できる、望ましいレベルのろ過処理を達成するために多段にわたってろ過する、多段フィルタ要素を含む、追加の形態が多様な連続または不連続配置で水フィルタ組立て体内に配置することができる。

実際には本発明の水フィルタ組立て体は冷蔵庫製造者による取付け前に組立て、試験が行われる。製造者がこれを受け取ったとき、水フィルタ組立て体１０は位置決めされ、支持構造体１１が冷蔵庫に固く固定される。取付けはねじ締結手段、スナップ固定具、ブラケットおよび他の適当な取り付け手を含む、多様な手段でなし遂げることができる。いったん支持構造体１１が取付けられたならば、一般には給水入口１２を冷蔵庫水供給部１３に、さらに出口２２ａ、２２ｂを使用ポイントに取付けるように全てが冷蔵庫製造者に任せられる。フィルタ要素１６および類似する手段のような交換可能な装備品は冷蔵庫製造者または最終使用者によって取付けられる。

実際の使用では給水が給水入口１２を通って水フィルタ組立て体１０に流れる。給水はろ過処理および使用の前に予め冷却され、水貯蔵手段１４に流入する。使用ポイントからの入力に基づいてソレノイド弁２１ａ、２１ｂのどちらかが開くと、給水が水貯蔵手段１４からフィルタ要素１６に流れ始める。水がいったんろ過されると、フィルタ要素１６から流出し、フロー・センサ１８を通り抜ける。このフロー・センサ１８は総給水量および／または流量を測定する、パドル・ホイール、タービン、ギヤポンプまたは他の適当な形態からなる。このフロー・センサ１８はセンサからの出力を受け取る電子制御ユニット１９に信号を送る。電子制御ユニット１９は現在の状態およびフィルタ要素１６の交換のような求められるいずれかの業務について使用者に注意を促すために出力をディスプレイ装置２３に伝送する。この後、ろ過された水は分配マニホールド２０に達し、出口２２ａまたは出口２２ｂを通って使用ポイントに流動する。

本発明の多様な実施例が開示されたが、当業者がこれらの実施例を容易に組み合わせ、多数の水フィルタ組立て体の実施例をなし遂げることができるのは明らかである。

図１は本発明に係る水フィルタ組立て体の一実施例の図式的表示である。 図２は図１に示される水フィルタ組立て体の図式的表示である。 図３は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図４は複数の連続するフィルタ要素を有する代替的実施例を示す図式的表示である。 図５は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図６は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図７は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図８は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図９は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図１０は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図１１は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図１２は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図１３は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図１４は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。 図１５は水フィルタ組立て体の他の実施例を示す図式的表示である。

Claims (30)

1. 装置内に手間の掛からない配置を可能にする水フィルタ組立て体であって、内蔵式ユニットが冷蔵庫内に全てが共同配置のために共に連結される、支持構造体、フィルタ要素、入口および出口接続要素ならびに水貯蔵容器を備え、前記入口接続要素が最終的に前記出口接続要素と接続する前記フィルタ要素と前記水貯蔵容器とを介して流体経路と流体連通している水フィルタ組立て体。
2. 前記フィルタ要素が多段ろ過形態を有し、この内の一ろ過形態がフィルタ媒体として粒状活性炭を単独に使用する請求項１に記載の水フィルタ組立て体。
3. 前記粒状活性炭と連結して一続きの前置および後置処理フィルタ媒体を含む請求項２に記載の水フィルタ組立て体。
4. 次の群から選ばれた一続きの前置および後置処理フィルタ媒体を含む請求項３に記載の水フィルタ組立て体。
   ガーネット、無煙炭、緑砂、バーム、方解石、軟化樹脂、イオン交換媒体、精密ろ布、ポリマー、セラミックス、ゼオライト、流紋岩
5. 少なくとも１つの出口ルートを有する前記出口部を含む請求項１に記載の水フィルタ組立て体
6. ろ過された水を使用者に分配する第１のルートと、ろ過された水を製氷機に分配する第２のルートとの２つの水出口ルートを含む請求項４に記載の水フィルタ組立て体。
7. 選ばれた出口に選択的に水を分配する弁制御装置を有する分配マニホールド備える請求項１に記載の水フィルタ組立て体。
8. 少なくとも選ばれた主な流動パラメータを測定するセンサ電子制御装置と接続可能なフロー・センサを含む請求項1に記載の水フィルタ組立て体。
9. 前記フロー・センサが総使用量を測定する請求項８に記載の水フィルタ組立て体。
10. 前記フロー・センサが流量を測定する請求項８に記載の水フィルタ組立て体。
11. 前記センサ電子制御装置が前記水フィルタ組立て体について知られた保守業務を取るように使用者に注意を促す出力信号を含む請求項８に記載の水フィルタ組立て体。
12. 前記水貯蔵手段が簡素なタンクである請求項１に記載の水フィルタ組立て体。
13. 前記水貯蔵手段が予め決められた量の水を蓄える決められた長さの管路である請求項１に記載の水フィルタ組立て体。
14. 前記水貯蔵手段が分配の前に水を冷却する熱交換装置として働く請求項１に記載の水フィルタ組立て体。
15. 請求項１に記載の水フィルタ組立て体を備える冷蔵庫。
16. 冷蔵庫内に水フィルタ組立て体の一定した配置を得る方法であって、フィルタ要素、入口および出口接続要素ならびに水貯蔵容器を備える内蔵式水フィルタ組立て体ユニットを組立てる工程を含み、前記内蔵式水フィルタ組立て体ユニットは給水入口が水供給系統と接続され、少なくとも１つの出口が少なくとも１つの使用ポイントと接続されて前記冷蔵庫内にユニットとして配置される方法。
17. 多段ろ過形態を備えたフィルタ要素を準備することを含み、その内の一ろ過形態がフィルタ媒体として粒状活性炭を単独に使用する請求項１６に記載の方法。
18. 前記粒状活性炭と連結した一続きの前置および後置処理フィルタ媒体を準備することを含む請求項１７に記載の方法。
19. ガーネット、無煙炭、緑砂、バーム、方解石、軟化樹脂、イオン交換媒体、精密ろ布、ポリマーからなる媒体から一続きの前置および後置処理ろ過形態を選択することを含む請求項１８に記載の方法。
20. ろ過された水を使用者に分配する第１のルートと、ろ過された水を製氷機に分配する第２のルートとの２つの水出口ルートを準備することを含む請求項１６に記載の方法。
21. 少なくとも１つの弁制御装置を有する分配マニホールドを備えることにより選ばれた出口に選択的に水を分配することを含む請求項２０に記載の方法。
22. さらに、前記センサ電子制御装置と接続するフロー・センサを用いて少なくとも選ばれた主な流動パラメータを測定することを含む請求項１６に記載の方法。
23. 前記フロー・センサを用いて総使用量を測定することを含む請求項２２に記載の方法。
24. 前記フロー・センサにより流量を測定することを含む請求項２２に記載の方法。
25. 前記センサ電子制御装置を用いて前記水フィルタ組立て体について知られた保守業務を取るように使用者に注意を促すことを含む請求項２２に記載の方法。
26. 前記水貯蔵容器としてタンクを準備すること含む請求項１６に記載の方法。
27. 前記水貯蔵容器として予め決められた量の水を蓄える決められた長さのコイル状に巻かれた管路を準備することを含む請求項１６に記載の方法。
28. 分配する前に熱交換器装置として働く水貯蔵容器を用いて水を冷却することを含む請求項１６に記載の方法。
29. 装置内に手間の掛からない配置を可能にする水フィルタ組立て体であって、
    支持構造体、フィルタ装置ならびに入口および出口接続要素を備える内蔵式ユニットと、
    水貯蔵容器、分配弁装置および水フロー・センサからなる群から選ばれた少なくとも１つの要素とを備え、
    前記フィルタ装置、前記入口および出口接続要素ならびに前記少なくとも１つの要素が前記装置内に共同配置のために共に連結されており、前記入口接続要素が最終的に前記出口接続要素と接続する、前記フィルタ装置と前記少なくとも１つの要素とを介して流体経路と流体連通している水フィルタ組立て体。
30. 請求項２９に記載の水フィルタ組立て体を備える冷蔵庫。

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