JP2014512268A - 水のような液体を調整するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

水のような液体を調整するためのシステムであって、液体を処理するための媒体の第１のホルダ（２５）を具備し、第１のホルダ（２５）中の媒体は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、液体を処理するための媒体の第２のホルダ（２６）を具備し、第２のホルダ中の媒体は、第１のカウンターイオン種と同じ極性の少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む。第１及び第２のホルダ（２５，２６）中の媒体は、液体中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されている。このシステムは、第１及び第２のホルダ（２５，２６）の第１のホルダのみを通って処理される液体の第１の画分と、第１及び第２のホルダ（２５，２６）の少なくとも第２のホルダを通って処理される液体の第２の画分とを導くように配置されている。

Description

本発明は、水のような液体を調整するためのシステムであって、
液体を処理するための媒体の第１のホルダを具備し、前記第１のホルダ中の前記媒体は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、
液体を処理するための媒体の第２のホルダを具備し、前記第２のホルダ中の前記媒体は、前記第１のカウンターイオン種と同じ極性の少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、前記第１及び第２のホルダ中の前記媒体は、前記液体中のイオンと前記第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されているシステムに関する。

本発明はまた、例えば水である液体を調整する方法であって、
液体を処理するための媒体の第１のホルダを通って調整される液体を導くことを具備し、前記第１のホルダ中の前記媒体は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、
液体を処理するための媒体の第２のホルダを通って調整される液体を導くことを具備し、前記第２のホルダ中の前記媒体は、少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、前記第１及び第２のホルダ中の前記媒体は、前記液体中のイオンと前記第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されている、方法に関する。

本発明はまた、液体処理装置用のカートリッジに関する。

欧州特許第２２６３５０３号は、お茶を用意するための装置を開示しており、この装置は、水タンクと、飲料水を用意するためのその中に配置された水フィルタとを有し、水フィルタは、ハウジングと、その中に配置されたフィルタ物質とを有する。フィルタ物質は、水素型の第１の弱酸性陽イオン交換物質を含み、これは、イオン交換物質の体積の３０〜７０％を占め、さらに、ナトリウム又はカリウム型の少なくとも第２の陽イオン交換物質を含む。ハウジングは、ビーカー形状の下側部分と、その上に配置された上側部分と、その内部に配置された内側チャンバとを有する。内側チャンバは、使用時に水がそれを通って下方に流れる下向き流れチャンバを形成し、そこにフィルタ物質が配置されている。これは、水素型の第１の弱酸性陽イオン交換体であることができる。第２の陽イオン交換体は、例えば、ナトリウム又はカリウム型であり、下向き流れチャンバを囲んでいる上向き流れチャンバに配置されているとして示されている。

公知のシステム及び方法の問題は、これらが処理された水の組成の限られた制御のみを可能にするということである。例えば、カルシウム及びマグネシウムがほぼ完全に除去され、処理された水中のナトリウム又はカリウムの量が増加している。

本発明の目的は、少なくとも異なるイオン種の相対量の観点から、処理された液体の組成の比較的良好な制御を可能にする液体処理装置のためのシステム、方法及びカートリッジを提供することである。

この目的は、本発明に係るシステムによって達成され、
このシステムは、前記第１及び第２のホルダの前記第１のホルダのみを通って処理される前記液体の第１の画分と、前記第１及び第２のホルダの少なくとも前記第２のホルダを通って処理される前記液体の第２の画分とを導くように配置されていることを特徴とする。

第１及び第２のホルダ中の媒体は、カウンターイオン種の一方が媒体の一方に存在しないという理由から、液体中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されていることができる。異なる程度とは、一般的な液体中のイオン又は液体中の特定のイオン種と交換される程度を指すことができる。第１及び第２のホルダのイオン交換物質の一方又は両方が両性であってもよい。

少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質と、第１のカウンターイオン種と同じ極性の少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質とを提供することによって、第１及び第２のホルダ中の媒体が、液体中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されており、処理された液体中の第１及び第２のカウンターイオン種のレベルに、即ち、処理された液体の組成に影響を与えることが可能である。システムが第１及び第２のホルダの第１のホルダのみを通って処理される液体の第１の画分を導くように配置されているので、液体中に存在する少なくとも第１及び第２のカウンターイオン種の相対量に影響を与えることが可能であり、従って、独立してそのようにすることが可能である。ここで使用されるような用語イオン交換物質は、特に、イオン交換樹脂、キレート樹脂、ゼオライトのような無機イオン交換物質を含む。弱酸性陽イオン交換ポリマの例を使用すると、このような物質の代表例は、最も良い条件の下で、以下の選択性を有する。
Ｈ^＋＞Ｃｕ^２＋＞Ｐｂ^２＋＞Ｆｅ^２＋＞Ｚｎ^２＋＞Ｎｉ^２＋＞Ｃｄ^２＋＞Ｃａ^２＋＞Ｍｇ^２＋＞
Ｓｒ^２＋＞Ｂａ^２＋＞Ａｇ^＋＞Ｋ^＋＞ＮＨ_４ ^＋＞Ｎａ^＋＞Ｌｉ^＋
異なる陽イオン種を加えられたイオン交換物質を混合することによって、又は異なるようにして加えられたイオン交換物質を通って処理される液体を連続して通過させることによって、処理される水中のミネラルの良好な混合を達成することは可能でないことが見出された。例えば、イオン交換物質の１つがナトリウムを加えられ、他方がカリウムを加えられたならば、処理された液体は、イオン交換物質がナトリウムを実質的に消耗されるまでナトリウムの含有量が増加し、その後、カリウムが放出される。かくして、処理された液体の組成が変化し、例えば、ナトリウム対カリウムの所望の比率に近いものを達成することができない。第１及び第２のホルダの第１のホルダのみを通って処理される液体の第１の画分を導くことによって、イオン交換物質は、比較的強い親和性を有し、カウンターイオン種は、それにもかかわらず、システムの有効寿命の開始時でさえ、処理される水中に放出されることを確実にすることが可能である。イオン交換体及びバイパスを有するシステムとは異なり、処理される液体の第２の画分は、第１及び第２のホルダの少なくとも第２のホルダを通過する。これは、処理される水の組成にほとんど依存しないようにして水の組成が決定されることを可能にする。また、処理される液体中に少なくとも２つの異なるカウンターイオン種の存在を確実にすることが可能である。

欧州特許第２０２２７６０号は、少なくともセクション状に分離された少なくとも２つのチャンバを有する水フィルタ装置用のフィルタカートリッジを開示していることが見られる。好ましくは、これらチャンバは、流れに関して並列に配置されている。互いに分離された２つのチャンバは、異なるフィルタ媒体で充填されることができる。異なるフィルタ媒体の性質は開示されていない。さらに、イオン要素と、味（フレーバー）要素と、トレース要素との少なくとも１つの放出のための媒体を有するチャンバが、カートリッジの入口の上に、その出口の後に、又は入口と出口との間に配置されることができることが開示されている。好ましい一実施の形態では、食品サプリメントの添加は、フィルタステージ後に配置された領域で、特に、さらなるチャンバで生じる。さらなるチャンバ中に配置された物質の性質の開示はない。異なるようにして加えられたイオン交換物質の混合は、上の理由により十分には機能しないことが留意される。単一のカウンターイオン種、例えば、マグネシウムを加えられたイオン交換物質でさえも十分には機能しない。なぜならば、マグネシウムは、フィルタステージ後に水中に残されたカルシウム及び重金属と交換されるのみだからである。

本発明に係るシステムの一実施の形態では、前記第１及び第２のカウンターイオン種は、陽イオン種であり、特に、水素以外の陽イオン種であり、さらに、特に、ナトリウム、カリウム及びマグネシウムを含むグループからの陽イオン種である。

陽イオンは、水のような飲料に適した液体や水でできた点滴や煎じ薬である飲料の味に対して特に影響を与える。水素以外の陽イオンは、同様の生理学的効果を有する。水を、水素以外の１価又は２価の陽イオン種、例えば、上で名称を挙げた陽イオン種の１つと、水素型である陽イオン種とを部分的に加えられた弱酸性陽イオンを通過させることによって処理することは、お茶のような飲料を用意するのに適した酸性度（即ち、ほぼ中性）を達成するために使用される。一方のホルダでの水素以外の１つの陽イオン種を部分的に加えられたイオン交換物質の、及び他方のホルダでの水素以外の他の陽イオン種を部分的に加えられたイオン交換物質の使用により、処理される液体の少なくとも１つの画分がこれらホルダの一方のみを通って導かれ、適切な酸性度のレベルを確立するのと同じ効果を達成することを可能にし、加えて、ミネラルの所望の混合を達成することを可能にする。

システムの一実施の形態では、前記第１のホルダ中の前記媒体と前記第２のホルダ中の前記媒体との少なくとも一方は、水素型の陽イオン交換物質を含む。

一効果は、少なくともカルシウムが、処理される液体から除去され、水を軟化させることである。第１のホルダ中の媒体と第２のホルダ中の媒体との少なくとも一方が、水素型の陽イオン交換物質と水素以外の陽イオン種を加えられた陽イオン交換物質との両方を含むのであれば、処理された水の酸性度が設定され、特定の陽イオン種が処理される液体に放出される。さらなる陽イオン種は、第１及び第２のホルダ中の他の媒体によって放出されてもよい。第１及び第２のホルダ中の他方の媒体もまた、水素型の陽イオン交換物質と水素以外の陽イオン種を加えられた陽イオン交換物質との両方を含むのであれば、処理された水の全体の酸性度は、第１及び第２のホルダを通る流れの相対速度と第１及び第２の画分のサイズとの少なくとも一方が第１及び第２のカウンターイオン種の所定の比率を設定するために使用されると仮定すると、異なるようにして加えられた第１及び第２の媒体中に含まれるイオン交換物質の比率を変化させることによって設定されることができる。

一変形例では、前記第１のホルダ中の前記媒体と前記第２のホルダ中の前記媒体との両方が水素型の陽イオン交換物質を含む。

従って、第１及び第２のホルダの少なくとも一方の陽イオン交換物質は、水素を部分的に加えられ、かつ、他の陽イオン種を部分的に加えられている。第１及び第２のホルダの他の陽イオン交換物質は、完全に水素型か、部分的に水素型であり水素以外の陽イオン種を部分的に加えられている。このようにして媒体の用意が簡単かつ安価に行われる。なぜならば、水素以外の陽イオン種を全体に加えられた陽イオン交換物質を与える必要がないからである。後者の代替形態は、水素以外の陽イオン種の過剰な溶液の使用及びその後の濯ぎを必要としうる。対照的に、濯ぐ工程は、この変形例では省かれることができる。

他の変形例では、前記第１のホルダ中の前記陽イオン交換物質は、水素以外の１つの陽イオン種を部分的に加えられており、前記第２のホルダ中の前記陽イオン交換物質は、水素以外の他の陽イオン種を部分的に加えられている。

この実施の形態は、用意が容易であり、液体に異なるミネラルの特定の混合物を与えるために使用されることができる。特定の一例では、第１の陽イオン種は１価であることができ、第２の陽イオン種は２価であることができる。

一実施の形態では、前記第１及び第２の媒体は、同じタイプのイオン交換物質のみを含む。

つまり、カウンターイオン種が異なるが、機能的部位（functional site）を提供する物質は同じである。一効果は、システムの製造を単純化することができることである。この変形例はまた、単一の装置、例えば、第１及び第２のホルダの両方を含む単一のハウジングを備えた交換可能なカートリッジの実施の形態に適している。このような装置は、リサイクルするのが比較的容易である。なぜならば、２つのタイプのイオン交換物質を分離する必要がないからである。

第１及び第２の媒体が、同じ選択性と同じ官能基との少なくとも一方を有するイオン交換物質、特に樹脂を有するならば、同様の効果が得られることができる。

このような物質は容易に混合されることができる。なぜならば、これらは、多くのアプリケーションにとって重要ではないイオン交換プロセスの動力学の点で大部分が異なるからである。従って、第１及び第２のホルダの内容物がリサイクルプロセスで混合されることができる。第１及び第２のホルダ中の媒体に含まれるイオン交換物質の選択性では、イオン種の順序は同じであってもよいが、交換定数は、それぞれのホルダ中の物質に対して異なる。

他の実施の形態では、前記第１のホルダ中の前記媒体は、前記第２のホルダ中の前記媒体に含まれたイオン交換物質とは異なるように選択されたイオン交換物質を含む。

これは、第１及び第２のホルダ中の媒体は、液体中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されていることを確実にする他のやり方である。例えば、第１のホルダ中のイオン交換物質の選択性が第２のホルダ中のイオン交換物質とは異なることができる。他の例として、例えば、第１のホルダ中のイオン交換物質と第２のホルダ中のイオン交換物質との一方がキレート樹脂であることができる。この実施の形態のさまざまな変形例は、処理される液体の組成に影響を及ぼすためのさらなる可能性を提供し、液体の画分中の特定のイオン種の選択的な除去を可能にする。第３のイオン種を除去するための異なる傾向を有するイオン交換物質を選択することによって、第３のイオン種の相対量を設定することができる。システムが別々又は分離可能なハウジング内の第１及び第２のホルダを含む場合、リサイクルの問題はこの実施の形態を実現するものではない。

システムのさらなる実施の形態では、このシステムは、前記第１及び第２のホルダのいずれも通らずに処理される液体の少なくとも第３の画分を導くように配置されている。

一効果は、処理される液体の組成のよりよい制御を与えることである。例えば、少なくとも第３のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む第３のホルダを通っていくつか又は全ての第３の画分を通過させることによって、他のカウンターイオン種に対して所定の比率で第３のカウンターイオンを加えることができる。また、所定のカウンターイオン種（例えば、カルシウム）を保持するために選択することができ、このような所定のカウンターイオン種はそうでなければイオン交換物質（又は逆の極性のイオン種用のイオン交換物質）を含まないバイパス導管を使用して常に除去される。第３の画分は、なおも、機械式フィルタ、（例えば、活性炭フィルタによる）吸着等のような他のタイプの処理をされることができる。

システムの一実施の形態は、ハウジングを有する交換可能なカートリッジを具備し、前記第１及び第２のホルダは、前記ハウジングの内部に配置されている。

一効果は、システムを実装するのが比較的簡単であるようにして提供することである。特に、この実施の形態は、既に使用中のフィルタシステムへの下位互換性を保持するために、既存のフィルタカートリッジの設計を修正することによって実現されることができる。

代わりの実施の形態は、少なくとも２つの交換可能なカートリッジを有し、各々が、それぞれのハウジングを有し、前記第１及び第２のホルダは、前記ハウジングのそれぞれの内部に配置されている。

一効果は、別々のフィルタカートリッジを使用することができ、各々が別々にリサイクル可能であるということである。一実施の形態では、ハウジングは、実質的に同じ設計であるが、処理される液体の組成は、それぞれのハウジングを通って導かれる液体の画分の流量を変化させることによって変更可能である。

他の態様によれば、本発明に係る液体を調整する方法は、前記第１及び第２のホルダの前記第１のホルダのみを通って処理される前記液体の第１の画分と、前記第１及び第２のホルダの少なくとも前記第２のホルダを通って処理される前記液体の第２の画分とを導いて、前記第１のホルダを通って導かれる液体と前記第２のホルダを通って導かれる液体とを一緒にさせることを特徴とする。

本方法は、システムと実質的に同様の効果を得ることができる。

本発明の他の態様によれば、本発明に係るシステムを含む液体処理装置用のカートリッジか、前記液体処理装置に挿入されたとき、本発明に係る方法を実行するために前記液体処理装置を構成するように構成されているカートリッジが提供される。

カートリッジは、特に、処理された液体のよりよい制御を提供するために、既存の液体処理装置に適合されるように使用されることができる。

本発明が、添付図面における参照してさらに詳細に説明される。

図１は、水のような液体を調整するためのシステムを実現するための第１のタイプのフィルタカートリッジの斜視図である。 図２は、図１のフィルタカートリッジの横断面図である。 図３は、水のような液体を調整するためのシステムを実現するための第２のタイプのフィルタカートリッジを受けるように配置された水差しの形態の液体処理装置の側面図である。 図４は、第２のタイプのフィルタカートリッジのカートリッジ座部の断面図である。 図５は、図１並びに図２に示されるのと同様のタイプの２つのフィルタカートリッジを使用して液体を調整するためのシステムの一実施の形態のかなり概略的な図である。 図６は、図１に示されるのと同様のタイプの２つのフィルタカートリッジを使用した液体を調整するためのシステムの一実施の形態のかなり概略的な図である。

吸引フィルタカートリッジ１は、国際公開第２００６／０４０１２１号に一般的に記載されたタイプであるが、少なくとも水のミネラルの組成及び酸性度のよりよい制御を与えるように水を調整するためのシステムを与えるように構成されている。本説明は、この適応性を与える特徴を重点的に取り扱う。他の詳細は、上述の刊行物に見られることができる。

吸引フィルタカートリッジ１は、適切な機械式インターフェースが設けられた（詳細には図示されない）タンクのベース２に交換可能に装着されている。タンクは、お茶やコーヒーのような飲料を作るための器具の一部であることができる。また、他の目的用の水、例えば、水族館用の水、植物や花用の水などの水を提供するための器具の一部であることができる。

図１並びに図２に示される吸引フィルタカートリッジ１は、その内部に第１のチャンバ４と、第２のチャンバ５と、第３のチャンバ６とが配置された（図２）外側ハウジング３を有する。使用時には、水は、環状の入口チャンネル７を通って吸引フィルタカートリッジ１に入る。そこから、第１のチャンバ４の底壁９に設けられた入口開口８を通って第１のチャンバ４に入る。

第１のチャンバ４は、プリーツが付けられたメンブレン（図示されない）、イオン交換物質、抗菌フィルタ物質等のような機械式フィルタ物質を含む水を処理するための複数の媒体のうちの１つ以上を収容することができる。

第１のチャンバ４から、水は、接続チャンバ１０に入り、２つの流れに分離される。処理される水の第１の画分は第２のチャンバ５に進み、その一方、処理される水の第２の画分は第３のチャンバ６に進む。これらが吸引フィルタカートリッジ１の出口１１に達したとき、これら流れが再び集められる。

第２及び第３のチャンバ５、６は、隔壁１２によって分離されている。第２及び第３のチャンバ５、６からの逆流を防止するための手段を提供することによって達成されることができるような厳密な分離は必要とされない。図示される構成は、処理される水の第１の画分が第２のチャンバ５のみを通って導かれ、処理される水の第２の画分が第３のチャンバ６のみを通って導かれることを確実にするのに十分である。

図示される吸引フィルタカートリッジ１には、バイパス導管１３が設けられており、これにより、処理される水の第３の画分が第２及び第３のチャンバ５、６のいずれをも通って導かれないことが留意される。

使用時には、第２のチャンバ５は、水を処理するために（明確にする理由のために図示されない）媒体で充填され、この媒体は、水素型の陽イオン交換物質と第１のカウンターイオン種を加えられた（同じ）陽イオン交換物質との混合物を含む。陽イオン交換物質は、有機物又は無機物であることができるが、一般的には弱酸性陽イオン交換樹脂である。第１のカウンターイオン種は、例えば、カリウム、ナトリウム又はマグネシウムであることができる。

第２のチャンバ５中の媒体は、例えば、活性炭又は銀で覆われたか銀が含浸されたかの少なくとも一方の粒状物であるさらなる物質を含むことができる。媒体は、粒状物の形態で存在し、この粒状物は、これらが第２及び第３のチャンバ５、６の底壁１５に設けられた出口開口１４、又は出口開口１４に重なっているメッシュ（図示されない）のアパーチャを通過するのを排除するのに十分な大きさである。

同様に、第３のチャンバ６は、水を処理するために（明確にする理由のために図示されない）媒体で充填され、この媒体は、水素型の陽イオン交換物質と第２のカウンターイオン種（即ち、第１のカウンターイオン種とは異なるもの）を加えられた（同じ）陽イオン交換物質との混合物を含む。再び、陽イオン交換物質は、有機物又は無機物であることができるが、一般的には弱酸性陽イオン交換樹脂である。第２のカウンターイオン種は、例として上に述べられた３つのカウンターイオン種のうちの第１のカウンターイオン種とは異なるものであることができる。

水素対カウンターイオン種の適切な比率（即ち、吸引フィルタカートリッジ１の第１の使用において、水素によって占有される機能的部位の数対カウンターイオン種によって占有される機能的部位の数の比率）を選択することによって、第２及び第３のチャンバ５、６を出る水のｐＨが７．０程度の値又は他の所望の値に設定されることができる。必要とされる正確な比率は、カウンターイオン種に依存し、ルーチン実験によって容易に決定される。

吸引フィルタカートリッジ１の製造を簡単にするために、第２のチャンバ５中の、及び第３のチャンバ６中のイオン交換物質は、同じ（即ち、イオン交換樹脂の場合には、同じポリマ）であることができる。これは、例えば、それを２つに切断して、それを破砕して、その内部の媒体からプラスチックのハウジング３を分離することによって、吸引フィルタカートリッジ１のリサイクルを簡単にする。

代表的な条件（室温、水道管の飲料水）下では、代表的な弱酸性陽イオン交換ポリマは、以下の選択性を有し、Ｈ^＋＞Ｃｕ^２＋＞Ｐｂ^２＋＞Ｆｅ^２＋＞Ｚｎ^２＋＞Ｎｉ^２＋＞Ｃｄ^２＋＞Ｃａ^２＋＞Ｍｇ^２＋＞Ｓｒ^２＋＞Ｂａ^２＋＞Ａｇ^＋＞Ｋ^＋＞ＮＨ_４ ^＋＞Ｎａ^＋＞Ｌｉ^＋である。第２のチャンバ５中のカウンターイオン種がマグネシウムであり、第３のチャンバ６中のカウンターイオン種がカリウムであると仮定すると、水中のカルシウム及び重金属が第２のチャンバ５中のマグネシウムと、及び第３のチャンバ６中のカリウムと交換されることが確認できる。隔壁１２がなければ、開始時には吸引フィルタカートリッジ１によって提供される処理された水中にマグネシウムが存在しないであろう。なぜならば、イオン交換物質は、優先的に、処理される水中のマグネシウムとカリウムを交換するからである。第２及び第３のチャンバ５、６が並列であるよりも直列である場合に同じである。

カルシウムは、優先的に、第２及び第３のチャンバ５、６の両方で除去される。しかしながら、バイパス導管１３は、水の第３の画分が第２及び第３のチャンバ５、６を迂回するように処理されることを可能にする。それ故、カルシウム、マグネシウム及びカリウムを含む処理された水を提供することが可能である。バイパス導管１３のサイズ、第２及び第３のチャンバ５の流路抵抗のを変えることによって、処理された水の陽イオンの３つの種の相対量が設定されることができる。

異なるタイプの液体処理装置（図３並びに図４）は、交換可能なフィルタカートリッジ１９を収容するためのほぼカップ形状のフィルタカートリッジ座部１８を備えた漏斗１７を含む水差し１６を有する。図示される液体処理装置は、それ故、貫通注ぎ（pour-through）又は重力タイプである。フィルタカートリッジ座部１８は、漏斗１７と一体的であり、漏斗の底部に位置され、水差し１６の蓋２０の開口を通って漏斗１７に注がれた水が集まる。

図４に最もよく見られるように、国際公開第２００５／１１８１０４号に記載されるタイプに不可欠なフィルタカートリッジ１９には、フィルタカートリッジ座部１８の上側開口の形状に対応するシーリングリム２１が設けられており、これにより、フィルタカートリッジ１９が適切に挿入されたとき、シーリングリム２１が開口の周囲全体をシールするように接触する。

フィルタカートリッジ１９は、外側ハウジングを備えた上側部分２２とカップ形状の下側ハウジング部分２３とを有する。シーリングリム２１は本質的に水のバイパスを防止するので、漏斗１７に注がれた水は上側ハウジング部分２２中の（詳細には図示されない）開口を通って流される。

隔壁２４は、下側ハウジング部分２３でさらに区切られた内部空間を、それぞれ、第１及び第２のチャンバ２５、２６に分割している。図示される実施の形態では、第１及び第２のチャンバ２５、２６は、本質的に等しいサイズであるが、これは、そうである必要はない。

第１及び第２のチャンバ２５、２６の各々には、フィルタカートリッジ１９の底壁の（詳細には図示されない）小さな開口のアレイの形態のそれぞれの出口２７、２８が設けられており、水は、これら出口を通ってフィルタカートリッジ１９を出る。水は、フィルタカートリッジ座部１８の底部に集まる。フィルタカートリッジ座部１８は、フィルタカートリッジ１９の底部の凹部３１内に設けられた突出部３０を受けるように配置された開口を備えた立上り部分２９を有する。この構造の目的は、国際公開第２００５／１１８１０４号に詳細に記載されている。簡単に説明すると、突出部３０は、環状のセグメントの形状を有し、かつ立上り部分２９の上端で開口の内部に設けられたラッチ要素３２と相互作用する。この相互作用は、シーリングリム２１が実際にはフィルタカートリッジ座部１８の上側開口を実際にシールすることを確実にする明確な垂直位置で適所にフィルタカートリッジをロックする。突出部３０はまた、立上り部分２９の上端で開口の残りの部分と一緒に流れ狭窄部を形成している。結果として得られた開口３３のサイズは、立上り部分２９の上端の開口の周囲に沿ったラッチ要素３２の程度によって決定される。

図示されるフィルタカートリッジ１９は、国際公開第２００５／１１８１０４号に記載されたフィルタカートリッジとは、後者がその内部を第１及び第２のチャンバ２５、２６内に少なくとも部分的に分割している隔壁２４を有していない点で異なる。使用時には、第１のチャンバ２５は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む、水を処理するための（図示されない）媒体で充填されている。第２のチャンバ２６は、第１のカウンターイオン種と同じ極性の、少なくとも第２の（即ち、第１のものとは異なる）カウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む、水を処理するための（図示されない）媒体で充填されている。第１及び第２のチャンバ２５、２６中の媒体は、それらを通過する水中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されている。一例では、この差は、第１及び第２のカウンターイオン種が（少なくとも最初の使用時に）それぞれ第１及び第２のチャンバ２５、２６中にもっぱら存在するという事実によって説明される。

一実施の態様では、第１のチャンバ２５中の媒体は、水素型の弱酸性イオン交換物質と第１のカウンターイオン種の陽イオンを加えられた弱酸性イオン交換物質との混合物を含む。比率は、第１の出口２７を出る処理された水の所定のｐＨを達成するように選択される。媒体は、選択的に、活性炭の粒状物、あるいは銀が含浸されたか銀で覆われたかの少なくとも一方である粒状物を含む。同様に、第２のチャンバ２６中の媒体は、水素型の弱酸性イオン交換物質と第２のカウンターイオン種の陽イオンを加えられた弱酸性イオン交換物質との混合物を含み、これら２つの比率は、第２の出口２８を出る処理された水の所定のｐＨを達成するように選択され、これは、第１の出口２７を出る処理された水のものと同じである必要はない。

フィルタカートリッジ１９の製造を簡単にするために、第１のチャンバ２５中の、及び第２のチャンバ２６中のイオン交換物質は、同じ（即ち、機能的部位を提供する物質が同じ）であることができる。これは、例えば、それを２つに切断して、それを破砕して、それの内部の媒体からプラスチックのハウジング２２、２３を分離することによって、吸引フィルタカートリッジ１９のリサイクルを簡単にする。

上述したフィルタシステムでは、液体を処理するための媒体は、単一のハウジングの内部に収容されたホルダで保持され、ハウジングは、フィルタシステムの交換可能なフィルタカートリッジのものである。これは、異なる種のイオンの所望の比率で水を提供するために、既存のフィルタシステムを適合させることを可能にする。また、それぞれ、吸引フィルタカートリッジ１のための唯一の機械的インターフェースと、フィルタカートリッジ１９のための唯一のフィルタカートリッジ座部１９とが必要である。

図１並びに図２を参照して上述したフィルタシステムの代替形態において、図５に概略的に図示されるようなフィルタシステム３４は、２つの吸引フィルタカートリッジ３５、３６を有する。吸引フィルタカートリッジ３５、３６は、本質的に、国際公開第２００６／０４０１２１号に記載されたタイプのものであり、即ち、隔壁１２がない。吸引フィルタカートリッジ３５、３６は、処理される水を貯蔵するためのタンク３８の底壁３７に接続される、交換可能なタイプである。機械式インターフェース（図示されない）は、それぞれ、取着手段と、第１及び第２の導管部分３９、４０への流体接続手段とを与える。第１及び第２の導管部分３９、４０は、吸引フィルタカートリッジ３５、３６によって処理された水を使用点に圧送するためのポンプ４１の上流に結合している。

第１の吸引フィルタカートリッジ３５は、水を処理するための媒体を保持するためのチャンバを有し、媒体は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む。第２の吸引フィルタカートリッジ３６は、水を処理するための媒体を保持するためのチャンバを有し、媒体は、第１のものと同じ極性の、少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む。第１及び第２の吸引フィルタカートリッジ３５、３６中の媒体は、処理される水中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されている。処理される水の第１の画分のみが第１の吸引フィルタカートリッジ３５のみを通って導かれ、処理される水の第２の画分のみが第２の吸引フィルタカートリッジ３６のみを通って導かれるが、吸引フィルタカートリッジ３５、３６からの処理された水の流れが使用点の前に結合されるので、少なくとも、全体のこれらのそれぞれの割合に関する限り、イオンの所定の混合を処理された水に与えることが可能である。

他の例でのように、第１の吸引フィルタカートリッジ３５中の媒体は、水素型の弱酸性イオン交換物質と第１のカウンターイオン種の陽イオンを加えられた弱酸性イオン交換物質との混合物を含むことができる。第２のチャンバ２６中の媒体は、水素型の弱酸性イオン交換物質と第２のカウンターイオン種の陽イオンを加えられた弱酸性イオン交換物質との混合物を含むことができる。少なくとも最初に、第２の吸引フィルタカートリッジ３６の第１の陽イオン種を加えられたイオン交換物質はない。なぜならば、吸引フィルタカートリッジ３５、３６は分離しており、これらが別々のそれぞれのハウジングを有するという点で、それぞれのカートリッジのイオン交換物質は同じである必要はないからである。また、第１及び第２の吸引フィルタカートリッジ３５、３６は、水を処理するために同じ量の媒体を含む必要はない。

異なるイオン種の割合がフィルタシステム３４の使用中に変化されることができるようにするために、可変流路抵抗４２が第１の導管部分３９に設けられている。従って、第２の吸引フィルタカートリッジ３６のみを通過して処理された水の量に対する第１の吸引フィルタカートリッジ３５を通過して処理された水の量が変化されることができる。代わりの実施の形態では、第１及び第２の導管部分３９、４０の各々に別々のポンプがあるが、可変流路抵抗４２を備えた図示される実施の形態は、一般的に、製造するのがより安くなる。

同様の原理は、図６に概略的に示されるような重力駆動フィルタシステム４３に適用される。このシステムは、一般的に国際公開第２００５／１１８１０４号に図示されたタイプであり、同じフィルタカートリッジを利用する。即ち、これは、図４に示されるが、隔壁２４がない。従って、フィルタシステム４３は、処理される水を受けるために挿入可能な漏斗４５を備えた水差し４４を有する。この漏斗４５は、第１及び第２のフィルタカートリッジ座部４６、４７を有し、各々が、図４に示されるタイプのフィルタカートリッジを収容するが、隔壁２４がない。

処理される水の画分は、第１のフィルタカートリッジ座部４６のフィルタカートリッジのみを通過し、また、処理される水の第２の画分は、第２のフィルタカートリッジ座部４７のフィルタカートリッジのみを通過する。

使用時には、第１のフィルタカートリッジ座部４６は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む液体を処理するための媒体を有するフィルタカートリッジを収容する。第２のフィルタカートリッジ座部４７は、第１のカウンターイオン種と同じ極性の、少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含む液体を処理するための媒体を有するフィルタカートリッジを収容する。第１及び第２のフィルタカートリッジ中の媒体は、処理される水中のイオンと第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されている。特に、第１のフィルタカートリッジ中の媒体は、水素型の弱酸性イオン交換物質と第１のカウンターイオン種の陽イオンを加えられた弱酸性イオン交換物質との混合物を含むことができる。第２のチャンバ２６中の媒体は、水素型の弱酸性イオン交換物質と第２のカウンターイオン種の陽イオンを加えられた弱酸性イオン交換物質との混合物を含むことができるが、少なくとも最初に、第１のカウンターイオン種のイオンを加えられたイオン交換物質はない。第１及び第２のフィルタカートリッジに異なるイオン交換物質（即ち、機能的部位を提供する物質）を使用することが可能である。

汎用性を最大にするために、第１及び第２のフィルタカートリッジ座部４６、４７に挿入されるフィルタカートリッジは、同一の形状のハウジングを有することができる。処理される水中に存在するイオンの混合物は、カートリッジ中の媒体の適切な構成によって排他的に設定されることができる。代わって、フィルタカートリッジ座部４６、４７とその中に挿入されたそれぞれのカートリッジとの間の相互作用によって与えられる流路抵抗は、２つのフィルタカートリッジ座部４６、４７間で異なることができる。さらに、特に、開口３３のサイズは、フィルタカートリッジ座部の立上り部分２９の内周のまわりに部分的に延びているラッチ要素３２の異なる程度により異なることができる。従って、ユーザは、どのフィルタカートリッジ座部４６、４７内にフィルタカートリッジが挿入されるかを選択することによって、ミネラルの組成に影響を与えることができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内で変更されることができる。例えば、液体を調整するためのシステムは、インラインシステム（即ち、フィルタカートリッジが圧力下で水の導管に設けられたフィルタヘッドに接続されているシステム）用のフィルタカートリッジに含まれることができる。

ここに開示されたシステムは、処理される液体として水を用いて説明してきたが、これらは、他の液体、特に、飲料の調整にも同様に適している。

１…吸引フィルタカートリッジ、２…ベース、３…ハウジング、４…第１のチャンバ、５…第２のチャンバ、６…第３のチャンバ、７…環状の入口チャンネル、８…入口開口、９…第１のチャンバの底壁、１０…接続チャンバ、１１…出口、１２…隔壁、１３…バイパス導管、１４…出口開口、１５…第２及び第３のチャンバの底壁、１６…水差し、１７…漏斗、１８…フィルタカートリッジ座部、１９…フィルタカートリッジ、２０…蓋、２１…シーリングリム、２２…上側ハウジング部分、２３…下側ハウジング部分、２４…隔壁、２５…第１のチャンバ、２６…第２のチャンバ、２７…第１の出口、２８…第２の出口、２９…立上り部分、３０…突出部、３１…凹部、３２…ラッチ要素、３３…開口、３４…フィルタシステム、３５…吸引フィルタカートリッジ、３６…吸引フィルタカートリッジ、３７…底壁、３８…タンク、３９…第１の導管部分、４０…第２の導管部分、４１…パンプ、４２…流れ抵抗、４３…フィルタシステム、４４…水差し、４５…漏斗、４６…フィルタカートリッジ座部、４７…フィルタカートリッジ座部。

欧州特許第２２６３５０３号 欧州特許第２０２２７６０号 国際公開第２００６／０４０１２１号 国際公開第２００５／１１８１０４号

Claims (12)

1. 水のような液体を調整するためのシステムであって、
   液体を処理するための媒体の第１のホルダ（５；２５；３５）を具備し、前記第１のホルダ（５；２５；３５）中の前記媒体は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、
   液体を処理するための媒体の第２のホルダ（６；２６；３６）を具備し、前記第２のホルダ中の前記媒体は、前記第１のカウンターイオン種と同じ極性の少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６；３５，３６）中の前記媒体は、前記液体中のイオンと前記第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されているシステムにおいて、
   このシステムは、前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６；３５，３６）の前記第１のホルダのみを通って処理される前記液体の第１の画分と、前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６；３５，３６）の少なくとも前記第２のホルダを通って処理される前記液体の第２の画分とを導くように配置されていることを特徴とするシステム。
2. 前記第１及び第２のカウンターイオン種は、陽イオン種であり、特に、水素以外の陽イオン種であり、さらに、特に、ナトリウム、カリウム及びマグネシウムを含むグルーブからの陽イオン種である請求項１のシステム。
3. 前記第１のホルダ（５；２５；３５）中の前記媒体と前記第２のホルダ（６；２６；３６）中の前記媒体との少なくとも一方は、水素型の陽イオン交換物質を含む請求項１又は２のシステム。
4. 前記第１のホルダ（５；２５；３５）中の前記媒体及び前記第２のホルダ（６；２６；３６）中の前記媒体は、水素型の陽イオン交換物質を含む請求項３のシステム。
5. 前記第１のホルダ（５；２５；３５）中の前記陽イオン交換物質は、水素以外の特定の陽イオン種を部分的に加えられており、前記第２のホルダ（６；２６；３６）中の前記陽イオン交換物質は、水素以外の他の陽イオン種を部分的に加えられている請求項３又は４のシステム。
6. 前記第１及び第２の媒体は、同じタイプのイオン交換物質のみを含む請求項１ないし５のいずれか１のシステム。
7. 前記第１のホルダ（５；２５；３５）中の前記媒体は、前記第２のホルダ（６；２６；３６）中の前記媒体に含まれたイオン交換物質とは異なるように選択されたイオン交換物質を含む請求項１ないし５のいずれか１のシステム。
8. このシステムは、前記第１及び第２のホルダ（５，６）のいずれも通らずに処理される前記液体の少なくとも第３の画分を導くように配置されている請求項１ないし７のいずれか１のシステム。
9. ハウジングを有する交換可能なカートリッジを具備し、前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６）は、前記ハウジングの内部に配置されている請求項１ないし８のいずれか１のシステム。
10. 少なくとも２つの交換可能なカートリッジ（３５，３６）を具備し、各々がそれぞれのハウジングを有し、前記第１及び第２のホルダは、前記ハウジングのそれぞれの内部に配置されている請求項１ないし８のいずれか１のシステム。
11. 水のような液体を調整する方法であって、
    液体を処理するための媒体の第１のホルダ（５；２５；３５）を通って調整される液体を導くことを具備し、前記第１のホルダ（５；２５；３５）中の前記媒体は、少なくとも第１のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、
    液体を処理するための媒体の第２のホルダ（６；２６；３６）を通って調整される液体を導くことを具備し、前記第２のホルダ（６；２６；３６）中の前記媒体は、少なくとも第２のカウンターイオン種を加えられたイオン交換物質を含み、前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６；３５，３６）中の前記媒体は、前記液体中のイオンと前記第１及び第２のカウンターイオン種の少なくとも一方を異なる程度に交換するように構成されている、方法において、
    前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６；３５，３６）の前記第１のホルダのみを通って処理される前記液体の第１の画分と、前記第１及び第２のホルダ（５，６；２５，２６；３５，３６）の少なくとも前記第２のホルダを通って処理される前記液体の第２の画分とを導いて、前記第１のホルダ（５；２５；３５）を通って導かれる液体と前記第２のホルダ（６；２６；３６）を通って導かれる液体とを一緒にさせることを特徴とする方法。
12. 請求項１ないし１０のいずれか１のシステムを含む液体処理装置（１６，１７）用のカートリッジか、前記液体処理装置（１６，１７）に挿入されたとき、請求項１１に係る方法を実行するために前記液体処理装置（１６，１７）を構成するように構成されているカートリッジ。

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