JP2008546520A - 添加物分与システム用カートリッジ - Google Patents

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Abstract

水に添加物を選択的に分与するカートリッジであって、カートリッジはハウジング(130)、ハウジング(130)内に配置された袋(140)、及びハウジング(130)に接続されて前記袋と流体連通するポンプ(150)を含む。前記袋(140)は、水にフレーバーなどの消費される添加物を含むよう構成される。前記ポンプ(150)は、ある量の添加物を選択的に水へ分与するために操作可能である。前記カートリッジは、カートリッジが濾過水に添加物を分与するような水濾過システムに接続されてもよい。

Description

本発明は、概して添加物分与システムに関する。より詳しくは、本発明は、水に消耗品である添加物を分与するための独自のカートリッジに関連し、さらにより詳しくは、濾過水にある量の消耗品である添加物を分与する水濾過システムに接続可能な使い捨てカートリッジに関連する。
家庭及びその他の用途向けの水処理装置は当該技術分野において周知である。このような装置は、典型的にはインライン又は末端部で給水系統に組み込まれる。前者の例は、水栓に到達する前に水を濾過する、流し台の下の装置である。末端部の装置には、流し台の上と蛇口取付けとの2つの一般的な種類がある。水処理装置は、機械的濾過又は化学的処理の使用によって水を処理することができる。ほとんどの水濾過システムは、活性炭又は活性炭とイオン交換樹脂との組み合わせのいずれかを収容するフィルタカートリッジを使用する。活性炭は、微粒子及びその他の不純物を濾過除去すると同時に、水中に存在する塩素の大部分を除去する機能がある。イオン交換樹脂は、カルシウムのようなプラスイオン類を除去し、それによって水を軟化する。上記のシステムのマイナスの副作用は、種々のその他の健康によい鉱物類がイオン交換樹脂によって除去されうることである。水浄化の別の方法は逆浸透であるが、この技術を使用した製品は、コスト高であることから家庭の消費者に広く利用されていない。
近年、人々による水の消費は、よりよい健康教育及びその他の情報を公衆が入手できるようになったために上昇した。しかし、通常の水道水の品質及び味の悪さについての公衆の認識が、これらの問題に対処する多数の製品の開発及び販売につながっている。種々のボトル入りの水が消費者に入手可能となっている。これらのボトル入りの水のいくつかは、消費者が利益を見出す可能性のある追加の添加物を有する。このような添加物としては、栄養素類、ビタミン類、鉱物類及び香味料類が挙げられる。これらのボトル入りの水は、時としてフィットネスウォーター、ビタミンウォーター又は機能強化水と呼ばれる。しかしながら、機能強化されたボトル入り水製品を定期的に入手することの費用及び不便性が、消費者に追加的な水の消費を思いとどまらせることもある。それ故に、公衆に機能強化水を提供するためのより便利で費用効果の高い方法が必要である。
本発明は、水に添加物を分与するためのカートリッジを目的とし、より詳しくは、消耗品である添加物を分与するための、水濾過システムに接続可能な使い捨てカートリッジを目的としている。これにより、ユーザーは、濾過水にある量の添加物を選択的に分与することが可能となる。
本発明の1つの実施形態は、水に添加物を選択的に分与するためのカートリッジである。カートリッジは、ハウジング、ハウジング内に配置された通気口のない袋、ハウジングに接続されて袋と流体連通するポンプを備える。袋は、消耗品である添加物を含むように構成されている。ポンプは、ある量の添加物を水に選択的に分与するために操作可能である。カートリッジは、任意の向きから前記量の添加物を分与してもよいように構成される。
本発明の他の実施形態は、添加物を選択的に分与するためのカートリッジであり、ハウジング、ハウジング内に配置される袋、ハウジングに接続されて袋と流体連通するポンプを含む。袋は、消耗品である添加物を含むように構成されている。ポンプは、シール面とある量の添加物を袋から水に選択的に分与するよう操作可能な出口逆止弁を含んでいる。カートリッジは、出口逆止弁の前記シール面の下流にデッドスペースをほぼまったく含まないよう構成されている。
本発明のさらに別の実施形態は、湾曲した横断面をもつハウジング、ハウジング内に配置され添加物を含むように構成される袋、ハウジングに接続されて袋と流体連通するポンプを備える、水に添加物を選択的に分与するカートリッジである。ポンプは、ポンプがその動作時に袋からある量の添加物を分与するよう構成される。
本発明の種々の実施形態を詳細に参照するが、その例は添付図面に例示され、添付図面では同種の数字は図面を通して類似要素を指している。
図1は、本発明の1つの実施形態による代表的な水濾過システム15を例示する。水濾過システム15は、未濾過水源18に接続可能な水入口20を備える。水入口20は、水フィルタ22と流体連通する。水フィルタ22は、未濾過水から1つ以上の汚染物質又は微粒子を濾過するために操作可能である。出口24は、水フィルタ22と連通しており、濾過水を分与するために操作可能である。水濾過システム15はさらに、添加物分与システム16を備える。添加物分与システム16は、添加物を収容するための貯槽26と添加物出口28とを備える。添加物分与システム16は、ある量の添加物を濾過水に選択的に分与するために操作可能である。1つの代表的な実施形態において、出口24から分与される濾過水はグラス又はその他の容器30に分与され、添加物は添加物出口28を通じて容器30内の濾過水に分与される。
水入口20は、いかなる未濾過水源にも接続可能である。代表的な未濾過水源は、庭のホース、水道、水栓取付具、貯水槽、水差し及び水ディスペンサーなどを含む。
水フィルタ22は、当業者に既知のいかなる水フィルタ技術も含んでもよい。このような水用濾材は、水から有機物を除去するための活性炭素又は同様のもの、水の中の細菌及びウイルスを破壊するためのハロゲン化樹脂繊維及び/若しくはハロゲン化樹脂ビーズ又はその他の媒体、水からイオン性物質を除去するためのイオン交換樹脂(例えばナトリウム除去のためのハロゲン系作用交換樹脂(action exchange resin))、及び精密濾過による細菌除去を含んでもよい。本発明に用いてもよい代表的な水フィルタの1つは、米国特許第6,565,749号(ホー(Hou)ら)に開示されている。
1つの実施形態において、貯槽26の中の添加物は、液体の形態である。別の実施形態において、貯槽26の中の添加物は、乾燥粉末の形態である。前記添加物は、香味料、ビタミン類、鉱物類及び栄養素類からなる群から選択される1つ以上の添加物を含む。添加鉱物は、カルシウム、シリケート、塩化物、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、セレン、亜鉛、鉄、マンガン及びこれらの混合物のイオン類からなる群から選択される鉱物類を含む。ビタミン添加物は、ビタミンB12、ビタミンC及びこれらの混合物からなる群から選択されるビタミン類を含む。別の実施形態において、ホメオパシー治療薬及び薬草治療薬、並びに香味料が添加物として貯槽22に含まれてもよい。
1つの実施形態において、添加物は天然油の水性アルコール抽出物を含む。他の添加物は、エリキシル剤、酒精又は清油及びチンキ剤を含んでもよい。エリキシル剤は、口腔用途を意図した透明な、加糖された水性アルコール液体である。アルコール含有量は約5体積%〜約50体積%の範囲である。酒精又は精油は、植物又は化学物質から調製されたアルコール性又は水性アルコール溶液である。溶質の濃度は最大50%まで変動する。濾過水にわずかな風味を付与するため、天然油の水性アルコール抽出物は、濾過水の約0.025〜約0.5体積%の範囲である。別の実施形態において、添加剤は、濾過水に色を加えるため、食品着色料のような1つ以上の着色剤を含んでもよい。代表的な風味は、レモン、ライム、ベリー、かんきつ類、オレンジ、イチゴ及びこれらの混合物を含む。
貯槽26は、汚染を生じないか又はその材料特性が添加物によって影響されない当業者に既知のいかなる材料から構築されてもよい。貯槽26の代表的な構築材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、及び同様のポリマーが挙げられる。その他の代表的な構築材料としては、アルミニウム箔が挙げられる。1つの実施形態において、貯槽26は材料の複数の層を含む。別の実施形態において、適したバリヤー特性を備えた、いかなる可撓性材料も利用されてもよい。
図1の模式図は、出口24及び添加物出口28がそれぞれ水及び添加物を別々に容器30に分与することを描写しているが、添加物出口28が出口24と流体連通されてもよいことは、同様に、例示されたシステム及び発明の範囲内である。例えば、該水濾過システムは、得られる混合物が容器30に分与される前に出口24と添加物出口28とを1つの出口流れに組み合わせるよう構成された出口ミキサーをさらに備えてもよい。
図2に例示される1つの代表的な実施形態において、水濾過システム15は、添加物出口28と連通する制御装置34をさらに備える。制御装置34は、添加物出口28を通じて分与される添加物の量を調節するよう構成される。制御装置34は制限弁36を備えてもよい(図5参照)。制限弁36は、添加物出口28を通じて分与される添加物がある場合、当該添加物の量を制限又は調節するために操作可能である。別の実施形態において、制御装置34は、制限弁36と連通するマイクロプロセッサを備えてもよい。1つの代表的な実施形態において、制御装置34は、ユーザーが濾過水に分与される添加物の量を選択できるダイヤル又はその他の入力装置を備えてもよい。
さらに別の代表的な実施形態において、図3に例示されるように、水濾過システム15は、水栓のような未濾過水源18に連通する水入口20を備える。水フィルタ22は水入口20と連通し、水フィルタ22からの濾過水は出口24で分与される。添加物分与システム16は、添加物を収容するための貯槽26と添加物出口28とを備える。この実施形態において、添加物出口28は出口24と流体連通する。1つの代表的な実施形態において、図10に例示されるように、添加物出口28と出口24とは水濾過システム15のハウジング40の内側で出口ミキサー42に一緒に接続し、その結果水濾過システム15の外部は出口流れを1つだけ有する。
本発明の1つの実施形態において、添加物出口28及び出口24は、出口24内の濾過水が添加物出口28を通過して移動するときにベンチュリ吸引作用を生じるような方法で連通して構成され設置される。ベンチュリ吸引作用は、添加物出口28内の添加物を出口24を通って流れる濾過水に引き入れる真空を発生させる。
本発明の別の代表的な実施形態において、図4に例示するように、添加物分与システム16はポンプ32をさらに備える。ポンプ32は、貯槽26及び添加物出口28と連通する。ポンプ32は、添加物を貯槽26から添加物出口28へと輸送し、濾過水に添加されるように構成される。1つの実施形態において、ポンプ32は隔壁ポンプを備える。当業者に理解されるように、当業者に既知のいかなるポンプも、添加物を添加物出口28へと輸送するために利用されてよい。代表的なポンプとしては、ピストンポンプ、蠕動ポンプ、及びベローズ型ポンプが挙げられる。別の代表的な実施形態において、添加物分与システムは、ポンプ32と連通する手動アクティベータ、例えば、押し棒48をさらに備える。押し棒48は、押し棒48に圧力が印加されたときにポンプ32を起動するよう構成される。押し棒48は、ユーザーがある量の添加物を濾過水に手動で選択的に分与することを可能にする。
1つの代表的な実施形態において、図5に例示されるように、水濾過システム15は、水栓のような未濾過水源18に連通する水入口20を備える。水入口20は、水フィルタ22と連通する。鉱物含有量分析器38は、水フィルタ22の出口と流体連通する。鉱物含有量分析器38は、濾過水中の1つ以上の鉱物の濃度を測定するために操作可能である。水濾過システム15はさらに、鉱物含有量分析器38と連通する制御装置34を備える。1つ以上の添加物を収容する貯槽26は、添加物出口28及び制限弁36と連通する。制限弁36は制御装置34と連通し、制御装置34は、濾過水中に予め定められた添加物の濃度が得られるように1つ以上の添加物(例えば鉱物類)を分与するために操作可能である。例えば、鉱物含有量分析器38は、濾過水中のカルシウムの濃度を検出し、該カルシウム濃度を制御装置34に報告する。制御装置34は、最終的な処理水製品に追加のカルシウムが所望されることを決定し、そのように、添加物出口28を通じて濾過水に分与されている添加物(すなわち、カルシウム)の量を追加及び/又は増大するための信号を制限弁36に送る。当業者は理解するように、濾過水に分与される添加物の量を制御するために当業者に既知のいかなる制御装置も利用してもよい。
本発明の別の代表的な実施形態を図6に例示する。本実施形態において、水濾過システム15は、未濾過水源18に接続可能な水入口20を備える。水入口20は水フィルタ22と流体連通し、その結果、未濾過水源18からの未濾過水が水入口20を通って及び水フィルタ22を通って出口24へ向かって流れる。水が水フィルタ22によって濾過された後、該水は鉱物含有量分析器38及び/又は流量計40を通過する。鉱物含有量分析器38は、濾過水中の1つ以上の鉱物の濃度を測定するために操作可能である。流量計40は、水フィルタ22を出る水の流量を測定するために操作可能である。流量計40は、制御装置34に信号を送信するよう構成され、該信号は水フィルタ22を出る水の流量に対応する。制御装置34は、鉱物含有量分析器38の鉱物含有量信号及び流量計40からの流量信号を受信する。制御装置34は続いて、貯槽26に連通するポンプ32及び/又は制限弁36に信号を送信する。制御装置34からの信号はポンプ32及び/又は制限弁36を起動し、ある量の添加物を貯槽26から添加物出口28を通って濾過水に分与させる。添加物の量は、鉱物含有量分析器38及び/又は流量計40から受信する信号の関数である。別の実施形態において、図6に示すように、出口ミキサー42は出口24と流体連通する添加物出口28を配置するように構成される。別の実施形態において、添加物出口28は出口24と別であってもよく、及び互いに流体連通しないでいてもよい。当業者が理解するように、濾過水の種々の構成成分を検出するための当業者に既知のいかなるセンサーも利用してもよい。代表的なセンサーとしては、カリフォルニア州ロサンジェルス(Los Angeles, California)のHMデジタル(HM Digital)からのTDS(全溶解固体)センサーが挙げられる。
本発明の別の実施形態において、図7に例示されるように、水濾過システム15は、水栓のような未濾過水源18に接続できる水入口20を備える。水入口20は、水フィルタ22と流体連通する。水フィルタ22は、未濾過水源18からの未濾過水を1つ以上の汚染物質又は汚染物を濾過するために操作可能である。水フィルタ22からの濾過水は、出口24に分与される。この実施形態において、添加物分与システム16は複数個の貯槽26を備える。各貯槽26は、濾過水に選択的に分与される1つ以上の添加物を含む。制御装置34は、存在する場合、いずれの貯槽26が添加物を濾過水に分与すべきかをユーザーが選択できるように構成される。1つの実施形態において、制御装置34は、添加物出口28を通って濾過水までの添加物の流量を調節するために信号を制限弁36に送信する。上述のように、1つの実施形態において、添加物出口28と出口24とは互いに流体連通するか又は出口ミキサー42と接合している。別の実施形態において、貯槽26は複数の室を備えてもよく、該室の各々が濾過水に分与される添加物を収容する。
本発明の別の実施形態を図8に例示する。この実施形態において、添加物分与システム16は、ユーザーの既存の水フィルタに追加されるよう構成される。この実施形態は、すでに水濾過システムを購入したユーザーが、本発明の新規添加物分与システムを追加することを可能にする。この実施形態において、ハウジング44は貯槽26及び添加物出口28に接続される。ハウジング44は、添加物出口28が既存の水フィルタの出口に隣接できるよう、ユーザーの既存の水フィルタに取り付けるか又は該水フィルタの上を滑るように構成される。1つの実施形態において、添加物出口28は既存の水フィルタの出口近くに設置される可撓性チューブを備える。別の実施形態において、ハウジング44は既存の水フィルタの一部を置換するように構成されてもよい。例えば、ハウジング44は既存の水フィルタハウジングの構成成分の上にねじ止めされて、該構成成分を置換するように構成されてもよい。
1つの実施形態において、貯槽26は水濾過システム15に解除可能に接続される。これにより、貯槽26が空のとき又はユーザーが別の貯槽26に含有される異なる添加物を濾過飲料水に添加することを所望するときに、貯槽26を容易に交換することができる。1つの実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水250ml当たり約0.01mlの添加物〜約1.0mlの添加物を選択的に分与するために操作できる。さらなる実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水250ml当たり約0.1mlの添加物〜約0.5mlの添加物を選択的に分与するために操作できる。別の実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水の約0.025〜約0.25体積%の添加物を選択的に分与するために操作できる。さらなる実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水の約0.05〜約0.1体積%の添加物を選択的に分与するために操作できる。
さらに別の実施形態において、図9に例示するように、添加物分与システム16はさらに、貯槽26内の添加物の残量を指示するために操作可能な添加物寿命指示器50を備える。例えば、貯槽26はユーザーが貯槽内に残っている添加物の量を確認できる可視液位計50を備えてもよい。別の実施形態において、添加物分与システム16は、添加物分与システム16から分与された添加物の量を計算するために操作可能であって、貯槽26に残っている添加物の残量を指示するよう構成される合計器52をさらに備えてもよい。このような配置において、流量計又は合計器は添加物寿命指示器と連結され、信号を添加物寿命指示器に送信して、予め定められた体積の添加物が添加物出口を通って流れた後に該指示器を点灯又は点滅させる。別の実施形態において、寿命指示器は、プログラム可能な時計を収容するマイクロチップのような監視機構を備えてもよい。添加物寿命指示器は、例えば、発光ダイオード又はLCD(液晶ディスプレイ)表示器として実施されてもよく、該添加物寿命指示器は、例えば、新規貯槽の設置以後予め定められた時間、例えば2ヵ月が経過した後に点灯又は点滅するように時計がプログラムされる。ユーザーは、貯槽を新しい貯槽に交換し、時計をリセットすることができる。
本発明のその他の実施形態は、水栓又は同様のものの使用に限定されない。例えば、本発明の要素は、水差し、水筒のような携帯容器との使用又は冷水器のようなその他の配水システムとの使用に適応されてもよい。例えば、本発明の1つの代表的な実施例は、図10に例示するように、フィルタ22及び添加物を収容する交換可能な貯槽26を含むように設計できる水差し又は水筒のような容器70のための取付物を備える。添加物出口28は、添加物が濾過水に分与されるように容器70の出口24の近くに設置されてもよい。同様に、本発明の要素は、冷水器又は冷蔵庫内に設置されてもよく、添加物を濾過水に選択的に分与するため、対応するボタン類、スイッチ類などによって操作されてもよい。
図11〜16は、本発明のさらに別の代表的な実施形態を示している。本発明の添加物分与システム100は、容器101とカートリッジ120を含み、カートリッジ120は、消耗品である添加物を含有し、添加物を液体(例えば水)に選択的に分与するように構成される。添加物分与システム100は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、カートリッジ120及び/または容器101を1つ以上含むことができる。容器101は、空間102と、カートリッジ120を容器101内で動かせるように空間102でカートリッジ120を受け止めて保持するように構成されたガイド103を含んでもよい。例えば、カートリッジ120は、複数のガイド103の内側でカートリッジ120の長手軸A1沿いにスライドしてもよい。容器101はまた、カートリッジ120が容器101内に配置された場合にポンプを操作するように構成されたポンプ作動装置を含んでもよい。図11に示すように、ポンプ作動装置は環状突出部104であり、容器101の面上105から延び、面上105に配置された開口106を囲んでいる。他の代表的なポンプ作動装置には、図16に示すような、トグル機構、レバー、線状カム、回転カム、及びこれらのような機構が含まれる。そのような機構は、閉端部136またはポンプ150に力を印加する場合があり、手動または自動(例えば、モーター作動、ソレノイド作動)で作動させられる場合がある。
示された代表的な実施形態において、添加物分与システム100はまた、容器101に対し取り外し可能な状態で接続されるカバー107を任意で含み、容器101とカバー107でカートリッジ120が囲まれている。カバー107は、汚れやその他の屑から保護して容器内でカートリッジ120の動作が妨げられることを防ぐ。カバー107はまた、ボタン108を含んでもよく、ボタン108は、カバー107に対して可動式に接続し、カートリッジ120が容器101内に配置される場合にカートリッジ120の閉端部136(後述する)を押すように構成される。容器101、カバー107、及びボタン108は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、いかなる大きさ、形状、及び構成を有することができる。容器101、カバー107、及びボタン108を構成する代表的な素材には、金属、塑性体、複合材料、及びこれらの組み合わせなどがある。代表的な実施形態の1つでは、ポリマーを使用して容器、カバー、及びボタンが構成され、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、エラストマー、熱可塑性エラストマー(TPE)シリコーン、及びこれらの組み合わせなどが使用される。
容器101は、水栓に取り付けられた水濾過システム110に対して、接続されるものでも、取り付けられるものでも、直接組み込まれるものでもよい。図11に示すように、容器101は、水濾過システム110のキャップカバー111に直接組み込まれている。水濾過システム110には、ここで説明した従来の水濾過システム及び/または当業者に周知の水濾過システム、あるいは当業者により今後開発されるあらゆる水濾過システムを使用してよい。本発明に含まれる可能性がある水濾過システムの代表的な実施形態は、プロクターアンドギャンブル社(Procter & Gamble Company、米国オハイオ州シンシナティ)から市販されているPUR水濾過システムである。
そのようなカートリッジは、置換可能かつ/または使い捨てのカートリッジであってよい。置換可能/使い捨てであることにより、添加物が完全に使い果たされた(すなわち、カートリッジ120の添加物が空になった)ときに、ユーザーがカートリッジ120を取り外し、空になったカートリッジを新しい未使用のカートリッジ(例えば、添加物で満たされたカートリッジ)と交換することが可能となる。あるいは、添加物分与システム100により、ユーザーは、簡単かつ容易に特定の添加物(例えば、レモンフレーバー)を内包するカートリッジ120を交換し、希望する別の添加物(例えば、チェリーフレーバー)と入れ替えることが可能となる。
代表的な実施形態において、カートリッジ120は、貯槽139を備えるハウジング130、貯槽139内に配置された袋140、ハウジング130の開放端部137に接続されて袋140と流体連通するポンプ150を含む。ハウジング130は、側壁132、133、134、及び135、閉端部136、並びに開放端部137を含む。この代表的な実施形態において、側壁134と135は、ハウジング130が湾曲した断面図を有する(図13参照)ように、実質的に湾曲している。ハウジング130の湾曲形状は、多様な機器(例えば、水栓取付型濾過システム、水差し取付型システム、携帯型添加物分与システム、冷蔵庫、その他)の内部でカートリッジ120を機能させることができるように構成される。さらに、ハウジング130の形状は、多様な機器内で機能するように設計されているが、適切な量の添加物を収容するために大容量の貯槽を備えるように構成してもよい。このように、湾曲した形状のハウジング130の代表的な実施形態は、2つの間にバランスをもたらす。さらに、カートリッジは、2つのカートリッジを1つの水差し容器内に取り付け可能な幅となっている。カートリッジ120の代表的な幅の1つは、約1.3cm(0.5インチ)〜約7.6cm(3.0インチ)であり、カートリッジ120の代表的な幅の別な例は、約2.5cm(1.0インチ)〜約5.1cm(2.0インチ)、特に約3.8cm(1.5インチ)である。カートリッジ120は、約1.3cm(0.5インチ)〜約10.2cm(4.0インチ)、より具体的には約5.1cm(2.0インチ)〜7.6cm(3.0インチ)の長さを有する。
ハウジング130は、圧力容器をほぼ包み込むよう湾曲している(例えば、水栓取付型濾過システム110)。例えば、側壁134は、水栓取付型濾過システム110の外部ハウジング(例えば、背面109)の湾曲とほぼ一致または適合するように湾曲している。側壁135もまた湾曲させてよい。これは、湾曲したカバー107の内側に合うようにするため、及び/または、水栓取付型濾材の角の美的影響を最小限に抑えるためである。側壁135は、濾過システム110のカバー10の湾曲とほぼ一致または適合するように湾曲している。さらに、側壁134が背面109の湾曲とほぼ一致することにより、容器101とカートリッジ120とをより密接に適合(つまり、精密公差適合)させることが可能となる。これにより、カートリッジ120を容器101内でスムーズに、かつ、より効率的に動かすことが可能となる。図13は、湾曲した形状のハウジング130を示しており、ハウジング130は凸状形状の2つの側壁134と135を含み、側壁134と135は同一の一般方向に湾曲している。すなわち、図13に示すように、側壁134と側壁135の凸状湾曲は共に同一の方向を向いている。代表的な実施形態の1つにおいて、湾曲した側壁134と135は互いにほぼ並行となっている。図13はまた、ハウジング130の断面図を示しており、内半径R及び外半径Rが含まれている。代表的な実施形態の1つにおいて、内半径を約5.1cm(2.0インチ)〜約25.4cm(10.0インチ)、外半径Rを約1.3cm(0.5インチ)〜約12.7cm(5.0インチ)としてもよい。さらに別の代表的な実施形態では、内半径を約10.2cm(4.0インチ)〜約15.2cm(6.0インチ)、外半径Rを約3.8cm(1.5インチ)〜約6.4cm(2.5インチ)としてもよい。ハウジング130は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、さまざまな周知形状、構成、及び大きさを有することができる。
ハウジング130の製作には、当業者に周知のあらゆる従来素材を使用してよい。そのような素材は、実質的剛体材料、半剛体材料、可撓性材料、あるいはこれらの組み合わせでもよい。代表的な実施形態において、ハウジング130は実質的剛体材料で製作されている。ハウジング130の代表的な材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、及び同様の高分子材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。代表的な実施形態の1つにおいて、ハウジング130は、DOW Plastics社製(12450 N等級)の高密度ポリエチレン(HDPE)で製作されている。別の代表的な実施形態において、ハウジング130は、材料費と重量を最小限におさえるため、実質的に剛性のフレームワークを含んでもよい(すなわち、側壁132、133、134、及び135を含まない)。
図12に戻ると、ハウジング130の側壁132、133、134、及び135並びに閉端部136により、ハウジング130内の貯槽139の範囲が定められている。袋140は、貯槽139に挿入される。袋140には、液状、ジェル状、あるいは粒子状の添加物を収容するように構成された、当業者に周知のあらゆる種類の従来の袋またはラインを使用してよい。代表的な実施形態において、袋140は、可撓性を有するガセット袋または蒸気障壁(図示せず)を含む小袋である。そのような可撓性の袋により、カートリッジ120をあらゆる向き(例えば、並行または垂直)に配置することが可能となり、さらに、袋140内に収容された液状添加物のほぼすべてを分与することが可能となり、袋140の添加物の完全分与を支援するための通気や圧力レリーフ機器は必要とされない。図11に示すように、カートリッジ120は、水処理システム110に接続され、垂直な向きに保持される。袋140は、単層または複数層の材料及び/またはラミネート(薄層)を含んでよく、当業者に周知の通り、これにはフォイルラミネート(薄層)や金属被覆されたフィルムバッグが含まれるが、これらに限定されるものではない。そのような材料は、蒸気障壁や蒸気障壁特性を含むものでもよい。これらのラミネート(薄層)やフィルムバッグもまた、シール面にポリエチレンラミネート(薄層)を含んでよい。代表的なフォイルラミネート(薄層)の1つは、Sonoco社から市販されている。
代表的な実施形態において、ポンプ150は、カートリッジ120と一緒に使い捨てできるように構成される。カートリッジ120に使い捨てポンプが含まれる構成とすることには、ポンプを添加物分与システム100に常設(例えば、容器101に接続)される装置として設計し、使い捨てない場合と比較して、種々の利益が存在する。第1に、使い捨てポンプ(例えば、ポンプ150)では、ポンプによる分与後にポンプ内で添加物が堆積すること(例えば、残留物)に起因したポンプ内のバクテリアの増殖の問題が排除される。
第2に、使い捨てポンプ(例えば、ポンプ150)により、ポンプの信頼性の問題が低減される。ポンプが添加物分与システム100の常設装置である場合は、動作の繰り返しによってやがて消耗し、破損してしまう。さもなければ、そのような反復動作を考慮したポンプを製作する必要があり、その場合は費用と重量が増大する。しかし、ポンプ150は、袋140内の添加物枯渇に伴い交換されることから、袋140内に収容された添加物を使い果たすために必要なポンプ動作の回数を取り扱うように構成され、大幅に低価格なポンプとなる。これにより、添加物分与システム100の信頼性も向上する。第3に、ポンプをカートリッジと一緒に交換しない場合は、ポンプ内に堆積した特定種類の添加物(例えば、レモン香味料残留物)により新しい添加物(例えば、チェリー香味料)が交差汚染され、消費者に満足できない味で不満な体験をさせることとなる。ポンプ150をカートリッジ120と一緒に使い捨て可能とすることにより、ポンプ内のフレーバーの交差汚染がほぼ排除される。カートリッジ120は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、再利用可能及び/または詰め替え可能なカートリッジとして構成することができる。しかし、ポンプ150は、消耗品である添加物の廃棄や交換に伴って毎回廃棄または交換されることから、袋140から添加物を選択的に分与するための安価なポンプ(例えば、ポンプ150)を構成することが望ましい。
図12、14、及び15に示す代表的なポンプ150は、配置時に通るポンプ開口部152を備えたポンプ本体151、ポンプ開口部152に通常閉鎖位置で配置される入口逆止弁153、入口逆止弁153を覆うキャビティ155内に配置される隔壁154、隔壁154沿いに配置される出口逆止弁158を含む。図12に示すように、ポンプ150は、ハウジング130と軸方向で整列しており、ポンプ150と袋140も軸方向で整列する。軸方向で整列とは、本明細書で使用するときは、ポンプ開口部152がハウジングの長手軸A1と同軸上に位置することを意味する。ポンプ150とハウジング130がこのように軸方向で整列することにより、袋140からの添加物のポンピング及び分与が向上する。軸方向の整列により、必要なポンピング力が低減されるため、さらに小型のポンプをカートリッジ120に使用することが可能となる。示された代表的な実施形態において、袋140、ポンプ本体151、入口逆止弁153、隔壁154、及び出口逆止弁158は、ハウジング130の長手軸A1に沿って伸びる流量経路を含む。
ポンプ本体151は、高密度ポリエチレン(HDPE)などのさまざまな従来の塑性体を用いて製作してよい。代表的なHDPEは、Dow Plastic社から12450 N等級が市販されている。この代表的な実施形態において、ポンプ開口部152に配置された入口逆止弁153は、袋140のセルフシール式シール(例えば、隔壁)及び一方向逆止弁の両方として機能する。この多機能性により、必要な構成要素の数、ひいてはカートリッジ120の製作費用が削減される。隔壁154が入口逆止弁153を覆うように配置されると、ドウス室156が画定される。隔壁154は、平坦な表面157と、平坦な表面157から外に向かって延び、かつ、室156と流体連通するように隔壁154に組み入れられた出口逆止弁158を含む。室156もまた、入口逆止弁153と流体連通する。隔壁154と出口逆止弁158を1つの構成要素に組み込むことにより、ポンプ150の製作費及び複雑さが低減される。入口逆止弁153は複数機能(例えば、弁とシール)で説明され、隔壁154は組み込まれた出口逆止弁158を備えるものとして説明されるが、別個のシール、入口逆止弁、隔壁、及び出口逆止弁を備えるポンプも本発明の精神と範囲を逸脱するものではない。
出口逆止弁158は、出口逆止弁158の遠位端160に配置された一対のシール面159を含む。出口逆止弁158は、延び、かつ、カートリッジ120から分与される添加物がシール面159を一度通過すると、その添加物がカートリッジから完全に離れ、カートリッジ120または容器101のいずれとも接触することがないように構成される。換言すれば、カートリッジ120及び容器101のいずれにも、シール面159の下流に位置する流量経路上にデッドスペースがない。カートリッジ120及び容器101は、いずれも、シール面159の下流にデッドスペースを含まないように構成されているため、分与された添加物が堆積するいかなるスペースも持たない。そのような添加物の堆積により、容器内でカートリッジの動作が妨げられたり、バクテリアの増殖や、又は香味料の交差汚染が発生したりする恐れがある。逆止弁の外部(ここで添加物が少々空気に触れる)に堆積した添加物は、蒸発して残留物を残す場合があり、この残留物によりポンプの動作が妨げられることがある。入口逆止弁153と同様に、出口逆止弁158は、通常閉鎖位置となるように構成され、ドウス室156と流体連通する。代表的な実施形態の1つにおいて、入口逆止弁153は傘型弁であり、出口逆止弁158はダックビル弁である。入口逆止弁153、隔壁154、及び出口逆止弁158は、可撓性材料(特に、記憶性能を持つ可撓性材料)で形成される。入口逆止弁153、隔壁154、及び出口逆止弁158の代表的な構成材料は、シリコーン、熱可塑性エラストマー(TPE)、ブナ、ネオプレン、EPDMなどのエラストマーを含むが、これらに限定されるものではない。入口逆止弁153、隔壁154、及び出口逆止弁158の製作に使用される代表的なTPEの1つは、West Pharmaceuticals社から市販されている。
袋140は、ポンプ本体151のシールフランジ166に封止され、袋140がポンプ開口部152ひいては入口逆止弁153と流体連通するようになっている。袋140をポンプ本体151のシールフランジ166に封止することにより、ハウジング130の前側側壁(例えば、開放端部137を覆うためのもの)を排除することが可能となり、重量及び製作費が削減される。袋140及びポンプ本体151は、ハウジング130の開放端部137に挿入される。ポンプ本体151は、ヒートシールでハウジング130に接続される。ポンプ本体151及びハウジング130は、当業者に周知の従来技術や手法(スナップ嵌め接続、糊、その他)を任意数使用して接続してもよい。カートリッジ120はまた、ポンプ本体150のキャビティ155に接続(例えば、スナップ嵌め、ヒートシール、ねじ付き係合、その他)して隔壁154をポンプ本体のキャビティ155内に保持する保持器162を含む。保持器162はまた、当業者に周知のスナップペグ168を使用して保持器162に接続される弁キャップ164を含んでよい。そのようなキャップは、使用前に汚れ、屑、及び破損に曝されることから出口逆止弁158を保護する。保持器162及びキャップ164は、ポリプロピレンなどの塑性体材料で製作してよい。保持器162及びキャップ164の製作に使用される代表的な材料の1つは、BP Amoco Chemical社から市販されているホモポリマー4039である。キャップ164は、スナップペグ168に向かってひねることで簡単に外れる。
入口及び出口の弁153と158は、ボール弁、バネ付き弁、またはその種の他のものなど、従来のさまざまな一方向弁や逆止弁を含んでよい。さらに、当業者が認識する通り、袋140から容器内の水に添加物を分与する上で、容積流量ポンプや遠心ポンプなどの、当業者に周知のあらゆるポンプを使用してよい。そのような代表的実施形態は、ピストンポンプ、蠕動ポンプ、ベローズ型ポンプ、圧電ポンプ、隔壁ポンプ(例えば、前述のもの)、回転翼、その他を含むが、これらに限定されるものではない。あるいは、カートリッジ120は、袋140から水に添加物を分与する上で、ポンプ150の代わりに通気送り装置、重力送り装置、及び/または加圧システムを含んでもよい。
袋140を添加物で満たすため、本明細書で説明するように、中空の針(図示せず)が入口逆止弁153に挿入され、この入口逆止弁153は、袋140の内部を真空状態にする上でポンプ開口部152を覆うシール包囲(つまり、袋140のシール)として機能する。袋140の内部が真空状態になると、針は取り外される。入口逆止弁153は、その形状、構成、及び材料により、針によって入口逆止弁にできた穴を自動的に封じ直し、当業者に周知のセルフシール隔壁として機能する。添加物を収容した注射器型機器の第2の針(図示せず)は、入口逆止弁に挿入され、袋140への添加物の分与を可能とする。この場合も、入口逆止弁153の形状、構成、及び材料により、針によってできた穴は自動的に封じ直される(例えば、セルフシール隔壁)。針及び注射器型機器は、当業者によく知られているものであるため、本明細書では説明しない。
動作時、キャップ164はカートリッジ120からひねって外される。カートリッジ120は、隔壁154の平坦な表面157が環状突出部104に対して置かれ、出口逆止弁158が容器101の開口106を通って挿入されるように、容器101のガイド103の間の空間102に挿入される。挿入後、ユーザーは、袋140から供給されたある量の添加物で室156を満たすために、ポンプ150の準備を行うことが必要となる場合がある。例えば、ユーザーは、閉端部136に対し、力をカートリッジ120の長手軸A1に沿った開放端部137(ポンプ150)方向に選択的に印加してよい。ハウジング130に力が印加されると、この力により、環状突出部104が平坦な表面157に押し付けられ、これにより、隔壁154が押し下げられるため、出口逆止弁158が開放されると共に、室156の容量が低下する。室156の容量が低下すると、室156内に収容された物質(例えば、空気や添加物)は出口逆止弁158を介して強制的に分与される。閉端部136に印加された力が解除されると、隔壁154がその記憶性能によって通常位置に復帰することにより、室156が広がって通常の容量に戻る。そのように室156が広がることにより、室156内部が真空となる。これにより、入口逆止弁153の環状弁シール169が曲がってポンプ本体151から離れ、入口逆止弁153が開放される。入口逆止弁153が開放されると、室156内の真空状態によって、添加物もまたポンプ開口部152を介して袋140から室156へと引き込まれる。
隔壁154及び室156が通常位置に戻ると、入口及び出口の逆止弁が閉じられ、袋140及び室156への空気の吸い戻しが防止される。ポンプを準備して室156を添加物で満たす上で、このプロセスが数回繰返されてもよい。ポンプ(及び/またはドウス室)は、1回のポンプ動作で分与される所定の用量(事前定量化または計量した量の添加物)を保持するように構成してよい。各ポンプ動作で分与される添加物の代表的な用量は、約0.05ml〜約1.0mlである。別の代表的な実施形態では、用量を約0.15ml〜約0.25mlとしてよい。部屋が所定量の添加物で満たされる(つまり、準備ができる)と、カートリッジでは、ある量の添加物を室156から水へと分与するための用意が整う。1回分の添加物を得たい場合、ユーザーは閉端部137に力を印加する。これにより、突出部104により隔壁154が押し下げられ、出口逆止弁158が開放されて、室156内の添加物が出口逆止弁158から分与される。添加物が出口逆止弁158から分与される際、室156に補充するために、同量の添加物が袋140から入口逆止弁153を通して吸い込まれる。
カートリッジ120及び/または容器101は、カートリッジから分与済みの添加物の量及び袋140の添加物の残量を追跡及び/または判断するための測定機器(図示せず)を含んでもよい。この測定機器は、袋140内部の残存添加物量を測定する重量センサー、ドウスカウンター、袋内の流体抵抗率の変化を測定する電気センサーまたは電極センサー、RFIDタグ(Radio Frequency Identification)、不透明度センサー、あるいは、貯槽内の消耗品残量の追跡が行われる他の産業(例えば、インクジェット産業など)で使用される同様の機器を含んでよいが、これらに限定されるものではない。そのような測定機器については、当業者に周知の技術であるため、本明細書で説明する必要がないカートリッジ120及び/または容器101はまた、本明細書で既に説明したように添加物耐用期間インジケータ(図示せず)を含んでもよく、この添加物耐用期間インジケータは、測定機器に接続され、測定機器で測定されたカートリッジ120内の添加物残量を示す。例えば、カートリッジ120はユーザーが貯槽内に残っている添加物の量を確認できる可視液位計(図示せず)を備えてもよい。さらに、カートリッジ120及び/または容器101は、カートリッジ、水濾過システム、及び/またはコンピュータや制御装置の間でデータと信号を伝達するTAB回路や高周波接続などの通信リンクを含んでもよい。
図17を参照すると、容器101は、カートリッジ120と相互接続するインターフェース170を含んでよい。インターフェース170は、容器101内にカートリッジ120がない場合に汚れ、屑、及びその他の物質が水濾過システム110に入るのを防ぐため、容器101と別個の部品または組み込まれた部品としてもよい。インターフェース170は、インターフェース開口部174を備える本体172、開口部174の開閉を行うように構成されるドア176、カートリッジ120がインターフェース170内に配置されたときにカートリッジ120を偏倚させてインターフェース本体172から離すよう構成されるバネ178、及び本体172を貫くスロット179を含む。ドア176は、開口部174上の通常閉鎖位置に設けられる。容器101内にカートリッジ120が配置されるとき、ドア176はまだ開口部174を塞いだままの状態にある。しかし、ユーザーが閉端部136に力を印加すると、カートリッジがインターフェース本体172方向に移動し、ポンプ本体151に設けられたドア開放装置180(例えばカム)がスライドしてスロット179を通り、ドア176とかみ合う。ドア開放装置180は、ドア176を動かして開口部174から離れさせ、これにより、出口逆止弁158が開口部174を通して動き、袋140から添加物を分与することが可能となる。印加された力が解除されると、バネ178によりカートリッジ120が移動されてインターフェース本体172から再び離れ、これにより、ドア開放装置180がドア176から外れて開口部174が閉じられる。また、インターフェース170は、カートリッジ120がインターフェース170に挿入されてドア開放装置180によりドア176が開口部174から離れる方向に移動させられない限りドア176が通常閉鎖位置となるように構成されてもよい。この構成の場合、インターフェース170は、カートリッジ120を偏倚させてインターフェース本体172から離すバネを含まない。ただし、ドア176をその通常閉鎖位置に偏倚させるバネは使用してもよい。
本発明の別の代表的な実施形態を図18に例示する。この実施形態において、添加物分与システム200は、可動係合してカートリッジ120を収容するよう構成される容器201を含んでよい。容器201は、容器201の面205内に配置される開口206の付近で容器201に接続されるドア210を含んでよい。ドア210は、開口206を開閉するよう構成され、これにより、カートリッジ120の出口逆止弁158が開口206に入って面205を通ることが妨げられたり、許可されたりする。ドア210の遠位端211は、ドア210が容器201から開口206上にかけて片持ち状態となるよう容器201に固定される。さらに、ドア210は、開口206上の通常閉鎖位置にバネ偏倚される。この実施形態において、ドア210は、記憶性能またはこのようなバネ偏倚を実現するバネ定数を有する材料で製作される。あるいは、容器201に、ドア210と係合して開口206上の通常閉鎖位置に偏倚させる別のバネ(図示せず)を含んでもよい。カートリッジ120またはドア210のいずれかにドア210と係合するカム(図示せず)を備えてもよいし、またはその逆でもよい。ポンプ150を動作させるためにカートリッジ120に力が印加されると、カムによりドア210が移動して開口206から離れ、出口逆止弁158において開口206を経て容器内へと添加物を分与することが可能となる。
添加物分与システム100(カートリッジ120及び容器101を含む)は、水栓またはそれと同様のものと組み合わせて使用するものに限定されない。例えば、本発明の要素は、水差し、水筒のような携帯容器との使用又は冷水器のようなその他の配水システムとの使用に適応されてもよい。例えば、容器101は、水差し(図示せず)あるいは水差しと同様の機器に接続または組み込まれてもよく、これには水濾過システム(図示せず)が含まれる。ここで、カートリッジ120は、水差し内または水差しから濾過水が注がれている容器内の濾過水に添加物を選択的に分与するよう構成されてよい。
図19には、容器300の別の代表的な実施形態が示されている。容器300は、前述のカートリッジ120を収容するよう構成される空間302を含む。容器300は、カートリッジ120が容器300内の空間302にスライドして入るように、カートリッジ120とスライド係合するよう構成される空間302の内部にガイド(図示せず)を含んでもよい。容器300は、ポンプ作動機器(図示せず)(例えば、環状突出部104)と、側壁306内に配置される開口部(図示せず)を含んでよく、この開口部により、カートリッジ120が容器300内に挿入された場合に出口逆止弁158の突出が可能となる。この代表的な実施形態において、容器300を手持ちサイズの機器としてもよく、これにより、容器300とカートリッジ120の携帯が可能となる。あるいは、容器300を、固定設備(例えば、壁)に取り付けられるよう構成してもよい。示された代表的な実施形態の場合、容器300の扱い易さを向上させ、ひいてはカートリッジ120からの添加物の分与し易さを向上させるため、容器300は、容器300の両側に配置されるつまみ部304を含む。カートリッジ120が容器300の内部に配置される場合、ユーザーは、2本の指(及び/または親指)で容器300をつまみ、3本目の指でカートリッジ120の閉端部136に力を印加することにより、ポンプ150を作動させて、カートリッジ120から添加物を選択的に分与する。
図20は、添加物分与カートリッジ400の別の実施形態を例示している。この実施携帯においては、添加物分与カートリッジ400はハウジング430、ハウジング430内に配置されている貯槽(示されていない)、ポンプ450を含む。ハウジング430は、湾曲した側壁431、432、433、及び434で定義された湾曲した横断面をもつ。また、ハウジング430は、投入量を増加したカートリッジを提供するためにここで示され説明されるカートリッジ120と比較して増加した貯槽容量(例えば、カートリッジ120の2倍の容量)をもつ。
「発明を実施するための最良の形態」で引用される全ての文献は、その関連部分において、参考として本明細書に組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものと解釈されるべきではない。本発明の特定の実施形態が例示及び説明されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行えることが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全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。
本明細書では、本発明を特に指摘し、明確に請求する請求項を記載するが、本発明は、添付図面と併せてなされる次の説明から一層理解されるであろうと考えられている。
図に示した実施形態は、実例に過ぎず、請求項により定義される本発明を制限することを意図したものではない。更に、図及び本発明の各特徴は、詳細な説明に照らし合わせれば、より明確になり理解されるであろう。
本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。 本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの組立て分解斜視図。 本発明の実施形態による代表的なカートリッジの組立て分解斜視図。 図12によるカートリッジのための代表的なハウジングの断面図。 図12による代表的なカートリッジの断面図。 図12によるカートリッジの断面図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 図11による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。 本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの組立て分解斜視図。 本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの斜視図。 本発明の実施形態による添加物分与システムのための代表的な容器の斜視図。 本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの斜視図。

Claims (28)

  1. 添加物を選択的に水に分与するためのカートリッジであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置され、消耗品である添加物を含むよう構成された通気口のない袋と、
    前記ハウジングに接続され、前記袋に流体連通したポンプであって、ある量の添加物を選択的に水に分与するよう動作するポンプと、を備え、
    前記カートリッジは、前記ある量の添加物をどの向きからも分与できるよう構成されている、カートリッジ。
  2. 前記ポンプは、隔膜ポンプを備える、請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 前記ポンプは、
    前記袋と流体連通する入口逆止弁と、
    前記入口逆止弁上に配置されて、前記弁と隔膜との間で部屋を画定する隔膜と、
    前記隔膜上に配置され、前記部屋と流体連動する出口逆止弁と、を備え、
    前記出口逆止弁は、前記部屋の内部に収容された前記ある量の添加物を分与するため、前記隔膜に圧力が印加されたときに開くよう構成されている、請求項1に記載のカートリッジ。
  4. 前記ポンプはさらに、
    前記ハウジングの一方の末端部に接続されたポンプ本体であって、前記ポンプ本体を貫通する開口部を持つ、ポンプ本体を備え、
    前記袋は、前記ポンプ本体に封止され、且つ、前記開口部と流体連通し、
    前記入口逆止弁は、前記開口部の中に配置され、
    前記隔膜は、前記ポンプ本体に接続され、且つ、前記入口逆止弁上に配置される、請求項3に記載のカートリッジ。
  5. 前記ハウジングと前記ポンプが軸方向に互いに整列している、請求項3に記載のカートリッジ。
  6. 前記入口逆止弁が前記ポンプと傘型弁の間に配置されたポンプ開口部上のセルフシール式隔膜として動作できる、請求項3に記載のカートリッジ。
  7. 前記ポンプは、そのシール面が前記弁の遠位端上に配置されるよう前記ポンプから延びている出口逆止め弁を含む、請求項1に記載のカートリッジ。
  8. 前記入口逆止弁、出口逆止弁、及び隔壁が可撓性材料を含む、請求項3に記載のカートリッジ。
  9. 前記可撓性材料は、シリコーン、熱可塑性エラストマー(TPE)、ブナ、ネオプレン、EPDM、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される1つ以上のエラストマーを含む、請求項8に記載のカートリッジ。
  10. 前記袋は、可撓性を持つ蒸気障壁を備える、請求項1に記載のカートリッジ。
  11. 前記袋は、ガセットフォイル小袋である、請求項10に記載のカートリッジ。
  12. 前記ハウジングは、実質的に剛体である、請求項1に記載のカートリッジ。
  13. 前記カートリッジは、前記ハウジングを押し、前記ポンプを選択的に動作させて前記ある量の添加物を分与するよう構成される、請求項1に記載のカートリッジ。
  14. 前記カートリッジは、容器に係合するよう構成され、前記ポンプは、前記ポンプの反対側で前記ハウジングの端部に力が印加されたときに前記容器により動かされるよう構成される、請求項1に記載のカートリッジ。
  15. 前記カートリッジは、水濾過システムに接続された容器に係合するよう構成される、請求項1に記載のカートリッジ。
  16. 前記水濾過システムは、水栓に接続されている、請求項15に記載のカートリッジ。
  17. 前記袋中の添加物の残量を測定するために操作可能な測定機器を更に備える、請求項1に記載のカートリッジ。
  18. 添加物を選択的に水に分与するためのカートリッジであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置され、添加物を含むように構成された袋と、
    前記ハウジングに接続され、前記袋と流体連通したポンプと、を備え、
    前記ポンプは、シール面を持つ出口逆止弁を備え、前記袋からある量の添加物を選択的に水に分与するために動作可能であり、
    前記カートリッジは前記シール面の下流にデッドスペースをほぼまったく含まないように構成される、カートリッジ。
  19. 前記ポンプが、
    前記袋と流体連通した入口逆止弁と、
    前記入口逆止め弁上に配置されて前記入口逆止弁と前記隔膜との間で部屋を画定する隔膜と、を含み、
    前記部屋は、前記ある量の添加物を保持するよう構成され、
    前記出口逆止弁は、前記部屋と流体連通する状態で前記隔膜に配置され、前記ある量の添加物を分与するため前記隔膜の動作時に開くよう構成される、請求項18に記載のカートリッジ。
  20. 前記ある量は、約0.05ml〜約1.0mlの事前計量された量である、請求項19に記載のカートリッジ。
  21. 選択的に添加物を水に分与するためのカートリッジであって、
    湾曲した断面を有するハウジングと、
    前記ハウジング中に配置され、添加物を収容するように構成された貯槽と、
    前記ハウジングに接続され且つ前記貯槽と流体連通するポンプと、を備え、前記ポンプがその動作時に前記貯槽からある量の添加物を分与するよう構成される、カートリッジ。
  22. 前記ハウジングは、凸状に湾曲した第一および第二の側壁を備え、第一および第二の側壁の前記凸状の湾曲は同一の方向を向いている、請求項21に記載のカートリッジ。
  23. 前記ハウジングは、約3.8cm(1.5インチ)〜約6.4cm(2.5インチ)の内半径、および、約10.2cm(4.0インチ)〜約15.2cm(6.0インチ)の外半径を有する、請求項21に記載のカートリッジ。
  24. 前記ハウジングは、水濾過システムの湾曲面とほぼ一致するように構成される、請求項22に記載のカートリッジ。
  25. 前記カートリッジは、使い捨てであり、前記貯槽は袋である、請求項22に記載のカートリッジ。
  26. 前記カートリッジは、さらに、前記ハウジングに沿って配置されたドア開放装置を備え、
    前記ドア開放装置は、前記容器に取り外し可能な状態で接続されたドアを開放し、添加物が前記カートリッジから分与されるよう前記容器内で開口部を開閉するよう構成される、請求項14に記載のカートリッジ。
  27. 前記カートリッジは、さらに、前記ハウジングに沿って配置されたドア開放装置を備え、
    前記ドア開放装置は、容器に接続されたドアを開放するよう構成され、前記ドアは前記カートリッジから添加剤が付与されるよう容器内の開口部を開閉するよう構成される、請求項18に記載のカートリッジ。
  28. 前記カートリッジは、さらに、前記ハウジングに沿ったドア開放装置を備え、
    前記ドア開放装置は、容器に接続されたドアを開放するよう構成され、前記ドアは、前記カートリッジから添加剤が付与されるよう前記容器内の開口部を開閉するよう構成される、請求項21に記載のカートリッジ。
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