JP2007531625A - ホットディスコネクト交換可能な水フィルタアセンブリ - Google Patents

Abstract

外部源からの水を濾過するためのフィルタアセンブリであって、マニホールドアセンブリとフィルタカートリッジとを有するフィルタアセンブリ。フィルタカートリッジはカートリッジ係合手段を含み、マニホールドはマニホールド係合手段を含む。カートリッジ係合手段とマニホールド係合手段は、フィルタカートリッジをマニホールドアセンブリに着脱自在に取り付けるために協働的に連結する。カートリッジ係合手段とマニホールド係合手段は、カートリッジフィルタ内に取り込まれた圧力を逃がす一方で、カートリッジ係合手段とマニホールド係合手段が保持関係にあるような方法で、マニホールドアセンブリからカートリッジフィルタを取り出す際に保持関係で正しい位置にあった。

Description

[関連出願の相互参照]
本特許出願は、２００１年７月３０日に出願された米国仮特許出願第６０／３０８，７５７号明細書の利益を主張する、発明の名称「ＨＯＴ ＤＩＳＣＯＮＮＥＣＴ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ」で２００２年７月２４日に出願された係属中の米国特許出願第１０／２０２，２９０号明細書の一部継続出願であり、かつ、発明の名称「ＨＯＴ ＤＩＳＣＯＮＮＥＣＴ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」で２００４年４月５日に出願された係属中の米国仮特許出願第６０／５５９，５９３号明細書の優先権を主張する一部継続出願であって、上記出願をそれぞれ、本開示と矛盾しない程度に参照により本明細書に取り込んでいる。

本開示は、主に水濾過製品などの住宅用および商業用の濾過製品の分野に関する。フィルタアセンブリを利用すれば、水、油、生物学的製剤、ビール、ワイン、他の飲料、他の飲用液など、さまざまな流体のどれでも濾過することができる。便宜上、以下の説明では水の濾過に焦点を絞るが、本願明細書の開示内容に基づいて他の用途にフィルタアセンブリを広く利用することが可能である。

住宅環境や商業環境において、ＰＯＵ（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｕｓｅ）水濾過装置などの水フィルタアセンブリが次第に普及してきている。このようなタイプの装置には、水の味と見た目を改善する以外にも多くの利点がある。源水が地方自治体によって処理されるような場合、ＰＯＵ装置を用いると、これに付随して望ましくない微生物汚染を低減しつつ、使用するまで地方自治体での水の消毒性を保つことができる。また、これらのＰＯＵ濾過装置を個々に調整して、源水の特定の性質を処理することも可能である。

住宅環境や商業環境でのＰＯＵ濾過装置のひとつの欠点に、こうした市場にある装置を収容するのに利用できる限られた空間に嵌合するよう設計しなければならない点がある。この設計は小型で邪魔にならないものでなければならないため、これらの装置についても使用済みや使い古しのフィルタエレメントを頻繁かつ簡単に交換できるように設計する必要がある。商業市場や住宅市場の使用者の多くが加圧装置を使った作業に伴う潜在的な危険性についてあまりよく知らない場合があるため、使用者の安全を念頭において濾過装置を設計しなければならない。

そのためには、圧力がフィルタアセンブリの構造破壊点よりも大きくなる状況が起こった場合に、アセンブリを安全に外せるようにしつつ、ＰＯＵ水濾過装置で利用するフィルタの通常の動作時にフィルタカートリッジがフィルタマニホールドから自然に分断してしまうすなわち、使用者が何もしないのに外れてしまうことがないようにして、不要な漏洩とこれに続くフィルタアセンブリの離脱を防止すべきである。さらに、ＰＯＵ水濾過装置で利用するフィルタカートリッジを、この装置で利用するフィルタマニホールドから分断することで、制御した状態で余分な圧力を緩和して、破損またはＰＯＵ水濾過創始の使用者に対する身体のけがの危険性を減らせるようにもすべきである。

本開示の水フィルタアセンブリは、商業市場および住宅市場での上述した要件を満たす。一般に、水フィルタアセンブリの代表的な実施形態は、水フィルタ内の圧力が周囲の圧力と釣り合ったときに、マニホールドアセンブリからカートリッジアセンブリが想定外に急に激しく分離してしまうのに少なくとも耐え、または、好ましくは防止するために、相互連結式のデザインを取り入れたカートリッジアセンブリとマニホールドアセンブリとを含む。通常、カートリッジフィルタをマニホールドに係合するための改善された設計では、フィルタをマニホールドから完全に取り外してしまう前に周囲雰囲気までフィルタを通気する。本願明細書に記載するいくつかの代表的な実施形態では、フィルタアセンブリが、フィルタカートリッジをマニホールドに係合させるための改善された係合機構を備え、改善された係合機構の代表的な実施形態には、同等に有効な係合を行う螺旋ねじ山および等価物を備える。これに加えてまたはこれに代わる代表的な実施形態では、係合機構は、マニホールドからフィルタ経由でマニホールドに戻る流れをフローチャネルによって達成する完全係合構成と、フィルタカートリッジが安定してマニホールドと係合するがフィルタは周囲の圧力まで通気される第２の部分係合構成の２つの係合構成を持つ機構を備える。

本開示の代表的な一フィルタカートリッジは、代表的なマニホールドアセンブリに作動可能に連結された代表的なカートリッジ頂部部材と代表的なカートリッジフィルタハウジングとを備える。代表的なカートリッジ頂部部材は、たとえば、スピン溶接または超音波溶接などの適切な手段で、あるいは所望の機能を十分に果たす接着剤や他の等価な手段を用いるなどして、代表的なカートリッジフィルタハウジングに永久的に取り付けられている。現段階で好ましいいくつかの実施形態では、代表的なカートリッジアセンブリと代表的なマニホールドアセンブリとを、このように作動的に連結するにあたって、少なくとも１つの封止部で代表的なカートリッジアセンブリと代表的なマニホールドとの間を防水封止する。さらに、直列の関係で作動配置された少なくとも２つの封止によって、濾過前の入口水と濾過後の出口水との間を防水封止し、両者間での混入を防止する。他の代表的な実施形態では、濾過前の水流と濾過後の水流とを互いに隔てて、かつ、これらが周囲の環境からも隔離されるように、防水封止を他の適切な構成で配置することが可能である。

マニホールドアセンブリと、これに関連して作動的に連結されたカートリッジ頂部アセンブリの代表的ないくつかの実施形態の一態様は、マニホールドアセンブリのカートリッジアセンブリを交換する間、マニホールドアセンブリに供給されている加圧水を確実に自動遮断し、カートリッジアセンブリをマニホールドアセンブリから外しながらフィルタアセンブリ内の残圧を十分に逃がしてうまく取り外せるようにするような機構を備える。このため、カートリッジ頂部アセンブリのレシーバウェルの側壁に沿って一定の間隔で１つまたはそれ以上の圧力逃がしポートを設け、供給水を遮断した後であるがカートリッジフィルタアセンブリをマニホールドアセンブリから外す前にこの空気抜きを行うことで、使用者の安全性を高めることが可能である。

もうひとつの態様では、本開示の代表的なフィルタアセンブリには、完全ではないにしても少なくとも本質的に、一般的な動作条件下での通常の動作時に代表的なカートリッジフィルタアセンブリが思いがけず代表的なマニホールドアセンブリから外れてしまう可能性を排除する機能がある。このため、代表的ないくつかの実施形態において、本開示では代表的なマニホールドアセンブリ係合機構上の代表的な協働凹部との間を作動可能に連結する代表的なカートリッジ頂部アセンブリ係合機構に代表的なロッキングタブを取り入れ、こうした固有の外れ現象に対する抵抗力を持たせる。さらに、アセンブリまたは周辺の物を破損しかねないフィルタアセンブリの内圧増大が生じた場合に、代表的なフィルタアセンブリを選択的に外せるように代表的なロッキングタブを構成することが可能である。これらのロッキングタブのデザインについては、下記においてさらに説明するように、さまざまなレベルの内圧増大条件に対して選択的に応答するよう改変しても構わない。

水フィルタの設置時またはＰＯＵ水濾過装置などからの取り出し時に、たとえば、回転力または摺動力などの力を使用者がフィルタハウジングに印加する。代表的ないくつかの実施形態では、フィルタとマニホールドとがランプアセンブリで摺動式に係合または取り外されるように、フィルタのエンドキャップに設ける相互連結ランプを、水マニホールドの内部ランプアセンブリとの間を連結するよう構成する。フィルタの設置なのか取り出しなのかに応じて、フィルタとマニホールドとが係合するか取り外されると、フィルタのエンドキャップ上の成形係合ランプが、マニホールドの濾過前の水が流れるチャネル内に配置されたスプリングバルブと接触するか接触解除される。マニホールド上に作動可能に配置された成形タブがあるため、フィルタのエンドキャップの相互連結ランプが基本的に端から端まで移動してしまうまで、フィルタがマニホールドから外れて分離することはない。適宜、外す際に係合ランプとの比較で相互連結ランプの長さを十分なサイズにしておくことで、水フィルタアセンブリでは、フィルタとマニホールドが完全に分離してしまう前に空気を逃がして外部の環境との間で圧力平衡状態に達することができる。代表的ないくつかの実施形態では、相互連結ランプよりも短い係合ランプを用いることで流体回路が途切れ、これによってフィルタが周囲雰囲気に通気される。ロッキングタブが係合しているうちに圧力平衡に達するため、外す過程での部品同士の急で激しい分離につながりかねない、利用できるエネルギはなく、よって、装置の使用者への安全性が高まることになる。

もうひとつの代表的な態様では、本開示は、多段式のランプ状相互連結部材を備える代表的なカートリッジフィルタおよび代表的なフィルタマニホールドについて説明するものである。たとえば、カートリッジフィルタとフィルタマニホールドの両方用の相互連結部材は、複数の屈曲部と複数の実質的水平部とを持つランプの形を取り得るものであり、この場合、屈曲部が連結の異なる段階間でカートリッジフィルタとフィルタマニホールドとを遷移させるよう機能するのに対し、水平部は安定した連結構成を提供する機能を果たし、ひとつの安定した構成があればカートリッジフィルタを周囲の圧力に通気する際にフィルタマニホールドとカートリッジフィルタの物理的な離脱が防止される。しかしながら、回転式に係合または摺動式に係合を行う他の代表的な実施形態で、二段階の係合を用いて所望の状態で通気させることも可能である。

もうひとつの代表的な態様では、本開示は、外部源からの水を濾過するための代表的なフィルタアセンブリについて説明するものであり、このフィルタアセンブリは、代表的な器具に装着可能な代表的なマニホールドアセンブリを含むとともに、外部の水源および代表的なカートリッジアセンブリと流体連通状態にあり、カートリッジアセンブリは、交換可能かつ、カートリッジアセンブリが予想外に急に激しくマニホールドアセンブリから取り外されてしまうのを防ぐホットディスコネクト（ｈｏｔ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ）によってマニホールドアセンブリに対して流体的に連結可能である。このマニホールドアセンブリは、入口で濾過対象となる水源と作動的かつ流体的に連結可能なものであり、濾過後の水用の出口と、カートリッジ頂部部材に着脱自在に連結するための作動的連結部材とを有し、かつ、カートリッジフィルタの設置、取り出し、交換の目的でカートリッジ頂部部材まで回転移動するマニホールドに取り付けられた装着手段を有する。

本開示によれば、代表的なアダプタを利用して、既存の代表的なマニホールドに所望の取り付け機能を導入することが可能である。フィルタカートリッジと作動可能につなぐために、アダプタを利用して既存のマニホールドを有効な（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）マニホールドに連結する。こうして、既存のマニホールドに連結されたアダプタから形成される、作動可能に連結されたフィルタカートリッジと有効なマニホールドとが、空気抜きおよび／または二段係合機構などのさまざまな所望の係合機能と取り外し機能とを持ち得るような方法で、上記のようにして得られる有効なマニホールドにアダプタで代表的な所望のフィルタカートリッジを取り付けることができる。代表的ないくつかの実施形態では、代表的なカートリッジ頂部部材が代表的なフィルタカートリッジと作動可能に連結され、流体入口を有し、この入口は、フィルタカートリッジと流体連通可能であり、かつ、アダプタアセンブリバルブと流体連通しており、封止手段をさらに有し、この封止手段が、マニホールドアセンブリの湿っていない部分からフィルタカートリッジに向かう濾過前の水の入口流を隔離して、カートリッジカップラー（ｃｏｕｐｌｅｒ）流体出口を有し、この出口は、フィルタカートリッジ出口と流体連通可能であり、かつ、マニホールドカップラー出口と流体連通しており、封止手段をさらに有し、この封止手段が、フィルタカートリッジに向かう濾過前の水の入口流をフィルタカートリッジから出てくる濾過後の水の出口流から隔離する。

もうひとつの代表的な態様では、本開示は、カートリッジアセンブリと、さらにはマニホールドアセンブリからカートリッジアセンブリを取り外す方法とに関するものである。

さらにもうひとつの代表的な態様では、本開示は、カートリッジフィルタとマニホールドアセンブリとを備える濾過アセンブリに関するものである。カートリッジフィルタとマニホールドアセンブリはいずれも、交互に配置された水平部と角度部（ａｎｇｌｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）とで画定される係合部材を備えることが可能であり、ここで、屈曲部がマニホールドアセンブリからのカートリッジフィルタの引き抜きと取り付けを促進するのに対して、水平部は保定的に連結されてマニホールドアセンブリからカートリッジフィルタが早期に外れてしまうのを防止する。

図中、本開示の代表的なフィルタアセンブリまたはＰＯＵ水濾過装置を全体として１０で図示する。フィルタアセンブリ１０には、マニホールドアセンブリ１２とカートリッジアセンブリ１４という、２つの主要な構成要素がある。カートリッジアセンブリ１４はさらに、カートリッジ頂部部材１６、カートリッジハウジング１８、フィルタエレメント１９という、３つの従属部品を備えている。

図１、図２、図３、図４に示されるように、マニホールドアセンブリ１２は、現段階で好ましくは、一般的なマニホールド本体２０を含む。現段階で好ましくはマニホールドアセンブリ本体２０の入口ボア２１に入口カートリッジ接続具２３が圧接され、入口ポート２２が形成されている。現段階で好ましくは、図１に示すギャップ２７が入口ボア２１と入口カートリッジ接続具２３との間に形成されている。入口ポート２２は、現段階で好ましくはＯリング３０などによってギャップ２７から封止されている。入口ポート２２は、チューブ状の入口流路２９に向かって狭くなっている。入口流路２９は、バルブウェル４２につながっている。現段階で好ましくは、バルブウェル４２は、現段階で好ましくは高流量バルブ２８と付勢用スプリング２６の両方を収容できるように配置されている。バルブウェル４２は、カートリッジ挿入部５０（図３参照）の入口ボア５２に流体作動可能に連結されている。高流量バルブ２８は、バルブウェル４２に配置され、このバルブウェル内で長手方向に平行移動する。入口ボア５２には環状の外面３７があり、この上に高流量バルブ２８のリッジ３３が座して、付勢用スプリング２６の圧縮時に防水封止された状態ができる。

図３から、カートリッジ挿入部５０には、拡径された上側の本体部５４と、これよりも小さめの第２の本体部５６という２つの主な部分がある。本体部５６は、上側の本体部５４の直径に比して直径がかなり小さくなっている。カートリッジ挿入部５０は、現段階で好ましくは、図４に示すように封止用外面４７で、マニホールドアセンブリ１２の基部アセンブリ４３に固定作動可能に連結されている。その中には、カートリッジ挿入部５０と基部アセンブリ４３が、現段階で好ましくは、加圧された入口水と出口水とをマニホールドアセンブリ本体２０のキャビティから分離するガスケット４８などによって封止されている。基部アセンブリ４３は、カートリッジ挿入部５０と作動可能に連結され、現段階で好ましくは、マニホールドアセンブリ２０の出口４４をカートリッジ挿入部５０の入口ボア５２に、またマニホールドアセンブリ２０の入口４６をカートリッジ挿入部５０の出口ボア４０に、流体作動可能に連結する。

拡径された上側の本体部５４は、溝３８を含む。溝３８は、カートリッジ頂部部材１６（図６に図示し、後述）のレシーバウェル１０６内からの加圧水を一般的なマニホールド本体２０のキャビティから封止するための現段階で好ましくはＯリングである封止３４を備える。小さめの本体部５６はさらに、一対の溝３６を含む。これらの溝３６は、直列に設けられ、好ましくはＯリングである封止３２を保持して、レシーバウェル１０６内の濾過前の入口水と濾過後の出口水とを分離する。また、小さめの本体部５６には、カートリッジアセンブリ１４から濾過後の出口水を運ぶために、その長手方向の中心出口ボア４０を貫通して孔が設けられている。

ここで図３を参照すると、出口ボア４０は、現段階で好ましくは、内側を濾過後の出口水が流れる円錐形の突起５９によって、拡径された上側の本体部５４を介して続いている。円錐形の突起５９は、現段階で好ましくは、先端よりも裾側のほうが直径が大きく、よって、裾側は、現段階で好ましくは、出口流路３１との流体カップリング点に向かって狭くなっている。出口ボア４０では、現段階で好ましくは、内径が一定の流路が維持されている。図１から、流路３１は約９０°曲がって出口流路３５に向かっている。前述のとおり、出口ポート２４は、現段階で好ましくは、出口カートリッジ接続具２５をマニホールドアセンブリ本体２０の出口ボア３９に圧入することで形成されている。現段階で好ましくは、Ｏリング３０と同様の封止手段を用いて、出口カートリッジ接続具２５と出口ボア３９との間に形成される以後のギャップ２７を封止する。

マニホールドアセンブリ１２ではさらに、図３に示すようなマニホールドフードコネクタ６０を用いて、マニホールドアセンブリ本体２０に頂部マニホールドフード６２が取り付けられている。

図４を参照すると、マニホールドアセンブリ本体２０の下側からは、現段階で好ましくは、カートリッジ頂部部材１６との作動可能な連結用のカートリッジレシーバ７２が突出されている。カートリッジレシーバ７２とカートリッジ頂部部材１６との間の作動可能な連結機構は、現段階で好ましくは、カートリッジレシーバ７２の内側マージン７３上に配置された内部の螺旋タブ７０を貫通している。タブ７０は、現段階で好ましくは、内側マージン７３上で直径方向に対向している。これらのタブ７０は、現段階で好ましくは、レシーバ７２の底面から延在して面が揃い（ｅｘｔｅｎｄ ｆｌｕｓｈ）、現段階で好ましくは、その起点から円周の半分未満の距離だけ離れた位置までマージン７３に沿って約８°の角度で、螺旋状に上を向いている。図６に図示し、後述する、これらのタブ７０の頂面７４は、現段階で好ましくは、カートリッジ頂部部材１６の外側の螺旋タブ１０４用の支持機構となり、現段階で好ましくは、この螺旋タブと作動可能に連結されている。

ここで図６および図７を参照すると、カートリッジ頂部部材１６は、現段階で好ましくは、部材本体１００を含む。部材本体１００には、現段階で好ましくは、マージン１０１があり、このマージンから外側の螺旋タブ１０４がカートリッジレシーバ７２の内側の螺旋タブ７０を作動可能に連結している。内側の螺旋タブ７０と同様に、外側の螺旋タブ１０４も、現段階で好ましくは、その起点から円周の半分未満の距離だけ離れた位置までマージン１０１に沿って現段階で好ましくは約８°の角度で、現時点で好ましくは螺旋状に上を向いている。これらのタブの下面１２８は、現段階で好ましくは、図４に示すマニホールドアセンブリ１２の内側の螺旋タブ７０の頂面７４で支持されている。図６および図７から明らかなように、外側の螺旋タブ１０４は、現段階で好ましくは、その端点に、内側の螺旋タブ７０との係合を容易にするためのランプ１２０を有する。

カートリッジ頂部部材の本体１００は、現段階で好ましくは、図１に示すように、マニホールドアセンブリ１２のＯリング３４を用いて封止するための内側マージン１１２のある内部レシーバウェル１０６が内側に画定されている。これによって、レシーバウェル１０６内の濾過前の入口水とマニホールドアセンブリ本体２０のキャビティとの間に流体封止が生じる。

図５、図６、図７、図８に示されるように、複数の入口オリフィス１１４が、現段階で好ましくは、レシーバウェル１０６の底面内に形成されている。これらのオリフィス１１４は、現段階で好ましくは、円周方向に互いに一定の距離をあけて配置されているが、当業者であれば理解できるであろうとおり、これ以外の間隔やオリフィス数にすることも可能である。これらのオリフィス１１４の目立った特徴のひとつに、内面とそのオリフィス内に残っている水との間の接着力によって、現段階で好ましくは、カートリッジアセンブリ１４をマニホールドアセンブリ１２から取り外したときに毛細管作用が生じて滴が落ちるのを防止できるような方法で、個々のオリフィスの内径が設計されていることがある。これらのオリフィス１１４は、現段階で好ましくは、入口水をカートリッジハウジング１８に導く。

出口ボア１２２には、現段階で好ましくは、カートリッジ頂部部材１６の中心を貫通して孔が設けられている。出口ボア１２２内で、カートリッジ挿入部５０の小さめの本体部５６が、現段階で好ましくは、濾過後の水を運ぶために係合されている。リップ１２４が、現段階で好ましくは、出口ボア１２２の下側から突出して、カートリッジアセンブリ１４内でフィルタ１９を適切に位置決めしている。デュアルランプ１０２は、現段階で好ましくは、レシーバウェル１０６の底から上方向に延在している。ランプ１０２のうちの一方または他方が、現段階で好ましくは、高流量バルブ２８と接触面４１とを半径方向に整列配置され、カートリッジ頂部部材１６が、現段階で好ましくは、マニホールドアセンブリ１２と作動可能に連結された場所まで回転式に移動したときに、バルブ２８を圧縮して開く。

各螺旋タブ１０４の下面１２８には、マニホールドアセンブリ１２の内側の螺旋タブ７０内にある協働凹部１０９と現段階で好ましくは作動可能に連結するために、現段階で好ましくは、ロッキングタブ１０８がある。後に明らかなように、これらのロッキングタブ１０８は、現段階で好ましくは、カートリッジアセンブリ１４がマニホールドアセンブリ１２と係合してカートリッジアセンブリ１４を適所に係止するとともに、フィルタアセンブリ１０の部品に対する一定度合いの破裂保護、すなわちマニホールドアセンブリ１２からカートリッジアセンブリ１４が予想外に外れてしまわないようにする際に、凹部１０９との間を連結する。ロッキングタブ１０８は、現段階で好ましくは、それぞれの凹部１０９から取り外され、現段階で好ましくは、これを良好に取り外すためのあらかじめ定められたレベルの油圧でカートリッジアセンブリ１４がマニホールドアセンブリ１２から後退できるようになっている。

ロッキングタブ１０８がないと、流入する給水の常圧レベルとこれに関連した振動とが原因で、カートリッジアセンブリ１４がゆっくりとマニホールドアセンブリ１２から外れることがあり、結果として漏出が生じて最終的にはカートリッジアセンブリ１４全体をマニホールドアセンブリ１２から取り外すことになる。図面に示す代表的な実施形態でのロッキングタブ１０８の特にユニークな特徴のひとつに、通常のライン圧力条件下かつ通常のライン圧力公差内ではフィルタアセンブリが少しずつでも外れることができないが、フィルタアセンブリの構造強度限界未満の特定の圧力条件で外れはじめるような方法で設計可能な点がある。一般に、通常のライン圧力条件は約２０ｐｓｉｇから約１２０ｐｓｉｇの範囲である。この代表的な実施形態および後述するものなどの他の代表的な実施形態にでは、約１２０ｐｓｉｇ、現段階で好ましい実施形態では約１５０ｐｓｉｇから約１８０ｐｓｉｇの値よりも上の圧力で外れるようにフィルタを設計することが可能である。ここに明示した圧力範囲内の他の圧力値の範囲も企図され、本開示に包含されることは、当業者であれば自明であろう。現段階で好ましくは、もっと深い凹部１０９を用いるなど一層積極的な設計にするか、あるいは凹部１０９を狭くするなどあまり積極的ではない設計にすることで、ロッキングタブ１０８の設計次第でこの圧力条件が決まり、一層積極的な設計では、あまり積極的ではない設計よりも凹部１０９に一層しっかりと配置され、ロッキングタブ１０８を凹部１０９から外すのに大きな圧力を必要とする。

図４および図６を参照すると、マニホールドアセンブリ１２とカートリッジ頂部部材１６にはそれぞれ、現段階で好ましくは、両部品の整列配置とロッキングタブ１０８の係合を示すためのアライメントマーカー２００および２０２がある。

図７に示されるように、カートリッジ頂部部材１６は、現段階で好ましくは、本体１００から円周方向に延在するマージン１１６を有する。外面１１６の内部面１１７は、現段階で好ましくは、入口オリフィス１１４まで中心方向に徐々に傾斜している。この傾斜があることで、外面１１６内の内部空間からのなめらかな遷移とフローパターンにすることができる。また、内部面１１７には、現段階で好ましくは、２つの溶着ファシリテータ１１８がある。溶着ファシリテータ１１８は、現段階で好ましくは、互いに直径方向に対向している。

図６および図８に示されるように、レシーバウェル１０６の上側の封止用外面１１２の周囲に沿って画定されているのは、現段階で好ましくは、複数のベントポート１１０である。ベントポート１１０は、現段階で好ましくは、封止用外面１１２の直径に沿って一定の間隔をあけて配置されている。これらのベントポート１１０は、現段階で好ましくは、図１に示すように外面１１２をマニホールドアセンブリ本体２０の内部空間から分離させる。後に明らかなように、これらのベントポート１１０は、現段階で好ましくは、カートリッジアセンブリ１４をマニホールドアセンブリ１２から分解する際の完全な取り外し前にカートリッジアセンブリ１４に閉じこめられた圧力を逃がせるようにするものである。レシーバウェル１０６の頂部エッジ１２６を、現段階で好ましくは、面取りし、この圧力を逃がすのを促進する。

図９および図１０に示すような代表的なカートリッジハウジングアセンブリ１８に移ると、カートリッジハウジングアセンブリ１８は、現段階で好ましくは、カートリッジハウジング本体１５０とその部品ならびに、フィルタアセンブリ１９を備える。カートリッジハウジング本体１５０は、現段階で好ましくは、フィルタアセンブリ１９を挿入できるように一端が先細になった円筒形のハウジングである。側方支持材１５４が、現段階で好ましくは、狭い端から内側に突出し、本願明細書ではフィルタアセンブリ１９を適所にて長手方向に支持するための本体１５０の底として画定される。支持材１５４と同心かつこれに対する中心になるのが、現段階で好ましくは、上向きの整列配置用突出体１５６であり、これは、カートリッジハウジング本体１５０内でフィルタアセンブリ１９を支持して心合わせするのにも利用される。ハンドル１５８が、現段階で好ましくは、ハウジング本体１５０の底から形成され、現段階で好ましくは、カートリッジアセンブリ１４に回転力を印加するのを助ける目的で利用される。

フィルタ１９は、現段階で好ましくは、炭素フィルタ１８０または他のタイプのフィルタを備える。炭素フィルタ１８０は、現段階で好ましくは、おおざっぱに粒度約１ミクロンの活性炭をバインダに入れたもので作られる。炭素フィルタ１８０を形成するカーボンブロックには、現段階で好ましくは、軸方向のボア１９０を画定する内側のマージン１９１がある。軸方向のボア１９０が、現段階で好ましくは、フィルタ１８０の端から端まで延在するのではなくろ材の一部が、現段階で好ましくは、軸方向のボア１９０の端と整列配置用突出体１５６との間にある点まで延在する図１０に示されるように、成形によるデザインが炭素フィルタ１８０の現段階で好ましい代表的な実施形態のひとつである。このデザインでは、入口水と流体接触するフィルタ１８０の外面全体が、現段階で好ましくは、ろ材として機能する。

もうひとつの代表的な他の実施形態は、現段階で好ましくは、軸方向のボア１９０が炭素フィルタ１８０の端から端までは延在しない、押出によるデザインのものである。この押出によるデザインでは、濾過前の水が軸方向のボア１９０に入り込むのを防ぐために、現段階で好ましくは、炭素フィルタ１８０の底にエンドダム（ｅｎｄ ｄａｍ）を必要とする。押出による実施形態は、図１０に示されるように、炭素フィルタ１８０を介して延在する点線１９９で画定される。

フィルタエレメント１９の出口には、現段階で好ましくは、接着剤１８２とグルーダム１８４とを備える。図１１および図１２に示されるように、グルーダム１８４は、さらにディスク１８５と、支持材１８６と、出口チューブ１８８とからなる。ディスク１８５は、現段階で好ましくは、直径がカートリッジハウジング本体１５０内面の直径未満であり、結果として図１０に環状の空間１５２として示す、フィルタ１８０に向かう濾過前の水用の流路が得られる。水の流れを促進するには、ディスク１８５の外側のエッジを外側のエッジ１８７を介して下向きに曲げる。

ディスク１８５は、現段階で好ましくは、濾過前の水が通る流路として利用できる環状の空間をさらに画定する外側のエッジ１８７のまわりに一定の距離で配置されたスペーサ１８９をさらに含む。曲がった支持材１８６が、現段階で好ましくは、グルーダム１８４の頂面のまわりに一定の距離をあけて配置され、出口管１８８を支持している。出口管１８８の内側の面を本願明細書では封止用外面１９２と定義する。封止用外面１９２は、濾過前の入口水と濾過後の出口水とを分ける目的で、図３において上述したように、現段階で好ましくは、Ｏリング３２などを受け入れる大きさである。封止用外面１９２の底は、出口面１９５として定義される。出口面１９５内に、フィルタボア１９０の濾過後の出口水をカートリッジ挿入部５０の出口ボア４０に作動可能に流体連結させるための出口オリフィス１９４を画定するボアがある。

図９に示されるように、カートリッジ頂部部材１６は、カートリッジハウジング１５０の内面１９６にマージン１１６が連結した、カートリッジハウジングアセンブリ１８に作動可能に連結されている。

動作時、外部の連結（図示せず）から、濾過前の水は図１の入口ポート２２を介して入口流路２９に向かい、バルブウェル４２に入る方向に流れる。マニホールドアセンブリ１２がカートリッジアセンブリ１４と係合していないとき、付勢用スプリング２６は高流量バルブ２８に力をかけ、これをバルブウェル４２からカートリッジ挿入部５０の入口ボア５２まで圧縮する。これによって、バルブウェル４２とカートリッジ挿入部５０の入口ボア５２との間に環状の外面３７で防水封止部が得られる。

結合動作時、以下のようにして、マニホールドアセンブリ１２を、カートリッジアセンブリ１４、具体的にはカートリッジ頂部部材１６と係合させる。ランプ１２０を初期ガイドとして利用して、カートリッジ頂部部材１６の外側の螺旋タブ１０４とマニホールドアセンブリ１２の内側の螺旋タブ７０とを嵌合させることで、マニホールドアセンブリ１２をカートリッジアセンブリ１４と係合させる。マニホールドアセンブリ１２に対してカートリッジアセンブリ１４に回転運動を加えると、作動可能に連結されている螺旋タブ７０，１０４が、マニホールドアセンブリ１２をカートリッジアセンブリ１４と係合しはじめる。この回転運動は、カートリッジアセンブリ１４の長手方向の位置をマニホールドアセンブリ１２に伝達し、図８の出口管１８８の内側の封止用外面１９２ならびにカートリッジ頂部部材１６の封止用外面１１２の両方を封止する。

マニホールドアセンブリ１２のアライメントマーカー２００（図４参照）がカートリッジ頂部部材１６のアライメントマーカー２０２（図６参照）と一列に並ぶと、カートリッジ頂部部材１６のランプ１０２は、付勢用スプリング２６の圧縮力に対して、マニホールドアセンブリ１２のバルブウェル４２内に完全に押圧された高流量バルブ２８を有する。これによって、入口水が上述したようにして流れられるようになる。マーカー２００と２０２とが整列配置されることからも、ロッキングタブ１０８が凹部１０９を係合したことが分かる。

通常の係合時、後述するように、カートリッジ頂部部材１６のランプ１０２によって高流量バルブ２８に印加される軸力がバルブ２８の本体を伝わり、付勢用スプリング２６を圧縮して、入口水が入口流路２９からカートリッジ頂部部材１６のレシーバウェル１０６まで流れることができるようになる。

レシーバウェル１０６内で、加圧水が図７の内側の面１１７に沿って強制的に入口ボア１１４（図６参照）に送られ、ディスク１８５の外側の円周まで案内されて、図９の外側のエッジ１８７まで降りる。流れは、図１０に示すようにフィルタ１８０の外側とカートリッジハウジング１５０の内側の面との間に画定された環状の空間１５２まで進む。フィルタ１８０の外側と軸方向のボア１９０との間の差圧によって、この入口水は環状の空間１５２からフィルタを介して軸方向のボア１９０まで送られる。これで、ボア１９０から、濾過後の水がカートリッジ挿入部５０の出口ボア４０を介して流量制限出口オリフィス１９４を流れ、マニホールドアセンブリ１２の出口流路３１に至る。そこから、濾過後の水が出口流路３５を介してマニホールドアセンブリ１２を出て、出口ポート２４を出てこれに連結された外部の手段（図示せず）まで流れる。

他の実施形態では、アダプタを利用してカートリッジアセンブリ１４とマニホールドアセンブリ１２との相互連結を促進することができる。このようなアダプタを用いると、もともとは互いに利用するようには設計されていないフィルタアセンブリ部品１０を用いることができるようになる。

マニホールドアセンブリ１２のアライメントマーカー２００がカートリッジ頂部部材１６のアライメントマーカー２０２と０°で並んでいる定義（ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）下で、カートリッジアセンブリ１４からのマニホールドアセンブリ１２の取り外しは以下のようにして進行する。マニホールドアセンブリ１２とカートリッジアセンブリ１４との間の相対的な回転運動はいずれも長手方向の軸に沿った相対的な運動となる点に注意されたい。カートリッジアセンブリ１４をマニホールドアセンブリ１２から取り外すために、０°から実質的に整列１７°までこれに回転力が印加されると、ロッキングタブ１０８が凹部１０９から外れる。同時に、バルブ２８がランプ１０２に乗る（図６参照）と高流量バルブ２８を閉じるように付勢用スプリング２６の圧縮力が作用する。バルブ２８が沈む（長手方向の相対運動）につれて、リッジ３３が環状の封止用外面３７に近づく。実質的に回転１７°で、付勢用スプリング２６が高流量バルブ２８のリッジ３３を完全に押圧して環状の封止用外面３７と接触させるため、カートリッジアセンブリへの入口水の流れが止まる。回転が進むにつれて、整列配置から実質的に３４°で、封止用外面１１２が、現段階で好ましくは、Ｏリング３４から長手方向に取り外れ始めるため、開口ベントポート１１０を周囲に開放し、ベントポート１１０でカートリッジアセンブリ１４内の過剰な圧力を緩和できるようになる。マニホールドアセンブリ２０からのカートリッジアセンブリ１４の分離が進むにつれて、現段階で好ましくは、整列配置から約１２０°で、カートリッジアセンブリ１４が自由にマニホールドアセンブリ１２から取り外せるようになる。

装置圧力および振動の通常の条件下で、ロッキングタブ１０８および凹部１０９が存在すると、現段階で好ましくは、上述したようにカートリッジアセンブリ１４からマニホールドアセンブリ１２を手作業で取り外す必要が出てくる。しかしながら、タブ１０８および凹部１０９で用いられる積極的な設計のレベルで定義されたような、フィルタアセンブリの過圧力条件下では、外部手段の助けがなくても、内圧によって、現段階で好ましくは、ロッキングタブ１０８が凹部１０９から外れることになり、これで上述したような良好な取り外しシーケンスが始まる。

図１３〜図２３を参照すると、フィルタキャップ３０２と、ろ材３０３と、フィルタ本体３０４とを備えるフィルタカートリッジ３００の代表的な実施形態が図示され、図中、フィルタカートリッジを利用して二段係合機構と競争（ｃｏｍｐｅｔｅ）することが可能である。ろ材３０３は、たとえば、ろ材、表層ろ材、砂ろ材、活性炭ろ材、イオン交換ろ材、クロスフローメンブランろ材、中空糸ろ材など、広範囲にわたる濾過材を備え得る。フィルタキャップ３０２およびフィルタ本体３０４については、ポリプロピレン、ポリカーボネートまたはポリエチレンなどの好適な高分子材料で製造可能である。あるいは、本開示と矛盾しない程度に参照により本明細書に取り込んでいる米国特許出願第１０／３７７，０２２号明細書に開示されているように、強度、弾性の増大、あるいいは最終的な伸び率の増大などの都合のよい特性を持つ、たとえば、メタロセン変性ポリプロピレンまたはポリエチレンポリマーおよびコポリマーならびに、高密度ポリエチレンポリマーまたは低密度ポリエチレンポリマーのいずれかなどの変性ポリオレフィンからフィルタカートリッジ３００を製造することも可能である。いくつかの実施形態では、たとえば、強度または剛性などの具体的な品質を持つポリプロピレンなどの第１のポリマーでフィルタキャップ３０２を構成してもよく、一方、フィルタ本体３０４については、たとえば、最終的な伸び率の増大または強度増大などの設計品質の異なる第２のポリマーで構成し、好適なポリマーとしては、メタロセン変性ポリプロピレンまたはポリエチレンポリマーおよびコポリマーならびに、高密度ポリエチレンポリマーまたは低密度ポリエチレンポリマーのいずれかがあげられる。フィルタキャップ３０２およびフィルタ本体３０４は、たとえば、図１５に示すような係合可能なねじ山３０５あるいは、接着剤、熱溶接、スピン溶接、超音波溶接といった他の結合手法など、何らかの好適な結合手法を用いて、作動可能に結合されている。フィルタカートリッジ３００は通常、アタッチメント端３０６と取り扱い端３０８とを備える。

フィルタキャップ３０２は、図１３〜２３に示すようなアタッチメントランプなど、対向し、かつ等しく構成された一対の多段フィルタアタッチメント部材３１０ａ、３１０ｂを備えることが可能なものである。図１７、図２０、図２１にはっきりと示されているように、多段フィルタアタッチメント部材３１０ａは、第１の屈曲部３１２ａ、第１の水平部３１４ａ、第２の屈曲部３１６ａ、第２の水平部３１８ａ、第３の屈曲部３１９ａを備え得るものであり、これに対応して、多段フィルタアタッチメント部材３１０ｂは、第１の屈曲部３１２ｂ、第１の水平部３１４ｂ、第２の屈曲部３１６ｂ、第２の水平部３１８ｂ、第３の屈曲部３１９ｂを含み得る。

図１８、図２０、図２１、図２３にはっきりと示されているように、フィルタキャップ３０２は、突出している挿入壁３２０を備える。複数の空気抜き用ノッチ３２２が挿入壁３２０の内側のリムを中心に間隔をあけて設けられているが、ベントは１個でもよいし、図面に示す空気抜き用ノッチに対してこれとは違う数の空気抜き用ノッチを利用することも可能である。フィルタキャップ３０２は、複数の供給貫通孔３２６と戻り貫通孔３２８とを有する中間外面３２４をさらに備える。図示のように、中間外面３２４は、一対の弓形キックオフランプ３３０ａ、３３０ｂをさらに含み得るものである。

以下、図２４〜図３０を参照すると、フィルタカートリッジ３００との作動的連結用に構成されている分配マニホールド３３２の実施形態が図示されている。分配マニホールド３３２は通常、フィルタ端３３４と分配端３３６を備えるが、他の実施形態では側面に沿っておよび／またはフィルタ端とほぼ同一の方向に分配連結を有し得る。代表的な一実施形態では、分配マニホールド３３２は、カートリッジフィルタ３００などの同じ高分子材料から構成される。あるいは、分配マニホールド３３２が、強度、剛性、コストおよび／または成形加工のしやすさなどの品質について選択される別の物質であることも可能である。図示のように、図２６、図２９、図３０では、分配端３３６は、現段階で好ましくは、供給水管３４０および濾過水管３４２と相互連結するための一対の管接合具３３８ａ、３３８ｂを備える。図２５、図２９、図３０に示されるように、フィルタ端３３４は、現段階で好ましくは、外壁３４４と、係合外面３４６と、係合本体３４８とを備える。係合外面３４６は、供給バルブアセンブリ３４９を受け入れるように作動可能に構成された供給貫通孔３４７ａと、戻り貫通孔３４７ｂとを備えることが可能なものである。供給バルブアセンブリ３４９は、バルブ本体３４９ａとスプリング３４９ｂとを備えることが可能なものである。係合本体３４８は、突出している部材３５０と、突出している供給貫通孔３５１ａと、突出している戻り貫通孔３５１ｂと、一対の突起溝３５２ａ、３５２ｂと、一対の突起封止部３５３ａ、３５３ｂと、周囲溝３５４と、円周方向の封止部３５５と、を備えることが可能なものである。係合本体３４８は、現段階で好ましくは、突出している供給貫通孔３５１ａ、供給貫通孔３４７ａ、管接合具３３８ａ、供給水管３４０によって供給流体回路３５７ａが画定される一方、濾過後の流体回路３５７ｂについては、突出している戻り貫通孔３５１ｂ、戻り貫通孔３４７ｂ、管接合具３３８ｂ、濾過水管３４２で画定されるようにして、係合外面３４６に作動可能に連結されている。戻り貫通孔３５１ｂが、現段階で好ましくは、濾過水管３４２と流体的に相互連結されるのに対し、供給貫通孔３４７は、供給水管３４０と流体的に相互連結される。

図２５、図２８、図３３に示されるように、フィルタ端３３４は、現段階で好ましくは、分配マニホールド３３２の内周壁３５９上にアタッチメントランプとして図示される、一対の多段マニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂを備える。マニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂは、マニホールドアタッチメント部材３５６ａが、現段階で好ましくは、第１の屈曲部３５８ａ、第１の水平部３６０ａ、第２の屈曲部３６２ａ、第２の水平部３６４ａ、第３の屈曲部３６５ａを備えるのに対し、マニホールドアタッチメント部材３５６ｂは、同様に、第１の屈曲部３５８ｂ、第１の水平部３６０ｂ、第２の屈曲部３６２ｂ、第２の水平部３６４ｂ、第３の屈曲部３６５ｂを備えるようにして、多段フィルタアタッチメント部材３１０ａ、３１０ｂと対応して構成されている。

図３１、図３２、図３３の外れた構成に示されるように、濾過後の水を得るためにフィルタカートリッジ３００は分配マニホールド３３２に作動可能に連結され、濾過装置３６６を形成している。第１に、アタッチメント端３０６が、図３２および図３３に示すようにフィルタ端３３４に面するようにする。挿入壁３２０が外壁３４４で画定された内部空間に入るように、フィルタカートリッジ３００を分配マニホールド３３２のほうに向ける。同時に、突出している部材３５０を戻り貫通孔３２８と整列配置させる。この時点で、たとえば図３４に示されるように、フィルタアタッチメント部材３１０ａ、３１０ｂが、マニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂと近接する。フィルタアタッチメント部材３１０ａ、３１０ｂおよびマニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂの係合に関しては、フィルタアタッチメント部材３１０ａおよびマニホールドアタッチメント部材３５６ａについてのみ説明し、図示したが、フィルタアタッチメント部材３１０ｂおよびマニホールドアタッチメント部材３５６ｂも、現段階で好ましくは、同じようにして同時に係合することは、当業者であれば理解できよう。さらに、いくつかの実施形態では、フィルタアタッチメント部材３１０ａ、３１０ｂおよびマニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂの両方が、現段階で好ましくは、フィルタアタッチメント部材３１０ａがマニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂの両方と同様に係合する一方で、フィルタアタッチメント部材３１０ｂも、現段階で好ましくは、マニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂの両方と係合可能である対向関係で構成されていることも理解できよう。他のいくつかの実施形態では、分配マニホールド３３２と作動可能に連結されて濾過装置３６６を形成する上で、フィルタカートリッジ３００にとってひとつだけの作動可能な向きが望ましい場合もあり得る。代表的な一例は、本開示と矛盾しない程度に参照により本明細書に取り込んでいる米国特許出願第１０／８３８，１４０号明細書に開示されているように、たとえば、メンブランまたは中空糸ベースのクロスフロー濾過装置など、フィルタカートリッジ３００のあるクロスフローろ材を利用した濾過装置３６６を備えることが可能なものである。クロスフロー濾過装置に関しては、カートリッジフィルタおよび／またはマニホールドの追加の濃縮流体回路を加えることで、クロスフロー濾過装置に関連した追加の流体回路を適宜画定して完成させるように、フィルタアタッチメント部材３１０ａ、３１０ｂおよびマニホールドアタッチメント部材３５６ａ、３５６ｂが、単一の指定された向きで係合することを必要とする場合がある。

図３４に示されるように、フィルタアタッチメント部材３１０ａおよびマニホールドアタッチメント部材３５６ａについては、第１の屈曲部３１２ａが第１の屈曲部３５８ａに近接するような方法で位置決めすることが可能である。現段階で好ましくは、分配マニホールド３３２に対してフィルタカートリッジ３００が回転式に挿入されるように、インストーラが取り扱い端３０８を回転可能に向ける。第１の屈曲部３１２ａおよび第１の屈曲部３５８ａが、現段階で好ましくは、互いに係合すると、フィルタカートリッジ３００と分配マニホールド３３２が互いに近づく方向に一緒に後退する。フィルタカートリッジ３００がさらに回転すると、第１の水平部３１４ａおよび第１の水平部３６０ａが、現段階で好ましくは、図３５に示すような相互に接触する方向に向く。これは、第１の係合段階に相当し、安定した係合位置である。

フィルタカートリッジ３００がさらに回転すると、第１の屈曲部３１２ａが第２の屈曲部３６２ａとの間を連結するのに対し、第２の屈曲部３１６ａは図３６に示されるように第１の屈曲部３５８ａと係合するため、突起封止部３５３ａ、３５３ｂが戻り貫通孔３２８を囲む壁を密封してかみ合い、一方、円周方向の封止部３５５が突出している挿入壁３２０の内周面と密封してかみ合うような形で、フィルタカートリッジ３００と分配マニホールド３３２が一緒にさらに後退する。フィルタカートリッジ３００が回転しつづけることで、第１の水平部３１４ａが、現段階で好ましくは、第２の水平部３６４ａと摺動式に接触するのに対し、第２の水平部３１８ａは図３７に示されるように第１の水平部３６０ａと係合する。これが第２の係合段階である。水平部は、フィルタカートリッジに加わる標準的な動作圧力に応答して回転に抵抗するという点で実質的に水平であることは、当業者であれば理解できよう。図３８に示されるように、第１の角度部分３１２ａが第３の屈曲部３６５ａに対向して座し、第３の角度部分３１９ａが第１の角度部分３５８ａと係合すると、フィルタカートリッジ３００の分配マニホールド３１２への取り付けが完了する。フィルタカートリッジ３００と分配マニホールド３１２とが設置位置に近づくにつれて、スプリング３４９ｂが圧縮され、供給流体回路３５７ａが流入してくる水に対して開放されるような形で、弓形キックオフランプ３３０ａ、３３０ｂのうちのひとつが供給バルブアセンブリ３４９と係合する。カートリッジフィルタ３００の回転が完了すると、カートリッジフィルタ３００と分配マニホールド３３２は、現段階で好ましくは、図４０〜図４４に示す方向とは逆の方向にカートリッジフィルタ３００を回転させない限り取り外すことができなくなる。

動作時、供給水は供給流回路３５７ａを介してフィルタカートリッジ３００に流入する。供給水は、濾過後の水がろ材３０３の中央部にくるような方法で、イオン汚染物、有機汚染物、粒子状汚染物などの選択された汚染物が水から取り出されるような形で、ろ材３０３に導入される。精製後の水は、戻り貫通孔３２８および濾過後の流体回路３５７ｂによってフィルタカートリッジ３００から流出する。

濾過装置３６６が動作している間、たとえば、水またはガスの圧力などの圧力が、フィルタカートリッジ３００に取り込まれ始めることがある。動作している間にフィルタカートリッジ３００にガスが取り込まれてしまうと、このガスは装置内の圧力によって圧縮される。フィルタカートリッジ３００を装着する向き次第では、圧縮されたガスが原因でフィルタカートリッジ３００が分配マニホールド３３２から激しく外れてしまう可能性がある。たとえば、フィルタカートリッジ３００が分配マニホールド３３２の上にくるようにフィルタカートリッジ３００を、現段階で好ましくは、装着した場合、圧縮されたガスはフィルタカートリッジ３００の上端で境界を定めることになる。フィルタカートリッジ３００を分配マニホールド３３２から取り出すと、圧縮されたガスが加圧流体をカートリッジフィルタ３００の底から追い出し、これによって、取り外しのために圧力を逃がした時点でガスが膨脹してカートリッジフィルタ３００が本質的に分配マニホールド３３２から離れてしまうことがある。

単段取り外し機構のある濾過アセンブリでは、カートリッジフィルタ内に蓄積されたエネルギが原因で、カートリッジフィルタが分配マニホールドから激しく取り外されてしまう可能性がある。本開示にて説明するように、蓄積されたエネルギ（圧縮ガスまたは加圧流体の状態で蓄積される）は、フィルタカートリッジ３００と分配マニホールド３３２が取り外される前に抜ける。たとえば、フィルタカートリッジ３００を取り出すために、使用者は、現段階で好ましくは、取り扱い端３０８を設置方向とは逆の方向に向ける。第１の角度部分３１２ａが第３の角度部分３６５ａを下方に摺動させると、突出している部材３５０が、現段階で好ましくは、戻り貫通孔３２８から後退しはじめ、スプリング３４９ｂが解放されて供給流体回路３５７ａが流入水に対して閉じられるような方法で、弓形キックオフランプ３３０ａ、３３０ｂのうちのひとつが供給バルブアセンブリ３４９から取り外される。これによって、現段階で好ましくは、圧力エネルギがフィルタカートリッジ３００に加わるのが防止される。カートリッジフィルタがさらに回転すると、第１の角度部分３１２ａが第２の角度部分３６２ａを下方に摺動させ、突出している部材３５０を戻り貫通孔３２８からさらに後退させる。これによって、フィルタカートリッジ３００内に取り込まれたエネルギが発散されると、現段階で好ましくは、突起封止部３５３ａ、３５３ｂによって生成された封止部が崩れる。続いて、流体圧力またはガス圧力として存在するエネルギが、空気抜き用ノッチ３２２から抜ける。圧力が抜ける間に、フィルタカートリッジ３００が分配マニホールド３３２から外れないような形で第１の水平部３１４ａと第１の水平部３６０ａが係合する。空気抜き用ノッチ３２２は、取り込まれたガスをすみやかに抜き、フィルタアタッチメント部材３１０ａとマニホールドアタッチメント部材３５６ａとが係合しておらず、フィルタカートリッジ３００を分配マニホールド３３２から完全に取り出すことができるようになるまで第１の角度部分３１２ａが第１の屈曲部３５８ａを下方に摺動させるような形で、使用者がフィルタカートリッジ３００の回転式に取り外しを継続できるようにする。

図３９に示されるように、アダプタ４００を利用して、たとえば、本開示において上述したような制御してエネルギを抜くことや多段係合機構など特徴を、このような特徴のない水濾過装置に持たせることが可能である。アダプタ４００は、現段階で好ましくは、マニホールド端４０２とフィルタ端４０４とを備えることが可能なものである。図３９に示されるように、アダプタ４００は、現段階で好ましくは、上述したマニホールドアセンブリ１２がフィルタカートリッジ３００を作動可能に受け入れることができるように調節される。図３９に示されるように、マニホールド端４０２については、カートリッジ頂部部材１６と実質的に似たものとすることができ、一方、フィルタ端４０４については、フィルタ端３３４と実質的に似たものとすることができる。マニホールド端４０２は、たとえば、図３９に示すような一対のマニホールドアタッチメント部材４０６ａ、４０６ｂを、マニホールド端４０２をマニホールドアセンブリ１２に作動可能に連結できるような方法で螺旋係合部材として備えることが可能なものである。フィルタ端４０４は、フィルタ端４０４をフィルタカートリッジ３００に作動的に連結できるような方法で一対の多段係合機構４０８を備えることが可能なものである。また、アダプタ４００がマニホールドアセンブリ１２に対して永久的に作動可能に連結されるか、アダプタ４００を一度しかマニホールドアセンブリ１２に取り付ける必要がないようにアダプタ４００をマニホールドアセンブリ１２から取り出すにはフィルタカートリッジ３００をフィルタ端４０４から取り外すのに比べてかなり余分なトルクが必要になるような方法で、マニホールド端４０２を調節することが可能である。

マニホールドに対するフィルタカートリッジの回転式の係合だけでなく、フィルタカートリッジ５００および分配マニホールド５０２については、たとえば図４０に示されるように、フィルタカートリッジ５００内に取り込まれたエネルギを抜けるよう、多段で線形に係合させることが可能である。フィルタカートリッジ５００は、フィルタ本体５０４と、一対の係合アーム５０６ａ、５０６ｂと、フィルタ入口５０８と、フィルタ出口５１０とを備えることが可能なものである。係合アーム５０６ａ、５０６ｂは、係合タブ５１２を備えることが可能なものである。フィルタ入口５０８とフィルタ出口５１０については各々、少なくとも１つの封止用部材５１４を備えることができる。分配マニホールド５０２は、マニホールド本体５１６と、供給サプライ管５１８と、分配管５２０と、サプライボア５２２と、戻りボア５２４とを備えることが可能である。サプライボア５２２と戻りボア５２４については各々、少なくとも１本のベントチャネル５２６を備えることが可能である。マニホールド本体５１６は、マニホールド本体５１６の両側に第１の係合陥凹部５２８と第２の係合陥凹部５３０とを備えることが可能なものである。

フィルタ入口５０８をサプライボア５２２に向け、フィルタ出口５１０を戻りボア５２４に向けることで、フィルタカートリッジ５００を分配マニホールド５０２に摺動式に取り付ける。実質的に同時に、係合アーム５０６ａ、５０６ｂを、現段階で好ましくは、係合タブ５１２が対応する第１の係合陥凹部５２８内に保持可能に位置決めされるように、マニホールド本体５１６の外側で摺動式に前進させる。この時点で、濾過対象となる水が供給サプライ管５１８からサプライボア５２２経由でフィルタ入口５０８を介してフィルタカートリッジ５００に流入し、フィルタ出口５１０を介してフィルタカートリッジ５００から流出して分配管５２０経由で使用場所まで送られるように、封止用部材５１４がサプライボア５２２および戻りボア５２４の内周と密封してかみ合わされる。

フィルタカートリッジ５００を取り外すまたは交換するには、フィルタカートリッジ５００を摺動式に分配マニホールド５０２から離す。係合タブ５１２が第２の係合陥凹部５３０に近づくと、封止用部材５１４とサプライボア５２２および戻りボア５２４の内周とによって生成された封止部が、現段階で好ましくは、崩れ、フィルタカートリッジ５００に取り込まれたエネルギがベントチャネル５２６を介して放出または抜けることができるようになる。フィルタカートリッジ５００が通気されたら、係合タブ５１２と第２の係合逃げ５３０との相互作用によってフィルタカートリッジ５００を保持可能に分配マニホールド５０２に取り付ける。他の実施形態では、流体連結および係合機構またはその一部分をフィルタカートリッジおよびマニホールドアセンブリに対して反転させ、他の摺動式に係合するフィルタアセンブリを形成することが可能である。同様に、摺動式に係合する機構にフローコネクタの他の設計を効果的に利用することも可能である。

本願出願人は、さまざまな代表的な実施形態について開示し、説明したが、本出願の範囲および趣旨の範囲内で他のさまざまな実施形態が企図されることは、当業者であれば理解できよう。したがって、本願出願には、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることを装丁している。

本開示のマニホールドアセンブリ部材を入口ポートおよび出口ポートに沿って切った断面図である。 本開示のマニホールドアセンブリ部材を図１とは垂直に切った断面図である。 マニホールドアセンブリの分解斜視図である。 マニホールドアセンブリの下側の斜視図である。 カートリッジ頂部部材の平面図である。 カートリッジ頂部部材上側の斜視図である。 カートリッジ頂部部材下側の斜視図である。 カートリッジ頂部部材を中心に沿って切った断面図である。 カートリッジアセンブリの分解斜視図である。 カートリッジアセンブリの側断面図である。 カートリッジフィルタのグルーダムの斜視図である。 カートリッジフィルタのグルーダムの平面図である。 多段アタッチメント機構を有するカートリッジフィルタの実施形態のキャップ側の斜視図である。 図１３のカートリッジフィルタの基部側の斜視図である。 図１３に示すカートリッジフィルタの分解斜視図である。 図１３に示すカートリッジフィルタの側面図である。 図１３に示すカートリッジフィルタの他の側面図である。 図１３に示すカートリッジフィルタのキャップ側の端面図である。 図１３に示すカートリッジフィルタの基部側の端面図である。 フィルタキャップの拡大図を含む、図１３に示すカートリッジフィルタの部分斜視図である。 図２０に示すフィルタキャップのキャップ側の斜視図である。 図２０に示すフィルタキャップの拡大図を含む、図１３に示すカートリッジフィルタの部分側面図である。 カートリッジの中央に沿って断面を切った、図１３に示すカートリッジフィルタの断面図である。 分配マニホールドの分解斜視図である。 図２４に示す分配マニホールドのフィルタ連結端面図である。 図２４に示す分配マニホールドのインフロー・アウトフロー連結端面図である。 隠れている機構を仮線で示した状態での図２４に示す分配マニホールドの側面図である。 図２４に示す分配マニホールドを図２７の線２８−２８で切った側断面図である。 図２４に示す分配マニホールドの側面図である。 図２４に示す分配マニホールドを図２９の線３０−３０で切ったの断面図である。 図１３に示すカートリッジフィルタと図２４に示す分配マニホールドとを備える水濾過装置の分解斜視図である。 マニホールドとカートリッジフィルタとが取り付け用に整列配置された状態での図３１に示す水濾過装置の他の分解斜視図である。 マニホールドの壁の一部を切り欠いて多段ランプ係合機構の一部を示した状態での図３１に示す水濾過装置の部分切り欠き側面図である。 多段ランプ係合機構の外れた向きでの側面図である。 図３４に示す多段ランプ係合機構の第１の部分的に係合した向きでの側面図である。 図３４に示す多段ランプ係合機構の第２の部分的に係合した向きでの側面図である。 図３４に示す多段ランプ係合機構の第３の部分的に係合した向きでの側面図である。 図３４に示す多段ランプ係合機構の完全に係合した向きでの側面図である。 図１に示すマニホールドアセンブリを作り変えて図１３に示すカートリッジフィルタを受け入れるためのアダプタの側面斜視図である。 線形多段相互連結機構を有する分配マニホールドおよびカートリッジフィルタの分解斜視図である。

Claims (25)

1. マニホールド装着機構を有し、濾過対象となる水の水源に流体作動可能に連結されたマニホールドアセンブリと、
   第１の封止部と、
   第２の封止部と、
   第１の封止部がフィルタカートリッジへの濾過前の水の入口流を湿っていないマニホールドアセンブリ部分から隔て、かつ、第２の封止部がフィルタカートリッジへの濾過前の水をフィルタカートリッジからの出口流から隔てた状態で、マニホールドアセンブリと嵌合させるためのカートリッジ頂部部材と、
   マニホールドアセンブリと流体的に連通可能な流体入口と、
   フィルタカートリッジ出口と流体的に連通可能であり、かつ、マニホールドアセンブリと流体連通したカートリッジカップラー流体出口と、
   マニホールド装着機構を協働的に係合させるためのカートリッジ装着機構と、
   第１の封止部がマニホールドアセンブリから完全に取り外されていないときに第１の封止部を通る流体流路を提供するベントポートと、
   を備えるカートリッジと、
   を備えるフィルタアセンブリ。
2. マニホールドアセンブリが、それぞれマニホールド装着機構およびカートリッジ装着機構を備える係合螺旋タブを介してカートリッジ頂部部材と嵌合する、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
3. フィルタアセンブリが、少なくとも１個の係止機構をさらに含むことで、マニホールドアセンブリおよびカートリッジ頂部部材が適所に係止され、通常の動作条件で係止が解除されるような回転に耐えるが、あらかじめ定められた特定の圧力条件になると解放される、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
4. 濾過対象となる水の水源に対する入口に対して流体的にカップリング可能なマニホールド本体と、濾過後の水の出口と、を有する水濾過マニホールドアセンブリであって、
   螺旋マニホールド装着機構が、下側の着座外面と上側の屈曲外面とを備える、水濾過マニホールドアセンブリ。
5. 供給流回路と、戻り流回路と、供給流回路と流体連通したフィルタ供給ポートと、戻り流回路と流体連通したフィルタ戻りポートと、マニホールド係合機構と、を有するマニホールドアセンブリと、
   フィルタ入口と、ろ材と、フィルタ出口と、フィルタがマニホールドアセンブリと部分的に係合したときにフィルタを通気するように配置されたベントと、マニホールド係合機構との嵌合構造を有するカートリッジ係合機構と、を有するフィルタカートリッジと、
   フィルタがマニホールドアセンブリと完全に係合したときに、フィルタ供給ポートとフィルタ入口ならびにフィルタ戻りポートとフィルタ出口とをまとめて隔てる少なくとも第１の封止部および第２の封止部と、を備え、
   マニホールド係合機構が、カートリッジ係合機構と係合して、フィルタカートリッジをマニホールドアセンブリに着脱自在に固定して濾過回路をなす完全な係合機構を形成し、完全な係合機構が２つの係合構成を有し、第１の構成ではフィルタカートリッジがマニホールドアセンブリに対して完全に封止され、第２の構成ではフィルタがベントを介して周囲雰囲気に通気され、供給流回路、フィルタ供給ポート、フィルタ入口、ろ材、フィルタ出口、フィルタ戻りポート、戻り流回路によって、濾過回路が協働的に形成される、フィルタアセンブリ。
6. マニホールド係合機構とカートリッジ係合機構が相対的に回転して完全な係合機構が形成される、請求項５に記載のフィルタアセンブリ。
7. マニホールド係合部が、少なくとも１つのマニホールド水平作動可能連結部分を備え、カートリッジ係合作動可能連結部分が少なくとも１つのカートリッジ水平作動可能連結部分を備え、完全な係合機構の第２の構成において、マニホールド水平作動可能連結部分とカートリッジ水平作動可能連結部分が互いに接触する、請求項６に記載のフィルタアセンブリ。
8. フィルタカートリッジがマニホールドアセンブリに対して摺動式に取り付け可能である、請求項５に記載のフィルタアセンブリ。
9. 完全な係合機構が、クランプ用外面上ではめ合うクランプを備え、クランプとクランプ用外面が、係合機構の２つの構成に対応する２つの係止位置を有する、請求項８に記載のフィルタアセンブリ。
10. マニホールドアセンブリに対してフィルタカートリッジを取り付けることで、供給バルブが開放構成に遷移して供給流回路での流れを可能にするような形で、供給流回路が供給バルブを備える、請求項５に記載のフィルタアセンブリ。
11. フィルタカートリッジが、マニホールドアセンブリに対してフィルタカートリッジを回転式に取り付けることで、弓形ランプが係合して供給バルブが開放されるように、少なくとも１つの弓形ランプを備える、請求項１０に記載のフィルタアセンブリ。
12. マニホールド係合機構が、少なくとも１つの屈曲マニホールド作動可能連結部分を備え、カートリッジ係合機構が、少なくとも１つの屈曲フィルタ作動可能連結部分を備え、フィルタカートリッジを分配マニホールドから着脱自在に取り外すことが、弓形ランプが供給バルブから後退するように少なくとも１つの屈曲フィルタ作動可能連結部分を少なくとも１つの屈曲マニホールド作動可能連結部分に対して摺動式に後退させることを含む、請求項１１に記載のフィルタアセンブリ。
13. ベントが封止用外面のエッジに沿って数行のポートを含む、請求項５に記載のフィルタアセンブリ。
14. マニホールドアセンブリが、フィルタ供給ポートが配置された突起外面と側壁封止用外面のある第１の突起と、第１の突起から突出している第２の突起とを備え、第２の突起が、フィルタ戻りポートと側面封止用外面で終わる中央のチャネルを有し、第１の封止部が、第１の突起の側壁封止用外面に位置し、第２の封止部が第２の突起の側壁封止用外面に位置する、請求項５に記載のフィルタアセンブリ。
15. フィルタカートリッジが、外面と、内壁と、内壁と外面との間のエッジとがある封止用突起を備えるフィルタカートリッジであって、外面に沿ってカートリッジ係合機構が配置され、フィルタカートリッジは内壁で囲まれた封止用突起内のフロー面を備え、フロー面が、入口ポートと、キャビティ封止用壁を有するキャビティと、キャビティ封止用壁で囲まれた流出ポートとをさらに備える、請求項５に記載のフィルタアセンブリ。
16. フィルタカートリッジをマニホールドアセンブリから取り出す時にフィルタアセンブリを通気する方法であって、フィルタカートリッジを二段階でマニホールドアセンブリから取り外すことを含み、フィルタカートリッジ内に取り込まれた圧力が取り出しの第１段階の間に抜け、圧力を抜く時にフィルタカートリッジはマニホールドアセンブリに取り付けられたままであり、取り出しの第２段階でフィルタカートリッジがマニホールドから分離される、方法。
17. フィルタカートリッジを分配マニホールドから取り外すことが、フィルタカートリッジを分配マニホールドから回転式に取り外すことを含む、請求項１６に記載の方法。
18. フィルタカートリッジが二段カートリッジランプ係合機構を備え、マニホールドアセンブリが、二段カートリッジ係合機構に嵌合する二段マニホールドランプ係合機構を備える、請求項１７に記載の方法。
19. フィルタカートリッジを分配マニホールドから取り外すことが、フィルタカートリッジをマニホールドアセンブリから摺動式に取り外すことを含む、請求項１６に記載の方法。
20. フィルタ入口と、ろ材と、フィルタ出口と、ベントと、二段カートリッジ係合機構とを備えるフィルタカートリッジであって、フィルタカートリッジが部分的に係合する第２段階の係合で二段係合機構が係合するときにベントがフィルタを通気するように位置決めされている、フィルタカートリッジ。
21. 二段係合機構が、少なくとも１個の弓形ランプを備える、請求項２０に記載のフィルタカートリッジ。
22. 外面と、内壁と、内壁と外面との間のエッジとがある封止用突起を備えるフィルタカートリッジであって、外面に沿ってカートリッジ係合機構が配置され、フィルタカートリッジは内壁で囲まれた封止用突起内のフロー面をさらに備え、フロー面が、入口ポートと、キャビティ封止用壁を有するキャビティと、キャビティ封止用壁で囲まれた流出ポートとをさらに備える、請求項２０に記載のフィルタカートリッジ。
23. マニホールドカップラーと、フィルタカップラーと、マニホールドカップラーとフィルタカップラーとを流体的に連通させている供給用チャネルと、マニホールドカップラーおよびフィルタカップラーを流体的に連結するフィルタ出口チャネルとを備えるアダプタであって、フィルタ出口チャネルを供給用チャネルから単離し、マニホールドカップラーをマニホールドと係合するように調節し、フィルタカップラーをフィルタカートリッジと係合できるように調節し、フィルタカップラーが二段係合機構を有する、アダプタ。
24. 二段係合機構が少なくとも１つの弓形ランプを備える、請求項２３に記載のアダプタ。
25. フィルタ出口チャネルが、フィルタカップラー付近に突起を備え、この突起の端に流体出口チャネルと流体連通してボアが形成され、突起の周囲に封止が位置決めされている、請求項２３に記載のアダプタ。

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