JP2007503307A - 水処理カートリッジ及びそれに関する方法 - Google Patents

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Abstract

実施形態は、飲料水を処理するための水処理カートリッジ（２０）を対象としている。水処理カートリッジ（２０）は、ハウジング（２２）、水を水処理カートリッジへ導入するための入口（２４）、水処理カートリッジ（２０）から水を排出させるための出口、及び第１の処理材を備えてもよい。第１の処理材はコア領域を有してもよい。水処理カートリッジ（２０）はまた、第２の処理材を有してもよい。第２の処理材は、第１の処理材のコア領域内に含まれてもよく、その結果、第１の処理材と第２の処理材が直接接触及び直接連通する。第２の処理材はカルシウム源であってよい。水処理カートリッジ（２０）はまた、液体透過性リテーナーを有してもよい。リテーナーは、出口を覆ってもよく、また第２の処理材の中に延びてもよい。水は、入口から水処理カートリッジ（２０）に入ってよく、その水はその後、第１の処理材に半径方向に入り、次いで第１の処理材の中を半径方向に流れてよく、その後、その水の少なくとも一部は、第２の処理材に半径方向に入り、次いで第２の処理材の中を軸方向に流れてよく、その後、出口を介して水処理カートリッジ（２０）から排出され得る。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国仮出願番号第６０／４９８，５４８号（２００３年８月２８日出願）の優先権の効果を請求し、この出願を参照として本明細書に組み込む。
（発明の分野）
本発明は、概して水処理カートリッジの分野に関する。
水は、例えば、微粒子、有害な化学物質、並びに、細菌、寄生生物、原生動物及びウイルスなどの微生物学的有機体を含む、多くの異なる種類の汚染物質を含有する場合がある。様々な状況で、水を使用できるようになるまで、これらの汚染物質を除去しなければならない。有害な汚染物質は多くの場合、水が飲用に適する、すなわち消費するのに適するまで、第１の処理材を用いて水から除去されなければならない。
有害な汚染物質を含有すること以外に、処理した飲料水及び未処理の飲料水は両方共多くの場合、決して理想的な味ではない。これらに限定するものではないが、ｐＨ、硬度／軟度、濾過後の細菌の繁殖、アルカリ性、ミネラル含有量、有機含有量などを含む、水の味に悪影響を及ぼすかもしれない幾つかの要因がある。これらの要因は多くの場合、水中の汚染物質を取り除くのに用いられる第１の処理材の影響を受ける。
第２の処理材が、第１の処理材と併せて使用されてよい。第２の処理材の使用は多くの場合、水処理カートリッジの出力を低下させる。第２の処理材の使用は多くの場合、より複雑な流路、水が移動する追加的な密集床、第１の処理材と第２の処理材との間での透過膜及び半透膜の使用、微粉及び沈降物を回収するためのリテーナーの使用などと同等とみなされる。
一実施形態では、本発明は、飲料水を処理するための水処理カートリッジを対象とすることができる。水処理カートリッジは、ハウジング、水を水処理カートリッジへ導入するための入口、水処理カートリッジから水を排出させるための出口、及び第１の処理材を備えてもよい。第１の処理材は、コア領域を有してもよい。水処理カートリッジはまた、第２の処理材を有してもよい。第２の処理材は、第１の処理材のコア領域内に含まれてもよく、その結果、第１の処理材と第２の処理材が直接連通する。水は、入口から水処理カートリッジに入ってよく、その水はその後、第１の処理材に半径方向に入り、次いで第１の処理材の中を半径方向に流れてよく、その後、その水の少なくとも一部は、第２の処理材に半径方向に入り、次いで第２の処理材の中を軸方向に流れてよく、その後、出口を介して水処理カートリッジから排出され得る。
別の実施形態では、本発明は水の処理方法を対象とすることができる。この方法は、
ａ）コア領域を有する第１の処理材を準備する工程と、
ｂ）第１の処理材のコア領域内に第２の処理材を準備する工程と、
ｃ）水が第１の処理材に半径方向に入りかつその中を半径方向に流れるように、第１の処理材に水を通過させる工程と、
ｄ）水の少なくとも一部が第２の処理材に半径方向に入りかつその中を軸方向に流れるように、第２の処理材に水を通過させる工程と
を含んでもよい。
更に別の実施形態では、本発明は、既存の水処理カートリッジに第２の処理材を追加するための方法を対象とすることができる。この方法は、
ａ）ハウジング、水を水処理カートリッジへ導入するための入口、水処理カートリッジから水を排出させるための出口、及びコア領域を有する第１の処理材を備えた水処理カートリッジを準備する工程と、
ｂ）第２の処理材を準備する工程と、
ｃ）液体透過性リテーナーを準備する工程と、
ｄ）第２の処理材を出口から第１の処理材のコア領域内へ入れる工程と、
ｅ）出口をリテーナーで覆う工程と
を含んでもよい。
更にまた別の実施形態では、本発明は、飲料水を処理するための水処理カートリッジを対象とすることができる。水処理カートリッジは、ハウジング、水を水処理カートリッジへ導入するための入口、水処理カートリッジから水を排出させるための出口、並びに水処理材及びリテーナーを備えてもよい。リテーナーは、出口を覆い、また少なくとも約２ｍｍの長さが、水処理材の中へ延びてもよい。
本明細書は、本発明を詳細に指摘しかつ明確に主張する特許請求の範囲で完結するが、本発明は、添付の図面と併せてなされる以下の説明から一層よく理解されるであろうと考えられる。
Ｉ．定義
本明細書で使用するとき、及び米国特許出願番号第１０／４６４，２０９号及び同第１０／４６４，２１０号に記載されているように、語句「活性炭粒子」及びそれらの誘導体は、炭化した物質をより多孔質にするプロセスに付された炭素粒子をいうものとする。
本明細書で使用するとき、「平均耐用期間流量」という語句は、１個の水処理カートリッジの１回の試験の期間中に読み取られる流量の読みの平均流量に言及する。
本明細書で使用するとき、「軸方向に入ること」又は「軸方向に入る」という語句は、水処理材の最上面に沿った任意の点で水が入ることを意味する。最上面には、水処理材の側面部分又は底部分は含まれない。
本明細書で使用するとき、「軸方向の流れ」又は「軸方向に流れる」という語句は、水が水処理材で処理される場合に、水処理材の側面部分と本質的に平行な水の流れに言及する。水の軸方向の流れは、通常、水処理カートリッジの長手方向軸と本質的に平行である。
本明細書で使用するとき、「総平均耐用期間流量」という語句は、２個以上の水処理カートリッジの平均耐用期間流量の平均に言及する。
本明細書で使用するとき、「同心の」という用語は、共通の中心を有することを意味する。
本明細書で使用するとき、「同軸の」という用語は、第１の物体が完全に第２の物体内に存在すること（例えば、第１の円筒が完全に第２の円筒内にあること、第１のチューブが第２のチューブを完全に取り囲んでいること等）を意味する。
本明細書で使用するとき、「汚染物質」という用語には、微生物、ウイルス、細菌、病原体、原生動物、有機物、無機物質、浮遊物、寄生生物、重金属などが含まれる。
本明細書で使用するとき、「サンゴのカルシウム」という語句は、海面上又は海面下で収穫される珊瑚の化石に言及し、これには、外部又は内部の骨格を特徴とする花中綱（刺胞動物門）の部類の様々な無脊椎動物海洋生物のどれもが含まれる。
本明細書で使用するとき、「直接連通」又は「直接連通している（こと）」という語句は、第３の物質で妨げられていない２つの物質間での流体連通を意味する。
本明細書で使用するとき、「直接接触」又は「直接接触する（こと）」という語句は、第３の物質によって接触が妨げられないように互いに物理的に接触している２つの物質を意味する。
本明細書で使用するとき、「細かい」又は「微粉」という用語は、約１００メッシュ未満の粒径を有することを意味する。
本明細書で使用するとき、「第１の処理材」という語句は、例えば、粒径排除、電解、吸収、吸着、酸化、還元、化学的消毒、イオン交換などによって、汚染物質を除去又は中和するように主に機能する水処理材を意味する。第１の処理材の主要な機能は、汚染物質を除去又は中和することである。第１の処理材は、水の味を改善すること、水を介して食物の必須要素を提供すること、又は病気の治療もしくは健康増進のために水を補うことができるが、これらは第１の処理材の主要な機能ではない。
本明細書で使用するとき、「流量」という語句は、水処理カートリッジが規定された時間にわたって放出できる、水の規定された容量を意味する。特に明記されない限り、処理しようとする水源は４１４ｋＰａ（６０ポンド／平方インチ（本明細書中、「ｐｓｉ」））であると仮定してよい。
本明細書で使用するとき、「メッシュ」という用語は、タイラー（Tyler）指定であって、任意のワイヤーの中心から正確に２５．４ｍｍ（１インチ）の距離の点までに数える、直線インチ当たりの開口部の数に言及する（Ｒ．ペリー（Perry,R.）ら、ペリーの化学工学便覧（Perry's Chemical Engineers' Handbook）、１９−１８、１９−１９、１９−２０（１９９７年））。
本明細書で使用するとき、「粒子」という用語は、個々の部材又は一片に言及するものとし、これには、繊維、顆粒、ビーズなどが含まれるが、これらに限定されない。粒子の大きさは、触知できない粒子（例えば、微細粉末）から触知可能な水処理粒子までさまざまであることができる。
本明細書で使用するとき、「半径方向に入ること」又は「半径方向に入る」という語句は、水処理材の側面部分に沿った任意の点で水が入ることを意味する。
本明細書で使用するとき、「半径方向の流れ」又は「半径方向に流れる」という語句は、水が水処理材で処理される場合の、水処理材の側面部分と本質的に垂直である水の流れに言及する。水の半径方向の流れは、通常、水処理カートリッジの長手方向軸と本質的に垂直である。
本明細書で使用するとき、「第２の処理材」という語句は、主として、フレーバー、栄養素、ミネラル、ビタミンなどを水に添加したり、水のｐＨを調節したり、水の酸化還元電位を調節したり、水の軟度／硬度を調節したり、水のクラスターサイズを調節するなどの、水処理材を意味する。第２の処理材の主要な機能は、水の味を改善すること、水を介して食物の必須要素を提供すること、又は病気を治療するかもしくは健康を増進するために水を補うことなどである。第２の処理材は汚染物質を除去又は中和することができるが、これらは第２の処理材の主要な機能ではない。
本明細書で使用するとき、「沈降物」という用語は、約３０メッシュ〜約１００メッシュの粒径を有することを意味する。
本明細書で使用するとき、「処理する」又は「処理」という用語は、消費のために水を改善すること（例えば、汚染物質の除去、フレーバーの添加、味を改善するための変質／変性など）を意味する。第１の処理材又は第２の処理材は、水を処理するために使用されてもよいし、又は水の処理において使用されてもよい。
本明細書で使用するとき、「水処理材」という語句は、水を処理するための材料を意味する。水処理材は、第１の処理材又は第２の処理材であってよい。
本明細書で以降に使用される他の用語及び語句は、本明細書中の論じられている箇所で定義される。
ここでは本発明の実施形態に対する参照を詳細に行い、本発明の例を添付の図面に例示する。後半の二桁が同じ数字は、図面を通して同一又は類似の（必ずしも実施形態とは限らない）要素を表す（例えば、２２、１２２、２２２等）。本明細書で説明される水処理カートリッジは、限定するものではないが、製氷機及び／又はウォーターポートを有する冷蔵庫；ウォータースタンド又はクーラー；蛇口付き、調理台上、流し台下、及び／又は家全体の水処理器具；コーヒーメーカー等を含む、住宅規模の処理された飲料水が求められる場所で使用することができる。本発明の水処理カートリッジは、オン・デマンドであることができる（すなわち、処理しようとする水源の放出圧力が約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）であるときに、処理された飲料水を約２リットル／分（本明細書中、「Ｌ／分」）超で放出可能）。
水処理カートリッジの要素について記載したサイズ制限は、住居型の用途の実例の場合である。本発明の別の用途は、より大きな又はより小さな要素の仕様を求めることができる。したがって、開示した数値制限は、実質的に拡大されても、又は縮小されてもよい。
ＩＩ．水処理カートリッジ
図１及び２に示すように、本発明の実施形態は、ハウジング２２、及び入口２４、出口２６、第１の処理材２８、及び第２の処理材３０及び液体透過性リテーナー３２を備えてよい水処理カートリッジ２０であり得る。リテーナー３２は、該リテーナー３２が水処理カートリッジ２０内で第２の処理材３０を保持しかつ処理された飲料水を出口２６から排出できるように、出口２６内に設けられてもよい。水処理カートリッジ２０はまた、所望により、米国特許第５，５２５，２１４号、同第５，５２７，４５１号、同第５，９２８，５０４号、及び同第６，２４１，１０３号に記載されているように、溝４８、ノッチ５０、カム５２、肩部５４、及びＯリング５６を備えてもよい。
本発明の実施形態において示すように、ハウジング２２は円筒形であることができるが、様々な形や大きさであってもよい。ハウジング２２は、限定するものではないが、プラスチック、金属及びその合金、グラスファイバー等のうちの１つ又は組み合わせを含む、様々な材料の１以上から製造することができる。ハウジング２２は、処理材を保持する明確な区画を形成することができる。あるいは、図３に示すように、ハウジング３２２は第１の処理材２８の末端部分を単に覆っていてもよい。更には、出口２６を形成するハウジング２２の部分は、１以上のリブ２３で支持されてもよい。
図１において先に示したように、入口２４は、水処理カートリッジ２０の第１末端部に位置する環状の開口部であってよい。あるいは、図３に示すように、入口３２４は、両末端がハウジング３２２で覆われた、露出された処理材の部分（例えば、炭素ブロックの部分）であってよい。すなわち、水は、第１の処理材２８の露出部分から水処理カートリッジ３２０に入ることができる。入口２４は、所望により、水処理カートリッジ２０の側面又は第２末端部に設置されてよい。
図４に示されるように、出口２６は、環状の開口部であって、水処理カートリッジ２０の長手方向軸３６と同心及び同軸であってもよい。入口２４及び出口２６は、様々な大きさであってよく、また、用途に対して最も役立ついかなる様式で配置されてもよい。したがって、入口２４及び出口２６は、同位（例えば、同一の開口部を共有している）、近位（例えば、同一の面又は末端部を共有している）、又は互いに遠位（例えば、反対の末端部に位置している）に配置することができる。
第１の処理材２８は、約１グラム（本明細書中、「ｇ」）〜約２００ｇ、約５０ｇ〜約８０ｇ、及び／又は約６０ｇ〜約７０ｇがハウジング２２内に含まれるように、ハウジング２２内に含まれてよい。第１の処理材２８の嵩密度は、約０．１グラム／ミリリットル（本明細書中、「ｇ／ｍＬ」）〜約２ｇ／ｍＬ、約０．３ｇ／ｍＬ〜約１．８ｇ／ｍＬ、及び／又は約０．４ｇ／ｍＬ〜約１．５ｇ／ｍＬであってよい。
図５に示すように、第１の処理材２８は、コア領域３４を有してよい。本明細書で使用するとき、「コア領域」とは、第２の処理材３０を含むことができる、第１の処理材２８内に形成された中空部を意味する（図２、図８、図９、及び図１０を参照のこと）。第１の処理材２８は、コア領域３４を有するブロックの形態であってよい。コア領域３４は、水処理カートリッジ５２０の長手方向軸３６と同心及び／又は同軸であってよい。コア領域３４は、第１の処理材２８の第１の末端部から第２の末端部へ連続して延びてよく、又は第１の処理材２８の中へ部分的にのみ延びてよい。コア領域３４の容積は、約０．２ｍＬ〜約５００ｍＬ、約１ｍＬ〜約１２５ｍＬ、及び／又は約２ｍＬ〜約１２ｍＬであってよい。コア領域３４の第１末端部からコア領域３４の第２末端部までの距離Ｌ１（コア領域３４の長さ）は、約１０ミリメートル（本明細書中、「ｍｍ」）〜約２５０ｍｍ、約２５ｍｍ〜約１５０ｍｍ、及び／又は約４０ｍｍ〜約６０ｍｍであってよい。コア領域３４の直径は、約５ｍｍ〜約５０ｍｍ、約７ｍｍ〜約３０ｍｍ、及び／又は約９ｍｍ〜約１６ｍｍであってよい。
第１の処理材２８の例が、米国特許第２，１６７，２２５号、同第２，３３５，４５８号、同第４，１７２，７９６号、同第４，４９３，７７２号、同第４，７６４，２７４号、同第４，０２５，４３８号、同第４，０９４，７７９号、同第５，６７９，２４８号、同第６，２７４，０４１号、同第６，３３７，０１５号、並びに米国特許出願第１０／４６４，２０９号、同第１０／４６４，２１０号、同第０９／９３５，８１０号、同第０９／９３５，９６２号、同第０９／６２８，６３２号、同第０９／８３２，５８１号、同第０９／８３２，５８０、同第０９／７３６，７４９号、同第０９／５７４，４５６号、同第０９／５６４，９１９号、及び同第０９／３４７，２２３号に記載されている。例えば、第１の処理材２８としては、炭素（例えば、多孔質炭素の管、又は多孔質炭素のブロック、又はプラスチック結合剤などと焼結された炭素粉もしくは炭素粒子のような、活性炭）、イオン交換材料（例えば、樹脂ビーズ、平らな濾過膜、繊維性濾過構造などの形態のもの）、ゼオライト粒子又はコーティング（例えば、銀が入ったもの）、ポリエチレン又は電荷修飾（charge-modified）のメルトブローン又はマイクロファイバーガラスウェブ、アルミナ、珪藻土などのうちの１つ又は組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
第２の処理材３０は、約１ｇ〜約５０ｇ、約５ｇ〜約３０ｇ、及び／又は約１０ｇ〜約２０ｇがハウジング２２内に含まれるように、ハウジング２２内に含まれてよい。更には、図２において先に示したように、第２の処理材３０は、約５００ｍｇ〜約４０ｇ、約２ｇ〜約２０ｇ、及び／又は約５ｇ〜約１５ｇがコア領域３４内に含まれるように、またコア領域３４の容積の約１％〜約１００％、約２０％〜約８０％、及び／又は約４０％〜約６０％を第２の処理材３０が占めるように、第１の処理材２８のコア領域３４内に含まれてよい。第２の処理材３０は、第１の処理材２８と混ざらずに、第１の処理材２８と直接連通及び／又は直接接触するように、コア領域３４内に含まれてよい。第２の処理材３０を第１の処理材２８と直接連通させて配置することは、水の流路を簡素にする。すなわち、水は、第１の処理材２８から第２の処理材３０へ直接流れることができ、水の流量にあまり影響を与えない。
第２の処理材３０の粒径は、約２．５メッシュ（約８ｍｍ）〜約２００メッシュ（約０．０７ｍｍ）、約４メッシュ（約４．８ｍｍ）〜約１００メッシュ（約０．１５ｍｍ）、約７メッシュ（約２．８ｍｍ）〜約３５メッシュ（約０．４ｍｍ）、及び／又は約９メッシュ（約２ｍｍ）〜約２０メッシュ（約０．８ｍｍ）であってよい。これらの粒径は、水が第２の処理材３０の中を流れ易くすることができ、水の流量にあまり影響を与えない。第２の処理材３０の嵩密度は、約０．４ｇ／ｍＬ〜約３ｇ／ｍＬ、約０．８ｇ／ｍＬ〜約２ｇ／ｍＬ、及び／又は約１ｇ／ｍＬ〜約１．５ｇ／ｍＬであってよい。
第２の処理材３０の例は、米国特許第３，５１９，１３４号、同第３，５５４，３７７号、同第３，８７２，０１３号、同第３，８９０，２２５号、同第３，９５６，１３２号、同第４３２５９７５号、同第４，６７８，５７１号、同第４，６９５，３７９号、同第４，７６１，８３９号、同第４，７６９，１４４号、同第４，７８７，９７３号、同第４，９７９，６５４号、同第５，０９６，５８０号、同第５，１７８，７３４号、同第５，１８６，８３０号、同第５，２１１，９７３号、同第５，２１５，６５９号、同第５，２７７，８０２号、同第５，４２７，７４８号、同第５，４６８，３７３号、同第５，６６５，２４０号、同第５，７７２，１１９号、同第５，８３７，１３６号、同第５，９１０，２３３号、同第５，９５８，２２８号、同第６，０１３，１８０号、同第６，１０２，２１３号、同第６，１０６，７２５号、同第６，１９０，５４７号、同第６，２２１，４１６号、同第６，２５１，１７２号、同第６，２７０，６６４号、同第６，３７２，１３５号、同第６，５３７、４５３号、並びに米国特許出願第０９／９１１，１８７号、同第０９／８４３，０８６号、同第１０／０８１，８６２号、同第１０／１７７，７１８号、同第１０／３７１，８６４号、同第１０／４６４，２０９号、及び同第１０／４６４，２１０号に記載されている。例えば、第２の処理材３０としては、風味剤類（例えば、レモン／ライム）、ビタミン類（例えば、Ｃ、Ｅ、など）、ミネラル類（例えば、カルシウム源、マグネシウム源、カリウム源、亜鉛源など）、栄養素類（例えば、酵素、ハーブ抽出物、など）などのうちの１つ又は組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。本発明の第２の処理材３０は、米国特許第２，１６７，２２５号、同第２，３３５，４５８号、同第４，１７２，７９６号、同第４，４９３，７７２号、同第４，７６４，２７４号、同第４，０２５，４３８号、同第４，０９４，７７９号、同第５，６７９，２４８号、同第６，２７４，０４１号、同第６，３３７，０１５号、並びに米国特許出願第０９／９３５，８１０号、同第０９／９３５，９６２号、同第０９／６２８，６３２号、同第０９／８３２，５８１号、同第０９／８３２，５８０号、同第０９／７３６，７４９号、同第０９／５７４，４５６号、同第０９／５６４，９１９号、及び同第０９／３４７，２２３号に記載されているように、他の従来の水処理材を含んでもよい。
図６及び７に示すように、リテーナー３２は、中空の円筒形本体３８、及び円錐形末端部４０を有してよい。しかしながら、リテーナー３２は、第２の処理材３０より小さな（すなわち、第２の処理材３０を通過させることができない）様々な形状及び大きさ（管状、正方形、長方形などが挙げられるが、これらに限定されない）の１つ又は組み合わせであってよい。末端部４０及び／又は本体３８は、１以上の開口部４２を有してよい。開口部４２は、種々の形状及び大きさであってよい（例えば、スロット、穿孔、など）。リテーナー３２は、限定するものではないが、プラスチック、金属及びその合金、グラスファイバー等の１つ又は組み合わせを含む、様々な材料のうち１以上から製造することができる。
リテーナー３２の長さである、リテーナー３２の第１末端部からリテーナー３２の第２末端部までの距離Ｌ２は、約２ｍｍ〜約１２５ｍｍ、約５ｍｍ〜約４０ｍｍ、及び／又は約９ｍｍ〜約２２ｍｍであってよい。リテーナー３２の本体３８の直径である、距離Ｌ３は、約２ｍｍ〜約５０ｍｍ、約３ｍｍ〜約３０ｍｍ、及び／又は約５ｍｍ〜約１２ｍｍであってよい。各開口部４２の幅である、距離Ｌ４は、約０．０１〜約３ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍ、及び／又は約０．２ｍｍ〜約１ｍｍであってよい。各開口部４２の長さである、距離Ｌ５は、約０．０１〜約５０ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約２５ｍｍ、及び／又は約１ｍｍ〜約１０ｍｍであってよい。開口部の直径は、約０．０１ｍｍ〜約３ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍ、及び／又は約０．２ｍｍ〜約１ｍｍであってよい。
リテーナー３２は、出口２６がリテーナー３２と直接連通する（すなわち、リテーナー３２が、ハウジング２２の、出口２６を形成する部分と連結される）ように、出口２６がリテーナー３２で覆われるようにハウジング２２に（例えば、成型、接着剤結合、ハンダ付け、溶接、ホットプレート溶接などで）永久的に連結されても、又は（例えば、摩擦嵌合、ねじ込み嵌合、ボルト止め、ねじ止め、留め具、スナップ嵌合、ラッチ止めなどで）取外し可能に連結されてもよい。図７に示すように、リテーナー３２は、ハウジング２２の所定の位置でカチッと締まることができる第１リップ４４を有し、リテーナー３２が所定の位置に留まり第２の処理材３０を保持できることを確実にすることができる。リテーナー３２はまた、リテーナー３２がコア領域３４内に過度に挿入されないように、ハウジング２２の、出口２６を形成する部分よりも大きくかつハウジング２２と接触する第２リップ４６を有してもよい。
図８に示すように、リテーナー８３２は、リテーナー８３２の少なくとも一部が第２の処理材３０と直接接触しているように、コア領域３４の第２の処理材３０を含む部分の中まで延びてよい。リテーナー８３２が、コア領域３４の第２の処理材３０を含む部分の中に延びていくほど、第２の処理材３０と直接接触しているリテーナー８３２の表面積は大きくなる。したがって、第２の処理材３０の中を流れる水は、第２の処理材３０からリテーナー８３２内まで移動するためにより大きい区域を有する（ただし、リテーナー８３２が延びるほど、リテーナー８３２の、第２の処理材８３０と接触している部分の開口部４２及び８４２の表面積は大きくなると仮定する）。したがって、水処理カートリッジ８２０の中を通る水の流量はあまり影響を受けない。第２の処理材３０と直接接触しているリテーナー８３２の長さである、距離Ｌ６は、約２ｍｍ〜約１２５ｍｍ、約６ｍｍ〜約４０ｍｍ、及び／又は約１０ｍｍ〜約１７ｍｍであってよい。
更に、図９に示すように、リテーナー９３２が、コア領域３４の第２の処理材３０を含む部分に延びるほど、第１の処理材２８及び第２の処理材３０からの沈降物がリテーナー９３２の開口部分と第２の処理材３０との間に堆積して、リテーナー９３２への水の流れを遅くすること、また場合によっては水処理カートリッジ９２０の流量に悪影響を与えることが起こりにくくなる。したがって、リテーナー９３２は、リテーナー９３２の開口部４２を構成する部分をコア領域３４内へ更に持ち上げるための側壁を備えてよく、そのため、第２の処理材３０と直接接触しているリテーナー９３２の最も低い部分とリテーナー９３２の開口部４２に最も近い部分との間に距離（距離Ｌ７）（本明細書中では「高いリテーナー配位」と呼び、図９では距離Ｌ７で表す（図２と比較））を設けることで、開口部４２を有するリテーナー９３２のどの部分でも沈降物及び／又は微粉が目詰まりするのを防ぐことができる。第２の処理材３０と直接接触しているリテーナー９３２の最も低い部分とリテーナー９３２の開口部４２に最も近い部分との間の距離である、距離Ｌ７は、約０ｍｍ〜約５０ｍｍ、約５ｍｍ〜約２５ｍｍ、及び／又は約１０ｍｍ〜約１５ｍｍであってよい。更に、第２の処理材３０を含むコア領域３４の第２末端部とリテーナー９３２の開口部４２に最も近い部分との間の距離である、距離Ｌ８は、約０ｍｍ〜約５０ｍｍ、約２ｍｍ〜約２５ｍｍ、及び／又は約５ｍｍ〜約１０ｍｍであってよい。高いリテーナー配位は、沈降物又は微粉が、開口部４２の目詰まりが起こるまでに、コア領域３４の第２末端部からリテーナー９３２の開口部４２までのコア領域３４の区域を満たさなければならないことから、目詰まりを防ぐことができる。同じ理由で、高いリテーナー配位は、最初は水の流れと共にリテーナー９３２の開口部４２を通過していたような、開口部４２よりも小さな沈降物又は微粉を防ぐ、というのも、このような沈降物又は微粉は、コア領域３４の区域がリテーナー９３２の開口部４２まで満たされるまで、リテーナー９３２を通過する機会がないためである。
したがって、リテーナー３２は、沈降物又は微粒子を生じさせる１以上の水処理材料を備えた水処理カートリッジ内で、流量を維持すること並びに／又は処理された飲料水中の微粉及び／もしくは沈降物を防ぐことを目的として使用され得る。
ＩＩＩ．水処理カートリッジ中の水の流れ
図１０に示すように、水は、入口２４（図示せず）から水処理カートリッジ２０に入ることができる。その後、水は、第１の処理材２８を取り囲み、第１の処理材２８の側面部分に沿って半径方向に入ることができる。次いで、水は、第１の処理材２８の中を半径方向に流れることができる。第１の処理材２８を出た途端、水は、第１の処理材２８と第２の処理材３０との間で直接連通するように、第２の処理材３０の最上面に軸方向に入る、及び／又は第２の処理材３０の側面部分に半径方向に入ることができる。次いで、水は、第２の処理材３０の中を、軸方向又は半径方向に入った地点から軸方向に、下方に向かって流れることができる。その後、水は、リテーナー３２の開口部４２を通過して、出口２６から排出され得る。
処理しようとする水源は、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）であってよく、また水処理カートリッジ２０の平均流量は、約１．５Ｌ／分〜約５Ｌ／分、約２Ｌ／分〜約４Ｌ／分、及び／又は約２．５Ｌ／分〜約３Ｌ／分であり得る。
ＩＶ．（実施例）
本発明の実施例を以下に説明する。これらの実施例は単に例示のためであって、本明細書に記載の本発明がこれら実施例によって制限されることを意味するものではない。
（実施例１）
（サンゴのカルシウムを保持する水処理カートリッジ）
コーラル社（Coral Inc.）、米国ネバダ州インクライン・ビレッジ、エンタープライズ・ストリート２２６Ｅ番、８９４５１（226 E.Enterprise Street,Incline Village,NV 89451 USA）製の、以下の粒径分布情報を有するエコピュア・コーラル（EcoPure Coral）約１０ｇ：
Figure 2007503307
 を、ＰｕＲアルティメイト（PuR Ultimate）水処理カートリッジ（ＰｕＲアルティメイト、モデルＲＦ−４０５０、ＰｕＲウォーター・ピュリフィケーション・プロダクツ社（PuR Water Purification Products,Inc.）、ミネソタ州ミネアポリス、９３００北７５番街、５５４２８（9300 North 75th Avenue,Minneapolis,MN 55428）製造）のコア領域３４内へ出口２６から入れる。エコピュア・コーラル（EcoPure Coral）をコア領域３４内に入れた後、リテーナー３２（図６及び７に示すように、Ｌ２が３０．７ｍｍ、Ｌ３が６．６８ｍｍ、Ｌ４が０．５０８ｍｍ、及びＬ５が７．７５ｍｍであるもの）をハウジング２２の出口２６を形成する部分に接着する（図２に示すように）。
この実施例１に従って作製した５個の水処理カートリッジ（Ｃ１〜Ｃ５）の流量測定値を表１に示す。
（実施例２）
（サンゴのカルシウムを含む水処理カートリッジ）
コーラル社（Coral Inc.）、米国ネバダ州インクライン・ビレッジ、エンタープライズ・ストリート２２６Ｅ番、８９４５１（226 E.Enterprise Street,Incline Village,NV 89451 USA）製の、以下の粒径情報を有するエコピュアＦＳ１０２０コーラル（EcoPure FS1020 Coral）約１０ｇ：
Figure 2007503307
 を、ＰｕＲアルティメイト（PuR Ultimate）水処理カートリッジ（ＰｕＲアルティメイト、モデルＲＦ−４０５０、ＰｕＲウォーター・ピュリフィケーション・プロダクツ社（PuR Water Purification Products,Inc.）、ミネソタ州ミネアポリス、９３００北７５番街、５５４２８（9300 North 75th Avenue,Minneapolis,MN 55428）製造）のコア領域３４内へ出口２６から入れる。エコピュアＦＳ１０２０コーラル（EcoPure FS1020 Coral）をコア領域３４内に入れた後、リテーナー３２（図６及び７に示すように、Ｌ２が３０．７ｍｍ、Ｌ３が６．６８ｍｍ、Ｌ４が０．５０８ｍｍ、及びＬ５が７．７５ｍｍであるもの）をハウジング２２の出口２６を形成する部分に接着する（図２に示すように）。
この実施例２に従って作製した５個の水処理カートリッジ（Ｓ１６〜Ｓ２０）の流量測定値を表１に示す。
ＩＶ．試験手順
Ａ．流量試験手順
試験した各カートリッジを、ＰｕＲ蛇口取り付け用ハウジング（ＰｕＲアルティメイト（PuR Ultimate）、モデルＦＭ−４０１０Ｌ、ＰｕＲウォーター・ピュリフィケーション・プロダクツ社（PuR Water Purification Products,Inc.）、ミネソタ州ミネアポリス、９３００北７５番街、５５４２８（9300 North 75th Avenue,Minneapolis,MN 55428）製造）内に挿入した。都市用水を各カートリッジに４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）の送達圧力でポンプで送り込んだ。流量を測定して、各カートリッジの耐用期間全体を通してリアルタイムで記録した（濾過された水の総容量で表される）。
Ｂ．嵩密度
１００ｍＬメスシリンダーに先ずサンゴのカルシウムをゆるく詰めて、はかりで重量を測定した。その重量（グラム数）を１００（ｍＬ）で割ることにより、嵩密度を算出した。
Figure 2007503307
本発明は、本発明の使用により、第１の処理材２８及び第２の処理材３０に付随する利益が得られるということに加えて、予め定められたガロン数に対して最小限の流量で前記効果がもたらされることを言葉及び／又は絵で消費者に伝達する情報を更に含むことができる。この情報は他の水処理カートリッジ及び製品よりも優れているという主張を含んでもよい。したがって、本発明の使用により、上述したように、特定の及び関連する効果がもたらされるということを言葉及び又は絵で消費者に伝達する情報を付随した包装の使用。この情報は、消費者に知らせるために、例えば、通常の材料全てにおける広告、並びに包装又は水処理カートリッジ２０自体に付ける説明書類及びアイコン類を含むことができる。
引用したすべての文書は参考として組み込まれる。いかなる文献の引用も、それが本発明に関する先行技術であることを承認するものとして解釈されるべきでない。
本発明の特定の実施形態を例示し、記載してきたが、様々なその他の変更及び修正を、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことが可能であることは、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
本発明に従って製造された水処理カートリッジの斜視図。 線Ａ−Ａに沿って切り取られた図１の水処理カートリッジの側面断面図。ここでは、リテーナーが原型を保っている。 図１の水処理カートリッジの別の実施形態の斜視図。ここでは、第１の処理材が露出されその両末端がハウジングで覆われている。 図１の水処理カートリッジの底面図。 線Ａ−Ａに沿って切り取られた図１の水処理カートリッジの別の実施形態の側面断面図。ここでは、水処理カートリッジが第２の処理材を含まず、またリテーナーが原型を保っている。 図２に示したリテーナーの斜視図。 図２に示したリテーナーの側面図。 線Ａ−Ａに沿って切り取られた図１の水処理カートリッジの別の実施形態の側面断面図。ここでは、リテーナーが原型を保ち、図２に示すリテーナーよりも長い距離だけコア領域内に延び、また図２に示すリテーナーよりも開口部の表面積が大きい。 線Ａ−Ａに沿って切り取られた図１の水処理カートリッジの別の実施形態の断面側面図。ここでは、リテーナーが原型を保ち、図２に示すリテーナーよりも長い距離だけコア領域内に延び、またその開口部の表面積が図２に示すリテーナーと同等である。 線Ａ−Ａに沿って切り取られた図１の水処理カートリッジの断面側面図。ここでは、水処理カートリッジ中の水の流れが示されており、またリテーナーが原型を保っている。

Claims (10)

  1. 飲料水を処理するための水処理カートリッジであって、
    前記水処理カートリッジが、
    （ａ）ハウジング、水を前記水処理カートリッジへ導入するための入口、前記水処理カートリッジから水を排出させるための出口、及び第１の処理材を備え、
    前記第１の処理材が中空のコア領域を有し、
    前記水処理カートリッジが、
    （ｂ）第２の処理材を備え、
    前記第２の処理材が、前記第１の処理材の前記コア領域内に含まれ、
    その結果、前記第１の処理材と前記第２の処理材が直接連通し、
    水が前記入口から前記水処理カートリッジへ入り、
    その水がその後、前記第１の処理材に半径方向に入り、
    次いで前記第１の処理材の中を半径方向に流れ、
    その後、その水の少なくとも一部が、前記第２の処理材に半径方向に入り、
    次いで前記第２の処理材の中を軸方向に流れ、
    その後、前記出口を介して当該水処理カートリッジから排出されること
    を特徴とする、水処理カートリッジ。
  2. 前記第２の処理材の粒径が、少なくとも２００メッシュである、請求項１に記載の水処理カートリッジ。
  3. 前記第２の処理材の嵩密度が、０．４ｇ／ｍＬ以上である、請求項１又は２に記載の水処理カートリッジ。
  4. 前記第２の処理材が、液体透過性リテーナーによって前記コア領域内に保持され、
    前記リテーナーが前記コア領域内にまで延び、
    好ましくは前記リテーナーが少なくとも５ｍｍの高いリテーナ配位を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。
  5. 前記リテーナーは、少なくとも２ｍｍの長さで、前記第２の処理材と直接接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。
  6. 前記第１の処理材が活性炭粒子を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。
  7. 前記第２の処理材がカルシウム源を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。
  8. 前記コア領域の容積の少なくとも２０％が前記第２の処理材を含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。
  9. 前記水処理カートリッジが、処理しようとする水源が４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）であるときに、少なくとも２Ｌ／分の処理された水を放出する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。
  10. 飲料水の処理方法であって、
    前記方法が、
    （ａ）コア領域を有する第１の処理材を準備する工程と、
    （ｂ）前記第１の処理材の前記コア領域内に第２の処理材を準備する工程と、
    （ｃ）水が前記第１の処理材に半径方向に入りかつその中を半径方向に流れるように、前記第１の処理材に水を通過させる工程と、
    （ｄ）水の少なくとも一部が前記第２の処理材に半径方向に入りかつその中を軸方向に流れるように、前記第２の処理材に水を通過させる工程と
    を含む、方法。
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